⑴ 钢结构焊接变形的火焰校正方法
目前,钢结构已在厂房建筑中得到广泛的应用。而钢结构厂房的主要构件是焊接H型钢柱、梁、撑。这些构件在制作过程中都存在焊接变形问题,如果焊接变形不予以矫正,则不仅影响结构整体安装,还会降低工程的安全可靠性。 焊接钢结构产生的变形超过技术设计允许变形范围,应设法进行矫正,使其达到符合产品质量要求。
在生产过程中普遍应用的矫正方法,主要有机械矫正、火焰矫正和综合矫正。但火焰矫正是一门较难操作的工作,方法掌握、温度控制不当还会造成构件新的更大变形。因此,火焰矫正要有丰富的实践经验。
1、钢结构焊接变形的种类与火焰矫正
钢结构的主要构件是焊接H型钢柱、梁、撑。焊接变形经常采用以下三种火焰矫正方法:
(1)线状加热法;
(2)点状加热法;
(3)三角形加热法。
下面介绍解决不同部位的施工方法。
以下为火焰矫正时的加热温度(材质为低碳钢)
注意事项:火焰矫正时加热温度不宜过高,过高会引起金属变脆、影响冲击韧性。16Mn在高温矫正时不可用水冷却,包括厚度或淬硬倾向较大的钢材。
1.1翼缘板的角变形
矫正H型钢柱、梁、撑角变形。
在翼缘板上面(对准焊缝外)纵向线状加热(加热温度控制在650度以下),注意加热范围不超过两焊脚所控制的范围,所以不用水冷却。
线状加热时要注意:
(1)不应在同一位置反复加热;
(2)加热过程中不要进行浇水。这两点是火焰矫正一般原则。
1.2柱、梁、撑的上拱与下挠及弯曲
一、在翼缘板上,对着纵长焊缝,由中间向两端作线状加热,即可矫正弯曲变形。为避免产生弯曲和扭曲变形,两条加热带要同步进行。可采取低温矫正或中温矫正法。这种方法有利于减少焊接内应力,但这种方法在纵向收缩的同时有较大的横向收缩,较难掌握。
二、翼缘板上作线状加热,在腹板上作三角形加热。
用这种方法矫正柱、梁、撑的弯曲变形,效果显著,横向线状加热宽度一般取20—90mm,板厚小时,加热宽度要窄一些,加热过程应由宽度中间向两边扩展。
线状加热最好由两人同时操作进行,再分别加热三角形三角形的宽度不应超过板厚的2倍,三角形的底与对应的翼板上线状加热宽度相等。
加热三角形从顶部开始,然后从中心向两侧扩展,一层层加热直到三角形的底为止。加热腹板时温度不能太高,否则造成凹陷变形,很难修复。
注:以上三角形加热方法同样适用于构件的旁弯矫正。加热时应采用中温矫正,浇水要少。
1.3 柱、梁、撑腹板的波浪变形
矫正波浪变形首先要找出凸起的波峰,用圆点加热法配合手锤矫正。
加热圆点的直径一般为50~90mm,当钢板厚度或波浪形面积较大时直径也应放大,可按d=(4δ+10)mm(d为加热点直径;δ为板厚)计算得出值加热。
烤嘴从波峰起作螺旋形移动,采用中温矫正。
当温度达到600~700度时,将手锤放在加热区边缘处,再用大锤击手锤,使加热区金属受挤压,冷却收缩后被拉平。
矫正时应避免产生过大的收缩应力。矫完一个圆点后再进行加热第二个波峰点,方法同上。为加快冷却速度,可对Q235钢材进行加水冷却。这种矫正方法属于点状加热法,加热点的分布可呈梅花形或链式密点形。注意温度不要超过750度。
2、结语
火焰矫正引起的应力与焊接内应力一样都是内应力。不恰当的矫正产生的内应力与焊接内应力和负载应力迭加,会使柱、梁、撑的纵应力超过允许应力,从而导致承载安全系数的降低。因此在钢结构制造中一定要慎重,尽量采用合理的工艺措施以减少变形,矫正时尽量可能采用机械矫正。当不得不采用火焰矫正时应注意以下几点:
(1) 烤火位置不得在主梁最大应力截面附近;
(2) 矫正处烤火面积在一个截面上不得过大,要多选几个截面;
(3) 宜用点状加热方式,以改善加热区的应力状态;
(4) 加热温度最好不超过700度
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本文选自河南千万间新型建筑材料有限公司,侵删
⑵ 钢结构知识:管子对接缝焊接后变形是否可以用火焰校正
对于钢结构中的管子对接缝焊接后出现的变形问题,确实可以通过火焰校正的方法进行处理,但这种方法技术要求较高,操作难度较大。具体实施时,需要考虑管子的直径大小。对于小口径的管子,建议采用机械校正的方式,因为火焰校正可能会导致管子材质的热损伤,进而影响其力学性能。
火焰校正的基本原理是通过局部加热,使材料产生塑性变形,从而达到矫正的目的。但在钢结构施工中,这种技术的应用需要严格控制,以避免因过热而导致材料性能下降。机械校正则主要通过外力作用,使管子变形得到矫正,这种方法对材料的损伤较小,适合于小口径管子的校正。
需要注意的是,无论采用哪种方法,都需要专业的技术人员进行操作,以确保矫正效果和材料的安全性。同时,火焰校正的操作环境也需要严格控制,避免火灾等安全隐患。因此,在实际操作中,应根据管子的直径、材质以及具体的变形情况,选择最适合的矫正方法。
此外,火焰校正虽然可以矫正变形,但可能会产生一定的残余应力,这需要在后续的使用中进行监测和处理。而机械校正则可以避免这种问题,但对操作精度要求较高,需要确保矫正过程的稳定性。
总之,对于钢结构中管子对接缝焊接后出现的变形问题,火焰校正是一种可行的方法,但在实际应用中需要谨慎选择,并严格控制操作过程,以确保矫正效果和材料的安全。
⑶ 已安装的钢架发生扭曲变形时怎么办
已安装的钢架发生扭曲变形时采取氧乙炔火焰加热矫正。
1、构件在运输时发生变形,出现死弯或缓弯,造成构件无法进行安装。
原因分析:构件制作时因焊接产生的变形,一般呈现缓弯。构件待运时,支垫点不合理,如上下垫木不垂直等或堆放场地发生沉陷,使构件产生死弯或缓变形。构件运输中因碰撞而产生变形,一般呈现死弯。
预防措施:构件制作时,采用减小焊接变形的措施。组装焊接中,采用反方向变形等措施,组装顺序应服从焊接顺序,使用组装胎具,设置足够多的支架,防止变形。待运及运输中,注意垫点的合理配置。
解决方法:构件死弯变形,一般采用机械矫正法治理。即用千斤顶或其他工具矫正或辅以氧乙炔火焰烤后矫正。结构发生缓弯变形时,采取氧乙炔火焰加热矫正。
2、钢梁构件拼装后全长扭曲超过允许值,造成钢梁的安装质量不良。
原因分析:拼接工艺不合理。拼装节点尺寸不符合设计要求。
解决方法:拼装构件要设拼装工作台,定为焊时要将构件底面找平,防止翘曲。拼装工作台应各支点水平,组焊中要防止出现焊接变形。尤其是梁段或梯道的最后组装,要在定位焊后调整变形,注意节点尺寸要符合设计,否则易造成构件扭曲。
自身刚性较差的构件,翻身施焊前要进行加固,构件翻身后也应进行找平,否则构件焊后无法矫正。构件起拱,数值大干或小于设计数值。
3、构件起拱数值小时,安装后梁下挠;起拱数值大时,易产生挤面标高超标。
原因分析:构件尺寸不符合设计要求。架设过程中,未根据实测值与计算值的出入进行修正。跨径小的桥梁,起拱度较小,拼装时忽视。
解决方法:严格按钢结构构件制作允许偏差进行各步检验。在架设过程中,杆件且装完毕,以及工地接头施工结束后,都进行上拱度测量,并在施工中对其他进行调整。在小拼装过程,应严格控制累计偏差,注意采取措施,消除焊接收缩量的影响。
钢架工程的优缺点
1、材料强度高,自身重量轻
钢材强度较高,弹性模量也高。与混凝土和木材相比,其密度与屈服强度的比值相对较低,因而在同样受力条件下钢结构的构件截面小,自重轻,便于运输和安装,适于跨度大,高度高,承载重的结构。
2、钢材韧性,塑性好,材质均匀,结构可靠性高
适于承受冲击和动力荷载,具有良好的抗震性能。钢材内部组织结构均匀,近于各向同性匀质体。钢结构的实际工作性能比较符合计算理论。所以钢结构可靠性高。
3、钢结构制造安装机械化程度高
钢结构构件便于在工厂制造、工地拼装。工厂机械化制造钢结构构件成品精度高、生产效率高、工地拼装速度快、工期短。钢结构是工业化程度高的一种结构。
4、钢结构密封性能好
由于焊接结构可以做到密封,可以作成气密性,水密性均很好的高压容器,大型油池,压力管道等。
5、钢结构耐热不耐火
当温度在150℃以下时,钢材性质变化很小。因而钢结构适用于热车间,但结构表面受150℃左右的热辐射时,要采用隔热板加以保护。
温度在300℃-400℃时,钢材强度和弹性模量均显著下降,温度在600℃左右时,钢材的强度趋于零。在有特殊放火需求的建筑中,钢结构采用耐火材料加以保护以提高耐火等级。
6、钢结构耐腐蚀性差
特别是在潮涅和腐蚀性介质的环境中,容易锈蚀。一般钢结构要除锈、被锌或涂料,且要定期维护。对处于海水中的海洋平台结构,多采用“锌块阳极保护”等特殊措施予以防腐蚀。