橋式起重機(jī)焊接變形問題處理方法

摘 要：近年來，隨著箱型梁結(jié)構(gòu)在工程上的廣泛應(yīng)用，其變形的控制成為迫切需要的解決問題之下，橋式起重機(jī)其截面形狀即為典型的箱型梁結(jié)構(gòu)，由于其焊縫多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、焊接應(yīng)力和變形較大。如果不采取合理的設(shè)計(jì)及施工工藝方案就會(huì)在焊接過程中出現(xiàn)變形從而嚴(yán)重影響焊接質(zhì)量，甚至?xí)?dǎo)致結(jié)構(gòu)無法正確的安裝及使用。本文主要通過對(duì)橋式起重機(jī)在焊接加工時(shí)出現(xiàn)的變形問題提出合理方法，使變形減少到最小狀態(tài)，滿足結(jié)構(gòu)合理正確的使用。從二方面采取控制措施，從而實(shí)現(xiàn)起重機(jī)焊接施工質(zhì)量控制的目的。

關(guān)鍵詞：變形產(chǎn)生原因；焊接變形分類；主要影響因素

1 箱形主梁焊接

1.1 焊接工藝流程

箱形主梁由左右腹板、上下翼板內(nèi)加長(zhǎng)、短板組成，當(dāng)腹板較高時(shí)，尚需加水平助，見圖（1）。由于梁為封閉式結(jié)構(gòu)，必須先焊梁內(nèi)的長(zhǎng)、短肋板，然后焊下翼板。具體焊接順序如下：

圖（1）箱形結(jié)構(gòu)主梁

1-長(zhǎng)助板；2-短助板；3-上翼板；4-腹板；5-下翼板；6-水平肋

（1）先焊接上翼板與長(zhǎng)、短助板間的焊縫。如等裝好左右腹板后一起焊接，會(huì)產(chǎn)生II形梁扭曲變形，造成整形困難。

（2）裝上左右腹板，焊接II形梁的內(nèi)部焊縫，兩條長(zhǎng)的縱焊縫暫不焊。

（3）裝配下翼板后，工藝規(guī)定先焊下翼板與腹板間的兩條角焊縫，應(yīng)兩面對(duì)稱同時(shí)焊接，這樣可以減少焊接變形。如下翼板裝配好后上拱度超過工藝規(guī)定，可以先焊上翼板的兩條角焊縫。

（4）焊接上（下）翼板的兩條角焊縫 。

1.2 拼板對(duì)接焊工藝

主梁長(zhǎng)度一般為10～40m ，腹板與上下翼板要用多塊鋼板拼接而成。拼接焊縫質(zhì)量應(yīng)滿足起重機(jī)技術(shù)條件中的規(guī)定。根據(jù)板厚不同，對(duì)接焊工藝有：開坡口雙面手工電弧焊；一面手工電弧焊，一面自動(dòng)埋弧焊；雙面自動(dòng)埋弧焊；氣體保護(hù)焊；單面焊雙面成形自動(dòng)埋弧焊。用前4種工藝拼接時(shí)，當(dāng)一面拼焊好后，必須把焊件翻轉(zhuǎn)進(jìn)行清根等工序。如拼板較長(zhǎng)，翻轉(zhuǎn)操作不當(dāng)，會(huì)引起翹曲變形。

1.3 對(duì)接焊縫質(zhì)量

內(nèi)部質(zhì)量應(yīng)符合GB3323-87《鋼熔化焊對(duì)接接頭射線照相和質(zhì)量分級(jí)》II級(jí)或JB 1152-81《鍋爐和鋼制壓力容器對(duì)接焊縫超聲波探傷》I級(jí)的要求，外部質(zhì)量應(yīng)符合JB/ZQ4000.3-86標(biāo)準(zhǔn)中BS級(jí)的要求。

1.4 主梁角焊縫焊接工藝水平

腹板與翼板的裝配間隙應(yīng)量小，沿接縫全長(zhǎng)最大間隙不超過0.5mm。接縫除銹后烘干。焊腳高度6-8mm，可兩面同時(shí)焊接，以減少焊接變形； 超過8mm宜多層焊接。半自動(dòng)埋弧焊采用直流反接，工藝參數(shù)見表（3）所示。

x 橋架裝配焊接

2.1 小車路軌對(duì)接頭焊接工藝

起重機(jī)橋架上行走小車的路軌接頭，以往大部都不焊成整體，而是用軌道壓板將其固定。這樣，接頭處高低不平，側(cè)向錯(cuò)位，不車行走到接頭處會(huì)引起沖擊?，F(xiàn)今路軌接頭用電弧焊方法焊接成整體，焊后磨平焊縫。

（1）路軌接頭端面除銹后，底部用E5015焊條堆焊一焊唇，并沿路軌底面磨平。

（2）裝配時(shí)兩路軌接頭處要離開14～16mm。為補(bǔ)償焊縫收縮引起的角變形，端部裝配成1：100的斜度，下襯銅墊板。

（3）焊前路軌預(yù)熱至250-300°c ，預(yù)熱長(zhǎng)度每邊不短于300mm。分3層焊接，第1層用E5015焊條，焊后清除焊渣。裝上兩側(cè)銅擋塊，兩側(cè)間隙不小于4mm，間隙過小焊渣無法下流，用軋頭固定。焊接第II屋如溫度己降低，應(yīng)再預(yù)熱至250-300°C，用E5015焊條焊接。運(yùn)條方法是不間斷地轉(zhuǎn)小圈，使焊渣從路軌兩側(cè)的間隙流下，焊縫表面光滑，不出現(xiàn)凹坑。

（4）第II層焊好后立即焊第III NFC ，焊條用EDPMn3-15，使用前經(jīng)250°c烘干。堆焊結(jié)束，應(yīng)即拆掉擋塊檢查，發(fā)現(xiàn)缺陷即修補(bǔ)好，不能在焊縫冷卻后修補(bǔ)，以免引起焊縫開裂。

焊接結(jié)束后，為使焊縫緩冷，將接頭處再加熱到預(yù)熱溫度，而后保溫緩冷。

2.2 主梁與端梁連接焊接工藝

其連接焊縫為搭接和角焊縫，現(xiàn)場(chǎng)裝配焊接，有立焊、仰焊位置。為提高焊縫質(zhì)量，采用焊接翻轉(zhuǎn)架，可使立得、仰焊變?yōu)槠胶肝恢谩?/p>

2.3 路軌壓板螺栓電弧焊工工藝

壓緊小車行走路軌的方法有：焊接式壓板，把壓板一頭焊在主梁上翼板上，另一頭奪牢路軌下翼板固定。如要更換路軌，須把壓板用氣割法割掉，上翼板受熱受影響主梁上拱度，帶來維修困難；在主梁上翼板上鉆孔、攻絲、用螺栓使壓板壓緊路軌。此法工藝周期長(zhǎng)，如上翼板較薄，不適用；用螺柱電弧焊方法。螺柱用特殊的焊接方法焊牢在上翼板上，再用壓板壓緊路軌。此法具有省工，拆裝路軌的方便、維修方便等優(yōu)點(diǎn)。

（1）螺柱電弧焊部分要嚴(yán)格除銹到金屬光澤，不留銹斑和油污，當(dāng)天除銹當(dāng)天焊接。

翼板的螺板弧焊部分，也要打磨至出現(xiàn)金屬光澤，如有水氣，應(yīng)烘干后才能焊接。

（2）保護(hù)瓷套使用時(shí)應(yīng)干燥，無油污、水氣、弧焊過程中不可開裂，不粘結(jié)于焊縫。

（3）螺柱的質(zhì)量試驗(yàn)可參照AWSD1.1-92的規(guī)定。簡(jiǎn)易的試驗(yàn)方法是螺柱焊好后，套上管子板彎90°，或用鐵錘敲彎90°，不出現(xiàn)裂紋，折斷。也可根據(jù)螺柱強(qiáng)度等級(jí)用扭矩法做工藝試驗(yàn)，達(dá)到一琮扭矩值，檢驗(yàn)焊縫質(zhì)量。試驗(yàn)板厚度應(yīng)不小于被焊工件板厚度。

（4）螺柱電弧焊由于焊接時(shí)間短，又需要較大的焊接電流，容易產(chǎn)生電弧磁偏吹。為使焊縫成形良好，要有可靠合理的接地。實(shí)踐中平焊時(shí)可用兩邊對(duì)稱接地法，即把地線接在主梁的上翼板兩端，橫焊時(shí)把地線接在焊螺柱部位下面。

M16、M20螺柱電弧焊工工藝參婁見表（4）所示，螺柱材料為Q235-A

表-（4）螺柱電弧焊工工藝參數(shù)

注：橫焊時(shí)電流采用較小值

3 結(jié)論

總之，橋式起重機(jī)在焊接加工時(shí)出現(xiàn)的變形問題，只要我們提出合理方法，使變形減少到最小狀態(tài)，滿足結(jié)構(gòu)施工要求及正確的使用方法。通過對(duì)橋式起重機(jī)采取的合理的施焊工藝，以及使用正確的焊接方法、溫度，箱型梁的彎曲變形下看撓度控制在最小的范圍，使現(xiàn)場(chǎng)焊接工作得以順利進(jìn)行，完全滿足了施工要求，收到良好的效果。

作者簡(jiǎn)介

楊紅巖（1972-），女，研究方向：焊接教學(xué)，指導(dǎo)學(xué)生參加省焊接大賽獲一等獎(jiǎng)