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。
焊接鋼結構產(chan)生(sheng)的變(bian)(bian)形(xing)超過技術(shu)設(she)計允許變(bian)(bian)形(xing)范圍,應(ying)設(she)法(fa)進(jin)行矯正,使其達(da)到符(fu)合(he)產(chan)品(pin)質量要求。實踐證明,多數變(bian)(bian)形(xing)的構件是可以矯正的。矯正的方法(fa)都是設(she)法(fa)造成新的變(bian)(bian)形(xing)來達(da)到抵消已經發生(sheng)的變(bian)(bian)形(xing)。
在(zai)生(sheng)產過程(cheng)中普(pu)遍應用的(de)(de)矯(jiao)正(zheng)(zheng)方(fang)(fang)法,主要有機械(xie)矯(jiao)正(zheng)(zheng)、火焰矯(jiao)正(zheng)(zheng)和綜合矯(jiao)正(zheng)(zheng)。但(dan)火焰矯(jiao)正(zheng)(zheng)是一門較難操作(zuo)的(de)(de)工作(zuo),方(fang)(fang)法掌握(wo)、溫度控制(zhi)不(bu)當還會造成(cheng)構件新(xin)的(de)(de)更大變(bian)形。因此,火焰矯(jiao)正(zheng)(zheng)要有豐富的(de)(de)實踐(jian)經驗。本文對鋼結(jie)構焊接變(bian)形的(de)(de)種(zhong)類、矯(jiao)正(zheng)(zheng)方(fang)(fang)法作(zuo)了一個粗略(lve)的(de)(de)分析(xi)。
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。
以下為火焰矯正時的(de)加熱溫度(材質(zhi)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、在翼緣板上,對著縱(zong)長焊(han)縫,由(you)中(zhong)(zhong)間向兩(liang)端作線(xian)狀加熱,即可矯正(zheng)彎曲變形。為(wei)避免(mian)產生彎曲和扭曲變形,兩(liang)條加熱帶要同步進行。可采取低溫矯正(zheng)或中(zhong)(zhong)溫矯正(zheng)法。這種(zhong)方法有利于(yu)減少(shao)焊(han)接內應(ying)力,但(dan)這種(zhong)方法在縱(zong)向收縮的(de)同時有較大的(de)橫向收縮,較難掌(zhang)握。
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:以上三角形加(jia)熱方法同樣適用于構件的旁彎矯正(zheng)。加(jia)熱時應采(cai)用中溫矯正(zheng),澆(jiao)水(shui)要少。
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
火焰矯(jiao)正(zheng)引起的(de)(de)應(ying)力(li)(li)與焊接內(nei)應(ying)力(li)(li)一樣都是內(nei)應(ying)力(li)(li)。不(bu)(bu)恰(qia)當(dang)(dang)的(de)(de)矯(jiao)正(zheng)產生的(de)(de)內(nei)應(ying)力(li)(li)與焊接內(nei)應(ying)力(li)(li)和負載應(ying)力(li)(li)迭加,會使柱(zhu)、梁、撐(cheng)的(de)(de)縱應(ying)力(li)(li)超過(guo)允許應(ying)力(li)(li),從而(er)導致承(cheng)載安全系數的(de)(de)降低。因此(ci)在鋼結構制造中一定要慎重(zhong),盡量(liang)采用合理的(de)(de)工藝(yi)措施以(yi)減少變形,矯(jiao)正(zheng)時盡量(liang)可(ke)能采用機械矯(jiao)正(zheng)。當(dang)(dang)不(bu)(bu)得不(bu)(bu)采用火焰矯(jiao)正(zheng)時應(ying)注(zhu)意以(yi)下幾點:
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。