大型起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)焊接制造工藝探析

錢志強(qiáng) 姚正清

摘 要：近年我國造船工業(yè)的高速發(fā)展也在不斷推動與之相關(guān)的起重機(jī)設(shè)備的發(fā)展，尤其是大型的起重機(jī)設(shè)備。但是由于大型起重機(jī)設(shè)備對制造質(zhì)量的要求比較高，比小型起重機(jī)結(jié)構(gòu)件的焊接施工復(fù)雜，再加上其主梁跨度大、結(jié)構(gòu)龐大，在很大程度上增加了鋼結(jié)構(gòu)焊接制造工藝的難度。因此，本文主要對大型起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)焊接制造進(jìn)行研究，分析其在工藝方面的需求及應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：大型起重機(jī);鋼結(jié)構(gòu);焊接制造

大型起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)焊接制造工藝中，首先應(yīng)完善工藝的設(shè)計工作，按照焊接制造工藝方法的實際要求，完善整個鋼結(jié)構(gòu)的焊接制造。大型起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)焊接制造中需要重點關(guān)注焊接中的控制變形問題，通過適當(dāng)?shù)耐緩?，確保大型起重機(jī)設(shè)計中與鋼結(jié)構(gòu)相關(guān)的焊接制造質(zhì)量都能達(dá)到科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)，保證大型起重機(jī)的鋼結(jié)構(gòu)焊接符合質(zhì)量要求。

1.大型起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)焊接制造的工藝設(shè)計

起重機(jī)的制造質(zhì)量從很大程度上取決于鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，而大型起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)主要為焊接結(jié)構(gòu)，因此鋼結(jié)構(gòu)的焊接制造工藝對大型起重機(jī)的生產(chǎn)質(zhì)量具有重要的影響。針對大型起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)焊接制造的工藝設(shè)計，本文主要從母材選擇、焊接設(shè)計、工藝控制三個方面來分析。

1.1母材選擇

母材是影響焊接質(zhì)量的重要因素，利用母材做出鋼結(jié)構(gòu)的基本部件，再將這些部件通過焊接進(jìn)行組裝，形成起重機(jī)的鋼結(jié)構(gòu)，因此起重機(jī)需要選擇可焊性強(qiáng)的母材，確保大型起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)焊接與制造的順利進(jìn)行。選擇母材時需要著重考慮焊縫區(qū)的重要性，防止焊接制造時出現(xiàn)裂縫[1]。鋼結(jié)構(gòu)焊接的質(zhì)量與起重機(jī)質(zhì)量存在直接的聯(lián)系，因此針對母材選擇提出以下三點基本要求，①嚴(yán)格遵循大型起重機(jī)的生產(chǎn)需求，控制焊條、焊絲的質(zhì)量，落實焊接的實踐性，以免影響大型起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)焊接制造的效益;②注重龍門吊的性能，營造安全、可靠的施工條件，按照鋼結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)則選擇龍門吊的焊材;③優(yōu)化坡口設(shè)計，大型起重機(jī)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，鋼結(jié)構(gòu)焊接制造時需要以實際情況為主，規(guī)范坡口的設(shè)計形式，達(dá)到坡口焊接的標(biāo)準(zhǔn)。

1.2焊接設(shè)計

龍門吊是大型起重機(jī)的一種類型，板的拼接是其箱體結(jié)構(gòu)的主要環(huán)節(jié)，拼板的大面積焊接對焊接工藝設(shè)計提出了較高的要求。為了保證焊接質(zhì)量，以下幾種焊接設(shè)計可供參考：①雙面焊接，此類焊接方法的背面不采取氣刨的方式，有效提升鋼結(jié)構(gòu)焊接的效率，而且可以省略坡口加工的部分，但是需要嚴(yán)格的參數(shù)設(shè)計，由此增加了焊接難度，一旦出現(xiàn)焊接誤差，即會影響整個起重機(jī)制造的效率;②SMAW/SAW，此類焊接方法可以有效控制鋼結(jié)構(gòu)制造中的變形，但是需要很高的焊接技能，對焊工技能水平要求很高，否則很容易出現(xiàn)根部難以熔合的現(xiàn)象;③GMAW/SAW，具有半自動焊接制造的特點，能夠提高焊接的效率，但是也很容易出現(xiàn)沒有熔合的缺陷，而且移動難度大，可有選擇的設(shè)計此類焊接制造工藝;④FCAW/SAW，具有氣體保護(hù)的焊接方式，對焊工沒有過高要求，操作簡單而且還可保證根部熔合，但是需采取坡口焊接或其他變形控制措施才能防止焊接制造中的變形。綜上所述，大型起重機(jī)焊接制造工藝中效益比較高的是FCAW/SAW，能夠提高焊接效率同時焊接質(zhì)量也容易得到保證。

1.3工藝控制

大型起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)焊接制造工藝在需要遵循相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，控制焊接工藝的應(yīng)用過程，防止誤差引起的質(zhì)量問題[2]。焊接制造工藝的控制標(biāo)準(zhǔn)主要包括：①控制超出規(guī)程以外的偏差、誤差，規(guī)劃鋼軌結(jié)構(gòu)焊接制造工藝中的所有尺寸;②板厚變化要符合鋼結(jié)構(gòu)基本部件的需求，同時還要符合大型起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn);③實現(xiàn)有/無襯墊的準(zhǔn)確選擇;④合理控制焊接制造的溫度和熱輸入值。

2.大型起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)焊接制造工藝的變形控制

大型起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)焊接制造工藝中最為常見的問題是變形，受熱不均或加熱缺陷等都會引起鋼結(jié)構(gòu)變形，如：縱向變形、橫向變形和繞曲變形，對鋼結(jié)構(gòu)造成很大的影響。

2.1控制下料

板材下料的控制有利于防止鋼結(jié)構(gòu)焊接制造中的變形，確保板材下料能夠達(dá)到規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)?？刂其摻Y(jié)構(gòu)的下料及后期的系列工藝，確保焊接制造工藝處于防變形的狀態(tài)。

2.2優(yōu)化焊接參數(shù)

大型起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)焊接制造中的參數(shù)比較多，優(yōu)化焊接的參數(shù)有利于實現(xiàn)變形控制，規(guī)避鋼結(jié)構(gòu)焊接制造中潛在的變形風(fēng)險[3]。大型起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)焊接制造中最為關(guān)鍵的一項參數(shù)是熱輸入量，為防止鋼結(jié)構(gòu)焊接制造的變形，需適度調(diào)節(jié)熱輸入量，一方面確保熔透的效率，另一方面排除焊縫中的缺陷，保障焊接參數(shù)準(zhǔn)確后，才能限制鋼結(jié)構(gòu)焊接制造的工藝環(huán)節(jié)，以免出現(xiàn)焊接變形或制造缺陷。

2.3完善焊接順序

大型起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)焊接制造的工藝必須要按照規(guī)定的順序進(jìn)行，尤其是裝配焊接的過程中，不能采取一邊裝配一邊焊接的方式，避免出現(xiàn)不必要的焊接缺陷。大型起重機(jī)在復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)中的焊接與制造，還需設(shè)定相關(guān)的焊接方案，用于規(guī)劃焊接的順序，要求大型起重機(jī)按照規(guī)定的順序焊接并制造鋼結(jié)構(gòu)。

3.大型起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)焊接制造中的接頭工藝

接頭工藝是大型起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)焊接制造的重點部分，用于保障鋼結(jié)構(gòu)焊接制造的穩(wěn)定性[4]。大型起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)焊接制造的接頭工藝集中在軌道施工方面，為提升焊接制造的效果，規(guī)避鋼結(jié)構(gòu)中潛在的裂縫，需深入分析接頭工藝中潛在的質(zhì)量問題，提出有效的解決措施，同時監(jiān)督鋼結(jié)構(gòu)的接頭焊接，致力于提供高質(zhì)量的接頭工藝。焊接接頭工藝中可以采取試焊的方式，提前明確鋼結(jié)構(gòu)焊接制造的接頭性能，由此實際焊接中避免出現(xiàn)接頭缺陷。

4.結(jié)束語

大型起重機(jī)的體龐大積及復(fù)雜結(jié)構(gòu)增加了其鋼結(jié)構(gòu)的焊接制造工藝難度，因此在大型起重機(jī)的生產(chǎn)制造過程中，必須要選擇科學(xué)合理的焊接工藝，采取優(yōu)化的設(shè)計和控制，使其符合鋼結(jié)構(gòu)的技術(shù)及施工要求，推動大型起重機(jī)設(shè)備制造業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊守印.起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)的焊接變形和焊接應(yīng)力產(chǎn)生的原因及預(yù)防措施[J]. 科技致富向?qū)В?012.12：322+426.

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[3]張青.極限狀態(tài)設(shè)計法在塔式起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用研究[D].山東大學(xué)，2010.

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