⑴ 鋼結構焊接變形的火焰校正方法
目前,鋼結構已在廠房建築中得到廣泛的應用。而鋼結構廠房的主要構件是焊接H型鋼柱、梁、撐。這些構件在製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。 焊接鋼結構產生的變形超過技術設計允許變形范圍,應設法進行矯正,使其達到符合產品質量要求。
在生產過程中普遍應用的矯正方法,主要有機械矯正、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、溫度控制不當還會造成構件新的更大變形。因此,火焰矯正要有豐富的實踐經驗。
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。焊接變形經常採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加熱溫度(材質為低碳鋼)
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(對准焊縫外)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,對著縱長焊縫,由中間向兩端作線狀加熱,即可矯正彎曲變形。為避免產生彎曲和扭曲變形,兩條加熱帶要同步進行。可採取低溫矯正或中溫矯正法。這種方法有利於減少焊接內應力,但這種方法在縱向收縮的同時有較大的橫向收縮,較難掌握。
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,然後從中心向兩側擴展,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。
註:以上三角形加熱方法同樣適用於構件的旁彎矯正。加熱時應採用中溫矯正,澆水要少。
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,採用中溫矯正。
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,冷卻收縮後被拉平。
矯正時應避免產生過大的收縮應力。矯完一個圓點後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。這種矯正方法屬於點狀加熱法,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
火焰矯正引起的應力與焊接內應力一樣都是內應力。不恰當的矯正產生的內應力與焊接內應力和負載應力迭加,會使柱、梁、撐的縱應力超過允許應力,從而導致承載安全系數的降低。因此在鋼結構製造中一定要慎重,盡量採用合理的工藝措施以減少變形,矯正時盡量可能採用機械矯正。當不得不採用火焰矯正時應注意以下幾點:
(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
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⑵ 鋼結構知識:管子對接縫焊接後變形是否可以用火焰校正
對於鋼結構中的管子對接縫焊接後出現的變形問題,確實可以通過火焰校正的方法進行處理,但這種方法技術要求較高,操作難度較大。具體實施時,需要考慮管子的直徑大小。對於小口徑的管子,建議採用機械校正的方式,因為火焰校正可能會導致管子材質的熱損傷,進而影響其力學性能。
火焰校正的基本原理是通過局部加熱,使材料產生塑性變形,從而達到矯正的目的。但在鋼結構施工中,這種技術的應用需要嚴格控制,以避免因過熱而導致材料性能下降。機械校正則主要通過外力作用,使管子變形得到矯正,這種方法對材料的損傷較小,適合於小口徑管子的校正。
需要注意的是,無論採用哪種方法,都需要專業的技術人員進行操作,以確保矯正效果和材料的安全性。同時,火焰校正的操作環境也需要嚴格控制,避免火災等安全隱患。因此,在實際操作中,應根據管子的直徑、材質以及具體的變形情況,選擇最適合的矯正方法。
此外,火焰校正雖然可以矯正變形,但可能會產生一定的殘余應力,這需要在後續的使用中進行監測和處理。而機械校正則可以避免這種問題,但對操作精度要求較高,需要確保矯正過程的穩定性。
總之,對於鋼結構中管子對接縫焊接後出現的變形問題,火焰校正是一種可行的方法,但在實際應用中需要謹慎選擇,並嚴格控制操作過程,以確保矯正效果和材料的安全。
⑶ 已安裝的鋼架發生扭曲變形時怎麼辦
已安裝的鋼架發生扭曲變形時採取氧乙炔火焰加熱矯正。
1、構件在運輸時發生變形,出現死彎或緩彎,造成構件無法進行安裝。
原因分析:構件製作時因焊接產生的變形,一般呈現緩彎。構件待運時,支墊點不合理,如上下墊木不垂直等或堆放場地發生沉陷,使構件產生死彎或緩變形。構件運輸中因碰撞而產生變形,一般呈現死彎。
預防措施:構件製作時,採用減小焊接變形的措施。組裝焊接中,採用反方向變形等措施,組裝順序應服從焊接順序,使用組裝胎具,設置足夠多的支架,防止變形。待運及運輸中,注意墊點的合理配置。
解決方法:構件死彎變形,一般採用機械矯正法治理。即用千斤頂或其他工具矯正或輔以氧乙炔火焰烤後矯正。結構發生緩彎變形時,採取氧乙炔火焰加熱矯正。
2、鋼梁構件拼裝後全長扭曲超過允許值,造成鋼梁的安裝質量不良。
原因分析:拼接工藝不合理。拼裝節點尺寸不符合設計要求。
解決方法:拼裝構件要設拼裝工作台,定為焊時要將構件底面找平,防止翹曲。拼裝工作台應各支點水平,組焊中要防止出現焊接變形。尤其是梁段或梯道的最後組裝,要在定位焊後調整變形,注意節點尺寸要符合設計,否則易造成構件扭曲。
自身剛性較差的構件,翻身施焊前要進行加固,構件翻身後也應進行找平,否則構件焊後無法矯正。構件起拱,數值大幹或小於設計數值。
3、構件起拱數值小時,安裝後梁下撓;起拱數值大時,易產生擠面標高超標。
原因分析:構件尺寸不符合設計要求。架設過程中,未根據實測值與計算值的出入進行修正。跨徑小的橋梁,起拱度較小,拼裝時忽視。
解決方法:嚴格按鋼結構構件製作允許偏差進行各步檢驗。在架設過程中,桿件且裝完畢,以及工地接頭施工結束後,都進行上拱度測量,並在施工中對其他進行調整。在小拼裝過程,應嚴格控制累計偏差,注意採取措施,消除焊接收縮量的影響。
鋼架工程的優缺點
1、材料強度高,自身重量輕
鋼材強度較高,彈性模量也高。與混凝土和木材相比,其密度與屈服強度的比值相對較低,因而在同樣受力條件下鋼結構的構件截面小,自重輕,便於運輸和安裝,適於跨度大,高度高,承載重的結構。
2、鋼材韌性,塑性好,材質均勻,結構可靠性高
適於承受沖擊和動力荷載,具有良好的抗震性能。鋼材內部組織結構均勻,近於各向同性勻質體。鋼結構的實際工作性能比較符合計算理論。所以鋼結構可靠性高。
3、鋼結構製造安裝機械化程度高
鋼結構構件便於在工廠製造、工地拼裝。工廠機械化製造鋼結構構件成品精度高、生產效率高、工地拼裝速度快、工期短。鋼結構是工業化程度高的一種結構。
4、鋼結構密封性能好
由於焊接結構可以做到密封,可以作成氣密性,水密性均很好的高壓容器,大型油池,壓力管道等。
5、鋼結構耐熱不耐火
當溫度在150℃以下時,鋼材性質變化很小。因而鋼結構適用於熱車間,但結構表面受150℃左右的熱輻射時,要採用隔熱板加以保護。
溫度在300℃-400℃時,鋼材強度和彈性模量均顯著下降,溫度在600℃左右時,鋼材的強度趨於零。在有特殊放火需求的建築中,鋼結構採用耐火材料加以保護以提高耐火等級。
6、鋼結構耐腐蝕性差
特別是在潮涅和腐蝕性介質的環境中,容易銹蝕。一般鋼結構要除銹、被鋅或塗料,且要定期維護。對處於海水中的海洋平台結構,多採用「鋅塊陽極保護」等特殊措施予以防腐蝕。