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水閘鋼閘門焊接變形的質(zhì)量控制論文
摘要：泉州市金雞攔河閘平板閘門在制造中，焊接難度較大。本文結(jié)合該平板鋼閘門的技術(shù)要求，分析了焊接變形產(chǎn)生的原因，闡述了焊接變形的控制要點(diǎn)及焊接工藝的具體要求。為今后同類產(chǎn)品焊接時(shí)的變形控制提供了借簽的工程實(shí)例。
關(guān)鍵詞：焊接；閘門；質(zhì)量
一、概述
泉州市金雞攔河閘平板閘門制造工藝技術(shù)要求較高，施焊難度較大。在焊接其它工件時(shí)，由于尺寸較小，對整體焊件沒有特意采取具體措施來防止變形和裂紋。但對于這種門葉尺寸相對較大的閘門在施焊過程中，如果還按照以往的方法施焊，工件易出現(xiàn)彎曲變形，隔板和翼板對接點(diǎn)的點(diǎn)焊容易開裂，不能保證施工圖紙尺寸的要求。
二、焊接技術(shù)要求
�。ㄒ唬╀撻l門的焊接按標(biāo)書技術(shù)要求及《水利水電工程鋼閘門制造安裝及驗(yàn)收規(guī)范》來確保焊接質(zhì)量符合規(guī)定。
�。ǘ╅T葉組裝完畢后，由檢查人員對整體尺寸、組裝質(zhì)量、破口大小、組裝間隙等進(jìn)行嚴(yán)格認(rèn)真的檢查。如不合格必須按要求進(jìn)行整改，直到合格為止，這是控制變形的方法之一。
�。ㄈ╅l門檢查合格后，要求焊工對整體進(jìn)行加固。加固長度每400mm左右必須要有一段100mm左右的加固焊（焊角高度不宜超過設(shè)計(jì)焊角或破口的1/2——1/3），以加固閘門門體的剛度，防止焊接變形的產(chǎn)生。加固焊要求同正式焊一致，不得有裂紋、夾渣、氣孔等焊接缺陷。
�。ㄋ模┖覆氖褂脮r(shí)，應(yīng)按焊接工藝要求進(jìn)行烘干后使用。焊工應(yīng)隨身攜帶保濕筒，做到隨用隨取。焊條在保濕筒內(nèi)的存放時(shí)間不得超過4h，否則焊條應(yīng)重新烘烤，重復(fù)烘烤次數(shù)不得超過兩次，防止因處理產(chǎn)生的焊接變形。焊劑烘干需要按單位制度要求或使用說明書進(jìn)行。
（五）嚴(yán)格按照焊接規(guī)范進(jìn)行。該閘門材料是16Mn低合金鋼，確定焊接參數(shù)。多層多道焊時(shí)，應(yīng)注意焊道周圍的清理工作，層間接頭應(yīng)錯(cuò)開50mm以上，嚴(yán)禁在非焊接部位母材上隨意引弧。
�。┖附訜彷斎�、焊接速度和焊接層數(shù)。
焊接熱輸入太大時(shí)會(huì)導(dǎo)致影響區(qū)性能下降，尤其是韌性降低。為了盡可能減小這種影響的程度，獲得良好性能的焊縫，就必須對焊接熱輸入加以控制。焊接速度應(yīng)在焊接熱輸入允許范圍內(nèi)。焊接導(dǎo)數(shù)根據(jù)板厚、焊角尺寸、焊條直徑來確定，每層厚度應(yīng)小于6mm。
�。ㄆ撸┞窕『笗r(shí)，對于一、二類焊縫須參照“焊接工藝卡”進(jìn)行施焊。
�。ò耍┮�、二類焊縫中如有缺陷需修補(bǔ)時(shí)，應(yīng)由合格焊工按有關(guān)工藝進(jìn)行。對于一、二類焊縫同一位置的返修次數(shù)不宜超過兩次。超過兩次的返修處理，需經(jīng)總工程師批準(zhǔn)，且做出返修工藝和返修記錄。
�。ň牛﹫D紙技術(shù)要求：閘門面板平面度≤4 mm，對角線相對差≤4 mm，扭曲≤3 mm，兩主梁中心距±3 mm，兩主梁平行度≤3 mm等。
三、焊接變形產(chǎn)生的原因
由以上分析可見，焊接應(yīng)力變形產(chǎn)生的根源是焊接受熱不均，膨脹不自由，因而產(chǎn)生不均勻壓縮塑性變形所造成的。這種壓縮塑性變形在隨后的冷卻收縮過程中，如果工件板面較窄，厚度較薄，收縮阻礙較小，就表現(xiàn)為焊縫寬度、長度方向的收縮變形。否則，如果板面較寬，厚度較大，焊縫縱向的冷卻收縮受兩側(cè)冷金屬的阻礙，就會(huì)對冷收縮金屬產(chǎn)生拉伸作用，并在工件中殘留較大的殘余應(yīng)力。
四、焊接變形的控制要點(diǎn)
（一）在組裝和連接一個(gè)結(jié)構(gòu)或組合構(gòu)件的部件時(shí)，以及在焊接加強(qiáng)部件至構(gòu)件時(shí)，焊接順序應(yīng)使焊接變形和收縮最小。
（二）在焊接過程中，所有焊接的順序應(yīng)做到盡可能使焊接進(jìn)行展時(shí)所施加熱量均衡（焊接線能量確定時(shí)）。
�。ㄈ┰跇�(gòu)件施焊時(shí)，焊接走向應(yīng)從工件相對固定的點(diǎn)開始，向有較大自由位移的點(diǎn)移動(dòng)。
�。ㄋ模┰诮M裝好的構(gòu)件中，應(yīng)先焊收縮量較大的接頭（即厚板坡口等），后焊接收縮量較小的接頭，而且焊接是要盡可能沒有或約束力較小為好。
（五）閘門的工字型焊接主梁、T型梁或組合件的每個(gè)部件（即小組、中組的結(jié)構(gòu)件），應(yīng)在小組、中組焊接前，事先全部做好拼接、校正好再組對。
五、閘門的焊接工藝
（一）閘門的組裝完工后進(jìn)行整體焊接。為了保證門葉尺寸、焊接質(zhì)量和控制焊接變形，制定了一套焊接工藝方案。
�。ǘ┐斯に嚪桨敢笥伤拿腹ね瓿勺鳂I(yè)任務(wù)。要求按圖的作業(yè)順序和方向進(jìn)行施工，由4名焊工采用相同的焊接規(guī)范，同時(shí)由中心兩側(cè)分段、間隔、對稱進(jìn)行焊接。
�。ㄈ�(gòu)件空間位置焊接順序：先焊立焊；后焊貼腳焊；最后其余焊縫。
六、焊接檢驗(yàn)
（一）外觀檢驗(yàn)執(zhí)行《水利水電工程鋼閘門制造安裝及驗(yàn)收規(guī)范》DL/T5018—94標(biāo)準(zhǔn)及焊接檢驗(yàn)通用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。
�。ǘo損檢測執(zhí)行GB3323—87（鋼溶化焊接接頭射線照相和質(zhì)量分級(jí)）、GB11345—89（鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果的分級(jí)）標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。無損檢驗(yàn)均應(yīng)在焊后24h后進(jìn)行。
�。ㄈ┌匆陨瞎に囈蠛附硬僮鳎负笫y結(jié)果為：閘門面板平面度≤2 mm，對角線相對差≤3 mm，扭曲≤2 mm，兩主梁中心距±1 mm，兩主梁平行度≤2 mm，均達(dá)到圖紙技術(shù)要求，產(chǎn)品順利通過驗(yàn)收。
七、結(jié)束語
�。ㄒ唬└鹘M合面局部間隙、工藝性的加固焊、焊接順序和方向是控制焊接變形的關(guān)鍵。
�。ǘ﹪�(yán)格按照焊接工藝設(shè)計(jì)執(zhí)行，對“主控項(xiàng)目”和關(guān)鍵工序要有專人專管。
�。ㄈ┖盖皩Π嘟M施工人員要進(jìn)行技術(shù)交底，講述“主控項(xiàng)目”和關(guān)鍵部位的組裝及焊接，做到讓每一個(gè)施工人員對整個(gè)工藝充分了解，且能在實(shí)際中運(yùn)用，從而控制了門葉變形，達(dá)到了焊接質(zhì)量要求，生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)合格的產(chǎn)品。
（四）該工程已于2009年4月30日下閘蓄水正式投入保用并經(jīng)洪水的考驗(yàn)，沒有發(fā)現(xiàn)任何有關(guān)焊接質(zhì)量方面的缺陷。
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