無(wú)軌同步雙邊焊接小車在工程中的研究與應(yīng)用

中鐵十五局集團(tuán)第一工程有限公司（陜西西安 710018）李紅旭

湖北精工鋼結(jié)構(gòu)有限公司 （武漢 430415） 姜殿忠

鋼結(jié)構(gòu)具有自重輕、建設(shè)周期短、適應(yīng)性強(qiáng)、造型美觀、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用越來(lái)越廣泛，而鋼材本身具有材質(zhì)均勻，質(zhì)量穩(wěn)定，強(qiáng)度高，塑性韌性好，抗沖擊和抗振動(dòng)能力強(qiáng)等特點(diǎn)。經(jīng)歷了汶川和日本大地震的考驗(yàn)后，高層鋼結(jié)構(gòu)、空間鋼結(jié)構(gòu)、橋梁鋼結(jié)構(gòu)、輕鋼鋼結(jié)構(gòu)和住宅鋼結(jié)構(gòu)等工業(yè)與民用建筑如雨后春筍，遍布全國(guó)。

鋼結(jié)構(gòu)主要的結(jié)構(gòu)類型為H型鋼柱/梁、箱型柱/梁，常規(guī)的H型及箱型構(gòu)件采用門(mén)式埋弧焊進(jìn)行焊接，但是<350mm箱體截面采用門(mén)式雙絲埋弧焊。由于H型鋼翼緣板較寬且截面較小，焊機(jī)機(jī)頭與H型鋼翼緣板干涉，使門(mén)式埋弧焊無(wú)法正常施焊，所以針對(duì)以上焊接問(wèn)題，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)制作了無(wú)軌同步雙邊焊接小車，在使用的過(guò)程中既保證了焊縫的內(nèi)部質(zhì)量，也提高了焊接的生產(chǎn)效率。

1.傳統(tǒng)工藝焊接方法

常規(guī)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(mén)式埋弧焊焊接（見(jiàn)圖1）；箱型構(gòu)件由兩塊翼緣板和兩塊腹板組成，采用門(mén)式雙絲埋弧焊焊接（見(jiàn)圖2）。

圖1 門(mén)式埋弧焊

圖2 門(mén)式雙絲埋弧焊

非常規(guī)的H型鋼（翼緣板較寬，截面較?。o(wú)法實(shí)施焊接（見(jiàn)圖3），箱體小截面無(wú)法實(shí)施焊接的情況如圖4所示。針對(duì)以上兩種類型構(gòu)件班組在焊接時(shí)通常采用手工焊接，不僅焊接效率低、焊縫質(zhì)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(mén)式埋弧雙絲焊力臂間距350mm

2.改進(jìn)型工藝要點(diǎn)分析

（1）無(wú)軌同步雙邊焊接小車制作材料 同種規(guī)格及型號(hào)的氣體保護(hù)焊機(jī)兩臺(tái)；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(jī)一臺(tái)；管道切割機(jī)上連接桿及其轉(zhuǎn)動(dòng)軸等。

（2）無(wú)軌同步雙邊焊接小車構(gòu)成 組成無(wú)軌同步雙邊焊接小車的主要結(jié)構(gòu)以及焊接小車在H型鋼及箱型上的應(yīng)用如圖5所示。

（3）無(wú)軌同步雙邊焊接小車工作原理 首先將CO2氣體保護(hù)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(jī)小車裝置4置于待焊件6上，通過(guò)調(diào)節(jié)軸系2、5調(diào)整焊槍3的焊接角度，待焊槍3角度調(diào)節(jié)后啟動(dòng)管道切割機(jī)小車裝置4，由管道切割機(jī)小車裝置4的行走路徑帶動(dòng)焊槍3進(jìn)行焊接寬翼緣H型鋼及小截面箱型。

（4）無(wú)軌同步雙邊焊接重點(diǎn)剖析 第一，管道切割機(jī)小車采用車輪為永磁性小車，調(diào)整直線行駛路徑，進(jìn)而帶動(dòng)氣體保護(hù)焊焊槍向前施焊，避免了非磁性小車向前行走過(guò)程中行走路徑發(fā)生變化。

第二，兩臺(tái)氣體保護(hù)焊焊機(jī)選擇型號(hào)相同的奧太焊機(jī)，焊接前將焊接參數(shù)、焊槍角度調(diào)節(jié)到正常施焊的焊接狀態(tài)，避免了不同型號(hào)焊機(jī)雙邊焊接時(shí)不同步對(duì)焊縫產(chǎn)生不良影響。

圖5

第三，焊接前預(yù)先將焊接腹板按常規(guī)要求采用半自動(dòng)切割機(jī)加工坡口，并利用校正機(jī)將板件校正平整，嚴(yán)禁利用波浪變形的板件組立、焊接。

第四，氣體保護(hù)焊焊槍在施焊前需將焊槍穩(wěn)固的固定在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，避免松動(dòng)影響正常施焊。

第五，H型鋼或箱型在正式焊接前，應(yīng)在端頭加設(shè)引弧板及引出板，材質(zhì)與母材材質(zhì)相同，進(jìn)而保證主體焊縫的焊接質(zhì)量。

3.結(jié)語(yǔ)

工廠制造車間自使用此無(wú)軌雙邊同步焊接小車以來(lái)，解決了寬翼緣小截面H型鋼及箱體小截面無(wú)法使用門(mén)式埋弧焊焊接的難題。應(yīng)用此新型雙邊同步焊接小車，焊接生產(chǎn)效率較傳統(tǒng)手工焊接效率顯著提高，焊接后焊縫內(nèi)部質(zhì)量通過(guò)UT檢測(cè)合格率明顯提高，同時(shí)減少了工人手動(dòng)焊接的工作強(qiáng)度。實(shí)現(xiàn)最終目標(biāo)：提高工作效率，節(jié)約生產(chǎn)成本，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，為其他同類型構(gòu)件的焊接起到參考借鑒作用。