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摘 要：蜂窝梁因为其刚度较大、用料节省、经济实用,广泛地被设计单位和建设单位采用,对于施工单位如何制作出高质量、低成本的蜂窝梁绗架,是施工单位需要研究的课题.一般正常方法制作蜂窝梁后全部出现切割变形和焊接变形的情况.本文从造成蜂窝梁变形的因素出发,分析得出控制焊接应力是控制变形的关键.再针对蜂窝梁焊接变形的主要表现形式,采取措施减少、消除焊接应力产生的变形.
关 键 词：焊接应力蜂窝梁
蜂窝梁是在H型腹板上按一定的折线进行切割后变换位置重新焊接组合而成的新型梁.由于扩张后增大了截面惯性矩和抵抗矩,所以显著提高了梁的刚度和强度,在梁本身自重减轻的情况下梁能承受更大的荷载,应用于更大的跨度,节省钢材、运输安装费用,有很可观的经济价值,在民用、工业工程中都得到了广泛的应用.作为安装工程中的主要构件,“快、好、省”地完成蜂窝梁的制作安装成了各个安装公司的实施目标,这给蜂窝梁制作安装技术提出了高要求.质量好是“快、好、省”的核心,而蜂窝梁的制作质量是影响整个蜂窝梁制作安装工程的关键.
在蜂窝梁制作过程中出现的最大问题就是变形,造成变形的因素有很多,H型钢Ĉ
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蜂窝梁制作过程中的焊接应力,是构件由于切割、焊接而产生的应力.切割、焊接过程的不均匀温度场以及由它引起的局部塑性变形和比容不同的组织是产生焊接应力和变形的根本原因.当焊接引起的不均匀温度场尚未消失时,焊件中的这种应力和变形为瞬态焊接应力和变形；焊接温度场消失后的应力和变形为残余焊接应力和变形.蜂窝梁焊接变形主要有6种形式：①纵向收缩变形：沿焊缝长度方向的收缩.由于蜂窝梁纵向焊缝长,这是蜂窝梁变形的主要原因.②横向收缩变形：垂直于焊缝方向的横向收缩.③挠曲变形：构件中性轴上下不对称的收缩引起的弯曲变形.④错边变形：焊接边缘在焊接过程中,因膨胀不一致而产生的厚度方向的错边.⑤扭曲变形：由于装配不良、施焊程序不合理而使焊缝的纵向、横向收缩没有规律所引起的变形.⑥角变形：绕焊缝轴线的角位移.
针对蜂窝梁焊接变形的主要具体表现形式,采取措施减少、消除焊接应力产生的变形：①利用H型钢的刚度来预先控制焊接应力产生的变形.将H型钢切割前沿长边使用卡具两边同时与其它H型钢长边固定,形成整体.②切割时采用等离子切割设备,焊接时采用电弧焊.等离子切割热变形小、几乎没有热影响区,而且等离子切割的成本比氧乙炔火焰切割成本低很多、速度也比较快,但是等离子设备比较娇气,要及时维护、防止磕碰撞击等.施工现场考虑进度,一般采用埋弧焊.埋弧焊虽然速度快,但很多是由于是间断焊,速度有所降低,且由于线能量大,热影响区也大,因此变形量大.而手工电弧焊热影响区相对较小,且可以采用间断焊等方法,焊接应力控制比较灵活.最理想的焊接方法是CO2气体保护焊,焊接变形小,速度快而且成本低.切割时的防变形控制措施如下图示：
说明：a龙门卡板用厚度12-16的钢板制作,用于将相邻H型钢的翼缘板紧固于一起.bH型钢两端头必须有卡板龙门固定,中间1.5米-2米加设一个.c两边的H型钢用于固定相邻的已切割的半条的H型钢,操作时不被切割.dH型钢并排平铺,几根至几十根均可.e作业人员在较大的平面上操作,安全、方便、效率高.f地面要求平整硬实.
焊接时的防变形措施如下图示：
说明：a龙门卡板与切割时的卡板相同,可重复使用,设置方法也相同.b地面要求平整硬实.
③选择合理的焊接顺序.蜂窝梁构件总的焊接顺序为：
对于蜂窝梁来说,应从中间同时向两边焊,使恢复由中间向外依次收缩,减少焊接应力.同时结合间断焊,减少焊缝与母材因受热面的增加而产生塑性变形.
④使用角向磨光机开坡口.蜂窝梁组对后,在六边形端面进行固定的点焊,点焊用手工电弧焊.这样整个上表面没有焊点,用￠150-￠180的角向磨光机在焊缝处打磨开坡口.用角向磨光机开坡口不仅质量好而且速度快,因为H型钢的腹板一般比较薄,实际操作过程中很难用等离子或者氧乙炔火焰开坡口,即便操作技能较高的操作者能开出坡口来其质量也无法保证.这是一个比较现实又容易操作的方法.虽然用角向磨光机开坡口较为费工时,但其质量好,为下一道程序焊接提供了有利的基础和保障,其综合成本还是较低的.正面焊接完成后,整体翻个面也用角向磨光机打磨坡口并清根.⑤如果焊接采用手工电弧焊要用小焊条低电流打底（3.2mm焊条）,减小热影响区,从而减小焊接应力.焊接电流见下表：
⑥锤击法.在焊后冷却过程中用手锤或风动锤敲击焊缝金属,促使焊缝金属产生塑性变形,可抵消一定的焊缝收缩量,起到减小焊接应力的作用.
用以上切割和焊接的方法进行操作,只要这几个方面都做到了,就能够保证制作出来的蜂窝梁不变形,可以直接进行整架蜂窝梁的组对,不需要再用矫直机调整.不仅保证了质量更保证了进度和总体工期.
该文来源:http://www.sxsky.net/guanli/0066548.html
参考文献：
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[2]冯春燕,于大永.蜂窝梁挠度计算方法研究[J].四川建筑科学研究,2012（01）.
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