鋼板如何進(jìn)行熱矯平

時(shí)間：2021-01-06作者：西安北辰億科電子科技有限公司瀏覽：107

鋼板為什么不平？

在各金屬結(jié)構(gòu)通過(guò)電能與焊接設(shè)備使焊劑與母材溶化而重新熔合在一起。 從焊接過(guò)程可以看出結(jié)構(gòu)局部不均勻的熱輸入使其內(nèi)部溫度場(chǎng)也隨之發(fā)生了不同的變化，吸熱就會(huì)膨脹，冷卻就會(huì)收縮，從而產(chǎn)生很大的焊接應(yīng)力。 焊接應(yīng)力在結(jié)構(gòu)內(nèi)部如果不能有效釋放掉就會(huì)使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生局部和整體變形， 最后會(huì)造成結(jié)構(gòu)精度不合要求、 結(jié)構(gòu)失穩(wěn)、 強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求等嚴(yán)重后果，給下一階段的各工種帶來(lái)裝配精度問(wèn)題，如導(dǎo)致拉中數(shù)據(jù)誤差偏大、結(jié)構(gòu)局部振動(dòng)，管電放樣不準(zhǔn)確等一系列問(wèn)題。由于船舶采用大量鋼板矯平工藝，下面以船舶矯平為基礎(chǔ)進(jìn)行研究。

船舶鋼板矯平需求

船舶是一種復(fù)雜的水上鋼結(jié)構(gòu),其主體也就是船體則是由數(shù)量龐大的板架互相連接支持構(gòu)成。作為復(fù)雜的水上焊接鋼結(jié)構(gòu),船舶有其自身的一些特點(diǎn)。船體零部件數(shù)量巨大,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,所以其鋼材加工量和焊接工作量很大,僅焊接工時(shí)就大約占整個(gè)船體建造總工時(shí)的一。船體建造就是從零件到部件,由零部件組裝成分段和總段,再到大型立體分段,并較終在船臺(tái)或船塢上合攏組裝成一個(gè)整體的過(guò)程。在此過(guò)程中,平面分段由于其制作裝配工藝較易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化自動(dòng)化,因此在得到大多船廠的支持與偏好。絕大部分船廠往往將船體劃分為若干平面分段,先組裝平面分段,再由平面分段組裝成立體分段上船臺(tái)合攏,或者以平面分段形式直接上船臺(tái)合攏。據(jù)統(tǒng)計(jì),某些大型船舶的平面分段占全船鋼材重量的百分比較高達(dá)55%。平面分段裝配的一般程序是板材的拼裝與焊接、劃線、安裝扶強(qiáng)材、焊接安裝析材、焊接、*二次劃線余量切割安裝加強(qiáng)材和吊環(huán)翻身封底焊矯正測(cè)量驗(yàn)收。在此過(guò)程中,每一次的焊接都可能有塑性變形殘留下來(lái),如果這些變形不得到及時(shí)的矯正,就會(huì)影響裝配精度甚至延誤交船,影響船舶安全性。近年來(lái)船舶噸位越來(lái)越高,其平面分段數(shù)量逐漸增多,焊縫總長(zhǎng)度也呈現(xiàn)增長(zhǎng)的趨勢(shì)。由此可見(jiàn),平面分段板單元的焊接質(zhì)量對(duì)船體整體質(zhì)量的影響很大,而焊接變形又是平面分段板單元焊接過(guò)程中普遍存在的現(xiàn)象,變形控制及矯正已經(jīng)引起人們的普遍重視,因此,矯平就成為造船生產(chǎn)中一項(xiàng)不可或缺的工序。

矯平方法

火焰矯正在鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中的應(yīng)用非常廣泛。其原理是采用氣焊焊炬對(duì)工件進(jìn)行局部加熱,該處材料隨即產(chǎn)生的熱膨脹受到工件焊縫外圍材料的制約,從而產(chǎn)生壓縮變形,而當(dāng)冷卻后該處材料又會(huì)發(fā)生收縮,從而抵消了先前的伸長(zhǎng)變形,較終得以矯平工件的焊接殘余變形,其關(guān)鍵技術(shù)是掌握工件加熱后的變形規(guī)律。影響火焰矯正效果的因素主要有加熱形狀、加熱位置、加熱溫度控制等,而這些影響因素很大程度上依賴工人的經(jīng)驗(yàn)以及技術(shù)水平。由此可見(jiàn),火焰矯正是一種經(jīng)驗(yàn)性的加工方法,效率較低,而且在加熱后會(huì)降低鋼材的性能,消耗能源,污染環(huán)境。因此,實(shí)現(xiàn)對(duì)板單元焊接變形的感應(yīng)矯平,改善工作條件,提高工作效率已迫在眉睫。感應(yīng)加熱矯平原理是電流在金屬工件內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生熱量，從而代替?zhèn)鹘y(tǒng)的火焰能量。此次咱們先了解一下圓點(diǎn)加熱矯正法和帶狀加熱矯正法。

圓點(diǎn)矯正法：圓點(diǎn)加熱矯正，一般用在板型結(jié)構(gòu)變形區(qū)域，如上層建筑的圍壁。用氧-乙炔焰炬，在被矯正的部位作圓環(huán)狀游動(dòng)，均勻地加熱使加熱區(qū)域成圓點(diǎn)形（見(jiàn)圖 1），加熱溫度為 780℃～800℃。當(dāng)火圈呈現(xiàn)櫻紅色，立即用木槌或鐵錘敲火圈周圍。隨著火圈顏色的逐漸暗淡，錘擊也漸輕漸緩。




（圖1  圓點(diǎn)加熱矯正）

帶狀加熱矯正法

一般使用在板架凸彎區(qū)域，其加熱區(qū)呈帶狀。帶狀加熱帶的寬度與鋼板厚度有關(guān)，板厚與加熱寬度參考數(shù)據(jù)。帶狀加熱矯正法有四種。a) 線狀加熱法：其加熱帶狀線狀。由于常使用于骨架板的反面“瘦脊”部位，所以也稱背燒法。矯正板的波浪變形和“瘦馬”變形。b) 十字狀加熱法：其加熱線呈十字狀，又稱為松葉。一般用于對(duì)接焊縫變形的矯正。加熱線與焊縫斜交成 35?～45?，長(zhǎng)度在100mm～150mm.矯正 12mm 以下的板使用得較多。c) 格子狀加熱法：其加熱線呈格子狀，又稱綱目燒法。此法使用于大變形的場(chǎng)合，能得到比較均勻的外表，但必須注意切勿矯正過(guò)頭。




（圖2   現(xiàn)場(chǎng)圖片）

總結(jié)

 綜上所述,船舶建造過(guò)程中船體結(jié)構(gòu)經(jīng)常會(huì)因各種因素產(chǎn)生變形,如焊接、吊裝、運(yùn)輸?shù)纫蛩匾鹱冃问遣豢杀苊獾?span>,不論何種變形都只能采取有效的方法和措施控制,對(duì)**出公差要求的變形進(jìn)行矯正,采用感應(yīng)加熱的方法等新工藝新方法加以矯正,從而保證船體強(qiáng)度和使用性能,同時(shí)又滿足經(jīng)濟(jì)性能要求。


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