圓形料場堆取料機(jī)中部回轉(zhuǎn)平臺焊接工藝及質(zhì)量控制

王 晶

(承德石油高等?？茖W(xué)校 工業(yè)技術(shù)中心，河北 承德 067000)

圓形料場堆取料機(jī)中部回轉(zhuǎn)平臺焊接工藝及質(zhì)量控制

王 晶

(承德石油高等?？茖W(xué)校 工業(yè)技術(shù)中心，河北 承德 067000)

中部回轉(zhuǎn)平臺作為圓形料場堆取料機(jī)運(yùn)行過程中的主要受力部件，其制作難度及焊接任務(wù)量大，主要表現(xiàn)為鋼板組件多，焊縫數(shù)量多，制作過程中若焊接工藝、質(zhì)量控制任何一項(xiàng)出現(xiàn)問題，該結(jié)構(gòu)極易產(chǎn)生變形及缺陷，修補(bǔ)難度大，甚是無法修補(bǔ)。因此，針對某圓形料場堆取料機(jī)中部回轉(zhuǎn)平臺具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，總結(jié)出一套合理的焊接工藝及對關(guān)鍵部位的質(zhì)量控制措施。通過實(shí)踐證明，可有效地控制中部回轉(zhuǎn)平臺的焊接變形，保證焊接質(zhì)量，為同類設(shè)備產(chǎn)品的制造提供參考與借鑒。

中部回轉(zhuǎn)平臺；焊接工藝；質(zhì)量控制

圓形料場堆取料機(jī)是一種連續(xù)、高效的散狀物料裝卸輸送機(jī)械，廣泛用于港口、鋼廠、礦山等行業(yè)[1]。中部回轉(zhuǎn)平臺是中部回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)乃至圓形料場堆取料機(jī)整機(jī)設(shè)備的中心支撐部件，是一種箱型的大型整體式焊接鋼結(jié)構(gòu)件。在設(shè)備運(yùn)行過程中部回轉(zhuǎn)平臺不僅要承載將近百余噸的重量，而且在圍繞中心立柱旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生彎矩、設(shè)備振動(dòng)及受力變化時(shí)的擺動(dòng)，這對于焊縫位置的強(qiáng)度、剛度、韌性要求非常高，且中部回轉(zhuǎn)平臺焊接質(zhì)量的好壞直接決定了整機(jī)設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性。因此，本文從部件的組裝與焊接為切入點(diǎn)確定可行的工藝方案，加強(qiáng)質(zhì)量控制，確保中部回轉(zhuǎn)平臺的焊接質(zhì)量，這對于整機(jī)設(shè)備的制造具有重要的工程意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

1 中部回轉(zhuǎn)平臺結(jié)構(gòu)分析

中部回轉(zhuǎn)平臺上方通過回轉(zhuǎn)中間架連接并支撐上部鋼結(jié)構(gòu)部分(上部回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、棧橋支撐平臺、主機(jī)附屬鋼結(jié)構(gòu))，左右部分分別連接配重機(jī)構(gòu)和懸臂鋼結(jié)構(gòu)，如圖1所示。該中部回轉(zhuǎn)平臺主要采用方形全封閉箱型梁結(jié)構(gòu)，外圍尺寸長度為5 176 mm，寬度為5 300 mm，高度為1 560 mm，三維圖如圖2 所示。箱型梁主要由四角的H型鋼、上部開方形孔蓋板、下部開圓形孔底板，四周長方形圍板、中間部分立柱筒體及圓鋼、內(nèi)部隔板相互焊接形成封閉箱型梁，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3所示。立柱筒體下部焊接厚法蘭，法蘭經(jīng)機(jī)加工后與回轉(zhuǎn)大軸承螺栓連接。

2 焊接坡口形式確定

中部回轉(zhuǎn)平臺在使用過程中，箱體上蓋板焊縫、上、下蓋板與配重機(jī)構(gòu)連接處平對接焊縫及鉸軸板與箱體連接處T型焊縫主要承受拉應(yīng)力。由于中部回轉(zhuǎn)平臺內(nèi)部筒體與圓鋼連接處T型焊縫在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中反復(fù)受壓與受拉，且受交變載荷的作用，如果焊縫強(qiáng)度不夠或出現(xiàn)缺陷，很有可能會造成焊縫撕裂現(xiàn)象。所以根據(jù)受力關(guān)系及焊接要求，承受拉應(yīng)力的焊縫必須開坡口，全部焊透且無缺陷，以保證箱體能承受本身的自重載荷及外界的應(yīng)力載荷。

制作時(shí)要求坡口表面及兩側(cè)30 mm范圍內(nèi)進(jìn)行打磨清理，不得有氧化皮、熔渣、油污及水銹。坡口表面用5倍(含5倍)以上放大鏡進(jìn)行宏觀檢查，不許有裂紋、分層等缺陷[2]。由于受拉處平對接焊縫多為等厚鋼板的對接，焊接開不對稱X坡口，T型焊縫采用全焊透的V型坡口，坡口形式及尺寸見圖4。

3 中部回轉(zhuǎn)平臺焊接

中部回轉(zhuǎn)平臺箱型梁角接頭、T型接頭焊縫的平焊、立焊采取CO2氣體保護(hù)焊(CO2氣體體積分?jǐn)?shù)為80%，流量為20～25 L/min)，平板對接若空間允許均采用埋弧焊焊接，否則可采用CO2氣體保護(hù)焊代替。焊接參數(shù)見表1、表2。

表1 CO2氣體保護(hù)焊焊接參數(shù)

表2 埋弧焊焊焊接參數(shù)

由于中部回轉(zhuǎn)平臺焊接量相對較大，必然會出現(xiàn)焊接變形。平臺所有部件之間均為連續(xù)焊縫連接，大部分集中在上、下蓋板內(nèi)側(cè)，焊接變形主要有角變形、縱向和橫向收縮變形、扭曲變形。在制造過程中，回轉(zhuǎn)平臺焊后扭曲變形表現(xiàn)尤為突出，底板后端扭曲，其中85%以上的變形量達(dá)10 mm，底板平面度2 mm難以保證[3]，因此在制作時(shí)要嚴(yán)格把握好組裝及焊接順序。中部回轉(zhuǎn)平臺組裝時(shí)先將上蓋板吊至胎架上，以上蓋板為基準(zhǔn)底板，調(diào)整水平，劃出筒體、圍板、H型鋼、隔板等焊接位置線，注意上蓋板與隔板裝配線位置盡量對應(yīng)胎架橫檔。組焊筒體、法蘭時(shí)調(diào)整其縱縫位置，保證拼接焊縫位置相互錯(cuò)開300 mm，法蘭拼接焊縫位置不能位于部件中心線上?？紤]到整體組對后，內(nèi)部焊縫的可焊性，要求在隔板位置提前切制人孔。焊接時(shí)應(yīng)遵循由內(nèi)而外、先立后平、從中間向兩側(cè)依次對稱焊接、長焊縫分段退步焊的焊接原則，待焊滿1/2后，再清理外側(cè)焊根，內(nèi)外交替焊接，這樣可以防止出現(xiàn)因產(chǎn)生較大變形而無法修復(fù)的局面[4]，焊接順序具體見圖5。裝焊下蓋板時(shí)，保證內(nèi)腔密封，定位焊后根據(jù)現(xiàn)場情況翻身焊接下蓋板，焊后整體校平。以法蘭平面為基準(zhǔn)，劃四角板拼裝尺寸線，裝焊四角連接法蘭及鉸軸板組件。

4 質(zhì)量控制要點(diǎn)

1)中部回轉(zhuǎn)平臺上蓋板對接焊縫及鉸軸板組件與H型鋼焊接處立焊縫在設(shè)備運(yùn)行過程中承受巨大拉應(yīng)力，焊縫可能疲勞開裂，要求焊后100%超聲波探傷，保證焊縫無開裂等現(xiàn)象。

2)注意蓋板的拼接位置，上下錯(cuò)開300 mm。法蘭加焊米字撐保證整體尺寸精度，注意法蘭拼接位置和螺紋孔位置，避免焊口與孔位重合，保證法蘭拼接焊縫相互距離及筒體縱縫與法蘭拼縫距離至少為300 mm，避免應(yīng)力集中。

3)中部回轉(zhuǎn)平臺筒體與內(nèi)部隔板相互焊接處為避免應(yīng)力集中，采用圓鋼連接，其立向焊縫長期受拉、壓、彎等交變應(yīng)力作用，焊縫會疲勞開裂，焊接需開坡口，坡口形式可參照圖4(b)，且要求焊后100%超聲波探傷，確保焊縫無裂紋、銹蝕等現(xiàn)象。

4)中部回轉(zhuǎn)平臺筒體卷至圖紙要求，端面錯(cuò)口≤2 mm，筒體回圓，保證圓柱度2 mm，筒體內(nèi)部與外部下蓋板相對應(yīng)位置處焊接一塊圓形加強(qiáng)板，保證筒體強(qiáng)度。設(shè)備組焊后，采用火焰等方法整平蓋板、圍板等，保證平面度2 mm。

5)中部回轉(zhuǎn)平臺筒體與法蘭連接處環(huán)焊縫，此處受彎扭作用較大，焊縫可能產(chǎn)生疲勞，要求焊后100%超聲波探傷，確保焊縫無裂紋等現(xiàn)象。

5 結(jié)論

本文主要從焊接、組裝、質(zhì)量控制這三個(gè)方面，對圓形料場堆取料機(jī)中部回轉(zhuǎn)平臺制造進(jìn)行系統(tǒng)說明。通過采取以上工藝方法，有效的最大程度減少焊接變形，從而使中部回轉(zhuǎn)平臺整體質(zhì)量得到很好地控制，特別是上下蓋板平面度焊后變形量控制在了2 mm范圍內(nèi)，關(guān)鍵部位焊接質(zhì)量較以前有大幅提高，加快了產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)，減少返修工作量，提高了圓形料場堆取料機(jī)的整體性能。

[1] 代向歌，彭高明. BP-GA 算法對斗輪堆取料機(jī)回轉(zhuǎn)平臺的結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與研究.2012，28(1)：105-109.

[2] 韓曙光，董戰(zhàn)虎. 13MnNiMoNbR鋼焊接[J].承德石油高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào).2001，3(2)：12-15.

[3] 逯宏偉. 挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)平臺焊接工藝改進(jìn)[J].金屬加工(熱加工).2012(18)：25-26.

[4] 李英.C型轉(zhuǎn)子式翻車機(jī)端環(huán)制造技術(shù)分析與探討[J].有色設(shè)備.2011(4)：44-47.

WeldingTechnologyandQualityControlofCentralRotaryPlatformforCircularStockyardStackerReclaimer

WANG Jing

(Industrial Technology Center， Chengde Petroleum College， Chengde 067000， Hebei, China)

Central rotary platform is the main unit in bearing weight when circular stockyard stacker reclaimer is working. If reasonable welding technology and quality control method did not apply to weld steels， weld metal will produce deformations and never repaired defects， which will lead to the manufacture process of central rotary platform becoming very difficult. In the paper， reasonable welding technology method of quality control for main unit were summed up according to the feature of structure of central rotary platform in circular stockyard stacker. Practice has proved that the reasonable welding technology may effectively control the deformation of welding and ensure the quality of welding， which provides experience for the production of other device.

central rotary platform; welding technology; quality control

TH22

A

1008-9446(2017)04-0048-05

2016-10-13

王晶(1978-)，男，內(nèi)蒙古呼和浩特人，講師，碩士，主要從事焊接結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與焊接工藝評定方面的研究，E-mail：wangjing1953@qq.com。