防止和減少結構變形的措施
貴州鋼結構銜接普遍選用焊接,且關于一些重要焊縫一般都選用全熔透焊接。金屬焊接時在局部加熱、熔化過程中,加熱區(qū)的金屬與周邊的母材溫度相差很大,發(fā)作焊接過程中的瞬時應力。冷卻至原始溫度后,整個接頭區(qū)焊縫及近縫區(qū)的拉應力區(qū)與母材在壓應力區(qū)數(shù)值達到平衡,這就發(fā)作了結構本身的焊接剩余應力。此刻,在焊接應力的作用下焊接件結構發(fā)作多種形式的變形。剩余應力的存在與變形的發(fā)作是彼此轉化的,認清變形規(guī)則,就不難從中找到防止削減和糾正變形的辦法。
1)減小焊縫截面積:在得到完好、無超支缺點焊縫的前提下,盡可能選用較小的坡口尺度(視點和間隙)。
2)對屈服強度345MPa以下,淬硬性不強的鋼材選用較小的熱輸入,盡可能不預熱或適當下降預熱、層間溫度;優(yōu)先選用熱輸入較小的焊接辦法,如CO2氣體保護焊。
3)厚板焊接盡可能選用多層焊替代單層焊。
4)雙面均可焊接操作時,要選用雙面對稱坡口,并在多層焊時選用與構件中和軸對稱的焊接順序,如下圖2:
5)T形接頭板厚較大時選用開坡口角對接焊縫,見圖3:
6)選用焊前反變形辦法操控焊后的角變形,此法使生產(chǎn)中常見的一種辦法,而預先把焊件作出根本抵消(補償)。焊后曲折的反變形,來達到防止焊后變形的意圖。表1、圖4分別為箱形柱、H型鋼焊接前反變形參考數(shù)值:
7)剛性固定法:又稱為強制法。在實際制作中,關于剛性大的構件焊后變形一般較少,對剛性小的構件可在焊前加強構件剛性,焊后變形也呼應減小。在選用這種辦法時,有必要等焊接冷卻后再把夾具和支撐卸去,幾種常見的辦法有夾具法、支撐法、胎具法、暫時固定法(如焊釘固定和壓緊固定法)、定位焊接法。
8)錘擊焊縫法:此法主要適用于薄板的焊接。當薄板的焊縫及其熱影響區(qū)還沒有徹底冷卻時,立即對該區(qū)域進行錘擊,關于厚板則用風槍敲擊。
9)選用構件預留長度法補償焊縫縱向收縮變形。
10)規(guī)劃上要盡量削減焊縫的數(shù)量和尺度;合理安置焊縫,除了要防止焊縫密布以外,還應使焊縫方位盡可能靠近構件的中和軸,并使焊縫的安置與構件中和軸相對稱。
11)正確選擇焊接順序。在貴州鋼結構中同時存在對焊縫和角焊縫時,原則上先焊對焊縫,反焊角焊縫。對十字型焊縫和T字型焊縫,更應采納正確的順序,防止焊接應力會集,保證接頭焊接質(zhì)量。采納對稱于整個鋼結構的中和軸的焊接和采納從中間相兩段焊接,對削減變形非常有利。對鋼結構中強度要求高的重要部位焊接,應盡量使接頭能自由收縮,不受束縛。