防治钢结构建筑焊接变形的施工技术分析
周佳 王环宇
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周佳 王环宇,. 防治钢结构建筑焊接变形的施工技术分析[J]. 建筑技术学报,2024.5. DOI:10.12721/ccn.2024.157043.
摘要:
随着钢结构建筑日益普及,其应用范围也在不断扩大,这使得焊接技术得以更深入地被利用。目前来看,尽管焊接技术的应用已经相当完善且有严格的标准,但仍存在一些问题,比如钢结构可能出现变形的情况。为了解决这个问题并降低浪费、减少建设成本,必须对现有的焊接技术进行改进。由于其在钢构制造与联结中的关键作用,焊接已被普遍用于各种钢构制备及安装流程。然而,焊接过程所引发的形变问题不但损害了钢结构的外形及其功能,严重的还可能导致焊接部件被毁,从而产生财务亏损。特别是对于大尺寸钢构零件的焊接操作,这个问题尤为明显。因此,需要深入研究各类焊接形变的特点和成因,并且实施有效的策略来限制焊接形变的大小,以便持续提升生产效能、优化钢构项目品质的同时,减少企业的生产开支。
关键词: 钢结构建筑焊接变形施工技术
DOI:10.12721/ccn.2024.157043
基金资助:

1分析焊接变形的主要种类以及其成因

(1)焊接变形定义为焊接产生的变形。这种变形主要源于焊接过程中的热效应及后续部件内的剩余形变情况。其中,焊接后的剩余形变被认为是最关键且最具破坏性的变形类别。对于钢结构而言,其受到的各种变形类型可以归纳为两大类:全局型与局部型;具体又包括以下几种:角度变化、弯曲、收窄、扭曲、波动和偏移等。上述各类变形中有两种特例——角度变化和波动属于局部型,其余均属全局型。总体来说,钢结构中最常见的变形模式就是全局型。

(2)对焊接变形产生的原因进行分析。钢结构的刚度是指结构在承受拉伸和弯曲时的抗变形能力。结构体的刚度主要由截面形状和尺寸决定。比如说,工字钢和纵向桁架的变形受横截面积大小的影响。而工字型、丁字型或其他形状的型钢的弯曲变形则主要受截面抗弯刚度影响。在设计焊接连接缝位置和数量时,要考虑结构的对称性,合理安排焊缝,避免使构件产生非线性变形。焊接工艺也是影响变形的因素,过大的焊接电流、较粗的焊条直径及缓慢的焊接速度可能导致较大的焊接变形。采用手工焊接方法对厚钢板进行焊接会比自动焊接方法产生较小的变形。此外,多层焊接中首层焊缝的收缩变形最大,随后的层次变形量逐渐减小。焊接顺序不当或整体组装焊接时未妥善焊接分部构件都会导致焊接变形。为了减少焊接变形,必须在焊接过程中制定合理的工艺措施来加以控制。

2钢结构修建焊接工艺的开展现状

经过长时间的研究和实践操作,成功地研发出了一种名为"逆向形变技术"的方法来解决因焊接过程而产生的各种形态变化的问题。该方法不仅颠覆传统的手法,而且根据材料角度的变化路径进行了创新式的优化调整工艺流程。当施加电流于金属物体并引发一定程度的不规律弯曲现象后,此项技术的应用能够促成对这些非正常状态下的回复力以达到平衡的目的;这等同于是把由焊接过程中引起的任何形式的影响都给消除掉了——这项新发明使得钢铁构件保持住了稳定的性能特征并且满足预期的外型要求,从而实现了极佳的效果。

3钢结构施工中的焊接工艺

之所以钢结构能够得到广泛应用,是因为它比其他的建筑形式更轻巧、易于保养及使用,并且具有较强的环境适应力。为了实现大规模地利用钢结构,必须具备高超的焊接技术来完成制作和连接工作。在实施焊接的过程中,需要关注每个细微环节,确保焊接后的钢构件品质达标。当执行有关钢结构的焊接任务时,应遵循工程计划规定的材料选择和相关的工艺标准,并在开始之前预留足够的缩减尺寸和切割剩余部分。

在安装悬挂墙体的过程中也需运用焊接技术,需要根据焊接点的位置调整倾角参数,所有预备工作完成之后才能开始焊接操作。首先应明确首根悬挂墙体的定位,以此作为基准设定其他悬挂墙体的位置。安装完毕后,必须精确标注出高度线,包括最顶部和底部的高度都需要正确标识。如果需要焊接无缝钢管,先要确保焊接成功,然后再进行矫正。一旦所有的悬挂墙体相关设备全部就位并检查合格,接下来就要对各连接部位进行全面审查,确保其品质达标,且满足设计标准。

完成全部钢构件的焊接工作之后,需要对其进行粉刷以避免腐蚀。在焊接过程中可能会有残留物质及垃圾出现,应立即清理干净并保持钢构表面的整洁。如果使用的是不锈钢材料,则需采用白色油漆来保护,才能达到最好的防锈效果。借助高科技的焊接技术与精湛的焊接技巧,还必须提升焊接人员的专业技术能力,向人员严格遵循相关焊接规定,定期组织训练和实践操作,以便熟练掌握更高级、更前沿的焊接技艺。

4钢结构焊接工艺形成的变形防治作业

防治钢结构焊接变形主要包括合理选择焊缝,合理选择焊接方法及装焊工艺,焊后及时矫正方法,在焊接钢结构过程中需要根据经验、钢结构大小截面形态等选择合适的工艺方 法,保证焊接质量,避免出现焊接变形,在开始正式的焊接工作之前,必须先确保建立好钢结构节点。在规划焊接节点的过程中,需要记住以下几个关键点:

(1)为了确保焊接节点的合理构造,首先需要控制焊缝的长度与数量。如果使用的焊缝过长且数量过多,容易导致钢结构出现变形问题。因此,必须根据实际情况来确定合适的焊缝长度及数量,并为之做足预备工作,以达到预期标准化的焊缝效果,从而尽可能避免结构变形的发生。

(2)在决定焊缝的大小与长度的过程中,需要同时关注到合适的坡口尺寸和形状,因为这直接影响着钢结构的使用性能及承受力。如果使用不当,可能会降低其在实际应用过程中的承重能力,甚至可能导致关键部位的安全问题。另外,这也减少了焊接时的焊缝横截面,从而降低了钢结构发生形变的可能性。

(3)在焊接钢结构的过程中,必须确保其表面的焊接点具有对称性。

5焊接工艺的改善措施

(1)重视并严格遵循相关的规定及需求来执行选定的焊接顺序于钢铁构造组装或连接的过程中以确保其自身的承压能力满足标准且能达到部件组合的需求及其规程的规定。此外,在大规模金属构建物如大型建筑物的建造过程中,必须先完成所有的小型零件之间的链接后再选择适当的方式继续后续的工作;而当遇到大体积、复杂形状的大量建材的时候则需首先处理好这些小的部分再开始整体搭建工作。

(2) 需要妥善处理逆向变换方法。通常情况下,为了弥补因为温度变化导致的形变问题,会在焊接过程中使用逆向变换方法来进一步调整。这是因为在钢铁构造的焊接技术流程里,焊条会导致部分尺寸收缩,然后根据降温后收缩的原则,导致构建原本的大小有所减少。

总结:综上所述,温度、钢结构材料、焊接顺序、焊接截面等是钢结构焊接变形的常见原因,可以通过合理选择焊缝、合理选择焊接方法焊工艺、焊后及时矫正方法进行防治,避免发生钢结构焊接变形,提高钢结构的焊接质量。

参考文献:

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