平台钢结构焊接变形的控制措施

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摘 要：在进行钢结构焊接的时候出现变形的情况是非常常见的,而且,在海上钢平台焊接的时候出现这种情况也是非常普遍的,因此,为了更好的提高焊接的质量,对平台钢结构焊接变形的问题要采取必要的措施进行控制,在控制措施方面可以从节点设计、焊接工艺以及施工管理方面来实现,这样能够更好的保证平台钢结构的工程施工质量.

关 键 词：钢结构；焊接质量；控制措施

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,尤其在海上油气结构设施建设中得到了快速发展和应用.在进行钢结构制作和连接的时候,钢结构主要是通过焊接来实现的,焊接也在海上平台钢结构预制和安装方面得到了很好的应用,但是,在进行钢结构安装和预制的时候也存在着很多的问题,其中非常突出的问题就是出现焊接变形的情况,这样对钢结构的外观、使用以及安装都有很大影响,因此,在焊接完成以后就出现了很多的矫正工作,这些工作在进行的时候出现了情况非常复杂的问题,在变形非常严重的时候导致焊接的结构出现了报废的问题,因此,在进行海上平台钢结构焊接的时候要对出现的变形问题进行很好的分析,对导致其出现的原因和影响因素采取必要的控制措施,这样能够更好的保证平台钢结构的工程质量.

1平台钢结构的构成

平台钢结构是由平台立柱、梁、撑杆以及铺板组成的,这些结构在进行焊接的时候使用了很多的不同类型钢管来进行焊接,在进行焊接的时候,这些不同类型的钢管要在不同的节点来进行使用.

2平台钢结构焊接变形的基本形式以及导致其变形的原因

2.1焊接变形的形式

平台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.

2.2焊接变形出现的原因分析

在进行平台钢结构焊接的时候,出现焊接变形的情况和焊接时局部出现加热不均匀的问题有很大的关系,同时,在进行焊接的时候也存在着不同的部分出现部分金属热胀冷缩的情况,在这种情况下,由于焊接的结构本身是一个整体,这样就会导致部分金属出现受到很大影响的问题,在结构内部出现焊接变形的问题.

2.3平台钢结构焊接变形的影响因素

导致平台钢结构出现焊接变形的因素非常多,其中,在进行焊接的时候,焊缝的位置就是导致其出现的一个重要的原因,在进行焊接的时候,焊缝要在截面上进行对称分布,这样在进行焊接的时候能够避免出现弯曲变形的情况.在焊接完成以后焊缝一般都是会出现纵向和横向收缩的问题,这种情况下,收缩情况会对整个结构进行限制导致出现收缩力的情况.在进行焊接的时候,刚性比较大的时候变形非常小,但是,在刚性比较小的情况下就会导致变形出现很大的情况.钢结构的整体刚性比部件的刚性要大,这样在变形能力方面控制能力也非常大,在装配顺序方面,合理的焊接顺序能够更好的对变形情况进行控制.材料的准备以及装配的质量对焊接变形情况也有很大影响,在这种情况下,装配的间隙越大,导致的横向收缩也非常大.在进行焊接的时候对焊件的自身重量以及形状也要进行考虑,对于出现的长形焊件结构在进行焊接前要采取必要的支撑措施,这样在进行焊接的时候才能避免出现更多的问题.在进行焊接的时候有很多的焊接参数,其中焊线能力和焊接变形是成正比的,在进行焊接的时候焊接线能量越大,产生的变形区域就会越大,焊接过出现的变形就会越大,反之则越小.对焊接线的能量进行影响的因素主要有焊缝的尺寸大小以及焊接的分层方式和焊接的初始温度,都是对其有很大影响的.在进行焊接的时候,不同的种类焊接变形情况往往不会单独出现,通常情况下都会同时出现,而且在出现的时候也会相互影响.对焊接变形出现的因素进行分析,能够更好的对其影响规律进行掌握,同时也能更好的采取措施对其进行控制.

3平台钢结构焊接变形设计方面的控制措施

平台钢结构在焊接的时候通常节点构造形式比较多,而且也非常复杂,因此,在进行节点构造设计的时候考虑的因素通常都要非常的周全,这样能够更加全面的对焊接变形问题进行解决,而不只是通过对焊接工艺进行控制来避免出现焊接变形的问题.钢结构中焊缝数量越多、尺寸越大,焊接热源对结构的热输入就越大,产生的焊接变形也就越大.因此在设计钢结构节点构造时,应力求减少焊缝数量和尺寸.设计平台钢结构节点焊缝时,应在保证结构具有足够承载能力的条件下,采用适当的坡口形状和尺寸,以减少焊缝截面积及结构的焊接变形.焊缝位置尽可能对称于构件截面的中性轴,或者尽量靠近中性轴,这对减少梁、柱等一类钢结构的挠曲变形有良好的效果.

4控制平台钢结构焊接变形的工艺措施

4.1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、焊缝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.

4.2反变形

预先将平台钢进行装配,使得其结构能够产生同焊接形变大小相同且方向相反的反变形.通过这种焊前的设置,抵消焊后的形变.例如,在H型钢梁的上下翼板焊接中,容易产生焊后的角变形,那么可以通过在焊前将翼板反向压弯的方式抵消后期的形变.

4.3刚性固定

若是没有预先设定好反变形,那么可以通过外加的固定构件用以约束形变的产生.例如,采用卡具的方式增加钢构建的刚性,通过刚度的加强,减少形变.

5控制平台钢结构焊接变形的焊接施工管理措施

平台钢结构焊接人员应加强责任心,根据批准的设计图样和焊接工艺中的规定精心组织和施焊；焊接质量检验人员应按照批准的检验程序和标准要求严格把关,以确保平台钢结构的整体焊接质量.

6结束语

在进行平台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.