目前，焊接鋼制產(chǎn)品部件在日常生活和大型建設(shè)工程、機(jī)械制造中得到了廣泛的應(yīng)用，成為工程建設(shè)、生產(chǎn)制造中不可缺少的工藝方式。然而鋼結(jié)構(gòu)部件的主要構(gòu)件是焊接H型結(jié)構(gòu)、梁、撐等組成。在生產(chǎn)過(guò)程中普遍應(yīng)用的矯正方法，主要有機(jī)械矯正、火焰矯正和綜合矯正。但火焰矯正是一門較難操作的工作，方法掌握、溫度控制不當(dāng)還會(huì)造成構(gòu)件新的更大變形。因此，火焰矯正要有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

　　鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的種類與火焰矯正鋼結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)件是焊接H型鋼柱、梁、撐。焊接變形經(jīng)常采用以下三種火焰矯正方法：(1)線狀加熱法;(2)點(diǎn)狀加熱法;(3)三角形加熱法。

　　1、解決不同部位變形的火焰校正施工方法。

　　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(duì)準(zhǔn)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(guò)兩焊腳所控制的范圍，所以不用水冷卻。線狀加熱時(shí)要注意：(1)不應(yīng)在同一位置反復(fù)加熱;(2)加熱過(guò)程中不要進(jìn)行澆水。這兩點(diǎn)是火焰矯正一般原則。

　　1.2柱、梁、撐的上拱與下?lián)霞皬澢��?/p>

　　1)、在翼緣板上，對(duì)著縱長(zhǎng)焊縫，由中間向兩端作線狀加熱，即可矯正彎曲變形。為避免產(chǎn)生彎曲和扭曲變形，兩條加熱帶要同步進(jìn)行。可采取低溫矯正或中溫矯正法。這種方法有利于減少焊接內(nèi)應(yīng)力，但這種方法在縱向收縮的同時(shí)有較大的橫向收縮，較難掌握。

　　2)、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(shí)，加熱寬度要窄一些，加熱過(guò)程應(yīng)由寬度中間向兩邊擴(kuò)展。線狀加熱最好由兩人同時(shí)操作進(jìn)行，再分別加熱三角形三角形的寬度不應(yīng)超過(guò)板厚的2倍，三角形的底與對(duì)應(yīng)的翼板上線狀加熱寬度相等。加熱三角形從頂部開(kāi)始，然后從中心向兩側(cè)擴(kuò)展，一層層加熱直到三角形的底為止。加熱腹板時(shí)溫度不能太高，否則造成凹陷變形，很難修復(fù)。

　　2.選用合理的焊接工藝方法減少焊接變形

　　2.1.選用能量密度高的焊接方法，如采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊、等離子弧焊和手工點(diǎn)弧焊進(jìn)行薄板焊接, 可以減少變形量。

　　2.2.采用較小的焊接線能量可以減少焊接變形量。但在實(shí)際生產(chǎn)中要考慮生產(chǎn)率, 焊接線能量不宜過(guò)低。

　　2.3.焊接不對(duì)稱得構(gòu)件, 通過(guò)選用不同的焊接參數(shù), 可以控制和調(diào)節(jié)彎曲變形。如圖所示的截面不對(duì)稱得梁, 焊縫1和2到中心軸的距離e

　　2.4.分布在側(cè)面中心線兩側(cè)的焊縫,一般來(lái)說(shuō),先焊的一側(cè)焊縫產(chǎn)生的彎曲變形比后焊的一側(cè)焊縫產(chǎn)生的彎曲變形要大。因此焊接順序總的規(guī)律是先焊焊縫少的一側(cè)。對(duì)于截面形狀對(duì)稱的結(jié)構(gòu), 盡可能采用對(duì)稱焊接方法。防止薄板焊接變形的預(yù)拉伸法在薄板焊接骨架時(shí), 采用機(jī)械的預(yù)拉伸, 加熱的預(yù)拉伸, 或者兩者同時(shí)使用, 使薄板預(yù)先得到拉伸或伸長(zhǎng), 然后在張緊薄板上裝配焊接骨架, 可以有效防止波浪變形。

　　2.5焊前反變形

　　分析工件焊接過(guò)程的變形規(guī)律，將關(guān)鍵部位加工理論尺寸疊加變形量，采用反推方式優(yōu)化組裝尺寸，在組焊過(guò)程中對(duì)工件進(jìn)行與焊接變形大小相當(dāng)、方向相反的變形，在焊接時(shí)工件變形量與反變形相抵消，使工件尺寸回正，保證焊接后關(guān)鍵尺寸滿足加工要求。例如通過(guò)橫梁焊接前后各座扭轉(zhuǎn)變形數(shù)值統(tǒng)計(jì)和對(duì)比，得出焊接后各座Z向高度減小，因此在橫梁組裝工序提前進(jìn)行反變形，增加各座Z向高度，使焊接后Z向尺寸回歸0位，可以有效地減少不必要的尺寸矯正。

　　2.6增加剛性固定

　　在焊接過(guò)程中對(duì)于剛性小的工件(例如薄板件)增加夾具或支撐進(jìn)行固定，提高工件的抗變形能力，以達(dá)到降低焊接變形程度的目的，例如側(cè)梁組成多為薄板件，且尺寸較大，剛性差，易發(fā)生變形，在焊接前對(duì)板材進(jìn)行壓緊，焊接結(jié)束后工件溫度降至室溫后再對(duì)剛性?shī)A具進(jìn)行去除，可以很好地避免板材的扭轉(zhuǎn)和收縮。

　　火焰矯正引起的應(yīng)力與焊接內(nèi)應(yīng)力一樣都是內(nèi)應(yīng)力。不恰當(dāng)?shù)某C正產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力與焊接內(nèi)應(yīng)力和負(fù)載應(yīng)力迭加，會(huì)使柱、梁、撐的縱應(yīng)力超過(guò)允許應(yīng)力，從而導(dǎo)致承載安全系數(shù)的降低。因此在鋼結(jié)構(gòu)件制造中一定要慎重，盡量采用合理的工藝措施以減少變形，矯正時(shí)盡量可能采用機(jī)械矯正。當(dāng)不得不采用火焰矯正時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

　　1)、烤火位置不得在主梁最大應(yīng)力截面附近;

　　2)、矯正處烤火面積在一個(gè)截面上不得過(guò)大，要多選幾個(gè)截面;

　　3)、宜用點(diǎn)狀加熱方式，以改善加熱區(qū)的應(yīng)力狀態(tài); 4)、加熱溫度最好不超過(guò)700度。

　　同時(shí)選用合理的焊接方法及焊接順序也是減少焊接變形的一個(gè)重要措施。針對(duì)不同結(jié)構(gòu)的構(gòu)件需要不同的焊接方法。

　　總之，焊接變形在一定程度上可以減少，不可避免的焊接變形采用合理的矯正辦法進(jìn)行矯正，這樣才能使其達(dá)到符合產(chǎn)品質(zhì)量的要求。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]裴加梅.焊接應(yīng)力與焊接變形及其控制方式[J].中國(guó)新通信，2015，23：147.

　　作者：盛祥峰 丁祥偉 陳亞?wèn)|

　　淺談焊接變形的控制及火焰矯正方法相關(guān)推薦激光焊接技術(shù)在金屬結(jié)構(gòu)修復(fù)中的應(yīng)用