钢结构焊接变形的火焰矫正施工方法
[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有在焊接变形问题,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及墙变形范围,应改法进行矫正,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B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。
以下为火焰矫正时的加热温度(材质为低碳钢) 低温矫正 中温矫正 高温矫正
500度~600度 600度~700度 700度~800度
冷却方式:水 冷却方式:空气和水 冷却方式:空气
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。BM12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。
1.1 翼缘板的角变形
矫正B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。这两点是火焰矫正的一般原则。
1.2 柱、梁、撑的上拱与下挠及变曲
一、在翼缘板上,对着纵长焊缝,由中间向两端作线状加热,即可矫正变曲变形。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,在腹板上作三角是形加热,用这种方法矫正柱、梁、撑的弯曲变形,效果显著,横向线状加宽度一般取20-90mm,板厚小时,加热宽度要宽一点,
加热过程应由宽度中间的两边扩展,线状加热最好由两人同时操作时行,再分别加热三角形,三角形的宽度不应超过板厚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迹旁变矫正,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的直径也应放大,可按d=(4s+10)mm(d为加热点直径;S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,使加热区金属爱挤压,冷却收缩后被拉平。矫正的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或密点形。注意温度不要超过750度。
这里我们对部分普通低合金钢作一个列举说明:例如普通厚度不大的钢板(8毫米以下)由于运输等原因,常常存
在波浪变形,必须矫正好才能使用,矫正前把钢板放在平台上,先观察变形情况,然后用夹具将板的四周压紧,用圆钢制成的平角铁压紧钢板,需要压紧时用锤从上向下打羊角铁(见图)
矫正方法:钢板放在平台上,在紧三个边,用线状加热。先从凸起的两侧平的地方开始,然后向凸起处围拢。加热线顺序和方向如图所示。不能先从凸起最高处加热,加热线长度一般占板宽的二分之一——三分之一。加热线之间的距离视凸起的高度而定,凸起得越高,距离越近,一般取50-200毫米左右,当第一次加热完后,尚有不平,再进行二次加热,加热线在第一次加热线之间,为了提高矫正速度普遍利用水火矫正法,即在火焰加热的同时用水急冷(见图)
这种方法比单纯采用火焰可提高工作效率三倍以上,但是注意当矫正厚度为2毫米的低碳钢板时加热温度一般不超过600度。这时水火之间距离应靠得近些,当厚度为4-6毫米左右的钢板矫正时,加热温度在600-800度之间距25-30毫米左右,厚度大于8毫米一般不浇水急冷。 较厚钢板的均匀变曲变形。
矫正方法:用手尺测量弯曲变形值(见图)
接出凸出的最高点,然后用大号焊嘴,氧化焰在最高点附近进行线状加热 (见图)
加热温度500-600度,当第一次加热未能全部矫正时再次进行加热直至矫正为止,注意加热深度不超过板厚二分之三,目的是使加热后温度在钢板厚度向上不均匀。 再例如,常用槽钢局部弯曲的火焰矫正
槽钢长度4300毫米,局部弯曲,上拱达15毫米需火焰矫直(见图)