基于砂石拌合系統六管柱及平臺制作焊接工藝分析

摘 要：砂石拌合系統（B系列）膠帶機鋼結構制作較復雜，對各結構件的要求較高，為保證焊縫的質量和各連接部位的尺寸精度，合理的焊接工藝是關鍵。六管柱及平臺的焊接在砂石拌合系統（B系列）膠帶機鋼結構使用中較為重要，直接影響到系統的使用。

關鍵詞：六管柱；平臺；焊接工藝

前言

白鶴灘水電站位于四川省寧南縣和云南省巧家縣交界處，是金沙江下游干流河段梯級開發的第二梯級電站，具有防洪、攔沙、改善下游航運條件和發展的作用。白鶴灘電站是配電輸運的骨干電源點之一，總裝機容量1600萬千瓦，工程采用堤壩式開發。2014年4月21日對金沙江白鶴灘電站大壩砂石加工系統（含專用公路）建安及運行公開招標。白鶴灘電站大壩壩高277米，正常蓄水825米，水庫總庫容量206.27億立方米。葛洲壩集團于2012年1月31日以12.7億中標荒田砂石骨料及混凝土拌合生產系統項目。

B系列膠帶機是人工骨料生產系統到混凝土拌合系統主要部分之一。其承擔的任務是將系統生產的成品骨料，通過B系列膠帶機由B1.B2.B3.B4膠帶機把成品骨料運輸到拌合樓。膠帶機的桁架梁鋼結構主要采用角鋼及筋板焊接的方式連接，各桁架梁主要采用六管柱支撐，而B1.B3膠帶機上Z1立柱是其中的重點，具有代表性。六管柱及平臺的組裝和焊接分為兩大構件，最后對兩大構件進行總裝。

1 焊接方法及焊接設備及材料

焊接方法：手工電弧焊

焊接設備及材料：逆變式弧焊機ZX7-500（數量根據施工要求調用）；母材為Q235；焊條E4303 Ф3.2mm Ф4.0mm；焊接電流：120A-180A。

2 焊接工藝

2.1 點焊要求

點焊長度約50mm，間隙200-300mm之間，點焊高度不超過5mm，開焊前，對于點焊不符合要求的位置要進行點焊加固。

2.2 焊接原則

先立縫，在平縫和仰焊，由內向外分區對稱焊接；為保證焊接質量，防止變形過大，在焊接時采取施焊人員均為偶數，保證左右對稱施焊，焊接過程中，焊接電流、電壓、焊接速度基本保持相同；采用對稱、分段、退步的焊接；對于板厚大于36mm，宜采用后熱消氫處理。后熱在焊接后立即進行，后熱溫度為250℃-350℃，保溫時間不小于1小時，焊后立即進行消除應力熱處理的可不進行后熱消氫處理。

3 六管柱立柱的焊接及裝配

如圖1，Z1立柱為六管柱結構，六根主管為299×10mm，長度為23050mm。由于單根管材長度為12m，故需采用對接的方式焊接六根管柱。對接坡口角度為雙“V”60，鈍邊為1-2mm，此為一類焊縫，單面焊雙面成型。焊好后將焊縫的余高用角磨機磨平，如有彎曲現象，應將鋼管矯直后方可進行組裝。圖2在H型鋼墊件上找出兩根平行線，使AB與CD、HG相等，并且保證AC與BD和CH與DG鋼管中心線垂直，主管固定完后，組裝中間的支撐管和支撐，安裝柱腳筋板可最后進行（由于基座采用預埋件可最后吊裝到位固定后再焊接），支座可單獨焊好，固定平臺時再加固。

（1）Z1立柱E、R（E'、R'）與E、E'（R'、R'）軸線立面的組裝及焊接，如圖2所示。將兩扇制作焊接好的E、R及E'、R'立面垂直放置于工作平臺上（可以使用測量儀或吊線錘），并用胎具固定后進行組裝，并進行定位焊；上層的組裝可以搭好架子后進行，并進行定位焊；中間的十字撐亦可進行組裝，但要控制好尺寸，并進行加固。當整個框架組裝并定位焊后，要進行全面檢查，構件尺寸精確控制，經檢查人員確認后方可進行焊接。

（2）拼裝。拼裝前檢查各零件的編號、材質、尺寸和加工精度。拼裝前單個構件可以在工裝胎具或平臺上進行拼裝焊接，焊接位置及其附近的鐵銹、毛刺、預處理涂料等雜物要徹底去除干凈。拼焊后的單個構件必須予以校正，以消除焊接變形，校正處理合格后方可進入下道工序。

拼裝時必須劃出定位線，按線定位各零件，零件與零件之間要頂嚴，不得留有間隙，拼裝后按焊接工藝規定進行焊接矯正。構件組裝完畢后應進行自檢和互檢，準確無誤后再提交專檢人員驗收，檢驗過程中如果發現問題，應及時進行修理和矯正。構件均應打上鋼印并編號，鋼印處要預打磨，鋼印必須清晰。

4 立柱鋼結構平臺的制作焊接

4.1 采用合理的裝配焊接順序

先將鋼結構先裝配成整體再焊接，這樣可以在鋼結構焊接時減少變形。而對于截面形狀對稱、焊縫布置均勻的鋼結構件，可對稱焊接施工。

對于鋼結構中的長焊縫，在可能的情況下將連續焊改成分段焊，并適當地改變焊接方向，可使局部焊縫造成的變形適當減少或相互抵消，以減少結構總體變形。

4.2 反變形及剛性固定

焊前將平臺鋼結構裝配成具有與焊接變形方向相反、大小相等的預先反變形，以抵消結構焊后形成的變形。在沒有反變形的情況下，利用外加約束來固定構件，限制其焊接變形。例如，采用裝焊胎卡具等增加鋼結構在焊接時的剛度，以減少變形。

5 缺陷的處理和返修

焊縫內部或表面發現有裂紋時應進行分析，找出原因，制定措施后方可焊補。焊縫內部應用碳弧氣刨或砂輪機清除干凈，并修磨成便于焊接的凹槽。返修后的焊縫超過2次后應制定可靠的技術措施，并經批準后方可焊補。表面凹坑深度大于板厚10%或超過2mm的焊補前，應用碳弧氣刨或砂輪機將凹坑刨成或修磨成便于焊接的凹槽后再焊補。焊補后應用砂輪機將焊補處磨平并認真檢查有無微裂。在母材上嚴禁有電弧擦傷，如有應用砂輪機將擦傷處打磨處理并認真檢查有無微裂。

6 結束語

為保證焊縫質量和各連接部位的尺寸精度，合理的焊接工藝是關鍵，因此就需要制定一套切實可行的施工技術措施對工程進行嚴格控制，保證焊縫探傷效果好，合格率高。

參考文獻

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