淺談鋼結構火焰矯正施工方法

摘要：結合國內外相關資料，簡述鋼結構焊接變形，介紹焊接變形的火焰矯正施工方法。

關鍵詞：鋼結構 火焰矯正 焊接變形 施工方法

鋼結構的回收率高，建設周期短，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、鋼梁、支撐。這些構件在制作過程中都存在焊接變形問題，為不影響鋼結構現場安裝及鋼結構的安全可靠性，工廠制作時需要進行變形矯正。

當焊接變形超過設計要求，及國家相關規范時，必須對鋼結構產生的變形設法進行矯正，使其達到符合產品質量要求。根據實踐經驗證明，多數變形的構件是可以矯正的。矯正就是設法用新的變形來達到抵消已經發生的變形，使構件達到相關標準要求。

生產實踐中常用的矯正方法有機械矯正、火焰矯正和綜合矯正（火焰矯正與機械矯正等同步進行）。火焰矯正是一門較難操作的方法，這種方對溫度的控制要求較高，需要有豐富的實踐經驗做指導。如果對溫度的掌控不當，構件新的變形會超過需抵銷的愿有變形，甚至會導致構件新的變形更大。本文對鋼結構焊接變形的種類、矯正方法作了一個簡要的說明。

一、鋼結構焊接變形的種類與火焰矯正

國內普遍設計采用焊接H型鋼作為鋼柱、鋼梁、鋼支撐。針對H形鋼的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。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。下面介紹解決不同種類變形的施工方法。

1.H型鋼翼緣板的角變形

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。

2.H型柱、梁、撐的上拱與下撓及彎曲

（一）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。可采取低溫矯正或中溫矯正法。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。

（二）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，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。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。

3.H型柱、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50～90mm，當鋼板厚度或波浪形面積較大時直徑也應放大，可按d＝（4δ＋10）mm（d為加熱點直徑；δ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600～700度時，將手錘放在加熱區邊緣處，再用大錘擊手錘，使加熱區金屬受擠壓，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Q235B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℃。

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疊加，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，以改善加熱區的應力狀態；

4.加熱溫度最好不超過700℃。