淺談水電站弧形閘門的焊接措施及焊接變形的矯正方法

張艷妮（西安熱工研究院有限公司，西安　710000）

淺談水電站弧形閘門的焊接措施及焊接變形的矯正方法

張艷妮
（西安熱工研究院有限公司，西安710000）

摘要：弧形閘門在大型水電站的應用非常廣泛，其焊接和矯正工序對弧形閘門的安裝非常的重要，被水電站建設企業重點關注。弧形閘門正確焊接措施及焊后矯正，是保證弧形閘門制造精度的關鍵。本文對水電站弧形閘門焊接措施及焊接變形的矯正方法進行研究，為提高弧形閘門制造精度提供一些參考資料，使其達到水工規范的要求。

關鍵詞：弧形閘門；水電站；焊接措施；變形矯正

0　前言

隨著我國經濟的快速增長，水電站的建立逐漸被人們所重視。水電站閘門有弧形閘門、圓形閘門、平面閘門等多個種類，本文主要研究的是弧形閘門的焊接和變形矯正。弧形閘門比平面閘門更有優勢，具有起閉力小、能夠阻擋大水面、操作過程簡單等諸多優點，但是其設計和制造技術方面的要求也相對較高，而且安裝過程中會出現重重困難。為了保證弧形閘門的安裝質量，提高其制造精度，需要采取有效的焊接措施和變形矯正技術。

1　焊接措施

1.1焊接原則

（1）焊接前的檢查。在對弧形閘門進行焊接之前，需要進行焊接前檢查，焊接前檢查的內容包括：所有焊縫處的定位點，要嚴格按照焊接標準，要做到每隔3m焊縫長度上均有50-80mm的點焊長度，防止焊接應力過大將焊接好的接頭拉開；將焊縫兩側的污漬全部清除；用150攝氏度到180攝氏度之間的溫度對焊接的主梁、邊梁等厚鋼板進行預熱;（2）焊接人員分工。因為弧形閘門焊接工作的特殊性，每節門葉的焊接是不能中斷的，因此需要對焊接人員進行分工。要對焊接人員分為三組，一天二十四小時輪流焊接，每組應有4或6人的雙數組，按照焊接規定順序和方向同時焊接，盡可能降低門葉的變形和扭曲;（3）焊接方向和順序。焊接防線需要從中間向四周擴散，一條焊縫應是雙人組從中間到兩邊焊接。焊接順序是由焊接構件決定的，不同的焊接構件采用不同的焊接順序;（4）正確的跳焊方法。在對弧形閘門的焊接縫進行焊接時，應該采用正確的跳焊方法，采用剪斷、向后退的跳焊。這種焊接方法需要先確定其分段長度，最好是用一根焊條完成焊接的長度，這樣可以避免焊接接頭帶來的困難。

1.2閘門焊接措施

（1）主梁與門葉面板及邊梁的焊接。焊接筋板和腹板立焊縫及筋板和翼緣板平角焊縫時，應由雙數焊工按照從中間到兩端的焊接順序，不斷倒退、對稱焊接。焊接翼緣板與面板的平角焊縫時，由2人從中間向兩端對稱、交叉、分段、倒退進行焊接，每段的長度應在3m到5m之間。

（2）箱型梁主焊縫的焊接。箱形梁主要有4條主焊縫，應該采用自動埋弧焊的焊接方式。焊接順序如圖1所示，4條主焊縫的各層焊接參數必須保證一致，防止出現變形。

圖1　箱形梁焊縫焊接示意圖

（3）面板拼接縫的焊接。面板是弧形閘門最主要的組成部分，主要工藝是將一塊塊面板進行焊接，組成弧形閘門的平面。面板焊接縫焊接工作是在弧形工作臺上進行的，并且用拉筋將其拉住，以防在焊接的過程中出現變形。焊接主要采用手工電弧焊接技術，需要對正、反兩個面焊接，單門節面板實行分段、對稱、交叉、倒退焊接方式。

（4）閘門整體焊接。水電站閘門整體焊接步驟主要有三個，a以每節門葉為單位的立焊手工電弧焊；b分2道進行的隔板平焊焊接；c次梁、主梁與面板平角焊縫的焊接，關于焊接的步驟和順序上述都以提到。

2　監造過程中焊接變形矯正措施

為了保證水電站弧形閘門的焊接質量，需要派遣專門的人員進行管理，對焊接過程和質量進行監管。在監造的過程中，如發現焊縫存在缺陷，應該立即對其進行分析，尋找原因，采取措施進行返修處理。最容易出現的問題就是焊接變形，因此需要對監造過程中的焊接變形矯正方法進行研究。

2.1上彎變形

在完成腹板和翼緣板的焊縫焊接工作之后，兩者中部會發生向上拱起的現象，即上彎變形。針對上彎變形的矯正措施，要在梁的腹板上采用等腰三角形進行加熱，第一個三角形的位置應該選擇在拱起最為突出的部分，三角形的底邊應該與腹板邊在一條線上，大小應該由具體的機構和拱起程度自行決定。但三角形最大高度不能超過腹板高度的2/3左右，兩腰的夾角一般在5-12度之間。確定好等腰三角形的大小和位置之后，就可開始加熱，加熱的過程應該從底部到兩腰，最后到頂角。

2.2扭曲變形

由于梁剛性比較大，可借助外力對扭曲變形進行矯正。利用拉緊裝置將需要矯正的梁拉緊，采用加熱裝置對梁中間的上翼緣板進行加熱，加熱程度根據實際變形程度決定，慢慢利用外力將其矯正。如果采用外力矯正方法之后，仍然有扭曲現象，還可采取對腹板加熱措施進行矯正，等梁變正之后停止矯正。

2.3波浪變形

水電站閘門是由多塊面板組成，會受到角變形和收縮變形的影響，使得面板產生波浪變形的現象。對面板的波浪變形進行矯正時，應該對閘門正中間其中一個框格采用角變形的矯正措施，沿著角焊縫作線狀加熱將其矯正，然后向四周進行矯正。禁止在凸起的部位進行加熱，這樣會使得變形越來越嚴重。

在監造的過程中，除了上述的三種焊縫變形矯正措施之外，還有門葉扭曲變形矯正、角變形矯正、旁晚變形矯正等矯正措施，應該根據不同的變形情況采用不同的矯正措施將變形矯正。

3　結束語

通過對水電站弧形閘門的焊接、變形矯正的介紹之后，可以有效地控制閘門的焊接變形，保證焊接的質量，盡可能提高閘門的制造精度。同時，應該對焊接技術進行研究，引進先進的焊接技術，有效避免焊接變形現象的出現。

參考文獻：

[1]周明輝,王建坤.淺談大型弧形閘門門葉焊接工藝變形［J］. 技術服務，2003(08).

[2]巫世晶,胡建鋼 .水利水電工程建設設備監理手冊［M］.中國電力出版社,2001(08).