钢结构焊接变形控制措施研究

‍‍

随着建筑行业当中钢结构框架应用的增加，越来越多的建

筑人士开始关注钢结构。由于钢结构凭借其质量小、强度高、

安装方便、施工便捷等诸多优点，逐渐替代了其余的链接方式。

但是，我们也不能够忽视其存在的不足之处。

1钢结构焊接变形的主要类型及其产生原因

1)纵横向收缩变形。在焊接钢结构之后，如果在轴向的方

向出现了收缩变形，就视为纵向变形，在焊缝的垂直方向出现

了收缩变形，就视为横向变形。其中，横向变形主要是因为焊

缝肉熔点之处受热膨胀，并且与周围低温的金属产生了冲击而

形成的。

2)角变形。焊接之后的构建平面围绕着焊缝所产生的角位

移就是角变形。其形成的原因是因为沿着板厚的方向出现了焊

缝的收缩变形量的不同从而造成的。

3)波浪变形。在焊接薄板钢结构的时候，由于焊缝内在应

力的存在，从而产生了波浪形收缩变形，就视为波浪变形。

4)错边变形。在焊接两件钢结构时，如果两侧的钢结构出

现不均匀受热，从而使得焊件在高度与长度之上出现了错位，

就视为错边变形。

2钢结构焊接变形的主要控制措施

2．1钢结构焊接变形在设计中的控制

对于钢结构而言，结构设计的科学与合理，才能够做到最

基本的钢结构焊接变形控制。所以，在设计期间，需要掌握不

同焊接变形的主要起因以及相对应的特点，从而设计出符合钢

结构施工的焊接方式。

1)尽量控制焊缝的数量以及其尺寸，如果钢结构焊缝数量

较多，并且尺寸较大，对于钢结构输入的热量也会变大，就容

易引起较大的钢结构焊接变形。因此，在进行钢结构的节点构

造的设计当中，就需要对焊缝的数量以及尺寸做好最大限度地

控制。

2)在钢结构的焊接方式选择上，应该考虑到焊缝破口的尺

寸与形状，只有在钢结构拥有足够的承载力的同时，合理地选

择破口形状与尺寸，才能够减少焊缝截面面积，从而将钢结构

的焊接变形做到最大化控制。

3)为了钢结构焊接操作更加方面，应该避免焊缝的焊接位

置处于仰面，这样也可以保持焊接质量不受影响。如果无法避

免仰面焊接的情况，就需要对钢结构全方位的焊接技能有一个

详细的了解，才能够避免焊接变形的出现。

2．2钢结构焊接变形在施工中的控制

在钢结构焊接的过程中，需要将焊缝的不同形式以及节点

的不同构造看作一体，通过焊接工艺的选择，从而有效地控制

施工当中钢结构焊接变形的出现。

1)考虑到对称焊缝，就需要在施工中选择对称焊接的方式。

一般来说，刚度相对较小的结构，先行焊接的焊缝出现结构变

形的可能性越大。所以，如果焊缝布置的位置相对均匀，就需

要采取对称焊接的方式来避免焊接变形的出现。

2)如果焊缝不对称，需要先焊接焊缝较少的一侧，然后再

进行另外一侧的焊接。

3)对于焊接之后产生的角变形，对其控制，就可以选择在

焊接之前进行反变形的方式。

4)如果能够满足设计标准，在进行钢结构焊接的时候，应

尽可能选择纵向焊接以及横向加强肋的方法，也就是间断焊

接法。

5)如果T形接头板的厚度较大，就需要选择开破121角进行

焊接地对接处理。 ，

6)通过对构建长度预留的方式，也可以做好一定的变形情

况以及焊缝纵向收缩的补偿，比如，对于H形的纵向焊缝，在

每一米之内就可以预留0．5 llm一0．7’lnm。

3实际案例分析—— 上海市中心大厦

龙钢公司8万煤气柜工程结构主要采取的巨型框架+核心

筒+伸臂桁架抗侧力结构体系，其结构为钢一混凝土，整个钢

结构用量在1100 t，其特点为：节点复杂、构件重大、焊接变

形控制难度较高、安装经度要求较高，为了做好焊接变形控制，

就需要从以下几个方面进行控制。

图1 多层多道焊缝示意图

1)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(详细见图i)。每一

次焊缝的收头需要熔至上一道焊缝顶端部位大约50 mln的地方

也就是错开50 him，避免街头集中。在钢板两端还需要增加收弧

板与引弧板。

2)节点装配焊接顺序需要合理利用。考虑到图2当中的节

点1，3的现场焊接变形较大，所以，需要根据图示先完成两端

焊接，然后再进行腹杆的链接，最终进行中间螺栓的施工。针

对中间的螺栓节点临时固定时，可以使用临时连接板包夹腹板

和翼缘在临时连接板之上可以选择长圆孔或者是开扩大孔的方

式，并且投入一定量的临时螺栓，才能够应对焊接时的收缩变形，

之后再替换加工厂根据实际测得的数据制作的连接板，才有利

于节点连接质量控制。

1 l口 礴麟 l [=l

蝶橼蝰按一4 一 ／ I4j{检连接 蝎雠接

．5 l

州

=l=

螭l捻连梭 2

～

蕊 H f { 蝴聪r — 戮

图2 环带桁架与巨型柱的连接

4 结束语

总体而言，确保建筑工程钢结构焊接的精确度，就需要从

设计、施工、检查等诸多方面进行综合控制。 对于钢结构焊接

的成因分析上，不仅要分析成因所具有的性质，找准钢结构焊

接变形形成的根源性问题来做好钢结构变形的合理、有效控制，

然后再分析出现钢结构焊接变形其余可能存在的因素，才能够

做好钢结构焊接变形的合理控制。

参考文献

[1】梁晋平．对钢结构焊接变形的控制和矫正[J]．山西冶金，

2O12(05)： 56-57．

[2】黄杰，钟德日月．钢结构焊接技术探讨[J】．山西建筑，2010

(30)：96-98．

共塔，在周围铺设有地网。由120根铜线组成，全场120 m。以

塔底作为中心，3度夹角向四周放射铺设。这种接地方法，对

全固态发射机而言，接地不是很理想。经过研究，对接地系统

进行改造，专门做一个深4 Ill的地井，埋设紫铜板，加上木炭、

食盐、降阻剂等，与120根地网连接在一起，起到很好的引流

作用。

5实际效果

由于雷击事故对我台全固态发射机各种器件都造成了一定

程度的损坏，经过技术人员的努力，采取以上几种防雷措施以后，

发射机运行正常，经过几次的雷击考验，没有出现事故。保证

了雷雨季节的播出安全，结果非常理想。

6注意事项

采用以上防雷措施的时候，由于多种因素的影响，需要注

意以下问题：①要仔细的调节放电球的间距。尤其是在室内，

放电球之间的距离仅为几毫米，所以在调节的时候要非常自此，

特别是每次雷击过厚的检查。一旦发现放电球出现过打火的痕

迹，要用砂纸及时的打平，并清洁，保证放电球的工作性能；

② 认真进行天馈匹配网络的调试，对常用的仪器要经常进行阻

抗的检查，一旦发现异常要及时进行处理；③ 在每年的雷雨季

节到来前，要对系统避雷措施进行清查，防止由于疏忽大意造

成不必要的损失。

7 结束语

全固态中波发射机的防雷问题是关键的问题之一，经过近

些年来的实践经验总结，采用整套的避雷方案对广播发送设备

进行保护，是切实可行的，充分的保证了广播发射系统的正常

运行。

参考文献

[1】慎英子．全固态中波发射机的防雷措施[J]．中国科技信息，

20l1(14)．

‍‍