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翼缘板和腹板如何焊接变形小

发布时间:2025-09-14 05:49:40

1. 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

2. 维修变形料架时焊接应注意哪些问题

■焊接施工不注意选择最佳电压
现象、危害性
焊接时无论是打底、填充、盖面,不管坡口尺寸大小,均选择同一电弧电压,这样有可能达不到要求的熔深、熔宽,产生咬边、气孔、飞溅等缺陷。
防治措施
一般针对不同情况应该分别选择相应长弧或短弧,能得到较好的焊接质量和工作效率。如打底焊接时为了能得到较好的熔深,应该采用短弧操作;填充焊或盖面焊接时,为了得到较高的效率和熔宽,可以适当加大电弧电压。
■施焊时不注意控制电弧长度
现象、危害性
施焊时不根据坡口形式、焊接层数、焊接形式、焊条型号等适当调整电弧长度。由于焊接电弧长度使用不当,较难得到高质量的焊缝。
防治措施
为了保证焊缝质量,施焊时一般多采用短弧操作,但可以根据不同的情况选用合适的弧长以获得最优的焊接质量,如V形坡口对接、角接的第一层应使用短些的电弧,以保证焊透,且不发生咬边现象;第二层可以稍长,以填满焊缝。焊缝间隙小时,宜用短弧,间隙大时电弧可稍长,焊接速度加快。仰焊电弧应最短,以防止铁水下流;立焊、横焊时为了控制熔池温度,也要用小电流、短弧焊接。另外无论采取什么焊接方式,在运动过程中,要注意始终保持弧长基本不变,以此确保整条焊缝的熔宽和熔深一致。
■要求熔透的接头对接或角对接组合焊缝焊脚尺寸不够
现象、危害性
T形接头、十字接头、角接接头等要求熔透的对接或角对接组合焊缝,其焊脚尺寸不够,或设计有疲劳验算要求的吊车梁或类似构件的腹板与上翼板缘连接焊缝的焊脚尺寸不够,会使焊接的强度和刚度均达不到设计的要求。
防治措施
T形接头、十字接头、角接接头等要求熔透的对接组合焊缝,应按照设计要求,必须有足够的焊脚要求,一般焊脚尺寸不应小于0.25t(t为连接处较薄的板厚)。设计有疲劳验算要求的吊车梁或类似的腹板与上翼缘连接焊缝的焊脚尺寸为0.5t, 且不应大于10mm,焊接尺寸的容许偏差为0~4mm。
■多层焊缝不清除焊渣及焊缝表面有缺陷就进行下层焊接
现象、危害性
厚板多层焊接时,每层焊接完成后不清除焊渣及缺陷就直接进行下层焊接,易造成焊缝产生夹渣、气孔、裂纹等缺陷,降低连接强度,同时会引起下层焊接时的飞溅。
防治措施
厚板多层焊接时,每层应连续施焊。每一层焊缝焊完以后应及时清除焊渣、焊缝表面缺陷及飞溅物,发现有影响焊接质量的夹渣、气孔、裂纹等缺陷应彻底清除后再施焊。
■焊接时不控制焊接电流
现象、危害性
焊接时,为了抢进度,对于中厚板对接焊缝采取不开坡口措施,致使强度指标下降,甚至达不到标准要求,弯曲试验时出现裂纹,这样会使焊缝接头性能不能保证,对结构安全构成潜在危害。
防治措施
焊接时要按工艺评定中的焊接电流控制,允许有10%~15%的浮动。坡口的钝边尺寸不宜超过6mm。对接时,板厚超过6mm时,要开坡口进行焊接。
■多层焊不连续施焊,不注意控制层间温度
现象、危害性
厚板多层焊接时,不注意层间温度控制,如层间间隔时间过长,不重新预热就施焊容易在层间产生冷裂纹;如果间隔时间过短,层间温度过高(超过900摄氏度),对焊缝及热影响区的性能也会产生影响,会造成晶粒粗大,致使韧性及塑性下降,会对接头留下潜在隐患。
防治措施
厚板多层焊接时,应加强对层间温度的控制,在连续施焊过程中应检验焊接的母材温度,使层间温度尽量能与预热温度保持一致,对层间的最高温度也要加以控制。焊接时间不应过长,如遇有焊接中断的情况时应采取适当的后热、保温措施,再次施焊时,重新预热温度应适当高于初始预热温度。
■焊接时不注意控制焊接变形
现象、危害性
焊接时不注意从焊接顺序、人员布置、坡口形式、焊接规范选用及操作方法等方面控制变形,从而导致焊接后变形大、矫正困难、增加费用,尤其是厚板及大型工件,矫正难度大,用机械矫正易引起裂纹或层状撕裂,用火焰矫正成本高且操作不好易造成工件过热。对精度要求高的工件,不采取有效控制变形措施,安装尺寸达不到使用要求,甚至造成返工或报废。
防治措施
采用合理的焊接顺序并选用合适的焊接规范和操作方法,还要采用反变形和刚性固定措施。
■在接头间隙中塞焊条头或铁块
现象、危害性
由于焊接时难以将焊条头或铁块与被焊件熔为一体,会造成未熔合、未熔透等焊接缺陷,降低连接强度。如用生锈的焊条头或铁块填充,难以保证与母材的材质一致;如焊条头、铁块上有油污、杂质等会使焊缝产生气孔、夹渣、裂纹等缺陷。这些情况均会使接头的焊缝质量大大降低,达不到设计和规范对焊缝的质量要求。
防治措施
1.当工件组装间隙很大,但没有超过规定允许使用的范围,组装间隙超过薄板板厚2倍或大于20mm时,应用堆焊方法填平凹陷部位或减小组装间隙。严禁在接头间隙中采用填塞焊条头或铁块补焊的方法。
2.零件加工划线时,应注意留足切割余量及切割后的焊接收缩余量,控制好零件尺寸,不要以增加间隙来保证外形尺寸。
■采用不同厚度及宽度的板材对接时,不平缓过渡
现象、危害性
采用不同厚度及宽度的板材对接时,不注意板的厚度差是否在标准允许范围内,如不在允许范围内且不做平缓过渡处理,则这样的焊缝在高出薄板厚度处易引起应力集中和产生未熔合等焊接缺陷,影响焊接质量。
防治措施
当超过有关规定时应将焊缝焊成斜坡状,其坡度最大允许值应为1:2.5;或厚度的一面或两面在焊接前加工成斜坡,且坡度最大允许值为1:2.5,当直接承受动载荷且需要进行疲劳验算的结构斜坡坡度不应大于1:4 。不同宽度的板材对接时,应根据工厂及工地条件采用热切割,机械加工或砂轮打磨的方法使其平缓过渡,且其连接处最大允许坡度值为1:2.5。
■对有交叉焊缝的构件不注意焊接顺序
现象、危害性
对有交叉焊缝的构件,不注意通过分析焊接应力释放和焊接应力对构件变形的影响而合理安排焊接顺序,而是纵横随意施焊,结果会造成纵横缝互相约束,产生较大的温度收缩应力,使板变形,板面凹凸不平,并有可能使焊缝出现裂纹。
防治措施
对有交叉焊缝的构件,应制定合理的焊接顺序。当有几种纵横交叉焊缝施焊时,应先焊收缩变形较大的横缝,而后焊纵向焊缝,这样焊接横向焊缝时不会受到纵向焊缝的约束,使横缝的收缩应力在无约束的情况下得到释放,可减少焊接变形,保证焊缝质量,或先焊接对接焊缝后焊角焊缝。
■型钢杆件搭接接头采用围焊时,宜在转角处连续施焊
现象、危害性
型钢杆件与连续板搭接接头采用围焊时,先焊杆件两侧焊缝,后焊端头焊缝,不连续施焊,这样虽对减小焊接变形有利,但在杆件转角处易产生应力集中和焊接缺陷,影响焊接接头质量。
防治措施
型钢杆件搭接接头采用围焊时,应在转角处一次连续施焊完成,不要焊到转角处又跑到另一侧去焊接。
■要求等强对接,吊车梁翼缘板与腹板两端不设引弧板和引出板
现象、危害性
在焊接对接焊缝、全熔透角焊缝、吊车梁翼缘板与腹板的焊缝时,在引弧和引出处不加设引弧板和引出板,这样在焊接起止端时,由于电流电压不够稳定,起止点的温度也不够稳定,容易导致出现起止端焊缝有未熔合、未熔透、裂纹、夹渣、气孔等缺陷,降低焊缝强度,达不到设计要求。
防治措施
在焊接对接焊缝、全熔透角焊缝以及吊车梁翼板与腹板的焊缝时,应在焊缝两端设引弧板和引出板,其作用是将两端易产生缺陷的部分引到工件外后,再将缺陷部分割掉来保证焊缝的质量。
■不注意焊接速度、焊接电流、焊条直径的协调
现象、危害性
焊接时不注意控制焊接速度与焊接电流、焊条直径与焊接位置的协调,如对全熔透的角缝进行打底焊时,由于根部尺寸窄,如焊接速度过快,根部气体、夹渣没有足够的时间排出,易使根部产生未熔透、夹渣、气孔等缺陷;盖面焊时,如焊接速度过快,也易产生气孔;焊接速度过慢,则焊缝余高会过高,外形不整齐;焊接薄板或钝边尺寸小的焊缝时,焊接速度太慢,易出现烧穿等情况。
防治措施
焊接速度对焊接质量和焊接生产率有重大影响,选用时配合焊接电流、焊缝位置(打底焊、填充焊、盖面焊)、焊缝的厚薄、坡口尺寸选用适当焊接速度,在保证熔透,气体、焊渣易排出,不烧穿,成形良好的前提下选用较快的焊接速度,以提高生产率。

3. 钢结构焊接变形的火焰校正方法

钢结构焊接变形的火焰校正方法是解决钢结构制造过程中的关键问题之一。在钢结构厂房的主要构件如焊接H型钢柱、梁、撑的制作中,焊接变形是普遍存在的问题。若不进行矫正,不仅影响结构整体的安装,还会降低工程的安全可靠性。因此,对焊接变形超过设计允许范围的钢结构,需采取措施进行矫正,确保符合产品质量要求。

火焰矫正主要分为线状加热法、点状加热法和三角形加热法。在实际操作中,依据不同部位的施工方法有所不同。例如,翼缘板的角变形矫正时,需在翼缘板上面纵向线状加热,控制加热温度在650度以下,避免过热导致金属变脆,影响冲击韧性。同时,加热范围需不超过两焊脚所控制的范围,且在加热过程中不进行浇水,避免产生不必要的变形。

柱、梁、撑的上拱与下挠及弯曲矫正时,可采用线状加热法或三角形加热法。线状加热法适用于矫正弯曲变形,而三角形加热法则适用于矫正柱、梁、撑的波浪变形。在进行三角形加热时,加热宽度一般为20-90mm,加热过程从宽度中间向两边扩展,且加热时应采用中温矫正,避免过热导致凹陷变形。

对于柱、梁、撑腹板的波浪变形,可采用圆点加热法配合手锤进行矫正。加热圆点的直径一般为50-90mm,根据钢板厚度或波浪形面积大小进行调整。矫正时需避免产生过大的收缩应力,同时,可对Q235钢材进行加水冷却以加快冷却速度。

在进行火焰矫正时,还需注意以下几点:烤火位置不得在主梁最大应力截面附近,矫正处烤火面积在一个截面上不宜过大,宜采用点状加热方式以改善加热区的应力状态,加热温度最好不超过700度。不恰当的矫正可能会产生与焊接内应力和负载应力迭加的内应力,导致柱、梁、撑的纵应力超过允许应力,影响承载安全系数。

综上所述,火焰校正方法在解决钢结构焊接变形问题中起着至关重要的作用。通过合理选择和应用火焰矫正方法,可以有效减少变形,提高钢结构的安全性和可靠性。在实际操作中,应充分考虑材料性质、变形情况和环境因素,结合丰富的实践经验,确保火焰矫正过程的安全和高效。

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