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影响管桁架焊接变形的几点因素及应对控制

发布时间:2020-12-07 浏览次数:8

钢管结构焊接时会产生内应力,被焊杆件施焊和冷却时,不均匀的温度会影响热应力。金属组织中的金相组织产生的内应力受到结构的约束,产生约束应力。如果在焊接过程中内应力没有得到很好的控制,则将导致焊条的形状和尺寸发生变化。小变形将影响结构的精度并给组装带来困难。过度的变形也会导致裂纹,从而降低结构的承载能力。因此,焊接变形不仅会影响建筑结构的外观,降低适用性,造成经济损失。



焊接材料


焊接母材和焊接材料是影响管桁架焊接变形的主要因素。焊接材料是金属,其独特的热物理性能以及机械性能的变化会在焊接过程中引起焊条变形。材料的热传导系统的系数越大,温度梯度越小,并且在焊接过程中的焊接变形也越小。金属材料具有热膨胀和收缩特性,材料线性膨胀系数的增加将增加焊条的变形。同时,不同的材料具有不同的化学成分并影响机械性能。例如,Q345B结构钢冲击韧性较低,而G20Mn5铸钢在铸造过程中不可避免地会产生缩孔,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


焊接技术对管桁架焊接变形的影响是复杂的。在管桁架结构加工时,焊接胎架的生产,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,固定方法和焊接的选择顺序。例如,多层焊接对焊接技术参数的影响。研究表明,层的焊缝收缩大,第二和第三层的焊缝收缩迅速减小,第二层收缩量是层的20%,第三层是层的5%左右。焊接层越多,焊接变形的影响越大;断续焊缝比连续焊缝引起的变形小;焊接顺序对材料的残余应力和应力分布影响。通常认为,过度的焊接变形的原因通常是由于没有按照合理的焊接程序进行焊接,或者是在没有焊接子部件的情况下进行整体拼接。

 


结构因素


焊接结构设计也是影响管桁架变形的一个重要方面。通常,结构的约束度增加时,焊接变形相对减小。在焊接过程中,结构构件本身的约束随着结构的复杂性的增加和焊接工作的发展而不断变化。在焊接结构的设计中,使用耳板或加劲板来提高结构构件的稳定性和刚度可以减少焊接变形,但是这种方法增加了组装和焊接的工作量,并增加了焊接变形分析的难度。


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工程常见质量事故1.网架工程(1)杆件弯曲变形或局部断裂;(2)杆件封板或锥头焊缝连接破坏;(3)节点变形或断裂;(4)焊缝不饱满或有气泡、夹渣、微裂缝超过规定标准;(5)高强螺栓断裂或从球节点中拔出;(6)杆件在节点相碰,上弦支撑时支座腹杆与支承结构相碰;(7)支座节点位移;(8)网架挠度过大,超过了设计规定相应设计值的1.15倍。2.门式刚架工程(1)主要构件变形、扭曲;(2)预埋件不符合图纸、规范要求,高差超标,间距超标;(3)钢架整体垂直度和整体平面弯曲超差,梁柱端板孔位不对应,大小错位;(4)主要受力节点焊缝不饱满或有气泡、夹渣、微裂缝超过规定标准等;(5)附属稳定结构如支撑、系杆、隅撑等位置设计不合理、或加工错误;(6)次要构件不符合质量要求。主要原因设计原因  (1)结构形式选择不合理,杆件截面匹配不合理,忽视构件初弯曲、初偏心和次应的影响,设计时荷载低算和漏算或荷载组合不当;  (2)材料选择不合理;  (3)计算方法选择、假设条件、电算程序有误未能发现;  (4)结构设计计算后,不经复核就进行材料代换,导致超设计值强度构件出现;  (5)图纸错误或不全。如尺寸标注混乱,设计说明不清,对材料、工艺要求、施工程序及特殊要求部位有遗漏;  (6)节点构造有误,细部考虑不全面。加工原因  (1)管理混乱,不同规格、钢号、材质材料混杂使用;  (2)构件下料尺寸有误,构件长细比不符设计要求;  (3)网架杆件剖口未打、对接时焊缝不加衬管或不按设计要求焊接;  (4)连接高强螺栓不合格;  (5)构件加工有缺陷,螺栓球孔角度偏差大;  (6)焊缝质量差,焊角尺寸未达到设计要求。网架安装原因  (1)地面拼装时支撑点不均匀,受力不合理,拼装时误差积累,个别杆件错误,导致受力改变,造成网架或个别杆件变形;  (2)焊接工艺、焊接顺序有误,产生焊接应力,导致变形;  (3)整体吊装时,吊点选择不合理,没有对吊点进行反力验算、杆件超应力验算、挠度验算、对超应力处进行必要加固措施;  (4)整体吊装时,各吊点起升速度不同,位移、高差超过允许范围,导致变形、破坏;  (5)施工方案选择错误,没有根据网架结构形式、现场施工条件合理选择方案,安装时不能形成几何不变体系,导致变形、破坏;  (6)网架支座预埋件、预埋螺栓或柱顶偏移较大,就位困难,强迫就位,导致改变支座受力条件,杆件变形;  (7)安装人员粗心大意,杆件位置、球角度有误;  (8)上弦支撑时,误差积累过大,导致支座位移,腹杆与支撑面相碰。门式刚架安装原因  (1)较长构件运输、堆放时垫放不平整,长时间放置,导致变形、扭曲;  (2)预埋螺栓位置不正,安装时没有复测、没有校正,导致柱、梁变形、扭曲,钢架整体垂直度、平面弯曲超差;  (3)梁柱端板孔位不对应、错位,安装时端板没有对正,螺栓紧固时没有按顺序紧固;  (4)现场焊接时没有按焊接规程操作或焊工技术问题,导致焊缝不饱满或有气泡、夹渣、微裂缝;  (5)安装时没有详细、认真领会图纸,导致个别构件位置错误;  (6)安装前没有按工程实际情况制定详细施工方案、进行技术交底,导致工序颠倒等现像;  (7)施工不按顺序进行,钢架没有形成稳定结构就进行下道工序施工,导致整体失稳;  (8)钢柱刚接插入式柱基时,混凝土达不到强度或柱脚固定不牢,进行上部构件安装,导致结构失稳。使用及其他原因  (1)使用荷载超过设计荷载;  (2)使用环境变化;  (3)基础发生不均匀沉降;  (4)自然灾害。 管桁架 管桁架 钢结构框架 网架 钢结构框架 门式钢架 钢结构框架 网架 管桁架 钢结构框架