水工閘門控制焊接變形技術的措施研究

【摘要】焊接結構的閘門，在水利水電工程中的應用范圍最為廣泛，其使用壽命也比較長，但是在焊接過程中很容易出現變形問題，對水利工程的正常運行造成了影響。因因此在進行閘門焊接的時候要采取必要的措施控制焊接過程中產生的焊接應力，將焊接變形的情況進行控制，這樣可以避免因為過大的應力導致閘門出現變形過大的情況。基于此，本文主要對水工閘門控制焊接變形技術的措施進行分析探討。

【關鍵詞】水工閘門；焊接變形；控制技術；措施研究

1、前言

水利水電工程中，通常使用的閘門都是焊接結構，這樣就使得在進行水利工程閘門制造的時候對焊接的工藝要非常的重視，這樣可以避免在施工中出現焊接變形的情況，焊接變形對閘門的使用有很大的影響，因此，對焊接中出現的變形要采取必要的控制方法。將焊接過程中產生的焊接應力和焊接變形控制在允許的范圍內。

2、控制焊接變形的技術方法

2.1 振動焊接法

與其他焊接技術方法相比，振動焊接法具有一定的優勢。該技術以振動時效理論為基礎，是一項創新型的焊接工藝。采用該工藝進行焊接，可有效降低焊接過程中產生的殘余應力，進而控制焊接變形的出現。研究結果表明，振動焊接法對水工閘門出現的橫向收縮變形和控制角變形，都能起到很大的改善作用。普通焊接法的橫向收縮變形在3mm左右，而采用振動焊接法可將橫向收縮變形降低到1.3mⅢ左右。

2.2 預應力法。

預應力法是比較常見的焊接變形控制方法，該方法又可分為預應力法和預拉伸法。預應力法主要是通過采用施加外力或加熱的方法，控制焊接變形程度。預拉伸法主要是采取在焊接縫隙方向上施加適當拉伸力的方法，并在焊接完成后冷卻卸載，從而達到降低變形程度的目的。

2.3 退火法

退火法是建立在焊接變形規律基礎之上的一種控制變形的方法，采用該方法來控制水工閘門的焊接變形，首先應將需要焊接的構件采用專門制作的夾具進行固定。構件在固定的條件下進行焊接，一般不會出現變形問題，但如果在焊接工作完成之后，直接拆除夾具的話，就會產生過高的殘余應力，導致焊接變形出現。因此，必須在焊接工作結束而未拆除夾具的條件下，將其放入退火爐中加熱，直到溫度達到600～650℃，并保溫4小時左右。在保溫的過程中，被焊接構件的溫度會隨著爐子溫度的降低而逐漸降低，最終達到與室內一樣的溫度，此時殘余應力便完全消散了，即使解除夾具的束縛也不會發生變形。

3、控制焊接變形的相關措施

水工平面閘門的門葉一般都是焊接結構，通常是有水平主梁、水平次梁、縱向隔板、邊柱和面板組合焊接而成的。門葉在進行加工制造時，主要的工作就是對焊縫進行焊接，在對焊接質量進行控制的時候主要的方法就是對焊接應力進行控制，減少焊接變形情況的出現。在焊接過程中，合理的焊接工藝是非常有效的控制焊接變形的。在進行平面閘門制造的時候，通常的制造工藝流程是進行施工前的準備、單構件的制作、面板焊接、門體焊接和驗收工作。在進行施工前準備的工作的時候，要根據材料的焊接性質和材料的結構特點，以及閘門的使用條件、設計方面的要求、設備在性能方面要達到的效果和施工的具體環境來制定焊接的工藝方案，同時在制定完焊接的工藝以后要對工藝進行必要的評定，在評定合格以后才能在制造中進行使用，同時要編制焊接工藝指導書。

在進行單構件制作的時候，為了減少焊接閘門使出現應力集中的情況可以將閘門的主梁和縱梁制造成為單構件，與面板進行分開焊接。在進行單構件制作的時候要考慮到焊接過程中可能出現的收縮量情況，在進行材料切割的時候要有一定的預留。單構件的拼焊要嚴格控制翼緣板的傾斜度，同時在進行焊接的時候要盡量采用埋弧自動焊的方式來進行焊接，這樣在焊接以后可以采用型鋼矯正機來進行矯正，同時也能將焊接過程中產生的應力進行釋放。在面板焊接過程中，要在合格的鋼平臺上進行拼接，對接縫進行焊接的時候要采用埋弧自動焊方式，這樣在焊后更能保證面板的平整性，同時在，面板焊接中要在縱向和橫向上預留焊接收縮量，將焊接中產生的大的焊縫要進行磨平，這樣單構件更加容易進行拼裝。在閘門拼裝中，要先將主梁進行點焊固定，然后進行縱梁的拼裝，最后進行小次梁的拼裝，在進行拼裝的時候一定要按照這個順序來進行。在拼裝結束以后，要對其中出現的誤差和平行度進行檢查，在都合格以后才能進行其他的施工。在焊接過程中，焊接的工藝也是非常必要的，先要進行立焊，然后是平焊，最后是進行仰焊，這個焊接順序是不能進行顛倒的，這樣才能更好的保證焊接的質量。在焊接過程中人員不能過多，焊接的速度也不能過快，這樣才能更好的對焊接應力進行控制。

閘門焊接通常采用埋弧自動焊、二氧化碳氣體保護焊和手工交直流電焊等，每種焊接方法對環境的要求均有所不同。由于焊接質量受焊接環境影響較大，且水工閘門的安裝基本上都是露天作業，更應進行焊接環境監測，應加強對施工現場環境的監測，出現下列任一況應采取有效保護措施，才可焊接否則禁止施焊：遇有風速超過10m/s的大風；雨天、雪天露天施工；環境溫度在零下5益以下，相對濕度大于90%。焊接材料必須具有出廠合格證和產品質量保證書，按相關規定進行驗收，對質量有懷疑時，應對此復驗。焊工的水平與素質，是影響焊接質量的關鍵。只有經過考試合格的焊工才能進行相應焊縫的正式焊接。焊接時，應嚴格執行焊接工藝和焊接順序，以防止焊接變形失控。

鋼閘門經過焊接后，其內部積聚了大量的焊接殘余應力，造成閘門的變形，影響閘門尺寸，降低閘門使用強度、疲勞強度和使用壽命。可采取：為了減小焊接變形和焊接應力，根據結構特點和坡口形式，在構件或門葉焊接時選擇合理的焊接順序及采用跳焊、分段退步焊和多層多道焊或采取反變形等措施。

4、結語

總之，在進行閘門施工中，焊接的工藝方法是非常多的，為了更好的保證焊接的質量，要對焊接的材料和焊接的環境進行必要的分析，這樣才能更好的保證焊接的效果。

參考文獻：

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