火焰校正方法

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 龜背，其它變形和大尺寸的工

2、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 ：組裝時(shí)許多板料由于多方面的原因需要用外力強(qiáng)

3、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20-40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)

4、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，e為鋼材的應(yīng)變。而鋼材在溫度 變化時(shí)的應(yīng)變有如下的公式：& 二%至其中為鋼材

5、的線膨脹系數(shù)，與常溫相 比，溫度達(dá)到ATC時(shí)會(huì)產(chǎn)生塑性變形， T=fs/(E* %)。在沒(méi)有達(dá)到AT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)520580580650650750750780780800800830顏色桔黃微紅淡枯黃黃色淡黃色黃白色亮白色溫度（度）830850880 10501

6、0501150115012501250130013001350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?；鹧嫘Ｕm用的種類：焊接件、鐘接件、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?；鹧嫘Ｕǖ奶攸c(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，溫度及寬度一般視鋼板厚 度及變形大小而定；如厚度為100毫米的1米X1米的柱底板，凸處3毫米， 烤的寬度為120毫米紅點(diǎn)深

7、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，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

8、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，

9、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)

10、度為8 米，彎曲為12 毫米，一般在腹板上較45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450500度.d 扭曲校正 : 先看扭曲點(diǎn)位置, ,如在翼板, 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 20

11、0 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50100毫米左右，則至少要分二步走：第一步，選擇性在梢鋼窄邊同時(shí)校45個(gè)圓點(diǎn)，烤火大小約為4050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

12、度為2535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?；穑瑢挾炔荒艹^(guò)窄邊的一半，溫度為 250280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，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

13、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 0.51.2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

14、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(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?；?，在益陽(yáng)大板梁中，由

15、于運(yùn)輸?shù)淖冃?，大板梁腹板上角鋼變?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(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

16、，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?00 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, 一般在內(nèi)側(cè)看起來(lái)扭曲的H 型鋼上校斜火，寬度一般在3050毫米，長(zhǎng)度一般在超過(guò)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?cè)谖覀児窘鸸ぼ囬g校正碗米坡閘門中的側(cè)軌時(shí)得出的經(jīng)驗(yàn)）九 不銹鋼制品校正:一般不采用火焰校正，原因是，（一） 不銹鋼