井架鋼結(jié)構(gòu)箱型柱加工制作工藝技術(shù)分析

姜煒

中煤第五建設(shè)有限公司第五工程處 江蘇徐州 221163

自從上世紀80年代，我國中煤能源集團有限公司成功安裝了超過40座箱型結(jié)構(gòu)的井架。這一類井架的材料厚度一般被控制在14-30mm左右，其截面主要為雙變截面，單座井架的重量一般被控制在160-440t[1]。本文先分析井架制作和質(zhì)量控制措施，重點討論預(yù)防鋼結(jié)構(gòu)井架變形的措施。

1 制作井架前的準備

在實際制作井架之前，有關(guān)人員需要嚴格按照國家的標準來執(zhí)行，并做好相關(guān)的準備工作，主要包括如下幾個方面的內(nèi)容：

第一，在設(shè)計之前就全面設(shè)計施工組織，并在詳細地審閱圖紙之后再進行技術(shù)交底工作。第二，嚴格地檢查各類焊接輔材和計量器具的質(zhì)量。并保證這些器具能夠更好地被使用。第三，在正式制作之前，專業(yè)人員需要精確地核算井架各部分的尺寸，之后再精確測量角度，之后再在工作平臺上有效地放大。注意用0.26-0.5mm厚的鐵皮制作樣板，并在制作的過程中全面標記好零件號、板材厚度、件數(shù)和其他相關(guān)的信息。一定要安排相關(guān)人員檢驗好每一道工序之后才能夠投入下一道施工工序內(nèi)部。在每一塊樣板上都應(yīng)該留有編號。第四，妥善保管好每一個樣板，切忌不可讓樣板在使用過程中出現(xiàn)污損和變形的現(xiàn)象。

2 井架制作主要工藝環(huán)節(jié)

2.1 下料

可以將鋼板配合火焰矯正法進行矯正。在矯正過之后，不能讓鋼材的表面有明顯的損傷和凹痕。注意有效地將鋼材厚度偏差控制在適當范圍內(nèi)，盡量在下料的過程中不要出現(xiàn)鋼材拼接的現(xiàn)狀。在實際號料時，可以先劃出幾條幾何線，并標出永久性的標記，以便能夠在安檢和質(zhì)檢時使用[2]。在進行氣割工藝前，也應(yīng)該全面清除切割區(qū)域表面存在的雜物和鐵銹，并在完成氣割之后清理因此產(chǎn)生的有關(guān)雜物。

2.2 鋼板拼接

如果鋼板材料長度不夠，則可以采用對口拼接的方式進行拼接，必要時可以按照構(gòu)件材料的等級來有效地進行焊接。注意在構(gòu)件上、下、左和右四處位置都避開焊縫接頭的位置，并讓相鄰的焊縫保持在350mm以上，并直接采用單面和雙邊坡口對焊的方式進行焊接。注意使用手提砂輪機磨光存在于坡口鋸齒和凹凸不平處的毛邊。并有效地清除存在于焊縫邊緣30-50mm范圍內(nèi)的鐵銹、毛刺和污垢等多數(shù)雜物。等所有雜物都被清理干凈之后，要保證坡口和附近的環(huán)境變得更加干凈，且不會被輕易污染。

2.3 選擇合適焊接材料

在設(shè)計和施工過程中，應(yīng)該按照圖紙設(shè)計內(nèi)容和變更要求來使用對應(yīng)的焊條。一般，包括T422焊條和CO保護焊絲2都是常用的焊材，并配合J301焊劑材料進行施工。注意在焊接的過程中將焊條的溫度保持在360攝氏度-400攝氏度，并將其烘干保溫時間控制在2h左右。等到所有的焊條都被烘干之后又可以將其放置于低溫保溫筒內(nèi)部，并一次性用完從烘箱中取出的焊條，防止焊條在使用的過程中會受潮。嚴格記錄烘干溫度過高或者受潮的焊條。

2.4 箱體焊接

焊接箱體井架的過程中，先將箱體四條主焊縫透焊打底，然后焊接里面的環(huán)形筋板和縱向筋板，這個筋板都是三級角焊縫。最后進行四條主焊縫的堆焊和埋弧焊罩面。注意不要讓焊縫兩端的起弧和落弧處存在弧坑。如果起點距離焊縫端部的距離超過10mm，則應(yīng)該在第一時間將弧坑填滿。在焊接完畢之后，則應(yīng)該讓專業(yè)焊工清理存在于焊縫兩側(cè)的飛濺物，并有效地檢查焊縫的外觀。如果質(zhì)量合格，則應(yīng)該先在焊縫的指定位置打上鋼印，之后再讓相關(guān)人員記錄有關(guān)的信息。

3 焊接變形的原因和預(yù)防措施

3.1 焊接變形的原因

焊接屬于一個局部加熱的過程，焊縫區(qū)內(nèi)部的收縮會引發(fā)結(jié)構(gòu)變形，引發(fā)焊接變形的原因主要有如下幾點：第一。焊縫的截面積如果越大，其內(nèi)部會產(chǎn)生過多的熱量，從而產(chǎn)生更大的變形。第二，焊接線會在焊接的過程中釋放出更大的能量，從而使得變形的情況得以加劇。第三，如果出現(xiàn)不對稱焊接或者出現(xiàn)焊接偏離中性面的情況，其焊接變形的情況會變得非常嚴重。第四，如果構(gòu)件的剛性越大，其在使用的過程中也不會出現(xiàn)變形[3]。

3.2 解決焊縫變形的措施

3.2.1 在下料時計算出合理的收縮量

在下料的過程中，橫向的裂縫會產(chǎn)生橫向的縮短，其產(chǎn)生橫向的收縮大約為焊縫截面平均寬度的10%，縱向的焊縫也會縮短。所以，應(yīng)該焊接好箱體之后再進行截頭處理。

3.2.2 減小焊接線的能量

可以將箱型井架內(nèi)部的焊縫采用CO2氣體保護焊。并采用CO2氣體在四角主焊縫處打底保護焊，并用埋弧自動焊工藝來完成自動焊蓋面。這樣既能夠有效地改善與圖紙相關(guān)的自動焊焊接工藝，又能夠直接降低焊接線的能量。

3.2.3 嚴格規(guī)范焊接工藝

在實際焊接的過程中，需要嚴格地規(guī)范焊接工藝的質(zhì)量。主要的步驟包括如下幾點：第一，全面確定需要裝配的工藝；第二，全面確定焊接材料、焊接設(shè)備、焊接人員、焊接清理、焊接順序、焊接電流和焊接速度等方面的參數(shù)。第二，有效地采用分段和分散的焊接方法，并確定每一件構(gòu)件的焊接順序。第三，在焊接的過程中嚴格地確定檢驗內(nèi)容、檢驗方法、檢驗手段和其他方面的內(nèi)容。第四，在實際施工過程中全面執(zhí)行各項工藝規(guī)程，并對有關(guān)技術(shù)人員進行嚴格地交底，并在掌握工藝規(guī)律的基礎(chǔ)上有效地進行施工建檔。

4 結(jié)語

綜上所述，本文從“下料”、“鋼板拼接”、“選擇合適的焊接材料”和“箱體焊接”等多個過程進行分析。并采用合適的措施來減少焊接過程中產(chǎn)生的變形現(xiàn)象。在實際施工的過程中，工作人員也需要先分析實際情況，之后再采用合適的措施進行焊接。隨著越來越多新的焊接技術(shù)被運用于鋼架箱體焊接的過程中，其焊接的質(zhì)量和效率會變得更高。