淺談焊接管配件下料制作新工藝

郜明明，于滿家

（北方重工集團有限公司，遼寧 沈陽 110000）

管件指的是將普通管子進行連接處理成為管路技術(shù)結(jié)構(gòu)的零部件，根據(jù)不同管件在技術(shù)連接上存在的差異性可以將管件分為法蘭管件、承插式管件、螺紋管件和焊接管件四種；不同管件在結(jié)構(gòu)和用途方面也有所不同，主要分為：彎管、三通、四通管、岔管等。不同的分類都可以劃分不同的管件。現(xiàn)如今水利工程或水電站的工程中都會使用鋼管技術(shù)和PCCP管技術(shù)相配套，使用的大多數(shù)為焊接管件，具有材料厚度較大、直徑參數(shù)的鋼結(jié)構(gòu)特點。需要根據(jù)具體環(huán)境和所處的技術(shù)條件，在施工現(xiàn)場進行生產(chǎn)準(zhǔn)備工作。

1 放樣下料的內(nèi)涵及傳統(tǒng)焊接管配件制作工藝概述

所謂放樣是需要根據(jù)施工圖紙和設(shè)計方案的要求并遵循正投影原理將組件按照實際施工中需要的特征和大小嚴(yán)格以1:1的規(guī)格刻畫在施工拌料之上。下料則是指在鋼板材料上對工程需要板件材料切割成所需要的形狀。

傳統(tǒng)焊接管配件制作主要有兩種形式，一種是根據(jù)管配件的分部件的形狀進行計算并按照1:1的比例進行放樣，將放大的樣在鋼板中畫出，采用手工或者機器的方式下料后卷圓。另一種方式是使用同樣的方法進行計算，根據(jù)計算出的尺寸得到所需圖形，并對多個圖形排版。部件配套高后工作人員就可以算出鋼板的寬度，并將其卷圓校正后切割組隊。三通和補強板都更加傾向使用第二種方法。但是隨著工程的的推進對新技術(shù)和新材料提出了更高的要求，如果堅持使用傳統(tǒng)的焊接管配件將不能滿足工程需要，阻礙工程進度和施工，并無法更好的服務(wù)于人民群眾，因此工作人員需要探索出新的制作工藝改變這一狀況。

2 傳統(tǒng)放樣下料技術(shù)的不足之處

隨著水利工程的不斷發(fā)展，對管件的需求和標(biāo)準(zhǔn)也愈加龐大，深水頭、大直徑的管件設(shè)計應(yīng)用在更多的環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的下料方式已經(jīng)遠遠無法滿足工程需要，其表現(xiàn)在如下幾個方面：

2.1 工程流程復(fù)雜多樣，容易出現(xiàn)偏差

在傳統(tǒng)的焊接管件制作過程中需要有完善且具體的放樣和下料操作環(huán)節(jié)，必須要提前擁有管件的示意圖。示意圖能夠在鋼板材料或者管體上按照1比1進行繪制獲得，但是如果工程需要參數(shù)更大的管件時在展開的示意圖繪制中需要獲得更多的取點和周長。因此在實際操作中需要按照一定比例和工具在復(fù)雜的工作流程中進行制作，更容易出現(xiàn)操作誤差和技術(shù)的偏差。

同時對工裝和工具具有較高的標(biāo)準(zhǔn)。鋼板放樣后進行切割并卷圓通常使用半自動切割機器，對制作的軌道和精密性要求更加嚴(yán)格，如果精準(zhǔn)度不夠在后續(xù)的下料時由于直線度差距較大影響了組對質(zhì)量。

2.2 無法滿足工程施工的需求

（1）工作強度大且流程復(fù)雜，而生產(chǎn)力水平又較為低下，特別是在進行手工計算環(huán)節(jié)和放樣畫線過程中需要技術(shù)工人擁有更高的綜合能力和素質(zhì)。通過使用數(shù)學(xué)模型進行手工計算也要求技術(shù)工人具有良好的運算能力和圖形分析能力，并要有豐富的工作經(jīng)驗和選點能力，這都對技術(shù)工人提出了不低的要求。擁有豐富經(jīng)驗和開拓視野的工人是工程所需要的，這就要求技術(shù)工人需要不斷探索和學(xué)習(xí)新的技術(shù)，如信息化技術(shù)、計算機技術(shù)等。只有不斷的提高自身綜合能力才能更好的推動新工藝的變革。

（2）在放樣和下料環(huán)節(jié)過程中技術(shù)精準(zhǔn)度不夠且無法保障產(chǎn)品加工的質(zhì)量，產(chǎn)品失敗率較高浪費了大量資金和資源。使用測量器也較為落后無法獲取精準(zhǔn)數(shù)值，在使用過程中逐漸累積誤差等情況，進而導(dǎo)致技術(shù)實施中精度水平的不足。氣體切割的工作人員所具備的能力和水平也有所差異，對下料操作中獲得標(biāo)準(zhǔn)尺寸也有一定影響，所以在完成針對維護管件整體性操作中要結(jié)合一定程度的修割才能保證實現(xiàn)，如果通過修割也無法完成將會為后續(xù)工作的焊接環(huán)節(jié)帶來困難。且管件和支管的組成部分更是無法得到質(zhì)量的保障。

（3）生產(chǎn)和加工環(huán)節(jié)對工具的應(yīng)用和技術(shù)要求較高。使用在鋼板材料上進行放樣切割后開展管件加工活動需要使用半自動切割工具，并且對軌道技術(shù)組件制作的精準(zhǔn)度提出了一定標(biāo)準(zhǔn)。

（4）卷圓加工容易出現(xiàn)扭曲情況。在卷圓加工過程中實際使用的的鋼板材料已經(jīng)具備了雙線結(jié)構(gòu)和其他異形機構(gòu)的特點，導(dǎo)致在實際加工中卷板機設(shè)備使用的上輥技術(shù)和下輥技術(shù)的組件對鋼板造成壓力出現(xiàn)不同表現(xiàn)，進而導(dǎo)致鋼板材料在講過加工時出現(xiàn)扭曲為工作帶來不便。

（5）具有較大安全隱患。先進行切割后再進行卷圓，由于部件具有各自形態(tài)，在吊裝過程中極為不穩(wěn)定。先卷圓后切割會留下較大安全隱患。針對這種情況大多數(shù)出現(xiàn)在大直徑鋼管，在轉(zhuǎn)臺或者管件固定還是劃線和氣割，工作人員都需要登高進行作業(yè)，如果操作不當(dāng)嚴(yán)重甚至危害生命。

針對上述手段不足之處，就必須對傳統(tǒng)焊接管件的下料進行有針對性的改善，以此來提高工作質(zhì)量和效率。

3 焊接管件制作放樣下料創(chuàng)新：基于Excel電子表格軟件和AutoCAD繪圖軟件

隨著計算機技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，各種不同作用的辦公軟件進入加工企業(yè)當(dāng)中并起到了推進作用，使得管件下料的技術(shù)得到了質(zhì)的飛躍。其中對Excel電子表格軟件和AutoCAD繪圖軟件的使用在工程中運用的更加廣泛。

3.1 Excel電子表格軟件計算各點坐標(biāo)

根據(jù)推導(dǎo)出的軌跡和查閱的相關(guān)手冊等數(shù)據(jù)將不同函數(shù)方程在Excel表格中運算和統(tǒng)計，并使用電子表格函數(shù)的方程式對各個坐標(biāo)確定，使用復(fù)制粘貼功能補充數(shù)值坐標(biāo)。表1為使用Excel表格計算出的異徑斜三通的坐標(biāo)表格。

表1 異徑斜三通的坐標(biāo)表格

3.2 運用AutoCAD軟件繪制展開圖

通過AutoCAD軟件功能中的多段線功能能夠?qū)⒆鴺?biāo)值填入命令欄中，并且在繪圖中展開曲線圖，該軟件在各個機械施工領(lǐng)域都已經(jīng)得到了廣泛的使用，通過CAD軟件進行繪圖工作能夠提高制圖的精準(zhǔn)性。傳統(tǒng)的方式下對于大型管件的展開圖需要大量繪制線，不同的工程項目都需要不同管件，每次繪圖都需要逐一繪制大大消耗了時間并拖延了工程進度，影響工作效率。因此通過Excel電子表格軟件和AutoCAD繪圖軟件相互補充和促進來構(gòu)建出完整的管件圖。

二者相結(jié)合的優(yōu)點如下:一方面Excel表格通過設(shè)置函數(shù)方程后將不同的管件數(shù)值輸入，包括管件的外徑、管道厚度、分節(jié)數(shù)等數(shù)據(jù)能夠在最短時間算出管件展開圖的坐標(biāo)等。使用AutoCAD軟件能夠繪制出無線延展的圖，工程設(shè)計需要什么樣的圖都能夠繪制出，不會受到管徑大小的影響。通過二者結(jié)合起到相輔相成的作用，在下料放樣的繪制展開圖中更加準(zhǔn)確且效率，減少了大量人工操作造成的不必要問題，甚至能夠?qū)崿F(xiàn)零誤差，有效的提高了管配件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，進一步增加了生產(chǎn)商的經(jīng)濟效益。

4 應(yīng)用案例

通過對彎管和三通補強板為例進行概述。Excel電子表格軟件和AutoCAD繪圖軟件以及FastCAM軟件共同使用的操作流程如下：Excel進行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計計算—AutoCAD繪圖制圖輸出文件—FastCAM進行對文件的修改和壓縮—FastPATH自動編程設(shè)置切割軌跡—FastNEST手動套料進行再次切割—FastPLOT負(fù)責(zé)對數(shù)據(jù)進行校驗—輸出NC文件后使用U盤拷貝數(shù)據(jù)到數(shù)控機床切割，工作人員要根據(jù)數(shù)控切割的實際情況手動操作行走軌跡—卷制—手工切割瓦片的連續(xù)斷點—管件組焊。最后也要有工作人員使用氣割將多余的零件割掉。

5 結(jié)語

Excel電子表格軟件和AutoCAD繪圖軟件所擁有的優(yōu)勢能夠幫助焊接管配件下料更加符合工程的規(guī)范并保障產(chǎn)品的質(zhì)量，針對施工項目的現(xiàn)場展開管件制作，并針對性的提出最先進也最有效的繪圖方法，在實際的運用當(dāng)中經(jīng)過技術(shù)人員的改良更加具有可操作性，能夠?qū)芗谱髦刑岣攉@取下料的精準(zhǔn)度，同時更好的避免卷圓加工中出現(xiàn)的形變情況以及應(yīng)力。在大大提高生產(chǎn)質(zhì)量，改善管件產(chǎn)品生產(chǎn)流程的前提下也帶動了工作人員的效率，對于水利工程和管道技術(shù)施工的質(zhì)量水平都有所幫助。