火工是一門用于處理熱變形的工藝技術(shù),即是指對鋼材進(jìn)行加熱處理,當(dāng)鋼材上升至- -定溫度然后通過火工加工和火工矯正,使鋼材形成特定形狀。由于現(xiàn)代鋼質(zhì)船舶制造過程中需要大量采用矯正變形,而鋼質(zhì)船舶的體積和質(zhì)量都較大,只能使用火工進(jìn)行矯正變形。
一、火工加工
火工加工主要能夠分為兩種方法,一一種是整體加熱彎曲方法,另一種是局部加熱彎曲方法。整體加熱彎曲的方法指的是在加熱爐中對放入的工件進(jìn)行整體加熱,鋼材加熱至一定溫度強(qiáng)度就會(huì)降低,而塑性會(huì)增大,這時(shí)對工件進(jìn)行強(qiáng)制彎曲,待工件溫度冷卻后就會(huì)成彎曲形狀。
在船體建筑中局部加熱彎曲的加工工藝主要包括兩種,分別是火焰彎板以及水火彎板。其中采用火焰彎板加工工件時(shí)采用氧-乙炔焰,而鋼材具有熱脹冷縮的特性,當(dāng)鋼材加熱至一定溫度工件就會(huì)彎曲成形;水火彎板加工主要是在加熱工件表面局部時(shí)同時(shí)對工件澆灑冷水,使工件彎曲成形。
二、火工矯正
火工矯正與火工加大的基本原理一致, 但是兩者約束條件不同,火工矯正可以看作是火工加工的逆過程。火工矯正就是指在已經(jīng)變形的結(jié)構(gòu)中通過火工矯正變形,從而形成全新的永久性的變形。要想順利完成火工矯正就必須對構(gòu)件局部加熱面積進(jìn)行補(bǔ)充,擴(kuò)大構(gòu)件局部加熱面積。最終獲取的結(jié)果就是金屬加熱部分在加熱時(shí)受熱脹冷縮特性影響從而形成永久性變形。當(dāng)過程結(jié)束后,金屬中沒有手段加熱的部分會(huì)
產(chǎn)生拉應(yīng)力作用,再此作用下發(fā)生變形的結(jié)構(gòu)也會(huì)發(fā)生變形,最終恢復(fù)平直。這種拉應(yīng)力的大小、分布情況在很大程度上影響著結(jié)構(gòu)矯正質(zhì)量與效果。而產(chǎn)生的應(yīng)力狀態(tài)由加熱形式?jīng)Q定。
綜上所述,火工加工和火工矯正是現(xiàn)代化船體建造中必須應(yīng)用到的工藝技術(shù),而火工加工和火工矯正在船體建造中應(yīng)用的效果與加熱方法加熱形式、加熱溫度、火焰類型等方面有密切關(guān)聯(lián)。