在钢结构工程施工中,焊接变形直接影响钢构件和钢结构的安装和使用功能。并且由于在承载时会产生附加弯矩、二次应力等,间接影响钢结构工程的性能,因此焊接变形的控制非常重要。
根据焊接变形的原因和影响因素,可采取以下控制变形的措施:
1、减小焊缝截面积:在获得完整焊缝、无过多缺陷的前提下,尽可能采用较小的坡口尺寸(角度和间隙)。
2、对于屈服强度在345MPa以下、淬透性较弱的钢材,采用较小的热输入,尽量不预热或适当降低预热和层间温度:优先采用热输入较小的焊接方法,如CO2气体保护焊。
3、厚板焊接应尽量采用多层焊,而不是单层焊。
4、在满足设计要求的情况下,纵向加劲板和横向加劲肋可采用间断焊接方法进行焊接。
5、当双面均可进行焊接操作时,应采用双面对称坡口,多层焊接时,焊接顺序应相对于构件中性轴对称。
6、当T形接头厚度较大时,采用坡口角对接焊缝。
7、采用焊前防变形方法,控制焊后角变形。
8、采用刚性夹具固定方式,控制焊后变形。
9、采用构件预留长度法补偿焊缝的纵向收缩和变形。例如钢结构焊接变形,H型钢纵焊缝每米可预留0.5mm-0.7mm,每对横筋对应的型钢长度可预留0.5mm。使用预留周界法。为补偿圆柱形管构件焊缝的纵向和横向收缩变形,如果板厚大于10mm,则每个纵向和环向焊缝均预留2.0mm的周长。
10、对于长构件的变形,主要要提高板材的平整度和构件的装配精度,使坡口角度和间隙准确,圆弧的方向或定心准确,以保证焊缝的角变形以及翼板和腹板的纵向变形值。沿构件的长度一致。
11、设计中应尽量减少焊缝数量和尺寸;焊缝应合理布置。除避免密集焊缝外,焊缝位置应尽可能靠近构件的中性轴,焊缝布置应与构件保持一致。中性且轴对称。
12、装配焊缝较多的构件或安装钢结构工程时,必须采用合理的焊接顺序。
焊接变形的控制与修正
改进焊接设计——
(1)尽量减少焊缝数量
设计焊缝结构时,应避免不必要的焊缝,并尽可能用钢材和冲压件代替焊接件,以减少筋的数量,减少焊接和矫正变形的工作量。
(2)合理选择焊缝形状和尺寸
对于板厚较大的对接接头,宜选用X型槽,不宜选用V型槽。减少熔敷金属总量,以减少焊接变形。在保证足够容量的情况下,应尽可能选择较小的焊缝尺寸。对于不需要强度计算的T形接头,应选择技术上合理的最小焊脚尺寸。并且采用间断焊缝比连续焊缝能够更好地减少变形。
根据设计计算确定T型接头的角焊缝时,应采用连续焊缝代替等强度的断续焊缝,采用双面连续焊缝代替单面连续焊缝。同等强度。以减小焊缝尺寸。
对于应力较大的T形或十字接头,在保证同等强度的情况下,应采用开口角焊缝,与普通角焊缝相比,可大大减少焊缝金属,减少焊缝的变形。
(3)结构形式和焊缝位置的合理设计
结构设计时应考虑构件总装时的最小焊接工作量和最小焊接变形。对于薄板结构,应选择适当的板厚,并减小框架间距和焊接角尺寸,以提高结构的稳定性,减少波浪变形。另外钢结构焊接变形,应尽量避免弧形结构的设计。因为采用平坦的表面可以使处于固定状态的焊接设备相对简单并且易于控制焊接变形。
由于焊缝的横向收缩通常比纵向收缩更显着,因此焊缝应平行于所需焊接变形最小的方向排列。焊缝位置应尽可能靠近截面中心轴线,并尽可能与中心轴线对称,以减少结构的弯曲变形。