淺談水工鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品制作過程對產(chǎn)品常規(guī)變形的有效應(yīng)用及預(yù)防

【摘 要】隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，水利工程的建設(shè)也隨之不斷的擴大，并且其標(biāo)準(zhǔn)也在不斷的提高。.水工鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)也經(jīng)歷了一個從不完善到日臻完善的過程，本文重點闡述了水工鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品制作過程對產(chǎn)品常規(guī)變形的有效應(yīng)用及預(yù)防進行分析。

【關(guān)鍵詞】大中型鋼閘門；對裝；反變形；焊接；矯正

前言：

在鋼結(jié)構(gòu)制作過程中，焊接工序是鋼結(jié)構(gòu)制造、安裝生產(chǎn)中的一道關(guān)鍵工序，其質(zhì)量的好壞直接影響金結(jié)設(shè)備安全運行的可靠性；尤其是水工鋼結(jié)構(gòu)安裝現(xiàn)場影響焊接的不確定性因素多：作業(yè)區(qū)狹小、陰暗潮濕、施工部位雜、范圍廣、管理難度大……因此，各有關(guān)水工鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計、制造安裝及驗收規(guī)程規(guī)范，都對焊接這一環(huán)節(jié)給予了充分地重視。在水工鋼結(jié)構(gòu)制造、安裝現(xiàn)場建立質(zhì)量保證體系，使水工鋼結(jié)構(gòu)的制造安裝從工裝設(shè)計、工藝制訂、材料采購、資源配置、焊接、檢驗等都在受控條件下進行，從而保證水工鋼結(jié)構(gòu)的制造安裝質(zhì)量。但是，焊接變形對于大中型鋼閘門的制作卻帶來了更大的成本投入，許多廠家都在從焊接變形這方面著手研究如何減小焊接變形量。筆者從事水工鋼結(jié)構(gòu)制作及安裝十多載，現(xiàn)總結(jié)分析如下：

1、大中型鋼結(jié)構(gòu)對裝規(guī)范性對變形的影響

大家都知道，大中型鋼結(jié)構(gòu)的制作程序是由零件備料、部件裝配、單元對裝、整體預(yù)組等程序組成。那么產(chǎn)品制作除了影響變形的焊接因素外，還需要注意什么呢？我們按程序進行如下分析：首先是零部件的備料，在備料前我們一定要注意相關(guān)零件在產(chǎn)品中的位置分部，根據(jù)產(chǎn)品位置分部我們在工藝中要確定零部件備料偏差取正值或負(fù)值（這是許多工藝人員最容易忽略的部分），比如水工鋼閘門的主梁（工字梁）與梁腹板，如果都取正或負(fù)值時，在部件對裝過程中不會有問題，但是進入整體預(yù)組后就會出現(xiàn)尺寸不吻合的情況，因為主梁在由翼板與腹板組成部件（主梁）時，前后翼板與腹板組成兩道組合二類焊縫，因焊接的收縮就會導(dǎo)致主梁前、后翼的相距尺寸成負(fù)值，當(dāng)進入整體預(yù)組裝時，隔梁腹板又在備料中保持了正值，即隔梁就不可能嵌入主梁，必須進行二次手工修切，手工修切的間隙很難保證到規(guī)范中的要求，在間隙的不均勻會導(dǎo)致焊接變形超出規(guī)范要求。因此，備料尺寸的正、負(fù)值是工藝人員必須首先考慮的問題。

除了零件的備料在部件方面我們還需要注意什么呢？部件就是由幾個零件組成的整體，主要是為產(chǎn)品整體預(yù)組服務(wù)的工序，在部件對裝中我們必須保證每個合格的零件裝配成一個合格的部件（包括對裝間隙及形位尺寸的偏差），說說倒是挺容易的，但施工人員往往容易忽略的就是這個工序。在部件的對裝過程中，要根據(jù)部件的結(jié)構(gòu)形式制作必要的輔助工具，以固定部件在焊接時的產(chǎn)生的自由變形，從而可以減小焊接變形。在焊接及矯正完成后，需再次確認(rèn)構(gòu)件的幾何尺寸，必須在產(chǎn)品整體預(yù)組前對部件的缺陷進行有效的處理滿足工藝要求（為了進一步減小整體預(yù)組時的對裝偏差）。

最后是對部件進行產(chǎn)品的整體預(yù)組，前面說了是滿足工藝要求的部件以及正負(fù)偏差值也需符合產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)要求，不允許手工火焰修切。因為整體成形后的產(chǎn)品矯正比部件的矯正更難，因此，這道工序是至關(guān)重要的。在產(chǎn)品的整體預(yù)組裝過程中，除了相關(guān)的組合尺寸要求外，必須保證對裝間隙的合理性（根據(jù)工藝文件），因為焊接過程中產(chǎn)品的焊接收縮量不僅僅與焊接參數(shù)有關(guān)，與部件的對半間隙有直接的關(guān)系，如果間隙的不規(guī)則就可能導(dǎo)致產(chǎn)品最終成形尺寸與設(shè)計的偏差極大，絕大部分產(chǎn)品整體焊接成形后幾乎是無法處理，企業(yè)也會因此出現(xiàn)不合格產(chǎn)品的風(fēng)險，給大家?guī)聿槐匾膿p失。

2、大中型鋼結(jié)構(gòu)對裝與焊接的合理性對變形的影響

大家都知道焊接變形是無法也是不可能完全避免的一個難題，在大中型鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的制作過程中，我們?nèi)绾螒?yīng)用這個難題來減小生產(chǎn)中的產(chǎn)品變形呢？在這里我們舉一個很簡單的例子來說明產(chǎn)品制作中對的變形應(yīng)用。比如水工結(jié)構(gòu)件中的閘門主梁或弧型閘門支臂等構(gòu)件的制作，在備料的火焰切割過程中不可避免地出現(xiàn)熱切割變形，那么我們要做的不是在對裝構(gòu)件前對這些零件進行矯直，而是如何將零件的變形（拱度方向）的方向進行統(tǒng)一方向?qū)ρb，對裝中對這個的認(rèn)識只是第一步。最關(guān)鍵是出在焊接程序中的焊接順序，因零件的熱切割變形成形成的構(gòu)件成形的旁彎或正彎，在焊接時我們一定要選擇拱度側(cè)的焊縫先焊，應(yīng)用焊接先焊先縮、先焊收縮量大于后焊側(cè)的原理，我們就會發(fā)現(xiàn)，在構(gòu)件焊接完成后，原有的變形幾乎全部消除。僅僅從這個例子我們可以看出，減少了零件矯形的成本，節(jié)約了工期且保證了產(chǎn)品質(zhì)量。除了對裝就是焊接對構(gòu)件變形的影響。所以，焊接工藝師不僅僅需要對焊接有足夠的了解和經(jīng)驗，同時也需要對構(gòu)件的變形情況估計要準(zhǔn)確，不然在焊接工藝的編制就只是一個形式而已，在焊接工藝的編制中我們要充分考慮結(jié)構(gòu)件焊前的變形方向及變形量，應(yīng)用焊接參數(shù)的改變消除構(gòu)件焊前的變形量，有利于降低產(chǎn)品制作成本、縮短產(chǎn)品直線工期。焊接參數(shù)的改變主要是改變焊接熱輸入量，但前題是必須保證焊縫熱影響區(qū)組織和性能能滿足產(chǎn)品的理化要求。所以，焊接工藝師在編制一件產(chǎn)品的焊接工藝時，除了理論上的分析還需工作中不斷累積的經(jīng)驗，在以焊接工藝評定（WPS）為指導(dǎo)的前題下，我們完全有必要根據(jù)產(chǎn)品焊前的實際情況對焊接工藝評定中的參數(shù)進行適當(dāng)?shù)男拚?/p>

結(jié)束

綜上所述，只要我們在鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品制作過程中規(guī)范了程序控制，靈活掌握了產(chǎn)品變形與焊接的關(guān)系后，我們就能保證產(chǎn)品在制作過程中達到事半功倍的效果。不僅有效地保證了產(chǎn)品的質(zhì)量、降低了施工成本，同時也因效率的提高可全面實現(xiàn)企業(yè)的履約。