鋼結(jié)構(gòu)焊接變形火焰矯正探討

于雪萊

摘 要：隨著制造技術(shù)越來越先進(jìn)，對焊接工藝也有著越來越高的要求，鋼結(jié)構(gòu)在建筑、鐵路、汽車制造等諸多行業(yè)都有著廣泛的應(yīng)用。在焊接過程中鋼結(jié)構(gòu)可能會出現(xiàn)變形的問題，如果不對鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的問題進(jìn)行及時(shí)的解決，可能就會導(dǎo)致大量的鋼鐵資源由于焊接變形的原因而被浪費(fèi)，還可能會影響整個(gè)焊接工程的質(zhì)量對鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、承重力也有一定的影響。目前，解決鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的方法主要有三種，一是機(jī)械矯正，二是火焰矯正，三是復(fù)合矯正。本文主要是對火焰矯正法在鋼結(jié)構(gòu)焊接中的應(yīng)用進(jìn)行探討和分析，希望能夠?yàn)槲覈幚礓摻Y(jié)構(gòu)焊接變形問題提供一些可供參考的意見。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu) ；焊接變形； 火焰矯正

前言：

無論是現(xiàn)代建筑，還是我們?nèi)粘Ｉ钪械腻佂肫芭瑁撝破芬呀?jīng)成為我們?nèi)粘Ｉ钪须S處可見的物品。雖然，我們現(xiàn)在在運(yùn)用鋼鐵生產(chǎn)生活用品、制造汽車、飛機(jī)比較成熟，但是，在焊接鋼結(jié)構(gòu)的時(shí)候焊接人員焊接技術(shù)不到位、溫度控制的不好的話都很容易出現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的問題，如果在焊接過程中變形問題得不到解決，一旦進(jìn)行下一工序，對鋼結(jié)構(gòu)整體都有嚴(yán)重的影響，不但會降低鋼結(jié)構(gòu)整體的焊接質(zhì)量，還會影響鋼結(jié)構(gòu)的使用壽命以及使用的安全性，這樣會對整個(gè)產(chǎn)品留下了極大的安全隱患。當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)在焊接過程中的變形范圍超過允許的范圍的時(shí)候，就應(yīng)當(dāng)采取正確的方法對變了形的鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行矯正，使其能夠達(dá)到生產(chǎn)下一階段產(chǎn)品時(shí)所需的質(zhì)量，質(zhì)量一定要符合國家有關(guān)規(guī)定。經(jīng)過多年的焊接研究表明，大多數(shù)的焊接變形都可以通過不同的焊接矯正方法進(jìn)行矯正。火焰矯正法在矯正鋼結(jié)構(gòu)的過程中存在著很多的問題，如溫度、焊接人員的技巧都可能會對矯正結(jié)果產(chǎn)生影響，稍有不慎可能會毀壞整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)。

一、鋼結(jié)構(gòu)焊接變形和火焰矯正概述

什么是鋼結(jié)構(gòu)焊接變形呢？對于從事多年焊接工作的人員來說，鋼結(jié)構(gòu)焊接變形是經(jīng)常遇到的情況，這是因?yàn)樵阡摻Y(jié)構(gòu)焊接的過程中電弧溫度過高而導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件的直接變形或者部分變形的現(xiàn)象，構(gòu)件的殘余變形比直接變形的影響更為嚴(yán)重一些，它是影響焊接鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)成品質(zhì)量的主要因素，根據(jù)構(gòu)件殘余變形的位置的不同對鋼結(jié)構(gòu)的影響也是不同的，所以，就將構(gòu)件殘余的現(xiàn)象又具體細(xì)分成了整體殘余變形和局部殘余變形兩種，整體殘余變形主要有彎曲、收縮、錯(cuò)邊、扭曲這幾種整體殘余變形現(xiàn)象。局部殘余變形主要有角、波浪兩種變形現(xiàn)象，而目前在鋼結(jié)構(gòu)焊接過程中最為常見的是整體殘余變形。火焰矯正方法對溫度以及技術(shù)的要求比較高，所謂的火焰矯正方法就是通過氣體燃燒所產(chǎn)生的熱量來加熱構(gòu)件中變形的位置，然后利用伸長部位冷卻后的局部收縮的原理來抵消焊接變形的現(xiàn)象，這可以說是一種塑性變形。線狀加熱、三角形加熱、點(diǎn)狀加熱都是運(yùn)用火焰矯正方法來矯正鋼結(jié)構(gòu)時(shí)最為常見的方法。但是，火焰矯正法在運(yùn)用過程中必須要控制好火焰的溫度以及構(gòu)件變形的位置，目前，低碳鋼、低合金鋼在加熱的過程中可以將溫度控制在六百攝氏度到八百攝氏度之間，但是，這種溫度不太適合合金鋼，所以，合金鋼在使用的過程中需要焊接人員看情況謹(jǐn)慎使用。

二、鋼結(jié)構(gòu)焊接變形火焰矯正的方法

在鐵路貨車鋼結(jié)構(gòu)的焊接過程中有很多大的構(gòu)件需要焊接，它們都比較的長、也比較的高，所以，在焊接鋼結(jié)構(gòu)的時(shí)候難度大不說，焊接人員由于不好操作很難控制好溫度和焊接角度，鋼結(jié)構(gòu)焊接過后產(chǎn)生彎曲或者扭曲變形的可能性就比較的高，點(diǎn)狀加熱法一般只適用于八毫米以下的波浪形鋼板變形進(jìn)行矯正。鋼板變形比較寬的鋼結(jié)構(gòu)部分可以使用線狀加熱法通過來回橫向擺動(dòng)的方式來對變形的鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行帶狀加熱。而鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件彎曲變形的部分則比較適合用三角形加熱法進(jìn)行矯正。

2.1 角變形火焰矯正

一般來說，650攝氏度是矯正鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件角變形的最佳溫度，一定要控制好矯正時(shí)的溫度，可以先對變形構(gòu)件局部的翼緣板進(jìn)行加熱，加熱操作可以從直通、鏈狀、帶狀這三種方法選一個(gè)，加熱鋼板時(shí)加熱線的寬度對橫向收縮的大小有重要的影響，往往是加熱線的寬度越大變形部位的橫向收縮也越大。那么加熱線的厚度應(yīng)控制在怎樣的寬度呢？經(jīng)實(shí)踐表明，當(dāng)加熱線的寬度控制在鋼板厚度的2分之一或者二倍之間最好，要將加熱的位置控制在合理的范圍內(nèi)，一定要注意在矯正部位冷卻過程中，一定不能使用涼水對其進(jìn)行冷卻。焊接人員在使用線狀加熱法對鋼結(jié)構(gòu)的變形位置進(jìn)行矯正時(shí)一定要注意不能對變形位置進(jìn)行反復(fù)的加熱、澆水一定不能在加熱的過程中進(jìn)行。這兩點(diǎn)原則是所有從事焊接工作人員在用線狀加熱法是都應(yīng)該遵循的原則。

2.2 波浪變形火焰矯正

當(dāng)焊接的鋼結(jié)構(gòu)形成波浪變形的時(shí)候，要對這樣的變形位置進(jìn)行矯正必須要先找到波峰凸起的位置，然后焊接人員通過有效運(yùn)用點(diǎn)狀加熱法與手錘相結(jié)合的方式對凸起的波峰進(jìn)行矯正。在對波浪變形位置進(jìn)行加熱的過程中焊接人員必須要控制好加熱的范圍，應(yīng)將鋼板越厚或者波浪變形面積的越大那么點(diǎn)狀加熱法的直徑就越大自然所能夠加熱的范圍也越大，反之亦然。這種加熱方法的加熱點(diǎn)通常是梅花或者鏈?zhǔn)矫茳c(diǎn)形的，在溫度比較適中的時(shí)候矯正的話從波峰開始烤嘴就要呈螺旋式來回的進(jìn)行移動(dòng)。當(dāng)溫度升至六百到七百攝氏度之間時(shí)，將手錘放置在加熱的邊緣區(qū)，通過大錘擊小錘的來擠壓被加熱的變形鋼板，在等到它冷卻后因?yàn)槭軣徜摪謇鋮s收縮而被拉平。焊接人員在使用點(diǎn)狀加熱法時(shí)一定要注意鋼板加熱的溫度不宜超過七百五十?dāng)z氏度，在第一次矯正完成后在進(jìn)行下一位置的矯正，因?yàn)檫@樣可以有效的避免因?yàn)槭湛s力過大而產(chǎn)生的產(chǎn)品質(zhì)量問題。

2.3 彎曲變形火焰矯正

在矯正鋼制結(jié)構(gòu)焊接過程中鋼板彎曲變形的問題，如果出現(xiàn)的是鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件旁彎變形可用三角加熱的方法對其進(jìn)行矯正。三角加熱方法主要是從變形部位的中間到兩邊逐漸的分散，需要兩個(gè)人同時(shí)控制這兩條加熱線，雖然這種加熱方法能夠在有效減少焊接內(nèi)應(yīng)力的同時(shí)又盡可能的避免了鋼結(jié)構(gòu)變形部位發(fā)生再度的彎曲變形，但是，在實(shí)際的操作中這不僅需要兩個(gè)焊接人員配合默契，需要他們能夠控制好加熱的溫度，這主要是因?yàn)槿羌訜岱ǖ目v向收縮和橫向收縮都很大，需要一定的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)才能掌握好加熱的時(shí)間、溫度。加熱過程中一定要注意加熱線的寬度最好控制在鋼板厚度的兩倍，線狀加熱線的寬度最好要與加熱三角形的底邊相同，要由上到下由中心到兩側(cè)均勻分散，將溫度控制在中溫即可，冷卻時(shí)需要少量澆水。

三、鋼結(jié)構(gòu)焊接變形火焰矯正注意規(guī)范

火焰矯正在鋼結(jié)構(gòu)焊接的過程中雖然操作比較的簡單，但是由于存在的問題比較多最好還是少用，盡量通過提高焊接工藝的手段來避免鋼材焊接過程中的變形問題，機(jī)械矯正目前來說還是比較可靠的。火焰矯正需要用能量密度比較高的方法進(jìn)行，裝配焊順序一定要合理，加熱溫度需控制在700攝氏度以內(nèi)，烤火面積不宜過大等規(guī)范來降低焊接過程中變形的可能性。

四、結(jié)束語

綜上所述，在焊接鋼結(jié)構(gòu)過程中能夠?qū)е落摻Y(jié)構(gòu)焊接變形的原因非常多，鋼材的種類不同它的變形程度、狀況都不一樣，所以，需要焊接人員不斷提升自己的焊接技術(shù)能夠根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的方式、合適的溫度對變形部分進(jìn)行矯正。焊接變形的種類也不少，每一種變形的產(chǎn)生都要結(jié)合實(shí)際情況選擇合適的矯正方法對其進(jìn)行矯正。在今后發(fā)展過程中應(yīng)當(dāng)在實(shí)踐中不斷提高焊接矯正技術(shù)的能力和水平，總結(jié)前人的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新，爭取能夠早日的突破現(xiàn)有的矯正技術(shù)。

參考文獻(xiàn) ：

[1] 劉森.簡明焊接技術(shù)手冊[M].金盾出版社，2012.

[2] 王成，吳國斌.鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的火焰矯正施工方法[J].科技向?qū)В?012（12）：370.

[3] 薛志軍.淺談鋼結(jié)構(gòu)焊接變形及其預(yù)防[J].科技向?qū)В?013（6）：170.