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摘要：红糖成型机应用于制糖企业，主要用于液态红糖搅拌，成型机转盘在焊接过程及焊后变形量大而且加工困难。为有效控制焊件的变形，本文针对转盘构件的结构特点，分析其变形原因，阐述转盘构件的焊接工艺及控制措施。
关键词：原因分析;拼接工艺;焊接工艺;控制措施
制糖产业是广西重要的经济支柱，全国60%以上的糖产量都来自广西。在广西有众多企业以制糖设备为主，红糖成型机是制糖企业的一套重要设备，红糖转盘是该设备的重要部件。红糖转盘在下料、拼接、点焊、焊接过程中易产生的变形，不仅影响了结构的外观，后续加工困难成本高，影响工作进度，花费大量人力财物。所以制作及焊接工序非常关键，有必要对焊接工艺及变形的原因进行分析，并采取有力措施控制焊接变形，以确保焊接质量及使用性能，提高生产效率和降低加工成本。
1.焊接变形的原因分析
针对红糖转盘的焊接变形进行了分析，在下料时是利用氧-乙炔和等离子切割机手工切割下料且不精准。在划线时没有利用量具精准划线，在组装焊接过程中没有考虑到焊接变形，没有运用焊接平台及定位工具及夹具，导致在组装过程中有很大的尺寸偏差，加上焊接工艺不当使工件变形严重，变形量超过10mm。红糖转盘直径约?4.5m，在没有拘束力的自由状态下组装及焊接，焊缝的热胀冷缩及构件自由伸缩容易产生变形，焊接工艺及焊接顺序的不恰当，焊接变形在所难免。工件的变形不仅影响了产品的外观，机械加工难度大，产品使用率低，变形超过5mm要人工矫正，工作效率得不到提高。为了解决各种焊接技术问题，要了解先进的焊接知识及焊接技术，在工作中不断总结经验，以下便是通过分析总结得出的新焊接工艺及控制措施。
2.拼接工艺
2.1.材料的选择
焊接变形的影响不仅和焊接材料有关，和板材也有很大关系。红糖转盘的端面用两块304不锈钢板拼接组成，中间开孔? 195mm，板材厚度12mm;轴芯为304不锈钢管，? 190mm;环形筋板与横筋板用Q235碳钢拼接组成，板材厚度为12mm;支撑杆为304不锈钢管， ? 57mm。这次板材是CAD画好图，选择数控等离子切割机、数控车床、卷板机等下好料，再拼接组装，保证了板材的尺寸及精度。
2.2.焊接结构特点
红糖盘结构件属于柱类的焊接结构，该结构特点是承受压应力或在受压的同时又承受纵向弯曲应力。红糖盘采用了异种钢材，采用CO2气体保护焊和手工焊条电弧焊的焊接方法。两种方法在焊接过程的顺序会局部改变材料的应力，使部件结构受力不均匀，容易导致工件变形。不仅影响结构的外形和尺寸，对焊后机械加工影响其尺寸的稳定性和加工精度，要选择合理的焊接工艺及焊接顺序。
2.3.构件的组装
构件的制作和组装应该在一个标准的水平面上进行。该平台应确保所受的自重压力的程度足够大，不会出现构件失稳和下沉的现象，以满足构件组装的基本要求。
1）下料：根据图纸对红糖盘各个部件下好料，清渣、打磨。
2）放样：在冷作钣金平台放样画好芯轴、环形筋板、横筋板位置。
3）组装：先组装碳钢环形筋板与横筋板，由内到外依次拼装，中间使用螺杆和压盘固定，外圈使用单脚码分12等分固定，点焊牢固，并标注焊接位置与长度，采用CO2气体保护焊方法点焊。
4）点焊好后，松开螺杆和压盘，拿掉单脚码，拿走组装好的钢架，在平台上放置好不锈钢板，调整好后点焊。点焊好后放好轴芯管并垫高5mm点焊，把组装好的钢架放上去对接好位置，拧紧螺杆和压盘，固定好单脚码，然后装上支撑杆，全部采用手工焊条电弧焊方法点焊好。不锈钢焊缝用308焊条的，不锈钢与碳钢的焊缝有309异种钢焊条。（如图）
3.焊接工艺
红糖转盘采用了CO2气体保护焊和焊条电弧焊的焊接方法，为了控制焊接变形，焊接过程中要选择合适的焊接顺序和焊接工艺。先焊碳钢的立焊缝，采用CO2气体保护焊;再焊碳钢与不锈钢的平角焊缝，焊缝为分段焊，焊缝长度约为30mm，采用焊条电弧焊;然后焊接支撑杆与轴芯管的焊缝，后焊支撑杆与碳钢筋板的焊缝，采用CO2气体保护焊。焊接顺序考虑到先焊及后焊，段焊之间采用对称跳焊法、分段逐步退焊法，局部对局部对称焊等。待焊缝冷却后方可拆固定夹具，再焊不锈钢平面的焊缝，采用焊条电弧焊，采用以轴芯为中间向两侧焊接，分段对称跳焊。在施焊过程中选择正确的焊接工艺参数：
4.控制变形的措施
1）在焊件备料及加工前就预先考虑收缩余量，以便焊后工件达到所要求的形状和尺寸。
2）预先估计结构焊接变形的方向和大小，然后在焊接装配时给予一个方向相反、大小相等的预置变形，以抵消焊后产生的变形。
3）点焊、焊接时将焊件加以刚性固定，焊后待焊件冷却到室温后再去掉刚性固定，可有效防止变形。
4）先焊收缩量大的焊缝，后焊收缩量较小的焊缝。
5）焊缝较长的焊件可以采用分中对称焊法、跳焊法，分段逐步退焊法，交替焊法。
6）焊件焊接时要先将所有的焊缝都点固后，再统一焊接，能够提高焊件的刚度。
7）具有对称焊缝的焊件最好成双的对称焊，使各焊道引起的变形相互抵消。
8）焊件焊缝不对称时要先焊接焊缝少的一侧。
9）采用由中间向两侧焊接都有利于抵抗焊接变形。
10）在焊接结构中，当钢板拼接时，同时存在着横向的端接焊缝和纵向的边接焊缝，应该先焊接端接焊缝再焊接边接焊缝。
11）焊接操作时，减少焊接时的热输入，如降低电流、加快焊接速度。
12）焊接操作时，减少熔敷金属量，如焊接时采用小坡口、减少焊缝宽度、焊接角焊时减少焊脚尺寸。
5.结束语
通过对红糖转盘的材料选择及结构特点，整体分析了焊接变形的原因，并从下料、拼接、点焊、焊接过程的把控，制定并得出了焊接工艺和焊接顺序及有效控制变形的方法，焊接的变形量控制在规定范围之内，焊接质量提高，机械加工难度减小，达到使用要求，提高了生产效率并降低了生产成本。
参考文献：
[1]邓文英.金属工艺学.北京：高等教育出版社，2003。
[2]王国凡.钢结构焊接制造[M].北京：化学工业出版社，2004。
[3]张建勋 刘川.焊接应力变形有限元计算及其工程应用.北京：科学出版社，2016。
[4]贾安东.焊接结构与生产.北京：机械工业出版社，2016。
作者简介：韦雨忠 （1989—），男，瑶族，籍贯：广西南宁，学历：本科，單位：桂林电子科技大学，研究方向：焊接技术及自动化，焊接技术与工程。
关键词：原因分析;拼接工艺;焊接工艺;控制措施
制糖产业是广西重要的经济支柱，全国60%以上的糖产量都来自广西。在广西有众多企业以制糖设备为主，红糖成型机是制糖企业的一套重要设备，红糖转盘是该设备的重要部件。红糖转盘在下料、拼接、点焊、焊接过程中易产生的变形，不仅影响了结构的外观，后续加工困难成本高，影响工作进度，花费大量人力财物。所以制作及焊接工序非常关键，有必要对焊接工艺及变形的原因进行分析，并采取有力措施控制焊接变形，以确保焊接质量及使用性能，提高生产效率和降低加工成本。
1.焊接变形的原因分析
针对红糖转盘的焊接变形进行了分析，在下料时是利用氧-乙炔和等离子切割机手工切割下料且不精准。在划线时没有利用量具精准划线，在组装焊接过程中没有考虑到焊接变形，没有运用焊接平台及定位工具及夹具，导致在组装过程中有很大的尺寸偏差，加上焊接工艺不当使工件变形严重，变形量超过10mm。红糖转盘直径约?4.5m，在没有拘束力的自由状态下组装及焊接，焊缝的热胀冷缩及构件自由伸缩容易产生变形，焊接工艺及焊接顺序的不恰当，焊接变形在所难免。工件的变形不仅影响了产品的外观，机械加工难度大，产品使用率低，变形超过5mm要人工矫正，工作效率得不到提高。为了解决各种焊接技术问题，要了解先进的焊接知识及焊接技术，在工作中不断总结经验，以下便是通过分析总结得出的新焊接工艺及控制措施。
2.拼接工艺
2.1.材料的选择
焊接变形的影响不仅和焊接材料有关，和板材也有很大关系。红糖转盘的端面用两块304不锈钢板拼接组成，中间开孔? 195mm，板材厚度12mm;轴芯为304不锈钢管，? 190mm;环形筋板与横筋板用Q235碳钢拼接组成，板材厚度为12mm;支撑杆为304不锈钢管， ? 57mm。这次板材是CAD画好图，选择数控等离子切割机、数控车床、卷板机等下好料，再拼接组装，保证了板材的尺寸及精度。
2.2.焊接结构特点
红糖盘结构件属于柱类的焊接结构，该结构特点是承受压应力或在受压的同时又承受纵向弯曲应力。红糖盘采用了异种钢材，采用CO2气体保护焊和手工焊条电弧焊的焊接方法。两种方法在焊接过程的顺序会局部改变材料的应力，使部件结构受力不均匀，容易导致工件变形。不仅影响结构的外形和尺寸，对焊后机械加工影响其尺寸的稳定性和加工精度，要选择合理的焊接工艺及焊接顺序。
2.3.构件的组装
构件的制作和组装应该在一个标准的水平面上进行。该平台应确保所受的自重压力的程度足够大，不会出现构件失稳和下沉的现象，以满足构件组装的基本要求。
1）下料：根据图纸对红糖盘各个部件下好料，清渣、打磨。
2）放样：在冷作钣金平台放样画好芯轴、环形筋板、横筋板位置。
3）组装：先组装碳钢环形筋板与横筋板，由内到外依次拼装，中间使用螺杆和压盘固定，外圈使用单脚码分12等分固定，点焊牢固，并标注焊接位置与长度，采用CO2气体保护焊方法点焊。
4）点焊好后，松开螺杆和压盘，拿掉单脚码，拿走组装好的钢架，在平台上放置好不锈钢板，调整好后点焊。点焊好后放好轴芯管并垫高5mm点焊，把组装好的钢架放上去对接好位置，拧紧螺杆和压盘，固定好单脚码，然后装上支撑杆，全部采用手工焊条电弧焊方法点焊好。不锈钢焊缝用308焊条的，不锈钢与碳钢的焊缝有309异种钢焊条。（如图）
3.焊接工艺
红糖转盘采用了CO2气体保护焊和焊条电弧焊的焊接方法，为了控制焊接变形，焊接过程中要选择合适的焊接顺序和焊接工艺。先焊碳钢的立焊缝，采用CO2气体保护焊;再焊碳钢与不锈钢的平角焊缝，焊缝为分段焊，焊缝长度约为30mm，采用焊条电弧焊;然后焊接支撑杆与轴芯管的焊缝，后焊支撑杆与碳钢筋板的焊缝，采用CO2气体保护焊。焊接顺序考虑到先焊及后焊，段焊之间采用对称跳焊法、分段逐步退焊法，局部对局部对称焊等。待焊缝冷却后方可拆固定夹具，再焊不锈钢平面的焊缝，采用焊条电弧焊，采用以轴芯为中间向两侧焊接，分段对称跳焊。在施焊过程中选择正确的焊接工艺参数：
4.控制变形的措施
1）在焊件备料及加工前就预先考虑收缩余量，以便焊后工件达到所要求的形状和尺寸。
2）预先估计结构焊接变形的方向和大小，然后在焊接装配时给予一个方向相反、大小相等的预置变形，以抵消焊后产生的变形。
3）点焊、焊接时将焊件加以刚性固定，焊后待焊件冷却到室温后再去掉刚性固定，可有效防止变形。
4）先焊收缩量大的焊缝，后焊收缩量较小的焊缝。
5）焊缝较长的焊件可以采用分中对称焊法、跳焊法，分段逐步退焊法，交替焊法。
6）焊件焊接时要先将所有的焊缝都点固后，再统一焊接，能够提高焊件的刚度。
7）具有对称焊缝的焊件最好成双的对称焊，使各焊道引起的变形相互抵消。
8）焊件焊缝不对称时要先焊接焊缝少的一侧。
9）采用由中间向两侧焊接都有利于抵抗焊接变形。
10）在焊接结构中，当钢板拼接时，同时存在着横向的端接焊缝和纵向的边接焊缝，应该先焊接端接焊缝再焊接边接焊缝。
11）焊接操作时，减少焊接时的热输入，如降低电流、加快焊接速度。
12）焊接操作时，减少熔敷金属量，如焊接时采用小坡口、减少焊缝宽度、焊接角焊时减少焊脚尺寸。
5.结束语
通过对红糖转盘的材料选择及结构特点，整体分析了焊接变形的原因，并从下料、拼接、点焊、焊接过程的把控，制定并得出了焊接工艺和焊接顺序及有效控制变形的方法，焊接的变形量控制在规定范围之内，焊接质量提高，机械加工难度减小，达到使用要求，提高了生产效率并降低了生产成本。
参考文献：
[1]邓文英.金属工艺学.北京：高等教育出版社，2003。
[2]王国凡.钢结构焊接制造[M].北京：化学工业出版社，2004。
[3]张建勋 刘川.焊接应力变形有限元计算及其工程应用.北京：科学出版社，2016。
[4]贾安东.焊接结构与生产.北京：机械工业出版社，2016。
作者简介：韦雨忠 （1989—），男，瑶族，籍贯：广西南宁，学历：本科，單位：桂林电子科技大学，研究方向：焊接技术及自动化，焊接技术与工程。