钢结构焊接变形与焊接应力研究.pdfVIP

Engineering Technology and Application 2017 4 ·72 · | 工程技术与应用 | 年 月 钢结构焊接变形与焊接应力研究 王丰景 （中铁十六局集团电务工程有限公司，北京 100018） 摘 要：钢结构通常是指由钢板、钢管及热轧型钢等构件焊接而成的结构，在焊接过程中难免发生焊接变形的情况。如 果不对钢结构焊接变形采取有效合理的措施进行控制，则很有可能会在钢结构焊接中产生不必要的麻烦。为了减少钢结 构在施工中产生安全隐患，文章从钢结构焊接变形的类型入手，详细分析各种类型的成因，并对钢结构焊接变形的控制 策略进行探讨，以期能为钢结构的焊接施工提供参考依据。 关键词：钢结构；焊接变形；焊接应力 TU391 A 2096 2789 2017 04 0072 02 中图分类号： 文献标志码： 文章编号： - （ ） - - 钢结构的优势在于其自重、强度及抗震上，同时在 出其他形式的变形。 施工难度和时间上有着明显的优势，为建筑行业以及钢 3.2 残余应力的分类 材去产能带来了契机，得到广泛采用。但是钢结构的缺 在进行焊接冷却后，部分焊件中仍残存未消除的应 陷和潜在隐患依然存在。例如随着钢结构使用时间增长， 力。通常情况下，称此类残存应力为焊接残余应力，根 其疲劳破损机脆性情况会愈加严重，同时防腐蚀能力也 据残余应力的方向区别，将残余应力分为纵向应力、横 减弱。文章从对钢结构焊接的残余应力的分类、产生原 向应力及沿焊缝厚度方向的残余应力三类别。 因及解决措施等方面进行剖析，阐述了应对残余应力的 4 钢结构焊接变形控制的策略分析 几条建议，希望对类似工程提供可供参考和借鉴的意见。 钢结构焊接变形首先要在设计阶段的控制策略上，对 1 焊接应力和焊接变形的定义 钢结构进行科学合理的结构形式设计，有利于从根本上 在钢结构焊接过程中，由于焊接时产生的热源以及 有效控制钢结构焊接变形。在设计过程中，要熟知各种 焊接热循环的影响，使焊件不均匀受热，在焊件上形成 不同焊接变形种类的起因及相应的特点，选择最合适的 了不均匀的温度区域，致使焊件根据钢结构的特性不均 焊接形式及焊缝尺寸，利用科学合理的方法设计出符合 匀的收缩及膨胀，使焊件内部形成焊接应力引起形变。 焊接要求的可行策略，合理布置焊缝的数量及焊缝尺寸 焊接应力根据焊件材质、焊接时施工方法、焊接工艺及 的大小。做到在结构安全的情况下尽可能减少焊缝的数 固定时的拘束程度等，造成不同的焊接应力大小及分布， 量及焊缝的尺寸，焊缝数量多、尺寸大，钢结构受到的 按照焊接应力作用方向可将其分为三大类，分别为单向 热源就会增多，产生焊接变形的机会就会增大。因此在 力、双向应力及三向应力。薄板的对接焊划归为双向应力； 钢结构节点的设计阶段，要合理分析结构节点受力情况， 大厚度焊件、丁字焊缝划归为三向应力，其具有纵向应力、 对焊缝的数量及其尺寸进行最大程度的有效控制，减少 横向应力及厚度方向产生的应力。三向应力会使钢结构 焊接变形现象的产生。 的脆性断裂更易发生，降低材料的塑性，是一种存在安 焊缝的位置应与钢结构的截面对称或尽量靠近钢结 全隐患的应力状态。