2.4 火焰矫正
热矫正时, 在金属材料里头, 利用氧乙炔焰来做火焰矫正, 这方法在众多矫正手段里应用可算特别广泛的了。火焰矫正, 它不光用在准备材料的工作那儿, 并且还能够施展于矫正制造结构进程里出现的变形情况上。火焰矫正因它自身是具备方便又灵活以及成本低廉这些特性的, 故而它应用的范围相对就比较宽广了。
对于金属材料而言, 它们都具备热胀冷缩这样的物理特性, 当对其进行局部加热的操作时, 被加热的那部分材料会因受热而出现膨胀的情况, 然而呢, 因为周围材料的温度是比较低的, 所以这种膨胀就受到了阻碍。在这时候, 加热处的金属就会受到压缩应力。当加热的温度处于600～700℃这个范围时, 压缩应力会超过材料在该温度那个瞬间的屈服强度, 进而产生压缩塑性变形。等到停止加热之后, 金属开始冷却收缩, 并由此导致加热处金属纤维相较于原先的长度来说有所变短了, 这样最终就产生了新的变形。火焰矫正恰恰就是利用金属处于局部受热状态之后所引发的新的变形来矫正原先存在那部分变形的。所以呢, 知晓火焰在局部受热状况下所引发的变形规律, 这乃是把控火焰矫正这件事情的要点所在。
在图2-51里呈现的是, 钢板、角钢、丁字钢于加热时以及加热之后的变形情形, 图2-51当中的三角形明确为加热区域, 鉴于受热部位的金属纤维在冷却后会产生收缩, 故而型钢朝着加热的那一侧出现弯曲变形。
图2-51 型钢加热过程中的变形
a）、b）钢板 c）角钢 d）丁字钢
火焰矫正之际, 一定要让经加热后涌现的变形, 跟原来那变了形的方向是相反的, 如此这般, 才能够去把原本的变形给抵消掉, 进而达成矫正的目的哟。
进行火焰矫正加热时所使用的热源, 一般来讲是采用氧乙炔焰, 之所以如此, 是由于氧乙炔焰具备温度高的特性, 并且其加热速度快。
2.4.1 火焰矫正的操作方法
火焰矫正是一种手工操作, 要依靠根据工件变形情况, 针对火焰加热的部位、时间以及温度等进行把控, 才能够获取较好的矫正效果, 从而不同的加热位置可矫正不同方向的变形；加热位置应当选在金属纤维较长的部位, 也就是材料产生弯曲变形外侧的地方；另外, 被加热工件上加热区域的形状, 对工件矫正变形方向以及变形量都有着较大影响；被矫正工件上穿过加热区纤维长度相差最大该工件弯曲变形最大的方向, 其变形量与穿过加热区的长度差成正比；穿过加热区纤维长度相差最大的方向对该工件整个矫正表现作用十分关键, 其影响涉及矫正表现效果的多个方面, 要综合考虑多种因素仔细权衡。借助不一样的火焰热量施予加热行为, 能够获取各异的矫正变形的能力。要是火焰的热量处于不足的状况, 那么就会致使加热时间被延长, 进而使得受热的范围得以扩大, 如此一来平行纤维之间的变形差就会变小, 基于这样的情形就不容易被矫平了。所以说, 加热的速度越快, 并且热量越集中, 那么矫正的能力就会越强, 同时矫正变形量也会越大。
对于低碳钢以及普通低合金钢进行火焰矫正之时, 常常会采用处于600至800℃这个范围的加热温度。一般来讲, 加热温度是不适合超过850℃的, 如此一来, 以便避免金属在加热的期间出现过热的状况, 然而, 加热温度同样是不可以过低的, 这是由于当温度过低的时候, 矫正的效率是不高的。加热温度的高或者低, 在生产的过程当中是能够依照钢材受热表面的颜色来大概加以判断的, 其准确的程度是与经验存在关联的, 具体情况可见表2-12。
表2-12 钢材表面颜色与相应温度（暗处观察）
在变形的工件的表面的上面, 进行加热的方式, 存在点状加热, 存在线状加热, 还存在三角形加热, 这三种。
我们所说的点状加热, 这个加热的区域是呈一定直径的圆状区域的点, 这就是点状加热的定义。然后, 要依据钢材的变形情况, 来确定加热点分布形状以及加热点的数量。其中, 但多点加热常用梅花式, 就像图2 – 52a所展示的那样。对于各点直径d而言, 在对厚板加热的时候, 这个直径要适当大一些, 而对于薄板加热时, 直径则要小一些 , 并且一般来说, 这个直径不应小于15mm。
越大的变形量, 点和点之间的距离a 就应当越小, 其范围一般是50至100mm。
热的时候, 火焰朝着直线方向去移动, 或者, 与此同时呢, 在宽度的方向, 会做出一定的横向摆动, 这就把它称作线状加热, 它囊括直通加热、链状加热以及带状加热这三种情况（可以去看一下图2-52b）。加热线的横向收缩, 通常来讲是要大于纵向收缩的, 它的收缩量, 会跟着加热线宽度的增长而增长, 加热线的宽度, 一般是钢材厚度的0.5至2倍。线状加热一般是应用于变形比较大的结构的。
名为三角形加热的, 是加热区域呈三角形的那种（见图2 – 52c）。因为加热面积比较大, 所以收缩量跟着也大, 又因为沿三角形高度方向的加热宽度不一样, 所以收缩量也不相同, 进而矫正的弯曲变形量也大, 常在刚度大且变形量大的构件弯曲变形矫正中使用。
图2-52 加热方式
a）点状加热 b）线状加热 c）三角形加热
表2-13给出了常见钢材乙炔火焰矫正的方法。
表2-13 常见钢材的乙炔火焰矫正方法
（续）
2.4.2 火焰矫正操作注意事项
火焰矫正操作时，应注意以下事项：
1）要让加热速度快起来, 热量得集中, 要尽可能缩小加热区外面的受热范围, 如此能够提高矫正效果, 在局部获取较大的收缩量。在针对较大变形区域进行矫正之时, 不管采取多点还是多线的加热方式, 加热区域不准重合, 不然会损害工件材质。矫正之前得依据变形区域的大小以及变形的程度划分好分批次加热的点、线以及它们运行的方向。同一批次里面的各点、线要在全区范围内呈现等距、对称、跳跃式分布。整个加热过程需分批次开展, 一旦某一批次达成矫正要求, 便无需再进行下一批次加热。无总体安排的矫正过程被禁止, 如此既能确保矫正效果, 又可避免加热区域出现重合现象。每一批次的加热点、线位置的先后顺序得从变形区域边缘起始, 在变形区域中部过度集中加热是被禁止的, 不然会致使变形区域产生过度变形, 并且会因该区域材质因素, 给后续矫正带来困难。
2）于实际的矫正工作当中, 常常会在加热完之后, 借助水去急速冷却那些加热的区域, 以此来促进金属快速收缩, 进而提升矫正的效率, 跟单纯的火焰矫正相比较而言, 功效能够提升3倍还要多, 这样的一种方法又被称作水火矫正法。水火矫正法存在一定的局限性, 在矫正厚度是2mm的低碳钢板之际, 加热的温度通常不会超过600℃ , 这个时候水火之间的距离应当靠得相对近些。在矫正厚度为4～6mm钢板的时候, 加热温度要取600～800℃ , 水火之间的距离是25～30mm。对于8mm以上厚度钢板矫正, 鉴于水冷会产生很大应力, 故而一般不考虑运用水冷方式。对于有淬硬趋向的（像普通低合金钢板这类）材料的钢板矫正, 水火间距得拉大些。像中、高碳钢或者合金钢这类淬硬趋向大的材料, 不能用水火矫正法, 只能通过一定程度空气冷却来增大其变形程度。对钢板做弯曲矫正时, 加热深度要把控在板厚的1/4至1/3范围内, 不宜过深, 不然将严重影响火焰矫正效果。
火焰矫正, 是一种矫正效果较显著的方法, 然而, 其控制变形量的能力较差, 特别是对于对火焰矫正效果特别敏感的工件, 像细长件的矫直矫正, 以及薄板件的矫平矫正等产品。所以, 针对变形量较大的这类工件开展矫正时, 火焰矫正仅能当作粗矫的办法, 与之配合的应当是后续的机械矫正；对于变形量较小且要求更高的这类工件进行矫正时, 绝不能采用火焰矫正, 不然会致使新的甚至更大的变形出现。
3）为了提速加热区收缩, 有时常常辅助以锤击, 然而要使用木锤或者铜锤, 绝对不可以用铁锤。
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