钢结构焊接变形火焰矫正探讨

于雪莱

摘 要：随着制造技术越来越先进，对焊接工艺也有着越来越高的要求，钢结构在建筑、铁路、汽车制造等诸多行业都有着广泛的应用。在焊接过程中钢结构可能会出现变形的问题，如果不对钢结构焊接变形的问题进行及时的解决，可能就会导致大量的钢铁资源由于焊接变形的原因而被浪费，还可能会影响整个焊接工程的质量对钢结构的稳定性、承重力也有一定的影响。目前，解决钢结构焊接变形的方法主要有三种，一是机械矫正，二是火焰矫正，三是复合矫正。本文主要是对火焰矫正法在钢结构焊接中的应用进行探讨和分析，希望能够为我国处理钢结构焊接变形问题提供一些可供参考的意见。

关键词：钢结构 ；焊接变形； 火焰矫正

前言：

无论是现代建筑，还是我们日常生活中的锅碗瓢盆，钢制品已经成为我们日常生活中随处可见的物品。虽然，我们现在在运用钢铁生产生活用品、制造汽车、飞机比较成熟，但是，在焊接钢结构的时候焊接人员焊接技术不到位、温度控制的不好的话都很容易出现钢结构焊接变形的问题，如果在焊接过程中变形问题得不到解决，一旦进行下一工序，对钢结构整体都有严重的影响，不但会降低钢结构整体的焊接质量，还会影响钢结构的使用寿命以及使用的安全性，这样会对整个产品留下了极大的安全隐患。当钢结构在焊接过程中的变形范围超过允许的范围的时候，就应当采取正确的方法对变了形的钢结构进行矫正，使其能够达到生产下一阶段产品时所需的质量，质量一定要符合国家有关规定。经过多年的焊接研究表明，大多数的焊接变形都可以通过不同的焊接矫正方法进行矫正。火焰矫正法在矫正钢结构的过程中存在着很多的问题，如温度、焊接人员的技巧都可能会对矫正结果产生影響，稍有不慎可能会毁坏整个钢结构。

一、钢结构焊接变形和火焰矫正概述

什么是钢结构焊接变形呢？对于从事多年焊接工作的人员来说，钢结构焊接变形是经常遇到的情况，这是因为在钢结构焊接的过程中电弧温度过高而导致钢结构的构件的直接变形或者部分变形的现象，构件的残余变形比直接变形的影响更为严重一些，它是影响焊接钢结构产成品质量的主要因素，根据构件残余变形的位置的不同对钢结构的影响也是不同的，所以，就将构件残余的现象又具体细分成了整体残余变形和局部残余变形两种，整体残余变形主要有弯曲、收缩、错边、扭曲这几种整体残余变形现象。局部残余变形主要有角、波浪两种变形现象，而目前在钢结构焊接过程中最为常见的是整体残余变形。火焰矫正方法对温度以及技术的要求比较高，所谓的火焰矫正方法就是通过气体燃烧所产生的热量来加热构件中变形的位置，然后利用伸长部位冷却后的局部收缩的原理来抵消焊接变形的现象，这可以说是一种塑性变形。线状加热、三角形加热、点状加热都是运用火焰矫正方法来矫正钢结构时最为常见的方法。但是，火焰矫正法在运用过程中必须要控制好火焰的温度以及构件变形的位置，目前，低碳钢、低合金钢在加热的过程中可以将温度控制在六百摄氏度到八百摄氏度之间，但是，这种温度不太适合合金钢，所以，合金钢在使用的过程中需要焊接人员看情况谨慎使用。

二、钢结构焊接变形火焰矫正的方法

在铁路货车钢结构的焊接过程中有很多大的构件需要焊接，它们都比较的长、也比较的高，所以，在焊接钢结构的时候难度大不说，焊接人员由于不好操作很难控制好温度和焊接角度，钢结构焊接过后产生弯曲或者扭曲变形的可能性就比较的高，点状加热法一般只适用于八毫米以下的波浪形钢板变形进行矫正。钢板变形比较宽的钢结构部分可以使用线状加热法通过来回横向摆动的方式来对变形的钢结构进行带状加热。而钢结构构件弯曲变形的部分则比较适合用三角形加热法进行矫正。

2.1 角变形火焰矫正

一般来说，650摄氏度是矫正钢结构构件角变形的最佳温度，一定要控制好矫正时的温度，可以先对变形构件局部的翼缘板进行加热，加热操作可以从直通、链状、带状这三种方法选一个，加热钢板时加热线的宽度对横向收缩的大小有重要的影响，往往是加热线的宽度越大变形部位的横向收缩也越大。那么加热线的厚度应控制在怎样的宽度呢？经实践表明，当加热线的宽度控制在钢板厚度的2分之一或者二倍之间最好，要将加热的位置控制在合理的范围内，一定要注意在矫正部位冷却过程中，一定不能使用凉水对其进行冷却。焊接人员在使用线状加热法对钢结构的变形位置进行矫正时一定要注意不能对变形位置进行反复的加热、浇水一定不能在加热的过程中进行。这两点原则是所有从事焊接工作人员在用线状加热法是都应该遵循的原则。

2.2 波浪变形火焰矫正

当焊接的钢结构形成波浪变形的时候，要对这样的变形位置进行矫正必须要先找到波峰凸起的位置，然后焊接人员通过有效运用点状加热法与手锤相结合的方式对凸起的波峰进行矫正。在对波浪变形位置进行加热的过程中焊接人员必须要控制好加热的范围，应将钢板越厚或者波浪变形面积的越大那么点状加热法的直径就越大自然所能够加热的范围也越大，反之亦然。这种加热方法的加热点通常是梅花或者链式密点形的，在温度比较适中的时候矫正的话从波峰开始烤嘴就要呈螺旋式来回的进行移动。当温度升至六百到七百摄氏度之间时，将手锤放置在加热的边缘区，通过大锤击小锤的来挤压被加热的变形钢板，在等到它冷却后因为受热钢板冷却收缩而被拉平。焊接人员在使用点状加热法时一定要注意钢板加热的温度不宜超过七百五十摄氏度，在第一次矫正完成后在进行下一位置的矫正，因为这样可以有效的避免因为收缩力过大而产生的产品质量问题。

2.3 弯曲变形火焰矫正

在矫正钢制结构焊接过程中钢板弯曲变形的问题，如果出现的是钢结构构件旁弯变形可用三角加热的方法对其进行矫正。三角加热方法主要是从变形部位的中间到两边逐渐的分散，需要两个人同时控制这两条加热线，虽然这种加热方法能够在有效减少焊接内应力的同时又尽可能的避免了钢结构变形部位发生再度的弯曲变形，但是，在实际的操作中这不仅需要两个焊接人员配合默契，需要他们能够控制好加热的温度，这主要是因为三角加热法的纵向收缩和横向收缩都很大，需要一定的技术和经验才能掌握好加热的时间、温度。加热过程中一定要注意加热线的宽度最好控制在钢板厚度的两倍，线状加热线的宽度最好要与加热三角形的底边相同，要由上到下由中心到两侧均匀分散，将温度控制在中温即可，冷却时需要少量浇水。

三、钢结构焊接变形火焰矫正注意规范

火焰矫正在钢结构焊接的过程中虽然操作比较的简单，但是由于存在的问题比较多最好还是少用，尽量通过提高焊接工艺的手段来避免钢材焊接过程中的变形问题，机械矫正目前来说还是比较可靠的。火焰矫正需要用能量密度比较高的方法进行，装配焊顺序一定要合理，加热温度需控制在700摄氏度以内，烤火面积不宜过大等规范来降低焊接过程中变形的可能性。

四、结束语

综上所述，在焊接钢结构过程中能够导致钢结构焊接变形的原因非常多，钢材的种类不同它的变形程度、状况都不一样，所以，需要焊接人员不断提升自己的焊接技术能够根据实际情况选择合适的方式、合适的温度对变形部分进行矫正。焊接变形的种类也不少，每一种变形的产生都要结合实际情况选择合适的矫正方法对其进行矫正。在今后发展过程中应当在实践中不断提高焊接矫正技术的能力和水平，总结前人的经验和教训，并在此基础上进行创新，争取能够早日的突破现有的矫正技术。

参考文献 ：

[1] 刘森.简明焊接技术手册[M].金盾出版社，2012.

[2] 王成，吴国斌.钢结构焊接变形的火焰矫正施工方法[J].科技向导，2012（12）：370.

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