平面鋼閘門焊接變形的控制

賈飛飛

摘要：在水利項(xiàng)目中，鋼閘門作為水工建筑物蓄水控制裝置，用于調(diào)節(jié)水位和控制流量。焊接對(duì)鋼閘門的制造質(zhì)量有重大影響。適當(dāng)?shù)暮附庸に嚋p少了鋼閘門的焊接變形，為鋼閘門的安裝、調(diào)節(jié)和安全操作提供了良好的條件。

關(guān)鍵詞：平面鋼閘門;焊接變形;措施

許多因素都會(huì)影響鋼閘門焊接的變形。焊接變形不僅指鋼板的厚度、尺寸和結(jié)構(gòu)狀態(tài)，還指焊接的形狀、焊接順序、熱入口、環(huán)境溫度和預(yù)熱。但是，制造過程的材料、結(jié)構(gòu)和技術(shù)方面可以通過制造過程中的一些措施來控制。這使可以有效地預(yù)測(cè)和控制焊縫接變形。

1.焊接變形問題出現(xiàn)的原因

1.1單個(gè)零件的制造工藝不合格。水工閘門有許多單個(gè)零件，如果單個(gè)體零件的制造過程不令人滿意，可能會(huì)導(dǎo)致水工閘門的焊接變形。根據(jù)制造要求，裝配水工閘門的單個(gè)構(gòu)件時(shí)必須留出一定的空間。但是，某些技術(shù)操作人員在裝配單個(gè)構(gòu)件時(shí)可能會(huì)因?yàn)椴恢廊绾尾僮鞫a(chǎn)生過大或過小的間隙，從而導(dǎo)致焊縫變形。發(fā)生熔接變形時(shí)，不僅會(huì)影響構(gòu)件的大小，還會(huì)影響閘門的整體品質(zhì)，從而影響閘門的運(yùn)作并縮短其壽命。除了由于不考慮單個(gè)構(gòu)件之間的間隙而導(dǎo)致的變形之外，單個(gè)構(gòu)件的上坡口型也會(huì)影響焊接變形。

1.2門葉整體焊接質(zhì)量較低。閘門不同部位的質(zhì)量對(duì)整體焊接質(zhì)量有一定影響。當(dāng)前，門葉焊接整體質(zhì)量差是焊接變形的主要原因。門葉焊接是閘門生產(chǎn)中的重要工藝之一。在此過程中，監(jiān)理應(yīng)有效控制焊機(jī)的數(shù)量和質(zhì)量、所需的焊接工藝、基本焊接工藝等。但是，一些施工經(jīng)理往往不知道自己的專業(yè)職責(zé)，這給門葉焊接過程帶來了不必要的問題，從而導(dǎo)致焊接變形。

1.3門葉裝配誤差大。門葉裝配是閘門生產(chǎn)的重要組成部分，也是最容易出現(xiàn)問題的部分。通常，應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙裝配門葉，并確保裝配的準(zhǔn)確性。但是，由于各種原因，門葉組合中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)問題，錯(cuò)誤更大，導(dǎo)致門葉組合焊接變形更大。

2.控制措施

2.1設(shè)計(jì)中采取的措施。（1）合理安排焊接位置。閘門的整體結(jié)構(gòu)不應(yīng)過于復(fù)雜，應(yīng)盡可能采用對(duì)稱結(jié)構(gòu)。原則是閘門焊縫分布均勻，易于焊接。（2）合理選擇焊縫尺寸和坡口形狀。如果焊縫尺寸過大，焊縫工作負(fù)荷較大，填充金屬量較大，焊縫變形較大。因此，在滿足強(qiáng)度要求的情況下，建議使用較小的焊縫尺寸，以避免在不計(jì)算的情況下盲目增加焊腳高度。閘門接頭焊接的坡口形狀和大小通常由鋼板厚度、坡口加工方法和焊接方法確定。閘門坡口形式和位置的合理設(shè)計(jì)可控制焊接的變形。通常，雙Y比V形坡口的對(duì)接接頭角度變形小得多。對(duì)于具有較大T形和十字形坡口，坡口焊縫不僅小于無坡口填充金屬量小，而且可以有效地減少焊縫變形。（3）最小化不必要的焊縫。焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)減少焊接數(shù)量。有時(shí)，為了減少總的閘門量并確保其整體穩(wěn)定性和剛性，選擇更薄的鋼板和更多加強(qiáng)筋板將大大增加裝配和焊接工作量以及焊縫變形。因此，設(shè)計(jì)閘門時(shí)應(yīng)使用中等厚度鋼板和適當(dāng)數(shù)量的筋板，以最大限度地減少薄板和厚板的組合，并減少焊縫的數(shù)量和變形。

2.2制造過程中需要采取的步驟。（1）下料。下料前，卷板機(jī)校平，鋼板平整度符合規(guī)范要求。鋼板盡可能用數(shù)控切割機(jī)切割。如果使用半自動(dòng)切割機(jī)，則必須保留一半的試樣頭進(jìn)行切割，以包括焊接軸承數(shù)量（主要沿長(zhǎng)度方向）。對(duì)于要接合的元件，在給料過程中，焊接收縮量應(yīng)與面板焊接在一起，組裝完畢后，應(yīng)確定板的工藝尺寸。應(yīng)避免由于切割尺寸過大而導(dǎo)致門葉整體出現(xiàn)大間隙和誤差的現(xiàn)象。（2）加工坡口。閘門坡口尺寸直接影響閘門的焊接變形程度。因此，盡可能使用刨邊機(jī)或半自動(dòng)切割機(jī)來處理坡口，使相同坡口大小基本一致。對(duì)于需要?dú)馀偾甯缚p，如果將焊縫直接處理為對(duì)稱雙單邊坡口，則在制造過程中，由于必須氣刨清根，坡口截面增加。因此，大量焊接填充無法控制焊接變形。如果使用不對(duì)稱的雙單邊坡口，氣刨清根小坡口側(cè)進(jìn)行，這通常有助于減少焊縫填充量，并且焊縫變形自然減小。此方法可用于焊接主梁與邊梁腹板。（3）生產(chǎn)單個(gè)部件。為了減少過多焊縫接頭、主梁、側(cè)梁、隔板、吊耳等引起的焊縫變形。根據(jù)門的圖紙?zhí)匦?，可以分別制造單個(gè)構(gòu)件。調(diào)整造型后，可以整體組裝。。組裝單個(gè)構(gòu)件時(shí)，請(qǐng)先檢查鋼板的切割尺寸。如果尺寸誤差超出標(biāo)準(zhǔn)，則必須在完成限定后裝配它。組裝時(shí)，必須考慮元件的直線、垂直度、拼裝間隙。組裝完成后，各個(gè)零件會(huì)以合理的焊接流程焊接，然后成型。（4）劃線門葉組拼。整個(gè)門葉組拼面板劃線過程非常重要。劃線精度直接影響閘門拼裝間隙，從而影響門的焊縫變形。根據(jù)工藝要求，將各個(gè)單個(gè)構(gòu)件依次裝配到相應(yīng)的位置。如果存分節(jié)，則必須將它們裝配在一起，并控制組件之間的裝拼裝間隙。對(duì)于某些穿孔零件，必須在完工后裝配，并可使用套假軸焊接;對(duì)于具有精度要求的工作面，可以使用增加處理量的方法。門葉焊接調(diào)整后可由銑床處理;為了更好地確保門葉上下平整度，可以在整個(gè)門葉焊接后使用分組焊接方法。焊接時(shí)必須嚴(yán)格控制熱量輸入。（5）門葉焊接。熱輸入是一個(gè)非常重要的焊接參數(shù)。正確選擇熱輸入直接影響焊縫變形的程度。如果輸入的熱量太大或太小，焊縫的硬度會(huì)降低。為了確保或提高低合金鋼焊縫的抗沖擊能力，應(yīng)使用窄焊道工藝，即多層焊接。選擇焊接方法。低水頭閘門的厚度通常約為10 mm，如果焊接不好，很容易導(dǎo)致波浪進(jìn)一步變形。CO2氣體保護(hù)焊具有焊接變形小、效率高的顯著特點(diǎn)，在變形控制方面取得了良好效果，控制焊接過程。為了減少焊縫變形，可以根據(jù)閘門特征和坡口加工形狀選擇合理的焊接順序?？梢允褂锰?、分段退步焊接，或預(yù)留反變形量和剛性固定等措施。

綜上所述，水力閘門質(zhì)量對(duì)我國水電發(fā)展有重大影響。閘門焊變形是制造閘門時(shí)常見的問題。這不僅會(huì)減少閘門的使用，而且還會(huì)影響水庫的停水功能，從而危及人民的生命和財(cái)產(chǎn)。因此，我們必須高度重視采用科學(xué)方法控制焊接過程的變形，并制定科學(xué)有效的控制措施，包括控制裝配誤差，以便根據(jù)可能導(dǎo)致變形的因素縮小差異。這是提高焊接質(zhì)量的唯一方法。

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