淺談鋼結構焊接變形的火焰矯正施工方法

周泰勇

【摘 要】目前，鋼結構已在廠房建筑中得到廣泛的應用。而鋼結構廠房的主要構件是焊接H型鋼柱、梁、撐。這些構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。則不僅影響結構整體安裝，還會降低工程的安全可靠性。本文章根據多年經驗，結合國內相關資料，闡述了鋼結構焊接變形的火焰矯正施工方法。

【關鍵詞】鋼結構 焊接 火焰矯正 施工方法

1 概述

鋼材經吊裝、運輸或在倉庫存放中難免產生變形，尤其是鋼結構焊接中的H型鋼柱、梁、撐等構件在制作過程中都存在焊接變形的問題，產生變形有整體變形、局部變形、局部凸凹不平等，如果這些變形不予以矯正，不僅影響結構整體安裝，而且會降低工程質量，降低安全可靠性。焊接鋼結構變形超過技術設計允許變形范圍，就應設法進行矯正，使其達到產品設計工藝的技術要求，以保證產品質量安全可靠。根據自身多年的實踐經驗證明，多數變形的構件是可以矯正的。

在生產過程中普遍應用的矯正方法，主要有機械矯正、火焰矯正和綜合矯正。下面我就根據生產實踐經驗，對鋼結構焊接變形的火焰矯正施工方法作一個粗淺的分析。

2 鋼結構焊接變形火焰矯正施工方法的分析

2.1 火焰矯正法的定義及適應范圍

所謂火焰矯正法就是利用火焰加熱時產生的局部壓縮塑性變形，使長金屬纖維在冷卻后變短，即產生壓縮塑性變形，使金屬纖維長短一致，從而消除了變形，達到矯正的目的。火焰矯正法簡單、靈活、快速、效率高、效果好，在實際工作中應用甚廣。在使用時應控制溫度和加熱位置。由于需要再次加熱，對合金鋼等慎用。低碳鋼火焰矯正溫度及冷卻方式見下表1：

注意事項：火焰矯正時加熱溫度不宜過高，過高會引起金屬變脆，影響沖擊韌性。

2.2 鋼結構焊接變形火焰矯正的方法

鋼構件焊接變形火焰矯正的主要構件是焊接H型鋼柱、梁、撐產生的變形，火焰矯正法使用的工具主要是氣焊或氣割槍，或專用的火焰矯正加熱槍。其加熱方式根據所要矯正的變形特點而異，通常是以下三種方式：

（1）點狀加熱法。就是加熱區(qū)呈小面積的圓形；（2）線狀加入法。就是加熱區(qū)呈長帶狀，長帶的寬窄隨板厚改變，板厚越大，加熱線越寬，其特點是寬度方向收縮大，長度方向收縮小；（3）三角形加熱法。就是加熱區(qū)呈等腰三角形，底邊在工件的邊緣，其特點是收縮量從三角形的頂點起沿等腰逐漸增大。

下面簡單介紹解決不同部位變形的矯正施工方法：

（1）柱、梁、撐的上供與下撓及彎曲變形的矯正方法。（2）在翼緣板上，3縱長焊縫，由中間向兩端作線狀加熱，即可矯正彎曲變形。值得注意的是，在施工中為了避免產生新的彎曲和扭曲變形，兩條加熱帶要同步進行?？刹扇〉蜏爻C正法或中溫矯正法。這種方法有利于減少焊接內應力。（3）翼板上作線狀加熱，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，橫向線加熱寬度一般取20—90MM，板厚小時，加熱寬度要窄一些，加熱過程應由寬度中間向兩邊擴展。線狀加熱最好由兩人同時操作進行，再分別加熱三角形，三角形的寬度不應超過板厚的兩倍，三角形的底與對應的翼板上線狀加熱寬度相等。加熱三角形從頂部開始，然后向中心兩側擴展，一層層加熱直到三角形的底為止。加熱腹板的溫度不能太高，否則造成凹陷不平很難修復。（4）翼緣板的角變形矯正H型鋼柱、梁、撐角變形。在翼緣板上面縱向線狀加熱，加熱時對準焊縫外，加熱溫度控制在650°C以下且加熱范圍不超過兩焊腳所控制的范圍。

線狀加熱矯正要遵循以下兩點原則：

（1）不應在同一位置反復加熱。（2）加熱過程中不要用水澆冷卻。三角形加熱法在構件旁彎變形矯正中是應用。三角形加熱矯正法同樣適應于構件的旁彎矯正。加熱時應用中溫矯正，澆水要少。矯正柱、梁、撐腹板的波浪變形首先要找出凸起的波峰，用圓點加熱法配合手錘矯正。加熱圓點的直徑一般為50-90MM，當鋼板厚度或波浪形面積較大時直徑也應放大，加熱值可按以下公式得出：d=（4+10）mm，（d—加熱點直徑；—板厚）?？咀鞆牟ǚ迤鹱髀菪我苿?，采用中溫矯正。當溫度達到600°C——700°C時，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。矯完一個圓點后再進行加熱第二個波峰點，方法同上。為加快冷卻速度，可對Q235鋼材進行加水冷卻。這種加熱方法屬于點狀加熱法，加熱點的分布可呈梅花形或鏈式密點形，但加熱溫度控制在750°C以下。

3 火焰矯正的注意事項

鋼構焊接時選用合理的焊接方法及焊接順序是減少焊接變形的一個重要措施。要針對不同結構的構件采用不同的焊接方法，焊接時采用科學規(guī)范的工藝流程可以盡可能的減少變形，變形矯正采用火焰法時應注意以下幾點：

（1）烤火位置不能在主梁最大應力截面附近；（2）矯正處烤火面積在一個截面上不得過大，要多選幾個截面；（3）宜用點狀加熱方式，以改善加熱區(qū)的應力狀態(tài)；（4）加熱溫度最好不超過700°C。

以上是根據理論知識結合自己多年的實踐經驗得出的一些淺顯體會，不足之處請指正。

參考文獻：

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[2] 勞動人事部培訓就業(yè)局編.焊工工藝[M].北京：勞動人事出版社，1988.

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