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摘要：在焊接工艺中，由于焊缝原因，焊件将产生变形，要了解焊接工艺，积累焊接经验，综合分析考虑各种因素，以保证工程中的焊接质量。本文对钢结构焊接变形的成因与控制策略进行研究。
关键词：钢结构焊接；问题；处理方法
中图分类号：TU391文献标识码： A
前言
钢结构在很多的工程施工中由于独特的优势得到了很好的应用，钢结构在进行施工的时候技术非常的成熟，而且，在进行施工的时候时间非常短，在使用方面，以后能够进行回收再利用，因此，在很多领域中都得到了很好的应用。
一、焊接变形的形式
钢结构出现焊接变形的问题有些是在焊接过程中导致的变形问题，有些是焊接完成后在结构中出现的焊接残余变形，对于平台钢结构焊接质量来说对其影响非常大的变形形式是焊接残余导致的变形情况。焊接残余变形对整个钢结构影响的程度都是有很大不同，通常情况下变形也分为整体变形和局部变形，按照其特征来进行划分可以分为收缩变形、弯曲变形和扭曲变形，在平台钢结构焊接过程中出现最多的就是整体焊接变形情况，其对整个钢结构的质量影响也最大。
二、钢结构焊接变形的成因分析
1、温度控制不当
温度是引起钢结构焊接变形的一个重要因素。当温度达到金属熔点甚至高于金属熔点时，不一样的金属就会产生不同程度的膨胀。此时，整个钢结构看起来就会有一种不协调的感觉，即产生了变形。同时，一种金属达到熔点膨胀之后，这种金属本身也具有了一定的高温，会使周围的金属产生不同程度的膨胀，造成焊接变形。
2、钢结构的焊缝位置
在钢结构中有一个总焊缝，将总焊缝安排的位置不同，钢结构焊接的变形程度就不相同。在焊接过程中，钢结构的重力对不同承载力的金属产生相同的压力效果。所以合理地选择总焊缝的位置，将能有效的控制钢结构的焊接变形，提高焊接质量。
3、刚性不同，变形程度不同
相同承载力下，刚性大的钢结构变形程度较小，刚性小的钢结构变形程度则相对较大。所以，钢结构的刚性也是影响其变形程度的重要因素。施工人员应选择较大刚性的钢结构承载较大的重力，选择较小刚性的钢结构承载相对较小的重力，从而尽量避免钢结构焊接变形的产生。
4、焊接残余应力对焊接结构的影响
焊接后的残余应力和变形超过允许范围，则会使结构承受载荷的能力降低，或使其外形受到影响，主要表现为以下四方面。一是对焊接结构强度的影响。焊接残余应力的存在将明显降低脆性材料结构的静载强度。二是对构件加工尺寸精度的影响。三是对受压杆件稳定性的影响。四是对疲劳强度的影响。
二、钢结构焊接变形的控制策略
1、设计措施减小焊接变形
一是尽量减少结构上焊缝的数量和焊缝尺寸，二是避免焊缝过分集中，三是采用刚度较小的接头形式。
2、根据钢结构的用途选择合适的材料
钢结构的用途不同，其所承载的重力也就不相同。施工人员应该根据钢结构的用途选择合适的材料，同时，也应该根据焊缝的位置选择不同熔点的金属，从而控制钢结构在焊接过程中由于承载力和熔点的不同产生的变形。
3、焊接顺序应当具有合理性
通过合理的焊接顺序使得钢结构能够尽可能的符合焊接要求，这样能够大大的提高钢结构的焊接刚性，用以降低型变量。例如钢结构中的H型钢梁，想继续整体的装配，在完成后再焊接，通过该种方式得出的上拱弯曲形变量远远小于一边装配一边焊接的弯曲形变量。对于对称焊缝则必须使用对称焊接法。在钢结构件中一些截面形状相对均匀对称、焊縫的分布较为均匀对称，其施工方式应当使用对称焊接的方式。而在分布不对称焊缝较少的一侧，会由于先焊接缝的刚度较小使得构件结构发生形变。可以适当的调整焊接顺序用以控制焊接形变量，针对长焊缝，在钢结构中，可以适当的进行分段焊接，并对焊接的方向适当的调整，在局部进行焊缝之间的形变抵消，以此消减结构总体的形变量。
4、优化焊接工艺
在开展厚板焊接上都是采取的多层多道焊，通过小电流则有利于焊接变形的降低。每一次焊缝的收头需要熔至上一道焊缝顶端部位大约50 mm的地方，也就是错开50 mm，避免街头集中。在钢板两端还需要增加收弧板与引弧板。
5、做好焊接前准备
对焊接的人员进行资质摸底，对焊工的资质要有非常清楚地认识，对于焊工拥有什么样的资质就干什么样的活，例如拥有手把焊的资质就只能进行手把焊的焊接，不能进行越岗或者越位焊接。对焊接设备也要有一定的了解，要保证焊接设备的性能符合焊接的要求，例如与热输人值有关的电流、电压、焊接速度等都是有一定的要求的。电流或者电压过大都会造成焊接缺陷，所以在焊接过程中必须控制好电压、电流。对于焊接工艺，在焊接前就应该有比较清楚的了解，无论板的焊接还是管的焊接，都需要采用正确的焊接工艺，只有采取了正确的方法，焊接时才能保证质量对于环境因素的影响，必须考虑在内。例如焊接时周围比较潮湿，那么最好除湿，如多周围风比较大，还需要挡风，尤其是对于气体保护焊，对于风比较敏感，要更加注意防风。。
6、消除或减小焊接残余应力的措施
减小焊缝尺寸。在满足设计要求的条件下，不应加大焊缝尺寸和层高，要转变焊缝越大越安全的观念。减小焊接拘束度。拘束度越大，焊接应力越大，所以尽可能不用刚性固定的方法控制变形，以免增大焊接拘束度。降低焊件刚度，创造自由收缩的条件。锤击法减小焊接残余应力。在每层焊道焊完后立即用圆头小锤敲渣或用电动锤击工具均匀敲击焊缝金属，使其产生塑性延伸变形，并抵消焊缝冷却后承受的局部拉应力。
7、刚性固定法
焊前增加焊件刚性，一般都是把焊件固定起来，这样在焊接后强制使得焊件不能自由变形。具体的做法有夹具、定位焊等。在刚性平台上将焊件固定在上面。薄板焊接时，可将其用定位焊缝固定在刚性平台上，并且用压铁压住修补区附近，待修补区焊缝全部焊完冷却后，再磨掉定位焊缝，这样可避免薄板焊接时产生波浪变形。用临时支撑(立条)增加结构件的拘束，在容易发生变形的部位焊上一些临时支撑或拉杆，增加局部的刚度，能有效地减小焊接变形。
8、反变形法
焊接中会出现变形，可以先向焊接变形相反的方向人为的给它变形，这样在焊接完成后，人为的变形会与焊接变形相抵消，可在一定程度上减小焊接变形。这种方法与刚性固定法结合起来效果非常好，在实际的焊接中，这也是最常用的一种方法。
9、留余量法
此法即是在下料时，将零件的长度或宽度尺寸比设计尺寸适当加大，以补偿焊件的收缩。余量的多少可根据公式并结合生产经验来确定。留余量法主要是用于防止焊件的收缩变形。
10、冷焊法
顾名思义，就是通过降低焊件上的温度，减少金属的受热面积，进而减小应力集中减小变形。具体做法有:尽量采用小的线能量施焊，选用直径比较小焊条，小电流、快速焊及多层多道焊。就是利用各种办法将施焊处的热量迅速散走，减小焊缝及其附近的受热区，同时还使受热区的受热程度大大降低，达到减小焊接变形的目的。散热法和冷焊法原理是一样的，就是减少热输人5、火焰矫正在翼缘板上，由于高温会造成板子产生弯曲，而要矫正这一弯曲变形只需要由中间向两端作线状加热。而当沿着一面翼缘板进行加热时可能会产生弯曲和扭曲变形，而为了避免这一情况，需采用两条加热带要同步进行的方法。这种方法在减少焊接内应力的同时还会造成翼缘板在纵向和横向同时有收缩，很难把控。当钢结构的柱、梁、撑产生弯曲变形时，可以采用在翼缘板上作线状加热，腹板上作三角形加热的方法来消除弯曲变形，加热最好由两人同时进行从中间向两边移动移动距离一般离中间20～90mm，当翼缘板比较厚而且比较小时，加热移动的距离可以适当加大，这样就能达到解决弯曲的目的，当在翼缘板上加热完毕后再分别在腹板上作三角形加热，加热的宽度不得超过板厚的2倍。加热应从顶部开始，然后当移动到中心时再向两侧移动，按照上述方法重复直到加热到底为止。加热时要注意温度，温度不能过高否则将造成凹陷变形。
结束语
在进行钢结构设计的时候可以对出现变形的问题采取不同的设计方案，同时在施工工艺和焊接管理方面都可以采取必要的措施，这样能够更好的对焊接变形问题进行控制，同时，也能更好的保证施工的质量。对钢结构变形影响的因素非常多，因此，在进行焊接的时候不可避免的会出现变形的情况，在这种情况下采取一些措施是非常必要的。
参考文献
[1]戴建树.焊接生产管理与检侧[J].机械工业出版社，2003
[2]汪建华，魏良武.焊接变形和残余应力预侧理论的发展及应用前景[J].焊接，2001
[3]汪建华，陈楚.不同接头形状下的焊接传热计算机系统[J]，焊接学报，1990
关键词：钢结构焊接；问题；处理方法
中图分类号：TU391文献标识码： A
前言
钢结构在很多的工程施工中由于独特的优势得到了很好的应用，钢结构在进行施工的时候技术非常的成熟，而且，在进行施工的时候时间非常短，在使用方面，以后能够进行回收再利用，因此，在很多领域中都得到了很好的应用。
一、焊接变形的形式
钢结构出现焊接变形的问题有些是在焊接过程中导致的变形问题，有些是焊接完成后在结构中出现的焊接残余变形，对于平台钢结构焊接质量来说对其影响非常大的变形形式是焊接残余导致的变形情况。焊接残余变形对整个钢结构影响的程度都是有很大不同，通常情况下变形也分为整体变形和局部变形，按照其特征来进行划分可以分为收缩变形、弯曲变形和扭曲变形，在平台钢结构焊接过程中出现最多的就是整体焊接变形情况，其对整个钢结构的质量影响也最大。
二、钢结构焊接变形的成因分析
1、温度控制不当
温度是引起钢结构焊接变形的一个重要因素。当温度达到金属熔点甚至高于金属熔点时，不一样的金属就会产生不同程度的膨胀。此时，整个钢结构看起来就会有一种不协调的感觉，即产生了变形。同时，一种金属达到熔点膨胀之后，这种金属本身也具有了一定的高温，会使周围的金属产生不同程度的膨胀，造成焊接变形。
2、钢结构的焊缝位置
在钢结构中有一个总焊缝，将总焊缝安排的位置不同，钢结构焊接的变形程度就不相同。在焊接过程中，钢结构的重力对不同承载力的金属产生相同的压力效果。所以合理地选择总焊缝的位置，将能有效的控制钢结构的焊接变形，提高焊接质量。
3、刚性不同，变形程度不同
相同承载力下，刚性大的钢结构变形程度较小，刚性小的钢结构变形程度则相对较大。所以，钢结构的刚性也是影响其变形程度的重要因素。施工人员应选择较大刚性的钢结构承载较大的重力，选择较小刚性的钢结构承载相对较小的重力，从而尽量避免钢结构焊接变形的产生。
4、焊接残余应力对焊接结构的影响
焊接后的残余应力和变形超过允许范围，则会使结构承受载荷的能力降低，或使其外形受到影响，主要表现为以下四方面。一是对焊接结构强度的影响。焊接残余应力的存在将明显降低脆性材料结构的静载强度。二是对构件加工尺寸精度的影响。三是对受压杆件稳定性的影响。四是对疲劳强度的影响。
二、钢结构焊接变形的控制策略
1、设计措施减小焊接变形
一是尽量减少结构上焊缝的数量和焊缝尺寸，二是避免焊缝过分集中，三是采用刚度较小的接头形式。
2、根据钢结构的用途选择合适的材料
钢结构的用途不同，其所承载的重力也就不相同。施工人员应该根据钢结构的用途选择合适的材料，同时，也应该根据焊缝的位置选择不同熔点的金属，从而控制钢结构在焊接过程中由于承载力和熔点的不同产生的变形。
3、焊接顺序应当具有合理性
通过合理的焊接顺序使得钢结构能够尽可能的符合焊接要求，这样能够大大的提高钢结构的焊接刚性，用以降低型变量。例如钢结构中的H型钢梁，想继续整体的装配，在完成后再焊接，通过该种方式得出的上拱弯曲形变量远远小于一边装配一边焊接的弯曲形变量。对于对称焊缝则必须使用对称焊接法。在钢结构件中一些截面形状相对均匀对称、焊縫的分布较为均匀对称，其施工方式应当使用对称焊接的方式。而在分布不对称焊缝较少的一侧，会由于先焊接缝的刚度较小使得构件结构发生形变。可以适当的调整焊接顺序用以控制焊接形变量，针对长焊缝，在钢结构中，可以适当的进行分段焊接，并对焊接的方向适当的调整，在局部进行焊缝之间的形变抵消，以此消减结构总体的形变量。
4、优化焊接工艺
在开展厚板焊接上都是采取的多层多道焊，通过小电流则有利于焊接变形的降低。每一次焊缝的收头需要熔至上一道焊缝顶端部位大约50 mm的地方，也就是错开50 mm，避免街头集中。在钢板两端还需要增加收弧板与引弧板。
5、做好焊接前准备
对焊接的人员进行资质摸底，对焊工的资质要有非常清楚地认识，对于焊工拥有什么样的资质就干什么样的活，例如拥有手把焊的资质就只能进行手把焊的焊接，不能进行越岗或者越位焊接。对焊接设备也要有一定的了解，要保证焊接设备的性能符合焊接的要求，例如与热输人值有关的电流、电压、焊接速度等都是有一定的要求的。电流或者电压过大都会造成焊接缺陷，所以在焊接过程中必须控制好电压、电流。对于焊接工艺，在焊接前就应该有比较清楚的了解，无论板的焊接还是管的焊接，都需要采用正确的焊接工艺，只有采取了正确的方法，焊接时才能保证质量对于环境因素的影响，必须考虑在内。例如焊接时周围比较潮湿，那么最好除湿，如多周围风比较大，还需要挡风，尤其是对于气体保护焊，对于风比较敏感，要更加注意防风。。
6、消除或减小焊接残余应力的措施
减小焊缝尺寸。在满足设计要求的条件下，不应加大焊缝尺寸和层高，要转变焊缝越大越安全的观念。减小焊接拘束度。拘束度越大，焊接应力越大，所以尽可能不用刚性固定的方法控制变形，以免增大焊接拘束度。降低焊件刚度，创造自由收缩的条件。锤击法减小焊接残余应力。在每层焊道焊完后立即用圆头小锤敲渣或用电动锤击工具均匀敲击焊缝金属，使其产生塑性延伸变形，并抵消焊缝冷却后承受的局部拉应力。
7、刚性固定法
焊前增加焊件刚性，一般都是把焊件固定起来，这样在焊接后强制使得焊件不能自由变形。具体的做法有夹具、定位焊等。在刚性平台上将焊件固定在上面。薄板焊接时，可将其用定位焊缝固定在刚性平台上，并且用压铁压住修补区附近，待修补区焊缝全部焊完冷却后，再磨掉定位焊缝，这样可避免薄板焊接时产生波浪变形。用临时支撑(立条)增加结构件的拘束，在容易发生变形的部位焊上一些临时支撑或拉杆，增加局部的刚度，能有效地减小焊接变形。
8、反变形法
焊接中会出现变形，可以先向焊接变形相反的方向人为的给它变形，这样在焊接完成后，人为的变形会与焊接变形相抵消，可在一定程度上减小焊接变形。这种方法与刚性固定法结合起来效果非常好，在实际的焊接中，这也是最常用的一种方法。
9、留余量法
此法即是在下料时，将零件的长度或宽度尺寸比设计尺寸适当加大，以补偿焊件的收缩。余量的多少可根据公式并结合生产经验来确定。留余量法主要是用于防止焊件的收缩变形。
10、冷焊法
顾名思义，就是通过降低焊件上的温度，减少金属的受热面积，进而减小应力集中减小变形。具体做法有:尽量采用小的线能量施焊，选用直径比较小焊条，小电流、快速焊及多层多道焊。就是利用各种办法将施焊处的热量迅速散走，减小焊缝及其附近的受热区，同时还使受热区的受热程度大大降低，达到减小焊接变形的目的。散热法和冷焊法原理是一样的，就是减少热输人5、火焰矫正在翼缘板上，由于高温会造成板子产生弯曲，而要矫正这一弯曲变形只需要由中间向两端作线状加热。而当沿着一面翼缘板进行加热时可能会产生弯曲和扭曲变形，而为了避免这一情况，需采用两条加热带要同步进行的方法。这种方法在减少焊接内应力的同时还会造成翼缘板在纵向和横向同时有收缩，很难把控。当钢结构的柱、梁、撑产生弯曲变形时，可以采用在翼缘板上作线状加热，腹板上作三角形加热的方法来消除弯曲变形，加热最好由两人同时进行从中间向两边移动移动距离一般离中间20～90mm，当翼缘板比较厚而且比较小时，加热移动的距离可以适当加大，这样就能达到解决弯曲的目的，当在翼缘板上加热完毕后再分别在腹板上作三角形加热，加热的宽度不得超过板厚的2倍。加热应从顶部开始，然后当移动到中心时再向两侧移动，按照上述方法重复直到加热到底为止。加热时要注意温度，温度不能过高否则将造成凹陷变形。
结束语
在进行钢结构设计的时候可以对出现变形的问题采取不同的设计方案，同时在施工工艺和焊接管理方面都可以采取必要的措施，这样能够更好的对焊接变形问题进行控制，同时，也能更好的保证施工的质量。对钢结构变形影响的因素非常多，因此，在进行焊接的时候不可避免的会出现变形的情况，在这种情况下采取一些措施是非常必要的。
参考文献
[1]戴建树.焊接生产管理与检侧[J].机械工业出版社，2003
[2]汪建华，魏良武.焊接变形和残余应力预侧理论的发展及应用前景[J].焊接，2001
[3]汪建华，陈楚.不同接头形状下的焊接传热计算机系统[J]，焊接学报，1990