火焰校正方法匯總資料

1、淺談火焰校正摘 要 由于材料、設(shè)備、運(yùn)輸?shù)纫蛩氐挠绊?，?huì)引起原材料的變形，而在制造過(guò)程中有切割變形、 焊接變形、運(yùn)輸變形及吊裝變形；對(duì)于這些變形，通過(guò)實(shí)踐與初步的理論分析，對(duì)校正的工序進(jìn)行了探 討，并對(duì)校正的溫度、加熱時(shí)間、加熱范圍進(jìn)行了研究，對(duì)校正的位置作了一般性討論。關(guān)鍵詞 火焰校正 位置 時(shí)間 溫度 加熱工序在鋼結(jié)構(gòu)制造過(guò)程中，由于材料、設(shè)備、運(yùn)輸?shù)纫蛩氐挠绊?，?huì)引起原 材料的變形。 在制造過(guò)程中有切割變形、 焊接變形、 運(yùn)輸變形及吊裝變形等。 在這些變形中，像原材料的變形可采用平板機(jī)或卷板機(jī)來(lái)消除變形，而像翼 板小于 60 毫米的“H、 T”等規(guī)則物體的焊接變形則可以通過(guò)翼緣校直機(jī)校正

2、 龜背，其它變形和大尺寸的工件的就無(wú)法通過(guò)校直機(jī)來(lái)校正，尤其是焊接后 的復(fù)雜外形就更加無(wú)法采用校直機(jī)校正，而是一般采用火焰校正的方法。引起這些變形的原因是由于構(gòu)件或原材料受到外力或者內(nèi)力的作用，會(huì) 引起拉伸 ,壓縮,彎曲,扭曲或復(fù)合變形。各種變形的產(chǎn)生原因分析如下： 原材料的變形 :生產(chǎn)時(shí)軋輥的變曲或間隙和速度分布不一致時(shí)會(huì)在寬度方向產(chǎn)生機(jī)械應(yīng) 力引起變形；存放不當(dāng)引起的變形，存放的多、堆放的時(shí)間長(zhǎng)因自重而引起 朔性變形 ,運(yùn)輸?shù)跹b不正確會(huì)引起物體變形或?qū)⑽矬w吊壞等。切割變形：因氧氣乙炔火焰高溫時(shí)切邊的金屬的冷熱收縮不一致，使切口在切割加 熱邊向外彎曲，冷卻后內(nèi)應(yīng)力使加熱邊向內(nèi)彎曲 .組裝變形

3、 ：組裝時(shí)許多板料由于多方面的原因需要用外力強(qiáng)行組合,使得組裝件在焊接前就因殘余應(yīng)力而產(chǎn)生了變形。焊接變形： 焊接產(chǎn)生的不均勻溫度場(chǎng)使構(gòu)件因焊接的熱變形無(wú)法自由伸縮機(jī)遇產(chǎn)生 的溫度應(yīng)力造成的變形。加熱溫度達(dá)到一定程度就會(huì)影響組織的形變而造成 的變形。各種變形中以焊接變形最為嚴(yán)重，而焊接變形又可分為如下幾種 縱向收縮變形 ：構(gòu)件沿長(zhǎng)度方向的收縮 .橫向變形 ：構(gòu)件沿焊縫的垂直方向收縮。撓曲變形 ：構(gòu)件焊后由于縱向或橫向收縮變形引起。角變形 ：構(gòu)件的平面繞焊縫產(chǎn)生的角變形。波浪變形 ：構(gòu)件產(chǎn)生的平面彎曲 .其中我公司 2040 毫米的鋼板最容易產(chǎn)生 這種變形。錯(cuò)邊變形 ：兩種不同材質(zhì)焊接時(shí)由于熱膨

4、脹不一致而產(chǎn)生的變形，分為長(zhǎng)度 和厚度方向的錯(cuò)邊。螺旋變形 ：扭曲變形。復(fù)合變形 :以上各種變形的匯總 .火焰校正的原理 ： 用火焰對(duì)校正工件變形部位加熱時(shí)，其加熱部位和附近鋼材隨溫度升高 而膨脹，而周圍部位的大部分鋼材處于常溫下并不膨脹，相對(duì)比較穩(wěn)定，阻 礙和壓抑受熱部位膨脹，使加熱部位受到徑向反作用力。在溫度超過(guò)金屬的 屈服點(diǎn)時(shí)就會(huì)產(chǎn)生塑性壓縮變形，而停止加熱時(shí)隨著溫度的降低，高溫下產(chǎn) 生的局部壓縮變形量依然保留下來(lái)，由于冷卻則產(chǎn)生收縮應(yīng)力，使其纖維收 縮則變短從則達(dá)到校正的目的。依照虎克定律有： =fs/E,其中 E 為鋼材的彈 性模量， E=206Mpa,fs 為鋼材的屈服強(qiáng)度，為鋼材

5、的應(yīng)變。而鋼材在溫度 變化時(shí)的應(yīng)變有如下的公式： =T,其中為鋼材的線膨脹系數(shù)，與常溫相 比，溫度達(dá)到T時(shí)會(huì)產(chǎn)生塑性變形， T=fs/(E* )。在沒(méi)有達(dá)到 T 以前是 彈性變形，而彈性變形是會(huì)恢復(fù)的?？傊鹧嫘Ｕ幕痉绞骄褪菍⒐ぜ傻牟课皇湛s變緊，即使晶格間距 由長(zhǎng)變短。加熱溫度與變形量成正比的關(guān)系。一般的說(shuō)，小于 200 度時(shí)無(wú)明顯的校 正效果，而大于 900 度時(shí)會(huì)達(dá)到奧氏相變溫度，使內(nèi)部組織發(fā)生組織變化， 晶粒變得粗大。鋼材校正時(shí)溫度的顏色判斷見(jiàn)下表：顏色暗褐色暗紅色暗櫻色櫻紅色淺櫻色淡紅色溫度（度）520 580580 650650750750 780780800800 830顏色

6、桔黃微紅淡枯黃黃色淡黃色黃白色亮白色溫度（度）830 850880 10501050 11501150 12501250 13001300 1350火焰的分類 :. 外焰 :適用于各種管件的矯正中焰 :溫度最高適用于低碳鋼。.內(nèi)焰:適用于焊接。 火焰校正適用的種類：焊接件、鉚接件、毛坯件、成品件、壓裝件、碳鋼、 有色金屬、低合金鋼，而對(duì)鑄鐵件、高合金鋼及高碳鋼不宜采用。 火焰校正法的特點(diǎn)：操作方便，使用設(shè)備簡(jiǎn)單，校正速度快，效率高，經(jīng)濟(jì) 效率好，適用面廣。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)踐，我們總結(jié)出鋼結(jié)構(gòu)校正方法及適用的情況如下：一 單板校正 :a 類:一般在凸處加熱 ,采用線形 （帶狀）加熱法 ,溫度及寬度一

7、般視鋼板厚 度及變形大小而定 ;如厚度為 100 毫米的 1 米×1 米的柱底板，凸處 3 毫米， 烤的寬度為 120 毫米紅點(diǎn)深度為 25 30 毫米，溫度為 300 度左右，；而厚 度為 30 毫米，寬度為 350 毫米 焊接接口凸處為 20 毫米，烤的寬度約為 80 100 毫米，溫度約為 300 度左右，紅熱深度約為 10 毫米左右 . 附圖一 單 板A類b 類: 實(shí)踐中一般在彎曲最多點(diǎn)加熱 ,（ 加熱大小及溫度視板材厚度及彎曲 大小而定 ）;如一次校正不到位時(shí) ,等其冷卻后利用相同的方法繼續(xù)下去 . 還有 一種方法 ,首先在彎曲最多點(diǎn)烤一個(gè)圓點(diǎn) ,要求板兩面溫度基本相同 ,

8、而且紅透 , 冷卻后從旁邊補(bǔ)火 ,直至合符要求 ;如板厚為 50 毫米， D=200 毫米，長(zhǎng)度為 10 米，彎曲為 10 毫米，先選擇性的烤六個(gè)圓點(diǎn)，直徑大小約為 70 毫米。 溫度為 600 度左右，冷卻后在圓點(diǎn)邊補(bǔ)火，補(bǔ)火大小為直徑 100 毫米 ,溫度 同前，直到合格為止。如果板厚大于 40mm，寬度在 200800mm 中間，長(zhǎng) 度又較長(zhǎng)時(shí)， 一般將板坎起校正， 效果較好而且可以節(jié)約成本和人力。 附圖二 單板 B 類c 類:此類板一般為扭曲， 通常為冷壓反變形或是加外力后加熱消除應(yīng)力。 附圖三單板 C 類二 H 型梁校正方法及順序 :a 先將兩翼板平面度校正（見(jiàn)工藝流程上標(biāo)準(zhǔn)） ，我

9、廠除垂撐（板厚在 30mm 以上）及板厚在 60mm 以上的柱子外，一般利用翼緣校正機(jī)進(jìn)行校正。b 90 度校正：在大于 90 度方向?qū)Ω拱暹M(jìn)行線性加熱 , 加熱溫度視板厚 度而定 （如板厚為 10 毫米，角度為 100 度，加熱溫度為 150 度左右的線狀， 即烤炬移動(dòng)速度約為 1m/20 秒）,對(duì)腹板厚度大于 20 毫米且角度變化較大時(shí) 為了做到又快又好可適當(dāng)添加外力 ,但需注意的是加外力時(shí)角度校正量因彈 形變形而要適當(dāng)大一點(diǎn)點(diǎn)。c 平 、側(cè)彎校正 :具體方法同單板校正基本相同 , 但要控制好溫度 , 側(cè)彎烤 點(diǎn)要多且溫度不易過(guò)高，如板厚為 20毫米， D為350 毫米，長(zhǎng)度為 8米， 彎

10、曲為 6毫米,一般選擇 4或5個(gè)點(diǎn)，烤點(diǎn)大小為 70 毫米左右的半圓，溫度 為 450 度左右 ; 平彎校正時(shí)對(duì)薄板一般先烤翼板 , 而厚板的平彎較大時(shí)，則先 在腹板上烤火 ,冷卻后再在翼板上較火；如翼板厚度為 60 毫米，腹板厚度為 40 毫米，寬度為 720 毫米,高度為 500 毫米，長(zhǎng)度為 8米，彎曲為 12 毫米， 一般在腹板上較 4 5 點(diǎn)，三角形大小為 120*180 毫米的等腰三角形， 120 為底邊長(zhǎng)，溫度為 500 度左右，在翼板上烤火寬度為 100 120 毫米，紅焰 深度約為 2530 毫米,溫度約為 450 500 度.d 扭曲校正 : 先看扭曲點(diǎn)位置 , ,如在翼板

11、 , 則在翼板上烤斜火，斜火方向 是高點(diǎn)對(duì)高點(diǎn)約為 45 度，對(duì)板厚 20 毫米以下的 H 型梁扭曲為 3毫米，翼板 一般斜 4 火， （依照經(jīng)驗(yàn)，一般上下各烤一火，則扭曲變量為 0.50.8mm）火 焰寬度為 25毫米40毫米，溫度約為 300350度（考慮加熱方向 ,對(duì)薄板可 適當(dāng)加上外力 ）,如在腹板上 ,則在腹板上加斜火，方法同上 ,溫度在 200 度左右 ; 扭曲校正完畢后還會(huì)產(chǎn)生局部的側(cè)彎變形，要進(jìn)一步完善，使之整體符合校 正要求。三 槽鋼及槽鋼梁校正方法及順序 :a 90 度方向校正 : 方法同前（主要針對(duì)組合成槽鋼形式的焊接梁） .b 平側(cè)彎校正 : 對(duì)于槽鋼平側(cè)彎校正 , 在

12、納雍一號(hào)爐的鋼性梁的校正，槽 鋼中間焊接夾板后平側(cè)彎變形較大，一般一根十米長(zhǎng)的槽鋼焊接后平彎一般 在 50 100 毫米左右，則至少要分二步走：第一步，選擇性在槽鋼窄邊同時(shí) 校 45 個(gè)圓點(diǎn)，烤火大小約為 40 50 毫米的圓，火焰的溫度約為 300 度， 即每個(gè)烤點(diǎn)估計(jì)在 30 秒左右，冷卻后看看效果，如不行的話再校之，直到 符合要求，若校多了，則在其二背面筋上反校，長(zhǎng)度約為 200 300 毫米， 寬度為 25 35 毫米，時(shí)間約為 40 秒；第二步：側(cè)彎校正，在凸邊窄邊靠角 筋處?；?，寬度不能超過(guò)窄邊的一半，溫度為 250 280 度左右，長(zhǎng)度一般 在 300 毫米，有時(shí)會(huì)長(zhǎng)度達(dá)到一米，

13、在實(shí)際作業(yè)中要考慮其它因素；槽鋼形 式的組合梁在校正好 90 度后，如果梁高 600 毫米，梁長(zhǎng) 3.5 米寬度為 150 毫米,那么角度校正好后， 應(yīng)在窄板上有選擇地同時(shí)校 7 或 8 個(gè)圓點(diǎn)，其直徑 約為 70 毫米，然方法基本同槽鋼梁，本人曾經(jīng)在別的書(shū)上看到過(guò)有利用兩 把烤矩同時(shí)加熱校正的方法 ,但是在實(shí)際工作中還是我們的方法比較適用。 附 圖四 槽鋼梁校正 四 箱形梁校正 （ 附圖五 ）a 翼板邊緣平面度校正 : 加熱方法采用線性加熱 , 內(nèi)側(cè)寬度略寬于外側(cè) 邊.b 平彎校正 :先烤腹板 ,（基本型是同時(shí)上拱） ，冷卻后加溫翼板 , 附圖六 .c 側(cè)彎校正 :先在翼板上校圓點(diǎn)，大小約為

14、翼板寬度的 2/5 ，冷卻后再補(bǔ) 火，補(bǔ)火范圍一般為翼板邊緣加焊縫，大小略大于圓點(diǎn)，為半圓形。d 扭曲校正 : 如果焊接時(shí)不加以控制的話 , 幾乎所有的箱形梁均會(huì)產(chǎn)生扭 曲 ,校正方法有二個(gè) ,（1）:施加外力后烤斜線 ,則需注意斜線的起、轉(zhuǎn)折點(diǎn)基 本要能連接（除起點(diǎn) 終點(diǎn)外），且溫度 , 寬度需加以控制；本人在實(shí)際作業(yè) 過(guò)程中一般一個(gè)圈能校正扭曲 0.5 1.2 毫米左右；（ 2）：對(duì)于翼板大于 30 毫米，高度超過(guò) 600 毫米，長(zhǎng)度約為 4 米，扭曲量較大時(shí)需要采用以下方法： 加外力后校正直線圓圈， 加熱寬度在 100120 毫米左右，溫度在 400 500 度左右，紅熱深度達(dá)到板厚的

15、70% 。使用這種方法時(shí)一般來(lái)說(shuō)該梁會(huì)縮短部分量 . 附圖七五 大型 H 梁校正 :翼板平面度校正時(shí)必須是先校正龜背 ,腹板校正平面彎曲時(shí)必須加外加力 ,且只能為點(diǎn)狀；如果不加外力時(shí)，則烤點(diǎn)一般是先外后內(nèi)，溫度約為200度左右， 具體數(shù)據(jù)尚在進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)中 .平面彎曲量較大時(shí)， 最佳方案是烤焊縫 和烤龜背同時(shí)進(jìn)行，這在我們公司制作的耒陽(yáng)大板梁得到了實(shí)踐的檢驗(yàn)。 六 角鋼校正 :一般采用點(diǎn)狀加熱 ,紅熱范圍約為角鋼寬度的 2/5，烤點(diǎn)兩邊能見(jiàn)紅點(diǎn)， 如果角鋼內(nèi)彎時(shí)，在筋部不超過(guò) 1/2 處?；?，外彎時(shí)則以點(diǎn)狀?；穑谝骊?yáng) 大板梁中，由于運(yùn)輸?shù)淖冃?，大板梁腹板上角鋼變?31mm，我們用此方法 只用

16、五火就校正好了這根角鋼。附圖八七 管子及管排校正 :a 管子校正主要針對(duì)聯(lián)箱 , 在短管焊接好后變形較大 ,選擇烤點(diǎn)在短管焊 接的正背面 ,采用點(diǎn)狀加熱，大小約為 60 毫米的圓，溫度約為 400 度，紅熱 深度約為 80% 。b 管排校正平彎時(shí)選擇平彎最明顯點(diǎn) , 隔一根采用帶狀加熱 ,溫度不大于 200 度 .側(cè)彎時(shí)先可對(duì)管子連接件采用兩面加熱 ,溫度約小于 200 度,等到其冷 卻后 ,則可在頂點(diǎn)管子處采用帶狀加熱 ,范圍約是管子圓周的 1/3，溫度約為 150 200 度，如果溫度和范圍較大的話，管子直徑將縮小，影響其外觀。 八 復(fù)雜連接體校正 :此類物體一般結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，在我們公司主要表現(xiàn)為水工產(chǎn)品，針對(duì)此 類物體校正時(shí)，一定要注意烤點(diǎn)的位置 ，而且必要時(shí)加外力 .如水工產(chǎn)品中 的側(cè)軌校正，側(cè)軌在不銹鋼板沒(méi)有焊前應(yīng)基本校平，不銹鋼焊接后需在其內(nèi) 側(cè)焊縫下?；穑瑴囟仍?200 度左右，弧度校正時(shí)一般采用冷壓；平彎校正時(shí) 一般采取腹板、翼板同時(shí)校正，因?yàn)閭?cè)軌在弧度校正后，平彎都在 20 毫米 左右，方法基本同以前的 H 型梁，而側(cè)軌的扭曲校正我們有一個(gè)不同的方法， 側(cè)軌的扭曲校正