人字閘門門葉制作焊接變形控制

摘要:在實際施工中,根據實際情況,制訂合理的拼裝工藝和合理的焊接工藝,是控制和減少焊接變形的重要措施。人字閘門制造時,根據門葉的結構特點及其技術要求,生產制作時必須有效地控制好門葉整體組裝與焊接,保證閘門焊后的變形和收縮量均在技術范圍內。

關鍵詞:人字閘門;焊接變形;焊接順序

中圖分類號:TG441 文獻標識碼:A

文章編號:1674-1145(2009)20-0097-02

一、概述

人字閘門是通航船閘中的主要工作門。本文以惠州東江水利樞紐船閘下閘首人字門門葉焊接工藝為例,說明人字閘門制造焊接過程中對變形的控制。

惠州東江水利樞紐工程船閘為單級船閘,閘室寬16m、閘室長度為130m、最大通航船為500T。下閘首人字門寬×高為9.5m×14.3m;靜水啟閉。閘門除供船只通航外,還作為船閘的擋洪門。其通航用的船閘下閘首人字閘門在工廠內分五節制造,工地現場組裝焊接成整體。

二、人字閘門焊接控制原則

焊接變形是金屬結構制造工作中的一大弊端,為控制焊接變形,人們想了很多方法。包括研究新型焊接設備、開發新型的母材相匹配的焊接材料,制訂正確的焊接工藝、結構拼裝時預留反變形,強制約束、焊前預熱,焊后保溫和消應處理,焊接過程中錘擊等等。但是,由于施工環境不同,結構形式不同,板厚和母材的材質不同等原因。使得控制焊接應力和變形的方法也不盡相同。必須針對施工實際情況,靈活運用。方能達到預期效果。焊接會產生應力,有了焊接應力就會產生焊接變形,這是無法絕對消除的,可以通過合理的焊接工藝和控制方法,減少焊接變形,使焊接變形得到控制。

在實際施工中,根據實際情況,制訂合理的拼裝工藝和合理的焊接工藝,是控制和減少焊接變形的重要措施。人字閘門制造時,根據門葉的結構特點及其技術要求,生產制作時必須有效地控制好門葉整體組裝與焊接,保證閘門焊后的變形和收縮量均在技術范圍內,因此,在焊接過程中,決定采取以下焊接工藝方案,對閘門制造全過程進行有效的控制,確保產品質量。

三、人字閘門焊接工藝

人字閘門拼裝時是采用面板朝下的方法拼裝主梁、次梁、隔板、邊柱等的方法,閘門拼裝完成后,檢查尺寸合格后進行整體焊接。

根據門葉的結構特點以及焊縫分布情況,為了盡量減少焊后的變形量,門葉整體焊接時,采取定人、定位、定焊接順序、定焊接設備及工藝參數的工藝方法,并在焊接過程中定時觀測焊接變形的五定控制原則。

(一)確定施焊人數

每班次參加施焊的人數規定為8人同時進行施焊。施焊人員須為偶數,保證左右對稱施焊,焊接過程中,焊工還須互相照顧,對使用的電流、速度保持基本相同。

(二)門葉的焊接順序

正確選擇門葉焊接順序,是控制焊接變形的有效措施之一。門葉整體焊接時,門葉上的焊縫依次按以下順序完成任務。閘門焊接時為減少變形采取以下原則:從門葉中間開始逐步向四周擴散施焊,先立焊,后平焊;采用對稱、分段、逐步后退的焊接方法,分段長度一般為200～400mm,最好是一根焊條正好焊完的長度,以減少焊接接頭;厚度較厚的焊縫,采用多層多道焊。具體焊接順序見圖1:

1.先焊邊柱。先焊邊柱推力隔板與端板立焊縫,再焊上、下翼緣板與端板立焊縫。

2.再焊推力隔板與主梁腹板的貼角縫。如為分節縫位置,隔板下口與主梁腹板不焊。

3.焊接端隔板。先焊接端隔板與推力隔板之間的立焊縫。再焊推力隔板與主梁腹板之間貼角焊縫。分節處不焊。

4.焊接中隔板后翼與主梁后翼之間“丁”字對接縫。分節處不焊。

5.焊接中隔板腹板與主梁腹板貼角焊縫。從中間向兩端,從中間向上下游對稱施焊。

6.焊接主梁前翼與面板貼角焊縫。分縫處下口不焊。

7.垂直次梁,水平次梁等與面板及主梁腹板貼角焊縫,分縫隙處不焊 。

8.其他爬梯等次要焊縫隙。

規定焊接層道及焊接設備。

連接主梁腹板與縱梁腹板的角焊縫分兩層焊,采用手弧焊,選用J406電焊條,直徑為4.0mm。

焊接工藝參數的確定。

為了減少焊后的變形量,盡量選擇偏小的焊接電流,并匹配其他相關的工藝參數,見表1:

(三)焊接變形的監控

門葉組裝后及其在焊接過程中,利用交接班時間用水準儀檢測門葉主梁上翼板的三檢測點,用鋼卷尺測量門葉外形的對角線尺寸,并詳細記錄。

檢測后,如果主梁翼板的平面度偏差超過3mm,或者對角線相差超過4mm,則必須停止施焊,分析變形的起因,及時調整焊接順序及工藝參數。

四、結語

通過對惠州人字閘門制作時用合理焊接工藝來控制焊接變形作了簡單介紹,用以上方法焊接的人字門,質量滿足了規范及安裝要求?？傊?在分節人字閘門制作時,在焊縫組合,點固焊和節間焊縫焊接過程中,一定要有合理的施工工藝,充分利用焊接變形來糾正不良偏差。過程中加強檢測,使拼焊過程始終處于受控狀態,不能失控。以獲得良好的焊縫質量和拼裝效果。

作者簡介:趙文芳(1975- ),女,江西分宜人,武警水電第八支隊工程師,研究方向:水工金屬結構制作安裝。