平面鋼閘門焊接變形的控制

賈飛飛

摘要：在水利項目中，鋼閘門作為水工建筑物蓄水控制裝置，用于調(diào)節(jié)水位和控制流量。焊接對鋼閘門的制造質(zhì)量有重大影響。適當?shù)暮附庸に嚋p少了鋼閘門的焊接變形，為鋼閘門的安裝、調(diào)節(jié)和安全操作提供了良好的條件。

關(guān)鍵詞：平面鋼閘門;焊接變形;措施

許多因素都會影響鋼閘門焊接的變形。焊接變形不僅指鋼板的厚度、尺寸和結(jié)構(gòu)狀態(tài)，還指焊接的形狀、焊接順序、熱入口、環(huán)境溫度和預(yù)熱。但是，制造過程的材料、結(jié)構(gòu)和技術(shù)方面可以通過制造過程中的一些措施來控制。這使可以有效地預(yù)測和控制焊縫接變形。

1.焊接變形問題出現(xiàn)的原因

1.1單個零件的制造工藝不合格。水工閘門有許多單個零件，如果單個體零件的制造過程不令人滿意，可能會導(dǎo)致水工閘門的焊接變形。根據(jù)制造要求，裝配水工閘門的單個構(gòu)件時必須留出一定的空間。但是，某些技術(shù)操作人員在裝配單個構(gòu)件時可能會因為不知道如何操作而產(chǎn)生過大或過小的間隙，從而導(dǎo)致焊縫變形。發(fā)生熔接變形時，不僅會影響構(gòu)件的大小，還會影響閘門的整體品質(zhì)，從而影響閘門的運作并縮短其壽命。除了由于不考慮單個構(gòu)件之間的間隙而導(dǎo)致的變形之外，單個構(gòu)件的上坡口型也會影響焊接變形。

1.2門葉整體焊接質(zhì)量較低。閘門不同部位的質(zhì)量對整體焊接質(zhì)量有一定影響。當前，門葉焊接整體質(zhì)量差是焊接變形的主要原因。門葉焊接是閘門生產(chǎn)中的重要工藝之一。在此過程中，監(jiān)理應(yīng)有效控制焊機的數(shù)量和質(zhì)量、所需的焊接工藝、基本焊接工藝等。但是，一些施工經(jīng)理往往不知道自己的專業(yè)職責(zé)，這給門葉焊接過程帶來了不必要的問題，從而導(dǎo)致焊接變形。

1.3門葉裝配誤差大。門葉裝配是閘門生產(chǎn)的重要組成部分，也是最容易出現(xiàn)問題的部分。通常，應(yīng)嚴格按照設(shè)計圖紙裝配門葉，并確保裝配的準確性。但是，由于各種原因，門葉組合中經(jīng)常會出現(xiàn)問題，錯誤更大，導(dǎo)致門葉組合焊接變形更大。

2.控制措施

2.1設(shè)計中采取的措施。（1）合理安排焊接位置。閘門的整體結(jié)構(gòu)不應(yīng)過于復(fù)雜，應(yīng)盡可能采用對稱結(jié)構(gòu)。原則是閘門焊縫分布均勻，易于焊接。（2）合理選擇焊縫尺寸和坡口形狀。如果焊縫尺寸過大，焊縫工作負荷較大，填充金屬量較大，焊縫變形較大。因此，在滿足強度要求的情況下，建議使用較小的焊縫尺寸，以避免在不計算的情況下盲目增加焊腳高度。閘門接頭焊接的坡口形狀和大小通常由鋼板厚度、坡口加工方法和焊接方法確定。閘門坡口形式和位置的合理設(shè)計可控制焊接的變形。通常，雙Y比V形坡口的對接接頭角度變形小得多。對于具有較大T形和十字形坡口，坡口焊縫不僅小于無坡口填充金屬量小，而且可以有效地減少焊縫變形。（3）最小化不必要的焊縫。焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)減少焊接數(shù)量。有時，為了減少總的閘門量并確保其整體穩(wěn)定性和剛性，選擇更薄的鋼板和更多加強筋板將大大增加裝配和焊接工作量以及焊縫變形。因此，設(shè)計閘門時應(yīng)使用中等厚度鋼板和適當數(shù)量的筋板，以最大限度地減少薄板和厚板的組合，并減少焊縫的數(shù)量和變形。

2.2制造過程中需要采取的步驟。（1）下料。下料前，卷板機校平，鋼板平整度符合規(guī)范要求。鋼板盡可能用數(shù)控切割機切割。如果使用半自動切割機，則必須保留一半的試樣頭進行切割，以包括焊接軸承數(shù)量（主要沿長度方向）。對于要接合的元件，在給料過程中，焊接收縮量應(yīng)與面板焊接在一起，組裝完畢后，應(yīng)確定板的工藝尺寸。應(yīng)避免由于切割尺寸過大而導(dǎo)致門葉整體出現(xiàn)大間隙和誤差的現(xiàn)象。（2）加工坡口。閘門坡口尺寸直接影響閘門的焊接變形程度。因此，盡可能使用刨邊機或半自動切割機來處理坡口，使相同坡口大小基本一致。對于需要氣刨清根焊縫，如果將焊縫直接處理為對稱雙單邊坡口，則在制造過程中，由于必須氣刨清根，坡口截面增加。因此，大量焊接填充無法控制焊接變形。如果使用不對稱的雙單邊坡口，氣刨清根小坡口側(cè)進行，這通常有助于減少焊縫填充量，并且焊縫變形自然減小。此方法可用于焊接主梁與邊梁腹板。（3）生產(chǎn)單個部件。為了減少過多焊縫接頭、主梁、側(cè)梁、隔板、吊耳等引起的焊縫變形。根據(jù)門的圖紙?zhí)匦裕梢苑謩e制造單個構(gòu)件。調(diào)整造型后，可以整體組裝。。組裝單個構(gòu)件時，請先檢查鋼板的切割尺寸。如果尺寸誤差超出標準，則必須在完成限定后裝配它。組裝時，必須考慮元件的直線、垂直度、拼裝間隙。組裝完成后，各個零件會以合理的焊接流程焊接，然后成型。（4）劃線門葉組拼。整個門葉組拼面板劃線過程非常重要。劃線精度直接影響閘門拼裝間隙，從而影響門的焊縫變形。根據(jù)工藝要求，將各個單個構(gòu)件依次裝配到相應(yīng)的位置。如果存分節(jié)，則必須將它們裝配在一起，并控制組件之間的裝拼裝間隙。對于某些穿孔零件，必須在完工后裝配，并可使用套假軸焊接;對于具有精度要求的工作面，可以使用增加處理量的方法。門葉焊接調(diào)整后可由銑床處理;為了更好地確保門葉上下平整度，可以在整個門葉焊接后使用分組焊接方法。焊接時必須嚴格控制熱量輸入。（5）門葉焊接。熱輸入是一個非常重要的焊接參數(shù)。正確選擇熱輸入直接影響焊縫變形的程度。如果輸入的熱量太大或太小，焊縫的硬度會降低。為了確保或提高低合金鋼焊縫的抗沖擊能力，應(yīng)使用窄焊道工藝，即多層焊接。選擇焊接方法。低水頭閘門的厚度通常約為10 mm，如果焊接不好，很容易導(dǎo)致波浪進一步變形。CO2氣體保護焊具有焊接變形小、效率高的顯著特點，在變形控制方面取得了良好效果，控制焊接過程。為了減少焊縫變形，可以根據(jù)閘門特征和坡口加工形狀選擇合理的焊接順序。可以使用跳焊、分段退步焊接，或預(yù)留反變形量和剛性固定等措施。

綜上所述，水力閘門質(zhì)量對我國水電發(fā)展有重大影響。閘門焊變形是制造閘門時常見的問題。這不僅會減少閘門的使用，而且還會影響水庫的停水功能，從而危及人民的生命和財產(chǎn)。因此，我們必須高度重視采用科學(xué)方法控制焊接過程的變形，并制定科學(xué)有效的控制措施，包括控制裝配誤差，以便根據(jù)可能導(dǎo)致變形的因素縮小差異。這是提高焊接質(zhì)量的唯一方法。

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