鋼結(jié)構(gòu)焊接變形與控制矯正_secret.doc

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鋼結(jié)構(gòu)焊接變形與控制矯正 　　 [摘要]：本文介紹了鋼結(jié)構(gòu)焊接變形和原因，影響變形的因素，防止和減少變形的措施及變形矯正方法。
[關(guān)鍵詞]：焊接變形影響因素預(yù)防措施。
　　鋼結(jié)構(gòu)連接普遍采用焊接，且對(duì)于一些重要焊縫一般都采用全熔透焊接。
金屬焊接時(shí)在局部加熱、熔化過(guò)程中，加熱區(qū)的金屬與周邊的母材溫度相差很大，產(chǎn)生焊接過(guò)程中的瞬時(shí)應(yīng)力。
冷卻至原始溫度后，整個(gè)接頭區(qū)焊縫及近縫區(qū)的拉應(yīng)力區(qū)與母材在壓應(yīng)力區(qū)數(shù)值達(dá)到平衡，這就產(chǎn)生了結(jié)構(gòu)本身的焊接殘余應(yīng)力。
此時(shí)，在焊接應(yīng)力的作用下焊接件結(jié)構(gòu)發(fā)生多種形式的變形。
殘余應(yīng)力的存在與變形的產(chǎn)生是相互轉(zhuǎn)化的，認(rèn)清變形規(guī)律，就不難從中找到防止減少和糾正變形的方法。
　　
一、焊接變形的形式與原因： 　　鋼結(jié)構(gòu)焊接后發(fā)生的變形大致可分為兩種情況：即整體結(jié)構(gòu)的變形和結(jié)構(gòu)局部的變形。
整體結(jié)構(gòu)的變形包括結(jié)構(gòu)的縱向和橫向縮短和彎曲（即翹曲）。
局部變形表現(xiàn)為凸彎、波浪形、角變形等多種。
　　1.1變形常見(jiàn)基本形式 　　常見(jiàn)焊接變形基本形式有如下幾種：板材坡口對(duì)焊后產(chǎn)生的長(zhǎng)度縮短（縱向收縮）和寬度變窄（橫向收縮）的變形；板材坡口對(duì)接焊接后產(chǎn)生的角變形；焊后構(gòu)件的角變形沿構(gòu)件縱軸方向數(shù)值不同及構(gòu)件翼緣與腹板的縱向收縮不一致形成的扭曲變形；薄板焊接后母材受壓應(yīng)力區(qū)由于失穩(wěn)而使板面產(chǎn)生翹曲形成的波浪變形；由于焊縫的縱向和橫向收縮相對(duì)于構(gòu)件的中和軸不對(duì)稱(chēng)引起構(gòu)件的整體彎曲，此種變形為彎曲變形。
　　 　　圖1焊接變形的基本形式 　　這些變形都是基本的變形形式，各種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)變形都是這些基本變形的發(fā)展、轉(zhuǎn)化和綜合。
　　1.2焊接變形的原因： 　　在焊接過(guò)程中對(duì)焊件進(jìn)行了局部的、不均勻的加熱是產(chǎn)生焊接應(yīng)力及變形的原因。
焊接時(shí)焊縫和焊縫附近受熱區(qū)的金屬發(fā)生膨脹，由于四周較冷的金屬阻止這種膨脹，在焊接區(qū)域內(nèi)就發(fā)生壓縮應(yīng)力和塑性收縮變形，產(chǎn)生了不同程度的橫向和縱向收縮。
由于這兩個(gè)方向的收縮，造成了焊接結(jié)構(gòu)的各種變形。
　　
二、影響焊接結(jié)構(gòu)變形的因素： 　　影響焊接變形量的因素較多，有時(shí)同一因素對(duì)縱向變形、橫向變形及角變形會(huì)有相反的影響。
全面分析各因素對(duì)各種變形的影響，掌握其影響規(guī)律是采取合理措施控制變形的基礎(chǔ)。
否則難以達(dá)到預(yù)期的效果。
　　1）焊縫截面積的影響：焊縫截面積是指熔合線(xiàn)范圍內(nèi)的金屬面積，焊縫面積越大，冷卻時(shí)收縮引起的塑性變形量越大。
　　2）焊接熱輸入的影響：一般情況下，熱輸入大時(shí)，加熱的高溫區(qū)范圍大，冷卻速度慢，使接頭塑性變形區(qū)增大，不論對(duì)縱向、橫向或角變形都有變形增大的影響。
但在表面堆焊時(shí)，當(dāng)熱輸入增大到一定程度時(shí)，由于整個(gè)板厚溫度趨近，因而即使熱輸入繼續(xù)增大，角變形不再增大，反而有所下降。
　　3）工件的預(yù)熱、層間溫度影響：預(yù)熱溫度和層間溫度越高，相當(dāng)于熱輸入增大，使冷卻速度減慢，收縮變形增大。
　　4）焊接方法的影響：在建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接常用的幾種方法中，除電渣焊以外，埋弧焊熱輸入最大，在其他條件如焊縫面積等相同情況下，收縮變形最大。