H型钢焊接变形的控制与矫正

H型钢焊接变形的控制与矫正

H型钢焊接变形是指在焊接过程中由于热膨胀和冷却沉淀等原因引起的构件形状发生改变的现象。

H型钢焊接变形的控制主要包括预防措施和焊接技术措施两个方面。

首先是预防措施。在焊接前，需要对H型钢进行预热处理，这可以减少焊接时的温度梯度以及热应力。在焊接前应对H型钢进行合理的布局和紧固，以减少焊接时的变形。在焊接时可以选择焊接变形较小的焊缝形式，如间隙焊缝、套接焊缝等。需要选择合适的焊接方法和参数，如焊接电流、焊接速度等，以控制焊接时的变形。

其次是焊接技术措施。焊接过程中，可以用焊缝焊接、预应力焊接、弹性变形等方法进行控制和矫正。焊缝焊接是较常用的方法，可以通过设置不同的焊接顺序和焊接参数来改变热应力分布，从而达到控制和矫正焊接变形的效果。预应力焊接是在焊接前施加预拉应力，这样可以抵消焊接后的冷缩应力，从而减小焊接变形。弹性变形是指在焊接过程中制造刚性支撑，通过弹性变形来抵消焊接变形。这些方法需要根据具体情况选择合适的方法，并进行实际操作。

通过合理的预防措施和焊接技术措施，可以有效地控制和矫正H型钢焊接变形。这不仅可以保证焊接后构件的几何形状和尺寸符合设计要求，还可以提升焊接质量和工作效率。

H型钢焊接变形的控制与矫正

发表时间：2020-10-09T01:48:54.764Z 来源：《建筑学研究前沿》2020年14期 作者： 潘以明[导读] H型钢承载能力大，截面稳定性好适合大型建筑，如厂房、高层建筑、桥梁等。但是焊后变形矫正关系到整体的结构质量，是钢结构制作过程中的一个重要环节，本文介绍了H型钢的变形原因及几种矫正方法。

潘以明

武汉铁路桥梁高级技工学校

摘要：H型钢承载能力大，截面稳定性好适合大型建筑，如厂房、高层建筑、桥梁等。但是焊后变形矫正关系到整体的结构质量，是钢结构制作过程中的一个重要环节，本文介绍了H型钢的变形原因及几种矫正方法。

关键词：H型钢；焊接；变形；矫正；加热方式

H型钢是一种新型经济建筑用钢，它截面形状经济合理，力学性能好，常用于要求承载能力大，截面稳定性好的大型建筑，如厂房、高层建筑、桥梁等。

H型钢的制作，普遍采用焊接，且对于一些重要焊缝一般都采用全熔透焊接，金属焊接时在局部加热，融化过程中，加热区的金属与周边的母材温度相差很大，产生焊接过程中的瞬时应力。冷却到原始温度后，整个接头区焊缝及近缝区的拉应力区与母材在压应力区数值达到平衡，这就产生了结构本身的焊接残余应力。此时，在焊接应力的作用下焊接结构发生多种形式的变形。如果焊接变形不予以矫正，则不仅影响结构整体安装，还会降低工程的安全可靠性。焊接钢结构产生的变形超过技术设计允许变形范围，就应设法进行矫正，使其达到符合产品质量的要求。

一、钢结构焊接变形的形式与原因

钢结构焊接后发生的变形大致可分为两种情况：即整体结构的变形和结构局部的变形。整体结构的变形包括结构的纵向和横向缩短和弯曲。局部变形表现为凸弯、波浪形、角变形多种。

H型钢焊接变形基本形式有以下几种：板材坡口对焊后产生的长度缩短（纵向收缩）和宽度变窄（横向收缩）的变形；板材坡口对接焊接后产生的角变形；焊接构件的角变形沿构件纵轴方向数值不同及构件翼缘与腹板的纵向收缩不一致形成的扭曲变形；由于焊缝的纵向和横向收缩相对于构件的中和轴不对称引起构件的整体弯曲，此种变形为弯曲变形。

ｃ　

（２）研究意义上述几种类型的变形，在焊接　

结构生产中往往是同时出现，互相影响的。一旦出　

现焊接变形就需要花许多时间去矫正：比较复杂的　

变形，矫正工作量可能比焊接本身还要大；有时变　

形太大甚至无法矫正，造成废品。焊接变形不但影　

响结构的尺寸准确和外形美观，而且有可能降低结　

构的承载能力和工程的安全可靠性，乃至引起事故。　

因此研究和掌握焊接变形的规律和控制焊接变形具　

有十分重要的现实意义。　

３．焊接变形原因分析及其控制方法　

（１）纵向收缩变形和横向收缩变形　这两种变　

形主要与焊接热输入、焊缝层数、焊接顺序等造成　

变形的主要原因有关。值得注意的是，纵向和横向　

收缩变形是不可逆的，一旦形成将无法矫正，因此　

我们必须在焊接之前充分掌握好各种因素以最大限　

度控制变形量。首先，要在下料时考虑出一定的焊　

接收缩余量；其次，多层焊要比单层焊引起的纵向　

收缩小，分的层数越多，每层所用的焊接热输入就　

越小，变形也就越小；再次，采用间断焊接也是降　

低纵向收缩变形的有效措施。　

（２）挠曲变形（弯曲变形）　纵向收缩变形和　

横向收缩变形都可以产生挠曲变形，装配焊接次序　

不当、焊接方法选择不合理也可以引起挠曲变形。　

总之，挠曲变形是由于温度在腹板上分布不均匀引　

起腹板的纵向收缩而产生的。合装时先将腹板与两　

翼板点同成Ｈ字截面，然后再采用对称的逆向分段　

退焊法（见图４），就可以使上下两对角焊缝引起的　

挠曲变形基本抵消，使构件保持平直。　

５　４　３　２　１　１　２　３　４　５　

－－＿■———————————————－—　—　－　—－－・—　————————　——————————————————一　中心ｌ　５　４　３　２　１　１　２　３　４　５　

图４　Ｈ型钢焊接示意　

（３）角变形这种变形的根本原因是横向收缩　

变形在厚度方向上的不均匀分布。焊缝正面的变形　

大，背面的变形小，这样就造成了翼板平面的偏转。　

控制角变形的最主要方法就是反变形法，事先估计　

Ｈ型钢结构件的焊接变形控制　

冯丽清　

（三钢小蕉实业发展有限公司，福建三明３６５０１２）　

摘要：以天尊铸业有限公司铸造车间厂房制作为例，对钢柱梁构件焊接过程出现的应力变形进行分析，通过制定合理的焊接工艺和反变　

形措施以及焊后的矫直处理来控制焊接过程产生的各种变形，以保证构件安装质量。　

关键词：埋弧焊接：工艺；Ｈ型钢；变形　

天尊铸业有限公司铸造车间为六跨门式钢架结构厂房，跨度　

１５ｍ，柱距９ｍ，钢结构的主构件均为不同截面的焊接Ｈ型钢，总重　

量达ｌ　６００　ｔ，单根构件重量１～５　ｔ不等，其中钢柱１２４根，抗风柱２６　

根，钢吊车梁２０４根，检修钢梁２３根，钢屋架梁１８６根，均为钢板拼接　

而成，钢架梁、柱，梁柱端头板，加强肋采用Ｑ３４５Ｂ钢板焊接。该工　

程制作量大，时间紧，任务重，Ｈ型钢构在焊接过程中难免产生各种　

变形，如不能很好地控制，势必影响工程的进度与安装质量。控制Ｈ　

型钢构焊接变形不仅是公司厂房制作的需要，而且对于拓展业务，　参与市场竞争都具有非常重要的意义。本文介绍了如何通过制定　

合理的焊接工艺和反变形措施以及焊后的矫直处理把Ｈ型钢构件　

的变形控制在合理范围内。　

１焊接应力变形分析　

焊接过程对焊件进行局部而不均匀的加热，将产生焊缝的纵向　

缩短和横向缩短，焊缝的收缩因受到结构材料的限制而产生焊接内　

应力和变形。变形与焊缝所处位置、焊接的顺序、结构设计、结构刚　

度４个因素有关。焊缝不对称布置、焊接顺序不当会使构件产生弯　曲、扭曲等复杂变形，结构的不对称与结构抵抗变形能力的大小也　

会影响构件的焊接变形。而Ｈ型钢结构件在制作过程中主要的变形　

有翼缘角变形、弯曲变形、轴线扭曲变形，若不采取措施将严重影响　

构件安装质量，因此焊前焊中焊后的变形控制显得尤为重要。　

２焊前反变形控制　

为抵销焊接变形，在焊前装配时，预先将构件向变形的反向进　

行人为变形，以平衡构件焊接时产生的变形。　２．１角变形控制　

本工程钢柱主要由如下４种规格Ｈ型钢制成：ＨＡ７００ｘ４００×