胡树民
安徽富煌钢构股份有限公司 安徽省合肥市 238076
钢结构焊接产生的变形是在钢结构制作的常见问题，有些是无法避免的。钢结构连接普遍采用焊接，且对于一些重要焊缝一般都采用全熔透焊接。金属焊接时在局部加热、熔化过程中，加热区的金属与周边的母材温度相差很大，产生焊接过程中的瞬时应力。冷却至原始温度后，焊缝及近缝区域就产生了焊接残余应力，在焊接应力的作用下焊接件结构发生多种形式的变形。如果焊接后变形不予以矫正，则不仅影响钢结构的制作质量，外形尺寸、美观，影响结构在整体安装的尺寸偏差，更影响钢结构的工程安全可靠性。
一、焊接变形的矫正方法
为了达到设计、规范要求，发生了焊接变形的焊接结构构件必须矫正，从另外一个角度来解释，这种矫正实质上都是设法造成新的变形来补偿或抵消已发生的变形。在施工生产中，最常用的焊后残余变形的矫正方法可以分为机械矫正、火焰矫正和综合矫正。
1、机械矫正法：
机械矫正一般用千斤顶、螺旋加力器、辊压矫正机或在大型压力机上完成。
2、火焰矫正法：
即利用不均匀的加热使结构获得反向的变形来补偿或抵消原来的焊接变形。火焰矫正是一门专业技术，对火焰掌握的方法和温度控制的不合理，相反的还会造成构件的更大变形。因此对火焰矫正一定要有丰富的实践经验，下面对钢结构焊接的种类、矫正的方法作一个粗略的分析。
加热矫正法的加热方法可分为点状加热、线状加热、三角形加热。
以下为火焰加热矫正时的加热温度（材质为低碳钢Q235级），加热温度又分为低温矫正、中温矫正、高温矫正的三种矫正温度。在矫正的过程中，一般以目测的方式来判断构件的变形程度、大小、方向，来选择何种的温度矫正方法。
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注意：火焰矫正时加热的温度不宜超高（900度为上限值，钢材表面的颜色为亮樱红色），超出限值会引起金属内结构晶粒粗大材质变脆，影响材质的冲击韧性。材质为Q345级的低合金高强度的结构在高温加热矫正中不可用水冷却。
1.1、线状加热矫正：
火焰沿直线缓慢移动或同时作横向摆动，形成一个加热带的加热方式，称为线状加热。以H型钢构件的翼缘板的角度变形矫正为例（下图），在翼缘板上面对准焊缝边缘作线状加热矫正，温度控制在700度以下，加热的范围不超过两焊脚所控制的范围，无须用水冷却。
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1.2、点状加热矫正
点状加热是采用多个点状火焰对变形构件进行大面积加热的矫正方法。加热点的直径和数量应根据构件的结构形状和变形情况而定。对于厚板，加热点的直径应大些，薄板的加点直径则应小些。以H型钢构件腹板的局部弯曲、凹凸不平和一些薄板的变形为例，首先要找到凸起的波峰，用圆点加热法配合铁锤矫正，加热的圆点的直径一般为50～90mm，在钢板厚度或波浪起伏面积较大时，矫正的圆点直径和圆点数也可相应放大及增多。加热点直径的数据按板厚×4+10mm，计算加热区域的范围，火焰枪的烤嘴从波峰的高点作螺旋形动作，通常采用的是中温加热矫正。
由于钢材具有良好的导热性，因而如果加热的速度过慢，则会造成构件受热区的范围扩大，温度若不高，钢的加热时间就会延长，使受热区域范围扩大，而导致达不到良好的效果，因而实际操作中需要用高速高温火焰烧烤加热部位，使热量充分集中而快速的使加热区达到红热状态，烧烤薄板的波浪起伏，可采用火焰收缩与加铁锤敲击，为保证薄板的表面形态的完美，可用大小平锤配合工作，在材质温度达到600～700度时，将小平锤放在加热区边缘，再用大锤击打小平锤，使加热区金属内质受挤压，浇水冷却收缩后波峰被拉平，为避免一点而产生过大收缩应力，可采用几点或多点圆点加热这一区域，方法同上述，加热点的分布可呈现是梅花形式或链条式的圆点状，加热温度不可超过750度。
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1.3、三角形加热矫正
三角形加热即加热区域呈三角形，一般多用于矫正刚度大，厚度较大的结构的拱变形和旁弯变形。加热时应采用中温矫正方式，浇水要少，加热面的数量由变形的幅度，板材的厚度来确定，幅度厚度越大，则所需的加热面越多，对于钢梁拱变形，则需要对钢梁的拱形上部的翼缘和腹板加热，通过上部的翼缘和腹板的收缩将钢梁拉直，对于钢梁旁弯外侧上下翼缘边进行加温（上下翼缘的厚度采用线状与三角形矫正）翼缘板大于25～30mm时，可采用线状加热，小于25mm以下采用三角形加温效果相对好点，通过上下翼缘外边的收缩将钢梁拉直。需要注意的是，加热腹板的温度不能太高，否则造成凹陷变形，很难修复。另三角形加热法同样适用于其它构件的旁弯曲变形矫正，加热温度以中温加热矫正为好，浇水要少。
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二、注意事项
火焰矫正引起的应力和焊接应力一样都是内应力，不恰当的矫正产生的内应力与焊接的内应力和钢材的本身负载应力迭加会使钢构件的纵应力超出它本身的应力，从而导致钢材承载的安全系数的降低。因此在钢构件制造过程中，要尽量采用合理的生产工艺减少变形，矫正时尽量采用机械矫正，必须采用火焰矫正时，应注意以下几点：
1、三角状加热：矫正时烤火面积在一个截面上不应过大，多采用几个截面。不应在同一位置进行反复加热矫正，否则会导致材质的脆变，晶粒粗大，影响材质的内外部结构。
2、点状加热：可采用点状加热矫正，以改善加热区的应力状态。
3、线状加热：加热位置不得在钢构件最大应力截面。
4、温度：加热温度以700度为基准为佳。