试论控制焊接变形在钢结构制作中的作用

杨华 吴同军 韩松林

摘要：随着材料学的进步与发展，现代制作工艺更加青睐于钢结构所带来的高强度与高刚度。但是在钢结构制作工程中难免会由于焊接工艺不良导致其发生形变，从而影响钢结构的外观与质量，故本文主要总结控制钢结构制作过程中焊接变形的方法，并强调其作用。

关键词：焊接变形;钢结构;控制方法;作用

引言：

钢结构制作离不开钢材之间的连接，而为了保证钢材的连接强度，有关方面通常会采用焊接形式来实现钢结构的整体稳定性与美观性。但是由于焊接工艺自身需要伴随较高的作业温度，因此会在一定程度上影响钢材的原有物性，从而在焊接后导致钢结构出现相应的焊接变形。为了解决这一问题，有关人员建立了成熟的控制焊接变形的方法，故本文对其方法进行总结并讨论其作用。

1.控制钢结构制作过程中焊接变形的方法

1.1规范焊接顺序

对于规范焊接顺序这一方法而言，通常针对于构造较为复杂的钢结构制作。一般情况下，人们在初次接触钢结构焊接时，常规思路通常为按照生活习惯对钢结构以横纵贯穿的顺序进行焊接。但是钢结构焊接不同于普通结构的拼接，最大差异在于焊接的连接方式会在作业过程中产生大量的温度变化，若未能按照规定顺序进行焊接，会导致钢结构成品在完成时出现较大的形变累积，严重影响成品质量。为此，有关人员应该摒弃焊接方向上的常规思路，以优先处理小型结构、滞后处理复杂大型结构的顺序进行焊接，从而尽量较小每个环节带来的形变积累，并在大型结构拼接过程中予以矫正，最后保证钢结构形变最小化[1]。

1.2设计强度较高的焊接节点

在进行钢结构施工之前，一定需要有关人员对整体的钢结构进行设计，并规范对应的焊接节点，为了更加有效的减少焊接所带来的变形问题，设计人员一定要充分考虑钢材的自身结构，将强度较高的位置设定成焊接节点，并保证钢结构整体的美观性。这不仅需要设计人员具有一定的审美高度，同时还需要设计人员对于钢材的型號、物性具有非常深的了解，才能在设计上尽量规避焊接的变形风险，增加钢结构的实用性。例如，在进行桥梁相关的钢结构设计过程中，大梁与承重柱的焊接节点设计位置通常接近截面中轴位置，这样不仅能够保证整体构造的美观性，同时还能使焊接节点处于材料强度最大的位置，即便其发生微观上的形变，对于其他位置所能产生的影响也通常较小。

1.3借助固定夹具进行焊接

焊接夹具对于焊接工艺而言一直都是较为有效的辅助工具。在钢结构的实际焊接过程中，由于个别钢材的体积较大、结构较为复杂、焊接点较为深入等原因，需要借助机械系统帮助焊接人员或焊接机器人对钢材进行固定。而经过设计的焊接夹具不仅能完美契合钢材形状，还能在焊接过程中控制钢材的稳定性，使焊缝或焊点在整个连接过程中不会出现松动问题，为焊接提供更优的作业空间。同时随着工业技术的不断发展，当下很多焊接夹具具有相对完善的降温功能，其主要作用是保证钢材在焊接过程中能够迅速得到降温，从而减少钢材由于温度变化而引起的收缩及应力变形，使钢结构制作尽量还原设计尺寸[2]。

1.4反变形法

所谓反变形法，即是通过运用钢材在焊接中固有的形变趋势，来满足人们对于钢结构的最终要求。该方式对于整个钢材焊接的发展起到了一定的推进作用，同时也在一定程度上说明有关技术人员对于钢材焊接变形的深入了解，因此只有充分了解钢材焊接的变形量与变形趋势，才能将原本不受控制的焊接变形化为己用，是一种非常聪明的焊接方式。

而有关人员在利用钢材焊接的反变形法时，需要注意以下内容：第一、先以焊接变形方向的反方向为基础来进行变形;第二，注意在焊接的基础上直接弥补预先变形和转接变形，这样才能够更好地提升焊接的质量;第三，焊接技术人员可以在分析大型钢结构要求的基础上选择合适的焊接材料，再直接选择合适的焊接材料的规格。上述内容说明，在进行焊接反变形的过程中，需要钢结构制作的本身设计能够满足利用反变形的条件，同时也要注意钢材型号、物性在焊接过程中所产生的影响，只有这样才能帮助有关人员更好的利用该方法实现最终焊接目的。

此外，对于反变形的应用，有关人员也要掌握一定的数据收集技巧，在材料变形数据不够精准的情况下，需要学会控制变量的方式对材料的实际变形情况进行记录，并将收集的结果应用到实际焊接作用过程中。而在收集数据时，一定要针对作业的环境温度、焊接位置、焊接时间等参数进行详细记录，并保证实际焊接过程中与实验条件一致。

2.控制焊接变形在钢结构制作中的作用

通过对于钢结构制作中控制焊接变形的方法介绍，可知为有效解决钢结构的变形问题，有关人员不惜开发多种控制办法，来减少钢材在焊接过程中所发生的必然形变。这说明，焊接变形对于钢结构制作的影响是较为巨大的，而控制焊接变形不仅能够有效帮助钢结构制作满足预期设计要求，提升其美观性与结构强度，还能有效促进工业过程中，钢结构制作对于上下流程的衔接，极大程度上增强工业企业的工作效率，从而更好的推动整个行业的发展与进步[3]。此外，控制焊接变形还能为钢结构的设计工作提供良好的数据支持，当设计人员充分掌握钢材焊接变形时，对于整体设计尺寸的把控将会更为精准，从而提升设计效率，降低设计成本。

3.结束语

综上所述，对于控制焊接变形对于钢结构制作能够产生非常有益的促进作用，有关人员要正确认识到这一点，并不断优化控制焊接变形的方法，为钢结构制造业的进步而不断努力。

参考文献

[1]王旭.波形钢腹板梁全熔透焊缝高效焊接方法的应用及变形控制[J].焊接技术，2021，50（08）：86-91.

[2]孙陈晨，姜金泉.设备钢结构制造难点及控制要点[J].建筑施工，2021，43（08）：1527-1529.

[3]赵兴刚.钢结构制作中防止焊接变形的实践分析[J].科技创新与应用，2021，11（19）：95-97.