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摘要：为了探讨钢结构焊接过程中的变形控制策略，采用钢板对接方法研究了焊接残余应力和焊接变形。将材料和尺寸相同的两个钢板固定在一起，分析焊接工艺，定义常规焊接工艺参数，计算焊接钢板的横向和纵向位移应力，在焊接工艺中构造温度场，建立有限元模型，结果表明，焊接钢结构焊缝附近的残余应力较高，在初始加热阶段趋于快速减小，随后逐渐平缓。焊接钢板变形主要是由于纵向位移应力过大，可通过平行加热处理降低纵向残余应力的影响。
关键词：钢结构；焊接；残余应力；变形控制分析；
前言
在新市场经济的现行标准中，不能忽视焊接技术的广泛应用对钢结构施工质量和运行效率的影响。因此，为了从根本上提高施工质量和效率，确保工程质量的最终目标，根据焊接材料的特点选择合适的焊接工艺，更加重视材料采购，完善质量控制计划是一种脱颖而出的策略。
一、钢结构概述
1.具体定义
焊接钢焊接件时，其中产生的热应力、相变应力以及加工应力完全超出弹性极限，导致冷钢焊接件中存在残余能量，称为残余焊缝应力。焊接钢结构时，如果施工现场温度控制不谨慎，过高的温差可能会导致钢结构局部变形，形成不同的耐受性组织，这是一次重大的施工事故。更严重的后果可能导致一系列问题，例如熔接件的延迟开裂和应力腐蚀。核电设备的工作受到干扰，不仅危害了现场操作人员的生命安全，更是核电企业无法保障健康发展。为了保证钢结构焊接的可靠性，可以利用中子衍射、x射线衍射、小孔法、轮廓法和盲孔法测量钢结构焊接应力，以便了解钢结构焊接接头的稳定性和强度，制定出性能良好的钢结构。
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2.产生的原因
随着我国化工产业的蓬勃发展，出现了大量工厂，但工业一直缺乏专业的技术咨询，焊接质量参差不齐，导致了残余应力的产生。在没有科学焊接方法的情况下，钢结构经常受到不均匀的加热，在钢结构运行过程中可能受到垂直或水平滑动的约束。此外，一些管理人员缺乏必要的技术专门知识，没有考虑到整个环境和工作程序，造成严重后果。这是由于项目人员的专业还是不达标，在焊接材料的选择环节就出现了偏差。此外，在实践中，焊缝位置的密度、热传导率、热膨胀系数和焊接的角度对焊缝的最终结果具有重要影响。如果操作不成功，则会产生某些残余焊接应力。
（1）实施双面焊接固定，此方法不同于传统的焊接手法，能极大地提高钢结构的焊接效率，并且优化坡口设计，但其建造参数需要严加审核确保万无一失；
（2）半自动焊接，此方法同样可以提高焊接的效率，但更加容易出现钢结构焊接不完整的现象，还不便于调整施工位置，此方法一般根据实地考察之后按需选择；
（3）气体保护的焊接方式，此工艺对焊接水平要求很宽松，焊接步骤精简并且能做到钢结构焊接完整，美中不足的是需采取坡口焊接或其他变形控制措施才能防止焊接制造中的变形。
二、钢结构焊接技术质量控制要点
1.残余应力控制
根据对大量调查数据的分析，焊接过程中存在残余焊接应力是影响钢结构焊接质量和效率的重要因素。缺乏有效的监督不仅会带来一系列其他问题，而且会对国家和社会的未来发展产生极其不利的影响。目前残余应力的主要原因是焊接过程中加热不均匀因此，为了从根本上避免上述问题，提高钢结构材料的承载能力，工作人员应加强焊接过程中的相关实践和询问工作，并通过妥善规划相关工作，为实现理想目标奠定良好基础。
2.提高对材料采购的重视度
与传统建筑材料相比，钢焊接材料具有特殊的特性。近年来，随着人民生活水平和生活质量的提高，建筑单位和有关当局应更加重视建筑材料的采购，以满足现阶段建筑材料和焊接材料的高标准和高要求。通过确保采购的及时性、效率和有效性，材料质量可以从根本上满足建筑工程的需要，从而为企业实现可持续发展目标提供良好的基础。还应确保明确焊接工艺。核设备钢结构焊接工艺必须有序进行，焊接顺序混乱可能延长工作时间，影响焊接质量，造成残余应力。在此步骤中，请务必注意，切不可在建筑材料装配时作业，这样由于机器的运转，会导致焊接不到位。在开始复杂钢结构焊接工作之前，有必要制定一系列焊接计划以明确焊接顺序。具体操作应从其基础开始，所有设备的接口牢固焊接，核设备钢结构焊接工艺有序进行。
3.完善质量控制计划
在钢结构焊接技术质量控制过程中，为了从根本上实现预期的焊接质量和焊接目标，员工必须建立健全的焊接质量控制体系，严格控制各个施工过程，以避免一系列其他问题，奠定良好的基础。具体而言，在控制钢结构焊接技术质量时，施工前工作人员应认真全面地审查设计图纸，以便在图纸设计的科学性、合理性和规范的基础上为施工后作业创造有利条件。此外，作为图纸审查进程的一部分，施工单位和主管当局必须指定一名图纸审查人员，以避免图纸审查工作的执行效率低下。此外，在对所有施工链进行详细规划的基础上，为焊接施工制定详细的技术准则，以避免出现施工问题。
三、钢结构焊接变形的控制措施
1.设计过程中的焊接变形检查。一方面，在具体的设计过程中，设计人员必须了解所有焊缝变形的原因和特征，合理选择具体的焊缝形状和尺寸，有效地组织焊缝数量和尺寸，使设计的钢结构符合焊缝要求。另一方面，焊缝的数量和尺寸直接关系到钢结构的热源和焊缝变形的可能性。因此，设计钢结构节点时，设计者必须仔细分析结构节点的应力状态，并严格控制焊缝的数量和尺寸，以减少焊缝变形。通过热处理去除。热处理退火法的具体应用方法是将整个钢结构或焊缝加热到Acl交点以下的合理温度，即退火温度，并在保温一段时间后以一定的速度冷却。由于钢结构材料的弹性极限与温度成反比，因此达到退火温度时，钢结构材料和焊接材料的弹性极限小于由于局部塑性变形而减小的破坏应力。与此同时，钢结构和焊接材料在退火温度下流动，剩余应力逐渐释放。在钢结构焊接过程中，应用热处理通常会产生以下结果：第一，有效降低焊接残余应力，以避免在一定程度上出现脆性断裂，延迟裂纹的产生和发展，确保形状和和尺寸，第二，它可以促进热影响区基本材料和焊接材料性能的提高，提高焊接材料的可扩展性和韧性，有效排放有害气体。
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2.合理选择焊接位置。首先，在钢结构焊接时，焊接位置必须与钢结构截面对称，或接近钢结构截面的中性轴，以有效减少钢结构焊接变形。其次，承包商合理选择焊缝坡口的形状和尺寸，以避免不必要的焊缝，从而有效地减小焊缝表面，最大限度地减少钢结构的焊缝变形。第三，设计人员不应在高应力区域中选择熔接位置，以避免因过度应力而导致熔接变形。第四，施工人员尽量不采用高空焊接，避免增加钢结构焊接难度，保证钢结构焊接质量。
结束语
综上所述，钢结构焊接施工中，要求比较严格，需要结合钢结构施工的不同操作环节，加强焊接作业的质量控制。钢铁工程种类繁多，施工要求和标准各不相同。焊接施工作为施工必不可少的操作部分，焊件加工质量就关乎着钢结构工程的质量。焊接施工时，应适当注意严格的施工要求，以确保施工的所有环节均顺利施工。
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