浅谈钢结构焊接变形的火焰矫正施工方法

周泰勇

【摘 要】目前，钢结构已在厂房建筑中得到广泛的应用。而钢结构厂房的主要构件是焊接H型钢柱、梁、撑。这些构件在制作过程中都存在焊接变形问题，如果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。本文章根据多年经验，结合国内相关资料，阐述了钢结构焊接变形的火焰矫正施工方法。

【关键词】钢结构 焊接 火焰矫正 施工方法

1 概述

钢材经吊装、运输或在仓库存放中难免产生变形，尤其是钢结构焊接中的H型钢柱、梁、撑等构件在制作过程中都存在焊接变形的问题，产生变形有整体变形、局部变形、局部凸凹不平等，如果这些变形不予以矫正，不仅影响结构整体安装，而且会降低工程质量，降低安全可靠性。焊接钢结构变形超过技术设计允许变形范围，就应设法进行矫正，使其达到产品设计工艺的技术要求，以保证产品质量安全可靠。根据自身多年的实践经验证明，多数变形的构件是可以矫正的。

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。下面我就根据生产实践经验，对钢结构焊接变形的火焰矫正施工方法作一个粗浅的分析。

2 钢结构焊接变形火焰矫正施工方法的分析

2.1 火焰矫正法的定义及适应范围

所谓火焰矫正法就是利用火焰加热时产生的局部压缩塑性变形，使长金属纤维在冷却后变短，即产生压缩塑性变形，使金属纤维长短一致，从而消除了变形，达到矫正的目的。火焰矫正法简单、灵活、快速、效率高、效果好，在实际工作中应用甚广。在使用时应控制温度和加热位置。由于需要再次加热，对合金钢等慎用。低碳钢火焰矫正温度及冷却方式见下表1：

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。

2.2 钢结构焊接变形火焰矫正的方法

钢构件焊接变形火焰矫正的主要构件是焊接H型钢柱、梁、撑产生的变形，火焰矫正法使用的工具主要是气焊或气割枪，或专用的火焰矫正加热枪。其加热方式根据所要矫正的变形特点而异，通常是以下三种方式：

（1）点状加热法。就是加热区呈小面积的圆形；（2）线状加入法。就是加热区呈长带状，长带的宽窄随板厚改变，板厚越大，加热线越宽，其特点是宽度方向收缩大，长度方向收缩小；（3）三角形加热法。就是加热区呈等腰三角形，底边在工件的边缘，其特点是收缩量从三角形的顶点起沿等腰逐渐增大。

下面简单介绍解决不同部位变形的矫正施工方法：

（1）柱、梁、撑的上供与下挠及弯曲变形的矫正方法。（2）在翼缘板上，3纵长焊缝，由中间向两端作线状加热，即可矫正弯曲变形。值得注意的是，在施工中为了避免产生新的弯曲和扭曲变形，两条加热带要同步进行。可采取低温矫正法或中温矫正法。这种方法有利于减少焊接内应力。（3）翼板上作线状加热，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两倍，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，然后向中心两侧扩展，一层层加热直到三角形的底为止。加热腹板的温度不能太高，否则造成凹陷不平很难修复。（4）翼缘板的角变形矫正H型钢柱、梁、撑角变形。在翼缘板上面纵向线状加热，加热时对准焊缝外，加热温度控制在650°C以下且加热范围不超过两焊脚所控制的范围。

线状加热矫正要遵循以下两点原则：

（1）不应在同一位置反复加热。（2）加热过程中不要用水浇冷却。三角形加热法在构件旁弯变形矫正中是应用。三角形加热矫正法同样适应于构件的旁弯矫正。加热时应用中温矫正，浇水要少。矫正柱、梁、撑腹板的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，加热值可按以下公式得出：d=（4+10）mm，（d—加热点直径；—板厚）。烤嘴从波峰起作螺旋形移动，采用中温矫正。当温度达到600°C——700°C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。这种加热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，但加热温度控制在750°C以下。

3 火焰矫正的注意事项

钢构焊接时选用合理的焊接方法及焊接顺序是减少焊接变形的一个重要措施。要针对不同结构的构件采用不同的焊接方法，焊接时采用科学规范的工艺流程可以尽可能的减少变形，变形矫正采用火焰法时应注意以下几点：

（1）烤火位置不能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°C。

以上是根据理论知识结合自己多年的实践经验得出的一些浅显体会，不足之处请指正。

参考文献：

[1] 焊接结构中国机械工程学会焊接学会编.焊接手册[M].第三卷.

[2] 劳动人事部培训就业局编.焊工工艺[M].北京：劳动人事出版社，1988.

[3] 焊接结构生产[M].西安交通大学，1989.

[4] 周浩森 主编.焊接结构生产及装备[M].上海交通大学，1992.