試試這“幾招”可有效降低管桁架焊接變形概率70%以上

管結(jié)構(gòu)相貫節(jié)點(diǎn)，現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2017）根據(jù)節(jié)點(diǎn)相貫鋼管空間關(guān)系給出焊接管節(jié)點(diǎn)分類，包括X型、T型、K型、Y型平面管節(jié)點(diǎn)以及由平面組合而成的空間管節(jié)點(diǎn)KK型、TT型。圓管節(jié)點(diǎn)相貫線剖開呈空間曲面形狀，手工操作難以實(shí)施，現(xiàn)在多用數(shù)控切割機(jī)床根據(jù)深度設(shè)計(jì)編程程序自動(dòng)切割形成不同的坡口，但對(duì)鋼管質(zhì)量要求高，因?yàn)橹挥袌A鋼管才能切出符合要求的相貫線坡口。

焊接變形的危害

鋼管結(jié)構(gòu)焊接時(shí)會(huì)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，被焊桿件施焊和冷卻時(shí)，不均勻溫度場影響產(chǎn)生熱應(yīng)力；金相在金屬組織內(nèi)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力受到結(jié)構(gòu)約束，產(chǎn)生約束應(yīng)力。如果在焊接過程中沒有控制好內(nèi)應(yīng)力則會(huì)造成桿件形狀、尺寸變化，過小變形影響結(jié)構(gòu)拼裝精度，給拼裝帶來困難，過大變形還會(huì)產(chǎn)生裂紋降低結(jié)構(gòu)承載能力。

焊接變形的成因

焊接材料

焊接母材和焊材是影響焊接變形的主要因素。焊接材料屬于金屬，其特有的熱物理性能和力學(xué)性能的變化在焊接過程中都會(huì)帶來?xiàng)U件變形。材料的熱傳導(dǎo)系數(shù)越大，所受到的溫度梯度越小，焊接時(shí)則會(huì)產(chǎn)生較小的焊接變形。金屬材料有熱脹冷縮性質(zhì)，材料的線膨脹系數(shù)增加會(huì)使焊接桿件變形增大。同時(shí)不同材料在化學(xué)成分上存在差別而影響力學(xué)性能，如Q345B結(jié)構(gòu)鋼沖擊韌性較低，G20Mn5鑄鋼在鑄造過程中難免產(chǎn)生縮孔、成分偏析、晶粒粗大等缺陷，這些因素都在一定程度上影響焊接性能。

焊接技術(shù)

焊接技術(shù)對(duì)焊接變形的影響是復(fù)雜的。管桁架結(jié)構(gòu)加工時(shí)，焊接胎架制作、定位和拼裝要求以及運(yùn)輸?shù)纫蛩貨Q定了管桁架管件焊接方式，從而影響焊接電流、焊接電壓、結(jié)構(gòu)定位、固定方法和焊接順序的選用。如多層焊接對(duì)焊接技術(shù)參數(shù)影響較大。

結(jié)構(gòu)因素

焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也是影響焊接變形的一個(gè)重要方面。一般情況下，結(jié)構(gòu)的約束度增加時(shí)，焊接變形相對(duì)減小。焊接過程中，結(jié)構(gòu)構(gòu)件本身的約束隨著結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度增加，隨著焊接工作的開展而不斷變化。在焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，利用耳板或加勁板提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件穩(wěn)定性和剛性可以降低焊接變形。

控制焊接變形的措施

（1）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

針對(duì)工程結(jié)構(gòu)受力分析和所選取材料的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)合適的節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，盡量避免節(jié)點(diǎn)構(gòu)件偏心，或者將偏心限定在允許范圍內(nèi)。

（2）焊接方法

企業(yè)在施工前，針對(duì)具體工程，深入研究焊接方法和拼接順序。在焊接工作中常常采用剛性固定法和反變形法，反變形法借助不同的施焊順序，對(duì)稱性分布的焊接技術(shù)，使不同部位施焊完成后引起的撓曲變形相互抵消，從而減小總焊接變形；剛性固定法是制作焊接胎架將焊接桿件固定在胎架上，或者采用耳板和加勁板增加桿件剛度以此減小焊接時(shí)變形，當(dāng)焊接完成構(gòu)件冷卻后去掉固定設(shè)施。另外，還可以采取低應(yīng)力無變形焊接法，在實(shí)施焊接前對(duì)管件焊縫周邊進(jìn)行預(yù)熱處理，當(dāng)達(dá)到一定溫度后再施焊，同時(shí)焊接中要預(yù)防焊接構(gòu)件局部溫度過高，可先施焊收縮量較大的部位，如施焊空間允許，可以采用多人分段焊進(jìn)行焊接，能夠有效降低焊接殘余應(yīng)力，減小焊縫角變形、翹曲變形和焊縫的彎曲度。