钢结构焊接变形控制
钢结构焊接变形控制措施

钢结构焊接变形控制措施摘要:本文将从钢结构焊接变形的原因入手,介绍钢结构焊接变形的特点和影响,然后探讨钢结构焊接变形的控制措施,包括预制件的设计、焊接工艺的优化、焊接变形的补偿和控制等方面。
通过对这些控制措施的分析和总结,可以为钢结构焊接变形的控制提供一些有益的参考和借鉴,为钢结构的质量和安全性提供保障。
关键词:钢结构;焊接;变形控制;措施焊接过程中由于存在着很多不确定因素,如焊接位置、焊接工艺、焊接顺序以及各种外力的作用等,这些因素会使工件的变形受到抑制和限制,但也会使工件产生变形。
在整个过程中,任何一个环节出了问题,都会使最终的结果偏离设计的要求。
因此,在焊接过程中要采取各种措施来控制焊接变形。
1.反变形法反变形法是利用焊接热过程中工件的局部收缩来抵消或减小焊接件的变形。
这种方法能有效地控制焊接件的变形,是目前最常用的一种控制焊接变形的方法。
(1)反变形法在生产中应用广泛,一般是在钢结构构件上预先留有加工余量,焊接时尽量采用与留有加工余量相同的焊接顺序和焊后反变形的方法来补偿焊后构件的变形。
(2)在结构设计时,充分考虑到结构尺寸与受力情况,尽可能减少结构中过大的不合理尺寸。
例如:为控制梁侧弯,应尽量少设梁高;为控制焊缝收缩变形,应尽量减少焊缝长度和数量;为控制板厚方向产生挠曲,应尽量减少板厚尺寸;为减少角焊缝对整体应力的影响,应尽量缩短角焊缝长度等。
(3)在构件拼装前,用机械方法进行反变形或人工反变形。
例如:在装配前将构件通过调整使其发生一定程度的弯曲或扭转变形,待安装完毕后再恢复到原来的形状。
这种方法适用于尺寸精度要求不高且焊缝数量不多的构件。
(4)采用多道焊接方法。
此法适用于在大厚度上对称焊接要求较高的结构。
2.刚性固定法刚性固定法是指通过合理地安排钢结构构件的焊接顺序和焊接方向,使构件在焊缝上产生的拉应力、压应力和焊后残余变形的方向相反,并通过各种约束措施限制变形的一种方法。
在焊接过程中,我们应该把钢结构构件分为两部分:第一部分是纵向焊缝,第二部分是横向焊缝。
《2024年大跨结构钢箱梁焊接变形预测与控制的应用研究》范文

《大跨结构钢箱梁焊接变形预测与控制的应用研究》篇一一、引言随着现代建筑技术的不断进步,大跨度钢结构桥梁的建造已成为交通基础设施的重要组成部分。
在桥梁建设中,钢箱梁的焊接工艺是关键环节之一。
然而,由于焊接过程中产生的热应力、材料不均匀性等因素,焊接变形问题成为影响钢箱梁质量的重要问题。
因此,对大跨结构钢箱梁焊接变形的预测与控制进行研究,对于提高桥梁建设质量和安全性具有重要意义。
本文旨在探讨大跨结构钢箱梁焊接变形的预测与控制方法,为实际工程提供理论支持。
二、大跨结构钢箱梁焊接变形概述大跨结构钢箱梁的焊接变形是指在焊接过程中,由于热应力、材料不均匀性等因素导致钢箱梁发生变形。
这种变形可能对桥梁的外观、承载能力和耐久性产生不良影响。
因此,准确预测和控制焊接变形对于保证桥梁质量具有重要意义。
三、焊接变形预测方法为了准确预测大跨结构钢箱梁的焊接变形,本文采用有限元分析方法。
该方法可以通过建立钢箱梁的有限元模型,模拟焊接过程中的热传导、相变、应力应变等过程,从而预测焊接变形。
具体步骤如下:1. 建立钢箱梁的有限元模型,包括材料属性、几何尺寸等;2. 根据实际焊接工艺,设置热源模型和热传导方程;3. 通过有限元分析软件进行热应力分析,得到钢箱梁的应力分布;4. 根据应力分布,预测钢箱梁的焊接变形。
四、焊接变形控制方法针对大跨结构钢箱梁的焊接变形问题,本文提出以下控制方法:1. 优化焊接工艺:通过调整焊接顺序、焊接速度、电流等参数,减小热应力和材料不均匀性对钢箱梁的影响;2. 采用预变形技术:根据有限元分析结果,在焊接前对钢箱梁进行预变形处理,以抵消焊接过程中的变形;3. 加强支撑和固定:在焊接过程中,加强钢箱梁的支撑和固定,以减小其变形;4. 采用先进的检测技术:如激光扫描、三维测量等技术,实时监测钢箱梁的变形情况,及时调整控制措施。
五、应用实例分析以某大跨度钢结构桥梁为例,采用上述预测与控制方法进行实际应用。
钢结构焊接变形及控制方法

2 . 2 钢结 构焊 接变 形 的原 因
钢结构焊接变 形和 应力的形成是 由诸 多因素 同时作用 造成
的, 其 中最 主要 的 因 素 有 焊 接 上 温 度 分 布 不 均 匀 、 熔 敷 金 属 的 收
缩、 焊接接 头金 属组织转变及工件 的刚性约束等 , 在各种 因素作 用下,钢结构焊件便会产生各种塑性变 形,影响构件 的产 品质
控制方法。 .
( 6 ) 弯 曲变 形 成 因主 要 是 焊 缝 布 置 不 对 称 , 焊 缝 多 的 一 面 收
多 出现在“ T ” 型梁焊接加工过程 中。 低估的影响 。本文根据 笔者的施工经验介绍钢结构 焊接变形及 缩量大而引起的工件弯 曲,
3 影 响钢 结构焊接 变形量的因素
在 了解 了钢 结构焊接变形 的形成原 因以及主要影响因素后 , 有利
( 4 ) 扭 曲变 形是 由于 焊接过 程中焊接 顺序 和焊接 方 向不 合
于我们制定防止和减少结构变形的方法。在施 工中, 我们根据不
・
1 0 9 ・
工 艺 与 设 备
建材发展导向 2 0 1 3 年 4月
根据现场实 际施工经验 , 我们 总结 以下主要几点影响因素 : ( 1 ) 焊缝面积大小。 通常情况下, 焊缝面积的大 小与变形量呈 正相关 , 也就是焊缝 面积越大 , 钢结构焊接 并冷 却后产生 的变相
量也会越大 。
2 钢 结构 焊接变形 的主要类型及 变形原 因
2 . 1 变形 类型
( 2 ) 角变形 的成 因则 由于 v型坡 口对接焊焊缝布置不对称 , 造成焊缝上下横 向收缩量不均匀而引起的变形; ( 3 ) 错边变 形是在焊接过程 中, 由于两块 板材 的热膨胀 不一 致, 可能引起长度方 向或 厚度方 向上 的错边 ;
超厚钢结构焊接变形控制

8 2 I 石 油 化 工 建 设 2 0 1 3 . 0 5
构 件下挠 8 3 am。 焊 缝 A r 3 相对 于 I X距离 为 D u 3 =1 3 9 mm ,
( 1 ) 先装 配腹板与下翼板 ( 叠合板) 成 T 字形结构 , 焊接完
成腹 板 与 下 翼 板纵 缝 。 ( 2 )焊接 完成 的倒 T 字形件 , 存 在两种变 形 : 翼 板 角变 形
1 . 4 3 7 6 × 1 0 9 m m 。 , 焊缝 A 面积为 9 1 5 . 8 a r m , 焊缝 A 的截
面积为 1 0 4 6 . 7 am r ,焊缝 A- 、 A 对 I X距 离 为 D u 。 、 D u = 1 0 9 am, r 按 公式 ( 1 ) 计算 , A l 、 A 焊 接 完成 后将 引 起三 角 形
—
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.
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形的实例 , 结合三种焊接变 形计 算经验公 式, 浅析焊接变 形控制
技术在大型钢结构焊接 中的应用 。
图 1 三角形钢柱截面 示意
该 三 角柱 构 件 长度 为 1 0 5 0 0 mI n, 截 面 惯 性 矩 I X=
1不对称构件挠 曲变形控制
对于大型不对称构件 ,焊 接后构件 的挠度 变形控制极为 关
E& C T e c h n o l o g y I 工 程技 术
赵
字
王
悦
中国十五冶金建设集团有限公司 湖北 武汉
4 3 0 0 7 5
摘
要 大型钢结构由于结构跨度 长、 截面大及钢板厚等特点 , 构件焊接后的焊接变形复杂且矫正 困难 定量地对焊接变形进 行计算分析并采用合理的焊接工艺和技术 , 有效地控制大型构件的焊接变形 , 是大型构件焊接加工成败的关键
钢结构工程焊接技术重点难点及控制措施

钢结构工程焊接技术重点难点及控制措施钢结构工程是现代建筑中常见的一种结构形式,其焊接技术是非常重要的一环。
在钢结构工程中,焊接是连接各个构件的主要方法,其质量直接关系到整个工程的安全性和稳定性。
钢结构工程焊接技术中存在着一些重点难点,需要采取相应的控制措施来保障焊接质量。
本文将就钢结构工程焊接技术的重点难点及控制措施进行探讨。
一、焊接技术的重点难点1. 焊接变形控制在钢结构工程中,焊接完成后会产生热变形,尤其是在大型工程项目中,焊接变形会影响到整体结构的精度和稳定性。
焊接变形控制是焊接技术中的重点难点之一。
对于焊接变形的控制,首先需要合理设计焊接件的结构,以降低热影响区的温度梯度,减小热变形的程度;可以采取预应力焊接或者多次小段焊接的方法,来减少焊接产生的变形;还可以使用专门的变形补偿技术,对焊接变形进行补偿,保证结构的整体精度。
2. 焊缝质量控制焊缝质量是决定焊接接头强度和耐久性的关键因素,而焊缝的质量受到多种因素的影响,例如焊接电流、焊接速度、焊接材料等。
对焊缝的质量控制是焊接技术中的又一个重点难点。
在焊缝质量控制方面,首先需要严格按照标准进行工艺操作,确保焊接电流和速度的准确控制;要对焊接材料进行严格的选择和质量检验,确保焊缝的材料质量达标;要加强对焊工的技术培训和质量监控,提高焊接操作的稳定性和一致性。
3. 焊接接头的检测钢结构工程中的焊接接头通常都需要进行非破坏性或破坏性检测,以保证焊接质量。
但由于焊接接头的复杂性和多样性,检测工作存在一定的难度,因此焊接接头的检测也是焊接技术的重点难点之一。
在焊接接头的检测方面,需要结合具体的工程情况选择合适的检测方法,例如超声波检测、X射线检测、磁粉检测等,对不同类型的焊接接头进行全面而有效的检测;还需要引进先进的检测设备和技术,提高检测的准确性和精度;还需要对检测人员进行专业培训,提高其检测能力和水平,确保检测工作的质量和可靠性。
二、焊接技术的控制措施1. 工艺控制在焊接工艺的控制方面,首先需要严格按照焊接工艺规范进行操作,包括选择合适的焊接方法、焊接参数和焊接工艺;要对焊接过程进行严密的监控和记录,及时发现和解决工艺中存在的问题和隐患;要加强对焊接材料和设备的管理,确保其质量和稳定性,为焊接工艺的控制提供保障。
钢结构焊接变形的工艺控制措施

建筑科学2016年12期︱75︱钢结构焊接变形的工艺控制措施马 宁贵州省贵阳市白云区七冶压力容器制造有限责任公司,贵州 贵阳 550014摘要:近些年来,我国各类建筑对钢结构的需求量不断提高,焊接技术也就在钢结构制作中应用十分广泛,但是在进行钢结构焊接时,焊接区域往往会出现不同程度的局部收缩变形,影响钢结构成品具体尺寸和装配质量,同时还有可能产生不同的应力作用,会对焊接接头韧性强弱、抗疲劳的强度以及抗腐蚀的能力产生重要影响,因此,减少钢结构焊接变形和应力就成了相关工艺研究和控制的焦点。
本文将从钢结构焊接变形的原因着手,分别从变形控制和应力控制两个方面采取相关工艺控制措施,以期能够有效减小钢结构产生焊接变形,降低焊接过程中的焊接应力,从而进一步提高钢结构焊接水平。
关键词:钢结构;焊接变形;焊接应力;工艺控制措施中图分类号:TU391 文献标识码:B 文章编号:1006-8465(2016)12-0075-021 钢结构焊接变形产生的原因 在对钢结构进行焊接时,往往因为局部温度不高均匀,并且受到外力的刚性约束作用,进而使得焊接区域产生不规律的横纵向收缩现象。
笔者结合自身长期钢结构焊接工作经验,分析出导致钢结构焊接变形主要基于以下原因:首先,钢结构刚度的主要表现是抗拉伸和抗弯曲的能力,这些能力又会受到钢结构截面和尺寸大小因素的影响和制约,比如说桁架的横截面面积与相关质量规范不符,进行焊接时,就容易导致纵向变形,再比如丁字形横截面,在焊接过程中就会因为抗弯刚度缺乏而引发弯曲变形。
其次,钢结构加工件刚度缺乏,焊接过程中焊缝分布不够均匀,往往很容易造成钢结构产生严重收缩,焊缝分布较多变形加剧,焊缝较少部位变形就不是很明显。
通常情况,在进行钢结构焊接操作时,焊缝分布往往比较对称,这就要求焊接时必须采用合理的焊接程序,严格按照对称性的要求减少线性缩短,但是如果焊缝分布不对称,就容易导致其弯曲变形。
最后,钢结构焊接变形除了钢结构本身问题会导致外,焊接工艺也有可能导致焊接变形,比如说在焊接过程中,对电流未能进行合理有效控制,导致粗焊条在进行缓慢焊接时受热不够均匀,这样确实会导致焊接变形的发生。
钢结构焊接变形的控制及矫正

钢结构焊接变形的控制及矫正标签:钢结构;矫正技术;焊接变形随着我国市场式经济制度逐渐成熟和完善,钢结构的焊接技术有了很大的进步和发展。
在实际的推广应用上,钢结构的焊接工作得到了更加广泛的应用。
同时,在焊接钢结构的过程中受外在因素和环境的影响过于的敏感,使得整个钢结构控制和矫正工作的推进有着一定的困难。
为了更好地解决这一类的问题,将钢结构焊接、矫正和变形深入的结合先进技术是当今社会提出的新要求。
一、钢结构焊接概述钢结构的施工主要的类型包括钢柱、钢梁、钢材等,施工过程中需要各个工作人员和部门进行密切的配合。
一旦发现问题或者是异常情况及时的沟通、解决。
在钢结构的施工中主要的特点分为三个方面:第一种,施工测量的精度。
在施工建设的过程中,前期的规划设计是整个工程建设的核心思想。
一旦钢结构在前期造成偏差就会影响钢结构整体的施工效果,进而造成施工偏差的出现。
第二种,和施工条件相符。
在实际的钢结构安装和矫正控制的过程中极易受到各种外在环境影响,如:空气、温度、湿度等等。
种种的外在因素都会对整个钢结构的矫正、控制造成影响,进而延误工程和项目的工期。
第三种,器械性能标准高。
钢结构的焊接和安装对器械、设备的要求有着很高的标准。
正是由于其本身的形状和重量都是非常庞大的,使得钢结构的安装、运输很难满足钢材承载力的要求和标准。
二、钢结构焊接变形的控制方法(一)设计合理的焊接技术钢结构中,各个结构组成之间进行合理、科学的焊接是非常重要的。
焊接技术在结构之间的缝接处理就是考验连载力和承重力的关键,焊接缝隙的强度直接影响整个钢结构的重力承受力。
在对钢结构进行焊缝处理时,规划设计的焊缝尺寸和长度应该控制在一定的范围内,不应过长。
过长的焊接缝操作可能对后期的强度承受力有着极大的考验,无形中增加了焊缝技术的实际工作量和难度。
在焊接的过程中,焊接人员应该根据实际的钢结构的情况进行着重分析,就以T型接头为例。
针对这种钢结构的焊接技术时,首先要采取的就是设计开坡口双面焊的模式,从基本结构中保障其内在的构造强度。
如何控制钢结构焊接的变形

钢 结构焊接 因其技术成熟 、施工周期短 、易于回收 等独特优 势 ,在现 代建筑 施 工中 已得 到广泛 应用 ,然
而 ,焊接作 为一项 重要 的钢 结构制 作和 连接 技术 ,在 焊接过程中产 生的变形 问题不仅影 响了钢结构的外观和
焊缝形式 ,采取适 当的焊接工艺措施 ,对于控制钢结构
焊接变 形也具有 非常重要 的作用 。
程质量的 目的。但 由于影 响焊接变形的因素较 多,还应 该在实践 中不断总结和积累焊接经验, 提高控制焊接应力
和焊接变形技术水平。
4 1采用 合理 的装 配焊接 顺序 。 .
4 1 1钢结构的制作、组装应 该在一个标准的水平 ..
质量 ,降低企业生产成本 。
接 的层数越 多,焊接变形越 明显 ;断续式焊缝与连续焊 缝相 比收缩变形量小 ;对接式焊缝的横 向收缩变形量 比 纵 向收缩变形量大2 倍 : 至4 焊接顺序不 当或在没有焊接妥 当分部构件 时就进行整体组装焊接 ,很容易产生焊接变 形 。因此 ,为 了防治焊接变形 ,在焊接施工过程 中必须
构受热范围,从 而减少焊接变形 。
5 .结 论
4 .防治钢结构焊接变形 的工艺措施
在钢结构焊接施工过程中,根据不 同的节点构造及
在钢 结构焊 接施 工过程 中,焊接 变形 是不可避 免
的,通过采 取适 当的焊 接节 点构造 设计措施 和技 术措
施 ,可 以有效地控制钢结构 的焊接变形,以达到确保工
23装 配和 焊接顺 序 .
结构的整体刚性总是 比它的部件的刚性大 ,抗变形
能 力 也 大 。有 了合 理 的 装 配 顺 序 还 需 要 有 合 理 的焊 接顺 序 配合,以控制变形。
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浅谈钢结构焊接变形控制
[摘要]为解决建筑钢结构焊接变形所引起的钢结构变形,对常见的焊接变形进行了分析,归纳出线形、角形、弯曲形、扭转形及波浪形五种变形方式,并对这种五种变形产生的原因进行了探讨。
对如何减少和预防焊接变形作了较详尽的介绍,重要的是采取有效措施时已变形的焊接构件进行矫正,以此将焊接变形带来的危害降到最低程度,增大经济效益。
[关键词]钢结构焊接变形变形防止变形矫正
一、焊接应力和变形
焊接过程是是一种局部高温加热的工艺过程,即焊缝熔池金属熔点处温度最高,而熔池周围金属温度由熔点递减,直到到达室温。
过程中高温金属受热膨胀,且受到周围金属的阻碍而无法自由膨胀,形成塑性变形。
焊后冷却过程中,金属塑性收缩,又受到周围金属的阻碍无法自由收缩,从而产生整体结构收缩,产生焊接变形和应力。
焊接应力和变形在一定条件下还影响焊接结构的性能,如强度、刚度、尺寸精度和稳定性、受压时的稳定性和抗腐蚀性等。
不仅如此,过大的焊接应力与变形,还会大大增加制造工艺中的困难和经济消耗,而且往往因焊接裂纹或变形过大无法矫正而导致产品的报废。
二、变形种类和影响因素
焊接过程中焊件产生的变形称为焊接变形。
焊后,焊件残留的变形称为焊接残余变形。
焊接残余变形有纵向收缩变形、横向收缩变
形、角变形、弯曲变形、扭曲变形和波浪变形等共六种,其中焊缝的纵向收缩变形和横向收缩变形是基本的变形形式,在不同的焊件上,由于焊缝的数量和位置分布不同,这两种变形又可表现为其它几种不同形式的变形。
在实际焊接过程中,不同条件下的焊接所产生的焊接变形量各不相同,在诸多工艺因素中焊接线能量与焊接变形成正比,焊接线能量越大则焊接时产生的塑性变形区面积越大,焊后的焊接变形越大,反之则越小。
决定焊接线能量的因素主要有:
1.焊缝截面尺寸的大小:在板厚尺寸相同时,焊缝截面尺寸即破口尺寸越大则焊接所需线能量也越大,收缩变形越大。
2.焊接的分层方式:焊缝施焊时,分层焊的层数越多,每层所需的线能量越小,变形就越小。
但对于开坡口的对接焊缝角变形来讲,则是例外,分层数越多,角变形越大,这主要是由焊件厚度方向的温差所决定的。
3.焊接的原始温度:原始温度高,无形中提高线能量,造成塑性变形增大,焊后的焊接变形随之增大。
(当原始温度提高到一定程度时,焊件的温差下降,焊接变形反而减小)。
4.在满足受力要求的前提下,间断焊可降低线能量,从而减小焊接变形。
5.焊接方法是影响焊接变形另一因素,实践及各国焊接专家的研究表明,对于相同焊件,相同焊缝,选择不同的焊接方法,其焊接变形也不同,埋弧焊的焊接变形最大,其次为手弧焊,最小的焊接
变形为c02气体保护焊。
因此,在条件设备许可的情况下,选择合适的焊接方法,可有效降低焊接变形。
合理选择拼装顺序和焊接顺序,可降低焊接变形。
6.焊接接头形式的影响;在焊接热输入,焊缝截面积及焊接方式等条件相同的条件下,接头形式对纵、横、角变形影响不同,对接接头变形大于t型、搭接接头。
对于板厚较大的对接接头偏重取x 型坡口代替v型坡口, 因为对一定厚度的板,x型坡口的熔敷金属量大约比v型坡口少1/2。
对于更大板厚的对接接头可采用u型、双u型甚至窄间隙深坡口焊缝, 以减少焊接变形。
三、控制变形措施
控制焊接变形的措施可归结为设计方面、施工方面的预防措施及焊接变形矫正措施。
在设计方面可采用选择合理的焊缝尺寸和型式尽可能减少不必要的焊缝和合理安排焊接位置等设计手段来实现。
这里不再赘述,下面主要叙述施工方面的预防措施及焊后变形矫正措施。
1.施工预防措施
在施工过程中可采取多种措施预防焊接变形,主要可归纳为反变形法、刚性固定法、合理选择焊接方法和规范、选择合理的装配焊接顺序等。
(1)反变形法:所谓反变形法就是在构件施焊前,确定其焊接变形的大小和方向,焊后使构件达到设计要求。
如采用夹具施加与焊接变形相反的作用力的方法,与焊接变形相抵消,以达到防止变形
的目的。
(2)刚性固定法:所谓刚性固定法,就是在没有采取反变形的情况下,将构件固定增加焊件刚度,限制焊接变形。
按变形相反方向,用夹具或点焊方式将焊件固定,从而限制焊接变形。
(3)合理地选择焊接方法和规范:从影响焊接变形的因素的叙述中可以知道,选用焊接线能量较低的焊接方法和规范参数,可以有效地防止焊接变形,如采用c02焊代替手工电弧焊,采用多层焊的方式降低焊接参数来降低线能量。
(4)选择合理的装配焊接顺序:这种方式就是使物件在焊接过程中,通过合理的装配焊接顺序,使焊接变形能够互相抵消,从而达到降低变形的目的。
2.焊后矫正焊接变形的方法
根据是否采用外界能量,将其划分为机械与火焰矫正法。
(1)机械矫正法:所谓机械矫正法就是利用外力,使构件产生与焊接变形方向相反的塑性变形,与焊接变形相抵消,从而达到消除焊接变形的目的。
(2)火焰矫正法:火焰矫正法是利用火焰在与焊接变形方向相反的对应部份局部加热产生压缩塑性变形,使较长的金属在冷却后收缩,来达到矫正变形的目的。
使用火焰矫正法的关键是正确选择加热位置和加热范围。
根据火焰矫正法加热时温度范围可分为低温、中温和高温矫正,依据有否采用水冷及水冷位置的不同,又可分为空冷、正冷和背冷三种。
空冷是指火焰加热时不用水冷的矫正方法;
正冷是在火焰加热面采用跟踪水冷的矫正方法;而背冷则是指火焰加热时,在火焰加热背面采用跟踪水冷的矫正方法。
四、结语
以上各种控制方法经过多个钢结构焊接过程中的实际应用,效果良好,明显地减少了矫正工作量,提高了生产效率,节约了成本。
可以为钢结构制作加工中焊接变形预防控制工作提供借鉴。
参考文献:
[1]巫升儒.建筑钢结构焊接变形控制措施[j].引进与咨询,2005,(9).
[2]何江华.焊接变形原因、控制及矫正方法[j].船海工程.。