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)纫蛩氐挠绊懀瑫?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

2、寸的工件的就無(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

3、強(qiáng)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2040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)合

4、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，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：=T,其中為鋼材的線膨脹系數(shù)，與常溫相比，溫度達(dá)到T時(shí)會(huì)產(chǎn)生

5、塑性變形，T=fs/(E*)。在沒有達(dá)到T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）830850880105010501150115012501250130013001350火焰的分

6、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。 火焰校正適用的種類：焊接件、鉚接件、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1米的柱底板，凸處3毫米，烤的寬度為120毫米紅點(diǎn)深度為2530毫米，溫度為300度左右，；而厚度為30毫米，寬度為3

7、50毫米 焊接接口凸處為20毫米，烤的寬度約為80100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200

8、800mm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，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

9、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)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100120毫米，

10、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200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:

11、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，選擇性在槽鋼窄邊同時(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200300毫米，寬度為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?；?，寬度不能超過(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

12、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

13、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)

14、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

15、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，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?；?，溫度在200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）不銹鋼對(duì)溫度很敏