钢结构焊接变形矫正方法探讨

　　摘要：本文主要讨论了现有焊接变形的三种矫正方法，即机械矫正、火焰矫正以及综合矫正，在实际工作中，我们应根据实际情况，采取适当的焊接变形矫正方法，以火焰矫正法为例，列举了其在实际工作中的应用及注意事项。
　　关键词：焊接变形，机械矫正，火焰矫正，综合矫正
　　1前言
　　随着工业迅速发展，越来越多的钢结构应用于桥梁、厂房以及梁等构件，H型钢柱是钢结构的主要构件，通常以焊接方式进行连接。由于焊接是一个热加工过程，在构件制作过程中受热影响，都存在焊接变形问题，在实际应用中，若焊接变形不予以矫正，则不仅影响结构整体安装，还会降低工程的安全可靠性。（论文发表网）
　　通常，当焊接钢结构产生的变形超过技术设计允许变形范围时，应设法进行矫正，使其达到符合产品质量要求。实践证明，多数变形的构件是可以矫正的。矫正的方法都是设法造成新的变形来达到抵消已经发生的变形。在生产过程中普遍应用的矫正方法主要有机械矫正、火焰矫正和综合矫正。本文对钢结构焊接变形的种类、矫正方法作了一个粗略的分析。
　　2钢结构焊接变形火焰矫正
　　火焰矫正法就是把焊接变形相对部位的金属局部加热到热塑状态，利用不均匀加热引起的变形来矫正焊接结构已经发生的变形，这种方法只需普通气焊所用的工具和设备。在应用火焰矫正时，焊接变形经常采用以下三种火焰矫正方法：（1）线状加热法；(2)点状加热法；（3）三角形加热法。下面介绍解决不同部位的施工方法。
　　以下为火焰矫正时的加热温度（材质为低碳钢）及冷却方式。
　　低温矫正500度～600度冷却方式：水
　　中温矫正600度～700度冷却方式：空气和水
　　高温矫正700度～800度冷却方式：空气
　　注意事项：火焰矫正时加热温度不宜过高，过高会引起金属变脆、影响冲击韧性。16Mn在高温矫正时不可用水冷却，包括厚度或淬硬倾向较大的钢材。
　　3钢结构焊接变形机械矫正
　　机诚矫正法就是利用机械力的作用来矫正变形，常用的工具有千斤顶、螺旋拉紧器和压力机等。
　　3.1矫正型钢
　　在焊接施工前，要对单料用翼缘调直机进行矫正，矫正完成后，目测及直尺检查。其端部应进行平头切割，所用设备为端头铣床，端部铣平。
　　3.2钢柱校正
　　钢柱垂直度校正用经纬仪或吊线锤检验，当有偏差时采用千斤顶进行校正，标高校正用千斤顶将底座少许抬高，然后增减垫板厚度，柱脚校正无误后立即紧固地脚螺栓，待钢柱整体校正无误后在柱脚底板下浇筑细石混凝土固定。
　　3.3钢梁校正
　　钢梁轴线和垂直度的测量校正，校正采用千斤顶和倒链进行，校正后立即进行固定。
　　4钢结构焊接变形综合矫正
　　综合矫正是把机械矫正、火焰矫正以及施工前准备工作和施工中的一些技巧的综合。例如，钢梁吊装时随吊随用经纬仪校正，有偏差随时纠正。钢结构吊装过程严格执行(GB50205—95钢结构施工及验收规范》及(GB50221—95钢结构工程质量检验评定表标准》等。
　　5焊接变形种类及火焰矫正实例
　　5.1翼缘板的角变形
　　矫正H型钢柱、梁、撑角变形。在翼缘板上面（对准焊缝外）纵向线状加热（加热温度控制在650度以下），注意加热范围不超过两焊脚所控制的范围，所以不用水冷却。线状加热时要注意：（1）不应在同一位置反复加热；（2）加热过程中不要进行浇水。这两点是火焰矫正一般原则。
　　5.2柱、梁、撑的上拱与下挠及弯曲
　　（1）在翼缘板上，对着纵长焊缝，由中间向两端作线状加热，即可矫正弯曲变形。为避免产生弯曲和扭曲变形，两条加热带要同步进行。可采取低温矫正或中温矫正法。这种方法有利于减少焊接内应力，但这种方法在纵向收缩的同时有较大的横向收缩，较难掌握。
　　（2）翼缘板上作线状加热，在腹板上作三角形加热。用这种方法矫正柱、梁、撑的弯曲变形，效果显著，横向线状加热宽度一般取20—90mm，板厚小时，加热宽度要窄一些，加热过程应由宽度中间向两边扩展。线状加热最好由两人同时操作进行，再分别加热三角形三角形的宽度不应超过板厚的2倍，三角形的底与对应的翼板上线状加热宽度相等。加热三角形从顶部开始，然后从中心向两侧扩展，一层层加热直到三角形的底为止。加热腹板时温度不能太高，否则造成凹陷变形，很难修复。
　　注：以上三角形加热方法同样适用于构件的旁弯矫正。加热时应采用中温矫正，浇水要少。
　　5.3柱、梁、撑腹板的波浪变形
　　矫正波浪变形首先要找出凸起的波峰，用圆点加热法配合手锤矫正。加热圆点的直径一般为50～90mm，当钢板厚度或波浪形面积较大时直径也应放大，可按d＝（4δ＋10）mm（d为加热点直径；δ为板厚）计算得出值加热。烤嘴从波峰起作螺旋形移动，采用中温矫正。当温度达到600～700度时，将手锤放在加热区边缘处，再用大锤击手锤，使加热区金属受挤压，冷却收缩后被拉平。矫正时应避免产生过大的收缩应力。矫完一个圆点后再进行加热第二个波峰点，方法同上。为加快冷却速度，可对Q235钢材进行加水冷却。这种矫正方法属于点状加热法，加热点的分布可呈梅花形或链式密点形。注意温度不要超过750度。
　　6结语
　　火焰矫正引起的应力与焊接内应力一样都是内应力。不恰当的矫正产生的内应力与焊接内应力和负载应力迭加，会使柱、梁、撑的纵应力超过允许应力，从而导致承载安全系数的降低。因此在钢结构制造中一定要慎重，尽量采用合理的工艺措施以减少变形，矫正时尽量可能采用机械矫正。当不得不采用火焰矫正时应注意以下几点：
　　（1）烤火位置不得在主梁最大应力截面附近；
　　（2）矫正处烤火面积在一个截面上不得过大，要多选几个截面；
　　（3）宜用点状加热方式，以改善加热区的应力状态；
　　（4）加热温度最好不超过700度。

《钢结构焊接变形矫正方法探讨》

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