卸船機設備箱形梁焊接工藝分析及質量控制探討

（南京港港務工程公司，江蘇 南京 210000）

卸船機設備箱形梁焊接工藝分析及質量控制探討

冷海翔

（南京港港務工程公司，江蘇 南京 210000）

卸船機設備箱形梁焊接質量要求十分嚴格，在焊接時要嚴格的按照施工工藝與技術標準進行施工，通過對箱形梁的結構及焊接方法進行分析，并對焊接的接口、焊接的參數與焊接的工藝等進行了探討，最后對箱形梁焊接的質量與焊接的檢驗內容等進行了討論。

卸船機；箱形梁；焊接工藝

箱形結構是一種穩定性能好、結構承載性能高的鋼架結構，在一些大型機械設備中經常用到的鋼結構形式。在卸船機設備的制作和安裝中，鋼結構箱形梁結構具有十分重要作用，它的承載性好，便于對貨物進行裝載與卸載，具有抗扭剛度大，抵抗結構的正負彎矩等特征，在工作作業的過程中，動力特性好，而且收縮變形量小等特點，成為卸船機載設備中常用的設備之一。因此，為了有效的提高卸船機械設備的梁箱制作質量，就需要采用合理的焊接工藝，來優化設備的質量控制。

1 箱形梁的結構及焊接方法的選定

箱形梁的結構穩定，承載的貨物比較重，而且連接的部位比較多，外形的尺寸也比較大，要求的制作過程也比較復雜，需要采用優質的鋼材作為原材料，對各個部分的焊接技術要求非常嚴格。在一些大型卸船機設備企業中采用材料為Q345C鋼材作為箱形梁的材質，其他的設備均采用焊接件，其焊接工作量大，要求的標準也非常高，焊接質量需要安裝標準來完成，焊接的技術標準與難點都非常大。在焊接的過程中，如果采用焊條電弧焊，熱輸入大，這樣就容易造成鋼材變形，焊接的接縫難以處理，而且焊接的過程難以控制，質量也很難保證，生產效率不高。因此，通過對CO2焊接、埋弧焊與焊條電弧焊等焊接技術工作進行實驗與對比分析，綜合各個焊接技術的優點，在焊接的過程中，對鋼板的平行對接采用埋弧焊對焊接的焊縫進行處理，其余的焊接工藝都采用CO2焊接技術進行處理，使得產品在焊接的過程中，不會產生變形、焊縫難以處理的問題，這樣不僅能夠保證產品的焊接質量與技術，提高產品的生產效率，同時還能夠降低焊接的成本。

2 焊接坡口形式的處理

箱形梁箱體焊縫處理要滿足承受壓應力的要求，在卸船梁箱體焊接中，要綜合分析箱體連接的膠軸板、拉桿處焊縫所承受的壓力，根據各個接縫壓應力的要求，結合圖紙設計的要求，在焊縫處做坡口處理，方便在焊接的過程中，對各個焊縫有效的處理，使得部件之間的連接沒有任何缺陷，這樣才能有效的保證箱形梁本身承載能力達到要求，并能夠承載外界的拉力載荷。在焊接時，由于各個受拉的接頭之間為不等厚度的鋼材對接，需要將鋼板削成坡度，按照中心線對齊的方式進行焊接。例如按照JGJ81-2002的標準規定坡度≦1:2.5，AWS規定坡度蕊1:4，在焊接的過程中都要嚴格遵守標準的規定；TBJZ-85標準規定箱形梁箱體的受拉或拉壓接頭坡度≦1:8等等，因此對卸船機大梁的焊接采用AWS規定坡度進行焊接，以便于對各個焊縫進行處理，而且也能夠保證對焊縫充分焊透，提高焊縫接頭的施工質量，滿足設計的壓應力的要求。例如下圖1，在對不同的鋼板焊接時，采用全焊透的V形接口進行焊接，各個坡口的焊接形狀與尺寸見圖1，使得焊接穩定性良好。

圖1 不同厚度鋼板坡口的焊接形式

在焊接時，為了減小焊道過熱，引起鋼材變形，就需要對焊接過程進行處理，優化焊接的工藝與方法，提高焊接的質量，減少焊接過程中因為過熱而產生的細化晶粒，保證在焊接的過程中不會出現其他雜質，在對焊接的坡口進行處理時，要采用小車火焰進行，保證切口平整、無氧化物等雜質，并對坡口周邊的銹蝕、水分、油污、雜質能夠進行處理，減少它們對氣孔和冷裂紋焊接產生的影響。

3 焊接參數與焊接順序的處理

箱形梁在焊接時要求各個部位受熱均勻，在焊接時要注意受熱與冷卻不均勻的情況，而造成焊接接頭的結構部位薄弱，影響箱形梁的質量。同時，箱形梁結構復雜、長度大、焊接的工作量也比較大，在鋼材焊接拼接的過程中，要求能夠制定詳細的焊接順序，并遵照國家的標準進行焊接，如果焊接的參數設置與焊接順序設置不能嚴格的安裝施工標準與施工參數，就會造成箱體構建的整體或者局部產生變形，影響整個箱形梁的質量，例如角變形、撓曲變形等情況，還有可能產生構件收縮的情況，往往會造成接頭的性能下降、箱形梁的構件尺寸差，使得矯正工作量大，而且還十分復雜，嚴重的還會使得整個箱形梁報廢的情況，因此，在箱形梁焊接的過程中，一直要制定嚴格的焊接工藝與焊接參數來保證焊接的質量。例如，卸船機箱形梁T形接頭及角接頭焊縫的處理采用平焊的方法進行，立焊采用CO2焊處理，箱形梁的平板對接采用埋弧焊處理，根據不同的焊接型材，采用國家規定的標準與工藝參數進行焊接。在進行平板對接時，采用埋弧焊焊接技術，對各個接口的處理要求采用CO2焊封底，防止接口出現氧化的情況，然后再進行各個部件的正面埋弧焊焊接，在焊接完成后，再進行反面焊接，需要運用碳弧氣清理各個焊接接口，運用碳弧氣刨的刨槽要深淺均勻，為后續的焊接提供保證，一般為板厚的1/2～1/3，在刨槽時要防止出現滲碳層，需要對各個刨后結構采用砂輪打磨凈，然后再進行焊接，這樣就能夠保證焊接的效果。

箱形梁在裝配時，要結合具體的施工工藝，將翼板放在平臺上，根據施工設計的具體的要求，對腹板和隔板進行處理，畫出位置線，并打上樣沖眼，然后根據具體的工藝進行裝配，在各個焊接位置進行處理之后，進行定位焊接，在焊接時需要在各個焊接處焊上臨時支撐角鋼，固定各個焊接點的間距，使之在焊接的過程中不會發生變化，然后再裝配兩腹板，使得腹板與翼板保持垂直，在一切準備妥當后，由2名焊工從箱梁中間向兩端焊接箱形梁的內部焊縫，在焊接完成之后進行矯正，進行蓋板點固焊，直到完成整個箱形梁的內、外部焊接工作，下圖2是箱形梁的焊接順序。

圖2 箱形梁的焊接順序圖

在焊接時需要注意如下問題。（1）焊接前，清除坡口兩側個50mm的范圍內的雜質，保證焊接時不會出現質量問題。（2）采用專業的焊接工具進行焊接，并按照施工的要求進行施工，保證箱梁焊縫質量與外觀焊接質量。（3）焊接時，分別將焊槍傾向翼板側與腹板側進行焊接，保持在300度左右的夾角進行焊接，以滿足施工規范要求。

4 焊接的質量控制與檢驗

4.1 焊接的質量控制

（1）箱形梁上卜翼緣板、腹板下料時，要保證焊接時的收縮量（約為總長度的1/10000），使得焊接的總體保持一致。（2）上、下翼緣板與腹板拼縫至少錯開300 mm 的縫隙，保證焊接的伸縮。（3）拼板應在水平胎架上進行，在矯正平之后，保證坡口的方向一致，并打磨平滑，使得焊接過程中不會出現雜質或者缺陷。（4）拼板縫位錯量應控制在板材后的0.1，并能夠保證焊接的焊縫與中心線一致。（5）為保證大梁拱度，腹板卜料采用數控機床，腹板與卜翼板接觸處按拱度要求及大梁自重現象要切出相應弧度。（6）焊接前，將做好各種準備工作，要清除各個焊接坡口及焊縫周圍油污、水分、銹跡、雜物等，保證焊接時不會出現氣孔，CO2焊應采取防風措施，防止焊接過程出現氣孔或者焊縫開裂的情況。在焊接時要注意觀察，保證各個部位焊接均勻，而且不會出現焊縫斷裂的情況。

4.2 焊接質量的檢驗

（1）焊縫檢驗。要求能夠滿足焊接工藝的基本要求與圖紙設計的要求。（2）一、二級焊縫的檢驗。注意采用超聲波或射線探傷進行內部缺陷的檢驗，分析是否存在氣孔或者焊縫，在檢驗的過程中，應該符合國家的檢驗標準與規定進行檢查。（3）修復檢驗。在檢驗出焊縫經探傷檢驗有缺陷時，要分析其中的原因，并制定修復的方案，然后進行及時修復。（4）測量標準統一。箱形梁拱度、旁彎尺寸要在焊接技術規定的溫度、環境等問題進行測量。

5 結語

在箱形梁體的焊接過程中，應該嚴格的按照焊接技術標準與制定的焊接工藝流程與相關的程序，加強焊接的質量控制，使得卸船機箱形梁在焊接及焊后檢驗都能夠滿足焊接的條件與要求，保證焊接的過程中不會出現大的偏差，將焊接中出現的誤差降低到最小的范圍內，并保證焊接卸船箱形梁的質量。

[1]孫關富,楊文柱等.鋼結構工程焊接技術的重點、難點及控制措施[J].安裝,2016(2).

[2]何利華.岸橋箱型梁制作工藝及質量控制[J].港口科技,2016(6).

[3]嚴德洪.鋼箱梁制作工藝及現場拼接控制[J].加工制作,2014(2).

TG457.6

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：1671-0711（2017）08（上）-0116-02