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談水利水電工程金屬結(jié)構(gòu)與焊接工藝論文
〔摘要〕文章介紹了水利水電工程金屬結(jié)構(gòu)制作焊接的施工工藝。
〔關(guān)鍵詞〕金屬結(jié)構(gòu)制作;焊接工藝;焊條
不同的金屬結(jié)構(gòu)制作，在焊接時(shí)，對(duì)其焊接工藝有不同的要求。以我處的實(shí)際情況，主要包括鋼閘門(mén)(包括弧形鋼閘門(mén)、平面鋼閘門(mén))和壓力鋼管的的制作，故以此為例，編制焊接工藝。
1鋼閘門(mén)的焊接工藝
1．1一般規(guī)定
1．1．1焊工技術(shù)水平焊工技術(shù)水平是決定手工電弧焊質(zhì)量最主要的因素。技術(shù)條件相同，焊工技術(shù)水平不同，焊接質(zhì)量會(huì)出現(xiàn)截然不同的結(jié)果。因此，為保證焊接質(zhì)量，焊工必須持證上崗。1．1．2焊條的存儲(chǔ)、處理及選擇焊條的存儲(chǔ)。各類(lèi)焊條必須分類(lèi)、分牌號(hào)堆放，以免混亂。焊條必須存放在干燥的倉(cāng)庫(kù)內(nèi)，室溫應(yīng)在10℃以下，相對(duì)濕度小于60%。各類(lèi)焊條在存儲(chǔ)時(shí)，離地、離墻的距離均不小于300mm，以免受潮。焊條的處理。焊條受潮后，焊接時(shí)容易生成氣孔。所以焊條在使用前一定要按規(guī)定進(jìn)行干燥處理，對(duì)堿性焊條尤為重要。普通焊條存放在符合要求的環(huán)境下，可不進(jìn)行烘干。堿性焊條一般烘干溫度為350℃，烘干時(shí)間1h。烘干后的焊條應(yīng)放在50℃～100℃的保溫筒中，并隨用隨取。焊條的選擇。在實(shí)際焊接過(guò)程中，焊條直徑的選擇不是一成不變的。要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)決定。一般情況下，要遵循下列3個(gè)原則:一是搭接、T型接頭應(yīng)選用直徑較大的焊條。二是焊仰焊縫、立焊縫或橫焊縫時(shí)，焊條直徑應(yīng)比焊平焊縫時(shí)小一些。三是多層焊接時(shí)，第一層應(yīng)選用直徑較小的焊條，以后各層應(yīng)選用直徑較大的焊條。1．1．3焊接電源的選擇焊接電源是控制焊接質(zhì)量的重要條件之一。堿性焊條一般要選擇直流電焊機(jī)，酸性焊條選擇交流電焊機(jī)，兩種焊條交替使用時(shí)應(yīng)選擇直流電焊機(jī)。在使用直流電焊機(jī)時(shí)，焊件接電源正極，電極接電源負(fù)極為正接，一般在焊接厚板時(shí)，為獲得較大熔深，采用正接法。反之為反接，在焊接薄板時(shí)，為防止燒穿，采用反接法。1．1．4引弧和收弧(1)引弧不好，容易造成始焊缺陷，在管子全位置焊接時(shí)更加明顯。故引弧要做到以下幾個(gè)方面:工件坡口處無(wú)油污、銹斑，以免影響導(dǎo)電能力和使熔池產(chǎn)生氧化物。一般距離始焊點(diǎn)前10～20mm處引弧，然后移至始焊點(diǎn)，待熔池熔透再向前移動(dòng)焊接。(2)電弧中斷和焊接結(jié)束，都會(huì)產(chǎn)生熔坑，該處常出現(xiàn)疏松、裂紋、氣孔和夾渣等缺陷。為克服熔坑缺陷，可采用轉(zhuǎn)移法或疊堆法收弧。1．1．5焊接條件施工現(xiàn)場(chǎng)符合下列條件時(shí)，方可焊接:雨雪環(huán)境露天施焊，相對(duì)濕度小于等于90%。氣體保護(hù)電弧焊時(shí)風(fēng)速應(yīng)小于2m/s，焊條電弧焊和埋弧焊時(shí)風(fēng)速應(yīng)小于8m/s。環(huán)境溫度不低于－20℃。
1．2焊接工藝
1．2．1主梁的組對(duì)(1)主梁腹板或翼緣板的對(duì)接焊縫:在6≤δ≤30范圍內(nèi)，單面加工角度為60°～70°、鈍邊為2～3mm的V型坡口，對(duì)口尺寸應(yīng)為2～4mm。(2)腹板與翼緣板的T型接頭:δ≤12時(shí)，不加工坡口，腹板和翼緣板的對(duì)口尺寸為0～2mm;12＜δ≤20時(shí)，腹板加工角度為50°～60°、鈍邊為2～4mm的單面坡口，對(duì)口尺寸為0～2mm;δ＞20時(shí)，腹板加工角度為50°～60°、鈍邊為2～4mm的雙面坡口，對(duì)口尺寸為0～2mm。(δ－板厚)1．2．2主梁的焊接(1)焊接電流:一般按I=(30～50)d(d為焊條直徑)來(lái)計(jì)算，應(yīng)取上限。仰焊時(shí)，按上式減少10%～20%;冬季施工，則增加10%～15%。(2)焊接速度:在不影響焊接質(zhì)量的前提下，速度盡可能快一些，角焊縫焊腳高度盡量減小，以減小變形，提高效率。但焊腳高度不能低于相鄰薄板的厚度。焊接速度一般以140～160mm/min為宜。(3)焊接電壓:電壓的高低決定電弧的長(zhǎng)短，電壓高則電弧長(zhǎng)，電壓低則電弧短，電弧的長(zhǎng)短對(duì)焊縫成形和焊接質(zhì)量有重要影響。電弧電壓一般為20～24V。(4)腹板或翼緣板的對(duì)接焊縫的焊接:在分層焊接時(shí)，每層的焊接方向應(yīng)相反。焊完一面后，翻轉(zhuǎn)工件，先用碳弧氣刨對(duì)焊縫進(jìn)行清根處理，并用磨光機(jī)將焊道內(nèi)打磨干凈，除去滲碳層。再按照分層焊接的方法進(jìn)行焊接。每面的焊接層數(shù)不少于3層。(5)腹板和翼緣板角焊縫的焊接:不帶筋板工字梁的焊接，該結(jié)構(gòu)應(yīng)按下圖順序進(jìn)行焊接:若由一個(gè)焊工施焊時(shí)，先焊焊縫1，翻轉(zhuǎn)工件焊接2、3，然后再翻回原位焊接4。若由兩個(gè)焊工同時(shí)施焊時(shí)，則一個(gè)焊工焊2，另一個(gè)焊工焊3，焊完后翻轉(zhuǎn)工件，用同樣方法焊1和4。均用分段退焊法，從中間向兩側(cè)施焊。自動(dòng)焊順序與此相同。帶筋板工字梁的焊接:這種結(jié)構(gòu)不論大小和長(zhǎng)短，一律從中部開(kāi)始焊接。(6)隔板和面板的焊接:隔板的焊接應(yīng)以隔板作為分段范圍先從中部開(kāi)始焊接。面板也從中部開(kāi)始，采取分段退焊法進(jìn)行焊接。(7)鋼板拼接時(shí)，兩平行焊縫之間的距離應(yīng)不小于500mm。(8)結(jié)構(gòu)件組裝時(shí)，任意兩條平行焊縫之間的距離應(yīng)大于3倍的板厚，且不小于100mm。
2壓力鋼管的焊接工藝
(1)鋼管對(duì)口要求。對(duì)于手工電弧焊的管子，容易出現(xiàn)根部缺陷，故對(duì)口需開(kāi)坡口。即每根管子的端部都用機(jī)械或火焰切割加工成角度為30°～35°、鈍邊為1～2mm的斜邊，兩根管子的端部結(jié)合起來(lái)，就形成了V型坡口。兩管組對(duì)間隙應(yīng)為1～3mm，嚴(yán)禁填充異物。坡口周?chē)謇砀蓛簟?2)管節(jié)的組對(duì)和定位。焊件組對(duì)前，焊縫坡口面及坡口兩側(cè)各10～20mm范圍內(nèi)的鐵銹、毛刺、氧化皮等清除干凈。相同厚度管節(jié)的對(duì)接焊縫，允許對(duì)口錯(cuò)邊量如下:縱縫:不大于板厚的10%且小于等于2mm;環(huán)縫:不大于板厚的15%且小于等于3mm。(3)焊縫點(diǎn)固。焊縫點(diǎn)固應(yīng)符合下列要求:小管(≤φ51)以一點(diǎn)為宜，點(diǎn)固在平或斜平位置上。中管(φ51～133)以?xún)牲c(diǎn)為宜，點(diǎn)固在平和斜平位置上。大管(＞φ133)點(diǎn)固2～4點(diǎn)。所有點(diǎn)固長(zhǎng)度一般為15～30mm，高度為3～5mm。高度太小，容易開(kāi)裂，太大，會(huì)給第一層焊接帶來(lái)困難。(4)引弧板和引出板。在焊縫兩端要設(shè)置引弧板和引出板，其材質(zhì)、坡口型式和坡口尺寸應(yīng)與焊縫相同。手工電弧焊的引弧板和引出板的尺寸應(yīng)大于等于40mm×50mm。埋弧焊的引弧板和引出板的尺寸應(yīng)大于等于50mm×100mm。(5)鋼管焊接。鋼管焊接時(shí)應(yīng)將鋼管支撐在水平位置進(jìn)行焊接。包括仰焊、立焊和平焊等所有空間位置的焊接。在焊接時(shí)要注意以下要點(diǎn):在單面焊雙面成形的焊縫中，必須保證第一層焊透，不允許內(nèi)部有妨礙介質(zhì)流動(dòng)的焊瘤和低強(qiáng)度的塌腰存在。由于焊接位置不斷變化，運(yùn)條角度和施焊者站立的高度必須適應(yīng)變化的需要。在焊接電流不能隨時(shí)調(diào)整的情況下，主要靠焊工擺動(dòng)焊條來(lái)控制熱量，達(dá)到均勻熔化的目的。
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