鋼結(jié)構(gòu)變形的預(yù)防和矯正

1、鋼結(jié)構(gòu)變形的預(yù)防和矯正我叫張林：是中石機(jī)電鋼結(jié)構(gòu)分公司的職工,寫這篇文章對(duì)我個(gè) 的技術(shù)總結(jié).制作中預(yù)防鋼結(jié)構(gòu)件變形的措施：防止鋼結(jié)構(gòu)件變形的措施可以以圖紙?jiān)O(shè)計(jì)和制作工藝兩個(gè)方面來解決。1、設(shè)計(jì)措施(1)合理地選擇焊縫的尺寸和形式，焊縫的尺寸直接關(guān)系焊接的工作量和焊接變形的大小。焊縫的尺寸過大，不但焊接量大，而且焊 接變形也大，固此在保證鋼結(jié)構(gòu)件承載能力的條件下設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡 量采用較小的焊接尺寸。(2)盡可能減少不必要的焊縫，在鋼結(jié)構(gòu)件中應(yīng)該力求焊縫數(shù)量少， 避免不必要的焊縫。在設(shè)計(jì)焊接鋼結(jié)構(gòu)件時(shí)，一般是用加強(qiáng)阻來提高鋼結(jié)構(gòu)件的穩(wěn)定性和剛性，反而不經(jīng)濟(jì)，因?yàn)檫@樣做不但增加了 制作的工作量，而且往往

2、是鋼結(jié)構(gòu)件焊接后產(chǎn)生很大的變形。從而 增加了矯正的工作量，如果適當(dāng)?shù)卦黾影搴?，減少加強(qiáng)且，即使鋼結(jié)構(gòu)件的重量稍重還是比較經(jīng)濟(jì)。(3)合理安排焊縫的位置；在設(shè)計(jì)安排焊縫時(shí)，應(yīng)盡可能使焊縫對(duì)稱 于載面的中性軸，或者使焊縫接近中性軸。2、工藝措施(也就是方法)(1)構(gòu)件夾固法；為了防止一些中小型構(gòu)件的焊接變形，我通常先將工作用鋼性較好 的夾具固定，然后再進(jìn)行焊接。這樣工作在高溫帶冷卻過程中產(chǎn)生的收縮變形被夾具強(qiáng)制克服，此方法對(duì)一些塑性較好的低碳鋼特別 適用，因?yàn)樵诤缚p近在發(fā)生一些塑變形，對(duì)低碳鋼的機(jī)械強(qiáng)度影響 不大。不過這種言談舉止示適用于高強(qiáng)度鋼板的焊接，因?yàn)闉橄拗?文治武功，應(yīng)力反而增大，這樣做

3、就容易我行我素裂縫。例如，30噸以下的橋式起重機(jī)上的小車。用構(gòu)件夾固法來防止變 形其效果就很好。30噸以下的橋式起重機(jī)（也稱行車）的小車是由6mmK 8 mm的鋼板組成彳復(fù)試箱體的鋼結(jié)構(gòu)件，它的焊接面單一（保在一個(gè)方面施焊， 焊接后收縮力也在一個(gè)方面）。焊接量大，其變形量也就大了，采 用了構(gòu)件夾固法后其很好的克服了焊接過程中高溫帶焊接冷卻后我 行我素的收縮變形，從而使鋼結(jié)構(gòu)件達(dá)到了技術(shù)要求確保了產(chǎn)品質(zhì) 量。（2）反變形法，在制作一些中板長(zhǎng)型鋼結(jié)構(gòu)件中，必須采用反變形法來控制焊接變 形，首先判定焊件在冷卻后會(huì)產(chǎn)生變形的方向和大小，然后在焊接 前冷焊件以大小相等，方向相反的變形，來抵消構(gòu)件由于焊接

4、反引 起的變形。這種方法是人為控制的，如果掌握得好，其效果會(huì)很好， 產(chǎn)品也就符合技術(shù)要求。這種反變形，可以講是塑性反變形，也可 以是彈性反變形。例如圖工字0的制作，在裝配前結(jié)算出焊接變形的大小和方向，在 裝配時(shí)給予構(gòu)件一個(gè)相反的方向的變形，使其與焊接變形相抵消。組裝時(shí)(焊前)焊后(3)選擇合理的裝配焊接順序：不同的裝配焊接順序會(huì)產(chǎn)生不同的焊接變形。在構(gòu)件制造施焊過程中，正確的裝配和焊接順序是相當(dāng)重要的，優(yōu)其是在施焊過程中要分清00備件先焊哪里，后焊哪里，總這要使焊件受00均勻，冷卻也要均勻，這樣就減少了變形和產(chǎn)生較大的應(yīng)力：例如所示:如上圖所示的焊接00是由兩根槽鋼，若干隔板和蓋板組成的，槽鋼

5、與蓋板間用角焊縫1來聯(lián)接，隔板與蓋板及槽鋼間分別用角 焊縫2和3來聯(lián)接。對(duì)于這個(gè)構(gòu)件的制作施工可以采用三種不同 的裝配和施焊方案。(1)先反隔板與槽鋼裝配在一起，然后焊接角焊縫了，由于焊縫了的大部分在槽鋼中性軸以下，焊縫的橫向收縮產(chǎn)生了上撓度十三。再將蓋板與槽板加隔板裝配起來，焊接焊縫1由于焊縫1位于構(gòu)件斷面中軸以下，焊縫1的縱向收縮引起上撓充十，最后焊接焊縫2,由于焊縫2也位于斷面中生軸以下，焊縫 2的橫向收縮引起上撓充十二。最后合成構(gòu)件的變形，其數(shù)值為00000000。(2)先將槽鋼與蓋板裝配在一起，焊接焊縫1,由于焊縫1在構(gòu)件中斷面中生軸以下，它的縱向收縮引起構(gòu)件產(chǎn)生上撓充十一，。再裝

6、配隔板，焊接焊縫2焊縫2的橫向收縮引起上撓度十二，最后焊 接焊縫了，此時(shí)由于槽鋼與蓋板已形成一個(gè)整體，其中性軸從槽 鋼的本身中心向下移，使焊縫 3大部分處于中性軸上，因此焊縫 3的橫向收縮引起構(gòu)件下?lián)?，其?shù)值為00000O焊后構(gòu)件的合成撓度為000000(3)先將隔板與蓋板裝配起來，焊接焊縫 2,焊接時(shí)，蓋板下于自由 狀態(tài)，只能產(chǎn)生橫向收縮和角變形。若同時(shí)采用鋼性固定法將蓋 板固定在平臺(tái)上，其角變形可以控制的，由于蓋板12有和槽鋼連接，因此焊接焊縫2時(shí)的收縮并不線起構(gòu)件上撓，即 00000000然 后裝配槽鋼，焊接焊縫1引起上撓充000o再焊接焊縫順序引起的 焊接變形完全不同，第一種方法的撓曲

7、變形最大，第二種方法小 于第一種，而第三種方法又小于第二種，也就是第三種的變形量 最小，首先在于反焊縫2的焊接安排在蓋板與槽鋼的焊接之前， 這樣就使焊縫2可以自由收縮，使它的 槽向收縮不致于加到具有 較大鋼度的槽鋼和蓋板的組合體上去，其次，把焊縫3的焊接安排在槽鋼與蓋板組成整體之后，這時(shí)槽鋼和蓋板組合體的斷面中 生軸下移，使得焊縫3的中心和斷面中性軸的相對(duì)位置較第一方 案起了變化，結(jié)果產(chǎn)生了與焊縫 1引起的撓度方向相反的下?lián)隙龋糠值牡窒撕缚p1引起的上撓度，減少了構(gòu)件的整體變形鋼結(jié)構(gòu)件變形的矯正矯正就是對(duì)00000焊件在制造過程中發(fā)生變形而不符合技術(shù)要求 或超出制造公差的部位進(jìn)行一定的加工，

8、使其發(fā)生一定程度的反 變形，從而達(dá)到技術(shù)要求所規(guī)定的正確幾何尺寸。其原理是利用金屬的塑性，通過外力或局部加熱的作用迫使0000000焊結(jié)構(gòu)件鋼材變形的緊縮區(qū)域內(nèi)較短的纖維伸長(zhǎng)，或使疏 松區(qū)域內(nèi)較長(zhǎng)的纖維縮短，最后使鋼材各層纖維的長(zhǎng)度趨近相等而 平直，其實(shí)質(zhì)是通過對(duì)鋼材變形的反變形來達(dá)到矯正釧焊結(jié)構(gòu)件的 目的。矯正的方法可分為手工矯正、機(jī)械矯正、火焰矯正等幾種，手工矯正即由人工使用簡(jiǎn)單的工具由人為進(jìn)行矯正的方法。機(jī)械矯正 即借助各種矯直機(jī)，壓力機(jī)等機(jī)械行星達(dá)到目的方法，火焰矯正即用火焰加熱變形部位，利用熱脹冷縮的原理使結(jié)構(gòu)件中產(chǎn)生反變 形的方法。但往往有的鋼結(jié)構(gòu)件變形復(fù)雜，有時(shí)單獨(dú)一種方法無法

9、奏效，這就要求要用多種方法同時(shí)采用才能解決問題。例如手工矯正和機(jī)械矯正 000008mm勺鋼板對(duì)接焊縫，鋼板在焊接過程中通過移動(dòng)高溫電弧加熱，焊縫和焊縫附近的金屬 溫度得過且過高，其余大部分金屬不受熱。受熱金屬膨脹，周圍不 受熱金屬不膨脹，相當(dāng)于鋼性固定，于是，受熱金屬的膨脹受到阻 礙和抵制，產(chǎn)生了壓縮變形。而焊完冷卻后，焊縫和焊縫附近的金 屬因收約收縮而變短。卻不受到周圍未受熱的金屬的限制，就產(chǎn)生 了內(nèi)應(yīng)力，以致產(chǎn)生變形。手工矯正的工序是用平重和大重搞打焊縫讓其收縮的部倍伸展從而達(dá)到鋼板焊接后的平整，機(jī)械矯正是通過機(jī)械的外力壓迫焊縫讓其伸脹從而達(dá)到平整。再如火焰矯正工字0000的變形由于組裝的原因和焊接后焊縫的收縮，使工字才梁可能產(chǎn)生的變形有角變形，拱變形旁彎變形在實(shí)施矯正前要確定好矯正的部位如角變形是因焊縫收縮影起的 那么就必須在焊縫的反方向加熱，溫度在700-1000C左右，加熱要均勻加熱的溫度要一致拱變形及旁彎變形通常采用三角形加熱讓其反變形其溫度應(yīng)在700-1000 c 左右，