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平台钢结构焊接变形的控制

文章出处:包头钢结构     时间:2021-01-08     浏览次数:
    概述
 
    钢结构因其技术成熟、施工周期短、易于回收等独特优势,在海上油气结构设施中得到了迅速发展和普遍应用。而焊接作为一项重要的钢结构制作和连接技术,广泛应用于平台钢结构的预制与安装中,但随之带来的焊接变形问题也日益突出,对钢结构的外形美观、顺利安装和使用功能等造成了一定的影响,而且给焊后带来大量复杂的矫正工作,严重的变形甚至会使焊件结构报废。因此,综合分析平台钢结构焊接变形产生的原因及其影响因素,采取适当措施控制焊接变形,对于保证平台钢结构工程质量具有重要意义。
 
    1、平台钢结构的组成
 
    平台钢结构一般由平台立柱、梁、撑杆、铺板等组成。这些系统构件采用焊接H型钢、热轧H型钢、角钢、槽钢、钢板、结构无缝(有缝)钢管,以及各种用于节点的异型钢和箱形梁等。
 
    2、平台钢结构焊接变形的基本形式及变形分析
 
    2.1平台钢结构焊接变形的基本形式
 
    平台钢结构焊接变形的基本形式有:焊接过程中产生的变形及焊后残留在结构中的焊接残余变形,其中焊接残余变形对平台钢结构焊接质量有较大影响。
 
    焊接残余变形按其对整个结构影响程度不同,可分为整体变形和局部变形;按其特征可分为:收缩变形、角变形、弯曲变形、波浪变形、扭曲变形和错边变形等。在这些焊接残余变形中,角变形和波浪变形属于结构局部变形,其它的属于结构整体变形。而平台钢结构最多发生的是结构整体焊接变形。
 
    2.2平台钢结构焊接变形的原因分析
 
    根据焊接基本原理分析,平台钢结构产生焊接变形的根本原因是:焊接时局部的不均匀加热和冷却使结构中各部分金属热胀冷缩的程度不同,而焊件结构本身是一个整体,各部分金属的膨胀和收缩因受到了周围金属的影响、制约,不能自由地进行,这样在结构内部就会产生焊接变形。
 
包头钢结构
 
    2.3影响平台钢结构焊接变形的因素
 
    2.3.1焊缝的布置
 
    焊缝若沿构件截面分布不对称,则会引起该构件焊接时产生弯曲变形。
 
    2.3.2结构刚性
 
    焊后焊缝一般都产生纵向和横向收缩,这种收缩受到整个结构的限制而产生“收缩力”。对于刚性大的焊接结构在这种力的作用下产生的变形比较小;而刚性小的焊接结构在这种力的作用下就产生较大的变形。
 
    2.3.3装配和焊接顺序
 
    结构的整体刚性总是比它的部件的刚性大,抗变形能力也大。有了合理的装配顺序还需要有合理的焊接顺序配合,以控制变形。
 
    2.3.4备料和装配质量
 
    备料情况和装配质量对焊接变形也会产生影响。例如,装配间隙大,焊缝的横向收缩也大。此外还应考虑焊件的自重和形状,对长形构件,在焊前需恰当地加以支撑。
 
    2.3.5焊接参数
 
    在诸多焊接参数中焊接线能量与焊接变形成正比,焊接线能量越大则焊接时产生的塑性变形区面积越大,焊后的焊接变形越大,反之则越小。决定焊接线能量的因素主要有:焊缝尺寸的大小;焊接的分层方式;焊接的初始温度;焊缝是否连续。
 
    2.3.6焊接方法
 
    对于相同焊件、相同焊缝,不同的焊接方法,其焊接变形也不同,埋弧焊的焊接变形最大,其次为手弧焊,最小的焊接变形为CO2气体保护焊。
 
    在平台钢结构焊接生产中,不同种类的焊接变形往往并不是单独出现的,而是同时出现,互相影响的。只有全面分析影响焊接变形的各种因素,掌握其影响规律,才能采取合理的措施来控制焊接变形。


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