1 焊接局部变形
1.1 原因
1)工件刚度较小或不均匀,焊后收缩,变形不一致。
2)工件焊缝排列不均匀,造成收缩不均匀,焊缝较多的地方收缩较大,变形较大。
3、施工人员操作不当,没有分层、分段、间断对称施焊,焊接电流、速度、方向不一致,造成工件变形不一致。
4)焊接时咬边过大,造成焊接应力集中,变形过大。
5)焊接处放不平整,应力集中释放时造成变形。
1.2 注意事项
1)设计时尽量使工件各部位刚度及焊缝均匀排列,并对称设置焊缝,以减少截面,保证焊缝密集。
2)建立合理的焊接顺序,减少变形,如先焊主焊缝,后焊次要焊缝,先焊对称位置焊缝,后焊不对称焊缝,先焊收缩量大的焊缝,后焊收缩量小的焊缝,先焊对接焊缝,后焊角焊缝等。
3)对于尺寸较大、焊缝较多的工件,应采用分段、分层、间断焊接,并控制电流、速度、方向一致。
4)手工焊接较长焊缝时,应分段采用间断焊接方法,从工件中部向两端进行焊接。焊接时人员应对称分散布置,避免因热量集中而产生变形。
5)若大型加工件形状不对称,在组焊前应将小零件焊在一起,矫正变形,以减少整体变形。
6)焊接过程中应经常翻转工件,以抵消彼此的变形。
7)对焊接后易产生角变形的部位,焊前应进行预变形处理。例如钢板V型坡口对接接头,焊前应将接口处适当抬高,以便焊后变平整。
8) 可通过外部焊接加强筋增加工件刚度来限制焊接变形。 加强筋应位于收缩应力的对侧。
1.3 治疗方法
对于变形的构件,如果变形不大,可用夹具手工矫正,如果变形较大,可用炮矫正,局部变形可用火烤外部,角变形可用烘烤、千斤顶矫正。
2.工件侧弯
2.1 原因
1)构件组立未搭设平台,基准面侧向弯曲,焊接后产生弯曲。
2)构件节点处间隙不均匀,焊接后构件向间隙较大的一侧收缩、弯曲。
3)焊接及焊接工艺顺序不当,或强行装配,焊后残余应力大,或焊后放置不均匀,支点太少,或位置不正确,造成弯曲。
4)运输、堆放及吊装点不当,造成工件向一侧弯曲。
2.2 注意事项
1)构件组装应在水平的钢平台上进行,焊接前应挂线检查。
2)构件节点间间隙应保持均匀一致,并按工艺设计的焊接顺序进行焊接,避免焊接不对称。
3)工件运输、堆放、吊装各点受力应一致,避免产生较大的侧向应力,造成侧向弯曲。
2.3 治疗方法
用火焰法通过一侧三角加热法矫正脊柱侧弯,或用千斤顶拉直。
3. 元件失真
3.1 原因(针对桁架构件)
1)节点角钢拼接不紧,间隙不均或节点尺寸不符合要求,焊接后收缩不一样。
2)装配工艺和焊接顺序不当,焊接不是分层、分段、间断对称进行,而是每次只焊一个节点或一个面,造成变形。
3)部件在地面上组装,基准面不平整,造成工件尺寸不准确,焊接后产生扭曲。
4)对于刚性差的工件,翻件时未进行加固,翻件后未检查找平就进行焊接。
3.2 注意事项
1) 砍伐前,先将节点放样,然后根据放样尺寸进行砍伐。
2)将拼接节点的连接角钢用卡箍或卡口夹紧在母材上,用点焊固定,然后组装。
3)构件在平台上组装,对于尺寸较大的构件,可用马登调平器作为主要安装基准面,沿构件全长画线或用水平仪调平,确认符合设计尺寸后,用点焊固定构件,方可进行焊接。
4)焊接时人员应对称分布,以分散收缩应力和利用自身刚度抵消部分变形。
5) 组对焊接位置应平整,支点正确,避免焊接应力释放时产生变形。
6)加工隔断时,对角线误差应控制在1~2mm范围内。
7)起吊或翻倒时,应防止物体坠落和受到猛烈冲击,侧向刚性较差的物体应在翻倒前加固,翻倒后应找平。
8)装配节点应有防变形措施。
3.3 治疗方法
一般采用千斤顶加压和火焰烘烤加热相结合的方法矫正扭曲,视扭曲程度可用火焰将扭曲部位的主焊缝打开,用火焰矫正腹板或翼板,然后再焊接矫正。
4. 元件挠度
4.1 原因
1)生产时拱高不符合设计和规范要求。
2)制造角度不准确或构件尺寸不符合设计要求。
3)线路布设不正确,拱度值考虑不周钢结构焊接误差范围,过小。
4) 连接处没有夹紧。
5)屋架组件的中间支撑点(顶部)下沉或弯曲。
4.2 注意事项
1)构件布置、拼装时,应按设计规范规定的拱度值砌筑拱顶。
2)严格按钢结构构件的允许偏差进行检查,如发现拼装节点角度有误差,应及时处理。
3)严格控制小装配过程中的累积偏差。
4)拼装屋架时,应计算支撑点及支架有足够的强度和刚度,支撑点应压实。
4.3 治疗方法
对于已经发生偏斜的构件,应将中间节点处的焊缝剪除,按要求拱起后再进行重新焊接。
5.焊缝开裂
5.1 原因
1)焊件碳含量过高或硫、磷成分过高且分布不均匀。
2)焊条质量差或采用强度、性能与母材差别较大的焊条,造成强度不足,造成撕裂。
3)定位点焊数量太少或零件本身误差较大,无法装配。未经定位焊接而强行变形,应力过大,使焊缝开裂。
4)刚性较大构件的焊接范围、顺序、方向选择不当。
5)厚焊件未预热或在低温下焊接,使焊缝冷脆。
6)由于结构本身原因或存在间隙,造成严重的应力集中。
7)焊接后构件受到强烈的冲击、振动。
5.2 注意事项
1)严格检查焊件材质,控制硫、磷含量在允许范围内。
2)正确选择适合母材的焊条和焊剂。
3)合理设置定位点焊接数量,避免在强制变形的情况下进行定位焊接,防止焊接应力过大。
4)根据结构情况,正确选择焊接顺序和方向,先焊收缩量大的焊缝。
5)低温焊接厚焊件时,应对母材进行预热、保温,焊后缓慢冷却。
6)改进设计结构,避免间隙,减少应力集中。
7)焊接构件在运输、堆放和吊装过程中钢结构焊接误差范围,必须严格采取预防措施,防止强烈碰撞和振动。
8)适当提高焊缝形状系数。采用对称、分段、多道、多层、间断的焊接方法,消除焊接应力,提高焊缝强度。
六,结论
焊接作为钢结构构件加工的基本方法,在机械加工行业中应用十分广泛,正确的操作是保证工件质量的前提,因此需要在现有研究的基础上,理论与实践相结合,不断探索总结,进一步了解和掌握焊接操作要点,提高焊接水平。