论反扭矩点状加热

林孝攀，杨永贵，曾智鹏，王棋，胡彬

四川宏华石油设备有限公司铆焊技能大师工室 四川，德阳，广汉 618300

摘要:扭曲变形是目前公认难以矫正的一种变形，其产生扭曲变形的原因有多种，最常见的是焊接变形，焊接的顺序不合理，装配不良等。以焊接工字钢为例，矫正扭曲变形的常见方法是在工字钢扭曲部位加热斜线，与工字钢底边成45°，虽然能够矫正扭曲变形，但会带来新的变形，翼板容易呈波浪变形，另外，过量的热输入，会材质本身造成损伤。本文对扭曲变形采取反扭矩点状加热方法应用进行总结研究。阐述反扭矩点状加热的方法，论证反扭矩点状加热在实际应用中的效果。

关键词：扭曲变形，反扭矩矫正，点状加热

1. 扭曲变形

扭曲变形，是焊后工件沿着长度方向出现螺旋扭曲变形。这种变形是由于装配不良，施焊顺序不合理，使焊缝横向收缩，纵向收缩，角变形没有一定规律而引起的变形等。虽然目前常规的矫正方法能够对扭曲变形矫正起到一定效果，但是不能起到高效的作用，反而操作不好还会对材质带来次生的损伤，火焰矫正加热温度尽量不宜超过723℃，含碳量越高的材质加热温度更应该控制，723℃是碳素钢的共析温度线，超过723℃时铁素体溶解碳能力会大大增加，因此会造成加热区域出现偏析现象，另外温度越高，碳素钢可能出现过烧现象，碳素钢里面的微量元素会因为高温而烧损流失，加热区域也会因为高温而被加速氧化。而斜线矫正法往往会将加热区温度加热到600-700多度，呈暗樱红色，非一般经验丰富的老师傅不易掌握好温度控制，稍不注意温度就会偏高，而过低温度，矫正效果又不易达到，另外斜线加热一般加热的温度只在翼板表面，翼板就会产生角变形，加热斜杠矫正的数量根据扭曲情况增加，加热的斜杠越多，翼板出现的波浪数量就越多。

2. 反扭矩点状加热法

（一）反扭矩点状加热法，是将扭曲的工字钢延向相反的方向反扭曲，在结合氧乙炔火焰施以均匀的点状加热的方式矫正，其原理是将作用在工字钢上产生的反扭矩应力，借以火焰加热消除反扭矩应力，以抵消原扭曲变形，达到矫正的目的。由于是均匀的点状加热，故对工件热输入量较小，且不会产生波浪变形。加热的位置都是在焊缝对应的背面，加热区域就相当于局部的退火，并能够消除加热部位的的焊接应力，提高塑形。

（二）现有一根长约12.5米300*300*10*16材质为Q345D的焊接工形钢。先将型钢放置在平台上，检测型钢的变形程度，根据变形程度选择合适的矫正方法、位置和参数。整条粱在扭曲上呈均匀螺旋扭曲状，前端扭曲23毫米，后端扭曲18毫米，两侧的翼板与腹板的垂直度约5毫米，翼板在水平方向有约14毫米左右的旁弯，上拱度约11毫米。

按照工字钢一般的矫正顺序是先矫正焊接工形钢的翼板垂直度，扭曲度然后是上拱度最后是旁弯。选择合理的矫正顺序，可以减少在矫正时不必要的新变形。在这里就主要介绍扭曲变形矫正的具体步骤。

先将梁呈“H形”卧放在平台上，粱本身存在一定的旁弯和上供，把翼板旁弯的一侧向上凸放，由于焊接工形钢是扭曲状的，固粱在平台上呈颠簸的形态，在焊接工形钢与平台相接触的两端对角上垫高48毫米的垫块，也可根据扭曲情况决定，是原来扭曲的1-3倍垫高，由于焊接工字钢较长，可在焊接工形钢中心位置垫高24毫米的垫块，即两端垫块的一半高度，中间放置垫块目的是为防止焊接工形钢在矫正过程中受自重影响产新的旁弯，放置的高度是两端高度的一半正好保证两边的翼板呈一条直线。门形架工装放置在焊接工形钢两端，将焊接工形钢上翘的两端用千斤顶加反扭矩力固定在平台上。此时千斤顶的外力迫使焊接工形钢产生反扭矩变形，在焊接工形钢上存在着与原来扭曲变形相反的外应力，选择中性焰，两人同时同向采用气体火焰点状加热方式矫正，加热位置选择在两翼板外侧的中心上，加热温度控制在600℃左右，呈赤褐色，加热间距300毫米左右加热一点，加热直径Φ40-55毫米左右。垫块高度、加热间距、加热直径和冷却时间是直接影响矫正效果重要参数。

冷却放置在15分钟左右以后，拆除千斤顶外力，将焊接工形钢平放在平台上，待冷却后再次检查矫正效果，可以看到效果明显改善，前端差3毫米，后端差2毫米，拱弯约为6毫米，旁弯度约为7毫米，此次矫正不仅对扭曲变形起到很好的矫正效果，对翼板的旁弯和拱度也有一定的改善，即对后期矫正拱弯和旁弯工作起到减轻矫正变形的作用。

结束语

由于点状加热是以点状均匀加热的方式进行矫正，输入的温度一般不会达到700℃，固在火焰温度上控制比较容易控制，对材质本身的影响较小。反扭矩点状加热矫正法特别适用于扭曲严重，热敏要求比较严格的钢材，其效果非常的显著。

参考文献：

[1]付荣柏.焊接变形的控制与矫正[M].机械工业出版社2006(6):142~175 315~320.

[2]周岐,王亚君.焊接工艺与操作技巧丛书[M].辽宁科学技术出版社2011(1)162~176