结构件是目前主机产品及建筑工程中的重要组成部分，是具有一定形状，并能够承受载荷的实体。从定义可以看出，承受载荷是其基本属性之一，因此结构件成品质量的好坏对其所在的整体的性能、强度起到重要影响。
依据经验，影响其性能的因素主要有三点：
①原材料：由于结构件多使用型材或者异型材，此类材料在加工过程中，本身经过一次变形加工，材料本身内部存在应力，经过外界温度变化等时效影响后，本身会发生变形，可能导致整体结构的变形；
②对接方式：结构件均是由多件型材或钣金件对接而成，其主受力方式不同，要采取不同的对接方式，借用材料本身的截面系数来提高其承重或者抗变形能力。
③焊接变形：传统的焊接方式往往会导致成品出现热变形，导致产品本身的性能发生改变，这就需要通过采取措施来减少焊接热变形的发生。
以下将从上述三方面进行分析。
原材料
目前国内型材的主要加工方式为两种，以下分别进行说明。
一种是使用带钢经过辊压后形成所需的截面形状，之后经过高频焊接得到所需要的型材。
此种成形方式是指通过对原材料（一般指带钢）进行开卷，经过辊压成形后得到所需规格的型材，直接成方形、矩形或异形管。该工艺流程如图1所示：

图1 辊压成形工艺流程
此种成形方式又分为两种类型，一种是带钢直接成形为所需截面的型材，即逐道成形；二是带钢先成形为圆管，之后利用辊压模具将成形后的圆管辊压成所需要截面的型材，即二次成形。
二次成形整体工艺流程与逐道成形一致，只是在辊压整形后增加二次成形工序，与逐道成形相比，虽然工艺层级增加，但是同等尺寸精度下所需辊压模具总架数相比逐道成形来说要少，可以节约一部分的模具费用。但是另一方面，带钢经过圆管、方管两次塑性变形后，最终型材的内部应力会增大。相比逐道成形来说，可能会出现两方面的质量问题对使用产生影响：①型材经过长时间存放后，内部应力释放，造成型材弯曲，影响使用；②由于内部应力的存在，在后期加工过程时，管材变形会使应力一定程度释放，最终可能出现同一加工参数下，零件的状态不一致，存在差异的现象。
同时，金属材料普遍存在加工硬化现象，随着冷作变形程度的增加，金属材料的强度和硬度指标都有所提高，但是塑性、韧性有所下降，带钢经过两次变形后，材料的力学性能变化与逐道成形相比，不稳定性会升高，也会对最终零件的一致性造成影响。
另一种是拉拔成形，其所使用的材料均为不同孔径的圆管，经过拉拔模具得到所需要的型材，加工前后材料外圆周长相等，需要注意的是拉拔所用的圆管也是使用带钢辊压成形的方式加工。
与逐道成形和二次成形不同，拉拔工艺是指在外力作用下，迫使金属坯料通过预设模具，以获得与模具外形相一致的制品的塑性加工方法。拉拔时金属的变形流动与挤压相似，但是其变化比挤压时简单，金属流动的不均匀性也比挤压时小。
该工艺特点为外径变化但是总的周长不变，需要注意的是，外径变化过程中，壁厚根据外径与壁厚比值的不同会有所增减。当减径量比较大时，管材内壁会变得比较粗糙。
与逐道成形和二次成形相比，拉拔工艺所需要的设备和模具均相对简单，操作维护方便，但是需要额外增加酸洗、退火、时效处理等表面处理工序，以去除加工过程中材料内部产生的内应力，并且由于内应力释放产生的变形不可控，往往需要二次、多次拉拔才能最终得到所需要的制品。生产效率相对较低，不能实现连续生产，同时拉拔由于夹头的存在，每根型材的端头均需要进行去除，会产生一定的材料浪费。
上述是常见的三种不同加工方式，其最终所形成的型材虽然外观尺寸差异不大，但是内部性能差异明显，需要根据具体需求进行选取，例如如果仅仅是用作支撑，不进行二次加工，选取拉拔成形的型材，不仅材料强度高，加工费用也相对较低；如果后期需要使用型材加工成其他形状，如弯梁等带有变形的产品，建议选取采用辊压成形的方式加工的原材料，此种加工方式最终的材料内部应力相对较小，加工成零件或者产品后产生的变形相对较小，成品一致性相对较好。
常见的几种结构件对接方式
各种结构件往往是由多件零件对接焊接而成，对接方式对其最终的性能也会产生影响。对接方式不合理，会无法合理利用材料本身的刚性，导致性能的下降。以下进行举例说明：
⑴三个面拐角对接时，框架式结构采用此种方式交过，如果主要受力方向为水平面，如厂房等，建议选取垂直方向上钢梁作为支撑点，其余两边的钢梁连接面均在作为支撑点的钢梁上，水平方向上两根边梁直接与立梁对接，当水平方向上受到外作用力后，力经过水平方向的梁传导作用在立梁上，立梁的边可以作为一个支撑面，水平方向上的梁同样可以起到支撑作用，这样可以充分利用材料本身的强度，降低整体结构在水平面方向上的变形，如图2箭头所示。

图2 两根边梁直接与立梁对接
⑵两根竖梁之间的对接有两种方式，为便于说明，选取带有形状的结构进行分析。如图3所示状态，两根立梁之间使用一根横梁进行连接，但是横梁在两根立梁的外侧，此时水平方向上受到力后，只能靠焊接焊缝位置的强度来保证，焊缝强度如果不足会产生脱焊，横梁本身的刚性无法起到明显的支撑作用。

图3 两根边梁直接与立梁对接
图4所示为另外一种连接方式，横梁在两件竖梁之间，横梁支撑点在两件竖梁相对面上，此时整体结构受到水平方向力后，横梁本身的刚性和焊接处焊缝强度均可以作为整体结构的支撑，并且横梁本身的刚性得到充分利用，整体结构的刚性可以得到有效的提升。

图4 两根立梁之间使用一根横梁进行连接
垂直方向上连接结构类似，尽可能的使材料本身的刚性参与到整体结构的刚性支撑中，避免单纯的依靠焊缝强度来保证整体结构的刚性。

焊接变形
焊接属于热加工，利用电流产生的瞬间高温使钢材发生熔融，使零件粘接在一起。此种方式加工后连接处强度高，但是由于高温，使材料内部的应力平衡被打破，将会使结构件发生变形，并且随着时间的持续，变形会逐步发生，直至达到新的平衡，且此种现象不可避免。

⑴利用夹具进行固定：在焊接前使用刚性不低于所加工零件的材料制作定位夹具，将所需焊接的所有零件的空间位置进行固定，在实现零件位置尺寸精确的同时，通过夹具上夹紧器将零件位置和外形进行固定，利用夹具本身的刚性控制焊接过程中零件的变形。如图5所示，利用U形固定块，夹紧器等将零件固定后进行焊接。

图5 固定后进行焊接
此种方式虽然焊接后产品变形量小，但是各个零部件内部存在较大的内应力，长时间在外存放或者露天环境中会受到时效影响，长时间后可能会发生变形。
⑵反变形法：与冲压调整回弹的原理类似，对需要进行焊接的结构件进行分析，依据经验提前预判其变形方向和变形程度，在焊接的过程中，将零件往变形相反的方向进行焊接，利用焊接后的变形量使结构件达到需要的尺寸。此种方式的缺点是全过程依据操作人员的经验进行控制，无法做到精确控制，适用于对尺寸要求不高或者不进行配合安装的产品。
⑶提前点定后焊接：在焊接前，将零件位置确定后，先在部件连接处进行点焊，原理同使用夹具类似，利用焊点将零件外形固定，之后进行焊接，利用焊点的强度来控制零件的热变形。此种方式由于需要进行提前点定，工作量较大。
⑷确定合理的焊接顺序：焊接过程中，每道焊缝引起的变形量一般不能相互抵消，最后的变形方向总和最先焊的焊缝引起的变形方向相一致。利用此现象，可以确定焊接顺序以达到降低焊接变形的目的。
结束语
本文通过从原材料、构件对接方式和焊后变形解决措施三方面对钢结构件的生产、加工进行了说明，通过本文分析可得知，原材料的选择要根据最终使用环境进行选择，合理的构件对接方式可以对钢结构性能的影响起到重要影响，合理的对接方式可以提高结构件本身的整体刚性；焊接变形目前是无法有效避免的，但是通过制作夹具、优化焊接工艺等方式，可以减少焊接变形，减少对性能质量的影响，
从而来保证最终结构件质量的稳定。