U型槽钢构件火焰矫正
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摘要： 本文为了阐述钢结构变形的主要种类并介绍U型槽钢构建焊缝变形的火焰矫正施工方法，在多年工作经验的基础上还结合了同行的相关资料，在实际的工作中作出了有益的尝试。
中图分类号：TG457 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）04-0047-02
0 引言
在我们的工作中经常制作一些钢结构，这些构件在制作的过程中都存在焊接变形问题。为了使焊接钢结构产品符合质量安全的要求，当焊接钢结构产生的变形超过了技术设计运行的变形范围，就应当采用适当的措施对其进行矫正。如果不对焊接变形采用矫正措施，除了影响结构的整体安装外，还会降低产品的安全可靠性。
实践证明，多数构件的变形都是可以进行矫正的。其原理是：为了抵消已经发生的变形，需要设法制造新的变形，从而恢复或达到所要求的形状和尺寸。
1 U型槽钢变形的分析
在机械制造业的生产过程中，常会使用到自制的U型钢构件，但预制完后都会出现不同程度的焊接变形，最易出现的是扭曲变形和弯曲变形两种，下面就阐述一下解决这两个问题的措施和方法。
在生产过程中，机械矫正、火焰矫正和综合矫正等是应用最为普遍的矫正方法。火焰矫正使用的设备简单，有点状加热、线状加热、三角形加热等三种，但是很难掌握其操作技术，如果加热位置和加热温度控制不恰当，还会导致适得其反的作用，因此，采用火焰矫正要具有丰富的实践经验。机械矫正是利用机器设备来进行锤击、碾压等手段，强行使变形恢复原来形状，此同方法费时费力，不适合大量钢构的变形矫正。综合矫正是采用机械矫正和火焰矫正两种形式共同使用的方法，达到消除焊接变形的目的，较为常用。
2 焊接变形常采用的火焰矫正方法
以上三种方法是U型构件经常采用的矫正方法。火焰矫正通常采用氧乙炔火焰，加热采用中性焰。当要求较小的构件采用较低的加热温度时，可以采用氧化焰。
火焰矫正时的加热温度表（材质为低碳钢）见表1。
3 工艺过程
3.1 U型构件的扭曲变形 由于U型构件的刚性较大，故矫正扭曲变形时需要施加一定的外力。即先把焊件放在平台上并用拉紧螺栓拉紧，然后同时加热两侧翼板，宽度约为30～40mm，加热温度和速度须根据扭曲程度而定。当扭曲变形大时，加热温度要高一些，600℃～700℃，速度变慢，并且要求底板和两翼板同时加热，加热后立即拧紧螺栓，若这样加热仍有扭曲，则需要加热两端的腹板，在加热后同时拧紧螺栓。待焊件冷却后，若还有扭曲变形，则需重复上述加热过程，不过加热位置应尽可能不与前面的重合。
3.2 U型槽钢构件的弯曲变形 U型槽钢局部弯曲的火焰矫正，用两把焊炬同时朝一个方向加热槽钢凸面的边缘，如图2所示。加热线宽度为10mm，加热温度使材料成暗红色，焊炬移动速度约为12mm/s。经一次加热后，变形即可消失。
3.2.1 在矫正弯曲变形时，应在两个翼板上对这纵长焊缝由中间向两端做线状加热。为了避免产生弯曲和扭曲变形，对两条加热带应当同步进行。为了减少焊接的内应力，应当采用低温和中温矫正法，但是由于采用此方法不仅会造成纵向收缩，还具有较大的横向收缩，因此，比较难把握。
3.2.2 为了矫正构件的弯曲变形，应当在两个翼板上做线状加热并在底板上做三角形加热，此方法一般需要横向线状加热20-90mm，此方法具有显著的效果。当板比较厚时，加热的宽度应当适当窄一些，由宽度中间向两边扩展加热。最好两人同时操作进行线状加热，此后分别在加热三角形。三角形宽度不应当超过板厚的两倍，与三角形底对应的翼板上线状加热相等的宽度。加热三角形时应当从顶部开始，然后从中心向两侧扩展，层层加热到三角形底为止。加热腹板的温度不能太高，否则对于凹陷的变形很难修复。
4 注意事项
上述的三角形加热方法同样适用于矫正构件的侧弯。进行火焰矫正时应注意以下几点：①采用中温矫正加热，并浇少量的水。②温度过高，易使加热面发生变形；③反复加热易使构件变形相互重叠，加大矫正成本；④由于构件加热不均匀，浇凉水，易使构件扭曲变形加大。
5 结论
工件的变形通过采用以上工艺都控制在了设计范围内，火焰矫正导致的应力和焊接应力都属于内应力。矫正不当引起的内应力、焊接内应力和负载应力通过迭加会造成纵应力超过运行应力，从而造成构件承载安全系数的降低。因此，在制造钢结构时一定要慎重，通过采用合理的工艺措施以及采用机械和火焰加热法对其进行矫正以减少构件变形。利用火焰局部加热时产生压缩塑性变形使得较长的金属构建冷却后收缩来达到矫正原来焊接变形的目的。
参考文献：
[1]金属材料的焊接与切割，2002.
[2]焊工手册，2004.
[3]乔磊.钢结构焊接变形的火焰矫正[J].机械，2009（S1）.