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试试这“几招”可有效降低管桁架焊接变形概率70%以上

发布时间:2020/11/24 15:04:53 来源: 点击次数:

管结构相贯节点,现行国家标准《钢结构设计规范》(GB50017-2017)根据节点相贯钢管空间关系给出焊接管节点分类,包括X型、T型、K型、Y型平面管节点以及由平面组合而成的空间管节点KK型、TT型。圆管节点相贯线剖开呈空间曲面形状,手工操作难以实施,现在多用数控切割机床根据深度设计编程程序自动切割形成不同的坡口,但对钢管质量要求高,因为只有圆钢管才能切出符合要求的相贯线坡口。

焊接变形的危害

变形的危害钢管结构焊接时会产生内应力,被焊杆件施焊和冷却时,不均匀温度场影响产生热应力;金相在金属组织内产生的内应力受到结构约束,产生约束应力。如果在焊接过程中没有控制好内应力则会造成杆件形状、尺寸变化,过小变形影响结构拼装精度,给拼装带来困难,过大变形还会产生裂纹降低结构承载能力。

焊接变形的成因

焊接材料

焊接母材和焊材是影响焊接变形的主要因素。焊接材料属于金属,其特有的热物理性能和力学性能的变化在焊接过程中都会带来杆件变形。材料的热传导系数越大,所受到的温度梯度越小,焊接时则会产生较小的焊接变形。金属材料有热胀冷缩性质,材料的线膨胀系数增加会使焊接杆件变形增大。同时不同材料在化学成分上存在差别而影响力学性能,如Q345B结构钢冲击韧性较低,G20Mn5铸钢在铸造过程中难免产生缩孔、成分偏析、晶粒粗大等缺陷,这些因素都在一定程度上影响焊接性能。

焊接技术

焊接技术对焊接变形的影响是复杂的。管桁架结构加工时,焊接胎架制作、定位和拼装要求以及运输等因素决定了管桁架管件焊接方式,从而影响焊接电流、焊接电压、结构定位、固定方法和焊接顺序的选用。如多层焊接对焊接技术参数影响较大。

结构因素

焊接结构设计也是影响焊接变形的一个重要方面。一般情况下,结构的约束度增加时,焊接变形相对减小。焊接过程中,结构构件本身的约束随着结构的复杂度增加,随着焊接工作的开展而不断变化。在焊接结构设计中,利用耳板或加劲板提高结构构件稳定性和刚性可以降低焊接变形。

控制焊接变形的措施

(1)结构设计

针对工程结构受力分析和所选取材料的特点,设计合适的节点结构,尽量避免节点构件偏心,或者将偏心限定在允许范围内。

(2)焊接方法

企业在施工前,针对具体工程,深入研究焊接方法和拼接顺序。在焊接工作中常常采用刚性固定法和反变形法,反变形法借助不同的施焊顺序,对称性分布的焊接技术,使不同部位施焊完成后引起的挠曲变形相互抵消,从而减小总焊接变形;刚性固定法是制作焊接胎架将焊接杆件固定在胎架上,或者采用耳板和加劲板增加杆件刚度以此减小焊接时变形,当焊接完成构件冷却后去掉固定设施。另外,还可以采取低应力无变形焊接法,在实施焊接前对管件焊缝周边进行预热处理,当达到一定温度后再施焊,同时焊接中要预防焊接构件局部温度过高,可先施焊收缩量较大的部位,如施焊空间允许,可以采用多人分段焊进行焊接,能够有效降低焊接残余应力,减小焊缝角变形、翘曲变形和焊缝的弯曲度。


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