焊接鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的變形超過技術(shù)設計允許變形范圍,應設法進行矯正,使其達到符合產(chǎn)品質(zhì)量要求。實踐證明,多數(shù)變形的構(gòu)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(jīng)發(fā)生的變形。
在生產(chǎn)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。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(gòu)件新的更大變形。因此,火焰矯正要有豐富的實踐經(jīng)驗。本文對鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的種類、矯正方法作了一個粗略的分析。
1、鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的種類與火焰矯正
鋼結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)件是焊接H型鋼柱、梁、撐。焊接變形經(jīng)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(zhì)為低碳鋼)
低溫矯正 500度~600度 冷卻方式:水
中溫矯正 600度~700度 冷卻方式:空氣和水
高溫矯正 700度~800度 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度以下),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?lián)霞皬澢?/p>
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(chǎn)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(nèi)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(cè)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(gòu)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?咀鞆牟ǚ迤鹱髀菪我苿,采用中溫矯正。當溫度達到600~700度時,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(chǎn)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度。
2 、結(jié)語
火焰矯正引起的應力與焊接內(nèi)應力一樣都是內(nèi)應力。不恰當?shù)某C正產(chǎn)生的內(nèi)應力與焊接內(nèi)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(shù)的降低。因此在鋼結(jié)構(gòu)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度。