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摘要:泉州市金鸡拦河闸平板闸门在制造中,焊接难度较大。本文结合该平板钢闸门的技术要求,分析了焊接变形产生的原因,阐述了焊接变形的控制要点及焊接工艺的具体要求。为今后同类产品焊接时的变形控制提供了借签的工程实例。
关键词:焊接;闸门;质量
中图分类号:TH16文献标识码:A 文章编号:1009-0118(2011)-02-00-01
一、概述
泉州市金鸡拦河闸平板闸门制造工艺技术要求较高,施焊难度较大。在焊接其它工件时,由于尺寸较小,对整体焊件没有特意采取具体措施来防止变形和裂纹。但对于这种门叶尺寸相对较大的闸门在施焊过程中,如果还按照以往的方法施焊,工件易出现弯曲变形,隔板和翼板对接点的点焊容易开裂,不能保证施工图纸尺寸的要求。
二、焊接技术要求
(一)钢闸门的焊接按标书技术要求及《水利水电工程钢闸门制造安装及验收规范》来确保焊接质量符合规定。
(二)门叶组装完毕后,由检查人员对整体尺寸、组装质量、破口大小、组装间隙等进行严格认真的检查。如不合格必须按要求进行整改,直到合格为止,这是控制变形的方法之一。
(三)闸门检查合格后,要求焊工对整体进行加固。加固长度每400mm左右必须要有一段100mm左右的加固焊(焊角高度不宜超过设计焊角或破口的1/2——1/3),以加固闸门门体的刚度,防止焊接变形的产生。加固焊要求同正式焊一致,不得有裂纹、夹渣、气孔等焊接缺陷。
(四)焊材使用时,应按焊接工艺要求进行烘干后使用。焊工应随身携带保湿筒,做到随用随取。焊条在保湿筒内的存放时间不得超过4h,否则焊条应重新烘烤,重复烘烤次数不得超过两次,防止因处理产生的焊接变形。焊剂烘干需要按单位制度要求或使用说明书进行。
(五)严格按照焊接规范进行。该闸门材料是16Mn低合金钢,确定焊接参数。多层多道焊时,应注意焊道周围的清理工作,层间接头应错开50mm以上,严禁在非焊接部位母材上随意引弧。
(六)焊接热输入、焊接速度和焊接层数。
焊接热输入太大时会导致影响区性能下降,尤其是韧性降低。为了尽可能减小这种影响的程度,获得良好性能的焊缝,就必须对焊接热输入加以控制。焊接速度应在焊接热输入允许范围内。焊接导数根据板厚、焊角尺寸、焊条直径来确定,每层厚度应小于6mm。
(七)埋弧焊时,对于一、二类焊缝须参照“焊接工艺卡”进行施焊。
(八)一、二类焊缝中如有缺陷需修补时,应由合格焊工按有关工艺进行。对于一、二类焊缝同一位置的返修次数不宜超过两次。超过两次的返修处理,需经总工程师批准,且做出返修工艺和返修记录。
(九)图纸技术要求:闸门面板平面度≤4 mm,对角线相对差≤4 mm,扭曲≤3 mm,两主梁中心距±3 mm,两主梁平行度≤3 mm等。
三、焊接变形产生的原因
由以上分析可见,焊接应力变形产生的根源是焊接受热不均,膨胀不自由,因而产生不均匀压缩塑性变形所造成的。这种压缩塑性变形在随后的冷却收缩过程中,如果工件板面较窄,厚度较薄,收缩阻碍较小,就表现为焊缝宽度、长度方向的收缩变形。否则,如果板面较宽,厚度较大,焊缝纵向的冷却收缩受两侧冷金属的阻碍,就会对冷收缩金属产生拉伸作用,并在工件中残留较大的残余应力。
四、焊接变形的控制要点
(一)在组装和连接一个结构或组合构件的部件时,以及在焊接加强部件至构件时,焊接顺序应使焊接变形和收缩最小。
(二)在焊接过程中,所有焊接的顺序应做到尽可能使焊接进行展时所施加热量均衡(焊接线能量确定时)。
(三)在构件施焊时,焊接走向应从工件相对固定的点开始,向有较大自由位移的点移动。
(四)在组装好的构件中,应先焊收缩量较大的接头(即厚板坡口等),后焊接收缩量较小的接头,而且焊接是要尽可能没有或约束力较小为好。
(五)闸门的工字型焊接主梁、T型梁或组合件的每个部件(即小组、中组的结构件),应在小组、中组焊接前,事先全部做好拼接、校正好再组对。
五、闸门的焊接工艺
(一)闸门的组装完工后进行整体焊接。为了保证门叶尺寸、焊接质量和控制焊接变形,制定了一套焊接工艺方案。
(二)此工艺方案要求由四名焊工完成作业任务。要求按图的作业顺序和方向进行施工,由4名焊工采用相同的焊接规范,同时由中心两侧分段、间隔、对称进行焊接。
(三)构件空间位置焊接顺序:先焊立焊;后焊贴脚焊;最后其余焊缝。
六、焊接检验
(一)外观检验执行《水利水电工程钢闸门制造安装及验收规范》DL/T5018—94标准及焊接检验通用标准规定。
(二)无损检测执行GB3323—87(钢溶化焊接接头射线照相和质量分级)、GB11345—89(钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果的分级)标准规定。无损检验均应在焊后24h后进行。
(三)按以上工艺要求焊接操作,焊后施测结果为:闸门面板平面度≤2 mm,对角线相对差≤3 mm,扭曲≤2 mm,两主梁中心距±1 mm,两主梁平行度≤2 mm,均达到图纸技术要求,产品顺利通过验收。
七、结束语
(一)各组合面局部间隙、工艺性的加固焊、焊接顺序和方向是控制焊接变形的关键。
(二)严格按照焊接工艺设计执行,对“主控项目”和关键工序要有专人专管。
(三)焊前对班组施工人员要进行技术交底,讲述“主控项目”和关键部位的组装及焊接,做到让每一个施工人员对整个工艺充分了解,且能在实际中运用,从而控制了门叶变形,达到了焊接质量要求,生产出优质合格的产品。
(四)该工程已于2009年4月30日下闸蓄水正式投入保用并经洪水的考验,没有发现任何有关焊接质量方面的缺陷。
关键词:焊接;闸门;质量
中图分类号:TH16文献标识码:A 文章编号:1009-0118(2011)-02-00-01
一、概述
泉州市金鸡拦河闸平板闸门制造工艺技术要求较高,施焊难度较大。在焊接其它工件时,由于尺寸较小,对整体焊件没有特意采取具体措施来防止变形和裂纹。但对于这种门叶尺寸相对较大的闸门在施焊过程中,如果还按照以往的方法施焊,工件易出现弯曲变形,隔板和翼板对接点的点焊容易开裂,不能保证施工图纸尺寸的要求。
二、焊接技术要求
(一)钢闸门的焊接按标书技术要求及《水利水电工程钢闸门制造安装及验收规范》来确保焊接质量符合规定。
(二)门叶组装完毕后,由检查人员对整体尺寸、组装质量、破口大小、组装间隙等进行严格认真的检查。如不合格必须按要求进行整改,直到合格为止,这是控制变形的方法之一。
(三)闸门检查合格后,要求焊工对整体进行加固。加固长度每400mm左右必须要有一段100mm左右的加固焊(焊角高度不宜超过设计焊角或破口的1/2——1/3),以加固闸门门体的刚度,防止焊接变形的产生。加固焊要求同正式焊一致,不得有裂纹、夹渣、气孔等焊接缺陷。
(四)焊材使用时,应按焊接工艺要求进行烘干后使用。焊工应随身携带保湿筒,做到随用随取。焊条在保湿筒内的存放时间不得超过4h,否则焊条应重新烘烤,重复烘烤次数不得超过两次,防止因处理产生的焊接变形。焊剂烘干需要按单位制度要求或使用说明书进行。
(五)严格按照焊接规范进行。该闸门材料是16Mn低合金钢,确定焊接参数。多层多道焊时,应注意焊道周围的清理工作,层间接头应错开50mm以上,严禁在非焊接部位母材上随意引弧。
(六)焊接热输入、焊接速度和焊接层数。
焊接热输入太大时会导致影响区性能下降,尤其是韧性降低。为了尽可能减小这种影响的程度,获得良好性能的焊缝,就必须对焊接热输入加以控制。焊接速度应在焊接热输入允许范围内。焊接导数根据板厚、焊角尺寸、焊条直径来确定,每层厚度应小于6mm。
(七)埋弧焊时,对于一、二类焊缝须参照“焊接工艺卡”进行施焊。
(八)一、二类焊缝中如有缺陷需修补时,应由合格焊工按有关工艺进行。对于一、二类焊缝同一位置的返修次数不宜超过两次。超过两次的返修处理,需经总工程师批准,且做出返修工艺和返修记录。
(九)图纸技术要求:闸门面板平面度≤4 mm,对角线相对差≤4 mm,扭曲≤3 mm,两主梁中心距±3 mm,两主梁平行度≤3 mm等。
三、焊接变形产生的原因
由以上分析可见,焊接应力变形产生的根源是焊接受热不均,膨胀不自由,因而产生不均匀压缩塑性变形所造成的。这种压缩塑性变形在随后的冷却收缩过程中,如果工件板面较窄,厚度较薄,收缩阻碍较小,就表现为焊缝宽度、长度方向的收缩变形。否则,如果板面较宽,厚度较大,焊缝纵向的冷却收缩受两侧冷金属的阻碍,就会对冷收缩金属产生拉伸作用,并在工件中残留较大的残余应力。
四、焊接变形的控制要点
(一)在组装和连接一个结构或组合构件的部件时,以及在焊接加强部件至构件时,焊接顺序应使焊接变形和收缩最小。
(二)在焊接过程中,所有焊接的顺序应做到尽可能使焊接进行展时所施加热量均衡(焊接线能量确定时)。
(三)在构件施焊时,焊接走向应从工件相对固定的点开始,向有较大自由位移的点移动。
(四)在组装好的构件中,应先焊收缩量较大的接头(即厚板坡口等),后焊接收缩量较小的接头,而且焊接是要尽可能没有或约束力较小为好。
(五)闸门的工字型焊接主梁、T型梁或组合件的每个部件(即小组、中组的结构件),应在小组、中组焊接前,事先全部做好拼接、校正好再组对。
五、闸门的焊接工艺
(一)闸门的组装完工后进行整体焊接。为了保证门叶尺寸、焊接质量和控制焊接变形,制定了一套焊接工艺方案。
(二)此工艺方案要求由四名焊工完成作业任务。要求按图的作业顺序和方向进行施工,由4名焊工采用相同的焊接规范,同时由中心两侧分段、间隔、对称进行焊接。
(三)构件空间位置焊接顺序:先焊立焊;后焊贴脚焊;最后其余焊缝。
六、焊接检验
(一)外观检验执行《水利水电工程钢闸门制造安装及验收规范》DL/T5018—94标准及焊接检验通用标准规定。
(二)无损检测执行GB3323—87(钢溶化焊接接头射线照相和质量分级)、GB11345—89(钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果的分级)标准规定。无损检验均应在焊后24h后进行。
(三)按以上工艺要求焊接操作,焊后施测结果为:闸门面板平面度≤2 mm,对角线相对差≤3 mm,扭曲≤2 mm,两主梁中心距±1 mm,两主梁平行度≤2 mm,均达到图纸技术要求,产品顺利通过验收。
七、结束语
(一)各组合面局部间隙、工艺性的加固焊、焊接顺序和方向是控制焊接变形的关键。
(二)严格按照焊接工艺设计执行,对“主控项目”和关键工序要有专人专管。
(三)焊前对班组施工人员要进行技术交底,讲述“主控项目”和关键部位的组装及焊接,做到让每一个施工人员对整个工艺充分了解,且能在实际中运用,从而控制了门叶变形,达到了焊接质量要求,生产出优质合格的产品。
(四)该工程已于2009年4月30日下闸蓄水正式投入保用并经洪水的考验,没有发现任何有关焊接质量方面的缺陷。