摘要： 工字鋼在焊接過程中易產(chǎn)生彎曲、角變形、扭曲等變形問題，影響其性能和應(yīng)用。本文深入探討工字鋼焊接變形的常見矯正方法，包括火焰矯正法、機(jī)械矯正法及綜合矯正法，詳細(xì)闡述各方法的操作要點(diǎn)、適用場(chǎng)景及注意事項(xiàng)，旨在為工程實(shí)踐提供技術(shù)指導(dǎo)，確保工字鋼質(zhì)量。

一、引言

工字鋼是工程建設(shè)中的關(guān)鍵材料，具有強(qiáng)度高、重量輕等優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于建筑、橋梁等領(lǐng)域。然而，焊接作為工字鋼加工的關(guān)鍵工序，常導(dǎo)致變形問題，這不僅影響工字鋼的外觀和尺寸精度，還會(huì)降低其承載能力，進(jìn)而威脅整個(gè)結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。因此，掌握焊接變形矯正方法對(duì)于提高工字鋼質(zhì)量和工程安全性至關(guān)重要。

二、工字鋼焊接變形的常見類型

1. 彎曲變形 ：因焊接熱輸入不均、順序不合理，工字鋼沿縱向或橫向彎曲。

2. 角變形 ：焊縫收縮使工字鋼翼緣板與腹板間產(chǎn)生角度偏差。

3. 扭曲變形 ：焊接熱輸入不對(duì)稱或順序不當(dāng)，致工字鋼軸線扭曲。

4. 波浪變形 ：多層焊接或焊厚板時(shí)，層間溫控不當(dāng)或參數(shù)不合理，使工字鋼表面現(xiàn)波浪起伏。

三、工字鋼焊接變形的矯正方法

（一）火焰矯正法

火焰矯正法利用火焰局部加熱工字鋼，使其產(chǎn)生新變形以抵消原焊接變形，原理是鋼材加熱膨脹冷卻收縮。操作方法如下：

• 線狀加熱法 ：沿變形方向直線加熱，適用于彎曲變形。多條平行直線加熱則為鏈?zhǔn)街本€加熱，可擴(kuò)大加熱范圍，增強(qiáng)矯正效果。如工字鋼翼緣板彎曲時(shí)，在其凹面沿縱向直線加熱，使鋼材收縮實(shí)現(xiàn)矯正 。

• 點(diǎn)狀加熱法 ：在變形部位點(diǎn)狀加熱，適用于局部凹陷或小范圍變形。多個(gè)點(diǎn)狀加熱可按變形形狀和程度排列，如三角形、矩形，矯正較大范圍變形。

• 三角形加熱法 ：在變形角部附近小三角形加熱，適用于角變形矯正。嚴(yán)重角變形或彎曲變形采用大三角形加熱，擴(kuò)大加熱范圍。

• 操作時(shí)需注意：加熱溫度低碳鋼不超 800℃，測(cè)溫儀器或觀察鋼材顏色輔助判斷溫度；加熱區(qū)避開工字鋼應(yīng)力集中區(qū)；冷卻方式分自然冷卻和水冷卻，水冷卻適用于大變形矯正，淬火硬度高鋼材禁用水冷卻，防裂紋。

（二）機(jī)械矯正法

機(jī)械矯正法利用機(jī)械設(shè)備對(duì)工字鋼施加外力矯正變形，常見方法包括：

• 壓力機(jī)矯正 ：將工字鋼放壓力機(jī)工作臺(tái)，選合適模具或墊塊，壓力機(jī)上?；驂侯^施壓矯正變形，適較大彎曲、扭曲變形矯正，矯正效果好，但設(shè)備投資大、需要工作人員操作。

• 千斤頂矯正 ：利用千斤頂頂升力或拉力矯正變形。彎曲變形時(shí)，凹面放支撐，千斤頂頂起凸面使工字鋼恢復(fù)平直。操作簡(jiǎn)便、成本低，適中小型工字鋼矯正，大變形需多次操作。

• 手錘敲擊矯正 ：在變形部位放軟金屬墊塊，手工錘敲擊墊塊，使鋼材局部塑性變形矯正。適用于輕度變形矯正，操作簡(jiǎn)單，但力度和頻率需控制，防表面損傷。

• 輥壓矯正 ：對(duì)波浪變形或輕微彎曲變形工字鋼，通過軋輥擠壓產(chǎn)生反向彎曲變形矯正。效率高，適批量生產(chǎn)矯正，需用設(shè)備且對(duì)工字鋼尺寸精度要求高。

機(jī)械矯正法優(yōu)點(diǎn)是矯正效果穩(wěn)定可控，不損害材質(zhì)。但要避免過度矯正產(chǎn)生新應(yīng)力集中和變形，操作人員需具備經(jīng)驗(yàn)和技能。

（三）綜合矯正法

對(duì)復(fù)雜焊接變形，可采用綜合矯正法，即火焰矯正與機(jī)械矯正結(jié)合。先火焰加熱使工字鋼局部塑性變形，再用機(jī)械力矯正，冷卻時(shí)保持機(jī)械力，鞏固矯正效果。此法融合兩者優(yōu)勢(shì)，提升矯正效率和質(zhì)量，但操作復(fù)雜，需高水平技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。

四、預(yù)防工字鋼焊接變形的措施

1. 合理設(shè)計(jì)焊縫 ：減少焊縫數(shù)量長(zhǎng)度，優(yōu)化布置，使焊縫對(duì)稱分布或靠近中和軸，減小焊接應(yīng)力和變形。

2. 選合適焊接方法和參數(shù) ：依工字鋼材質(zhì)、厚度等選焊接方法，合理調(diào)焊接參數(shù)，控制熱輸入，防過大熱輸入致變形。

3. 采用預(yù)變形和反變形技術(shù) ：焊前依結(jié)構(gòu)和工藝對(duì)工字鋼預(yù)變形或反變形，抵消焊接變形。

4. 加強(qiáng)剛性固定 ：焊前加強(qiáng)工字鋼剛性固定，減少焊接自由度，降低變形。焊后去除夾具支撐并退火消除殘余應(yīng)力。

5. 控制焊接順序 ：合理安排焊接順序，采用對(duì)稱焊接等，使熱輸入應(yīng)力均勻分布，減少焊接變形。

五、結(jié)論

工字鋼焊接變形矯正方法主要有火焰矯正法、機(jī)械矯正法和綜合矯正法?；鹧娉C正法操作難度大，需嚴(yán)格控制加熱溫度和冷卻速度；機(jī)械矯正法矯正效果穩(wěn)定，對(duì)設(shè)備和人員要求高；綜合矯正法矯正效率質(zhì)量高，操作復(fù)雜。實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)依變形類型、程度、設(shè)備條件等選擇合適矯正方法或多種方法結(jié)合。同時(shí)，采取預(yù)防措施減少焊接變形，對(duì)提高工字鋼制造質(zhì)量和生產(chǎn)效率意義重大。