钢结构件变形原因及修复方法

1.受外力作用引起的变形

钢结构件受外力作用后引起的变形，大致有两种情况：

1）钢结构件长期承受载荷后而残存的累积变形。如车辆在运行一段时期后，底部的纵梁产生的轴距中间部分下挠曲变形，梁在经过一定时期的工作后产生的弯曲变形，以及由于受力不匀而产生的局部变形等。

2）钢结构承受不正常的外力作用后造成的塑性变形。如钢结构在制成后、在吊装与运输或安装过程中的意外碰撞产生的变形，以及车辆在交通事故中受到冲击的损坏变形等。

这些变形都是外力作用后产生的永久变形，属于塑性变形，导致产生这些变形的外力有弯矩、扭矩、冲击力、压力等多种。

2.由内应力作用引起的变形

在没有外力作用时，物体内部所存在的应力叫作内应力。外力可以引起物体内部出现内力，但外力去除后，会保留部分内力而形成内应力。如钢锭在轧制成钢材的过程中，轧机的轧辊对钢锭施加了作用力，轧制结束后，钢材内部仍保留了部分应力，这就是常说的残余应力。内应力并不是都由外力而引起的。物体在加热膨胀和冷却收缩过程中受到阻碍，就会在内部出现相互制约的应力，即内应力。

焊接过程对金属构件来说，是一种不均匀的加热和冷却过程，是容易造成构件内应力而引起变形的主要原因。焊接时，加热是通过移动高温热源进行的。因此焊缝和焊缝周围的金属温度很高。其余大部分金属不受热，受热金属温度很高，其余大部分金属不受热，受热金属膨胀，周围不受热金属不膨胀，相当于刚性固定，于是，受热金属的膨胀受到阻碍和抑制而产生了压缩塑性变形，而焊完冷却后，焊缝和焊缝附近的金属因收缩而变短，又受到周围未受热金属的制约也会使焊件产生内应力，以致产生变形。

（1）焊缝和焊缝周围的金属收缩的主要表现(www.xing528.com)

1）沿焊缝长度方向的收缩称为纵向收缩，在薄板件焊接时表现较为明显，主要表现为薄钢板沿焊缝起伏不平。

2）垂直于焊缝长度方向的收缩称为横向收缩，这种收缩是钢结构件内应力引起变形的主要原因。

正是由于金属构件焊接后在纵横方向上产生的收缩，使焊后钢结构产生各种变形。

（2）焊接变形的分类

1）局部变形：指整体横梁结构符合尺寸要求，只在某些局部有凹凸不平的变形。

2）整体变形：指整个结构的形状或尺寸发生变化，如方框的平行度、垂直度、对角线的对称性均发生不符合要求的变形。

焊接变形的形式包括：纵向和横向的收缩变形、弯曲变形、扭曲变形、角度变形和波浪变形等。不论何种形式的焊接变形，都应遵循同一规律，即焊件产生内应力而焊接件本身的刚度不能克服焊缝的收缩作用时便形成焊接变形。

对一些较大的钢骨架结构，焊后由于结构刚性好，无明显的焊接变形，但焊接应力是相当大的。当钢结构使用一段时间后，往往出现由于种种原因造成焊接内应力的释放而引起变形，这是我们不希望出现的。因此，对钢结构产品，焊后必须采用各种手段进行消除应力处理。