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【摘要】旋挖钻机属于公司开发的新产品之一，其中桅杆部分的外形尺寸要求高，母材属于首次采用，经过几个轮次的产品试制，产品质量日趋稳定，现将在制作中需关注的部分控制点进行总结，仅供借鉴。
【关键词】工艺评定；直线度；焊接顺序
公司新开发的旋挖钻机，属于大型成孔作业的施工机械，适用于各种高速公路、铁路桥梁及其他大型建筑的特大桥桩和承重基础桩，市场前景良好。
桅杆作为旋挖钻机的重要工作装置，是钻杆和动力头的导向部件。由桅杆上节、桅杆中节和桅杆下节三部分组成（如图1所示），设计要求导轨直线度误差≤1/1000且全长直线度误差≤7mm，其中桅杆中节具有截面积小、单节长度长的特点，如果制作过程得不到相应的控制，很可能造成外形尺寸不满足要求或焊缝质量不满足要求，甚至有可能导致报废。
我公司在桅杆制作过程中，主要考虑了桅杆单节拼装、焊接变形、三节组装连接控制及新材料的焊接工艺。
1. 单节桅杆的拼装控制
桅杆中节结构形式与其他两节类似，其长度14750mm具有代表性，现以其为例阐述在拼装过程中的控制事项。
1.1隔板下料精度对节段直线度具有较大影响，严格控制各横隔板的下料尺寸，可通过激光切割机或机加工方式保证其精度。
1.2主弯板和面板对接。由于桅杆中节长度较长，公司及周边配套厂家没有能一次折弯的设备，故将主弯板和面板分割后分别下料和折弯后对接。需要注意的是：
（3）焊缝对接后进行修磨和矫正，保证旁弯≤2mm。
1.3主弯板与面板折弯时，需通过控制折弯线精准及折弯时对刀精准，以保证开口尺寸，折弯后应检测其直线度并在拼焊前矫正。
1.4导轨采用方钢管直接锯切下料优于自行下料拼焊，而且导轨下料后应矫正其直线度≤1mm/m，以便保证桅杆整体的导轨直线度。
导轨拼焊应采取加垫板和开坡口的方式，焊接后矫正并打磨焊缝接口周边平整，避免焊缝对直线度及使用造成影响。
2. 焊接变形控制与矫正
2.1焊接方式和焊接顺序。由于桅杆属于细长型箱型梁，合理的焊接顺序可有效减小由于焊接变形引起的旁弯和扭曲。
（2）焊接主弯板与面板的焊缝时，按图四所示1→5的顺序分段焊接，每段施焊距离800～1000mm。
2.2在焊接时，通过在各隔板位置压配重的方式增加约束，减小由于焊接应力引起的变形。
2.3导轨拼配后，焊接顺序按图4的1→5的顺序，形式与焊接主弯板与面板焊缝相同，导轨焊接时，可采用加紧工装，减小由于导轨自身焊接受热造成变形。
2.4在拼焊后，如存在超差的旁弯变形，尽可能采取火焰热矫正的方式，通过从中间向边远顺序，从上到下线状加热，加热温度不超过900℃，加热时不得在同一部位反复加热，且不可浇水急冷，浇水急冷只能加快矫正效率，但对矫正变形没有作用而且易破坏材质。
3. 通过组装拼焊连接件
3.1每节桅杆的联接板应与其相配的联接板同时配钻孔，以减小由于孔加工偏差造成的联接板对正偏差。
4. HG70材料的焊接工艺评定及焊接要求
4.1由于HG70材料属于公司首次采用，焊接质量应进行了焊接工艺评定。根据不同板厚的HG70钢材对接接头、HG70材料的T型接头、HG70与35#圆钢的围焊接头、HG70与Q345B的对接接头、HG70与Q345B的T型接头进行了评定。
（1）与其他焊接方法相比，选用了富氩混合气气体保护焊，具有质量好、抗裂性强、变形小、效率高、可全位置施焊等特点，焊接时热影响区窄且飞溅较少，对焊缝质量和和生产效率的提高有积极影响。
（2）根据焊缝接头形式，焊接采用多层多道焊时，打底焊电流选用190～200A，电压选用19～21V，气体流量10～12L/min，其余各道焊缝电流选用240～260A，电压选用26～30V，气体流量12～15L/min。
（3）HG70焊接选用ER69-3焊丝，HG70与Q345B、HG70与35#钢焊接选用ER50-6焊丝。
（4）焊接完成后，首先进行裂纹、未融合、气孔、夹渣、咬边等表面缺陷检查，24h后复查；然后在焊接完成24h后对对接焊缝进行超声波无损检测。
（5）对各评定试件的对接接头进行拉伸、面弯、背弯、焊缝处0℃冲击、热影响区0℃冲击试验；对T型接头进行弯曲、硬度和宏观酸蚀试验。
4.2在焊接工艺评定合格的基础上，应根据评定结果编制工艺文件，实际作业时严格按工艺文件执行，以确保焊接质量符合要求。
5. 总结
公司制作的旋挖钻机桅杆在装车交付用户使用后，质量稳定可靠，且采用新型材料的新工艺焊接的构件，未出现任何质量问题。
参考文献
[1]《旋挖钻机桅杆焊接变形及控制研究》.
[2]张景仙、高秋梅、杜明才：《旋挖钻机桅杆焊接变形的模型试验研究》——百度文库.
[3]宋金虎：《FR622C旋挖钻机桅杆焊接变形分析及控制措施》——《金属加工（热加工）》
2009年第06期.
[4]周昭伟：《焊工手册》98版——机械工业出版社.
【关键词】工艺评定；直线度；焊接顺序
公司新开发的旋挖钻机，属于大型成孔作业的施工机械，适用于各种高速公路、铁路桥梁及其他大型建筑的特大桥桩和承重基础桩，市场前景良好。
桅杆作为旋挖钻机的重要工作装置，是钻杆和动力头的导向部件。由桅杆上节、桅杆中节和桅杆下节三部分组成（如图1所示），设计要求导轨直线度误差≤1/1000且全长直线度误差≤7mm，其中桅杆中节具有截面积小、单节长度长的特点，如果制作过程得不到相应的控制，很可能造成外形尺寸不满足要求或焊缝质量不满足要求，甚至有可能导致报废。
我公司在桅杆制作过程中，主要考虑了桅杆单节拼装、焊接变形、三节组装连接控制及新材料的焊接工艺。
1. 单节桅杆的拼装控制
桅杆中节结构形式与其他两节类似，其长度14750mm具有代表性，现以其为例阐述在拼装过程中的控制事项。
1.1隔板下料精度对节段直线度具有较大影响，严格控制各横隔板的下料尺寸，可通过激光切割机或机加工方式保证其精度。
1.2主弯板和面板对接。由于桅杆中节长度较长，公司及周边配套厂家没有能一次折弯的设备，故将主弯板和面板分割后分别下料和折弯后对接。需要注意的是：
（3）焊缝对接后进行修磨和矫正，保证旁弯≤2mm。
1.3主弯板与面板折弯时，需通过控制折弯线精准及折弯时对刀精准，以保证开口尺寸，折弯后应检测其直线度并在拼焊前矫正。
1.4导轨采用方钢管直接锯切下料优于自行下料拼焊，而且导轨下料后应矫正其直线度≤1mm/m，以便保证桅杆整体的导轨直线度。
导轨拼焊应采取加垫板和开坡口的方式，焊接后矫正并打磨焊缝接口周边平整，避免焊缝对直线度及使用造成影响。
2. 焊接变形控制与矫正
2.1焊接方式和焊接顺序。由于桅杆属于细长型箱型梁，合理的焊接顺序可有效减小由于焊接变形引起的旁弯和扭曲。
（2）焊接主弯板与面板的焊缝时，按图四所示1→5的顺序分段焊接，每段施焊距离800～1000mm。
2.2在焊接时，通过在各隔板位置压配重的方式增加约束，减小由于焊接应力引起的变形。
2.3导轨拼配后，焊接顺序按图4的1→5的顺序，形式与焊接主弯板与面板焊缝相同，导轨焊接时，可采用加紧工装，减小由于导轨自身焊接受热造成变形。
2.4在拼焊后，如存在超差的旁弯变形，尽可能采取火焰热矫正的方式，通过从中间向边远顺序，从上到下线状加热，加热温度不超过900℃，加热时不得在同一部位反复加热，且不可浇水急冷，浇水急冷只能加快矫正效率，但对矫正变形没有作用而且易破坏材质。
3. 通过组装拼焊连接件
3.1每节桅杆的联接板应与其相配的联接板同时配钻孔，以减小由于孔加工偏差造成的联接板对正偏差。
4. HG70材料的焊接工艺评定及焊接要求
4.1由于HG70材料属于公司首次采用，焊接质量应进行了焊接工艺评定。根据不同板厚的HG70钢材对接接头、HG70材料的T型接头、HG70与35#圆钢的围焊接头、HG70与Q345B的对接接头、HG70与Q345B的T型接头进行了评定。
（1）与其他焊接方法相比，选用了富氩混合气气体保护焊，具有质量好、抗裂性强、变形小、效率高、可全位置施焊等特点，焊接时热影响区窄且飞溅较少，对焊缝质量和和生产效率的提高有积极影响。
（2）根据焊缝接头形式，焊接采用多层多道焊时，打底焊电流选用190～200A，电压选用19～21V，气体流量10～12L/min，其余各道焊缝电流选用240～260A，电压选用26～30V，气体流量12～15L/min。
（3）HG70焊接选用ER69-3焊丝，HG70与Q345B、HG70与35#钢焊接选用ER50-6焊丝。
（4）焊接完成后，首先进行裂纹、未融合、气孔、夹渣、咬边等表面缺陷检查，24h后复查；然后在焊接完成24h后对对接焊缝进行超声波无损检测。
（5）对各评定试件的对接接头进行拉伸、面弯、背弯、焊缝处0℃冲击、热影响区0℃冲击试验；对T型接头进行弯曲、硬度和宏观酸蚀试验。
4.2在焊接工艺评定合格的基础上，应根据评定结果编制工艺文件，实际作业时严格按工艺文件执行，以确保焊接质量符合要求。
5. 总结
公司制作的旋挖钻机桅杆在装车交付用户使用后，质量稳定可靠，且采用新型材料的新工艺焊接的构件，未出现任何质量问题。
参考文献
[1]《旋挖钻机桅杆焊接变形及控制研究》.
[2]张景仙、高秋梅、杜明才：《旋挖钻机桅杆焊接变形的模型试验研究》——百度文库.
[3]宋金虎：《FR622C旋挖钻机桅杆焊接变形分析及控制措施》——《金属加工（热加工）》
2009年第06期.
[4]周昭伟：《焊工手册》98版——机械工业出版社.