略谈钢结构焊接变形的火焰矫正方法

【摘 要】焊接在钢结构制作、安装中是关键的工序，直接影响钢结构产品的质量。因此，钢结构焊接的质量需要大大提高，以减少产品质量的不合格率。根据本人多年实践工作经验，结合一些相关专业知识，简略介绍阐述钢结构焊接变形的种类，结合新钢的实例，分析焊接变形的火焰矫正方法。

【关键词】钢结构；焊接变形；火焰矫正

近年来，随着我国经济的快速增长和钢铁冶炼技术的不断进步以及钢结构形式的不断改进，钢结构在各行业中得到了广泛的应用。但是钢结构在制作、安装过程中通常会出现焊接变形，如果焊接变形不及时矫正，就不仅影响钢结构的制作、安装质量，还会降低工程的安全可靠性，甚至会直接导致钢结构产品的报废。钢结构构件的焊接变形有哪些？并简单介绍钢结构焊接变形采用的火焰矫正方法。

一、钢结构焊接变形

钢结构构件焊接的残余变形，主要分为六种：纵向收缩变形、横向收缩变形、弯曲变形、角变形、波浪边形、扭曲变形等

这几种变形在钢结构制作、安装过程中一般不单独出现，而是同时出现，互相影响。如果产生的变形超过基数设计允许变形范围，就必须设法进行校正，使其达到符合产品质量要求。实践证明，大多数变形的构件是可以矫正的，而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。

二、钢结构焊接变形的火焰矫正

目前矫正变形的的方法有两类——机械矫正（冷矫正）和火焰矫正。而火焰矫正在实际当中应用的比较多，由于火焰矫正的方法钢结构制造和安装工艺中具有灵活多便、简单易行、成本低廉和行之有效的优点，所以得到了广泛的应用。

1、火焰矫正原理

金属受热后要膨胀，冷却时会收缩，火焰矫正就是利用这个规律，来控制焊接过程中形成的热应力。在焊前和焊后，选择适当的部位加热，使其膨胀相应力，来抵消或减小焊缝应力，从而防止裂纹的产生。这个加热的部位就叫“减应区”。这种方法很巧妙地解决了缩小焊缝区域和焊件上那些阻碍焊缝区域自由变形的部位之间的温度差的问题。加热焊后减应区产生了一种压迫焊缝的力量，从而抵消了焊缝区域自由收缩时形成的剩余拉伸应力。

2、火焰矫正区的选定

火焰矫正的效果取决于火焰的加热位置和火焰的热量。从焊缝的不同位置选择一处、两处或者多处，选取对焊缝部位胀缩有直接影响的部位或区域。选择减应区时应尽量选在边角棱筋部位。并且要选取对其它部位无过大影响地区域，以免引起其它部位变形或拉裂。

3、火焰矫正的温度控制的实施方法

常用火焰矫正方法：（1）线状加热法；（2）占状加热法；（3）三角形加热法。

火焰矫正时的加热温度（材质为低碳钢）

低温矫正 500度~600度 冷却方式：水

中温矫正 600度~700度 冷却方式：

空气和水

高温矫正 700度~800度 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。

下面介绍型钢支撑结构的变形来说明火焰矫正方法。

3.1支撑结构的角变形

在支撑结构上面纵向线状加热（加热温度控制在670度以下），加热范围不要超过两个焊脚所控制的范围，所以不需用水冷却。线状加热时需注意：（1）不要在同一位置反复加热；（2）加热过程中不能进行浇水。这两点是火焰矫正一般原则。

3.2支撑结构的上拱与下挠及弯曲

第一、在支撑结构上，对着纵向焊缝，由中间向两端作线状加热，即可矫正弯曲变形。如果变形较大使凸起部位产生塑性变形时，根据具体的结构形式可再对变形的表现部位进行火焰矫正（外力配合），使二者变形叠加起来，效果会更好，同时要保证这两处产生的变形趋势要相同，选择正确的加热位置、形式和深度，使变形部位转动以抵消变形。

第二、在变形小或受力状态比较简单时，焊接部位是塑性变形，该部位（凸起处）处于弹性变形状态，在此情况下，选择矫正部位时首先考虑对焊接变形处下手，效果明显，焊接变形会随着根本部位的收缩而得到矫正，此方法主要用于板料处于自由状态时。加热三角形从顶部开始，然后从中心向两侧扩展，一层层地加热直到三角形的底为止。加热支撑板时温度不能太高，否则会造成凹陷变形，再修复就不易进行。

3.3支撑结构的波浪变形

当支撑板出现波浪变形时，应根据相关手册对其进行校正。在具体矫正过程中，应从凸部矫正可采用螺旋加热法，螺旋轨迹直径为80~120mm，温度在700~800度之间。同时将手垂在加热区边缘处，再用大锤击手锤，上加热区金属受挤压，冷却后压平。校正时要避免产生过大的收缩应力。为加快冷却速度，可对钢材进行加水冷却。

三、实例及效果

新钢新华公司1#成品库5.0m×50m米行车梁制作过程中，由于行车梁单件重量太大，梁腹板及支撑板非常厚，制作、安装工艺非常复杂，引起焊接变形较大，一般的机械方法无法实现矫正变形。通过相关专业技术人员查阅资料讨论解决办法，编制施工专项方案，采用火焰矫正的方法矫正变形，取得了相当的成果，并达到了相关技术要求和设计规范。

四、结语

火焰矫正方法作为一种传统的焊接矫正工艺，它的应用需结合具体情况和条件，确定适用的矫正方案，受构件形状、变形程度、周边环境和操作方法的影响。实践中应以预防为主，在钢结构制作、安装过程中，要及时采取各种有效预防措施，以致影响施工进度和效率。

参考文献

[1] 钱在中 高慧玲：《焊接技术手册》 山西科学技术出版社 2006年3月.

[2] 刘耀华：《钢结构施工技术》 江苏科学技术出版社 2007年2月.