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          膜結構看臺鋼架焊接變形的原因及預防措施

          時間:2021-01-21 09:27:14 點擊:643 次 來源:洛陽七色膜結構工程有限公司

            膜結構看臺作為一種較大跨度的膜結構建筑,其穩定牢固離不開鋼架的設計、生產與施工,而在鋼架的生產過程中,現場的焊接工作尤為重要,它是保證膜結構看臺整體穩定的關鍵,但總是會出現焊接變形的情況,那膜結構看臺鋼架焊接變形的原因是什么呢?要怎么預防?出現變形又該如何處理呢?

            一、膜結構看臺鋼架焊接變形的原因

            在焊接過程中對焊件進行了局部的、不均勻的加熱是產生焊接應力及變形的原因。焊接時焊縫和焊縫附近受熱區的金屬發生膨脹,由于四周較冷的金屬阻止這種膨脹,在焊接區域內就發生壓縮應力和塑性收縮變形,產生了不同程度的橫向和縱向收縮。由于這兩個方向的收縮,造成了焊接結構的各種變形,而影響焊接變形量的因素如下:

            1、焊縫截面積:焊縫截面積是指熔合線范圍內的金屬面積,焊縫面積越大,冷卻時收縮引起的塑性變形量越大。

            2、焊接熱輸入:一般情況下,熱輸入大時,加熱的高溫區范圍大,冷卻速度慢,使接頭塑性變形區增大,不論對縱向、橫向或角變形都有變形增大的影響。但在表面堆焊時,當熱輸入增大到一定程度時,由于整個板厚溫度趨近,因而即使熱輸入繼續增大,角變形不再增大,反而有所下降。

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            3、鋼架的預熱、層間溫度:預熱溫度和層間溫度越高,相當于熱輸入增大,使冷卻速度減慢,收縮變形增大。

            4、焊接方法:在鋼架結構常用的幾種焊接方法中,除電渣焊以外,埋弧焊熱輸入較大大,在其他條件如焊縫面積等相同情況下,收縮變形較大。手工電弧焊熱輸入居中,收縮變形比埋弧焊小。CO2氣體保護焊熱輸入較小,收縮變形響應也較小。

            5、焊縫位置:由于焊縫位置在結構中不對稱,焊縫位置不對稱等將引起各種變形。

            6、結構的剛性:結構的剛性大小,主要取決于結構的形狀和其截面大小,剛性較小的結構,焊接變形大;剛性大的結構,焊后變形較小。

            7、裝配和焊接規范:由于采取的裝配方法不同,對結構的變形也有影響。整體裝配完再進行焊接,其變形一般小于邊裝配邊焊接。

            二、預防和減少焊接變形的措施

            1、減小焊縫截面積:在得到完好、無超標缺陷焊縫的前提下,盡可能采用較小的坡口尺寸(角度和間隙)。

            2、對屈服強度345MPa以下,淬硬性不強的鋼材采用較小的熱輸入,盡可能不預熱或適當降低預熱、層間溫度;優先采用熱輸入較小的焊接方法,如CO2氣體保護焊。

            3、雙面均可焊接操作時,要采用雙面對稱坡口,并在多層焊時采用與構件中和軸對稱的焊接順序。

            4、T形接頭板厚較大時采用開坡口角對接焊縫。

            5、采用焊前反變形方法控制焊后的角變形,此法使生產中常見的一種方法,而預先把焊件作出基本抵消(補償)。焊后彎曲的反變形,來達到防止焊后變形的目的。

            6、剛性固定法:又稱為強制法。在實際制作中,對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,焊后變形也響應減小。在采用這種方法時,必須等焊接冷卻后再把夾具和支撐卸去,幾種常見的方法有夾具法、支撐法、胎具法、臨時固定法(如焊釘固定和壓緊固定法)、定位焊接法。

            7、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還沒有完全冷卻時,立即對該區域進行錘擊,對于厚板則用風槍敲擊。

            8、采用構件預留長度法補償焊縫縱向收縮變形。

            9、設計上要盡量減少焊縫的數量和尺寸;合理布置焊縫,除了要避免焊縫密集以外,還應使焊縫位置盡可能靠近構件的中和軸,并使焊縫的布置與構件中和軸相對稱。

            10、正確選擇焊接順序。在鋼架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,更應采取正確的順序,避免焊接應力集中,保證接頭焊接質量。采取對稱于整個鋼架結構的中和軸的焊接和采取從中間相兩段焊接,對減少變形十分有利。對鋼架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,不受約束。

            三、膜結構看臺鋼架焊接變形后的處理方法

            為了達到設計、規范要求,發生了焊接變形的鋼架結構構件必須矯正,從另外一個角度來解釋,這種矯正實質上都是設法造成新的變形來補償或抵消已發生的變形。在膜結構看臺施工過程中,常用的焊后殘余變形的矯正方法為加熱矯正。

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            加熱矯正即利用不均勻的加熱使結構獲得反向的變形來補償或抵消原來的焊接變形。加熱矯正法的加熱方法可分為點狀加熱、線狀加熱、三角形加熱。加熱矯正能消除很多施力矯正無法解決的變形,掌握火焰局部加熱引起的變形的規律是做好矯正的關鍵,決定火焰矯正效果主要是加熱的位置和加熱溫度。低碳鋼和普通合金的焊接結構通常采用650~800℃的加熱溫度,一般不宜超過900℃。

            在利用加熱矯正的同時,為了提高矯正效果,也可在加熱過程種施加外力矯正,火焰矯正時,加熱點的冷卻有兩種方法:即自然冷卻和水冷卻。采用水火矯正法能使結構矯正收效快,并可以使矯正量大于自然冷卻的矯正量。

            1、點狀加熱法

            點狀加熱法是采用多個點狀火焰對變形構件進行大面積加熱的矯正方法,加熱點的直徑和數目應根據焊件的結構形狀和變形情況而定。對于厚板,加熱點的直徑應大些;薄板的加熱點直徑則應小些。變形量大時,加熱墊之間距離應較小;變形量小時,加熱點之間距離應較大。這種加熱方式尤其適用于對薄板波浪變形的矯正。

            2、線狀加熱法

            火焰沿直線緩慢移動或同時作橫向擺動,形成一個加熱帶的加熱方式,成為線狀加熱。線狀加熱有直線加熱、鏈狀加熱和帶狀加熱三種形式。線狀加熱的應用較為廣泛,它可用于矯正角變形、波浪變形和彎曲變形等。

            3、三角形加熱法

            三角形加熱法即加熱區域呈三角形,一般多用于矯正剛度大、厚度較大的結構的彎曲變形。加熱時,三角形的底邊應在被矯正結構的拱邊上,頂端朝焊件的彎曲方向。

            4、火焰加熱矯正注意事項

            (1)矯正變形之前應認真分析變形情況,制定矯正方案,確定加熱位置及矯正步驟;

            (2)認真了解被矯正結構的材料性質,焊接性好的材料,火焰矯正后材料性能變化也小,對于已經熱處理的高強度鋼,加熱溫度不應超過其回火溫度;

            (3)水冷配合火焰矯正時,應待鋼材失去紅態后再澆水;

            (4)加熱火焰一般采用中性焰;

            (5)對具有晶間腐蝕性的不銹鋼和淬硬傾向較大的鋼材,不宜采用火焰加熱矯正。

            以上就是七色小編為大家整理的膜結構看臺鋼架焊接變形的原因,以及預防和變形矯正辦法??梢钥闯?,膜結構看臺鋼架的焊接變形,在矯正過程中是比較麻煩的,不論是對于矯正方法還是鋼材的要求都比較高,所以應該以預防變形為主,而不是等變形后再進行處理矯正。洛陽七色膜結構工程有限公司在膜結構看臺的施工維護等方面,擁有著大量的高素質技術人才,如有膜結構建筑方面的疑問,都可以在我們的網站留言,或者撥打客服電話詳談。

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