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【摘 要】 本文主要就是结合工程实例来进行分析的，其焊接的工作量非常的巨大，焊接技术指标和技术难度也是非常的高，由于采取了正确的焊接方法，有效地控制了焊接变形，使人字门焊接的各项质量指标全部达到设计要求。
【关键词】 水利工程;焊接;变形控制
引言：
某水利工程在船闸上下闸首布置人字闸门，每套门由两扇门组成，每扇门由3-4节门叶现场拼装、焊接而成。节间通过现场焊接连接，板材主要厚度为：ζ12-ζ50等9种规格。门叶制作所用板材材质有：CCSB、Q345B、Q235B、40Cr、45#五种。单节门叶最重的为30.8t。几何尺寸为长×宽×高，其是13.584m×1.5m×4.20m。单扇门的总重量达到了90t，那么其结合尺寸为13.584m×1.5m×14.28m。
人字门拼焊最终应该得达到的技术要求：a.从全开到全关的过程之中，旋转门叶的时候，斜接柱之上任意一点的跳动量为≤1.5mm;b.底横梁在斜接柱一端的下垂度为≤2.Omm;c.门轴柱的侧面直线度为≤5.0mm，斜接柱直线度则是≤5.0mm，门轴柱斜接柱侧面直线度则是≤2.0mm;c.门叶横向的直线度是≤1.0m，门叶竖向的直线度为≤4.0mm。
1、焊接结构特点分析
在整个人字门的安装过程之中，焊接是其中工作量最大的，所耗费的时间也是最多的，工艺最复杂的一道重要的工序。因其人字门的重量与尺寸均是非常的大，务必得分节的运抵安装现场直接的进行直立组焊。其中每一扇的人字门门叶节间有2～3条的安装焊缝，每一天的焊接缝其总长度大约为34m，其焊接的工作强度高，量也是比较高的，而且其门体的结构也是比较复杂的，材料的等级也是较高的，焊接接头的型式也是多种多样的，所以对于技术控制工艺的要求也是较为严格的。因此，门体现场拼焊质量的好坏，不仅直接影响到是否可以保障门体的垂直，而且还会影响到其内在质量的好坏，影响着人字门门体是不是可以承受巨大水压力并且将压力可以靠横向支持体来进行传递;其次就是门叶在厚度方向的不对称，一定会引起门叶焊接收缩的不均匀，使得门体发生焊接变形的情况。所以说，这务必得制定出来焊接变形控制措施，还得严格的执行;再者就是因其工地焊缝根本就不具备整体消应的条件，但是依旧得要求对边柱推力隔板和主梁腹板进行组合焊缝、端板对接焊缝、纵向加肋板和主梁下翼板对接焊缝等，再超过36mm的部位来进行局部的消除应力热处理，热处理势必也会对门体结构的变形及应力分布产生一定的影响。所以，热处理工艺的制定与落实就显得十分的重要。
2、焊接变形分析
船闸人字门安装焊缝的具体分布详见图1所示。
2.1、安装焊缝分布
迎水面焊缝密集，背水面焊缝稀疏，呈明显不对称分布;门体两端焊缝密集且焊接工作量大;安装焊缝基本上就是在同一横断面之内。
2.2、因其纵向长焊缝主要就是面板对贴角缝以及接缝，其下游面则是空格的结构，所以纵向的焊缝也就比较少，而且安装焊缝基本上是在同一横断面之内，所以焊缝的横向收缩变形在门体焊接变形之中，是最为主要的形式，纵向收缩变形式比较小的根本就不足进行考虑。虽然是在同一横断面之内，焊缝的横向收缩方向基本上保持一致但是因为焊缝在门体厚度的方向上呈现出来不均匀的分布，且门体板材厚度的差异也是比较大的，坡口形式的类型也是比较多的，所以期间不当的焊接顺序势必会使得焊缝横向收缩的不均衡性，进而就会因其焊接的变形。
2.3、人字门在安装的过程之中务必得消除门体在制造、运输、吊装、存放与焊接应力自然失效的时候产生变形误差的情况，所以大间隙安装焊缝的应用就十分的广泛。大间隙安装焊缝存在的不均匀性与局部性，这样一来，就势必会导致焊缝横向收缩的不均匀性，从而就会引起焊接变形。
3、焊接变形的控制措施
3.1、严格遵守变形控制原则
在焊接施工之前，应该的依据其焊缝母材厚度的不同来按照其所规定的来进行一个预热，并且在焊之后来进行及时的消除残余应力的热处理。采用分段退步的焊接，焊工得对称的布置，在同一时间之内施焊的焊接参数时候始终得保持一致，务必得做到统一步调。
3.2、拼装加固
在每节门体进行拼装、调整达到设计以及相关规范之后，再用型钢将门体上口边固定在闸墙之上，详见图2。闸墙与门体之前的联接增加了门体的刚度，这样就可以有效地防止焊缝横向收缩而引起的焊接变形，与此同时也是为了门体的快速拼装提供了安全保障。
3.3、焊接顺序及焊位分布
焊接顺序及焊位的确定，我们得综合的考虑焊接变形与焊接的应力，具体的得遵循以下的原则：
（1）先焊横焊缝、平角焊缝，之后再焊接立焊缝。假如先焊立焊缝就会将加大门体的拘束度，从而就会引起比较大的焊接残余应力。
（2）首先是焊接横向收缩比较大的焊接的接头，然而此时的门体自由度是比较大的，否则就会引起比较大的焊接应力。
（3）按由内到外、由两端到中间的顺序来进行焊接。依据其门体结构的特点依据安装精度的各项要求，先焊两端柱，之后再焊接门体中间的部位，由于门体中部上游的焊缝大部分是处于下游面，先焊下游面等到门体达到一定的刚度之后，再焊上游面焊缝。
（4）在对称焊接的同时，对影响门体变形的焊位安排以及工序要尽可能的简单化，并且务必得做到焊挡板或先焊小的立焊。
（5）强化每个焊接流程的监控力度，依据其监控的结果来适时调整焊接的顺序，强化工序之间的传递力度。
3.4、合理预留反变形量
门体焊前预留合理的焊接反变形量，每米门高约为0.5mm，以消除门叶面板侧焊接工作量较大带来的焊接量不对称的影响。拼装时注意门体朝下游倾斜，使其与焊接收缩的方向相反。
3.5、焊接工艺参数
我们依据先前施工经验以及生产性焊接的试验确定了合理的焊接工艺参数，详见表1。
3.6、大间隙焊缝焊接
在现场拼装的过程之中，最为普遍的现象就是局部间隙过大的情况，所以，我们务必要把握好焊前的堆焊工艺。通过在焊缝下边缘进行堆焊，使焊前的焊缝间隙相对均衡，从而使得焊缝横向收缩基本一致，减小门体的焊后变形。
3.7、及时发现并正确地处理门叶变形
如发现焊接变形值超差，应立即停止施焊用千斤顶进行调整，或采用碳弧气刨在纵隔板处刨削焊缝再焊，调整焊接热输入分配方向等措施，消除门体过度倾斜。注意焊缝的刨削不能超过两次，否则会影响焊缝的内在质量。
3.8、焊接监控
在焊接的时候，监测门体的倾斜的大小与方向，就得选好其基准点。并且时候总以这一基准点来作为日后的测量依据。根据门体制作时是由3个单元（两柱和其中间的部位）而组成的，在施工的过程之中，我们通过悬挂3条重锤的方法来进行测量：使得两端柱中心各挂一个重锤，在面板半宽的地方挂重锤。每一个焊接流程的结果，等到焊缝冷却之后再进行测量，并且和拼装以及上一流程的测量结果之间作一个比较，假如变形较大则就得适时的调整工序。但是焊缝没有冷却或是加热的时候，其测量的结果一般都是与实际的结果是相悖的，所以就不能以测量的数据来作为我们的依据，在误导后续焊接顺序以及工位的安排。
4、结束语
通过上述措施有效地控制了焊接变形，使人字门焊接的各项质量指标全部达到了设计要求。
参考文献：
[1]叶慰.浅析水利工程船闸人字门的焊接变形控制[J].黑龙江科技信息，2010，18：54+140.
[2]罗蓉，陈文想.三峡永久船闸人字门焊接变形控制[J].金属加工（热加工），2008，04：70.
[3]张伟胜，黄福艺.长洲水利枢纽船闸人字门安装焊接变形控制[J].人民长江，2008，09：68-69.
【关键词】 水利工程;焊接;变形控制
引言：
某水利工程在船闸上下闸首布置人字闸门，每套门由两扇门组成，每扇门由3-4节门叶现场拼装、焊接而成。节间通过现场焊接连接，板材主要厚度为：ζ12-ζ50等9种规格。门叶制作所用板材材质有：CCSB、Q345B、Q235B、40Cr、45#五种。单节门叶最重的为30.8t。几何尺寸为长×宽×高，其是13.584m×1.5m×4.20m。单扇门的总重量达到了90t，那么其结合尺寸为13.584m×1.5m×14.28m。
人字门拼焊最终应该得达到的技术要求：a.从全开到全关的过程之中，旋转门叶的时候，斜接柱之上任意一点的跳动量为≤1.5mm;b.底横梁在斜接柱一端的下垂度为≤2.Omm;c.门轴柱的侧面直线度为≤5.0mm，斜接柱直线度则是≤5.0mm，门轴柱斜接柱侧面直线度则是≤2.0mm;c.门叶横向的直线度是≤1.0m，门叶竖向的直线度为≤4.0mm。
1、焊接结构特点分析
在整个人字门的安装过程之中，焊接是其中工作量最大的，所耗费的时间也是最多的，工艺最复杂的一道重要的工序。因其人字门的重量与尺寸均是非常的大，务必得分节的运抵安装现场直接的进行直立组焊。其中每一扇的人字门门叶节间有2～3条的安装焊缝，每一天的焊接缝其总长度大约为34m，其焊接的工作强度高，量也是比较高的，而且其门体的结构也是比较复杂的，材料的等级也是较高的，焊接接头的型式也是多种多样的，所以对于技术控制工艺的要求也是较为严格的。因此，门体现场拼焊质量的好坏，不仅直接影响到是否可以保障门体的垂直，而且还会影响到其内在质量的好坏，影响着人字门门体是不是可以承受巨大水压力并且将压力可以靠横向支持体来进行传递;其次就是门叶在厚度方向的不对称，一定会引起门叶焊接收缩的不均匀，使得门体发生焊接变形的情况。所以说，这务必得制定出来焊接变形控制措施，还得严格的执行;再者就是因其工地焊缝根本就不具备整体消应的条件，但是依旧得要求对边柱推力隔板和主梁腹板进行组合焊缝、端板对接焊缝、纵向加肋板和主梁下翼板对接焊缝等，再超过36mm的部位来进行局部的消除应力热处理，热处理势必也会对门体结构的变形及应力分布产生一定的影响。所以，热处理工艺的制定与落实就显得十分的重要。
2、焊接变形分析
船闸人字门安装焊缝的具体分布详见图1所示。
2.1、安装焊缝分布
迎水面焊缝密集，背水面焊缝稀疏，呈明显不对称分布;门体两端焊缝密集且焊接工作量大;安装焊缝基本上就是在同一横断面之内。
2.2、因其纵向长焊缝主要就是面板对贴角缝以及接缝，其下游面则是空格的结构，所以纵向的焊缝也就比较少，而且安装焊缝基本上是在同一横断面之内，所以焊缝的横向收缩变形在门体焊接变形之中，是最为主要的形式，纵向收缩变形式比较小的根本就不足进行考虑。虽然是在同一横断面之内，焊缝的横向收缩方向基本上保持一致但是因为焊缝在门体厚度的方向上呈现出来不均匀的分布，且门体板材厚度的差异也是比较大的，坡口形式的类型也是比较多的，所以期间不当的焊接顺序势必会使得焊缝横向收缩的不均衡性，进而就会因其焊接的变形。
2.3、人字门在安装的过程之中务必得消除门体在制造、运输、吊装、存放与焊接应力自然失效的时候产生变形误差的情况，所以大间隙安装焊缝的应用就十分的广泛。大间隙安装焊缝存在的不均匀性与局部性，这样一来，就势必会导致焊缝横向收缩的不均匀性，从而就会引起焊接变形。
3、焊接变形的控制措施
3.1、严格遵守变形控制原则
在焊接施工之前，应该的依据其焊缝母材厚度的不同来按照其所规定的来进行一个预热，并且在焊之后来进行及时的消除残余应力的热处理。采用分段退步的焊接，焊工得对称的布置，在同一时间之内施焊的焊接参数时候始终得保持一致，务必得做到统一步调。
3.2、拼装加固
在每节门体进行拼装、调整达到设计以及相关规范之后，再用型钢将门体上口边固定在闸墙之上，详见图2。闸墙与门体之前的联接增加了门体的刚度，这样就可以有效地防止焊缝横向收缩而引起的焊接变形，与此同时也是为了门体的快速拼装提供了安全保障。
3.3、焊接顺序及焊位分布
焊接顺序及焊位的确定，我们得综合的考虑焊接变形与焊接的应力，具体的得遵循以下的原则：
（1）先焊横焊缝、平角焊缝，之后再焊接立焊缝。假如先焊立焊缝就会将加大门体的拘束度，从而就会引起比较大的焊接残余应力。
（2）首先是焊接横向收缩比较大的焊接的接头，然而此时的门体自由度是比较大的，否则就会引起比较大的焊接应力。
（3）按由内到外、由两端到中间的顺序来进行焊接。依据其门体结构的特点依据安装精度的各项要求，先焊两端柱，之后再焊接门体中间的部位，由于门体中部上游的焊缝大部分是处于下游面，先焊下游面等到门体达到一定的刚度之后，再焊上游面焊缝。
（4）在对称焊接的同时，对影响门体变形的焊位安排以及工序要尽可能的简单化，并且务必得做到焊挡板或先焊小的立焊。
（5）强化每个焊接流程的监控力度，依据其监控的结果来适时调整焊接的顺序，强化工序之间的传递力度。
3.4、合理预留反变形量
门体焊前预留合理的焊接反变形量，每米门高约为0.5mm，以消除门叶面板侧焊接工作量较大带来的焊接量不对称的影响。拼装时注意门体朝下游倾斜，使其与焊接收缩的方向相反。
3.5、焊接工艺参数
我们依据先前施工经验以及生产性焊接的试验确定了合理的焊接工艺参数，详见表1。
3.6、大间隙焊缝焊接
在现场拼装的过程之中，最为普遍的现象就是局部间隙过大的情况，所以，我们务必要把握好焊前的堆焊工艺。通过在焊缝下边缘进行堆焊，使焊前的焊缝间隙相对均衡，从而使得焊缝横向收缩基本一致，减小门体的焊后变形。
3.7、及时发现并正确地处理门叶变形
如发现焊接变形值超差，应立即停止施焊用千斤顶进行调整，或采用碳弧气刨在纵隔板处刨削焊缝再焊，调整焊接热输入分配方向等措施，消除门体过度倾斜。注意焊缝的刨削不能超过两次，否则会影响焊缝的内在质量。
3.8、焊接监控
在焊接的时候，监测门体的倾斜的大小与方向，就得选好其基准点。并且时候总以这一基准点来作为日后的测量依据。根据门体制作时是由3个单元（两柱和其中间的部位）而组成的，在施工的过程之中，我们通过悬挂3条重锤的方法来进行测量：使得两端柱中心各挂一个重锤，在面板半宽的地方挂重锤。每一个焊接流程的结果，等到焊缝冷却之后再进行测量，并且和拼装以及上一流程的测量结果之间作一个比较，假如变形较大则就得适时的调整工序。但是焊缝没有冷却或是加热的时候，其测量的结果一般都是与实际的结果是相悖的，所以就不能以测量的数据来作为我们的依据，在误导后续焊接顺序以及工位的安排。
4、结束语
通过上述措施有效地控制了焊接变形，使人字门焊接的各项质量指标全部达到了设计要求。
参考文献：
[1]叶慰.浅析水利工程船闸人字门的焊接变形控制[J].黑龙江科技信息，2010，18：54+140.
[2]罗蓉，陈文想.三峡永久船闸人字门焊接变形控制[J].金属加工（热加工），2008，04：70.
[3]张伟胜，黄福艺.长洲水利枢纽船闸人字门安装焊接变形控制[J].人民长江，2008，09：68-69.