文档介绍：预防和矫正H型梁焊接变形的探讨
摘要:H型钢具有强度高、质量轻、耐用性好等优点,在各种大型结构中被越来越广泛地采用。然而H型钢的焊接变形问题是常见又很难解决的问题,文章结合工程实际,探讨H型钢焊接变形的预防和矫正。
关键词:H型钢;变焊接变形;形预防;矫正措施
近几年随着科技和生产的发展,在钢构件的制作安装中,H型钢的使用相当广泛。H型钢具有优越的结构型式和良好的力学性能而成为钢结构的主要架构模式,广泛应用于工业和民用建筑中。在H型梁的制作过程中,焊接变形成为整个制作过程最突出的问题,因此焊接变形控制是H型钢制造质量的关键。文章通过H型梁焊接变形的问题机理分析,并结合理论与生产中的实践经验,总结出避免焊接变形的方法,与大家共同研究。
1 产生焊接变形的原因分析
H型梁在焊接过程中焊接热场的不均匀性是产生焊接变形的最主要原因。由于焊接时局部被加热到融化状态,在该焊区产生压缩塑性变形,焊缝金属在凝固和冷却过程中,体积要发生收缩,而其他部位有阻止其收缩,因而使焊件产生变形和焊接残余应力。由于焊接结构的焊缝分布不同等因素可产生收缩变形、扭曲变形、角变形、弯曲变形、波浪变形等,H型梁焊接变形主要有:角变形、扭曲变形和弯曲变形。
角变形:角变形发生的根本原因是横向收缩变形在厚度上的不均匀分布。焊缝正面的变形大,背面的变形小,这样就造成了构件平面的偏转,既形成翼板角变形。
扭曲变形:由于焊件装配质量不好,H型钢搁置不当,焊接顺序和焊接方向不合理,都可能引起扭曲变形,但根本原因还是由于焊缝的纵向收缩和横向收缩所致。
弯曲变形:由于温度在翼板或腹板上分布不均匀引起翼板或腹板的纵向收缩而产生的。腹板两边受热不均匀,导致两边收缩量不一致,产生弯曲。
2 焊接变形的预防措施
影响焊接变形的原因多方面,如焊接方法、接头形式、坡口角度、装配间隙、对口质量、焊接速度、H型钢的自重等。
设计合理的焊接结构
合理的焊接结构是保证焊接的工作量最小,是控制焊接变形的第一步。首先应选择合理焊缝形式和尺寸,其次尽可能减少不必要的焊缝,使焊接工作量最小,最后应合理安排焊缝的位置,避免焊缝大量集中,增大焊接应力。
采取适当的工艺措施
下料的控制
下料时有两个方面要注意问题:焊接时有1%收缩余量,所以下料时应该考虑到焊接收缩余量;二是在下料时有可能腹板旁弯,导致H型钢向上拱起,因此要控制腹板下料时的切割变形。
反变形法
依据经验和理论计算,预先对焊件变形的大小和方向做出估计,将焊件反向压弯或者焊接时施加反向外力使之变形。反变形法仅仅适用长度较短的薄板,在大型H型梁生产中应用不多。
刚性固定法
刚性大的焊件焊接后变形一般都比较小,而刚性比较小的焊件需要采用专用夹具以提高焊件刚性,来减小变形。这个方法防止H型梁的角变形、扭曲变形效果好。在焊接结束时,焊件工作温度冷却到室温后,才可去掉刚性固定。
热调整法
焊接变形主要是不均匀加热造成的。若焊接线进行预热,可减少焊接热影响区的温度和结构的温度差降低不均匀加热的程度,就会有利于减少焊接变形。减小受热区宽度的措施有:小电流快速不摆动代替大电流慢速摆动焊接,小直径焊条代替大直径焊条,多层焊代替单层焊,用氩弧焊焊和埋