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(yīng)用非常廣泛，其焊接和矯正工序?qū)⌒伍l門的安裝非常的重要，被水電站建設(shè)企業(yè)重點(diǎn)關(guān)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(guān)鍵。本文對(duì)水電站弧形閘門焊接措施及焊接變形的矯正方法進(jìn)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(dá)到水工規(guī)范的要求。

關(guān)鍵詞：弧形閘門；水電站；焊接措施；變形矯正

0　前言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，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(gè)種類，本文主要研究的是弧形閘門的焊接和變形矯正?；⌒伍l門比平面閘門更有優(yōu)勢(shì)，具有起閉力小、能夠阻擋大水面、操作過程簡(jiǎn)單等諸多優(yōu)點(diǎn)，但是其設(shè)計(jì)和制造技術(shù)方面的要求也相對(duì)較高，而且安裝過程中會(huì)出現(xiàn)重重困難。為了保證弧形閘門的安裝質(zhì)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(shù)。

1　焊接措施

1.1焊接原則

（1）焊接前的檢查。在對(duì)弧形閘門進(jìn)行焊接之前，需要進(jìn)行焊接前檢查，焊接前檢查的內(nèi)容包括：所有焊縫處的定位點(diǎn)，要嚴(yán)格按照焊接標(biāo)準(zhǔn)，要做到每隔3m焊縫長(zhǎng)度上均有50-80mm的點(diǎn)焊長(zhǎng)度，防止焊接應(yīng)力過大將焊接好的接頭拉開；將焊縫兩側(cè)的污漬全部清除；用150攝氏度到180攝氏度之間的溫度對(duì)焊接的主梁、邊梁等厚鋼板進(jìn)行預(yù)熱;（2）焊接人員分工。因?yàn)榛⌒伍l門焊接工作的特殊性，每節(jié)門葉的焊接是不能中斷的，因此需要對(duì)焊接人員進(jìn)行分工。要對(duì)焊接人員分為三組，一天二十四小時(shí)輪流焊接，每組應(yīng)有4或6人的雙數(shù)組，按照焊接規(guī)定順序和方向同時(shí)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(kuò)散，一條焊縫應(yīng)是雙人組從中間到兩邊焊接。焊接順序是由焊接構(gòu)件決定的，不同的焊接構(gòu)件采用不同的焊接順序;（4）正確的跳焊方法。在對(duì)弧形閘門的焊接縫進(jìn)行焊接時(shí)，應(yīng)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(zhǎng)度，最好是用一根焊條完成焊接的長(zhǎng)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(shí)，應(yīng)由雙數(shù)焊工按照從中間到兩端的焊接順序，不斷倒退、對(duì)稱焊接。焊接翼緣板與面板的平角焊縫時(shí)，由2人從中間向兩端對(duì)稱、交叉、分段、倒退進(jìn)行焊接，每段的長(zhǎng)度應(yīng)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(yīng)該采用自動(dòng)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(shù)必須保證一致，防止出現(xiàn)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(jìn)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(tái)上進(jìn)行的，并且用拉筋將其拉住，以防在焊接的過程中出現(xiàn)變形。焊接主要采用手工電弧焊接技術(shù)，需要對(duì)正、反兩個(gè)面焊接，單門節(jié)面板實(shí)行分段、對(duì)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(gè)，a以每節(jié)門葉為單位的立焊手工電弧焊；b分2道進(jìn)行的隔板平焊焊接；c次梁、主梁與面板平角焊縫的焊接，關(guān)于焊接的步驟和順序上述都以提到。

2　監(jiān)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(zhì)量，需要派遣專門的人員進(jìn)行管理，對(duì)焊接過程和質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)管。在監(jiān)造的過程中，如發(fā)現(xiàn)焊縫存在缺陷，應(yīng)該立即對(duì)其進(jìn)行分析，尋找原因，采取措施進(jìn)行返修處理。最容易出現(xiàn)的問題就是焊接變形，因此需要對(duì)監(jiān)造過程中的焊接變形矯正方法進(jìn)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(huì)發(fā)生向上拱起的現(xiàn)象，即上彎變形。針對(duì)上彎變形的矯正措施，要在梁的腹板上采用等腰三角形進(jìn)行加熱，第一個(gè)三角形的位置應(yīng)該選擇在拱起最為突出的部分，三角形的底邊應(yīng)該與腹板邊在一條線上，大小應(yīng)該由具體的機(jī)構(gòu)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(yīng)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(duì)扭曲變形進(jìn)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(duì)梁中間的上翼緣板進(jìn)行加熱，加熱程度根據(jù)實(shí)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(xiàn)象，還可采取對(duì)腹板加熱措施進(jìn)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(huì)受到角變形和收縮變形的影響，使得面板產(chǎn)生波浪變形的現(xiàn)象。對(duì)面板的波浪變形進(jìn)行矯正時(shí)，應(yīng)該對(duì)閘門正中間其中一個(gè)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(jìn)行矯正。禁止在凸起的部位進(jìn)行加熱，這樣會(huì)使得變形越來越嚴(yán)重。

在監(jiān)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(yīng)該根據(jù)不同的變形情況采用不同的矯正措施將變形矯正。

3　結(jié)束語

通過對(duì)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(zhì)量，盡可能提高閘門的制造精度。同時(shí)，應(yīng)該對(duì)焊接技術(shù)進(jìn)行研究，引進(jìn)先進(jìn)的焊接技術(shù)，有效避免焊接變形現(xiàn)象的出現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[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(shù)服務(wù)，2003(08).

[2]巫世晶,胡建鋼 .水利水電工程建設(shè)設(shè)備監(jiān)理手冊(cè)［M］.中國(guó)電力出版社,2001(08).