壓輪定位焊在鋼閘門止水預(yù)埋件制作中的應(yīng)用

郭瑞軍，陳曉東，楊艷玲

（山東臨水機(jī)電設(shè)備有限公司，山東 臨沂 276000）

泰山橡膠壩興建于棗莊市薛城區(qū)蟠龍河上，京福高速公路高架橋下游300m處，橡膠壩分為2孔，單孔凈寬65m，總凈寬130m，壩高4.5m；在蟠龍河北堤內(nèi)建設(shè)充排水泵站，兼做管理用房；橡膠壩北側(cè)設(shè)船閘1座，凈寬7.0m。文章以棗莊市蟠龍河綜合整治工程泰山橡膠壩工程船閘為例，介紹預(yù)埋件止水座板焊接中壓輪定位焊的應(yīng)用，止水預(yù)埋件如圖1所示。

圖1 鋼閘門預(yù)埋件止水座板焊接設(shè)備

1 船閘止水預(yù)埋件拼焊

1.1 船閘止水預(yù)埋件拼焊前的準(zhǔn)備

為了焊接連續(xù)、焊縫美觀、減少焊接變形，準(zhǔn)備牢固的固定架①，長(zhǎng)度為預(yù)埋件止水座板長(zhǎng)度的2倍，為了便于人工焊接操作，高度定為0.5m，為使用大多數(shù)止水預(yù)埋件焊接寬度定為0.6m，在固定架頂面兩側(cè)安裝兩道直線導(dǎo)軌道，軌距0.5m。上面安裝滑動(dòng)工作臺(tái)②，寬度與固定架匹配定為0.6m，要求滑動(dòng)工作臺(tái)有一定的強(qiáng)度支撐止水預(yù)埋件重量，高度定為0.2m，滑動(dòng)工作臺(tái)與固定架用SBR導(dǎo)軌滑塊與兩道直線導(dǎo)軌道連接，滑動(dòng)靈活，配合間隙小，運(yùn)行平穩(wěn)。滑動(dòng)工作臺(tái)有調(diào)速電機(jī)⑨驅(qū)動(dòng)，電機(jī)采用彈性連接，提高電機(jī)使用壽命。為把止水預(yù)埋件固定在滑動(dòng)工作臺(tái)上，在滑動(dòng)工作臺(tái)上臺(tái)面②放線鉆孔攻絲，先在滑動(dòng)工作臺(tái)臺(tái)面②上放一道基準(zhǔn)線，要求基準(zhǔn)線與滑動(dòng)導(dǎo)軌軸線平行，為固定多種規(guī)格預(yù)埋件臺(tái)面做4排絲孔，每排絲孔都和基準(zhǔn)線平行，中間兩道絲孔間距300mm，孔間距500mm，另兩道絲孔平行前兩道絲孔，向兩側(cè)擴(kuò)50mm。固定架①中間做壓輪固定導(dǎo)向架⑥，壓輪上下行程450mm，壓輪采用圓鋼加工，每端加工一個(gè)軸承位，采用高溫軸承，壓輪固定導(dǎo)向架⑥上下移動(dòng)采用氣缸驅(qū)動(dòng)，這樣可以緩沖預(yù)止水埋對(duì)壓輪固定導(dǎo)向架⑥上下阻力。壓輪固定導(dǎo)向架⑥兩側(cè)各安裝一套焊槍固定架⑦，焊槍可以調(diào)節(jié)高度，也可以轉(zhuǎn)動(dòng)角度。

1.2 船閘止水預(yù)埋件拼焊前的固定

先把滑動(dòng)工作臺(tái)②移動(dòng)到固定架①的一端，把止水預(yù)埋件③放到滑動(dòng)工作臺(tái)②上，調(diào)止水整預(yù)埋件③，使止水預(yù)埋件③止水面中心線與滑動(dòng)工作臺(tái)臺(tái)面②上基準(zhǔn)線左右平行，并且止水預(yù)埋件③止水面與滑動(dòng)工作臺(tái)臺(tái)面②水平平行，調(diào)好后用螺絲、壓板和墊塊⑧固定，固定好后把不銹鋼止水座板④放到止水埋件③止水面上，對(duì)準(zhǔn)中心線，把壓輪放下壓住不銹鋼止水座板④一端。調(diào)好焊槍固定架⑦的高度和角度。

1.3 船閘止水預(yù)埋件拼焊過(guò)程

把不銹鋼止水座板④中心線與止水埋件③止水面中心線對(duì)齊，壓輪壓住不銹鋼止水座板④一端定好位，用電焊機(jī)把不銹鋼止水座板④后部點(diǎn)焊拼裝，點(diǎn)焊點(diǎn)高度為焊縫高度的1/2，根據(jù)不銹鋼止水板④的厚度和焊絲直徑，調(diào)整好電流、電壓、送氣量、焊接速度。

棗莊市蟠龍河綜合整治工程泰山橡膠壩工程船閘止水預(yù)埋不銹鋼止水座板④4mm，采用ER309實(shí)心1.0mm的焊絲，焊接電壓采用19V，焊接電流采用105A。焊接線能量是根據(jù)前期焊接工藝評(píng)定得出的最佳數(shù)值，因?yàn)楹附与娏髋c電弧電壓是關(guān)鍵的焊接參數(shù)，使焊縫成形良好、飛濺氣孔減少、減少焊接缺陷，要把焊接電弧電壓和焊接電流相互匹配好，同時(shí)也要通過(guò)改變送絲速度來(lái)調(diào)節(jié)焊接電流。焊接電弧電流太小，焊接電弧電壓太高，焊絲熔化速度快金屬飛濺將大大增多；焊接電弧電壓太低，則焊絲很容易伸到熔池里，使焊接電弧不穩(wěn)定。焊接電弧電流太大，焊接電弧電壓過(guò)大，則金屬飛濺特別多，容易產(chǎn)生大量大小不均的氣孔；焊接電弧電壓太低，使得焊接電弧太短，使焊縫成形不良。

焊接使用氬氣與二氧化碳混合氣體，氣體流量約為8L/min，焊接速度約為1.0m/min，焊接速度過(guò)快，氣體的保護(hù)作用時(shí)間短，保護(hù)效果就差一些，使焊縫熔滴的冷卻速度加快，降低了焊縫的塑性，而且使焊縫成形出現(xiàn)缺陷；反之，焊接速度過(guò)慢，焊縫寬度就會(huì)明顯增加，熔池?zé)崃恳矔?huì)太集中，很容易發(fā)生焊穿原材等缺陷。一般焊絲伸出導(dǎo)電嘴長(zhǎng)度為8mm，如果焊絲伸出長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)時(shí)，容易使焊絲提前過(guò)熱而熔化加快，結(jié)果使焊接熔池極不不穩(wěn)定、產(chǎn)生大量嚴(yán)重金屬飛濺、同時(shí)焊縫成形很差和氣體對(duì)熔池的保護(hù)作用也隨之減弱；反之，如果焊絲伸出長(zhǎng)度過(guò)短時(shí)，則焊接電流也會(huì)大大增加，同時(shí)也縮短了噴嘴與焊件之間的距離，造成噴嘴熱量集中、金屬飛濺物極易粘住或堵塞噴嘴，燒壞了焊嘴堵住保護(hù)氣體的氣流流通。

直流回路中電感對(duì)焊接電弧穩(wěn)定和飛濺也有很大影響，電感值過(guò)大，焊接電流增過(guò)慢，會(huì)產(chǎn)生大顆粒的金屬飛濺和焊絲成段爆斷，造成斷弧或引弧困難；當(dāng)電感值過(guò)小，焊接電流增長(zhǎng)過(guò)快，會(huì)產(chǎn)生很細(xì)顆粒的金屬飛濺，使焊縫成形出現(xiàn)缺陷。平時(shí)盤繞的焊接電纜線就相當(dāng)于一個(gè)附加電感，在焊接調(diào)試穩(wěn)定后，不要輕易挪動(dòng)盤繞的焊接電纜線。所有焊前準(zhǔn)備工作完成，焊接參數(shù)設(shè)置好，在不銹鋼止水板④開(kāi)始焊接端部設(shè)10mm引弧板，在引弧板處開(kāi)始引弧焊接，兩把焊槍同時(shí)焊接，減少不銹鋼止水板④焊接變形。焊接完成后進(jìn)行冷卻過(guò)程校正。

2 壓輪定位焊接的優(yōu)點(diǎn)

1）壓輪定位焊接設(shè)備操作簡(jiǎn)單、焊縫質(zhì)量好。

2）壓輪定位焊接完成進(jìn)行檢測(cè)，焊縫外觀無(wú)氣孔、無(wú)裂紋，止水面平面度、直線符合規(guī)范和設(shè)計(jì)要求。常規(guī)焊接步驟多、誤差大。

3）效率大幅度提高，根據(jù)對(duì)棗莊市蟠龍河綜合整治工程泰山橡膠壩工程船閘實(shí)際實(shí)踐應(yīng)用，壓輪定位焊接速度快，精度高。棗莊市蟠龍河綜合整治工程泰山橡膠壩工程船閘用傳統(tǒng)常規(guī)焊接用2h，用了壓輪定位焊接僅1h，節(jié)約了拼裝找點(diǎn)的時(shí)間。節(jié)約了人力物力，提高了效率。

3 質(zhì)量檢測(cè)

首先進(jìn)行了外觀檢測(cè)，表面無(wú)裂紋、無(wú)焊瘤、無(wú)飛濺、無(wú)氣孔、無(wú)夾渣、部分咬邊深度小于0.5mm、焊縫直線度達(dá)到每300mm長(zhǎng)度內(nèi)1mm，焊接厚度3mm，母體與不銹鋼止水座板角焊縫焊接對(duì)稱小于0.5mm。整體直線度采用2m靠尺加塞尺測(cè)量，任意2m范圍內(nèi)最大為1.5mm。同時(shí)進(jìn)行了無(wú)損檢測(cè)，無(wú)超規(guī)范及設(shè)計(jì)要求的缺陷，鑒定結(jié)果合格。

通過(guò)壓輪定位焊接在棗莊市蟠龍河綜合整治工程泰山橡膠壩工程船閘實(shí)際應(yīng)用中，最終產(chǎn)品外形美觀，各驗(yàn)收尺寸符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)能一步到位，可為類似止水預(yù)埋件制作提供參考借鑒。