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关于钢结构工程焊接过程

日期:2019-09-04 浏览量:1156

      在钢结构工程的焊接过程中,厚板对接焊后的变形主要是角变形。实际生产中,为控制变形,往往先焊正面的一部分焊道,翻转工件,碳刨清根后焊反面的焊道,再翻转工件,这样如此往复。一般来说,每次翻身焊接三至五道后即可翻身,直至焊满正面的各道焊缝。同时在施焊时要随时观察其角变形情况,注意随时准备翻身焊接,以尽可能地减少焊接变形及焊缝内应力。另外,设置胎模夹具,对构件进行约束来控制变形,此类方法一般适用于异形厚板结构,由于厚板异形结构造型奇特、断面、截面尺寸各异,在自由状态下,尺寸精度难以保证,这就需要根据构件的形状,制作胎模夹具,将构件处于固定的状态下进行装配、定位、焊接,进而来控制焊接变形。

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     选择与控制合理的焊接顺序,即是防止焊接应力的有效措施,亦是防止焊接变形的最有效的方法之一。根据不同的焊接方法,制定不同的焊接顺序,埋弧焊一般采用逆向法、退步法;CO2气体保护焊及手工焊采用对称法、分散均匀法;编制合理的焊接顺序的方针是“分散、对称、均匀、减小拘束度”。

     构件焊接时产生瞬时应力,焊后产生残余应力,并同时产生残余变形,这是客观规律。一般在制作过程中重视的是控制变形,往往采取措施来增大被焊构件的刚性,以求减小变形,而忽略与此同时所增加的瞬时应力与焊接残余应力。对于刚性大、板材厚的构件,虽然残余变形相对较小,但会产生巨大的拉应力,甚至导致裂纹。在未产生裂纹的情况下,残余应力在结构受载时内力均匀化的过程中往往导致构件失稳、变形甚至破坏。因此焊接应力的控制与消除构件在制作过程中显得十分重要。

     控制应力的目标是降低应力的峰值并使其均匀分布。在焊接较多的组装条件下,应根据构件形状和焊缝的布置,采取先焊收缩量较大的焊缝,后焊收缩量较小的焊缝;先焊拘束度较大而不能自由收缩的焊缝,后焊拘束度较小而能自由收缩的焊缝的原则。

     在焊接过程中为了减少焊接热输入流失过快,避免焊缝在结晶过程中产生裂纹,当板厚达到一定厚度时,焊前应进行预热,对焊缝周边一定范围内进行加热,加热温度视板厚及母材碳当量(CE)而定。

     当构件上某一条焊缝经预热施焊时,构件焊缝区域温度非常高,伴随着焊缝施焊的进展,该区域内必定产生热胀冷缩的现象,而该区域仅占构件截面中很小一部分,此外的部分母材均处于冷却(常温)状态,由此对焊接区域产生巨大的刚性拘束,造成很大应力,甚至产生裂纹。若此时在焊缝区域的对称部位进行加热,温度略高于预热温度,且加热温度始终伴随着焊接全程,则上述应力状况会大为减小,构件变形亦会大大改观。

     虽然采取一定措施可控制焊接应力,但是大多数厚板构件焊完后仍然存在相当大的应力,需在构件完工后在其焊缝背部或焊缝二侧进行烘烤以消除残余应力。

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     上海轩颂建筑科技股份有限公司是以上海钢结构施工为主体的上海钢结构公司,有承接大跨度的钢结构厂房、物流库、钢结构库棚,仓储及多层重钢结构的技术分解、生产及安装经验。我国建筑钢结构的焊接技术已有了长足进步和发展,在物理、化学、冶金、材料、电子、计算机、自动控制等学科迅猛发展的今天,随着新技术、新材料、新设备、新工艺的不断涌现,我国建筑钢结构制造与安装焊接技术,必将得到更快更好的发展。


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