火焰校正方法

1、淺談火焰校正 摘 要 由于材料、設(shè)備、運輸?shù)纫蛩氐挠绊?，會引起原材料的變形，而在制造過程中有切割變形、焊接變形、運輸變形及吊裝變形；對于這些變形，通過實踐與初步的理論分析，對校正的工序進(jìn)行了探討，并對校正的溫度、加熱時間、加熱范圍進(jìn)行了研究，對校正的位置作了一般性討論。關(guān)鍵詞 火焰校正 位置 時間 溫度 加熱工序在鋼結(jié)構(gòu)制造過程中，由于材料、設(shè)備、運輸?shù)纫蛩氐挠绊懀瑫鹪牧系淖冃?。在制造過程中有切割變形、焊接變形、運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或卷板機來消除變形，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翼緣校直機校正龜背，其它變形和大尺

2、寸的工件的就無法通過校直機來校正，尤其是焊接后的復(fù)雜外形就更加無法采用校直機校正，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)時軋輥的變曲或間隙和速度分布不一致時會在寬度方向產(chǎn)生機械應(yīng)力引起變形；存放不當(dāng)引起的變形，存放的多、堆放的時間長因自重而引起朔性變形,運輸?shù)跹b不正確會引起物體變形或?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：組裝時許多板料由于多方面的原因需要用外力

3、強行組合,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)生的不均勻溫度場使構(gòu)件因焊接的熱變形無法自由伸縮機遇產(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。錯邊變形：兩種不同材質(zhì)焊接時由于熱膨脹不一致而產(chǎn)生的變形，分為長度和厚度方向的錯邊。螺旋變形：扭曲變形。復(fù)合

4、變形:以上各種變形的匯總.火焰校正的原理：用火焰對校正工件變形部位加熱時，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。在溫度超過金屬的屈服點時就會產(chǎn)生塑性壓縮變形，而停止加熱時隨著溫度的降低，高溫下產(chǎn)生的局部壓縮變形量依然保留下來，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為鋼材的屈服強度，為鋼材的應(yīng)變。而鋼材在溫度變化時的應(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時會產(chǎn)生

5、塑性變形，T=fs/(E*)。在沒有達(dá)到T以前是彈性變形，而彈性變形是會恢復(fù)的?？傊鹧嫘Ｕ幕痉绞骄褪菍⒐ぜ傻牟课皇湛s變緊，即使晶格間距由長變短。加熱溫度與變形量成正比的關(guān)系。一般的說，小于200度時無明顯的校正效果，而大于900度時會達(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。鋼材校正時溫度的顏色判斷見下表：顏色暗褐色暗紅色暗櫻色櫻紅色淺櫻色淡紅色溫度（度）520580580650650750750780780800800830顏色桔黃微紅淡枯黃黃色淡黃色黃白色亮白色溫度（度）830850880105010501150115012501250130013001350火焰的分

6、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，而對鑄鐵件、高合金鋼及高碳鋼不宜采用?；鹧嫘Ｕǖ奶攸c：操作方便，使用設(shè)備簡單，校正速度快，效率高，經(jīng)濟效率好，適用面廣。經(jīng)過長期的實踐，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毫米紅點深度為2530毫米，溫度為300度左右，；而厚度為30毫米，寬度為3

7、50毫米 焊接接口凸處為20毫米，烤的寬度約為80100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:實踐中一般在彎曲最多點加熱,(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,等其冷卻后利用相同的方法繼續(xù)下去.還有一種方法,首先在彎曲最多點烤一個圓點,要求板兩面溫度基本相同,而且紅透,冷卻后從旁邊補火,直至合符要求;如板厚為50毫米，D=200毫米，長度為10米，彎曲為10毫米，先選擇性的烤六個圓點，直徑大小約為70毫米。溫度為600度左右，冷卻后在圓點邊補火，補火大小為直徑100毫米,溫度同前，直到合格為止。如果板厚大于40mm，寬度在200

8、800mm中間，長度又較長時，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（見工藝流程上標(biāo)準(zhǔn)），我廠除垂撐（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，即烤炬移動速度約為1m/20秒）,對腹板厚度大于20毫米且角度變化較大時為了做到又快又好可適當(dāng)添加外力,但需注意的是加

9、外力時角度校正量因彈形變形而要適當(dāng)大一點點。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)彎烤點要多且溫度不易過高，如板厚為20毫米，D為350毫米，長度為8米，彎曲為6毫米,一般選擇4或5個點，烤點大小為70毫米左右的半圓，溫度為450度左右;平彎校正時對薄板一般先烤翼板,而厚板的平彎較大時，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，長度為8米，彎曲為12毫米，一般在腹板上較45點，三角形大小為120*180毫米的等腰三角形，120為底邊長，溫度為500度左右，在翼板上烤火寬度為100120毫米，

10、紅焰深度約為2530毫米,溫度約為450500度.d扭曲校正: 先看扭曲點位置, ,如在翼板,則在翼板上烤斜火，斜火方向是高點對高點約為45度，對板厚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，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（主要針對組合成槽鋼形式的焊接梁）.b 平側(cè)彎校正:

11、對于槽鋼平側(cè)彎校正,在納雍一號爐的鋼性梁的校正，槽鋼中間焊接夾板后平側(cè)彎變形較大，一般一根十米長的槽鋼焊接后平彎一般在50100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校45個圓點，烤火大小約為4050毫米的圓，火焰的溫度約為300度，即每個烤點估計在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，長度約為200300毫米，寬度為2535毫米，時間約為40秒；第二步：側(cè)彎校正，在凸邊窄邊靠角筋處校火，寬度不能超過窄邊的一半，溫度為250280度左右，長度一般在300毫米，有時會長度達(dá)到一米，在實際作業(yè)中要考慮其它因素；槽鋼形式的組合梁

12、在校正好90度后，如果梁高600毫米，梁長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校7或8個圓點，其直徑約為70毫米，然方法基本同槽鋼梁，本人曾經(jīng)在別的書上看到過有利用兩把烤矩同時加熱校正的方法,但是在實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，大小約為翼板寬度的2/5，冷卻后再補火，補火范圍一般為翼板邊緣加焊縫，大小略大于圓點，為半圓形。d 扭曲校正:如果焊接時不

13、加以控制的話,幾乎所有的箱形梁均會產(chǎn)生扭曲,校正方法有二個,（1）:施加外力后烤斜線,則需注意斜線的起、轉(zhuǎn)折點基本要能連接（除起點 終點外），且溫度, 寬度需加以控制；本人在實際作業(yè)過程中一般一個圈能校正扭曲0.51.2毫米左右；（2）：對于翼板大于30毫米，高度超過600毫米，長度約為4米，扭曲量較大時需要采用以下方法：加外力后校正直線圓圈，加熱寬度在100120毫米左右，溫度在400500度左右，紅熱深度達(dá)到板厚的70%。使用這種方法時一般來說該梁會縮短部分量. 附圖七五 大型H梁校正: 翼板平面度校正時必須是先校正龜背,腹板校正平面彎曲時必須加外加力,且只能為點狀；如果不加外力時，則烤點

14、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)一步實驗中.平面彎曲量較大時，最佳方案是烤焊縫和烤龜背同時進(jìn)行，這在我們公司制作的耒陽大板梁得到了實踐的檢驗。六 角鋼校正:一般采用點狀加熱,紅熱范圍約為角鋼寬度的2/5，烤點兩邊能見紅點，如果角鋼內(nèi)彎時，在筋部不超過1/2處?；?，外彎時則以點狀?；穑谝骊柎蟀辶褐?，由于運輸?shù)淖冃危蟀辶焊拱迳辖卿撟冃?1mm，我們用此方法只用五火就校正好了這根角鋼。附圖八七 管子及管排校正: a 管子校正主要針對聯(lián)箱,在短管焊接好后變形較大,選擇烤點在短管焊接的正背面,采用點狀加熱，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

15、彎時選擇平彎最明顯點,隔一根采用帶狀加熱,溫度不大于200度.側(cè)彎時先可對管子連接件采用兩面加熱,溫度約小于200度,等到其冷卻后,則可在頂點管子處采用帶狀加熱,范圍約是管子圓周的1/3，溫度約為150200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，針對此類物體校正時，一定要注意烤點的位置 ，而且必要時加外力.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?；?，溫度在200度左右，弧度校正時一般采用冷壓；平彎校正時一般采取腹板、翼板同時校正，因為側(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不同的方法，側(cè)軌的扭曲校正, 一般在內(nèi)側(cè)看起來扭曲的H型鋼上校斜火，寬度一般在3050毫米，長度一般在超過內(nèi)側(cè)工字鋼100150毫米，溫度在300度左右，一般每斜火能校正 扭曲0.51.2毫米（這是我們在我們公司金工車間校正碗米坡閘門中的側(cè)軌時得出的經(jīng)驗）。九 不銹鋼制品校正:一般不采用火焰校正，原因是，（一）不銹鋼對溫度很敏