文档介绍：钢结构焊接变形与控制矫正
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概括
钢结构连接普遍采用焊接，且对于一些重要焊缝一般都采用全熔透焊接。金属焊接时在局部加热、熔化过程中，加热区的金属与周边的母材温度相差很大，产生焊接过程中的瞬时应力。冷却至原始温度后，整个接种变形的影响，掌握其影响规律是采取合理措施控制变形的基础。否则难以达到预期的效果。
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影响焊接结构变形的因素
(1)焊缝在结构的位置原因
不同的焊缝位置在焊接完成后都会产生不同形态的变形,这主要是由破口角度、 接头形式等结构形态不同而引起的重力性变形。
(2)结构刚性导致的变形
在受力相同的情况下,刚性较大的结构变形就小,而刚性弱则变形大,如较薄的钢结构与小而重的结构进行焊接时,刚性小的薄片结构就容易变形。
(3)焊接顺序和装配原因
一个同样的焊接结构采用不同的床配方法和焊接顺序都会对其变形产生一定的影响,如前面提到的刚性较弱的结构如在安装和焊接顺序上增加了对其的载荷就容易使之变形。
(4)焊接材料的原因
焊接后由于热胀冷缩的原因材料会在焊接后产生一定的变形,而焊接材料的线膨胀系数较大则会对焊接变形影响较大。如:不锈钢和铝材的焊接后变形的几率要大于碳钢材料,就是这个原因。
(5)焊接采用方法的原因
在焊接过程中,焊接使得焊件受热而温度升高,金属材料的导热性会导致整个材料变热,而焊件的体积越大则受热变形的几率也就越大,变形也就越严重。如:实践中气焊比手弧焊的变形大,而手弧焊比气保护焊接的变形严重。因此应当根据材料和工艺的要求选择合适的焊接方法。
(6)焊接规范执行原因
对焊机规范的执行也可以影响焊接的变形,如:变形随着焊接电流的增加而增加,焊条直径越大而变形增大。 因此在焊接中应当根据技术标准尽量选用更加合理的焊接规范来进行操作。
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防止和减少结构变形的措施
1）减小焊缝截面积。在得到完好、无超标缺陷焊缝的前提下，尽可能采用较小的坡口尺寸（角度和间隙）。
2）对屈服强度345MPa以下，淬硬性不强的钢材采用较小的热输入，尽可能不预热或适当降低预热、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）厚板焊接尽可能采用多层焊代替单层焊。
4）双面均可焊接操作时，要采用双面对称坡口，并在多层焊时采用与构件中和轴对称的焊接顺序。
5）T形接头板厚较大时采用开坡口角对接焊缝。
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防止和减少结构变形的措施
6）反变形法。采用焊前反变形方法控制焊后的角变形，此法使生产中最常见的一种方法，而预先把焊件作出基本抵消（补偿）。焊后弯曲的反变形，来达到防止焊后变形的目的。如下图一是V型坡口单面对焊的变形情况，因焊缝的横向收缩，产生了角变形当采用图二所示方法，将焊件预先反方向斜置，焊接后由于焊缝角变形，钢板上转动了一个角度因而基本消除了变形。
7）刚性固定法：又称为强制法。刚性固定法是用强制的手段来减少焊接变形的一种方法。特别是薄板焊件，如果焊前增加它的刚性，焊后变形就可以显著减少，因而在焊时可以不必过分考虑焊接顺序，但这种方法的缺点是有些大件不易固定。另外，焊件完全冷却后，撤除固定夹具，焊件还会有少许变形。如果与反变形法配使用，其效果就更加明显。刚性固定的方法很多，有些采用简单的夹具和支撑，有些是把焊件固定在刚性平台上，有的甚至利用焊件本身来构成刚性较大的组合体。薄板焊接是可采用图三所示的方法，在板焊接时可在板的四周固定位置与平台焊牢，并用重物压在焊缝的两侧，焊完后，待焊缝全部冷却下来再铲除定位焊点和搬掉重物，这样焊件的变形就可以减少。此方法在制作电机防盗箱时最合适。
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防止和减少结构变形的措施
8）锤击焊缝法：此法主要适用于薄板的焊接。当薄板的焊缝及其热影响区还没有完全冷却时，立即对该区域进行锤击，对于厚板则用风枪敲击。
9）采用构件预留长度法补偿焊缝纵向收缩变形。
10）设计上要尽量减少焊缝的数量和尺寸；合理布置焊缝，除了要避免焊缝密集以外，还应使焊缝位置尽可能靠近构件的中和轴，并使焊缝的布置与构件中和轴相对称。
11）正确选择焊接顺序。在钢结构中同时存在对焊缝和角焊缝时，原则上先焊对焊缝，反焊角焊缝。对十字型焊缝和T字型焊缝更应采取正确的顺序，避免焊接应力集中，保证接头焊接质量。采取对称于整个钢结构的中和轴的焊接和采取从中间相两段焊接对减少变形十分有利。对钢结构中强度要求高的重要部位焊接应尽量使接头能自由收缩，不受约束。
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焊接变形的焊后矫正方法
为了达到设计、规范要求，发生了焊接变形的焊接结构构件必须矫正，从另外一个角度来解释，这种矫正实质上都是设法造成新的变形来补偿或抵消已发生的变形。在施工生产中，最常用的焊后残余变形的矫正方