焊接变形矫正技术

尽管焊接结构在焊接的过程中采取了一些防止变形的措施，但在焊后仍会出现焊接变形。如果焊件产生了超出技术要求所允许的变形时，就必须给予矫正。常用的矫正方法有两种，即机械矫正法和火焰矫正法。各种矫正方法就其本质来说，都是设法造成新的变形去抵消已经产生的焊接变形。

一、机械矫正法

机械矫正法是利用机械力的作用来矫正变形。可采用辊床、液压压力机、矫直机和锤击方法等。

图5-26 机械矫正法

1—压头 2—支承

机械矫正的基本原理是将焊件变形后尺寸缩短的部分加以延伸，并使之与尺寸较长的部分相适应，恢复到所要求的形状，因此只有对塑性材料才能适用。图5-26为利用机械矫正法矫正弯曲变形的实例。对于薄板波浪形变形，主要是由于焊缝区的纵向收缩所致，因而沿焊缝进行锻打，使焊缝得到延伸即可达到消除薄板焊后波浪变形的目的。

二、火焰矫正法

火焰矫正法是利用气焊火焰在焊件适当的部位加热，利用金属局部的收缩所引起的新变形去矫正各种已产生的焊接变形，从而达到使焊件恢复正确形状、尺寸的目的。

火焰矫正法主要用于低碳钢和低合金钢，一般加热温度在600～800℃，不应超过850℃，但温度太低时矫正的效果不显著。气焊火焰一般采用中性焰。一般来说火焰矫正的效果与工件加热后的冷却速度关系不大，但增大冷却速度，会使金属变脆，并可能引起裂缝。火焰矫正常用于薄板结构的变形矫正，关键在于选择加热位置和加热范围。常用的加热方式有点状、线状和三角形加热三种。

1.点状加热

为了消除板结构的波浪变形，可在凹陷或凸出部位的四周加热几个点，如图5-27所示。加热处的金属受热膨胀，但周围冷金属阻止其膨胀，加热点的金属便产生塑性变形；然后在冷却过程中，在加热处的金属体积收缩，将相邻的冷金属拉紧，这样凹凸部位周围各加热点的收缩就能将波浪形拉平。加热点的大小和数量取决于板厚和变形的大小。板厚时，加热点的直径要大些；板薄时，要小些，但不应小于15mm。变形量大时，点距要小些，一般在50～100mm范围内。

2.线状加热

加热火焰做直线运动，或者同时做横向摆动，从而形成一个加热带。线状加热主要用于矫正角变形和弯曲变形。首先找出凸起的最高处，用火焰进行线状加热，加热深度不超过板厚的2／3，使钢板在横向产生不均匀的收缩，从而消除角变形和弯曲变形。

图5-28所示为均匀弯曲厚钢板线状加热矫正实例。在最高处进行线状加热时，加热温度为500～600℃。第一次加热未能完全矫平时，可再加热，直到矫平为止。对于直径和圆度都有严格要求的厚壁圆筒，矫正方法是在平台上用木块将圆筒垫平竖放。先矫正圆筒的周长，当周长过大时，用两个气焊火焰同时在筒体内、外沿纵缝进行线状加热，每加热一次，周长可缩短1～2mm。矫正椭圆度时，先用样板检查，如圆筒外凸，则沿该处外壁进行线状加热，若一次不行，可再次加热，直至矫圆为止。如圆筒弧度不够，则沿该处内壁加热。如图5-29为厚壁圆筒火焰矫正时的加热位置。

图5-27 点状加热(www.xing528.com)

图5-28 均匀弯曲厚钢板线状加热矫正法

图5-29 厚壁圆筒矫圆

图5-30 三角形加热法矫正T形梁的弯曲

3.三角形加热

是指加热区呈三角形，利用其横向宽度不同产生收缩不同的特点矫正变形。三角形加热常用于矫正厚度较大、刚性较大的构件的弯曲变形，可用多个气焊火焰同时进行加热。如T形梁由于焊缝不对称产生弯曲时，可在腹板外缘处进行三角形加热，如图5-30所示。若第一次加热还有上拱，则进行第二次加热，第二次加热应选在第一次加热区之间。

火焰矫正是一项技术性很强的操作，要根据结构特点和矫正变形的情况，确定加热方式和加热位置，并要目测控制加热区的温度，才能获得较好的矫正效果。

三、强电磁脉冲矫正法

强电磁脉冲矫正法又称为电磁锤法。其过程如下：把一个绝缘的圆盘形线圈（电磁锤）放置于待矫正处，如图5-31所示，从已充电的高压电容向线圈放电，于是在线圈与工件的间隙中出现一个很强的脉冲电磁场。由此产生一个比较均匀的压力脉冲，使该处产生反向变形。

强电磁脉冲矫正法适用于导电系数高的材料（如铝、铜等）板壳结构的矫形。对导电系数低的材料则需在工件与电磁锤之间放置铝或铜质薄板。强电磁脉冲矫正法的优点是：工件表面没有锤击的锤痕；矫正所需的能量可精确控制，从而达到精确控制矫正形状的目的；无须挥动锤头，可以在比较窄小的空间内工作。

图5-31 电磁锤工作原理示意图

T₁—调压器 T₂—高压变压器 V—整流元件 R—限流元件 C—贮能电容器 G—隔离间隙 L—矫形线圈 L₀—传输电缆