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摘要：根据多年经验，结合国内同行相关资料，阐述钢结构变形的主要种类，介绍焊接变形的火焰矫正施工方法。
关键词：火焰矫正 焊接变形 施工方法
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。
焊接钢结构产生的变形超过技术设计允许变形范围，应设法进行矫正，使其达到符合产品质量要求。实践证明，多数变形的构件是可以矫正的。矫正的方法都是设法造成新的变形来达到抵消已经发生的变形。
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。但火焰矫正是一门较难操作的工作，方法掌握、温度控制不当还会造成构件新的更大变形。因此，火焰矫正要有丰富的实践经验。本文对钢结构焊接变形的种类、矫正方法作了一个粗略的分析。
1 钢结构焊接变形的种类与火焰矫正
钢结构的主要构件是焊接H型钢柱、梁、撑。焊接变形经常采用以下三种火焰矫正方法：（1）线状加热法;（2）点状加热法;（3）三角形加热法。下面介绍解决不同部位的施工方法。
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。16Mn在高温矫正时不可用水冷却，包括厚度或淬硬倾向较大的钢材。依据实际火焰矫正温度，对焊后低合金高强钢试样采用低温、中温和高温三种矫正方式进行热模拟加热，并对火焰矫正后的焊接接头进行力学性能测试和金相组织观察。试验结果表明，中温矫正的效果最佳，焊接接头强度提高许多，韧性最好。其次是低温矫正。高温矫正的焊接接头强度最高，但其韧性最差。对于一般结构不复杂的低合金高强钢焊件，火焰矫正畸变选择中温矫正为宜。
1.1翼缘板的角变形
矫正H型钢柱、梁、撑角变形。在翼缘板上面（对准焊缝外）纵向线状加热（加热温度控制在650度以下），注意加热范围不超过两焊脚所控制的范围，所以不用水冷却。线状加热时要注意：（1）不应在同一位置反复加热;（2）加热过程中不要进行浇水。這两点是火焰矫正一般原则。
1.2柱、梁、撑的上拱与下挠及弯曲
一、在翼缘板上，对着纵长焊缝，由中间向两端作线状加热，即可矫正弯曲变形。为避免产生弯曲和扭曲变形，两条加热带要同步进行。可采取低温矫正或中温矫正法。这种方法有利于减少焊接内应力，但这种方法在纵向收缩的同时有较大的横向收缩，较难掌握。
二、翼缘板上作线状加热，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，效果显着，横向线状加热宽度一般取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2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，然后从中心向两侧扩展，一层层加热直到三角形的底为止。加热腹板时温度不能太高，否则造成凹陷变形，很难修复。
注：以上三角形加热方法同样适用于构件的旁弯矫正。加热时应采用中温矫正，浇水要少。
1.3 柱、梁、撑腹板的波浪变形
矫正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，可按d=（4δ+10）mm（d为加热点直径;δ为板厚）计算得出值加热。烤嘴从波峰起作螺旋形移动，采用中温矫正。当温度达到600～700度时，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。矫正时应避免产生过大的收缩应力。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。这种矫正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。注意温度不要超过750度。
2 结语
火焰矫正引起的应力与焊接内应力一样都是内应力。不恰当的矫正产生的内应力与焊接内应力和负载应力迭加，会使柱、梁、撑的纵应力超过允许应力，从而导致承载安全系数的降低。因此在钢结构制造中一定要慎重，尽量采用合理的工艺措施以减少变形，矫正时尽量可能采用机械矫正。当不得不采用火焰矫正时应注意以下几点：
1、 烤火位置不得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度。
参考文献：
1、张玉娟;S355J2结构钢的火焰矫正处理及组织性能分析[D];吉林大学;2013年
2、何清;焊接钢质药筒设计理论与研究[D];中北大学;2005年
3、赵磊;SiO_（2f）/SiO_2复合材料与Invar合金的钎焊接头界面结构及形成机理[D];哈尔滨工业大学;2010年
4、王威;钢结构磁力耦合应力检测基本理论及应用技术研究[D];西安建筑科技大学;2005
5、王爱勋;武汉国际会展中心工程关键施工技术研究与应用[D];武汉理工大学;2006年
上海欧美大地国际贸易有限公司沈阳分公司 辽宁沈阳 110031
关键词：火焰矫正 焊接变形 施工方法
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。
焊接钢结构产生的变形超过技术设计允许变形范围，应设法进行矫正，使其达到符合产品质量要求。实践证明，多数变形的构件是可以矫正的。矫正的方法都是设法造成新的变形来达到抵消已经发生的变形。
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。但火焰矫正是一门较难操作的工作，方法掌握、温度控制不当还会造成构件新的更大变形。因此，火焰矫正要有丰富的实践经验。本文对钢结构焊接变形的种类、矫正方法作了一个粗略的分析。
1 钢结构焊接变形的种类与火焰矫正
钢结构的主要构件是焊接H型钢柱、梁、撑。焊接变形经常采用以下三种火焰矫正方法：（1）线状加热法;（2）点状加热法;（3）三角形加热法。下面介绍解决不同部位的施工方法。
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。16Mn在高温矫正时不可用水冷却，包括厚度或淬硬倾向较大的钢材。依据实际火焰矫正温度，对焊后低合金高强钢试样采用低温、中温和高温三种矫正方式进行热模拟加热，并对火焰矫正后的焊接接头进行力学性能测试和金相组织观察。试验结果表明，中温矫正的效果最佳，焊接接头强度提高许多，韧性最好。其次是低温矫正。高温矫正的焊接接头强度最高，但其韧性最差。对于一般结构不复杂的低合金高强钢焊件，火焰矫正畸变选择中温矫正为宜。
1.1翼缘板的角变形
矫正H型钢柱、梁、撑角变形。在翼缘板上面（对准焊缝外）纵向线状加热（加热温度控制在650度以下），注意加热范围不超过两焊脚所控制的范围，所以不用水冷却。线状加热时要注意：（1）不应在同一位置反复加热;（2）加热过程中不要进行浇水。這两点是火焰矫正一般原则。
1.2柱、梁、撑的上拱与下挠及弯曲
一、在翼缘板上，对着纵长焊缝，由中间向两端作线状加热，即可矫正弯曲变形。为避免产生弯曲和扭曲变形，两条加热带要同步进行。可采取低温矫正或中温矫正法。这种方法有利于减少焊接内应力，但这种方法在纵向收缩的同时有较大的横向收缩，较难掌握。
二、翼缘板上作线状加热，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，效果显着，横向线状加热宽度一般取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2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，然后从中心向两侧扩展，一层层加热直到三角形的底为止。加热腹板时温度不能太高，否则造成凹陷变形，很难修复。
注：以上三角形加热方法同样适用于构件的旁弯矫正。加热时应采用中温矫正，浇水要少。
1.3 柱、梁、撑腹板的波浪变形
矫正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，可按d=（4δ+10）mm（d为加热点直径;δ为板厚）计算得出值加热。烤嘴从波峰起作螺旋形移动，采用中温矫正。当温度达到600～700度时，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。矫正时应避免产生过大的收缩应力。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。这种矫正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。注意温度不要超过750度。
2 结语
火焰矫正引起的应力与焊接内应力一样都是内应力。不恰当的矫正产生的内应力与焊接内应力和负载应力迭加，会使柱、梁、撑的纵应力超过允许应力，从而导致承载安全系数的降低。因此在钢结构制造中一定要慎重，尽量采用合理的工艺措施以减少变形，矫正时尽量可能采用机械矫正。当不得不采用火焰矫正时应注意以下几点：
1、 烤火位置不得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度。
参考文献：
1、张玉娟;S355J2结构钢的火焰矫正处理及组织性能分析[D];吉林大学;2013年
2、何清;焊接钢质药筒设计理论与研究[D];中北大学;2005年
3、赵磊;SiO_（2f）/SiO_2复合材料与Invar合金的钎焊接头界面结构及形成机理[D];哈尔滨工业大学;2010年
4、王威;钢结构磁力耦合应力检测基本理论及应用技术研究[D];西安建筑科技大学;2005
5、王爱勋;武汉国际会展中心工程关键施工技术研究与应用[D];武汉理工大学;2006年
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