海南隆鋼鋼結(jié)構(gòu)建筑工程有限公司

    0概述

    鋼結(jié)構(gòu)因其技術(shù)成熟、施工周期短、易于回收等獨特優(yōu)勢，在海上油氣結(jié)構(gòu)設(shè)施中得到了迅速發(fā)展和普遍應(yīng)用。而焊接作為一項重要的鋼結(jié)構(gòu)制作和連接技術(shù)，廣泛應(yīng)用于平臺鋼結(jié)構(gòu)的預(yù)制與安裝中，但隨之帶來的焊接變形問題也日益突出，對鋼結(jié)構(gòu)的外形美觀、順利安裝和使用功能等造成了一定的影響，而且給焊后帶來大量復(fù)雜的矯正工作，嚴(yán)重的變形甚至?xí)购讣Y(jié)構(gòu)報廢。因此，綜合分析平臺鋼結(jié)構(gòu)焊接變形產(chǎn)生的原因及其影響因素，采取適當(dāng)措施控制焊接變形，對于保證平臺鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量具有重要意義。

    1平臺鋼結(jié)構(gòu)的組成

    平臺鋼結(jié)構(gòu)一般由平臺立柱、梁、撐桿、鋪板等組成。這些系統(tǒng)構(gòu)件采用焊接H型鋼、熱軋H型鋼、角鋼、槽鋼、鋼板、結(jié)構(gòu)無縫(有縫)鋼管，以及各種用于節(jié)點的異型鋼和箱形梁等。

    2平臺鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的基本形式及變形分析

    2.1平臺鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的基本形式

    平臺鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的基本形式有：焊接過程中產(chǎn)生的變形及焊后殘留在結(jié)構(gòu)中的焊接殘余變形，其中焊接殘余變形對平臺鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量有較大影響。

    焊接殘余變形按其對整個結(jié)構(gòu)影響程度不同，可分為整體變形和局部變形；按其特征可分為：收縮變形、角變形、彎曲變形、波浪變形、扭曲變形和錯邊變形等。在這些焊接殘余變形中，角變形和波浪變形屬于結(jié)構(gòu)局部變形，其它的屬于結(jié)構(gòu)整體變形。而平臺鋼結(jié)構(gòu)最多發(fā)生的是結(jié)構(gòu)整體焊接變形。

    2.2平臺鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的原因分析

    根據(jù)焊接基本原理分析，平臺鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生焊接變形的根本原因是：焊接時局部的不均勻加熱和冷卻使結(jié)構(gòu)中各部分金屬熱脹冷縮的程度不同，而焊件結(jié)構(gòu)本身是一個整體，各部分金屬的膨脹和收縮因受到了周圍金屬的影響、制約，不能自由地進(jìn)行，這樣在結(jié)構(gòu)內(nèi)部就會產(chǎn)生焊接變形。

    2.3影響平臺鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的因素

    2.3.1焊縫的布置

    焊縫若沿構(gòu)件截面分布不對稱，則會引起該構(gòu)件焊接時產(chǎn)生彎曲變形。

    2.3.2結(jié)構(gòu)剛性

    焊后焊縫一般都產(chǎn)生縱向和橫向收縮，這種收縮受到整個結(jié)構(gòu)的限制而產(chǎn)生“收縮力”。對于剛性大的焊接結(jié)構(gòu)在這種力的作用下產(chǎn)生的變形比較小；而剛性小的焊接結(jié)構(gòu)在這種力的作用下就產(chǎn)生較大的變形。

    2.3.3裝配和焊接順序

    結(jié)構(gòu)的整體剛性總是比它的部件的剛性大，抗變形能力也大。有了合理的裝配順序還需要有合理的焊接順序配合，以控制變形。

    2.3.4備料和裝配質(zhì)量

    備料情況和裝配質(zhì)量對焊接變形也會產(chǎn)生影響。例如，裝配間隙大，焊縫的橫向收縮也大。此外還應(yīng)考慮焊件的自重和形狀，對長形構(gòu)件，在焊前需恰當(dāng)?shù)丶右灾巍?/span>

    2.3.5焊接參數(shù)

    在諸多焊接參數(shù)中焊接線能量與焊接變形成正比，焊接線能量越大則焊接時產(chǎn)生的塑性變形區(qū)面積越大，焊后的焊接變形越大，反之則越小。決定焊接線能量的因素主要有：焊縫尺寸的大小；焊接的分層方式；焊接的初始溫度；焊縫是否連續(xù)。

    2.3.6焊接方法

    對于相同焊件、相同焊縫，不同的焊接方法，其焊接變形也不同，埋弧焊的焊接變形最大，其次為手弧焊，最小的焊接變形為CO2氣體保護(hù)焊。

    在平臺鋼結(jié)構(gòu)焊接生產(chǎn)中，不同種類的焊接變形往往并不是單獨出現(xiàn)的，而是同時出現(xiàn)，互相影響的。只有全面分析影響焊接變形的各種因素，掌握其影響規(guī)律，才能采取合理的措施來控制焊接變形。