水火弯板及火工矫正工艺

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为了避免被矫正的板出现尖锐锤痕，其槌击面应成圆弧形。 对于厚板，为了减小锤击伤痕，最好垫以平锤用大锤间接 锤击。对接焊缝位置的矫正，则应垫以槽形平锤进行锤击。 圆点的大小，应与被矫正板的厚度相适应，板越厚，火圈 越大；板越薄，火圈越小。若火圈过大，则受热区域会丧 失稳定性，而形成新的变形；若火圈过小，则会由于周围 过大的刚性而产生很大的局部平面应力，甚至可能发生龟 裂。火圈的密度，不仅与被矫正板的厚度有关，而且与被 矫正板的弯曲绕度有关，即绕度越大，火圈的密度越大； 绕度越小，火圈密度越小。火圈大小及其间距，可由经验 公式来表示： D＝8t+10 A=D+150-4


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7.2纵横交叉构架的平面分段的变形矫正：
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在构架背面进行带状加热，加热位置在构架板波浪形凹陷 处，离焊缝根部5mm左右。 矫正顺序应间隔一个板格进行，如图14所示1，2，3·· ·顺 序。这样，在被矫正之间的凹凸度会因两毗邻的板格矫正 产生的收缩而拉平。 对于板厚为2～3mm的板加热温度为600～700℃，加热宽 度为10～20mm。对于板厚为4～6mm的板加热温度可达 800～900℃，加热带宽度为15～20mm。 若经上述矫正后仍有变形，可在波浪变形凸出一侧进行加 热矫正，应距构架约100～150mm。 加热后即用木槌或铁锤敲击加热带周围，然后再锤击加热 处，锤击点应与加热嘴相距300mm。这样当凸面矫正了， 凹面变形也会减少。 如果凸弯绕度很大，则应采用封闭环行的带状加热。
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3.2.3格子状加热法 其加热区呈格子形，又称纲目烧法，此法使用于大变形的 场合下，能得到较均匀的外表，但必须注意切勿矫正过大。 3.2.4放射形加热法 其加热区呈放射形，此方法是使用于凸变形，由变形凸部 中心向四周进行短线加热，加热长度为100~150mm。
D—火圈直径（mm） t—被矫正板的厚度（mm） a—火圈之间距（mm） f—板的弯曲绕度（mm）
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根据火圈的排列分为圆周式圆点火圈和梅花式圆点火圈。 圆周式圆点火圈的排列和加热矫正顺序如下图1所示。如 果不能达到预计的效果，则可补加圆点。梅花式火圈的排 列和矫正顺序如下图2所示。火圈的大小及在垂直轴和水 平轴的排列间距见下表二。
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当面板弯曲外凸的一边用三角形加热时，应从面板宽度 1/2处开始，加热线宽度为20～30mm，三角形顶角角度 为30°，三角形底边总是朝向弯曲凸出的一边，间距为 500～600mm。 在进行矫正时应注意： 必须将板在厚度方向充分加热，以避免产生纵向弯曲和面 板的波浪变形。 矫正的程序应从弯曲的端部开始。 如果弯曲变形大，可沿矫正方向施加外力以保证效果。 冷却水应稍后一些进行。 如果梁的腹板较厚，则在腹板上进行带状加热，位置与面 板上的三角形加热位置相对应；如果腹板较薄则腹板上不 需要加热。
400 350 300
200 175 150
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3.2带状加热矫正法： 带状加热矫正法一般使用在板架凸弯区域，其加区呈带状。 此种矫正法的优点是用极少的加热面积能获得与圆点加热 同样的矫形效果。一般带形加热的面积大约为凸弯变形部 分总面积的12%左右。带状加热的宽度与钢板的厚度有关， 矫正薄板时加热带的宽度过大，则易产生加热带板材的表 面失稳起皱现象，影响外观质量，矫正厚板时加热带宽度 过小，是施加板材的热量不足，矫正的效果不佳，因此应 合理选择加热宽度。板厚与加热宽度的关系见下表三所示。
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4、变形矫正的冷却方法： 变形矫正的冷却方法分为空冷与水冷。 空冷：是指经加热后的构件加热区在空气中自然冷却。 这种冷却速度较慢，仅适用于某些特殊要求的钢材或冬 季施工时使用。 水冷：是指对经加热后的构件加热区立即浇注冷水进行 冷却的方法，这种冷却方法能加速冷却速度提高矫正效 率。水冷又可分为正面浇水和背面浇水（一般适用于薄 板的矫正）两种。采取水冷法必须注意以下几点要求： 必须明确被矫正的材料是否允许用水冷却方法。对于一 般船用低碳钢及高强度低合金钢，如16Mn、901、902 等可用水冷。
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3、变形的矫正方法： 3.1圆点加热矫正法： 圆点加热矫正一般用在板型结构变形区域，如上层建筑 围壁的鼓凸变形。用氧一乙炔炬在被矫正的部位作环状 游动，均匀地加热，使加热区成圆点形，加热温度为 780～900℃。当火圈呈樱红色时，立即用木槌或铁锤敲 火圈周围。若是薄板，其背面应撑以铁垫，以防止火圈 区域急剧皱折。随着火圈颜色的逐渐暗淡，锤击中心也 逐渐由火圈外围移至火圈区域，直到火圈成黑色，温度 为200～350℃，即停止锤击。在该温度范围内，钢材处 于蓝脆区，锤击易产生裂纹。待冷却至10～15℃时（用 手触摸无烫感），复行锤击。厚度在6mm以下的板多用 木槌，6mm以上的板和骨架多用铁槌。
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适用范围： 1、船体构件焊接变形的矫正及构件的成型加工。 2、水火弯板及火工矫正的主要工艺要求： 2.1进行线加热以前，应根据构件的成形要求， 在钢板上预先定出加热线的位置，以便加热时 正确掌握。加热线的起点不宜在一条直线上， 应相互错开。 2.2应根据构件成形要求，选择合理的加热参数。 过高的温度对质量和成形效果均无好处，应尽 量避免。常见的水火弯板工艺参数见下表一。
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6.2 T形梁纵向弯曲变形的矫正： T形梁纵向弯曲有两种情况，矫正方法如下： 腹板向外凸弯曲变形： 腹板向外弯曲变形如图9所示，其矫正方法是应从腹板 （2/3）h处开始，由里向外用三角形法加热，矫正顺序从 弯曲变形少的地方开始，冷却水稍后进行。如果具有焊接 肘板的T形梁，则三角形加热的位置应分布在肘板装焊的 位置之上。见下图10。
表三 板厚与加热带宽度的参考数据 单位：mm
钢板厚度 加热带宽度
2 10~15
3 15~20
4 15~20
5 20~25
6 25~30
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带状加热又分为四种： 3.2.1线状加热法： 其加热形式呈线状，如图3所示。由于常用骨架板的反面 “瘦脊”部位，所以也称为背烧法。对矫正板的波浪变形 和“瘦马”变形起到不可忽视的作用。 3.2.2十字加热法： 其加热区呈十字形，又称为“松烧法”，一般用于对接焊 缝变形的矫平。这种加热法的条形与焊缝斜交成35℃～ 45℃，加热长度在100～150mm之间。常用于矫正厚度为 12mm以下的板。其优点是各个方向的收缩力能均匀地得 到矫正。
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表二 梅花式圆点火圈的排列间距表 火圈间距 火圈直径 凸弯绕度 垂直轴间距a 垂直轴间距b 30~40
5~10 11~15 16~20 21~25 350 300 250 2000 170 150 125 100
被矫正钢板 厚度
2~3
4~6
40~50
5~10 11~15 16~20
90~120 7~20
100~120
130~150 4~40
加热深度（mm）
加热宽度（mm） 氧气压力（kg/cm2） 乙炔压力（ kg/cm2 ） 焰心距板面（mm） 2~3
（0.6~0.8）t
12~15 3~4 0.4~0.8 2~3
t—板厚
5~7
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2.3形状左右对称的构件，对称轴两侧的加热线的 数量、位置和长度应一致，操作也必须对称进行。 2.4应尽量避免在同一部位重复加热过多，对低合 金钢更应严格控制。一般情况下重复加热次数不 应超过3次，否则不仅影响成形效果，还会降低钢 材的机械性能。 2.5新钢种的水火弯板和火工矫正，须经试验鉴定 后方可进行。
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若第一次矫正后未达到效果，则进行第二次封闭环行矫正。 第二次与第一次加热带纵横间距为80～100mm。
项 目
加热嘴号码
火焰性质（氧炔比） 加热温度（℃）
t＜3
1
t=3~5
2
t=6~12
t＞12
4
750~850
2、3 1.0~1.2
750~800
＜600
30~50
50~70 20~30
650~700
最小水火矩 低碳钢 （mm） 低合金钢
加热速度（mm/s）
50~70
70~90 10~25
70~100

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必须了解周围环境情况，水冷时是否会损坏其它构件或电 器设备，排水条件是否完备等。 浇水时由于水沫飞溅，容易堵塞火焰嘴，应细心调整水的 流量、浇水龙头与火焰嘴的距离。 必须严格按照工艺规程进行水冷，特别是高强度合金钢。 5、矫正的注意事项： 加热温度不得超过900℃，为了矫正效果得到提高，可调 整加热带的宽度而不能提高加热温度。 尽量避免在同一点上再次加热。因此，在矫正前要进行慎 重考虑，仔细分析定出理想的施工方案。 避免在结构突变处进行火工矫正。 分段矫正时，首先应矫正刚性大的结构。 矫正板架时，应先矫正构架后矫正板材。
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平面分段变形的矫正： 7.1薄板单向构件平面分段的变形矫正： 薄板单向构件平面分段的变形一般呈波浪形如图12，其 矫正步骤如下： 在构件背面采用线状加热法加热，加热位置应在板波浪 变形凹陷处，离焊缝根部约5mm。 加热顺序见图12中的数字。 如经线状加热后仍有残余变形，可在构架变形的凸面上 进行矫正。加热位置应距构架100～150mm。 当凸弯面较大时，则采用加热量不同的曲线带状加热， 如图13。
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6.3双向弯曲变形构件的矫正： 具有纵横双向弯曲变形的构件，一般是非对称截面的构件， 如L形钢、槽钢等，其矫正是采用上述两种方法分别进行 的。T形构件也会产生双向弯曲变形，但在一般情况下应 矫正横向弯曲变形后再矫正纵向弯曲变形。因为如果先矫 正纵向弯曲变形后再矫正横向弯曲变形，横向弯曲变形的 矫正仍会引起纵向弯曲变形，导致重复进行纵向弯曲变形 的矫正。 6.4 T形面板角变形的矫正： T形梁面板变形通常有两种：一种是单纯由焊接收缩而产 生的，另一种是由于焊接程序不合理或装配不当产生。对 于第一种情况角变形的矫正一般与“瘦马”变形矫正方法 相同，第二种情况，在此不作讨论。
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3.3三角形加热矫正法： 三角形加热矫正法其加热区呈三角形，又称楔形加热法。 其目的是为了增加加热面积、加热深度、提高收缩作用。 一般用于矫正焊接组合件，如T型、I型、L型截面等刚性 较强的焊接结构以及骨架分段的自由边缘的变形。其加热 位置总是在构件弯曲凸起的一面，其加热范围在构件中和 轴的一侧。对构件的矫正通常是在平板矫正以前进行。三 角形加热法矫正的加热线走向详见下图7。
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腹板向内凹的弯曲变形： 其矫正方法应从腹板h/2处开始，由外向内用三角形加热 法进行矫正。冷却水稍后进行，接着用带状加热面板，带 状间应相互平行，带状宽度为30～40mm，间距为500～ 600mm。加热线的宽度与面板有关，加热线的间距与弯 曲绕度，构件断面模数及矫正效果有关。其关系以下面的 公式表示： B＝2S A＝（30～40）B 式中 B————带状加热线宽度 S————平板厚度 A————带状加热线间距
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构件矫正时，应对称进行，以避免引起总的变形。 矫正厚板时，因所需热量较大，火焰宜采用中性焰。加 热时，要将割炬不断游动以避免表面熔化烧结（氧化、 脱碳） 当矫正薄板时，可采用氧化焰并作快速移动。 对不锈钢、合金钢等不宜采用氧化火焰。 6、T形构件变形的矫正： T形构件焊接后往往会发生纵向弯曲变形，横行弯曲变形 和面板角变 6.1 1T形梁横向弯曲变形的矫正： T形梁横向弯曲变形的矫正，一般先对腹板进行线装加热， 然后对面板进行三角形加热，如下图8所示。