橋式起重機焊接變形問題處理方法

摘 要：近年來，隨著箱型梁結構在工程上的廣泛應用，其變形的控制成為迫切需要的解決問題之下，橋式起重機其截面形狀即為典型的箱型梁結構，由于其焊縫多、結構復雜、焊接應力和變形較大。如果不采取合理的設計及施工工藝方案就會在焊接過程中出現變形從而嚴重影響焊接質量，甚至會導致結構無法正確的安裝及使用。本文主要通過對橋式起重機在焊接加工時出現的變形問題提出合理方法，使變形減少到最小狀態，滿足結構合理正確的使用。從二方面采取控制措施，從而實現起重機焊接施工質量控制的目的。

關鍵詞：變形產生原因；焊接變形分類；主要影響因素

1 箱形主梁焊接

1.1 焊接工藝流程

箱形主梁由左右腹板、上下翼板內加長、短板組成，當腹板較高時，尚需加水平助，見圖（1）。由于梁為封閉式結構，必須先焊梁內的長、短肋板，然后焊下翼板。具體焊接順序如下：

圖（1）箱形結構主梁

1-長助板；2-短助板；3-上翼板；4-腹板；5-下翼板；6-水平肋

（1）先焊接上翼板與長、短助板間的焊縫。如等裝好左右腹板后一起焊接，會產生II形梁扭曲變形，造成整形困難。

（2）裝上左右腹板，焊接II形梁的內部焊縫，兩條長的縱焊縫暫不焊。

（3）裝配下翼板后，工藝規定先焊下翼板與腹板間的兩條角焊縫，應兩面對稱同時焊接，這樣可以減少焊接變形。如下翼板裝配好后上拱度超過工藝規定，可以先焊上翼板的兩條角焊縫。

（4）焊接上（下）翼板的兩條角焊縫 。

1.2 拼板對接焊工藝

主梁長度一般為10～40m ，腹板與上下翼板要用多塊鋼板拼接而成。拼接焊縫質量應滿足起重機技術條件中的規定。根據板厚不同，對接焊工藝有：開坡口雙面手工電弧焊；一面手工電弧焊，一面自動埋弧焊；雙面自動埋弧焊；氣體保護焊；單面焊雙面成形自動埋弧焊。用前4種工藝拼接時，當一面拼焊好后，必須把焊件翻轉進行清根等工序。如拼板較長，翻轉操作不當，會引起翹曲變形。

1.3 對接焊縫質量

內部質量應符合GB3323-87《鋼熔化焊對接接頭射線照相和質量分級》II級或JB 1152-81《鍋爐和鋼制壓力容器對接焊縫超聲波探傷》I級的要求，外部質量應符合JB/ZQ4000.3-86標準中BS級的要求。

1.4 主梁角焊縫焊接工藝水平

腹板與翼板的裝配間隙應量小，沿接縫全長最大間隙不超過0.5mm。接縫除銹后烘干。焊腳高度6-8mm，可兩面同時焊接，以減少焊接變形； 超過8mm宜多層焊接。半自動埋弧焊采用直流反接，工藝參數見表（3）所示。

x 橋架裝配焊接

2.1 小車路軌對接頭焊接工藝

起重機橋架上行走小車的路軌接頭，以往大部都不焊成整體，而是用軌道壓板將其固定。這樣，接頭處高低不平，側向錯位，不車行走到接頭處會引起沖擊。現今路軌接頭用電弧焊方法焊接成整體，焊后磨平焊縫。

（1）路軌接頭端面除銹后，底部用E5015焊條堆焊一焊唇，并沿路軌底面磨平。

（2）裝配時兩路軌接頭處要離開14～16mm。為補償焊縫收縮引起的角變形，端部裝配成1：100的斜度，下襯銅墊板。

（3）焊前路軌預熱至250-300°c ，預熱長度每邊不短于300mm。分3層焊接，第1層用E5015焊條，焊后清除焊渣。裝上兩側銅擋塊，兩側間隙不小于4mm，間隙過小焊渣無法下流，用軋頭固定。焊接第II屋如溫度己降低，應再預熱至250-300°C，用E5015焊條焊接。運條方法是不間斷地轉小圈，使焊渣從路軌兩側的間隙流下，焊縫表面光滑，不出現凹坑。

（4）第II層焊好后立即焊第III NFC ，焊條用EDPMn3-15，使用前經250°c烘干。堆焊結束，應即拆掉擋塊檢查，發現缺陷即修補好，不能在焊縫冷卻后修補，以免引起焊縫開裂。

焊接結束后，為使焊縫緩冷，將接頭處再加熱到預熱溫度，而后保溫緩冷。

2.2 主梁與端梁連接焊接工藝

其連接焊縫為搭接和角焊縫，現場裝配焊接，有立焊、仰焊位置。為提高焊縫質量，采用焊接翻轉架，可使立得、仰焊變為平焊位置。

2.3 路軌壓板螺栓電弧焊工工藝

壓緊小車行走路軌的方法有：焊接式壓板，把壓板一頭焊在主梁上翼板上，另一頭奪牢路軌下翼板固定。如要更換路軌，須把壓板用氣割法割掉，上翼板受熱受影響主梁上拱度，帶來維修困難；在主梁上翼板上鉆孔、攻絲、用螺栓使壓板壓緊路軌。此法工藝周期長，如上翼板較薄，不適用；用螺柱電弧焊方法。螺柱用特殊的焊接方法焊牢在上翼板上，再用壓板壓緊路軌。此法具有省工，拆裝路軌的方便、維修方便等優點。

（1）螺柱電弧焊部分要嚴格除銹到金屬光澤，不留銹斑和油污，當天除銹當天焊接。

翼板的螺板弧焊部分，也要打磨至出現金屬光澤，如有水氣，應烘干后才能焊接。

（2）保護瓷套使用時應干燥，無油污、水氣、弧焊過程中不可開裂，不粘結于焊縫。

（3）螺柱的質量試驗可參照AWSD1.1-92的規定。簡易的試驗方法是螺柱焊好后，套上管子板彎90°，或用鐵錘敲彎90°，不出現裂紋，折斷。也可根據螺柱強度等級用扭矩法做工藝試驗，達到一琮扭矩值，檢驗焊縫質量。試驗板厚度應不小于被焊工件板厚度。

（4）螺柱電弧焊由于焊接時間短，又需要較大的焊接電流，容易產生電弧磁偏吹。為使焊縫成形良好，要有可靠合理的接地。實踐中平焊時可用兩邊對稱接地法，即把地線接在主梁的上翼板兩端，橫焊時把地線接在焊螺柱部位下面。

M16、M20螺柱電弧焊工工藝參婁見表（4）所示，螺柱材料為Q235-A

表-（4）螺柱電弧焊工工藝參數

注：橫焊時電流采用較小值

3 結論

總之，橋式起重機在焊接加工時出現的變形問題，只要我們提出合理方法，使變形減少到最小狀態，滿足結構施工要求及正確的使用方法。通過對橋式起重機采取的合理的施焊工藝，以及使用正確的焊接方法、溫度，箱型梁的彎曲變形下看撓度控制在最小的范圍，使現場焊接工作得以順利進行，完全滿足了施工要求，收到良好的效果。

作者簡介

楊紅巖（1972-），女，研究方向：焊接教學，指導學生參加省焊接大賽獲一等獎