钢结构焊接变形的火焰矫正施工方法

钢结构制造中焊接变形的控制方法

焊接变形是焊件在焊接过程中不均匀加热引起的，是钢结构制造中所遇到的一个普遍问题。如何控制好焊接变形是钢结构产品制造成功与否的关键之一，也是难点之一。有的工厂因为控制不好焊接变形而报废整个产品，如行车梁、吊车梁、钢平台等，不仅造成人力、物力的浪费，而且延误工期，影响厂家声誉。本文结合武船重工公司承建的钢结构产品，针对不同的结构形式，介绍了控制焊接变形的工艺方案。

船舶甲板及上层建筑焊接变形的控制

如果船舶甲板及上层建筑焊接变形过大，则将直接影响船舶外观质量，因此众多船舶制造厂均下了很大工夫来克服焊接变形，提升产品的外观质量，但是由于船舶甲板特别是上层建筑往往板厚较薄，结构较多，局部位置焊接热输入量较大，焊接应力使薄板容易产生失稳，因此很容易出现波浪变形。根据安庆70m趸船、400T浮吊船、双10T浮吊船、30车/498客海上渡船的成功制造经验，可以采用的工艺方案为：所有纵缝端口要求预先装焊角钢（点固焊）以加强钢板的局部刚性，同时要求采用小线能量的CO2气体保护焊进行焊接，焊接时要求焊工分散、分段退焊，缝口装配质量应在规定范围内，不允许出现大间隙的缝口。所有的围壁板扶强材只能点固焊，当围壁板与甲板、围壁板与围壁板间的角焊缝焊完后，再采用下行焊条（J426X）焊接扶强材与围壁板间的角焊缝，所有角焊缝都要求严格执行设计要求，不允许随意增大焊角尺寸及间断焊间距和焊缝长度。这样一般可以较好的控制焊接变形，局部有变形的可以稍稍进行火焰矫正即可达到设计要求和《钢质内河船舶入级与建造规范》或《钢质海船入级与建造规范》的要求。

钢结构T形接头焊接变形的控制

T形接头最容易产生角变形，如何控制角变形是保证T形接头制造精度的关键之一，由表可以得到一些反变形的参考数据。根据此数据，在武汉体育场和芜湖体育场耳板焊接中（如图1）大量采用反变形来控制耳板角变形，取得了良好的效果。

钢箱梁横隔板单元件制造焊接变形的控制

浅析钢结构焊接变形的火焰矫正法

摘要：本文主要结合多年从事本工种经验，阐述钢结构变形的主要种类，介绍焊接变形的火焰矫正方法。

关键词：火焰矫正 焊接变形 施工方法

焊接技术在工业中应用的历史并不长，但它的发展确实非常迅速的。在短短的几十年中焊接已在许多工业部门的金属结构中，如建筑钢结构、船体、铁道车辆、压力容器中几乎全部取代了铆接。目前，钢结构已在厂房建筑中得到广泛应用。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。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、综合矫正。本文就简单分析钢结构焊接变形的火焰矫正方法。

1 火焰加热矫正法

火焰矫正是利用氧—乙炔火焰或其它气体火焰（一般采用中性焰）局部加热时产生压缩塑性变形，使较长的金属在冷却后收缩，来达到矫正变形的目的。具体方法是将变形构件的局部（变形处），加热到600~800℃的温度，此时钢板呈褐红色至樱红色之间，然后让其自然冷却或强制冷却，使这些局部在冷却后产生收缩变形来抵消原有的变形。火焰矫正较难操作，方法掌握、温度控制不当还会造成构件新的更大变形。因此，火焰矫正的关键是掌握火焰局部加热时引起变形的规律，以便定出正确的加热位置和加热范围，否则会得到相反的效果。火焰矫正法在使用时，应控制温度和重复加热的次数。火焰加热法采用一般的气焊焊矩，不需要专门的设备，方法简便，比较机动，可以在船舶等巨型结构上进行矫正，因此在生产上广泛应用。这种方法不仅适用于低碳钢，而且还适用部分低合金结构钢的矫正，塑性好的材料可以用水强制冷却（易淬钢除外）。

2 钢结构焊接变形的种类与矫正

(1)钢结构焊接变形的种类：焊接变形是焊后残存于结构中的变形。1)纵向收缩变形：构件焊后在焊缝方向发生收缩。2)横向收缩变形：构件焊后在垂直焊缝方向发生收缩。3)弯曲变形：构件焊后发生挠曲，由焊缝纵向收缩引起和横向收缩引起。4)角变形：焊后构件的平面围绕焊缝产生的角位移。5)波浪边形：焊后构件呈波浪形。以上几种类型的变形，在焊接结构生产中往往并不是单独出现的，而是同时出现，互相影响的。焊接变形是焊接结构生产中经常出现的问题。焊接变形不但影响结构尺寸的准确和外形美观，而且有可能降低结构的承载能力；焊接结构件上出现了变形，就需要花许多工时去矫正。

第 1 页 共 2 页 钢结构焊接变形的火焰矫正施工方法

钢结构焊接变形是在焊接过程中由于热量的作用造成的，在焊接过程中，焊接件受热部分会膨胀，而冷却后又会收缩，从而引起焊接变形。为了使焊接结构达到设计要求，需要对焊接变形进行矫正。火焰矫正是一种常用的矫正方法，下面将详细介绍钢结构焊接变形的火焰矫正施工方法。

首先，进行焊缝分析。在进行焊接变形矫正前，需要对焊接变形进行分析，了解焊接变形的类型和程度，从而确定矫正的方案和措施。一般来说，焊接变形可分为弯曲变形、扭曲变形和拉伸变形。不同的变形需要采取不同的矫正方法。

其次，确定火焰矫正位置。在进行火焰矫正前，需要确定焊接变形的局部位置，即变形较为严重的部位。在确定矫正位置时，应尽量选择焊接变形边缘，以避免矫正后引起新的变形。

然后，进行火焰矫正前的准备工作。在进行火焰矫正前，需要进行一系列的准备工作。首先，对焊接变形较大的部位进行清理，确保焊接表面无杂质。其次，将焊接件固定在矫正工作台上，以保证焊接件在矫正过程中不发生位移。最后，对焊接件进行加热处理，以提高焊接件的可塑性和变形矫正效果。

接下来，进行火焰矫正。在进行火焰矫正时，需要使用氧乙炔焊割设备，通过加热焊接件，使其恢复原来的形状。在进行矫正过程中，应注意控制火焰温度和加热时间，以避免焊接件的过热和烧伤现象。此外，还要根据焊接变形的类型采取相应的矫正第 2 页 共 2 页 方法。对于弯曲变形，可以采取对侧矫正法，即对焊接变形后的另一侧进行加热。对于扭曲变形，可以采取对角矫正法，即对变形较大的两个对角线进行加热。对于拉伸变形，可以采取法线矫正法，即对变形较大的法线方向进行加热。

最后，进行矫正后的处理。在完成火焰矫正后，应及时对焊接件进行冷却处理，以稳定焊接件的形状。同时，还要对焊接件进行检查，确保矫正效果符合设计要求。如果发现矫正效果不理想，可以对焊接件进行重新矫正，直到达到要求为止。

综上所述，钢结构焊接变形的火焰矫正是一种有效的矫正方法。通过合理的矫正方案和施工措施，可以有效地消除焊接变形，提高焊接件的质量和稳定性，从而确保钢结构的工程安全。

钢结构构件变形的矫正-火焰矫正法

1 / 3 钢结构构件变形的矫正－火焰矫正法

广东省六建集团有限公司钢结构工程分公司 张健良

[摘 要] 着重论述火焰矫正法的工作原理和其不同的加热方式所适用的不同变形矫正，以

及控制矫正效果的主要因素。

[关键词] 钢结构构件变形 火焰矫正法 加热

钢结构工程的施工一般都可以分成两个主要施工步骤：首先是结构各类部件的预制加工，然后是钢构件的现场拼接安装。钢构件的预制加工工作是钢结构施工过程中重要的基础部分，此项工作完成的质量对下一步的现场安装施工起着决定性的影响。

但是钢结构加工过程中构件的变形是经常出现的，其起因主要包括钢结构材料本身的变形、焊接过程中产生的变形以及构件移动堆放碰撞而产生的变形等。针对不同的变形，可以有不同的矫正方法：如人工矫正、机械矫正、火焰矫正和混合矫正等方法。在实际施工中如能合理地采用这些方法，将对提高工作效率、保证钢结构加工质量有着重要的作用。

本人自参加工作以来，一直从事钢结构方面的项目，经过多年的实践，发觉火焰矫正法是各矫正方法中操作要求最高、工艺最复杂的方法，也是施工中所采用的主要矫正手段。对于加工中焊接成型的工字钢、角钢的变形以及薄板、中板由于焊接收缩而产生的凸凹变形的矫正，都是采用了火焰矫正法，火焰矫正变形一般只用于低碳钢。其基本操作过程是先在钢构件变形处用火焰加热升温，之后通过缓慢冷却或采用大锤敲打矫正变形。按火焰加热方式的不同，可分成三种形式：点状加热、线状加热和三角加热，分别使用于矫正各类不同形式的变形。

其矫正原理如下：根据金属热胀冷缩的物理性能，当钢材受热时将会在1.2×10－5℃的线膨胀率向各个方向伸长，当冷却到原来温度时，除收缩到未加热时的长度外，钢材还将会继续按1.48×10－6℃的收缩率继续收缩一部分于是导致收缩后的长度比加热前有所缩短。因而通过对变形的凸面处适当位置进行火焰加热升温，利用冷却时产生的内部强大的冷缩应力，促使材料的内部纤维受拉生塑性收缩，从而矫正变形。