试析焊接H型钢矫正方法应用

试析焊接H型钢矫正方法应用

李子祥姚敏魏延平

中煤特殊凿井有限责任公司安徽路桥工程处安徽淮南232001

摘要：伴随着市场经济发展水平不断提高，建筑工程项目数量也有所增多，轻型钢结构的应用方式和范围也在扩大，但是施工过程中焊接H型钢变形的问题较多，不仅会降低其应用质量，也会对装配度和安全性造成影响，需要引起人们的关注。本文简要分析了焊接H型钢变形的原因，并对焊接H型钢矫正原理和矫正方法予以阐释，仅供参考。本文主要基于新化县新材料产业园钢结构厂房的科研项目施工经验和数据整理总结而成。

关键词：焊接H型钢；变形；原因；矫正方法

一、焊接H型钢变形的原因

近几年，施工项目中应用焊接H型钢的几率在增大，但是随之而来的是严重的变形问题，若是从力学的角度分析，造成焊接H型钢变形的主要原因分为以下几个：

第一，焊接H型钢在构件生产、机械运输、设备存储甚至是元件安装过程中出现了问题，受到外力的影响出现了永久性变形就是塑性变形的一种，会导致焊接H型钢应用质量和安全水平出现隐患。

第二，焊接H型钢会因为应力作用出现异常，主要是受到温度应力、组织应力等应力体系出现了变形问题。例如，在应用焊接H型钢的过程中，轧制结束后要进行外力撤除，此时钢材内部本身存在残留应力，不仅会造成弯曲和扭曲，也会导致一些不平等的变形问题。

第三，焊接H型钢在焊接过程中，若是仅仅对焊接部位进行加热处理，必然会出现较大的温度差异，在不均匀的热胀冷缩作用下，就会导致焊缝和受热区域在冷却后出现收缩缝问题。

二、焊接H型钢矫正原理

为了提升焊接H型钢应用水平，就要借助外力对其进行矫正处理，确保相应控制工作的合理性，尤其是利用钢材的塑性处理。

一方面，冷矫正。主要是借助钢材塑性处理方式，在常温环境下借助机械设备和锤击的方式对钢材变形区域进行打击矫正，这种处理方式有时会产生冷作硬化问题，矫正的部位也会出现塑性消耗问题，会降低应用安全系数[1]。基于此，冷矫正仅仅是能维持一小段时间，不宜在一个元件的同一个部位进行连续冷矫正。

另一方面，加热矫正处理，主要是对焊接H型钢变形位置进行加热处理，使其形成膨胀效果，因为周围没有进行加热的材料温度不高，膨胀后就会在热胀冷缩的作用下形成膨胀。在开始冷却处理的过程中，膨胀位置的钢材收缩率要明显高于膨胀率，此时钢材会伴随着变形问题。这就需要相关技术人员对具体操作流程进行监督，确保能对钢结构工程构件变形矫正温度数值予以监管，将其控制在900摄氏度以下。一般而言，同一个位置热矫正也要控制在2次以下。值得一提的是，在热矫正处理工序中，通常是借助气体火焰加热的方式，主要分为有线加热、圆点加热和三角形加热。

三、焊接H型钢矫正方法

在对焊接H型钢变形原因进行分析后，就要结合矫正原理对具体问题进行具体分析，建立完整的矫正处理机制，确保能提升焊接H型钢的应用质量，维护应用管理工作的基本效率。结合相应管控标准落实标准化矫正处理工序，从而避免变成问题对后续元件处理工作造成影响。

（一）屋面梁角矫正

在焊接H型钢矫正工作开展过程中，屋面梁主要变形问题就是两端端板表面的凸起，并且在钢梁端面连接后出现了严重的变形问题。究其原因，主要是因为屋面量角焊接H型钢的端板一面在焊接的过程中焊缝较大，且T形双面焊缝会出现热输入量较大的问题，就会导致相应的冷却速度降低。相对应的是，端板的另外一边因为没有焊缝，则会出现钢板厚度参数较大的现象，这就会使得两面加热存在不均匀的现象。也就是说，热胀冷缩的作用出现了偏差，必然会导致整个结构的厚度出现问题，出现屋面梁角变形问题[2]。

结合工程项目的实际情况和进度要求，为了提升焊接H型钢矫正效果，利用现场用线加热处理方式进行控制，主要是在端板的对应面进行处理，在对准焊缝两侧纵向加热的过程中，每道线的加热宽度要控制在30mm到40mm之间，具体长度则要结合变形范围进行管理，确保能有效将温度控制在700摄氏度内，加热红色区域的深度也要控制在钢板厚度的50%以内。因为纵向收缩量数据较小，这就会导致横向方向收缩增大，因此，在冷却工作结束后，角变形也会随之变形消失。

（二）水平弯曲矫正

侧弯问题也是焊接H型钢常见的变形现象，主要是一部分钢梁在生产过程中会出现整体结构水平弯曲的问题，究其原因，主要是因为腹板厚度较薄，对应的刚性效果较差。尤其是长焊缝焊接本身是直通双面焊缝没有进行开坡口处理，必然会造成热输入量增大的现象，位置的偏移也会导致焊接H型钢出现不对称的问题。

基于此，相关技术人员主要是利用三角形加热方式进行焊接H型钢矫正，要在翼缘板弓形位置进行加热处理，从中心开始向两侧进行扩展处理，有效将加热面维持在不连续的小等腰三角形，最关键的是，三角形的高度要和底边的宽度变形量保持协调性，借助多次试验确定最终测试结果[3]。另外，三角形数量则要结合钢梁变形问题和长度予以监管，常规化的间隔要控制在200mm到800mm之间，从而提升具体处理工序的合理性。最后，加热过程后要进行自然冷却，并且要着重凸出部分收缩过程，保证弯曲失高能有效减少，一定程度上提高设备运行管理的综合价值和应用水平，避免焊接H型钢变形造成的问题，维护矫正工作的合理性。

（三）腹板波浪变形

在对焊接H型钢矫正过程进行研究的过程中，屋面梁腹板厚度较薄且刚性较差也会造成腹板坡口应用不足的问题，在冷却后就会出现横向收缩应力作用。尤其是在屋面梁抛丸机处理时，腹板会因为在铁砂作用下而导致波浪变形问题。

针对以上问题，相关技术人员要落实精细化处理机制，确保能利用圆点加热处理机制配合手锤矫正处理方式完成相应操作。一方面，要借助钢尺测定波峰，并且利用粉笔进行标记，有效将变形量作为管控基准。另一方面，若是波浪变形长度超出腹板高度的50%，则要利用串链式密点加热控制机制，确保能提升管理工作的基本水平，减少焊接H型钢变形造成的安全问题。

结束语

总而言之，在焊接H型钢矫正工作开展过程中，要结合具体问题建立健全完整的处理方案，提升其应用效果。

参考文献：

[1]卢忠华，张光伟.美标大型H型钢焊接制造的开发及研制[J].金属加工（热加工），2016（18）：64-66.

[2]武燕飞.H型钢结构焊接质量控制工艺的探讨[J].商品与质量，2018（3）：22.

[3]周泰勇.浅谈钢结构焊接变形的火焰矫正施工方法[J].中国科技纵横，2016（4）：45-45.

作者简介：李子祥（1980—），男，汉族，安徽蒙城人，工程硕士，工程师。主要从事市政及建筑类施工的现场技术管理工作。