宋長安

（安陽市高級(jí)技工學(xué)校，河南 安陽 455000）

近年來，在廠房建筑中鋼結(jié)構(gòu)得到廣泛的應(yīng)用。而鋼結(jié)構(gòu)廠房的主要構(gòu)件是焊接工字梁、柱、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。矯正的方法都是設(shè)法造成新的變形來達(dá)到抵消已發(fā)生的變形。

在生產(chǎn)過程中普遍采用的矯正方法，主要有機(jī)械矯正、火焰矯正和綜合矯正。機(jī)械矯正是利用機(jī)械力的作用使焊件產(chǎn)生與焊接變形相反的塑性變形，并使兩者抵消從而達(dá)到消除焊接變形的一種方法，但該方法用于廠房的工字梁、柱、撐焊后的變形實(shí)施起來比較困難?；鹧娉C正是用氧-乙炔火焰或其他氣體火焰（一般采用中性焰），不均勻加熱的方式引起結(jié)構(gòu)變形，來矯正原有的焊接殘余變形的一種方法?；鹧娉C正與機(jī)械矯正相比，它是一門較難操作的工作，方法掌握、溫度控制不當(dāng)還會(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)。

1 鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的火焰矯正

鋼結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)件是焊接工字梁、柱、撐。焊接變形經(jīng)常采用火焰矯正加熱方式有以下三種方法:（1）線狀加熱法。它是火焰沿著直線方向或者同時(shí)在寬度方向作橫向擺動(dòng)的移動(dòng)形成帶狀加熱的一種方法。（2）點(diǎn)狀加熱法。它是火焰加熱的區(qū)域?yàn)橐粋€(gè)點(diǎn)或多個(gè)點(diǎn)，加熱點(diǎn)是直徑一般不小于15mm，點(diǎn)間距離應(yīng)隨變形量的大小而變，殘余變形越大，點(diǎn)間距離越小，一般在50-100mm之間。（3）三角形加熱法。三角形加熱即加熱區(qū)呈三角形，加熱部位是在彎曲變形構(gòu)件的凸緣，三角形的底邊在被矯正構(gòu)件的邊緣，頂點(diǎn)朝內(nèi)?；鹧娉C正時(shí)的加熱溫度（材質(zhì)為低碳鋼）一般有以下三種:（1）低溫矯正 500～600度，冷卻方式:水；（2）中溫矯正 600～700 度，冷卻方式:空氣和水；（3）高溫矯正 700～800度，冷卻方式:空氣。火焰矯正時(shí)要注意加熱溫度不宜過高，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。

1.1 柱、梁、撐的彎曲變形

在翼緣板上，對(duì)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?？刹扇〉蜏爻C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。

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—90mm，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，再分別加熱三角形的寬度不應(yīng)超過板厚的2倍，三角形的底與對(duì)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)。注意加熱時(shí)應(yīng)采用中溫矯正，澆水要少。

1.2 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50～90mm，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）mm（d 為加熱點(diǎn)直徑；δ為板厚）計(jì)算得出值加熱?？咀鞆牟ǚ迤鹱髀菪我苿?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)后再進(jìn)行加熱第二個(gè)波峰點(diǎn)，方法同上。為加快冷卻速度，可對(duì)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。

1.3 梁、柱、撐翼緣板的角變形

在翼緣板上面（對(duì)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 鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的火焰矯正注意事項(xiàng)

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來減少變形。當(dāng)不得不采用火焰矯正時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):

2.1 烤火位置不得在主梁最大應(yīng)力截面附近；

2.2 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；

2.3 宜用點(diǎn)狀加熱方式，以改善加熱區(qū)的應(yīng)力狀態(tài)；

2.4 加熱溫度最好不超過700度。

［1］鮑勇祥.焊接結(jié)構(gòu)[M].中國勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2009.

［2］鄧洪軍.焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)[M].2版.機(jī)械工業(yè)出版社，2009.