鍍件防止變形的要求
鋼結(jié)構(gòu)件浸入鍍鋅槽中后,將被逐漸加熱到鍍鋅溫度(一般為450℃) 鋼結(jié)構(gòu)件的加熱速度取決于構(gòu)件厚度、構(gòu)件的總質(zhì)量以及構(gòu)件的尺寸大小。
鋼構(gòu)件被加熱到熱鍍鋅溫度,鋼的冶金學微觀組織沒有什么變化,但屈服強。度大約降低50%。鍍鋅時構(gòu)件相鄰部分進入鋅液的時間不同,這兩部分鋼分別處于一不同的溫度下,產(chǎn)生的熱膨脹彼此之間不一致,將產(chǎn)生熱內(nèi)應(yīng)力;當相鄰部分的厚度差別增大,熱內(nèi)應(yīng)力也會增大。在熱內(nèi)應(yīng)力的作用下,剛度較小的區(qū)域受剛度較大的區(qū)域約束而會產(chǎn)生塑性變形。焊接、冷作成形等加工過程中,在構(gòu)件上產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力殘留下來后,與熱內(nèi)應(yīng)力疊加,也會加劇構(gòu)件在熱鍍鋅時的塑性變形。
設(shè)計、制作和鍍鋅三方之間有責任進括密切合作,共同采取有效措施以減小或消除熱鍍鋅變形。圖中所示為3mm厚平臺花紋鋼板由于不適當?shù)蒯娪昧撕附雍鬅徨冧\工藝安排所造成的波浪形變形。如果該構(gòu)件分割為多個部 件,各個部件分別熱鍍鋅后再用緊固件連接起來,將會顯著減小變形。
圖:花紋鋼板焊接構(gòu)件熱鍍鋅后的變形
合理設(shè)計結(jié)構(gòu)和采用合適的加工工藝、熱鍍鋅工藝,對防止構(gòu)件熱鍍鋅變形是非常重要的。為防止變形,設(shè)計時應(yīng)遵循如下基本規(guī)則:
【1】構(gòu)件的各部分厚度應(yīng)盡量均勻;除非構(gòu)件中薄壁連接部分尺寸很短,否則應(yīng)避免相鄰部分的厚度差異過大。
【2】焊接和裝配技術(shù)應(yīng)確保構(gòu)件(或部件)的內(nèi)應(yīng)力很小。
【3】確保排氣和進排液順暢,使構(gòu)件能夠盡可能快地浸入鋅液中和從鋅液中提出,以減少構(gòu)件各部分之間的溫差,減小滯留鋅液附加重量對變形的影響。
【4】確保構(gòu)件的設(shè)計結(jié)構(gòu)在鋼的屈服強度下降50%的情況下,仍能支持自身重量而不產(chǎn)生塑性變形;否則應(yīng)考慮增加工藝支撐,增加構(gòu)件剛度。
【5】避免使用大面積的薄平板(厚度在8mm以下)
【6】用剪板機剪裁鋼板,不但在尺寸控制上比用氧氣切割鋼板好,而且板的變形也較小,生產(chǎn)工藝中可推薦使用。
在熱鍍鋅過程中,為了防止鍍鋅構(gòu)件變形,應(yīng)遵守如下基本規(guī)則:
【1】構(gòu)件要盡可能快地平穩(wěn)浸入鋅液中。
【2】構(gòu)件與鋅液液面的接觸面應(yīng)盡可能小,因為這個面附近構(gòu)件上產(chǎn)生的溫差最大。
【3】構(gòu)件從鍍鋅槽中取出要盡可能快而平穩(wěn)。
【4】空冷時會變形的構(gòu)件冷卻時要維持水平支撐,更不要用水冷卻。
根據(jù)熱鍍鋅構(gòu)件發(fā)生變形的傾向,大致可將其分為以下三類:
【1】低變形傾向的構(gòu)件:熱軋角鋼、槽鋼、工字鋼、圓鋼、鋼管等型鋼制成的部件及構(gòu)件,波紋板、格柵、肋狀板和厚鋼板(厚度大于16mm)制件等。
【2】中變形傾向的構(gòu)件:薄壁卷筒件、薄壁的長管、焊縫分布不對稱及相鄰部分厚度差異大的構(gòu)件、中厚鋼板(8~16mm)件、一些因長度長于鍍鋅槽需分段先后兩次浸鍍的構(gòu)件。
【3】高變形傾向的構(gòu)件:大的薄鋼板件(厚度8mm以下,該厚度值與薄鋼板件的形狀和面積有關(guān)),由花紋板、薄鋼板及型鋼框架組成的平臺,長而截面極不對稱的構(gòu)件等。

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