2.4 火焰矫正
在金属材料热矫正里, 氧乙炔焰的火焰矫正应用最为广泛, 火焰矫正不但用于材料准备工作, 还能用于矫正结构制造过程中的变形, 因火焰矫正方便灵活且成本低廉, 所以其应用颇为广泛。
金属材料具备热胀冷缩这种物理特性, 当进行局部加热之时, 被加热部位的材料会受热而发生膨胀, 然而因为周围材料温度较低, 所以其膨胀受到了阻碍, 在这个时候, 加热处的金属受到压缩应力, 当加热温度处于600至700℃的范围时, 压缩应力超出了材料在该温度下的屈服强度, 进而产生压缩塑性变形。停止加热之后, 金属冷却收缩, 结果是加热处的金属纤维比原先要短, 然后便产生了新的变形。火焰矫正借助的是金属局部受热后所引发的新的变形来矫正原先的变形。故而, 知晓火焰在局部受热状况下所引发的那种变形规律, 乃是把控火焰矫正的要点之所在。
在图2-51里, 呈现出钢板被加热时的种种状况, 还有角钢、丁字钢在加热当中以及加热之后的变形情形, 图2-51那边的三角形它是加热范围, 鉴于受热地方的金属纤维于冷却之后会收缩, 于是型钢是朝着加热那一侧产生弯曲变形。
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, 一定要让加热致使的变形跟原变形方向相反，这般方可抵消原本的变形进而达成矫正之效。
火焰矫正加热之时的热源, 一般来讲是采用氧乙炔焰, 之所以如此呢, 乃是由于氧乙炔焰有温度高这个特点，并且其加热速度还挺迅速的, 故而才会这样选择。
2.4.1 火焰矫正的操作方法
第一句表述为: 火焰矫正是一种手工操作, 要想获得较好的矫正效果, 必须依据工件变形情况, 把控好火焰加热的部位, 又得把握好火焰加热的时间, 还得掌控好火焰加热的温度等。第二句表述为: 不同的加热位置能够矫正不同方向的变形。第三句表述为: 加热位置应选在金属纤维较长的部位, 该部位就是材料产生弯曲变形的外侧那个区域。第四句表述如下: 除有以上加热位置的要求外, 被加热工件上加热区域的形状对工件矫正变形方向有着较大的影响, 同时呢, 又影响着工件矫正变形量。第四句展开表述为: 被加热工件上穿过加热区纤维长度相差最大的方向, 就是该工件弯曲变形最大的方向, 并且, 其变形量与穿过加热区的长度差成正比。通过运用不一样的火焰热量来进行加热, 能够获取不同的矫正变形的能力。要是火焰的热量欠缺不足以达标, 那么将会延长加热所需要的时间阶段, 以此使受热所涵盖的范围进一步扩大拓宽, 平行纤维彼此之间的变形差值就会相应减小降低, 如此一来便不容易被矫平抚平处理, 所以说加热的速度越快迅猛, 热量越集中聚焦, 矫正的能力就会越强厉害, 矫正变形的量也会越大增多。
矫正低碳钢以及普通低合金钢火焰时, 常常会采用加热温度处于600至800℃这个范围的情况, 一般而言, 加热温度是不适合超过850℃的, 这是以免使得金属在加热期间出现过热的状况, 然而加热温度同样是不可以过低的, 这是因为当温度过低的时候矫正效率是不高的, 加热温度究竞是高还是低, 在生产过程当中是能够依据钢材受热表面颜色来大致进行判断的, 其准确程度是与经验存在关联的, 具体情况见表2-12。
表2-12 钢材表面颜色与相应温度（暗处观察）
呈现于变形工件表面之上的加热方式, 存在着点状加热, 存在着线状加热, 还存在着三角形加热, 这三种方式。
在钢材加工中, 点状加热所涉及的加热区域, 是呈现为具有一定直径大小的圆状形态的点。钢材的变形状况, 是用以确定加热点的分布形状的依据。钢材的变形情况, 也是用来确定加热点数量的依据。在多点加热里, 常用具有特定样式的梅花式（详细样式可参考图2 – 52a）。针对厚板进行加热时, 各点直径d的取值要适当大一些。针对薄板进行加热时, 各点直径d的取值要小一些。各点直径d的取值, 一般情况下不应小于15mm。
改变的量愈发大, 点跟点相互之间的距离a就应当越小, 通常是50至一百毫米的范围！
当进行加热之时, 火焰会沿着直线的方向去移动, 又或者是同时在宽度的方向上作出一定的横向摆动, 这种情况就被称作线状加热, 它存在着直通加热、链状加热以及带状加热这三种类型, 这三种类型可见于图 2 – 52b 这儿。加热线有着那样一种特性, 其横向收缩之处一般而言是大于纵向收缩的, 它的收缩量会伴随加热线宽度的增加而增加, 加热线宽度通常是钢材厚度的 0.5 至 2 倍。线状加热一般会被应用于变形较大的结构之上。
呈三角形的加热区域, 被称作三角形加热, （见图2-52c）。因为加热面积比较大, 所以收缩量同样较大, 并且鉴于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较大, 常被用于刚度较大以及变形量较大构件的弯曲变形矫正。
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）快速进行加热, 促使热量集中起来, 尽力去缩小加热区之外的受热范围, 如此一来能够提高矫正效果, 于局部获取较大的收缩量。针对较大变形区域实施矫正时, 不管采用多点加热或者多线条加热, 加热区域都不容许重合, 不然会有损工件材质。矫正之前要依据变形区域大小、变形程度划分好分批次加热的点、线以及其运行方向。同一批次里的各点、线需在全区范围内呈等距、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需要, 便不用再开展下一批次的加热。不允许有没有总体安排的矫正经过, 如此不但能够保证矫正效果, 还能够防止加热区域的重合情形。每一批次的加热点、线位置前先后后的秩序必不可少要从变形区域的边缘起始, 不具备在变形区域中部太集中加热的批准, 不然的话会致使变形区域里头有过度的变形, 同在那会依据该区域的材质缘由, 给后续的矫正弄成难题。
2）于真实工作里针对矫正的情况而言, 经常性会在借助加热这一操作之后, 采用水去迅速降温加热的区域, 以此达成加速金属收缩的效果, 进而提升矫正工作的效率, 同仅仅依靠火焰矫正的方式进行比较的话, 能够使功效提升到三倍以上, 这种方法又被称作水火矫正法。水火矫正法存在一定程度的局限性, 当对厚度是2mm的低碳钢板开展矫正时, 加热的温度一通常不会越过600℃, 在这个时候水火之间的距离应当要靠得稍微近一些。当对厚度处于4至6mm的钢板做矫正时, 加热的温度应当选取处在600至800℃这个范围, 并且水火之间的距离是25至30mm。对厚度大于8mm钢板进行矫正时, 由于考虑到水冷会致使较大应力产生, 所以通常不考虑采用水冷方式。在矫正具有淬硬倾向材料的钢板, 像普通低合金钢板时, 需要将水火距离拉大些处理。而对于淬硬倾向较大的材料, 比如中、高碳钢或合金钢, 是不能采用水火矫正法的, 能做的只是进行些许程度的空气冷却来强化其变形程度。针对钢板的弯曲矫正, 加热深度要把控在板厚的1/4至1/3范围之内, 不宜过深, 不然会极大地影响火焰矫正效果。
火焰矫正, 虽是效果较为显著的矫正手段, 可在矫正变形量之际, 其具备的控制能力却比较弱, 特别是针对对火焰矫正效果格外敏感的工件，像细长件的矫直矫正, 以及薄板件的矫平矫正等。所以, 针对于变形量比较大的这类工件就行矫正之时, 火焰矫正仅仅能够作为粗矫的方式, 与之相互配合的应当是后续的机械矫正；而针对于变形量较小且对其要求比较高的这类工件进行矫正时, 就不应该采用火焰矫正、必须禁止采用火焰矫正, 不然将会产生新的甚至是更大程度的变形。
3）为促使加热区加快收缩, 有时会辅助以锤击, 不过锤击时要用木锤或者铜锤, 绝不能使用铁锤。
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