钢结构制造技术主要是焊接H钢的制造，其中控制主焊缝全自动埋弧焊的焊接质量为关键技术。

一、焊接变形的控制

自动埋弧焊电流大，热量高，构件易产生变形(翼缘板角变形；H钢的纵向弯曲；H钢扭曲变形)

针对上述问题主要采取以下技术措施：

(1)针对焊接工作的需要自行制作了一个专用的工作台，将H钢的四条纵向角焊变为船形焊，以保证焊缝的焊透，提高焊接质量，减少熔敷金属。这是对焊接变形的第一步控制。

(2)根据翼缘板与腹板的不同配置调整焊接参数，将角变形控制在3mm以内，然后用翼缘矫正机对其进行校正。

(3)纵向弯曲是由于H型钢单边受热产生的残余应力分布不均造成的。通过实验决定利用后续焊缝的残余应力平衡上道焊缝的残余应力的办法，即第1、2道焊缝焊接时，电流调至下限值，第3道焊缝焊接时，电流调至平均值，在最后一道焊缝焊接时，将电流调至上限值，以期消除变形。如采用上述措施后仍有少量变形，则在后续工序中用火焰法予以校正。

(4)扭曲变形与纵向弯曲产生的原因大致相同，因此，也是通过合理调整焊接顺序，以后续焊缝的残余应力来平衡前面的焊接残余应力。

二、3构件变形的校正及几何尺寸的控制

在焊接H钢生产中对构件变形的校正，主要采用三种方法：火焰校正法、机械校正法和反变形法。

(1)机械校正法主要校正翼缘板的角变形，在专用的翼缘矫正机上，通过机械力进行反复的强制性校正，直到角变形量符合标准为止。

(2)火焰校正法主要用于校正H钢的纵向弯曲变形，在拱起的一侧用火焰加热至850℃～900℃，在翼缘板上进行条形加热，在腹板上进行三角形区加热，加热后用冷水进行跟踪冷却。加热时根据不同的变形量，控制加热区的大小和加热的温度，以防校正过量和出现过烧现象。

(3)反变形法用于控制端头板焊接变形。在端头板焊接前，在施焊部位的反面用大号气焊枪进行烘烤，产生残余应力，待正式施焊时达到焊接残余应力平衡。最终实现端头板的平整。

三、自动埋弧焊的焊接参数的确定

(1)焊丝直径：在焊接电流、电压和速度不变的情况下，焊丝直径将直接影响焊缝的熔深。随着焊丝直径的减少，熔深将加大，成型系数减小。

(2)焊接电流：对焊缝熔深大小影响最大的因素是焊接电流。随着焊接电流的增大，熔深将增加。

(3)电弧电压：电弧电压低时，熔深大、焊缝宽度窄；电弧电压高时，熔深浅、焊缝宽度增加；过分增加电压，会使电弧不稳，熔深减少，易造成未焊透的现象，严重时还会造成咬边、气孔等缺陷。

(4)焊接速度：如焊接速度增加，焊缝的线能量减少，使熔宽减少、熔深增加，然而继续加大焊接速度，反而会使熔深减少，焊接速度过快，电弧对焊件加热不足，使熔合比减少，还会造成咬边、未焊透及气孔等缺陷。

如何选用正确等级的钢材

利用硼冶金技术可提高钢材等级，这将有助于加工车间降低内部生产成本，并能使生产过程中的失败风险降低到最低。

按传统习惯，注塑工业中使用的绝大部分模具都是由普通等级的钢材制成的，如AISI P20号钢。但最近应用创新冶金技术开发了另一种钢材，其性能与AISI P20号钢材有很大差异，因此打破了模具制造中模具材料的使用常规，其目的是为了满足塑料工业的特殊需要。

随着新的聚合物材料在市场上的出现，以及对模具的需求日益增加，这类材料开始逐渐显示出它们的局限性：经仔细检验证明，厚重的模具块中部硬度会不断下降。

此外，模具制造商在加工中碰到了许多问题，如深孔钻时碰到的硬点、铣削加工时的强烈振动等。因此，以碳元素为基础的冶金技术再也不能证明其是最好的选择。加工车间需要降低其内部的费用，同时需要保持他们的良好的声誉和市场地位。对于模具制造商和模具工人而言，其中一个关键因素就是要选用一种改良型等级的钢材。

由于碳元素是使P20型钢材性能变脆的主要因素，因此最好的解决方案就是将钢材中的碳元素的含量降到最低，虽然碳成分减少，但并不大量补充贵重合金元素，如镍、铬或钼等。

利用硼冶金技术冶炼的钢材作为替代材料。只需添加少量的硼元素就可保证钢材的硬度达到300 HB，并具有优秀的均质性，即使是厚达800mm的钢块。对如何优化其性能的问题，经过多年的研究，终于开发出了这种改进型等级的钢材。

冶金技术效应

由于冶金技术是惟一改变其性能的手段，因此这种效应具有十分重要得意义。

A.加工性能

使用低含碳量、预热处理硬度达300 HB的钢材，其第一个优点是其加工性能提高，相应的费用降低。 汽车挡泥板成型模具在试用这种材料以后，使其粗加工的时间减少了33%。如采用普通的钢材，其加工操作时间需60h，在采用低含碳量、预热处理硬度达300 HB的钢材后，加工时间缩减到40h。其最终的结果是模具加工费用大幅度下降。

B.均质性

另一个优点是其均质性的改善。这表明，一方面，钢块中段硬度降低的现象消失，而且重要的是，材料中不存在硬点，不会在深孔钻加工过程中造成钻头断裂现象，以及在化学蚀刻和抛光操作中造成表面缺陷。

钢材中的硬点（又称碳元素偏析）区域是因为钢水在凝固过程中碳含量的增加而形成的。而碳含量较低的钢材似乎具有非常明显的优点。由于碳元素偏析，这部分区域的硬度要比其余材料的硬度高得多，因此抛光表面会造成偏差以及波纹，特别是在零件的大表面积上更为明显。

不会在化学蚀刻和抛光操作中造成表面缺陷

这种表面缺陷在喷漆以后最为明显，因此它会直接影响到车体的美观。使用低含碳量的钢材，经热处理达到300HB以后作为汽车车体的模具，其生产出来的车体几何形状非常完美。

C.可焊接性和导热性

与普通的P20号钢相比，它的焊接性能有很大改善，而且导热率提高了15%~20%。导热性能的提高对降低注塑周期具有重大的意义；然而，在塑料本身导热率不好（如塑料零件壁厚过高），钢模与塑料件之间的接触不良（如平面塑料件），或是在冷却通道堵塞等相关问题的影响下，这种潜在的优良性能可能会被部分抵消。

模具制造商和模具工人一直在寻求制造模具的替代材料，以提高模具的性能和降低生产成本。总之，对任何模具的材料必须注意其加工性能、均质性、可焊接性和导热性，这是非常关键的。只有了解这些性能，才能找到正确的解决方案。（采用硼冶金技术冶炼的）低含碳量，经预热处理后硬度达300HB的改良型钢材具有当今模具加工车间所寻求的各种优点。