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[摘 要]本工程是水工金属结构产品中不太常见的类型，其关键点、难点在于，由于闸门宽度尺寸较大，主要部件的主梁、面板材料采购长度远不能满足要求，均需单件拼接并探伤合格后，方可组装。坡口的制备与加工也是本工程的重点和难点。
[关键词]闸门宽度尺寸较大 坡口制备 质量控制
中图分类号：TV222 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）12-0236-01
一、工程概况
溢流坝弧形工作闸门（16套），为露顶式工作闸门，设计水头不大，但孔口尺寸较大，门叶外形尺寸为（宽×高×厚）15.93×7.412×1.35米，尤其是闸门宽度达15.93m，主框架结构为焊接结构，采用两个主横梁，斜支臂支撑。主横梁及支臂截面均为“工”形结构。弧面半径R=10.5m，门叶分3个制造运输单元、节间工地焊接为整体。支铰为球面铰，采用铜基镶嵌自润滑球面轴承。支臂与门叶、支臂与支铰之间均采用螺栓联接。其中支臂与主梁连接处的连接板工地调试合格后现场焊接。支臂与主梁连接处的连接板工地调试合格后现场焊接。吊耳设在边梁与下主横梁相交处的后翼上。
二、过程控制
1、原材料复验
原材料进厂应进行材料复验，满足合同技术条款、图纸及规范要求。
2、下料
零部件下料时需留焊接收缩量及机加工量。
型钢、板材调直校平后再进行下料。未经整平和矫正的钢板或型钢其平面度或变形超过允许范围者，不得用于本工程的构件制作。
控制好弧形闸门的弧度和曲率半径是闸门质量控制重点之一，因为门叶焊后弧面变形，所以下料时还应放出弧面变形余量，然后按放量后的尺寸放出样板，再按样板划线下料采用等离子气割下料，周边应互相垂直。
主梁腹板数控切割机下料，首件下料后三方联合检测合格后，方可批量下料。门叶与支臂的连接板、支臂节间板、支臂与支铰的连接板，需按图纸厚度加厚5mm下料。为弧门试装时调整弧门半径，支臂翼板、腹板下料时需加长60mm。
3、坡口的制备及关键部件周边尺寸的控制
对一、二类焊缝的坡口，厂内采用刨边机或数控切割机以及半自动切割机联合制作的方法，施工人员严格按《焊接工艺评定报告》和工艺文件制定的坡口角度，钝边制作，保证坡口斜面的平滑，必要时局部进行角磨机修磨。为有效控制闸门外形尺寸及整体质量，主梁、边梁、隔梁、面板、支臂等单构件拼接均采用刨边机、龙门刨床、端面铣床等机加工方法开坡口、刨边、加工端面，并根据其特点，利用工装及合理的焊接顺序等手段，保证各件的组焊质量。通过上述举措即保证了部件尺寸的统一，便于组对，同时对焊接变形可进行有效控制。
4、门叶整体拼装
根据我公司已往的制造经验和目前国内有关资料介绍的实际工程中所采用的制造方法，此项目弧形闸门我们采用仰式胎具拼装制造。仰式胎具是由工字钢、角钢等组焊而成，具有结构简单、弧面易于保证、焊接后能自由伸缩以减少内应力，以及测量、组装、施焊方便等优点。
门叶组装前应先根据放量后的面板外缘弧度，做出弧形样板，检测并修正弧形工作台。合格后，找正中心，将卷弧成型的单节面板（各2块）放置平台，调整位置，使拼接间隙均匀，先焊面板基层侧，点焊并施焊，背面碳弧气刨清根。面板对接焊缝按二类焊缝标准检查合格。面板焊接完成后，用弧形样尺及1米直尺检测，面板与样尺的局部间隙不大于3.0mm，面板横向直线度不大于3.0mm。将焊接完成后的各节面板依次放置在平台上，按面板放线图进行整体画线，即在面板上画出门叶中心线、主梁、横梁、吊耳、水封座板等贴接线。
5、门叶焊接
5.1施焊前还应按照正式焊的顺序，门叶分为三节，按三个区域施焊，每个区域可由2名焊工按规定的焊接顺序和焊接方向分段、分层跳焊，使用的电流强度、焊接层次、速度等力求一致，使受热均匀，减少门叶变形。焊接顺序为：立焊-水平焊-对接焊-仰焊。焊接过程中设置监控点，对闸门的整体尺寸及关键尺寸（如主梁后翼与支臂连接板的中心尺寸）进行检查和控制，对一、二类焊缝进行UT检测。
5.2所有一、二类焊缝必须完全熔透焊接，焊接时背面须进行碳弧刨清根，并用砂轮机修磨出光泽，清除油污、铁锈等杂质。不同厚度的板材之间的过渡必须要顺滑（1：4）。
6.大组装
门叶组装顺序：主梁、次梁依次组对，按以上顺序组装点对后，检查各零部件的组装尺寸是否达到图纸和规范的要求，合格后进行加固焊。
组装主梁、吊耳等零部件，主梁翼板与腹板保证垂直，组合件焊接完毕并校正合格，进行门叶大组装。
将卷弧成型的面板放置弧台，调整好方位，注意面板的工地拼接坡口朝向，使面板底缘与弧台横向基准线相平行，以防面板扭曲，面板外弧与弧台应接触良好，使面板与弧台自然贴合并周边压卡。沿面板高度方向，间隔400 mm，在面板宽度方向取点，测量检查面板弧度，测量侧止水座板与面板高度线交点的对角线，相对差应小于2 mm。
各节门叶固定在支架上，千斤顶调整门叶，调平门叶支臂连接板，水封铣加工门叶支臂连接板厚度至图纸尺寸，要求平面度达到0.3 mm。钳工画线并钻支臂连接板各孔，保留中心线并打洋冲，作标记。将支臂前端板与门叶支臂连接板点焊为一体。钳工画中心线并打洋冲，作标记，与支臂连接板配钻各孔。
7.支臂制作
弧形闸门的支铰、支臂及门叶安装均属本工程的重点关键部位。首先，支铰中心的偏差直接影响着闸门的受力及传递功能。其次，支臂前后中心控制及主梁連接焊接是整个工程的关键。其中既包含了中心位置的正确调整，还兼顾着连接板与支臂间的二类焊缝的内在质量。第三，门叶结构需在洞中组装拼接，节间直线度保证间隙的控制，坡口的大小及焊接质量也是本施工过程的关键控制点。
7.1将支臂的焊接箱型梁进行部件组装，注意支臂翼板、腹板的拼接焊缝相互错开500 mm以上，焊后校正，再进行单件支臂的组装。
7.2在支臂地样处放置平台，调平，测量检查合格，按支臂地样线进行支臂的整体组装，保证支臂的长度尺寸（+60 mm）及开口尺寸。
7.3焊接支臂上部一侧的节间板（两节间板需配钻孔），焊接校正合格后，画出节间板厚度方向加工线，支臂转端铣，调整支臂，加工节间板厚度至图纸尺寸，要求平面度达到0.3 mm。
7.4将加工完毕的支臂移至组装平台，以加工好的支臂节间板面为基准，组对另一侧支臂节间板，焊接并检查合格后，画出节间板厚度方向加工线，支臂转端铣，调整支臂，加工节间板厚度至图纸尺寸，要求平面度达到0.3mm。
7.5将加工好的支臂移至组装平台，与另一侧支臂组对，两节间板用螺栓紧固，测量其组合面平面度，用塞尺测量其间隙≤0.3 mm。
8 弧门整体试组装
8.1选择足够大的场地，铺设平台，不平度不得大于2 mm，测量检查合格，在平台上画出门叶中心线、两支臂与门叶连接中心线、侧止水座板中心线，打洋冲，做标记。
8.2弧门整体大试装前，支臂需在平台上整体试装，调整支臂的开口尺寸及上部节间连接板间隙≤0.3 mm。将支臂吊装至试装支架上，测量工配合，调整支臂，合格后，在支臂两侧加支撑固定。
8.3各节门叶依次吊装与支臂组对。将门叶上支臂连接板中心线与支臂前端板中心对准，调整各节门叶，使各节主梁腹板、翼板错位≤2mm。
8.4测量弧门半径，确定支臂长度方向需修掉的尺寸，气割支臂前端头，将支臂前端板碳弧气刨与门叶分离，支臂前端板、后端板（与活动支铰相连）分别与支臂焊接并校正，画出端板厚度方向加工线。
9.5弧门第二次试组装，组装顺序及要求同上，按检查表格进行检验，半径要求10500+3 mm，支臂与门叶各组合面平面度≤0.3 mm。
通过制订合理的弧门制作工艺及制作过程中进行关键工序的控制，闸门焊缝外观质量优良，闸门外形尺寸优良，闸门检验、验收资料规范，现场安装一次性验收合格率100%，并达到工程优良标准。
[关键词]闸门宽度尺寸较大 坡口制备 质量控制
中图分类号：TV222 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）12-0236-01
一、工程概况
溢流坝弧形工作闸门（16套），为露顶式工作闸门，设计水头不大，但孔口尺寸较大，门叶外形尺寸为（宽×高×厚）15.93×7.412×1.35米，尤其是闸门宽度达15.93m，主框架结构为焊接结构，采用两个主横梁，斜支臂支撑。主横梁及支臂截面均为“工”形结构。弧面半径R=10.5m，门叶分3个制造运输单元、节间工地焊接为整体。支铰为球面铰，采用铜基镶嵌自润滑球面轴承。支臂与门叶、支臂与支铰之间均采用螺栓联接。其中支臂与主梁连接处的连接板工地调试合格后现场焊接。支臂与主梁连接处的连接板工地调试合格后现场焊接。吊耳设在边梁与下主横梁相交处的后翼上。
二、过程控制
1、原材料复验
原材料进厂应进行材料复验，满足合同技术条款、图纸及规范要求。
2、下料
零部件下料时需留焊接收缩量及机加工量。
型钢、板材调直校平后再进行下料。未经整平和矫正的钢板或型钢其平面度或变形超过允许范围者，不得用于本工程的构件制作。
控制好弧形闸门的弧度和曲率半径是闸门质量控制重点之一，因为门叶焊后弧面变形，所以下料时还应放出弧面变形余量，然后按放量后的尺寸放出样板，再按样板划线下料采用等离子气割下料，周边应互相垂直。
主梁腹板数控切割机下料，首件下料后三方联合检测合格后，方可批量下料。门叶与支臂的连接板、支臂节间板、支臂与支铰的连接板，需按图纸厚度加厚5mm下料。为弧门试装时调整弧门半径，支臂翼板、腹板下料时需加长60mm。
3、坡口的制备及关键部件周边尺寸的控制
对一、二类焊缝的坡口，厂内采用刨边机或数控切割机以及半自动切割机联合制作的方法，施工人员严格按《焊接工艺评定报告》和工艺文件制定的坡口角度，钝边制作，保证坡口斜面的平滑，必要时局部进行角磨机修磨。为有效控制闸门外形尺寸及整体质量，主梁、边梁、隔梁、面板、支臂等单构件拼接均采用刨边机、龙门刨床、端面铣床等机加工方法开坡口、刨边、加工端面，并根据其特点，利用工装及合理的焊接顺序等手段，保证各件的组焊质量。通过上述举措即保证了部件尺寸的统一，便于组对，同时对焊接变形可进行有效控制。
4、门叶整体拼装
根据我公司已往的制造经验和目前国内有关资料介绍的实际工程中所采用的制造方法，此项目弧形闸门我们采用仰式胎具拼装制造。仰式胎具是由工字钢、角钢等组焊而成，具有结构简单、弧面易于保证、焊接后能自由伸缩以减少内应力，以及测量、组装、施焊方便等优点。
门叶组装前应先根据放量后的面板外缘弧度，做出弧形样板，检测并修正弧形工作台。合格后，找正中心，将卷弧成型的单节面板（各2块）放置平台，调整位置，使拼接间隙均匀，先焊面板基层侧，点焊并施焊，背面碳弧气刨清根。面板对接焊缝按二类焊缝标准检查合格。面板焊接完成后，用弧形样尺及1米直尺检测，面板与样尺的局部间隙不大于3.0mm，面板横向直线度不大于3.0mm。将焊接完成后的各节面板依次放置在平台上，按面板放线图进行整体画线，即在面板上画出门叶中心线、主梁、横梁、吊耳、水封座板等贴接线。
5、门叶焊接
5.1施焊前还应按照正式焊的顺序，门叶分为三节，按三个区域施焊，每个区域可由2名焊工按规定的焊接顺序和焊接方向分段、分层跳焊，使用的电流强度、焊接层次、速度等力求一致，使受热均匀，减少门叶变形。焊接顺序为：立焊-水平焊-对接焊-仰焊。焊接过程中设置监控点，对闸门的整体尺寸及关键尺寸（如主梁后翼与支臂连接板的中心尺寸）进行检查和控制，对一、二类焊缝进行UT检测。
5.2所有一、二类焊缝必须完全熔透焊接，焊接时背面须进行碳弧刨清根，并用砂轮机修磨出光泽，清除油污、铁锈等杂质。不同厚度的板材之间的过渡必须要顺滑（1：4）。
6.大组装
门叶组装顺序：主梁、次梁依次组对，按以上顺序组装点对后，检查各零部件的组装尺寸是否达到图纸和规范的要求，合格后进行加固焊。
组装主梁、吊耳等零部件，主梁翼板与腹板保证垂直，组合件焊接完毕并校正合格，进行门叶大组装。
将卷弧成型的面板放置弧台，调整好方位，注意面板的工地拼接坡口朝向，使面板底缘与弧台横向基准线相平行，以防面板扭曲，面板外弧与弧台应接触良好，使面板与弧台自然贴合并周边压卡。沿面板高度方向，间隔400 mm，在面板宽度方向取点，测量检查面板弧度，测量侧止水座板与面板高度线交点的对角线，相对差应小于2 mm。
各节门叶固定在支架上，千斤顶调整门叶，调平门叶支臂连接板，水封铣加工门叶支臂连接板厚度至图纸尺寸，要求平面度达到0.3 mm。钳工画线并钻支臂连接板各孔，保留中心线并打洋冲，作标记。将支臂前端板与门叶支臂连接板点焊为一体。钳工画中心线并打洋冲，作标记，与支臂连接板配钻各孔。
7.支臂制作
弧形闸门的支铰、支臂及门叶安装均属本工程的重点关键部位。首先，支铰中心的偏差直接影响着闸门的受力及传递功能。其次，支臂前后中心控制及主梁連接焊接是整个工程的关键。其中既包含了中心位置的正确调整，还兼顾着连接板与支臂间的二类焊缝的内在质量。第三，门叶结构需在洞中组装拼接，节间直线度保证间隙的控制，坡口的大小及焊接质量也是本施工过程的关键控制点。
7.1将支臂的焊接箱型梁进行部件组装，注意支臂翼板、腹板的拼接焊缝相互错开500 mm以上，焊后校正，再进行单件支臂的组装。
7.2在支臂地样处放置平台，调平，测量检查合格，按支臂地样线进行支臂的整体组装，保证支臂的长度尺寸（+60 mm）及开口尺寸。
7.3焊接支臂上部一侧的节间板（两节间板需配钻孔），焊接校正合格后，画出节间板厚度方向加工线，支臂转端铣，调整支臂，加工节间板厚度至图纸尺寸，要求平面度达到0.3 mm。
7.4将加工完毕的支臂移至组装平台，以加工好的支臂节间板面为基准，组对另一侧支臂节间板，焊接并检查合格后，画出节间板厚度方向加工线，支臂转端铣，调整支臂，加工节间板厚度至图纸尺寸，要求平面度达到0.3mm。
7.5将加工好的支臂移至组装平台，与另一侧支臂组对，两节间板用螺栓紧固，测量其组合面平面度，用塞尺测量其间隙≤0.3 mm。
8 弧门整体试组装
8.1选择足够大的场地，铺设平台，不平度不得大于2 mm，测量检查合格，在平台上画出门叶中心线、两支臂与门叶连接中心线、侧止水座板中心线，打洋冲，做标记。
8.2弧门整体大试装前，支臂需在平台上整体试装，调整支臂的开口尺寸及上部节间连接板间隙≤0.3 mm。将支臂吊装至试装支架上，测量工配合，调整支臂，合格后，在支臂两侧加支撑固定。
8.3各节门叶依次吊装与支臂组对。将门叶上支臂连接板中心线与支臂前端板中心对准，调整各节门叶，使各节主梁腹板、翼板错位≤2mm。
8.4测量弧门半径，确定支臂长度方向需修掉的尺寸，气割支臂前端头，将支臂前端板碳弧气刨与门叶分离，支臂前端板、后端板（与活动支铰相连）分别与支臂焊接并校正，画出端板厚度方向加工线。
9.5弧门第二次试组装，组装顺序及要求同上，按检查表格进行检验，半径要求10500+3 mm，支臂与门叶各组合面平面度≤0.3 mm。
通过制订合理的弧门制作工艺及制作过程中进行关键工序的控制，闸门焊缝外观质量优良，闸门外形尺寸优良，闸门检验、验收资料规范，现场安装一次性验收合格率100%，并达到工程优良标准。