焊接Ｈ型鋼變形矯正的施工方法

摘要：根據工廠制作經驗，結合國內外相關資料，簡述鋼結構變形的主要種類，分析焊接變形的施工方法。

關鍵詞：鋼結構 焊接 變形 施工

0 引言

當前鋼結構已在建筑工程、裝飾工程中得到廣泛的應用。鋼結構的主要受力構件是焊接H型鋼柱（包括格構式鋼柱）、梁以及穩(wěn)定系統(tǒng)。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。

對于焊接結構應采取各種有效措施以防止或減小變形，當這些變形超過現行規(guī)范的規(guī)定時必須加以矯正。使其達到符合產品質量要求。實踐證明，多數變形的構件是可以矯正的。矯正的方法都是設法造成新的變形來達到抵消已經發(fā)生的變形。

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。在鋼結構制造中常用的有機械矯正法和火焰矯正法兩種。

1 鋼結構焊接變形的火焰矯正

火焰矯正法就是把焊接變形相對部位的金屬局部加熱到熱塑狀態(tài)，利用不均勻加熱引起的變形來矯正焊接結構已經發(fā)生的變形，這種方法只需普通氣焊所用的工具和設備。但火焰矯正是一門較難操作的工作，方法掌握、溫度控制不當還會造成構件新的更大變形。因此，火焰矯正要有豐富的實踐經驗。下面對鋼結構焊接變形的種類、矯正方法作一個粗略的分析。

鋼結構的主要構件是焊接H型鋼柱、梁、撐。焊接變形經常采用以下三種火焰矯正方法：①線狀加熱法；②點狀加熱法；③三角形加熱法。下面介紹解決不同部位的施工方法。

以下為火焰矯正時的加熱溫度(材質為低碳鋼)

低溫矯正500℃ 600℃冷卻方式：水

中溫矯正600℃ 700℃冷卻方式：空氣和水

高溫矯正700℃ 800℃冷卻方式：空氣

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。16Mn在高溫矯正時不可用水冷卻，包括厚度或淬硬傾向較大的鋼材。

1.1 翼緣板的角變形

矯正H型鋼柱、梁、撐角變形。在翼緣板上面(對準焊縫外)縱向線狀加熱(加熱溫度控制在650℃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。線狀加熱時要注意：①不應在同一位置反復加熱；②加熱過程中不要進行澆水。這兩點是火焰矯正一般原則。

1.2 柱、梁、撐的上拱與下撓及彎曲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。為避免產生彎曲和扭曲變形，兩條加熱帶要同步進行?？刹扇〉蜏爻C正或中溫矯正法。這種方法有利于減少焊接內應力，但這種方法在縱向收縮的同時有較大的橫向收縮，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20mm 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2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，然后從中心向兩側擴展，一層層加熱直到三角形的底為止。加熱腹板時溫度不能太高，否則造成凹陷變形，很難修復。

注：以上三角形加熱方法同樣適用于構件的旁彎矯正。加熱時應采用中溫矯正，澆水要少。

1.3 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，用圓點加熱法配合手錘矯正。加熱圓點的直徑一般為50mm一90mm，當鋼板厚度或波浪形面積較大時直徑也應放大，可按d=(43+10)mm(d為加熱點直徑；8為板厚)計算得出值加熱。烤嘴從波峰起作螺旋形移動，采用中溫矯正。當溫度達到600℃一700℃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。矯正時應避免產生過大的收縮應力。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。這種矯正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。注意溫度不要超過750℃。

總之，火焰矯正引起的應力與焊接內應力一樣都是內應力。不恰當的矯正產生的內應力與焊接內應力和負載應力迭加，會使柱、梁、撐的縱應力超過允許應力，從而導致承載安全系數的降低。因此在鋼結構制造中一定要慎重，盡量采用合理的工藝措施以減少變形，矯正時盡量可能采用機械矯正。

當不得不采用火焰矯正時應注意以下幾點：

(1)烤火位置不得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℃。

2 鋼結構焊接變形機械矯正

機誠矯正法就是利用機械力的作用來矯正變形，常用的工具有千斤頂、螺旋拉緊器和壓力機等。

2.1 矯正型鋼

在焊接施工前，要對單料用翼緣調直機進行矯正，矯正完成后，目測及直尺檢查。其端部應進行平頭切割，所用設備為端頭銑床，端部銑平。

2.2 鋼柱校正

鋼柱垂直度校正用經緯儀或吊線錘檢驗，當有偏差時采用千斤頂進行校正，標高校正用千斤頂將底座少許抬高，然后增減墊板厚度，柱腳校正無誤后立即緊固地腳螺栓，待鋼柱整體校正無誤后在柱腳底板下澆筑細石混凝土固定。

2.3 鋼梁校正

鋼梁軸線和垂直度的測量校正，校正采用千斤頂和倒鏈進行，校正后立即進行固定。

3 鋼結構綜合矯正

綜合矯正是把機械矯正、火焰矯正以及施工前準備工作和施工中的一些技巧的綜合。例如，鋼梁吊裝時隨吊隨用經緯儀校正，有偏差隨時糾正。鋼結構吊裝過程嚴格執(zhí)行(GB50205—95鋼結構施工及驗收規(guī)范》及(GB50221—95鋼結構工程質量檢驗評定表標準》等。

參考文獻:

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