摘要：焊接过程是一个局部不均匀加热及冷却的过程，由于存在不均匀的温度场，构件中会产生热应力，从而由此产生残余塑性变形和残余应力，引起结构的变形。变形会影响到构件的刚度、强度及稳定性等，使得结构的承载力降低。当构件焊接后出现变形时，应进行矫正。焊接残余变形的矫正可通过两种方式进行：机械方式、加热方式。鉴于此，本文对焊接残余变形的火焰矫正工业进行分析，以供参考。
关键词：焊接残余变形矫正；热矫正；火焰矫正
引言
在焊接工艺的设计中，焊接顺序的设计是最为重要的内容，因为不同的焊接顺序会形成不同质量的焊接工艺，在实际的焊接过程中对焊接进行有效的控制也具有一定的可行性。目前我国都是利用数值模拟的方式对其进行研究，优化焊接的顺序以获得较为良好的焊接方案，而焊接中将焊接支缝到后焊接干缝的焊接顺序用以对称焊接的方式，就可以减少焊接变形的出现，提高焊接的质量。
1钢结构焊接变形的影响因素
1.1焊接顺序
钢结构建造过程中，不同部位构件的连接顺序有所不同，错误的焊接顺序会使各部分的受力不均匀，导致各部分构件的残余应力无法相互抵消，从而造成焊接变形。因此，在进行钢结构建造过程中，施工人员要严格按照相应的焊接顺序，逐步完成焊接组装工作，有效消除各部分构件之间的残余应力，并对局部的作用力进行合理分解。除此之外，不同的焊接顺序需要不同的焊接方法，线能量较低的焊接方法可以有效防控焊接变形。所以，要求焊接技术人员具备丰富的工作经验，了解导致变形的各种原因，熟悉不同钢结构构件的焊接顺序，采取正确的焊接方法，有效分解局部作用力，合理控制变形现象的发生，从而提高钢结构的整体焊接质量。
1.2钢结构的性能
钢结构材料的质量是保证施工质量的重要环节，不同钢材料的性能有所不同，性能大小也有明显的区别。如果钢结构材料的性能得不到有效的保证，焊接技术再高超再先进的施工人员，管理监督再严格的施工团队，也无法有效控制焊接变形情况的发生。因此，在选取施工材料时，要注重选用钢结构的性能，性能大小影响着施工过程中残余应力的相互抵消，从而消除焊接变形现象。钢结构的性能大小除了要满足施工过程的材料需求，还要满足相关部门的规范要求。
2钢结构建造的变形控制
2.1科学合理设计
选用正确焊接方法。钢结构的建造是以设计师的设计图为基本标准进行施工，工程设计合理是影响钢结构建造整体质量的影响因素之一。钢结构建筑的设计不同于其他建筑设计，不仅要求设计人员要对节点构造进行规划，还需要充分了解不同钢结构材料的特性，以及不同钢结构材料之间的焊接要求，在设计图中对焊接位置的关键点进行仔细斟酌，以把控施工过程中焊接变形问题出现的概率。在设计方案中，要充分考虑合适的焊接方式，结合钢结构建造的实际要求严格控制好焊缝位置、数量与尺寸，防止因为焊缝数量过多影响钢结构的稳定；采用科学正确的焊接方法，减少出现多余的焊接缝隙，预防焊接变形情况的出现。
2.2翼缘板的角变形
1）翼缘板加热时，需要从弯曲中心处开始逐步向两头加热，整个过程呈线状特性，若处理效果欠佳，还可采取辅助加载的方式。2）腹板处采取三角形加热措施，此方式可有效处理柱、梁弯曲变形问题，横向线状加热过程中实际宽度以20～90mm为宜，若处理的板厚度偏小，此时需适当缩小加热宽度，需从顶部开始加热，由中心逐步向两边扩大，最后完成整个区域的加热处理。
2.3焊接工艺要点
①为减少焊接变形，在进行焊接以前，应该使用压板将滤盘周围压到焊接平台上，并在整个内角焊缝冷却到室温之前，不要取下压板；②由于是角焊缝，焊脚尺寸不大于5mm，采用单层单道焊接，稍作窄幅摆动；③在整个焊接活动中，应该严格控制工件的温度，编程时采用合理的焊接顺序，使焊缝位置应确保焊接前手触碰不发热。
2.4控制焊接过程环境和裂缝的出现
首先，焊接作业的现场环境温度对焊接热循环有着决定性的影响。操作人员必须将焊接施工的温度控制在20℃以上，如果温度过低，就会导致金属冷却过快影响焊接接头的质量。其次，空气湿度与焊接质量之间存在着密不可分的联系。一般情况下，操作人员在机械焊接过程中，必须采取积极有效的措施，将焊接施工现场的湿度控制在90%以下，才能确保机械结构焊接质量。机械焊接过程中出现的裂缝，主要指的是金属在焊接应力、致脆原因等因素的影响下，焊接头出现局部金属原子遭到破坏的情况，最终导致机械焊接出现裂缝的问题。这种裂缝不仅长度大、宽口尖锐，同时也是机械构件焊接过程中最常见的质量缺陷问题。操作人员必须在机械结构焊接过程中，加强焊接焊缝控制。焊接完成后发现了裂缝的话，应该立即采取措施清除和修补，然后再降低电焊机电流，采取多层、多道焊接方式，处理焊缝中间出现的裂缝。
3火焰矫正工艺分析
3.1材料产生塑性变形的力学条件为材料所受的力超过其屈服强度
为实现火焰矫正的目的，必须使已产生变形构件的局部内部热应力大于其屈服强度。大多数韧性材料在单向压缩时，其σ-ε曲线与单向拉伸时具有相同的弹性模量和屈服应力，从而可以通过拉伸时的屈服强度判断材料在压缩时的屈服强度。低合金高强钢的高温拉伸性能如图1所示。在图1中可以看出，抗拉强度500MPa钢的屈服强度随着温度的升高而降低，温度达到700℃时，屈服强度已不足100Mpa，降低量明显。而同时根据温度应力公式可知，当局部温度提高，构件整体的温差变大时，构件内部的热应力增大。
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图1低合金高强钢的高温拉伸性能
3.2材料不应出现不利的相变
火焰矫正中加热的最高温度应足够高以实现好的矫正效果，同时，为保证材料的组织不发生改变，加热的最高温度应严格限制在材料的下临界点温度以下，为确保这一点，负责加热的工作人员需配备温度监控器具。在实际建造中，焊接残余变形导致的构件出现的变形多种多样，加热区的形状必须根据构件的变形进行确认。火焰矫正是通过使构件产生与原变形方向相反的收缩变形，来抵消原变形，实现构件尺寸的矫正，所以火焰矫正中加热位置（亦即变形位置）的选取应充分考虑焊接残余变形的几何特点，确保变形间的抵消效果。并配合加热区的不同形状，达到期望的矫正效果。另外，虽然冷却速度越快，矫正效果越好，但由于过快的冷却速度可能会导致产生额外的热应力或不利组织，所以，某些材料火焰矫正中的冷却速度需进行限制，一般通过规定冷却介质来进行规定。
结束语
焊接技术是钢结构建造过程中的重要技术组成，焊接质量直接影响着钢结构建造的工程进度和工作安全。焊接工程对焊接工人的焊接技术有着一定的要求，另外，焊接过程很容易受到各方面因素的影响，比如，焊接工人的技术失误、焊接过程的工作环境等，从而使焊接质量得不到有效的保障，焊接变形常有发生，造成极大的安全隐患。所以，钢结构建造的变形控制应该引起足够的重视，研究焊接造成的变形形式，探讨变形产生的原因，及时针对平台这种特殊的施工环境找到有效的解决措施，从而提高钢结构建造过程中的焊接质量。
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