钢结构焊接变形的矫正方法及注意事项

目前钢结构已广泛应用于厂房，钢结构厂房的主要构件是焊接的H型钢柱、梁、撑等，这些构件在生产过程中存在焊接变形问题，若焊接变形不进行矫正，不仅影响结构的整体安装，而且会降低工程的安全可靠性。焊接钢结构变形若超过技术设计允许的变形范围，应进行矫正，以满足产品质量要求。矫正方法很多，主要有机械矫正、火焰矫正和综合矫正等。但火焰矫正是一项操作难度较大的工作，方法掌握不当和温度控制不当也会使构件产生新的更大变形，因此火焰矫正需要丰富的实践经验。

1.钢结构焊接变形种类及火焰矫正

钢结构的主要构件是焊接的H型钢柱、梁、撑等，矫正焊接变形常采用以下三种火焰矫正方法：

（1）线性加热方式；

（2）点加热法；

（3）三角加热法。

下面分别介绍解决不同部分的构造方法。

以下是火焰矫直时的加热温度（材料为低碳钢）

注意：火焰矫直时加热温度不宜过高，否则会导致金属变脆，影响其冲击韧性。16Mn在高温矫直时不能用水冷却，包括厚度较大或有加工硬化倾向的钢材。

（1）翼缘板角变形

纠正H型钢柱、梁、角钢支撑的变形。

对法兰盘施以纵向线性加热（对准焊缝外侧）（加热温度控制在650度以下）。注意加热范围不超过两焊脚控制的范围，所以不需要水冷。

线性加热时请注意：

（1）不要在同一位置反复加热；

（2）加热过程中不要浇水。这两点是火焰校正的总原则。

（2）柱、梁、支撑的拱起、挠度和弯曲

1、在翼缘板上，将纵向焊缝从中间向两端以直线方式加热，以矫正弯曲变形，为避免弯曲、扭曲变形，应两加热区同时加热，可采用低温矫正或中温矫正法。此法有利于减小焊接内应力，但此法在纵向收缩的同时，横向收缩较大，掌握较困难。

2、对翼缘板采用线性加热，对腹板采用三角形加热。

此法用于矫正柱、梁、撑杆的弯曲变形，效果显著。横向线性加热的宽度一般为20～90mm，当板厚较小时，加热宽度应窄一些，加热工序应从宽度中间向两侧扩展。

线性加热最好由两人同时进行，然后分别加热三角形，三角形的宽度不要超过板厚的两倍，三角形底边应等于对应翼板上的线性加热宽度。

加热三角形从顶部开始，然后从中心向两侧扩展，逐层加热直至三角形底部。加热卷材时温度不宜过高，否则会造成凹痕和变形，这些凹痕和变形很难修复。

注：上述三角形加热法同样适用于构件侧弯的矫正，加热时应采用中温矫正，并少浇水。

（3）柱、梁、支撑腹板的波浪变形

要纠正波浪变形，首先必须找到凸起的波峰，用手锤采用点加热的方法来纠正。

加热点直径一般为50～90mm，当钢板厚度或波浪形区域较大时，直径还应加大，可按d=（4δ+10）mm计算（d为加热点直径；δ为板厚）。

烘烤喷嘴从波峰处呈螺旋状移动，并采用中等温度校正。

当温度达到600-700度时，在加热区边缘放置手锤，然后用大锤敲击手锤，使加热区金属受到挤压，待冷却收缩后再压平。

矫正时避免收缩应力过大，矫正完一个点后，再用上述方法加热第二个峰点，为加快冷却，可加水冷却Q235钢。此矫正方法属于点加热，加热点可呈梅花状分布，也可呈链状密点状分布，注意不要超过750度。

2、火焰矫正产生的应力与焊接内应力相同，矫正不当、焊接内应力与荷载应力叠加产生的内应力，将使柱、梁、支撑的纵向应力超过许用应力，从而导致承载安全系数降低。因此，在钢结构制造中必须谨慎处理，尽可能采用合理的工艺措施，减少变形。矫正时应尽可能采用机械矫正。当无法避免采用火焰矫正时，应注意以下几点：

（1）浴火位置不应靠近主梁最大应力截面；

（2）校正点加热面积不宜在一段上太大，应选择几段进行；

（3）宜采用点加热，改善加热区的应力状态；

（4）加热温度不宜超过700度