摘 要：本文依據(jù)鋼結(jié)構(gòu)的特點介紹不同的矯正方法，通過制造新的變形矯正已經(jīng)發(fā)生的變形，使鋼結(jié)構(gòu)的性能達到設(shè)計和使用要求。

關(guān)鍵詞：機械矯正法；火焰矯正法；焊接變形

中圖分類號：TU391 文獻標(biāo)識碼：C 文章編號：1671-3362（2013）12-0013-01

在制作鋼結(jié)構(gòu)時，特別是制作一些梁、鋼柱和H型鋼的時候，經(jīng)常會遇到鋼結(jié)構(gòu)焊后發(fā)生焊接變形的現(xiàn)象，焊接變形不僅會影響鋼結(jié)構(gòu)的強度、剛度、尺寸、加工精度和受壓時的穩(wěn)定性，還會降低結(jié)構(gòu)的承載能力，使鋼結(jié)構(gòu)達不到設(shè)計和使用要求。不僅影響了結(jié)構(gòu)的整體安裝，同時還會降低工程的安全可靠性。因此，對于焊后結(jié)構(gòu)產(chǎn)生超過技術(shù)要求的變形應(yīng)進行矯正，使其達到設(shè)計和使用要求。目前，生產(chǎn)中用于變形矯正的方法有機械矯正法和火焰矯正法，兩者矯正的實質(zhì)都是設(shè)法制造新的變形去抵消已發(fā)生的變形。

1 機械矯正法

機械矯正法是利用外力使構(gòu)件產(chǎn)生與焊接變形方向相反的塑性變形，是冷作矯正金屬變形的一種方法。它是使發(fā)生相反方向變形的兩者相互抵消，達到矯正變形的目的。機械矯正法分為手工矯正法和機械設(shè)備矯正法。

1.1 手工矯正

對于尺寸較小的局部變形一般采用手工矯正。手工矯正的主要設(shè)備有大錘小錘和平臺。在實際工作中經(jīng)常會進行板件旁彎變形矯正、凹凸變形矯正、角變形矯正、扭曲變形矯正等。但手工矯正易出現(xiàn)錘疤和冷作硬化，使材料變脆，容易產(chǎn)生裂紋。另外，工人勞動強度大，生產(chǎn)效率也很低，因此，僅適用于剛度較小，工作量不大的零部件。

1.2 機械設(shè)備矯正

機械設(shè)備矯正是焊接結(jié)構(gòu)普遍使用的一種矯正方法，其生產(chǎn)效率高，矯正表面質(zhì)量好。機械矯正通常使用的設(shè)備有卷板機、油壓頂彎機等。另外，還會用壓力機或千斤頂?shù)仍O(shè)備來矯正焊后產(chǎn)生的彎曲變形；焊后變形主要是焊縫及其附近區(qū)域收縮引起的，若沿焊縫區(qū)鍛打或碾壓，使該區(qū)得到塑性延伸，就能補償焊接時產(chǎn)生的塑性變形，達到消除變形的目的。對于具有規(guī)則焊縫的薄板結(jié)構(gòu)，可使用碾壓設(shè)備對焊縫及其附近碾壓，延展焊縫及其周圍壓縮變形區(qū)域的金屬，因為使用碾壓設(shè)備消除變形具有生產(chǎn)效率高，外觀質(zhì)量好，不會產(chǎn)生錘疤，有很大的優(yōu)越性，能收到很好的技術(shù)和經(jīng)濟效果。采用機械矯正法進行鋼結(jié)構(gòu)變形的矯正，鋼結(jié)構(gòu)容易引起金屬冷作硬化，只能用于塑性良好的材料，不允許對脆性材料或塑性較差的材料進行機械矯正。只適用于結(jié)構(gòu)簡單的中、小型焊件。實際生產(chǎn)中，機械矯正法矯正過程中可能使用專用的卷板機、大型油壓頂彎機、水壓機、頂床或人工利用大錘矯正，所以有一定的條件限制。

2 火焰矯正法

火焰矯正法是利用火焰為熱源對金屬進行局部加熱，使較長的金屬產(chǎn)生壓縮塑性變形，在冷卻后收縮，收縮產(chǎn)生的變形去抵消焊接引起的殘余變形，來達到矯正變形的目的。火焰矯正法一般使用氣焊焊炬，不需要專門的設(shè)備，方法簡單，操作方便，比較機動靈活，不受鋼結(jié)構(gòu)尺寸的限制，可以在大型復(fù)雜的鋼結(jié)構(gòu)上進行校正，因此在生產(chǎn)上應(yīng)用比較廣泛。

2.1 火焰矯正的質(zhì)量

矯正質(zhì)量一般和加熱位置、加熱溫度和加熱區(qū)的形狀有著密切的關(guān)系。

2.1.1 加熱位置

加熱位置是矯正變形成敗的的關(guān)鍵，如果加熱位置選擇不當(dāng)，不但起不到矯正的作用，反而會加重已有的變形。因此，加熱位置必須使焊件的變形方向和焊接產(chǎn)生的殘余變形方向相反，如產(chǎn)生彎曲變形或角變形的原因主要是焊縫集中于焊件中性軸的一側(cè)，矯正的時候必須選在中性軸的另一側(cè)才能讓殘余變形抵消，達到矯正的目的。

2.1.2 加熱溫度

鋼結(jié)構(gòu)進行加熱時，加熱部位的溫度必須高于相鄰為加熱的部位的溫度，金屬受熱膨脹受阻，產(chǎn)生壓縮性變形，才能達到矯正的目的。對于厚碳鋼板或剛性大的焊接構(gòu)件局部加熱溫度高于100℃就能產(chǎn)生壓縮塑性變形，而在生產(chǎn)中對鋼結(jié)構(gòu)進行矯正時溫度一般控制在600～800℃之間，鋼板呈現(xiàn)暗櫻紅色和深櫻紅色為合適，可以出現(xiàn)櫻紅色，但不能出現(xiàn)淡櫻紅色。一般通過眼睛觀察加熱部位顏色就能判斷出加熱的大致溫度。

2.1.3 加熱區(qū)的形狀

加熱區(qū)的形狀有點狀、條狀和三角形三種。

2.1.3.1 點狀加熱

顧名思義就是集中在金屬表面上一點進行加熱。這樣可以獲得以加熱點為中心的均勻徑向收縮效果。加熱點直徑d≥15mm，加熱點中心距a為50～100mm，適合薄板加熱，易于矯平。而對于鋼板較厚或者是變形量比較大的工件，采用單點加熱無法達到矯正矯平的目的時，此時可以采用多點加熱。多點加熱常以梅花狀均勻分布。

2.1.3.2 條狀加熱

火焰沿直線方向移動，連續(xù)加熱金屬表面，形成一條加熱線，故也稱為線狀加熱。若在移動過程中適當(dāng)?shù)淖鰴M向擺動，就會形成有一定寬度的加熱帶。條狀加熱多用于矯正角變形、扭曲變形等。

2.1.3.3 三角形加熱法

加熱區(qū)呈三角形，故得名三角形加熱，可以獲得三角形底邊橫向收縮大于頂端橫向收縮的效果，適合矯正發(fā)生彎曲變形的焊接構(gòu)件。采用火焰法矯正鋼結(jié)構(gòu)時，通過鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件部分金屬發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的壓縮塑性變形，達到矯正整個鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件變形的目的。

2.2 利用火焰矯正法的應(yīng)注意的事項

矯正之前應(yīng)認(rèn)真分析鋼結(jié)構(gòu)的變形成因，制定矯正工作方案，確定加熱位置及矯正步驟。了解被矯正鋼結(jié)構(gòu)的材料性質(zhì)。焊接性好的材料，一般都采用火焰矯正，火焰矯正后材料性能變化也小。如低碳鋼，低合金鋼Q345，不僅可以用火焰矯正，板厚不大時還可以澆水快速冷卻，這樣可以限制熱膨脹的范圍，增加對加熱區(qū)的擠壓作用，提高矯正效率。同時，應(yīng)注意火焰矯正法同樣要消耗材料一部分塑性，對于有淬火傾向或剛性很大的鋼結(jié)構(gòu)，不宜使用。并且溫度不宜超過800℃，否則會引起加熱區(qū)過熱，使機械性能降低。矯正薄板變形若需錘擊時，應(yīng)采用木錘，不易產(chǎn)生錘疤。加熱火焰一般才采用中性焰。

實踐證明，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的多數(shù)變形是可以矯正的。不管是采用機械矯正法矯正還是采用火焰矯正法矯正，實質(zhì)上都是想方設(shè)法制造新的變形來達到或抵消已經(jīng)發(fā)生的變形，通過矯正，使鋼結(jié)構(gòu)的功能既滿足了設(shè)計要求，經(jīng)濟要求，又滿足了使用要求。

參考文獻

[1] 陳祝年.焊接工程師手冊[M].機械工業(yè)出版社，2009.

[2] 田錫唐.焊接手冊[M].機械工業(yè)出版社，1992.

[3] 付榮柏.焊接變形的控制與矯正[M].機械工業(yè)出版社，2006.

作者簡介：郭廣凱（1978-），男，河南安陽人，學(xué)歷：本科，專業(yè)：土木工程。研究方向：鋼結(jié)構(gòu)焊接變形矯正。