钢结构件焊接中存在问题预防措施及处理方法
摘要：介绍了焊接中的局部变形、构件侧弯、构件扭曲、构件下挠等产生的原因，详细阐述了焊接中各种变形的预防措施及处理办法。
关键词：焊接；钢结构；措施
在钢结构工程中，由于有些构件的外形尺寸较大，形状多样，焊缝多，焊接位置不对称，或操作不当等因素，常出现各种焊接问题，影响钢结构的拼装质量和降低钢结构的使用寿命。本文就钢结构制作焊接中存在的问题及产生的原因进行分析，并提出相应的预防措施和处理方法。
1 焊接中的局部变形和角变形
1．1 产生的原因
(1)制作构件的刚性小或不均匀，焊后收缩，变形不一致。
(2)制作构件本身焊缝布置不均、导致收缩不均匀，焊缝多的部位收缩大，变形也大。
(3)加工人员操作不当，未进行对称分层、分段和间断施焊，焊接电流、速度和方向不一致，造成构件变形不符合要求。
(4)焊接时“咬肉”过大，引起焊接应力集中和过量变形。
(5)焊接放置不平，应力集中释放时引起变形。
1．2 预防措施
(1)设，尽量使构件各部分刚度和焊缝均匀布置，对称设置焊缝，减少交叉和密集焊缝。
(2)制定合理的焊接顺序，以减小变形。如先焊构件的主焊缝，后焊次要焊缝；先焊对称部位的焊缝，后焊非对称焊缝；先焊收缩量大的焊缝，后焊收缩量小的焊缝；先焊对接焊缝，后焊角焊缝。
(3)对尺寸大和焊缝多的构件，采用分段、分层和间断施焊，并控制电流、速度和方向一致。
(4)手工焊接较长焊缝时，应采用分段进行间断焊接法，由工件的中间向两头退焊，焊接时人员应对称分散布置，避免由于热量集中引起变形。
(5)形状不对称的大型构件，应将小部件组焊矫正完变形后，再进行总组装配焊接，以减少整体变形。
(6)构件焊接应经常翻动，使变形互相抵消。
(7)对焊后易产生角变形的零部件，应在焊前进行预变形处理。如钢板V形坡口对接，在焊前将接口适当垫高，可使焊后变平；H形钢翼板在有焊缝焊接前预压反变形，亦可消除焊后变形。
(8)对外焊加同件，用增大构件刚性来限制焊接变形，加固件的位置应设在收缩应力的反面。
1．3 处理方法
对已变形的构件，如变形不大，可人工用卡具矫正：如变形较大的，可用火焰矫正；对局部变形可用火烤变形部位矫正；角变形采用边烤边用千斤顶施压的方法予以矫正。
2 构件侧弯
2．1 产生原因
(1)构件组未搭设平台，基准面出现侧弯，焊接后产生弯曲。
(2)构件组装间隙不均，焊接后收缩向间隙大的一侧弯曲。
(3)组装与焊接工艺顺序不当，强行组装，焊接后还存在较大残余应力，焊后放置不平，支点太少或支点位置不正确而产生弯曲。
(4)运输、堆放、起吊点不当，导致构件一侧弯曲变形。
2．2 预防措施
(1) 构件组装应在找平的钢平台上进行，焊接前挂通线检查。
(2)构件节点间隙应保持均匀一致，按工艺设计的焊接顺序进行焊接，避免不对称焊接。
(3)构件运输、堆放和起吊点应保持受力一致，避免其侧向出现大应力而造成侧弯。
2-3 处理方法
采用火焰法，在侧弯的一侧用三角加热法矫正，或用千斤顶矫正。
3 构件扭曲(桁架类构件)
3．1 产生原因
(1)节点角钢拼接不严密，间隙不均或节点尺寸不符合要求，焊接后收缩不一致。
(2)组装工艺与焊接顺序不当，未对称分层、分段或间断施焊，而是将一个节点或一个面一次焊完，从而引起扭曲变形。
(3)构件拼装在地面上进行，基准面高低不平，造成构件焊接后尺寸不准和扭曲不平。
(4)对刚度差的构件，翻身时未进行加固，翻身后未检查找平就进行焊接。
(5)焊接时，未设胎具和夹具等将构件夹紧的工装。
3．2 预防措施
(1)下料前需对焊件节点放样，按放样尺寸下料。
(2)拼装节点的连接角钢与母材之间用夹紧器或卡口卡紧，点焊同定，再进行拼装。
(3)构件在拼台上拼装，尺寸大者可设马凳找平，作为主装基准面，构件全长应拉通线或用水平仪找平。确认符合设计尺寸后，将始点定位点焊同定，再焊接。
(4)焊接时，操作者要对称分散分布，使收缩应力分散，以借自身的刚性抵消部分变形。
(5)组对焊接位置要垫平，支点选择正确，以避免焊接应力释放时产生变形。
(6)隔板加工时，应控制对角线误差在1～2 mm范围。
(7)焊件吊运或翻身时，应防止猛烈冲击，对侧向刚度差的物件翻身前要加固，翻身后要找平。
(8)拼装节点焊接应有反变形措施。
3．3 处理方法
一般扭曲变形，可采用千斤顶顶压和火焰烘烤加热相结合的方式进行矫正。视扭曲变形情况，用火焰打开翘曲处的主焊缝，将腹板或翼板分别用火焰矫正后再焊。
4 构件下挠
4．1 产生原因
(1)制作时未按设计和规范要求拱度起拱。
(2)制作角度不准确或构件尺寸不符合设计要求。
(3)放线时，未考虑起拱数值。
(4)连接处未用卡具卡紧。
(5)屋架立拼装，中间支(顶)点下沉或变曲。
4．2 预防措施
(1)构件放线拼装时，要按设计规范规定的拱度值起拱。
(2)严格按钢结构构件制作允许偏差进行检验。发现拼装节点角度有误，应及时处理。
(3)在小拼过程中，严格控制累计偏差。
(4)屋架立拼装时，支承点和支架应有足够的强度和刚度，支点处须夯实。
4.3 处理方法
已下挠的构件采取割开中间节点焊缝，按要求起拱后，重新焊接处理。
5 焊缝开裂
5．1 产生原因
(1)焊件材质的含碳量过高，硫、磷成分较高或分布不均匀。
(2)焊条质量差或采用与母材强度、性能相差悬殊的焊条焊接，造成强度不够而被拉裂。
(3)定位点焊数量太少或零件本身存在较大误差，组装性差；强制变形不定位和组对焊接造成应力过大而将焊缝拉裂。
(4)刚度大的构件焊接规范顺序和方向选用不当。
(5)厚度大的焊件未进行预热或在低温下焊接，使焊缝冷脆。
(6)由于结构本身构造或存在缺口，引起焊件应力集中。