当材料模型超过矫直机的负载能力或构件形状不适合机械校正时,采用火焰校正。
(1)火焰校正原理钢材受热时向各个方向伸长,线影膨胀率为12×103(℃)。由于周围被加热物体的限制钢结构加热,被加热物体被压缩,冷却时会比原来的长度减少。因此,收缩后的长度比未加热时的长度短。这一特性提供了火焰校正的可能性。用这种方法校正时,在适当的位置用火焰加热元件。当构件冷却时,产生较大的冷缩应力,以达到矫正变形的目的。
2)火焰校正和温度控制的常用方法。火焰校正常用的加热方式有点状加热、线性加热和三角加热三种。点加热可根据结构特点和变形情况加热一点或几点。线性加热时,火焰沿直线移动或同时沿宽度方向横向摆动。宽度一般约为钢材厚度的0.5~2倍。多用于变形较大或刚度较高的结构。三角加热收缩率较大,常用于校正较厚、较刚性构件的弯曲变形。 (图1、图2、图3)分别是点加热、线性加热、三角加热校正的示例和示意图。
低碳钢和普通低合金钢的热矫正加热温度一般为600-900℃。 800~900℃是热塑性变形的理想温度,但不得超过900℃。如果加热温度较高,钢的内部组织会发生变化,晶粒长大,材质会劣化。低碳钢具有良好的塑性。当收缩应力超过屈服点时,就会变形并引起应力重新分布,不会造成大问题。但中碳钢会因变形而产生裂纹,因此中碳钢一般不需要火焰校正。普通低合金结构钢加热矫正后应缓慢冷却。
(3)火焰校正工具。火火娇正在使用烤枪技能。烤枪可加长搅拌管,改善劳动条件。
K-73H自动直线加热机主要用于钢板焊接、折弯后修整钢板的各种变形。与过去的手工工作相比,自动线性加热机可以获得更均匀的加工特性,并大大缩短工作时间。
(4)三种火焰的最高温度。喷射吸焊炬利用氧气和乙炔的混合物点燃并燃烧产生火焰。通过调节氧气和乙炔的混合比例,可以获得三种不同性质的火焰。这三种火焰的氧气和乙炔的体积比及其所能达到的最高温度见(表1)
由于乙炔燃烧不完全,碳化火焰很容易使钢碳化,特别是在钢液中加碳。应尽可能避免这种火灾时机。
对于大变形零件的矫正,要求加热深度大于5mm,因此需要较慢的加热速度。这时用中心火焰进行校正比较合适。
对于变形较小的零件的矫正,要求加热深度小于5mm,这就需要较快的加热速度。此时,采用氧化焰进行修正。
(5)火焰矫正加热状态对矫正效果的影响。火焰校正的关键是火焰对钢材进行局部加热后钢材的变形规律。影响火焰校正效果的因素主要有火焰加热位置和加热形状。加热位置应选择在钢材弯曲处需要缩短纤维的地方。一般来说,弯曲处的外凸形状、宽度、长度、尺寸、温度等。
加热面积(包括加热线的宽度、点的直径、三角形的面积大小等)对矫正变形的能力影响较大。加热可以使弯曲变直。有重大影响。相同厚度的钢板加热线越宽,钢板的弯曲量越大。一般来说,电热丝宽度与弯曲量成正比。加热线的宽度约为板厚的0.5~2倍。
钢的加热温度,在火焰修正允许的温度范围内,影响烯键的变形能力。一般来说,
程度越高,矫正变形的能力越强。 100mm(直径)用
加热深度是控制火焰积极作用的重要组成部分。对于厚度为10mm、宽度为1000mm的钢板,加热深度一般小于钢板厚度的4%。如果采用三角形加热方式,约为元件宽度的44%。加热深度一般难以测量,多凭经验判断。
如果一次加热没有达到校正效果,则需要进行第二次加热,且加热温度应比前一次加热稍高,否则没有效果。热修正的加热次数与温度上升成正比。每重复一次,必须升高一次温度才能获得结果。如果钢材温度超过900℃,材料性能就会变脆,影响使用性能。因此,同一零件不应加热校正两次以上。二流。
热修正后的冷却方法也很重要。如果在空气中缓慢冷却钢结构加热,则受热区域的钢材韧性几乎相同。若采用浇水淬火,受热区会出现明显的脆化。因此,热校正后应缓慢冷却,不宜用水淬火。
(6)火焰校正工艺程序。进行火焰校正操作时必须遵循一定的工艺程序。必须遵循以下程序:
①做好校直前的准备工作,检查氧气、乙炔、工具、设备的情况,选择合适的焊枪和焊嘴。
②了解校正件的材料、其塑性、结构特点、刚度、技术条件及装配关系等,查找变形原因。
③用目视检查或用直尺、粉线等测量变形尺寸,确定变形的大小,分析变形的类型。
④确定加热位置和加热顺序,并考虑是否需要外力。一般应先对刚度较大的方向和变形较大的部位进行校正。
⑤确定加热范围、加热温度和深度。一般对于变形较大的大型工件,加热温度为600-800℃,焊件修正加热温度为700-800℃。
⑥ 检查校正质量,对不符合质量要求的区域重新进行火焰校正。若修正量过大,应向相反方向进行火焰修正,直至满足技术要求。
⑦一般零件校正后不需要进行退火,但有特殊技术要求的校正零件需要进行退火,以消除校正应力。焊接件退火温度一般为650℃
(7)火焰校正示例。
1)钢板弯曲情况如图(图4)所示,尝试火焰校正。
方法一:集中加热3个三角形。加热范围应达到铜板宽度的中心,并在各边缘测量。
宽度60mmn,加热温度9O℃。冷却后观察。如有不足,在两间隔之间重新加热2处,并根据残余变形调整加热区的宽度。
方法二:将突出边缘在中间3~4m长度范围内均匀加热。烤枪以螺旋方向运转,宽度约为30mm。看到就赶紧离开。此时,由于加热面积小,冷却快,很快就能看到矫正效果。但由于钢板容易产生面外偏转,建议反面也烘烤一次。
2)对于60d、6m长的大型工字钢,用火焰校正上、下、左侧的弯曲和上下夹边与标尺板的不垂直度。
修正方法是:先将两端架起并烘烤①,修正上下弯曲。此时,至少要用两把烤枪,使整个
将所有垂直(图 5)阴影部分加热到 700°C 以上。冷却后观察变形是否符合要求。如果没有,请再烘烤一次。达到要求后,在②处烘烤,纠正其横向弯曲。水平和垂直弯曲校正完毕后,可以烘烤③区域来校正翼板与腹板不垂直的情况。方法是见红色就前进,烘烤全长(或部分),冷却后观察,用样品检查间隙不超过规定。
3)工字形构件焊后角部沉降的混合校正(图6)。
4)大模板焊后弯曲修正(图7)
5)斗轮机斗轮臂的修正(图7)。焊接后右端向内收缩约30mm,用左右螺丝推出。
之后将阴影线烤红,冷却后就满足要求了。
6)模拟焊接后吊车梁失稳和整体翘曲的校正(图8)。焊接后整体翘曲达到80mm以上。原因是腹板较薄,焊缝较多。相对而言,翼缘板的收缩较小,产生的内应力较大。
修正方法是将梁压平,将上下翼缘的阴影线烤红。冷却后,内应力减小并变平。