钢结构焊接变形及焊接残余应力的控制措施.doc

钢结构焊接变形、焊接残余应力的控制措施
一、钢结构焊接变形控制措施
1）减少焊缝截面积。在得到完好、无超标缺陷焊缝的前提下，尽可能采取交小的坡口尺寸（角度和间隙）
2）对屈服强度345MPa以下和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和层间温度；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）在满足设计要求的情况下，纵向加强板和横向加肋的焊接采用间断焊接法。
5）采用双面对称坡口，多层焊采用与构件中和轴对称的焊接顺序，如下图：

6）T形接头板厚较大时，采用开坡口角对接焊缝。
7）采用焊前反变形方法，控制焊后的变形。
8）采用钢性夹具固定法，控制焊后的变形。
9）采用构件预留长度法，补偿焊缝纵向收缩变形。如H型钢纵向焊缝每米可预留0.5～0.7mm，每对横肋对应的型钢长度可预留0.5mm。采用预留周长法，补偿圆柱管件的焊缝纵向及横向收缩变形，如板厚
＞10mm时，每个纵向及环向焊缝预留2mm。
10）对于长构件的扭曲，主要靠提高板材平整度和构件组装精度。坡口角度和间隙准确，电弧的指向或对中准确，焊缝角变形、翼板和腹板纵向变形沿构件长度方向一致。
11）设计上要尽量减少焊缝的数量和尺寸；合理布置焊缝，焊缝位置尽可能靠近构件中和轴，布置与构件中和轴相对称，并避免焊缝密集。
12）对于焊缝较多的构件，组焊或结构安装时，要采取合理的焊接顺序。
二、焊接残余应力的控制措施
1）减少焊缝尺寸。
2）减少焊接拘束度。
3）采取合理的焊接顺序。密集焊缝施焊的原则为，根据构件形状和焊缝布置，采取先收缩量较大的焊缝，后焊收缩量较小的焊缝；先焊拘束度较大且不能自由收缩的焊缝，后焊拘束较小而能自由收缩的焊缝。
a.H型梁拼接时，一般翼缘板的厚度大于腹板，需按下图顺序焊接，即先焊翼缘板，后焊腹板。必要时。把翼缘与腹板之间的角焊缝（制造厂焊接）预留一段（300～500mm），待翼缘板和腹板拼接完成后，在施焊。

b.在H型柱安装拼接时，一般先由两名焊工同时焊接两翼缘，后焊接腹板，若翼缘板与腹板厚度相近，应该采取翼缘和腹板同时对称焊接的措施，控制变形和焊缝应力，见a）图，箱形梁的拼接采用四面对称焊接，能最有效地控制应力，见b）图。但由于连接板的障碍和焊工数量等原因，往往仅采取两人相对依次焊接的顺序，见c）图。

c.对于大型结构宜采取分部组装焊接，结构各分部分别进行矫正后，最后总装焊接。
4）降低焊件刚度，创造自由收缩的条件。