鋼構(gòu)焊接變形及火焰矯正施工法

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　目前，鋼結(jié)構(gòu)已在廠房建筑中得到廣泛應(yīng)用。而鋼結(jié)構(gòu)廠房的主要構(gòu)件是焊接H型鋼柱、梁、撐。這些構(gòu)件在制作過程中都存在焊接變形問題，如果焊接變形不予以矯正，則不僅影響結(jié)構(gòu)整體安裝，還會(huì)降低工程的安全可靠性。

　　焊接鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的變形超過技術(shù)設(shè)計(jì)允許變形范圍，應(yīng)設(shè)法進(jìn)行矯正，使其達(dá)到符合產(chǎn)品質(zhì)量要求。實(shí)踐證明，多數(shù)變形的構(gòu)件是可以矯正的。矯正方法都是設(shè)法造成新的變形來抵消已經(jīng)發(fā)生的變形。

　　在生產(chǎn)過程中普遍應(yīng)用的矯正方法，主要有機(jī)械矯正、火焰矯正和綜合矯正?；鹧娉C正是一門較難操作的工藝，方法掌握、溫度控制不當(dāng)會(huì)造成構(gòu)件新的更大變形。因此，火焰矯正要有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。本文對鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的種類、矯正方法作一粗略分析。

　　一、鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的種類與火焰矯正

　　鋼結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)件是焊接H型鋼柱、梁、撐。焊接變形經(jīng)常采用以下3種火焰矯正方法：1）線狀加熱法；2）點(diǎn)狀加熱法；3）三角形加熱法。火焰矯正時(shí)的加熱溫度（材質(zhì)為低碳鋼）為：低溫矯正500度～600度，冷卻方式：水；中溫矯正600度～700度，冷卻方式：空氣和水；高溫矯正700度～800度，冷卻方式：空氣。注意事項(xiàng)：火焰矯正時(shí)加熱溫度不宜過高，過高會(huì)引起金屬變脆、影響沖擊韌性。16Mn在高溫矯正時(shí)不可用水冷卻，包括厚度或淬硬傾向較大的鋼材。

　　二、針對各種變形采取的措施

　　1.翼緣板的角變形

　　矯正H型鋼柱、梁、撐角變形。在翼緣板上面（對準(zhǔn)焊縫外）縱向線狀加熱（加熱溫度控制在650度以下），注意加熱范圍不超過兩焊腳所控制的范圍，所以不用水冷卻。線狀加熱時(shí)要注意：1）不應(yīng)在同一位置反復(fù)加熱；2）加熱過程中不要進(jìn)行澆水。這兩點(diǎn)是火焰矯正一般原則。

　　2.柱、梁、撐的上拱與下?lián)霞皬澢?/p>

　　1）在翼緣板上，對著縱長焊縫，由中間向兩端作線狀加熱，即可矯正彎曲變形。為避免產(chǎn)生彎曲和扭曲變形，兩條加熱帶要同步進(jìn)行。可采取低溫矯正或中溫矯正法。這種方法有利于減少焊接內(nèi)應(yīng)力，但這種方法在縱向收縮的同時(shí)有較大的橫向收縮，較難掌握。

　　2）翼緣板上作線狀加熱，在腹板上作三角形加熱。

　　用這種方法矯正柱、梁、撐的彎曲變形，效果顯著，橫向線狀加熱寬度一般取20～90毫米，板厚小時(shí)，加熱寬度要窄一些，加熱過程應(yīng)由寬度中間向兩邊擴(kuò)展。線狀加熱最好由兩人同時(shí)操作進(jìn)行，再分別加熱三角形。三角形的寬度不應(yīng)超過板厚的2倍，三角形的底與對應(yīng)的翼板上線狀加熱寬度相等。加熱三角形從頂部開始，然后從中心向兩側(cè)擴(kuò)展，一層層加熱直到三角形的底為止。加熱腹板時(shí)溫度不能太高，否則造成凹陷變形，很難修復(fù)。

　　三、角形加熱方法同樣適用于構(gòu)件的旁彎矯正。加熱時(shí)應(yīng)采用中溫矯正，澆水要少。

　　3.柱、梁、撐腹板的波浪變形

　　矯正波浪變形首先要找出凸起的波峰，用圓點(diǎn)加熱法配合手錘矯正。加熱圓點(diǎn)的直徑一般為50～90毫米。當(dāng)鋼板厚度或波浪形面積較大時(shí)直徑也應(yīng)放大，可按d=（4δ+10）毫米（d為加熱點(diǎn)直徑；δ為板厚）計(jì)算得出。加熱烤嘴從波峰起作螺旋形移動(dòng)，采用中溫矯正。當(dāng)溫度達(dá)到600～700度時(shí)，將手錘放在加熱區(qū)邊緣處，再用大錘擊手錘，使加熱區(qū)金屬受擠壓，冷卻收縮后被拉平。矯正時(shí)應(yīng)避免產(chǎn)生過大的收縮應(yīng)力。矯完一個(gè)圓點(diǎn)后再加熱第二個(gè)波峰點(diǎn)，方法同上。為加快冷卻速度，可對Q235鋼材進(jìn)行加水冷卻。這種矯正方法屬于點(diǎn)狀加熱法，加熱點(diǎn)的分布可呈梅花形或鏈?zhǔn)矫茳c(diǎn)形。注意溫度不要超過750度。

　　結(jié)語

　　火焰矯正引起的應(yīng)力與焊接內(nèi)應(yīng)力一樣都是內(nèi)應(yīng)力。不恰當(dāng)?shù)某C正產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力與焊接內(nèi)應(yīng)力和負(fù)載應(yīng)力迭加，會(huì)使柱、梁、撐的縱應(yīng)力超過允許應(yīng)力，從而導(dǎo)致承載安全系數(shù)的降低。因此在鋼結(jié)構(gòu)制造中一定要慎重，盡量采用合理的工藝措施以減少變形，矯正時(shí)盡可能采用機(jī)械矯正。當(dāng)不得不采用火焰矯正時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1）烤火位置不得在主梁最大應(yīng)力截面附近；2）矯正處烤火面積在一個(gè)截面上不得過大，要多選幾個(gè)截面；3）宜用點(diǎn)狀加熱方式，以改善加熱區(qū)的應(yīng)力狀態(tài)；4）加熱溫度最好不超過700度。