文档介绍：H型钢焊接变形的控制与矫正
摘要:H型钢承载能力大,截面稳定性好适合大型建筑,如厂房、高层建筑、桥梁等。但是焊后变形矫正关系到整体的结构质量,是钢结构制作过程中的一个重要环节,通过分析H型钢的常见焊接变形及其原因,提出了行之有效的预防和控H型钢焊接变形的控制与矫正
摘要:H型钢承载能力大,截面稳定性好适合大型建筑,如厂房、高层建筑、桥梁等。但是焊后变形矫正关系到整体的结构质量,是钢结构制作过程中的一个重要环节,通过分析H型钢的常见焊接变形及其原因,提出了行之有效的预防和控制方法。
关键词:H型钢;焊接;变形;矫正;加热方式
钢结构以其造价低、跨度大、施工周期短、外观新颖别致、总体质量轻、抗震性能好、实用性强等优点得到广泛应。H型钢是一种新型经济建筑用钢,由于其截面形状经济合理,力学性能好,常用于要求承载能力大,截面稳定性好的大型建筑,如厂房、高层建筑、桥梁等。
H型钢的制作,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,融化过程中,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。冷却到原始温度后,整个接头区焊缝及近缝区的拉应力区与母材在压应力区数值达到平衡,这就产生了结构本身的焊接残余应力。此时,在焊接应力的作用下焊接结构发生多种形式的变形。如果焊接变形不予以矫正,则不仅影响结构整体安装,还会降低工程的安全可靠性。焊接钢结构产生的变形超过技术设计允许变形范围,就应设法进行矫正,使其达到符合产品质量的要求。
一、钢结构焊接变形的形式与原因
钢结构焊接后发生的变形大致可分为两种情况:即整体结构的变形和结构局部的变形。整体结构的变形包括结构的纵向和横向缩短和弯曲。局部变形表现为凸弯、波浪形、角变形多种。
H型钢焊接变形基本形式有以下几种:板材坡口对焊后产生的长度缩短(纵向收缩)和宽度变窄(横向收缩)的变形;板材坡口对接焊接后产生的角变形;焊接构件的角变形沿构件纵轴方向数值不同及构件翼缘与腹板的纵向收缩不一致形成的扭曲变形;由于焊缝的纵向和横向收缩相对于构件的中和轴不对称引起构件的整体弯曲,此种变形为弯曲变形。
這些变形都是基本的变形形式,各种复杂的结构变形都是这些基本变形的发展,转化和综合。
二、防止和减少结构变形的措施:
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)。
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,优先采用热能输入较小的焊接方法,如CO2气体保护焊。
(一)厚板焊接尽可能采用多层焊代替单层焊。
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。
(1)T型接头板厚较大时采用开坡口角对接焊缝。
采用焊前反变形方法控制焊后的角变形,此法是生产中最常见的一种方法,预先把焊件做出基本抵消(补偿)焊后弯曲的反变形,来达到防止焊后变形的目的。
刚性固定法:又称为强制法。在实际制作中,对于刚性大的构件焊后变形一般较少。对刚性小的构件可在焊前加强构件刚性,焊后变形也相应减小。在采用这种方法时,必须等焊接冷却后再把夹具和支撑卸去。几种常见的方法有夹具法,支撑法,胎具法,临时固定法,定位焊接法。
(2)采用构件预留长度法补偿焊缝纵向收缩变形。
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