目前，焊接鋼制產品部件在日常生活和大型建設工程、機械制造中得到了廣泛的應用，成為工程建設、生產制造中不可缺少的工藝方式。然而鋼結構部件的主要構件是焊接H型結構、梁、撐等組成。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。

　　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。焊接變形經常采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。

　　1、解決不同部位變形的火焰校正施工方法。

　　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(對準焊縫外)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。

　　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。可采取低溫矯正或中溫矯正法。這種方法有利于減少焊接內應力，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，然后從中心向兩側擴展，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。

　　2.選用合理的焊接工藝方法減少焊接變形

　　2.1.選用能量密度高的焊接方法，如采用二氧化碳氣體保護焊、等離子弧焊和手工點弧焊進行薄板焊接, 可以減少變形量。

　　2.2.采用較小的焊接線能量可以減少焊接變形量。但在實際生產中要考慮生產率, 焊接線能量不宜過低。

　　2.3.焊接不對稱得構件, 通過選用不同的焊接參數, 可以控制和調節彎曲變形。如圖所示的截面不對稱得梁, 焊縫1和2到中心軸的距離e

　　2.4.分布在側面中心線兩側的焊縫,一般來說,先焊的一側焊縫產生的彎曲變形比后焊的一側焊縫產生的彎曲變形要大。因此焊接順序總的規律是先焊焊縫少的一側。對于截面形狀對稱的結構, 盡可能采用對稱焊接方法。防止薄板焊接變形的預拉伸法在薄板焊接骨架時, 采用機械的預拉伸, 加熱的預拉伸, 或者兩者同時使用, 使薄板預先得到拉伸或伸長, 然后在張緊薄板上裝配焊接骨架, 可以有效防止波浪變形。

　　2.5焊前反變形

　　分析工件焊接過程的變形規律，將關鍵部位加工理論尺寸疊加變形量，采用反推方式優化組裝尺寸，在組焊過程中對工件進行與焊接變形大小相當、方向相反的變形，在焊接時工件變形量與反變形相抵消，使工件尺寸回正，保證焊接后關鍵尺寸滿足加工要求。例如通過橫梁焊接前后各座扭轉變形數值統計和對比，得出焊接后各座Z向高度減小，因此在橫梁組裝工序提前進行反變形，增加各座Z向高度，使焊接后Z向尺寸回歸0位，可以有效地減少不必要的尺寸矯正。

　　2.6增加剛性固定

　　在焊接過程中對于剛性小的工件(例如薄板件)增加夾具或支撐進行固定，提高工件的抗變形能力，以達到降低焊接變形程度的目的，例如側梁組成多為薄板件，且尺寸較大，剛性差，易發生變形，在焊接前對板材進行壓緊，焊接結束后工件溫度降至室溫后再對剛性夾具進行去除，可以很好地避免板材的扭轉和收縮。

　　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。因此在鋼結構件制造中一定要慎重，盡量采用合理的工藝措施以減少變形，矯正時盡量可能采用機械矯正。當不得不采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。

　　同時選用合理的焊接方法及焊接順序也是減少焊接變形的一個重要措施。針對不同結構的構件需要不同的焊接方法。

　　總之，焊接變形在一定程度上可以減少，不可避免的焊接變形采用合理的矯正辦法進行矯正，這樣才能使其達到符合產品質量的要求。

　　參考文獻

　　[1]裴加梅.焊接應力與焊接變形及其控制方式[J].中國新通信，2015，23：147.

　　作者：盛祥峰 丁祥偉 陳亞東

　　淺談焊接變形的控制及火焰矯正方法相關推薦激光焊接技術在金屬結構修復中的應用