連鑄上框架的裝焊過(guò)程

鄭紅

0前言

某集團(tuán)公司與奧鋼合作，為烏克蘭生產(chǎn)1 900 mm板坯連鑄機(jī)，該公司承擔(dān)彎曲段、扇形段（弧形段、矯直段、水平段）等設(shè)備的加工、裝配。

扇形段即上、下框架，主要由16Mn材質(zhì)的厚鋼板組成，結(jié)構(gòu)為單片板焊結(jié)構(gòu)，具有坡口大、結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)。而關(guān)鍵部位，如軸承座板位置精確度要求極嚴(yán)，通水方管最終打壓不得滲漏，且管與管之間必須單腔打壓不得滲漏。不銹鋼堆焊層不得出現(xiàn)任何表面缺陷如氣孔、夾渣等。所以在保證焊接質(zhì)量的前提下，控制焊接變形是生產(chǎn)制造的關(guān)鍵。裝配尺寸100 mm±1 mm，不得出現(xiàn)偏差，文中以弧形段上框架為例，介紹了裝焊工藝過(guò)程及生產(chǎn)中出現(xiàn)的問(wèn)題，采取相應(yīng)的措施?；⌒味紊峡蚣芡廨喞叽? 790 mm×1 850 mm×1 365 mm，重量9 730 kg。

1工藝可行性分析

焊接工藝對(duì)上、下框架采取了分部件組裝的方法，即分為三大部分：兩側(cè)箱和中間立板。各部件采取單獨(dú)焊接及矯正，有利于控制焊接變形。以中間立板為例，軸承座板與立板是垂直的，單獨(dú)焊接容易施焊，也有利于矯正。而整體焊接，因?yàn)楦靼彘g距離很小，通水方管的焊接較困難，焊接質(zhì)量很難保證，單片組焊，操作相對(duì)方便，總的來(lái)說(shuō)，采取的分部件組裝方案是可行的。

2裝焊工藝過(guò)程

2.1技術(shù)要求

嚴(yán)格執(zhí)行圖紙中技術(shù)要求的有關(guān)規(guī)定。收縮余量按1/1 000考慮。通水方管缺口處及管與管之間接口處，采用TIG焊，保證密閉性，不銹鋼與碳鋼焊接采用A302 3.2 mm焊條，堆焊用HS367D 1.2 mm焊絲。其余用H08Mn2Si，1.2 mm?？蚣芊祷睾蠖S進(jìn)行不銹鋼堆焊，堆焊厚度為6 mm，堆焊前將堆焊表面進(jìn)行清理，用紫銅板將堆焊周邊固定，確保堆焊周邊垂直度。焊接環(huán)境溫度如過(guò)低，焊前預(yù)熱100～150 ℃。

2.2裝焊過(guò)程

裝配兩側(cè)箱體，如圖1所示，組裝時(shí)先裝配內(nèi)側(cè)兩塊筋板，整體施焊一遍后再焊內(nèi)側(cè)兩塊筋板，焊完清理，裝配外側(cè)兩塊筋板，然后整體焊接并矯正，符合圖紙要求后待裝。

裝配中間單片需做自制胎具，先裝配軸承座板，矯正后裝配焊通水方管，只有保證單片的位置度和平面度精度，才能保證最后裝配時(shí)的準(zhǔn)確。

在平臺(tái)上劃全線進(jìn)行總裝。一定保證兩側(cè)箱體的對(duì)角線，偏差不得大于2 mm，否則100 mm±1mm尺寸無(wú)法保證。軸承座板的定位采用下部加墊塊限位裝配，如圖2所示。

軸承座板和立板的中心，按設(shè)計(jì)要求中所給的X值定位。軸承座板坐在墊塊上后，反復(fù)檢查各尺寸之間的精度，確認(rèn)正確無(wú)誤后，進(jìn)行總裝。將兩側(cè)箱體裝好后，再次進(jìn)行對(duì)角線檢查，點(diǎn)固并裝焊拉筋，定位焊長(zhǎng)度不小于40 mm。進(jìn)行焊接，焊接時(shí)框架側(cè)放，一側(cè)焊縫先施焊一至二遍后，將框架翻轉(zhuǎn)焊另一側(cè)，采用兩人對(duì)稱焊接，焊接時(shí)注意控制熱輸入量，以減少變形。焊后進(jìn)行消應(yīng)力熱處理。熱處理后檢查總體尺寸，復(fù)查軸承座板位置及加工量。符合要求后進(jìn)行噴砂、涂油。返回后進(jìn)行耳軸焊接，軸承座板凹槽處堆焊。

3生產(chǎn)中出現(xiàn)的問(wèn)題及采取的措施

（1）箱體變形：裝焊兩側(cè)箱體時(shí)（圖1），件1發(fā)生嚴(yán)重變形，而且由于工件1上端只露出90 mm長(zhǎng)，采用火焰校正效果并不理想，也無(wú)法進(jìn)行機(jī)械校正.針對(duì)這種情況，分析變形的主要原因是由于工件2坡口較大，焊縫收縮導(dǎo)致工件1受拉變形所致。所以采用工件2的坡口不焊滿，待立板與箱體焊完后，工件1有足夠的約束條件來(lái)對(duì)抗工件2坡口對(duì)它的拉應(yīng)力，這時(shí)再將焊接工件2坡口焊滿，就可以控制變形。

（2）通水管路改進(jìn)：?jiǎn)纹b焊時(shí)，為防止機(jī)械加工總裝時(shí)兩個(gè)水腔之間串水，將方管處缺口管壁、立管與主立板相鄰側(cè)管壁割除，此種方法使軸承座與方管之間焊縫變?yōu)榱迮c方管焊縫，避免機(jī)械加工將焊道鉆漏。

（3）100 mm±1 mm裝配尺寸的保證：除裝配時(shí)嚴(yán)格控制對(duì)角線公差外，另外在每100 mm空隙處，加固兩件工藝?yán)?，要求定位焊牢固，防止由于焊接?yīng)力過(guò)大，拉筋開(kāi)裂現(xiàn)象。

（4）軸承座板和坡口尺寸加大：為防止打壓時(shí)，水從軸承座板側(cè)面滲漏，要求主立板與軸承座板處坡口加大8 mm，兩端均布，以形成較好的包角。使軸承座周邊封閉焊。另外為防止裝配軸承座萬(wàn)一出現(xiàn)裝配偏差，單側(cè)補(bǔ)焊，影響質(zhì)量和生產(chǎn)進(jìn)度。

（5）軸承座板堆焊：要求機(jī)加車間按圖3形式加工。避免了由于按左圖加工在拐角處空間過(guò)小，熔化的焊接金屬無(wú)法到達(dá)尖角處，或熔渣無(wú)法排出，從而出現(xiàn)氣孔，夾渣，未熔合等缺陷。

4結(jié)論

整個(gè)上框架的各項(xiàng)指標(biāo)都滿足有關(guān)技術(shù)指標(biāo)及要求，尤其是各軸承座板位置偏差全部符合設(shè)計(jì)公差要求。通水方管最后在機(jī)加車間封堵打壓時(shí)，由于工藝改進(jìn)使原來(lái)由一臺(tái)二十四個(gè)班次，縮減到六個(gè)班次完成。堆焊焊縫極少出現(xiàn)尖角處未熔合缺陷。實(shí)踐證明，采取的工藝措施是合理、有效的。