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    轻钢结构焊接变形的火焰矫正施工方法

    2018-12-20   来源:   点击数:14次 选择视力保护色: 杏仁黄 秋叶褐 胭脂红 芥末绿 天蓝 雪青 灰 银河白(默认色)   合适字体大小:
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       中国钢管信息港刊登:观察指标术中记录每例所需手术时间及出血量,术后随访,观察植骨愈合情况。
      
      统计方法随机抽取既往11例因胸腰椎骨折行Kaneda内固定的病例与本组11例骨折行Z-Plate内固定的病例作统计学处理,比较术中出血量及手术所需时间,结果以均值加减标准差(士s)表示,两组间比较采用t检验。
      
      手术方法患者取全麻侧卧位,手术入路视病灶清除需要而定,必要时开胸,暴露脊柱侧前方后C臂X线机定位,清除病灶,若术前有脊髓或马尾神经压迫者,需彻底清除位于后纵韧带前方的致压组织。第一颗螺栓应置于下固定椎体的后下缘,按与下终板平行向前倾斜10*的方向打孔,旋入合适长度的螺栓,使螺栓刚好穿过椎体对侧皮质,而螺栓的底部与椎体紧贴。
      
      生产中应用的矫正方法,主要有机械矫正、火焰矫正和综合矫正。而火焰矫正是一个经验性很强的工作,不当的方法还会造成构件尺寸更大的变化。本文针对轻钢结构焊接变形的种类、矫正原理和矫正方法作一个具体的分析。
      
      二、气体火焰矫正的原理金属具有热胀冷缩的特性,机械性能也随温度而变化。低碳钢以Q235钢为例的屈服极限Ss与温度的关系如虚线所示,一般可简化为实线所示,即当温度在500*以下,屈服极限基本无变化;温度高于600*时屈服极限接近于零。温度在500~600*之间时呈线性变化。
      
      当金属结构上局部加热时,加热区的金属热膨胀受到周围冷金属的阻止,不能自由变形,某些部位的金属被塑性压缩。冷却后,残留的局部收缩使结构获得矫正所需要的变形。
      
      如何能利用加热和冷却方式对钢材进行弯曲及矫正,下面具体分析热加工的原理。
      
      热弯板法又称线状加热法,最早由日本石川岛重工东京工厂(即后来1H1东京第二工厂)发明,后被钢结构制造行业广泛采用。加热弯曲的原理如所示。钢板表面被加热后,离加热点最近的表面温度上升最快,膨胀也最快,周围所受热影响较小,膨胀也很小,加热停止后,温度向周围扩散,被加热部分开始冷却,形状也渐次恢复,但又因板表面与空气接触,热散失快,因而使表面被加热部分还未恢复原状就已固定下来。
      
      随着冷却过程的持续,见,在中和轴上侧的高温开始收缩,其收缩力使板向上弯曲,弯曲终止后,钢板两端各缩短a/2,中间却凸起体积a,这样总体积不变,重量也不变。
      
      线状加热冷却收缩过程加薄板进行加热时,因板较薄,表面热量很快传递到内侧,高温部贯通至整个板的横剖面,冷却时,上下表面冷却相同,中和轴上下侧的冷却收缩力也相同,所以加热时上下表面膨胀部分留下来,从而造成板整个缩短,但并没有弯曲。如所属组织没有相变,因此金属的机械性能也变化不大。中温矫正法在国内外应用较普遍。
      
      这一温度范围内虽然存在金属组织的相变,但由于As、ASF和16Mn等钢材在空气中冷却后,仍然可以得到退火组织,其机械性能变化也不大。但如果加热温度过度,会引起奥氏体晶粒长大,冷却中得不到细化,则会增加金属的脆性,降低冲击韧性。
      
      应注意对16Mn钢,加热至相变温度的情况下不得使用水冷,否则将产生低碳马氏体,影响冲击韧性。
      
      中国钢管信息港刊登:对加热温度还应注意线状加热应限制在650T以下,点状加热时应限制在750T以下。
      
      点状加热冷却收缩过程缩短加工加热点位置相对固定。使板内外同被热的加工法,称点状加热(通常也称针炙法)。这种方法一般用于矫正薄板波浪变形。
      
      火焰矫正所用氧乙炔混合比应为1:1.05~1:1.25之间的中性焰或氧化焰比较合适。
      
      按火焰矫正的加热温度可分为低温矫正、中温矫正和高温矫正三种,相应的加热温度和冷却介质见下表所示。
      
      分类加热温度(t低碳钢颜色冷却介质低温矫正在亮处呈红色水中温矫正暗红色空气和水高温矫正浅桃红色空气根据低碳钢屈服极限与温度的关系中加热到500~600弋时低碳钢的屈服极限已大幅度下降,加热到这个温度范围可以起到火焰矫正的目的,而金相组织和机械性能不变。由于喷水冷却速度快,火焰矫正效率高。我国采用低温矫正不多,国外采用这种方法的有日本等。
      
      中温矫正时金属的加热温度在600 ~700*时,屈服极限Ss更接近零值,火焰矫正的效果较低温矫正时要高一些。加热温度仍在相变温度以下,金三、轻钢结构焊接变形的种类及火焰矫正轻钢结构中的主要构件为焊接H型钢梁、柱。
      
      其焊接变形的火焰矫正法经常采用的三种为:(1)线状加热法;(2)点状加热法;(3)三角形加热法。以下具体介绍解决不同部位变形的施工方法。
      
      矫正H型钢梁、柱焊接角变形。在翼缘板上面(对着焊缝外)纵向线状加热,注意加热范围不能超过两焊脚所控制的范围,可以不用水冷却,见。线状加热时要注意:(1)不应在同一处反复加热;(2)加热过程中不能不浇水。这两点是火焰矫正的一般原则。
      
      方法一:在翼缘板上,对着纵长焊缝,由中间向两端作线状加热见,即可矫正弯曲变形。为避免产生旁弯和扭曲变形,两条加热带要同步进行。可采取低温矫正法或中温矫正法。这种方法有利于减小焊接内应力,但这种方法在纵向收缩的同时有较大的横向收缩,较难掌握。
      
      角变形专题论述线状加热矫正拱(挠)弯曲方法二:翼板上作线状加热,相应在腹板上三角形加热,见。用这种方法矫正梁、柱的弯曲变形效果显著,横向线状加热宽度通常取20 ~90mm,板厚小时加热带要窄一些,加热过程应由宽度中间向两边扩展。线状加热最好由两人操作完成,再分别加热三角形。三角形的宽度应不超过板厚的二倍,三角形的底与对应的翼板上线状加热宽相等。加热三角形应由顶部开始,然后从中心向两侧扩展,一层层加热直到三角形的底为止。加热腹板时温度不能太高,否则造成凹陷变形,很难修复。
      
      梁柱的旁弯变形采取对翼板边进行三角形加热,如。
      
      三角形和横向图线状加热矫正弯曲具体方法和要求同2中方法二所述。采用中温矫正,浇水要少,如淋浴程度即可。另外还需注意对厚度较大或淬硬倾向较大的钢材,不能采用水冷。为提高矫正效果和质量,在加热过程中可施加外力用平具对翼缘板向凹侧夹固。
      
      4.梁、柱腹板的波浪变形修理波浪变形首先要找出凸起的波峰,用圆点加热法配用手犯锤矫正,加热圆点的直径为50(板厚较大或波浪变形面积较大者直径应选大值),也可按d=4S+10mm(加热点直径d,板厚S)计算得出。烤嘴从波峰起作出螺旋形移动见,采用中温矫正。当温度达到600~700时,将手锤放在加热区边缘处,再用大锤击手锤,使加热区金属受挤压,冷却收缩后被拉平。注意避免产生过大的收缩应力。矫完一个圆点后再加热第二个波峰点,方法同前。为了加速冷却,对A3、A3F钢允许加水冷却。这种矫正方法属于点状加热法,加热点的分布可呈梅花形或链式密点形。
      
      5.梁、柱端部法兰连接板内凹变形此处梁、柱兰板指的是梁与连接板、梁与柱连接板以及柱脚底板。
      
      连接板的内凹变形也是一个常见的问题。其矫正措施如下,见。
      
      凸起《位烤嘴移动4UC线状加热矫正连接板内凹变形在连接板上沿平行于翼缘宽度,由中间向两端作线状加热,两条加热带要同步进行。可采用低温矫正法或中温矫正法。
      
      用这种矫正方法时最好将横向加劲板与连接板与连接板焊缝刨开,矫正后立即再将其与连接板焊接。此处变形较难修复,应掌握火工分寸。
      
      4.结束语火焰矫正引起的应力与焊接应力一样都是内应力。不恰当的矫正产生圈套数值的矫正内应力,焊接内应力和负载应力迭加会使梁柱向P区域的总应力超过许用应力而降低承载安全系数,因此在钢结构制造中一定要慎重,尽量采用合理的工艺措施在制造中减小变形,在确定需要火焰矫正情况下应注意以下几点:(1)烤火位置不得在主梁最大应力截面附近;(2)矫正处烤火面积在一个截面上不得过大,可多选几个截面;(3)宜用点状加热方式,以改善加热区的应力状态;中国钢管信息港刊登
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