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    輕鋼結構焊接變形的火焰矯正施工方法

    2018-12-20   來源:   點擊數:14次 選擇視力保護色: 杏仁黃 秋葉褐 胭脂紅 芥末綠 天藍 雪青 灰 銀河白(默認色)   合適字體大小:
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       中國鋼管信息港刊登:觀察指標術中記錄每例所需手術時間及出血量,術后隨訪,觀察植骨愈合情況。
      
      統計方法隨機抽取既往11例因胸腰椎骨折行Kaneda內固定的病例與本組11例骨折行Z-Plate內固定的病例作統計學處理,比較術中出血量及手術所需時間,結果以均值加減標準差(士s)表示,兩組間比較采用t檢驗。
      
      手術方法患者取全麻側臥位,手術入路視病灶清除需要而定,必要時開胸,暴露脊柱側前方后C臂X線機定位,清除病灶,若術前有脊髓或馬尾神經壓迫者,需徹底清除位于后縱韌帶前方的致壓組織。第一顆螺栓應置于下固定椎體的后下緣,按與下終板平行向前傾斜10*的方向打孔,旋入合適長度的螺栓,使螺栓剛好穿過椎體對側皮質,而螺栓的底部與椎體緊貼。
      
      生產中應用的矯正方法,主要有機械矯正、火焰矯正和綜合矯正。而火焰矯正是一個經驗性很強的工作,不當的方法還會造成構件尺寸更大的變化。本文針對輕鋼結構焊接變形的種類、矯正原理和矯正方法作一個具體的分析。
      
      二、氣體火焰矯正的原理金屬具有熱脹冷縮的特性,機械性能也隨溫度而變化。低碳鋼以Q235鋼為例的屈服極限Ss與溫度的關系如虛線所示,一般可簡化為實線所示,即當溫度在500*以下,屈服極限基本無變化;溫度高于600*時屈服極限接近于零。溫度在500~600*之間時呈線性變化。
      
      當金屬結構上局部加熱時,加熱區的金屬熱膨脹受到周圍冷金屬的阻止,不能自由變形,某些部位的金屬被塑性壓縮。冷卻后,殘留的局部收縮使結構獲得矯正所需要的變形。
      
      如何能利用加熱和冷卻方式對鋼材進行彎曲及矯正,下面具體分析熱加工的原理。
      
      熱彎板法又稱線狀加熱法,最早由日本石川島重工東京工廠(即后來1H1東京第二工廠)發明,后被鋼結構制造行業廣泛采用。加熱彎曲的原理如所示。鋼板表面被加熱后,離加熱點最近的表面溫度上升最快,膨脹也最快,周圍所受熱影響較小,膨脹也很小,加熱停止后,溫度向周圍擴散,被加熱部分開始冷卻,形狀也漸次恢復,但又因板表面與空氣接觸,熱散失快,因而使表面被加熱部分還未恢復原狀就已固定下來。
      
      隨著冷卻過程的持續,見,在中和軸上側的高溫開始收縮,其收縮力使板向上彎曲,彎曲終止后,鋼板兩端各縮短a/2,中間卻凸起體積a,這樣總體積不變,重量也不變。
      
      線狀加熱冷卻收縮過程加薄板進行加熱時,因板較薄,表面熱量很快傳遞到內側,高溫部貫通至整個板的橫剖面,冷卻時,上下表面冷卻相同,中和軸上下側的冷卻收縮力也相同,所以加熱時上下表面膨脹部分留下來,從而造成板整個縮短,但并沒有彎曲。如所屬組織沒有相變,因此金屬的機械性能也變化不大。中溫矯正法在國內外應用較普遍。
      
      這一溫度范圍內雖然存在金屬組織的相變,但由于As、ASF和16Mn等鋼材在空氣中冷卻后,仍然可以得到退火組織,其機械性能變化也不大。但如果加熱溫度過度,會引起奧氏體晶粒長大,冷卻中得不到細化,則會增加金屬的脆性,降低沖擊韌性。
      
      應注意對16Mn鋼,加熱至相變溫度的情況下不得使用水冷,否則將產生低碳馬氏體,影響沖擊韌性。
      
      中國鋼管信息港刊登:對加熱溫度還應注意線狀加熱應限制在650T以下,點狀加熱時應限制在750T以下。
      
      點狀加熱冷卻收縮過程縮短加工加熱點位置相對固定。使板內外同被熱的加工法,稱點狀加熱(通常也稱針炙法)。這種方法一般用于矯正薄板波浪變形。
      
      火焰矯正所用氧乙炔混合比應為1:1.05~1:1.25之間的中性焰或氧化焰比較合適。
      
      按火焰矯正的加熱溫度可分為低溫矯正、中溫矯正和高溫矯正三種,相應的加熱溫度和冷卻介質見下表所示。
      
      分類加熱溫度(t低碳鋼顏色冷卻介質低溫矯正在亮處呈紅色水中溫矯正暗紅色空氣和水高溫矯正淺桃紅色空氣根據低碳鋼屈服極限與溫度的關系中加熱到500~600弋時低碳鋼的屈服極限已大幅度下降,加熱到這個溫度范圍可以起到火焰矯正的目的,而金相組織和機械性能不變。由于噴水冷卻速度快,火焰矯正效率高。我國采用低溫矯正不多,國外采用這種方法的有日本等。
      
      中溫矯正時金屬的加熱溫度在600 ~700*時,屈服極限Ss更接近零值,火焰矯正的效果較低溫矯正時要高一些。加熱溫度仍在相變溫度以下,金三、輕鋼結構焊接變形的種類及火焰矯正輕鋼結構中的主要構件為焊接H型鋼梁、柱。
      
      其焊接變形的火焰矯正法經常采用的三種為:(1)線狀加熱法;(2)點狀加熱法;(3)三角形加熱法。以下具體介紹解決不同部位變形的施工方法。
      
      矯正H型鋼梁、柱焊接角變形。在翼緣板上面(對著焊縫外)縱向線狀加熱,注意加熱范圍不能超過兩焊腳所控制的范圍,可以不用水冷卻,見。線狀加熱時要注意:(1)不應在同一處反復加熱;(2)加熱過程中不能不澆水。這兩點是火焰矯正的一般原則。
      
      方法一:在翼緣板上,對著縱長焊縫,由中間向兩端作線狀加熱見,即可矯正彎曲變形。為避免產生旁彎和扭曲變形,兩條加熱帶要同步進行。可采取低溫矯正法或中溫矯正法。這種方法有利于減小焊接內應力,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。
      
      角變形專題論述線狀加熱矯正拱(撓)彎曲方法二:翼板上作線狀加熱,相應在腹板上三角形加熱,見。用這種方法矯正梁、柱的彎曲變形效果顯著,橫向線狀加熱寬度通常取20 ~90mm,板厚小時加熱帶要窄一些,加熱過程應由寬度中間向兩邊擴展。線狀加熱最好由兩人操作完成,再分別加熱三角形。三角形的寬度應不超過板厚的二倍,三角形的底與對應的翼板上線狀加熱寬相等。加熱三角形應由頂部開始,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。
      
      梁柱的旁彎變形采取對翼板邊進行三角形加熱,如。
      
      三角形和橫向圖線狀加熱矯正彎曲具體方法和要求同2中方法二所述。采用中溫矯正,澆水要少,如淋浴程度即可。另外還需注意對厚度較大或淬硬傾向較大的鋼材,不能采用水冷。為提高矯正效果和質量,在加熱過程中可施加外力用平具對翼緣板向凹側夾固。
      
      4.梁、柱腹板的波浪變形修理波浪變形首先要找出凸起的波峰,用圓點加熱法配用手犯錘矯正,加熱圓點的直徑為50(板厚較大或波浪變形面積較大者直徑應選大值),也可按d=4S+10mm(加熱點直徑d,板厚S)計算得出。烤嘴從波峰起作出螺旋形移動見,采用中溫矯正。當溫度達到600~700時,將手錘放在加熱區邊緣處,再用大錘擊手錘,使加熱區金屬受擠壓,冷卻收縮后被拉平。注意避免產生過大的收縮應力。矯完一個圓點后再加熱第二個波峰點,方法同前。為了加速冷卻,對A3、A3F鋼允許加水冷卻。這種矯正方法屬于點狀加熱法,加熱點的分布可呈梅花形或鏈式密點形。
      
      5.梁、柱端部法蘭連接板內凹變形此處梁、柱蘭板指的是梁與連接板、梁與柱連接板以及柱腳底板。
      
      連接板的內凹變形也是一個常見的問題。其矯正措施如下,見。
      
      凸起《位烤嘴移動4UC線狀加熱矯正連接板內凹變形在連接板上沿平行于翼緣寬度,由中間向兩端作線狀加熱,兩條加熱帶要同步進行。可采用低溫矯正法或中溫矯正法。
      
      用這種矯正方法時最好將橫向加勁板與連接板與連接板焊縫刨開,矯正后立即再將其與連接板焊接。此處變形較難修復,應掌握火工分寸。
      
      4.結束語火焰矯正引起的應力與焊接應力一樣都是內應力。不恰當的矯正產生圈套數值的矯正內應力,焊接內應力和負載應力迭加會使梁柱向P區域的總應力超過許用應力而降低承載安全系數,因此在鋼結構制造中一定要慎重,盡量采用合理的工藝措施在制造中減小變形,在確定需要火焰矯正情況下應注意以下幾點:(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,可多選幾個截面;(3)宜用點狀加熱方式,以改善加熱區的應力狀態;中國鋼管信息港刊登
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