井架鋼結構箱型柱加工制作工藝技術分析

姜煒

中煤第五建設有限公司第五工程處 江蘇徐州 221163

自從上世紀80年代，我國中煤能源集團有限公司成功安裝了超過40座箱型結構的井架。這一類井架的材料厚度一般被控制在14-30mm左右，其截面主要為雙變截面，單座井架的重量一般被控制在160-440t[1]。本文先分析井架制作和質量控制措施，重點討論預防鋼結構井架變形的措施。

1 制作井架前的準備

在實際制作井架之前，有關人員需要嚴格按照國家的標準來執行，并做好相關的準備工作，主要包括如下幾個方面的內容：

第一，在設計之前就全面設計施工組織，并在詳細地審閱圖紙之后再進行技術交底工作。第二，嚴格地檢查各類焊接輔材和計量器具的質量。并保證這些器具能夠更好地被使用。第三，在正式制作之前，專業人員需要精確地核算井架各部分的尺寸，之后再精確測量角度，之后再在工作平臺上有效地放大。注意用0.26-0.5mm厚的鐵皮制作樣板，并在制作的過程中全面標記好零件號、板材厚度、件數和其他相關的信息。一定要安排相關人員檢驗好每一道工序之后才能夠投入下一道施工工序內部。在每一塊樣板上都應該留有編號。第四，妥善保管好每一個樣板，切忌不可讓樣板在使用過程中出現污損和變形的現象。

2 井架制作主要工藝環節

2.1 下料

可以將鋼板配合火焰矯正法進行矯正。在矯正過之后，不能讓鋼材的表面有明顯的損傷和凹痕。注意有效地將鋼材厚度偏差控制在適當范圍內，盡量在下料的過程中不要出現鋼材拼接的現狀。在實際號料時，可以先劃出幾條幾何線，并標出永久性的標記，以便能夠在安檢和質檢時使用[2]。在進行氣割工藝前，也應該全面清除切割區域表面存在的雜物和鐵銹，并在完成氣割之后清理因此產生的有關雜物。

2.2 鋼板拼接

如果鋼板材料長度不夠，則可以采用對口拼接的方式進行拼接，必要時可以按照構件材料的等級來有效地進行焊接。注意在構件上、下、左和右四處位置都避開焊縫接頭的位置，并讓相鄰的焊縫保持在350mm以上，并直接采用單面和雙邊坡口對焊的方式進行焊接。注意使用手提砂輪機磨光存在于坡口鋸齒和凹凸不平處的毛邊。并有效地清除存在于焊縫邊緣30-50mm范圍內的鐵銹、毛刺和污垢等多數雜物。等所有雜物都被清理干凈之后，要保證坡口和附近的環境變得更加干凈，且不會被輕易污染。

2.3 選擇合適焊接材料

在設計和施工過程中，應該按照圖紙設計內容和變更要求來使用對應的焊條。一般，包括T422焊條和CO保護焊絲2都是常用的焊材，并配合J301焊劑材料進行施工。注意在焊接的過程中將焊條的溫度保持在360攝氏度-400攝氏度，并將其烘干保溫時間控制在2h左右。等到所有的焊條都被烘干之后又可以將其放置于低溫保溫筒內部，并一次性用完從烘箱中取出的焊條，防止焊條在使用的過程中會受潮。嚴格記錄烘干溫度過高或者受潮的焊條。

2.4 箱體焊接

焊接箱體井架的過程中，先將箱體四條主焊縫透焊打底，然后焊接里面的環形筋板和縱向筋板，這個筋板都是三級角焊縫。最后進行四條主焊縫的堆焊和埋弧焊罩面。注意不要讓焊縫兩端的起弧和落弧處存在弧坑。如果起點距離焊縫端部的距離超過10mm，則應該在第一時間將弧坑填滿。在焊接完畢之后，則應該讓專業焊工清理存在于焊縫兩側的飛濺物，并有效地檢查焊縫的外觀。如果質量合格，則應該先在焊縫的指定位置打上鋼印，之后再讓相關人員記錄有關的信息。

3 焊接變形的原因和預防措施

3.1 焊接變形的原因

焊接屬于一個局部加熱的過程，焊縫區內部的收縮會引發結構變形，引發焊接變形的原因主要有如下幾點：第一。焊縫的截面積如果越大，其內部會產生過多的熱量，從而產生更大的變形。第二，焊接線會在焊接的過程中釋放出更大的能量，從而使得變形的情況得以加劇。第三，如果出現不對稱焊接或者出現焊接偏離中性面的情況，其焊接變形的情況會變得非常嚴重。第四，如果構件的剛性越大，其在使用的過程中也不會出現變形[3]。

3.2 解決焊縫變形的措施

3.2.1 在下料時計算出合理的收縮量

在下料的過程中，橫向的裂縫會產生橫向的縮短，其產生橫向的收縮大約為焊縫截面平均寬度的10%，縱向的焊縫也會縮短。所以，應該焊接好箱體之后再進行截頭處理。

3.2.2 減小焊接線的能量

可以將箱型井架內部的焊縫采用CO2氣體保護焊。并采用CO2氣體在四角主焊縫處打底保護焊，并用埋弧自動焊工藝來完成自動焊蓋面。這樣既能夠有效地改善與圖紙相關的自動焊焊接工藝，又能夠直接降低焊接線的能量。

3.2.3 嚴格規范焊接工藝

在實際焊接的過程中，需要嚴格地規范焊接工藝的質量。主要的步驟包括如下幾點：第一，全面確定需要裝配的工藝；第二，全面確定焊接材料、焊接設備、焊接人員、焊接清理、焊接順序、焊接電流和焊接速度等方面的參數。第二，有效地采用分段和分散的焊接方法，并確定每一件構件的焊接順序。第三，在焊接的過程中嚴格地確定檢驗內容、檢驗方法、檢驗手段和其他方面的內容。第四，在實際施工過程中全面執行各項工藝規程，并對有關技術人員進行嚴格地交底，并在掌握工藝規律的基礎上有效地進行施工建檔。

4 結語

綜上所述，本文從“下料”、“鋼板拼接”、“選擇合適的焊接材料”和“箱體焊接”等多個過程進行分析。并采用合適的措施來減少焊接過程中產生的變形現象。在實際施工的過程中，工作人員也需要先分析實際情況，之后再采用合適的措施進行焊接。隨著越來越多新的焊接技術被運用于鋼架箱體焊接的過程中，其焊接的質量和效率會變得更高。