鋼結(jié)構(gòu)焊接論文金屬焊接論文

1、大型鋼結(jié)構(gòu)屋架焊接應(yīng)力釋放研究摘 要：在大型鋼結(jié)構(gòu)屋架平臺(tái)施工中，焊接是重要工序如何消除焊接應(yīng) 力,控制焊接變形，是保證工程質(zhì)量的關(guān)鍵針對(duì)大型鋼結(jié)構(gòu)屋架平臺(tái)焊接變 形問題，施工前應(yīng)分析出影響變形的主要因素并預(yù)見變形的方向,制定預(yù) 防、矯正變形、釋放焊接應(yīng)力的措施本文通過對(duì)大型鋼結(jié)構(gòu)屋架平臺(tái)施工 經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，提出可操作性防變形措施，在文中主要針對(duì)的是大型鋼結(jié)構(gòu)屋 架的焊接應(yīng)力進(jìn)行探討，提出了相應(yīng)的解決方案。關(guān)鍵詞：大型：鋼結(jié)構(gòu);組裝;焊接;變形;應(yīng)力;控制;措施1、焊接應(yīng)力與釋放概述1.1焊接應(yīng)力概述焊接應(yīng)力:是焊接過程中焊件內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力。它是導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變形，形成 裂紋的主要原因。焊接應(yīng)力可分為瞬

2、態(tài)熱應(yīng)力和焊接殘余應(yīng)力。焊接應(yīng)力 的危害可從兩方面考慮：對(duì)結(jié)構(gòu)完整性的影響焊接熱應(yīng)力可促使焊縫產(chǎn)生熱裂紋，殘余應(yīng)力導(dǎo)致焊后延遲裂紋的形 成。對(duì)結(jié)構(gòu)服役性能的影響焊接殘余應(yīng)力可以加速疲勞破壞，導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕開裂(包括硫化物引起 的開裂和堿脆破壞)，產(chǎn)生低溫脆斷破壞，促進(jìn)材料的腐蝕磨損等，壓縮殘余 應(yīng)力還會(huì)造成薄板結(jié)構(gòu)或細(xì)長桿件的壓曲失穩(wěn)，產(chǎn)生面外變形。12應(yīng)力釋放應(yīng)力釋放(stress relief)是指物體內(nèi)某一點(diǎn)的應(yīng)力由于釋放能量而降低 的現(xiàn)象;確切地說是能量釋放。應(yīng)力釋放一般有兩種情況:其一，在應(yīng)力集中 的部位，如斷裂端點(diǎn)和交叉部位等處發(fā)生形變或破壞，導(dǎo)致應(yīng)力釋放。其二, 并非應(yīng)力集中的地區(qū)

3、巖質(zhì)相變、巖石力學(xué)性質(zhì)變化或其他原因，致使強(qiáng)度降 低,也會(huì)發(fā)生形變或破壞，造成應(yīng)力釋放。2、焊接應(yīng)力減小與釋放的研究在焊接過程當(dāng)中，由于焊接點(diǎn)的好壞，往往會(huì)出現(xiàn)焊接殘余應(yīng)力，焊接殘 余應(yīng)力和殘存變形將影響構(gòu)件的受力和使用,并且是形成各種焊接裂紋的 因素之一，應(yīng)在焊接、制造和設(shè)計(jì)時(shí)加以控制和重視。因此在焊接大型鋼結(jié) 構(gòu)屋架的時(shí)候，由于我們需要對(duì)焊接應(yīng)力進(jìn)行詳細(xì)的分析與研究，將焊接應(yīng) 力所產(chǎn)生的影響降低到最小的限度。一般來說,焊接的方式主要分為幾種, 熱時(shí)效、加載法、超聲沖擊與錘擊。以下就這幾種方式進(jìn)行探討。2.1 大型鋼屋架不應(yīng)采用熱時(shí)效方法對(duì)重要焊接構(gòu)件先進(jìn)行整體熱時(shí)效，然后在現(xiàn)場(chǎng)與其它構(gòu)件進(jìn)

4、行組合 拼焊的工藝是建筑鋼結(jié)構(gòu)制造常采用的方法。在焊接很多大型鋼結(jié)構(gòu)建筑 物的時(shí)候，我們一般都是采用整體熱時(shí)效，然后運(yùn)現(xiàn)場(chǎng)拼焊。采用盲孔法殘 余應(yīng)力測(cè)量技術(shù)對(duì)轉(zhuǎn)換柱熱時(shí)效工藝效果，通過熱時(shí)效的焊接方式,可以具 有焊縫去氫、恢復(fù)塑性和消應(yīng)力三重功能。在焊接過程當(dāng)中,一般認(rèn)為熱時(shí) 效的消應(yīng)力效果為40-80%,能有效的保證焊接的效果完整。但是對(duì)于本論文案例大型鋼結(jié)構(gòu)屋架來說，在現(xiàn)場(chǎng)采用的拼焊的 方式,很容易導(dǎo)致殘余的應(yīng)力依然保存在鋼的結(jié)構(gòu)當(dāng)中，無法再焊接的過程 中消除，加上現(xiàn)場(chǎng)無法采用進(jìn)一步的熱時(shí)效的方式對(duì)屋架進(jìn)行處理,僅采用 局部的熱時(shí)效無法達(dá)到消除整個(gè)殘余應(yīng)力的要求，加上局部的熱效應(yīng)在加 熱的

5、邊緣還會(huì)出現(xiàn)新的殘余應(yīng)力無法得到清除。因此現(xiàn)場(chǎng)采用局部熱時(shí)效 的方式建議在焊接過程當(dāng)中作為焊接小型的鋼材為主。焊接大型鋼結(jié)構(gòu)的 屋架建議考慮其它補(bǔ)充、替代工藝。2.2.建議采用加載法加載法就是通過不同方式在構(gòu)件上施加一定的拉伸應(yīng)力，使焊縫及其 附近產(chǎn)生拉伸塑性變形,與焊接時(shí)在焊縫及其附近所產(chǎn)生的壓縮塑性變形 相互抵消一部分，達(dá)到松馳應(yīng)力的目的。這種方式可以在一定程度上進(jìn)行進(jìn) 行大型鋼結(jié)構(gòu)屋架的焊接。由于在焊接前先將所焊接的鋼彩進(jìn)行拉伸。在 焊接完畢之后，鋼材能夠在恢復(fù)時(shí)抵消焊接應(yīng)力的影響，并且能夠有一定的 伸縮度，提高屋頂?shù)某兄啬芰ΑＲ虼撕附哟笮弯摻Y(jié)構(gòu)屋架應(yīng)該主要采用這種方式。2.3焊接過程中

6、補(bǔ)充使用超聲沖擊與錘擊的方法超聲沖擊消應(yīng)力技術(shù)由烏克蘭巴頓焊接研究所提出,近年引入我國，已 在北京電視臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)立柱上進(jìn)行過試驗(yàn)。超聲沖擊消應(yīng)力工藝的特點(diǎn)是: 在超聲頻率(> 16khz)下應(yīng)用束狀沖頭，在對(duì)焊趾和焊縫表面進(jìn)行沖擊;從 實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)來看：超聲沖擊對(duì)一定深度的表層有消應(yīng)力的效果,在采用對(duì)焊道全覆蓋 沖擊時(shí)，被沖擊的表面會(huì)形成壓應(yīng)力，對(duì)24mm深度層消應(yīng)力效果可達(dá) 34 55%。(2) 采用焊趾沖擊法，可以快速修復(fù)焊趾的缺陷，降低應(yīng)力集中。并伴隨 其壓應(yīng)力區(qū)的作用可以在一定程度上降低焊趾邊未受沖擊焊縫的殘余應(yīng) 力，下降率達(dá)19%,對(duì)提高接頭的疲勞壽命有明顯作用。(3) 由于沖擊工

7、藝處理的特點(diǎn),僅可以用于沖擊工具可達(dá)的外表面，其工 作效率約為1200mm2/mino沖擊工藝一般采用的應(yīng)壓力的方式將焊接應(yīng)力隨著振動(dòng)的方式進(jìn)行 消除,這種工藝一般適用于短焊接的局部處理。例如修補(bǔ)焊接口，小配件焊 接方式等。焊接后容易產(chǎn)生延遲冷裂紋的情況。因此在屋架焊接上可以采 用于一些零件搭配焊接的方面。3、結(jié)束語從上述分析我們可以知道,在焊接的過程當(dāng)中會(huì)出現(xiàn)焊接應(yīng)力來影響 整個(gè)焊接的結(jié)果，因此在焊接之前，認(rèn)真了解所焊接的工藝屬于什么類型的 產(chǎn)品和焊接的方法等，就能夠在焊接過程當(dāng)中最大限度的消除焊接應(yīng)力。(1) 建筑屋架鋼結(jié)構(gòu)焊后存在高的殘余應(yīng)力，時(shí)效工藝可以明顯降低應(yīng) 力水平，對(duì)安全性及使用壽命帶來