㈠ 鋼構焊接變形及火焰矯正施工法
下面是中達咨詢給大家帶來關於鋼構焊接變形及火焰矯正施工法的相關內容，以供參考。
目前，鋼結構已在廠房建築中得到廣泛應用。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。實踐證明，多數變形的構件是可以矯正的。矯正方法都是設法造成新的變形來抵消已經發生的變形。
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。火焰矯正是一門較難操作的工藝，方法掌握、溫度控制不當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。本文對鋼結構焊接變形的種類、矯正方法作一粗略分析。
一、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3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。火焰矯正時的加熱溫度（材質為低碳鋼）為：低溫矯正500度～600度，冷卻方式：水；中溫矯正600度～700度，冷卻方式：空氣和水；高溫矯正700度～鍵迅800度，冷卻方式：空氣。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。
二、針對各種變形採取的措施
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。
2.柱、梁、撐的上拱與下撓及彎曲
1）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。
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，橫向線狀磨亮旅加熱寬度一般取20～90毫米，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。
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。
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50～90毫米。當鋼板厚度或波浪形面積較大時直徑也應放大，可按d=（4δ10）毫米（d為加熱點直徑；δ為板厚）計算得出。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瞎凳鏈式密點形。注意溫度不要超過750度。
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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㈡ 在不採取其他措施的情況下，採取何種焊接順序能夠有效避免工字梁的撓曲變形
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1.從設計方面控制焊接殘余變形.\
1）合理選擇構件截面提高構件的抗變形能力
設計結構時要盡量使構件穩定、截面對稱，薄壁箱形構建的內板布置要合理，特別是兩端的內隔板要盡量向端部布置；構件的懸出部分不易過長；構件放置或吊起時，支承部位應具有足夠的剛度等。較容易變形或不易被矯正的結構形式要避免採用。可採用各種型鋼、彎曲件和沖壓件(如工字梁、槽鋼和角鋼)代替焊接結構，對焊接變形大的結構盡量採用鉚接和螺栓連接。
對一些易變形的細長桿件或結構可採用臨時工藝筋板、沖壓加強筋、增加板厚等形式提高板件的剛度。如從控制變形的角度考慮，鋼橋結構的箱形薄壁結構的板材不宜太薄，如起重20t、跨度28m的箱形雙梁式起重機，主體箱形梁長度達45m、斷面為寬800mm、高1666mm、內側腹板厚度為8mm，外側腹板6mm，焊成箱形後，無論整體變形還是局部變形都比較大，而且矯正困難。因此，箱形鋼結構的強度不但要考慮板厚、剛度和穩定性，而且製造和安裝過程中的變形也是很重要的。
2）合理選擇焊縫尺寸和布置焊縫的位置
焊縫尺寸過大不但增加了焊接工作量。對焊件輸入的熱量也多，而且也增加了焊接變形。所以，在滿足強度和工藝要求的前提下，盡可能的減少焊縫長度尺寸和焊縫數量，對聯系焊縫在保證工件不相互竄動的前提下，可採用局部點固焊縫；對無密封要求的焊縫，盡可能採用斷續焊縫。但對易淬火鋼要防止焊縫尺寸過小產生淬硬組織等。
設計焊縫時，盡量設計在構件截面中心軸的附近和對稱於中性軸的位置，使產生的焊接變形盡可能的相互抵消。如工字梁其截面是對稱的，焊縫也對稱與工字梁截面的中性軸。焊接時只要焊接順序選用合理，焊接變形就可以得到有效的控制，特別是撓曲變形可以得到有效的控制。
3）合理選擇焊縫的截面和坡口形式
要做到在保證焊縫承載能力的前提下，設計時應盡量採用焊縫截面尺寸小的焊縫。但要防止因焊縫尺寸過小，熱量輸入少，焊縫冷卻速度快易造成裂紋、氣孔、夾渣等缺陷。因此，應根據板厚、焊接方法、焊接工藝等合理的選擇焊縫尺寸。
此外，要根據鋼結構的形狀、尺寸大小等選擇坡口形式。如平板對接焊縫，一般選用對稱的坡口，對於直徑和板厚都較大的圓形對接筒體，可採用非對稱坡口形式控制變形。在選擇坡口形式時還應考慮坡口加工的難易、焊接材料用量、焊接時工件是否能夠翻轉及焊工的操作方便等問題。如直徑比較小的筒體，由於在內部操作困難，所以縱焊縫或環焊縫可開單面V或U形坡口。具體坡口形狀和尺寸見下節內容。
4）盡量減少不必要的焊縫
焊縫數量與填充金屬量成正比，所以，在保證強度的前提下，鋼結構中應盡量減少焊縫數量，避免不必要的焊縫。為防止薄板產生波浪變形，可適當採用筋板增加鋼結構的剛度，用型鋼和沖壓件代替焊件。
2.控制焊接變形的工藝措施
（1）反措施
當構件剛度過大(如大型箱形梁等),採用上述強制反變形有困難時，可以先將梁的腹板在下料拼板時作成上撓的，然後再進行裝配焊接（如橋式起重機箱形大梁）。
在薄板上焊接骨架時，對薄板採用加熱（SH法）、機械預拉伸（SS法）、或者兩者同時使用(SSH法）使其伸長，然後再薄板上裝配焊接骨架，薄板預拉伸和加熱後再冷卻所產生的拉應力可以有效地降低焊接應力防止失穩波浪變形。
在薄板對接時也可採用在焊縫兩側一定距離處適當寬度上加熱，使焊縫得到拉伸，從而減少壓縮塑性變形，降低殘余內應力，而消除波浪變形，此法即為低應力無變形法（LSND法）。
（2）剛性固定法
對防止彎曲變形的效果遠不如反變形法。但對角變形和波浪變形較有效。例如法蘭面的角變形。
焊接薄板時為防止波浪變形，在焊縫兩側緊壓固定，加壓位置應盡量接近焊縫並保持壓力均勻。為此，可採用帶一定撓度的壓塊或者採用琴鍵式的多點壓塊。
（3）選用合理的焊接方法和規范
選用能量比較集中的焊接方法，如CO2保護焊、等離子弧焊代替氣焊和手工電弧焊進行薄板焊接可減少變形量。
焊縫不對稱的焊件，可通過選用適當的焊接工藝參數，在沒有反變形或夾具的條件下，控制彎曲變形。
在焊縫兩側採用直接水冷或水冷銅塊散熱，可限制和縮小焊接熱場，減少變形。但對有淬火傾向的鋼材應慎用。
（4）選擇合理的裝配焊接次序
把結構適當地分成部件，分別裝配焊接，然後再拼焊成整體。使不對稱的焊縫或收縮量較大的焊縫能自由地收縮而不影響整體結構。按照這個原則生產復雜的大型焊接結構既有利於控制焊接變形，又能擴大作業面，縮短生產周期。
㈢ 箱梁焊接怎麼不變形
大型鋼箱梁焊接收縮變
焊接殘余變形的機理及影響因素 1.焊接殘余變形 鋼材的焊接通常採用熔化焊方法，是在接頭處局部加熱，使被焊接材料與添加的焊接材料熔化成液態金屬，形成熔池，隨後冷卻凝固成固態金屬，使原來分開的鋼材連接成整體。 由於焊接加熱，熔合線以外的母材產生膨脹，接著冷卻，熔池金屬和熔合線附近母材產生收縮，因加熱、冷卻這種熱變化在局部范圍急速地進行，膨脹和收縮變形均受到拘束而產生塑性變形。這樣，在焊接完成並冷卻至常溫後該塑性變形殘留下來。表1為焊接殘余變形的基本形式。實際結構中，焊接殘余變形呈現出由這些基本形式組合的復雜狀態。
2．影響焊接變形的因素 影響焊接變形的主要因素如下： （l）焊接方法：鋼橋的焊接連接通常採用手工弧焊、CO2氣體保護焊、埋弧自動焊等焊接方法（包括針對不同焊接接頭形式選用的施焊工藝參數）。因這些焊接方法輸入的熱量不同，引起的焊接殘余變形量也不同。 （2）接頭形式：鋼橋接頭通常有對接接頭、T型接頭、十字型接頭、角接頭、搭接接頭和拼裝板接頭。一般採用對接焊縫的角焊縫，包括板厚、焊縫尺寸、坡口形式及其根部間隙、熔透或不熔透等。即構成焊縫斷面積及影響散熱（冷卻速度）的各項因素。 （3）焊接條件：預熱和回火處理，以及環境溫度等對鋼材冷卻時溫度梯度的影響因素。 （4）焊接順序及拘束條件：對於一個立體的結構，先焊的部件對後焊的部件將產生不同程度的拘束，其焊接變形也不相同。為防止扭曲變形，應採用對稱施焊順序。