目前,鋼結構已在廠房建筑中得到廣泛的應用。而鋼結構廠房的主要構件是焊接H型鋼柱、梁、撐。這些構件在制作過程中都存在焊接變形問題,如果焊接變形不予以矯正,則不僅影響結構整體安裝,還會降低工程的安全可靠性。
焊接鋼結(jie)構(gou)產生的(de)(de)變(bian)形超過技術設計(ji)允許變(bian)形范圍,應設法(fa)進行矯正,使其達到符合產品質量(liang)要(yao)求。實踐證明,多數變(bian)形的(de)(de)構(gou)件(jian)是(shi)可以矯正的(de)(de)。矯正的(de)(de)方法(fa)都是(shi)設法(fa)造成新(xin)的(de)(de)變(bian)形來達到抵消已(yi)經(jing)發生的(de)(de)變(bian)形。
在生(sheng)產過程中普遍應(ying)用的(de)矯(jiao)正(zheng)方法(fa),主要有機(ji)械矯(jiao)正(zheng)、火焰(yan)矯(jiao)正(zheng)和綜合矯(jiao)正(zheng)。但火焰(yan)矯(jiao)正(zheng)是(shi)一門較難操作(zuo)(zuo)(zuo)的(de)工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo),方法(fa)掌握、溫度控制不當還會造成構(gou)件新(xin)的(de)更大變形(xing)。因(yin)此,火焰(yan)矯(jiao)正(zheng)要有豐富的(de)實踐經(jing)驗。本(ben)文(wen)對鋼結構(gou)焊接變形(xing)的(de)種類、矯(jiao)正(zheng)方法(fa)作(zuo)(zuo)(zuo)了一個粗略的(de)分析。
1 鋼結構焊接變形的種類與火焰矯正
鋼結構的主要構件是焊接H型鋼柱、梁、撐。焊接變形經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(zheng)時(shi)的加熱溫度(材質為低碳鋼)
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、撐的上拱與下撓及彎曲
一、在(zai)翼緣板上,對(dui)著(zhu)縱長焊縫,由中間向(xiang)(xiang)兩端作線狀加(jia)熱,即可(ke)矯正彎曲變形。為(wei)避免產生彎曲和扭曲變形,兩條加(jia)熱帶要同步進行。可(ke)采取(qu)低溫(wen)矯正或中溫(wen)矯正法(fa)(fa)。這種方法(fa)(fa)有利于減少焊接(jie)內應力,但這種方法(fa)(fa)在(zai)縱向(xiang)(xiang)收縮(suo)的同時有較大(da)的橫(heng)向(xiang)(xiang)收縮(suo),較難掌(zhang)握(wo)。
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(shang)三角形(xing)加熱方(fang)法(fa)同(tong)樣適(shi)用于構件的旁(pang)彎矯正。加熱時應采用中溫(wen)矯正,澆水(shui)要少(shao)。
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。烤嘴從波峰起作螺旋形移動,采用中溫矯正。當溫度達到600~700度時,將手錘放在加熱區邊緣處,再用大錘擊手錘,使加熱區金屬受擠壓,冷卻收縮后被拉平。矯正時應避免產生過大的收縮應力。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 結語
火(huo)焰矯(jiao)正(zheng)(zheng)引起的(de)(de)應(ying)(ying)力(li)(li)與焊(han)接(jie)內應(ying)(ying)力(li)(li)一樣都是內應(ying)(ying)力(li)(li)。不(bu)恰當的(de)(de)矯(jiao)正(zheng)(zheng)產生的(de)(de)內應(ying)(ying)力(li)(li)與焊(han)接(jie)內應(ying)(ying)力(li)(li)和負(fu)載(zai)應(ying)(ying)力(li)(li)迭加,會使柱、梁(liang)、撐的(de)(de)縱(zong)應(ying)(ying)力(li)(li)超過允(yun)許應(ying)(ying)力(li)(li),從(cong)而(er)導致承載(zai)安全系數(shu)的(de)(de)降低。因此在鋼結構制(zhi)造中一定要慎重,盡量(liang)采用(yong)合理的(de)(de)工藝措(cuo)施以(yi)減少變形,矯(jiao)正(zheng)(zheng)時盡量(liang)可(ke)能(neng)采用(yong)機械矯(jiao)正(zheng)(zheng)。當不(bu)得不(bu)采用(yong)火(huo)焰矯(jiao)正(zheng)(zheng)時應(ying)(ying)注意以(yi)下(xia)幾點(dian):
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,以改善加熱區的應力狀態;
4、加熱溫度最好不超過700度。