浅析H型钢结构焊接变形及控制

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  1 焊接变形产生原因 
　　钢结构在焊接过程中会产生焊接应力和变形，造成焊接应力和变形的因素有很多，但焊件受热的不均匀性是其根本的原因。结构在焊接时，由于局部高温加热从而造成焊件上温度分布不均匀，从而导致构件产生不均匀膨胀，而低温区的限制了高温区的膨胀，终导致焊件焊后发展成焊接变形。其次，是由焊缝金属的收缩、金相组织的变化以及焊件刚度的不同引起的。另外，焊缝在焊接结构中的位置、装配焊接顺序、焊接方法、焊接电流及焊接方向等对焊接应力与变形也有一定影响。 
　　2 H钢的焊接变形的种类 
　　焊接变形按照外观形态分为收缩变形、角变形、弯曲变形、波浪变形和扭曲变形。H 型钢在制造过程中，主要产生角变形、弯曲变形和扭曲变形。 
　　2.1 角变形 焊缝的横向收缩沿板厚的不均匀分布是导致角变形的根本原因。 
　　2.2 弯曲变形 弯曲变形主要是结构上的焊缝布置不对称或焊件断面形状不对称，焊缝收缩引起的变形。弯曲变形的大小用挠度f进行度量。挠度f是指焊后焊件的中心轴偏离焊件原中心轴的大距离。当纵向焊缝位置偏离构件截面的中心轴时（如图1），不仅产生纵向收缩，而且由于等效收缩力FP而产生弯曲变形。根据材料力学，其产生的大挠度为： 
　　f =■（1） 
　　式中：f弯曲变形挠度（cm）；E-弹性模量（MPa）；FP假想的纵向收缩力（N）；S-偏心矩（cm）；L-焊缝长度（cm）；I-截面惯性矩（cm4）。 
　　2.3 扭曲变形 焊缝角变形沿焊缝长度方向的不均匀分布是产生扭曲变形的根本原因。一般发生在有数条平行的长焊缝的焊件上，如焊接工形梁。扭曲变形的产生往往与焊接方向或顺序不当有关。 
　　3 影响H钢结构焊接变形的因素 
　　3.1 焊接方法及其工艺规范的影响 H钢结构制造时一般的焊接方法有埋弧自动焊、手工电弧焊和CO2气体保护焊。不同的焊接方法产生的热量不同，造成的变形也不同。同一焊接方法中，由于焊接工艺规范的不同所产生的焊接变形也不同。H钢结构在施焊前要通过焊接工艺评定制定工艺规程，但在具体进行实际生产时，一些单位不执行工艺文件，进行大线能量施焊而造成焊接变形。 
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