無軌同步雙邊焊接小車在工程中的研究與應用

中鐵十五局集團第一工程有限公司（陜西西安 710018）李紅旭

湖北精工鋼結構有限公司 （武漢 430415） 姜殿忠

鋼結構具有自重輕、建設周期短、適應性強、造型美觀、維護方便等優點，其應用越來越廣泛，而鋼材本身具有材質均勻，質量穩定，強度高，塑性韌性好，抗沖擊和抗振動能力強等特點。經歷了汶川和日本大地震的考驗后，高層鋼結構、空間鋼結構、橋梁鋼結構、輕鋼鋼結構和住宅鋼結構等工業與民用建筑如雨后春筍，遍布全國。

鋼結構主要的結構類型為H型鋼柱/梁、箱型柱/梁，常規的H型及箱型構件采用門式埋弧焊進行焊接，但是<350mm箱體截面采用門式雙絲埋弧焊。由于H型鋼翼緣板較寬且截面較小，焊機機頭與H型鋼翼緣板干涉，使門式埋弧焊無法正常施焊，所以針對以上焊接問題，結合現場工作實踐經驗制作了無軌同步雙邊焊接小車，在使用的過程中既保證了焊縫的內部質量，也提高了焊接的生產效率。

1.傳統工藝焊接方法

常規的H型鋼由兩塊翼緣板及一塊腹板組成，采用成都振中的門式埋弧焊焊接（見圖1）；箱型構件由兩塊翼緣板和兩塊腹板組成，采用門式雙絲埋弧焊焊接（見圖2）。

圖1 門式埋弧焊

圖2 門式雙絲埋弧焊

非常規的H型鋼（翼緣板較寬，截面較小）無法實施焊接（見圖3），箱體小截面無法實施焊接的情況如圖4所示。針對以上兩種類型構件班組在焊接時通常采用手工焊接，不僅焊接效率低、焊縫質量難以保證，而且焊縫外觀成形差。

圖3 寬翼緣小截面H型鋼

圖4 門式埋弧雙絲焊力臂間距350mm

2.改進型工藝要點分析

（1）無軌同步雙邊焊接小車制作材料 同種規格及型號的氣體保護焊機兩臺；用于組立的寬500mm的H型鋼翼板兩塊，寬200mm的腹板一塊；350mm小截面的箱體翼緣板及腹板各兩塊；管道切割機一臺；管道切割機上連接桿及其轉動軸等。

（2）無軌同步雙邊焊接小車構成 組成無軌同步雙邊焊接小車的主要結構以及焊接小車在H型鋼及箱型上的應用如圖5所示。

（3）無軌同步雙邊焊接小車工作原理 首先將CO2氣體保護焊焊槍3固定在連接桿1兩端，將帶有焊槍3的管道切割機小車裝置4置于待焊件6上，通過調節軸系2、5調整焊槍3的焊接角度，待焊槍3角度調節后啟動管道切割機小車裝置4，由管道切割機小車裝置4的行走路徑帶動焊槍3進行焊接寬翼緣H型鋼及小截面箱型。

（4）無軌同步雙邊焊接重點剖析 第一，管道切割機小車采用車輪為永磁性小車，調整直線行駛路徑，進而帶動氣體保護焊焊槍向前施焊，避免了非磁性小車向前行走過程中行走路徑發生變化。

第二，兩臺氣體保護焊焊機選擇型號相同的奧太焊機，焊接前將焊接參數、焊槍角度調節到正常施焊的焊接狀態，避免了不同型號焊機雙邊焊接時不同步對焊縫產生不良影響。

圖5

第三，焊接前預先將焊接腹板按常規要求采用半自動切割機加工坡口，并利用校正機將板件校正平整，嚴禁利用波浪變形的板件組立、焊接。

第四，氣體保護焊焊槍在施焊前需將焊槍穩固的固定在轉動軸上，避免松動影響正常施焊。

第五，H型鋼或箱型在正式焊接前，應在端頭加設引弧板及引出板，材質與母材材質相同，進而保證主體焊縫的焊接質量。

3.結語

工廠制造車間自使用此無軌雙邊同步焊接小車以來，解決了寬翼緣小截面H型鋼及箱體小截面無法使用門式埋弧焊焊接的難題。應用此新型雙邊同步焊接小車，焊接生產效率較傳統手工焊接效率顯著提高，焊接后焊縫內部質量通過UT檢測合格率明顯提高，同時減少了工人手動焊接的工作強度。實現最終目標：提高工作效率，節約生產成本，降低勞動強度，為其他同類型構件的焊接起到參考借鑒作用。