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1、钢结构件的变形及矫正一、钢结构变形的缘由1、受外力作用引起的变形1）钢结构件长期承受载荷后而残存的变形。2）钢结构不正常的外力作用后造成的变形。这些变形都是外力作用后的永久变形，属于塑性变形。导致产生这些变形 的外力，包括弯曲力、扭力、冲击力、拉力、压力等多种。2、由于内应力作用引起的变形在物体受到外力作用发生变形的同时，在其内部会消失一种对抗变形的 力，这种力就叫做内力。物体受外力作用，在单位截面积上消失的内力叫应力。 当没有外力作用时，物体内部所存在的应力叫做内应力。内应力并不是由外力 引起的，焊接过程对金属构件来说，是一种不匀称的加热和冷却，是简洁造成 构件产生内应力而引起变形的主要缘由
2、。因此，不管何种形式的好焊接变形， 都遵循同一规律，即焊缝冷却后，在焊缝区域内产生收缩，而使焊件产生内应 力，当焊件本身的刚度不能克服焊缝的收缩作用时，便造成焊接件的变形。二、影响钢结构焊接变形的因素影响钢结构焊接变形的因素较多，大致可以分为设计和工艺两方面因素。 1）设计方面主要指结构设计的合理性、焊缝的位置以及焊接坡口的形式等。 2）工艺方面主要指合理的焊接工艺规程、合理的装焊挨次、各种防变形和反 变形的采纳以及设法消退焊接结构的应力等。钢结构件都是将多种零件通过焊接、珈接或用螺栓连接等方式连成一体 的，相互联系而又相互制约的一个有机的整体。因此，对产生变形的钢结构件 进行矫正前，必需首先
3、了解变形产生的缘由，分析钢结构件的内在联系，找出 冲突的主次关系，确定了正确的矫正部位和相应的矫正手段，才可着手进行矫 正工作。切不行孤立地看待问题而贸然下手。三、钢结构变形的矫正和预防1、矫正原理矫正原理就是采用金属的塑性，通过外力或局部加热的作用，迫使钾焊结 构件上钢材变形的紧缩区域内较短的“纤维”伸长，或使疏松区域内较长的“纤 维”缩短，最终使钢材各层“纤维”的长度趋近相等而平直，其实质就是通过 对钢材变形的反变形来到达矫正钾焊结构件的目的。2、矫正方法确实定矫正的方法许多，依据矫正时钢材的温度不同分为冷矫正和热矫正两种。 冷矫正是在常温下进行的矫正，冷矫正时会产生冷作硬化现象，适用于矫
4、正塑 性较好的钢材，对变形非常严峻或脆性很大的钢材不能用冷矫正。热矫正是将 钢材加热至70（）-10（）0 C左右的高温时进行矫正，当钢材的弯曲变形大、塑性 差，或在缺少足够动力设施的状况下应用热矫正。此外，依据矫正时作用外力的来源与性质来分，矫正可分为手工矫正、机 械矫正、火焰矫正与高频热点矫正等儿种。通过以上对钢结构变形缘由的分析，便可得出对钢结构件变形进行矫正的 要领：1）要分析构件变形的缘由，弄清构件变形毕竟是受外力引起的还是由内应力 引起的。2）分析构件的内在联系，搞清各个零部件相互间的制约关系。3）选择正确的矫正部位，先解决主要冲突，然后再解决次要冲突。4）要把握构件所用钢材的性质
5、，以防止矫正时造成工件折断、产生裂纹或回 弹等。5）依据实际状况来确定矫正的方法及多种方法并用时的先后挨次。四、钢结构中构件的矫正1、薄板结构件的矫正薄板在钢构件的应用中，往往都是和各种类型的框架装配、焊接在一起的。 基于这一特点，在矫正钢结构中薄板的变形时必需首先保证各类框架符合要 求，然后才能考虑对薄钢板弯形进行矫正。在矫正过程中，要随时留意和防止 框架消失新的变形，而影响矫正工作的顺当进行。现场矫正钢结构上的薄板变 形，大都采纳局部加热而使其冷却收缩的方法。矫正钢结构件上的薄板变形的普遍做法是：找出钢板上的凸起部位，也就 是变形区域，用氧-乙缺焰在凸起部位进行点状加热，然后辅以木锤捶击和
6、浇 水急冷，使钢板凸起处产生收缩而到达矫正。进行点状加热时应留意以下几点：1）加热的温度要适当，既要能够足以引起钢材的塑性变形，温度又不能太高， 一般不高于800 C,相当于加热到樱红色。假如加热温度太高（1000 C以 上），那么会引起钢材产生粗晶粒结构，而使加热点产生很小的裂纹，影响钢结 构件的质量。尤其是对要求不漏水、不漏油的容器类结构件，更要留意。2）加热圆点的范围与板材的厚度有关，即钢板厚，范围大；钢板薄，范围小。 其加热范围的直径以其板厚的6倍加10mm为宜。加热点与点之间的距离要匀 称全都，或按实际变形程度作连续匀称的变化。一般采纳梅花状布置。3）浇水急冷和木锤捶击，都是为了使钢
7、板的“纤维”组织收缩加快，木锤捶 击动作要轻，防止影响构件的外表质量。4）加热时烤枪嘴不要来回晃动，束状火焰要垂直钢板，动作要灵敏快速。加 热点不要过多，以免增加不应有的内应力。2、梁柱类构件的矫正梁柱类构件的矫正主要分为：T形梁的矫正、箱形梁变形的矫正。T形梁的矫正分为：角变形的矫正、拱变形的矫正和旁弯变形的矫正。一般状 况下，可选择变形较为严峻的一种现象先进行矫正，然后再矫正另一种变形。 或者按先旁弯、拱变形，后角变形的挨次进行。箱形梁变形的矫正分为：箱形梁扭曲变形的矫正和箱形梁拱变形的矫正。 （详细矫正方法演示请参考冷作工技师培训教材第133-136描述）五、防止和削减焊接变形的措施防止
8、和削减焊接变形的措施可以从设计和工艺两个方面来解决。工艺措施：1）反变形法这是生产中常用的预防变形的方法，在装配前估算出焊接变形的大小和方 向，在装配时赐予构件一个相反方向的变形，使其与焊接变形相抵消。2）刚性固定法此方法是在没有使用反变形的状况下，将构件加以固定来限制焊接变形。 用这种方法来预防构件的挠曲变形，其效果远不及反变形法。但是采用这种方 法来防止角变形和波浪变形，其效果还是比拟好的。六、焊后消退焊接应力的方法目前，抑焊结构件常用的消退焊接剩余应力的采纳焊后热处理及震惊法 等。1、焊后热处理焊后热处理是消退焊接剩余应力的方法的主要方法。热处理时把钾焊结构 件的整体或局部匀称加热至材料
9、相变点以下的某一温度范围（一般为550-600 C),再进行肯定时间的保温(一般钢材按每毫米厚度2.5min计算， 超过)50mm,每增加25mm加15min)o此时金属虽未发生相变，但在这样的 温度下，其屈服极限降低，在金属内部由于剩余应力的作用而产生肯定的塑性 变形，从而使应力得到消退。然后再匀称，缓慢的冷却下来。可消退80虹90% 以上的剩余应力，并可改善焊缝热影响区的组织与性能。整体热处理一般是在加热炉内进行的，局部热处理时可采纳局部加热设施 或氧、乙快火焰加热。2、振动消退应力法这是一种采用振源使工件产生共振以消退焊接应力，稳定焊件尺寸的新方 法。振动除应力法的优点是设施简洁价格低廉，本钱低，且消退应力时间比拟 短，没有热处理时产生的金属的金属氧化问题。但也有一些问题有待进一步讨 论。