張 超

太重(天津)濱海重型機(jī)械有限公司

起重設(shè)備中大型懸臂式鋼箱梁的焊接制作工藝分析

張 超

太重(天津)濱海重型機(jī)械有限公司

由于在各個(gè)工程中都會(huì)對(duì)起重設(shè)備進(jìn)行大規(guī)模的應(yīng)用，因此，對(duì)于起重設(shè)備中大型懸臂式鋼箱梁的制作工藝來說就有著十分嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。本文簡(jiǎn)要介紹了鋼箱梁的焊接制作工藝，然后根據(jù)實(shí)際情況對(duì)起重設(shè)備中大型懸臂式鋼箱梁的焊接制作工藝進(jìn)行分析。

起重設(shè)備；大型懸臂式鋼箱梁；焊接制作工藝

前言

由于在起重設(shè)備中大型懸臂式鋼箱梁的焊接制作中，對(duì)焊縫的焊接質(zhì)量較為嚴(yán)格，并且在實(shí)際的施工過程中，較容易出現(xiàn)焊接變形的情況，所以焊接質(zhì)量與焊接變形是在施工過程中的主要考慮要點(diǎn)。

一、鋼箱梁的焊接制作工藝概述

1、焊接特點(diǎn)

在本次的起重設(shè)備中大型懸臂式鋼箱梁的焊接制作中變截面鋼箱型梁是利用16Mnp以及Q235A的鋼等材料進(jìn)行制作。需要注意的是，16Mnp鋼在外部溫度較低的狀態(tài)下應(yīng)采取相關(guān)的加熱保溫措施。鋼箱梁的板厚數(shù)據(jù)變化較為明顯，上蓋板與下蓋板的厚度均為30毫米，腹板的厚度參數(shù)為12毫米，其中，在箱梁懸臂支撐處的下蓋板下起支撐作用的蓋板厚度參數(shù)最大為50毫米，所以，在進(jìn)行制作時(shí)對(duì)制作工藝的要求頗為苛刻，也就使得高質(zhì)量的焊縫十分罕見[1]。

2、鋼箱梁的焊接制作方式

依照鋼箱梁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及外部環(huán)境，需要對(duì)起重設(shè)備中大型懸臂式鋼箱梁采取分段制造工藝進(jìn)行。此外，還需要注意鋼箱梁的正常工作狀態(tài)受到拉應(yīng)力與壓應(yīng)力這兩方面的相互作用，所以在進(jìn)行分段施工時(shí)要對(duì)應(yīng)力值的最大峰值進(jìn)行規(guī)避。在進(jìn)行分段制作時(shí)，可依據(jù)具體情況進(jìn)行段數(shù)的具體劃分。

3、施工步驟

根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的外部環(huán)境以及施工方案，可將鋼箱梁的箱形梁的制作一共可分為八個(gè)步驟，依次為備料、分片預(yù)制、分段裝配、合攏、油漆、檢驗(yàn)、吊運(yùn)、定型。此外，在進(jìn)行實(shí)際的施工操作時(shí)，要嚴(yán)格按照施工流程與標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工操作，避免施工過程中出現(xiàn)操作失誤以及安全意外的發(fā)生。

二、起重設(shè)備中大型懸臂式鋼箱梁的焊接制作工藝

1、焊接方法及其參數(shù)

首先，鋼箱梁主要原材料的選取全部為的選取全部為16Mnp鋼，對(duì)板材進(jìn)行相應(yīng)的組裝時(shí)，可采用焊條電弧焊的焊接方法進(jìn)行定位焊接，焊條選取時(shí)選取盡量堿性低氫型焊條，焊接的長(zhǎng)度范圍應(yīng)在三十到五十毫米之間。

其次是對(duì)蓋板以及腹板的拼接焊，鑒于鋼箱梁的焊縫長(zhǎng)度較長(zhǎng)，并且是平焊，通常情況下可采用埋弧焊的方式進(jìn)行焊接。

然后是箱梁接頭以及鋼筋板與空腹隔板的焊接，由于在進(jìn)行箱梁接頭以及鋼筋板與空腹隔板的焊接時(shí)焊縫與拼板相比較短，因此可利用二氧化碳?xì)怏w作為保護(hù)氣體進(jìn)行焊接。

最后是對(duì)主梁的四條焊縫進(jìn)行最后的焊接，對(duì)其可采用自動(dòng)角焊機(jī)的焊接方式進(jìn)行焊接處理。依據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的具體情況對(duì)焊接順序視梁的旁彎數(shù)值以及拱度數(shù)值進(jìn)行設(shè)定，進(jìn)行具體操作時(shí)會(huì)出現(xiàn)兩種情況，一種是拱度不足，針對(duì)此種情況可以首先對(duì)下蓋板兩旁的兩條焊縫進(jìn)行優(yōu)先焊接；另一種情況是拱度太過，此時(shí)則可以應(yīng)該優(yōu)先焊接上蓋板兩旁的兩條焊縫。

2、箱梁主梁的焊接工藝

對(duì)箱梁的主梁可通過以下焊接技術(shù)進(jìn)行焊接，具體流程可分為以下幾個(gè)階段進(jìn)行。

第一，在腹板上面的單面焊鋼襯墊板與上下蓋板的局部縫隙一般來說均不能超過0.5毫米，除此之外，在進(jìn)行單面焊鋼襯墊板與腹板的施工時(shí)，首先需要用3.2毫米的焊條進(jìn)行定位焊，然后在正式焊接的過程中需要優(yōu)先對(duì)焊坡口的正面焊縫進(jìn)行焊接，焊接的順序是由中部向兩端進(jìn)行。接著翻過焊接焊坡口的另一面，可直接按照上述的要求及步驟對(duì)其進(jìn)行焊接處理。

第二，在進(jìn)行裝配的時(shí)候需要對(duì)坡口的面中的頂板、底板與腹板采用定位焊的方法進(jìn)行相關(guān)處理，此外，還需要在箱梁的左右端口處進(jìn)行定位焊接處理[2]。

第三，在完成箱梁的主體以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)的焊接處理之后，還需要對(duì)外側(cè)的縱向、豎向以及水平加強(qiáng)板和橫梁加強(qiáng)板等分部進(jìn)行裝焊處理。

第四、由于橫向以及縱向加強(qiáng)筋板、小隔板、底板與腹板以及空腹隔板等都是對(duì)箱梁內(nèi)部的焊接，在實(shí)際的焊接處理時(shí)應(yīng)遵循立角焊優(yōu)先焊接于平角焊、縱向焊縫優(yōu)先于橫向焊縫的原則進(jìn)行焊接。除此之外，在焊接到五十厘米的厚板地方時(shí)，不僅需要雙數(shù)的焊工進(jìn)行對(duì)程焊接，而且還要將厚板做一定的加熱處理，使其溫度范圍在100到150攝氏度之間。

第五、在對(duì)鋼箱梁結(jié)構(gòu)的主梁斷面的四個(gè)結(jié)合點(diǎn)的四條焊縫進(jìn)行焊接處理時(shí)，可先將鋼梁箱水平放置在地面上，由此就可以對(duì)上面兩邊不是水平的角縫焊接進(jìn)行水平方式的焊接。在實(shí)際的焊接過程中，首先對(duì)兩條主焊縫進(jìn)行優(yōu)先焊接，然后按照同樣的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)另一面進(jìn)行焊接。此外，還需要注意的是對(duì)于坡口外部的底板與頂板交合處也應(yīng)該進(jìn)行加熱處理。

第六、對(duì)鋼箱梁的外部進(jìn)行焊接時(shí)，也應(yīng)遵循立角焊優(yōu)先焊接于平角焊、縱向焊縫優(yōu)先于橫向焊縫的原則進(jìn)行焊接，此外，還可以使用直徑為3.2毫米的焊條作為打底焊對(duì)橫梁與邊梁進(jìn)行焊接處理。此外，在進(jìn)行焊接時(shí)一旦遇到切角以及間斷的加強(qiáng)板焊接時(shí)，都要利用角包焊的焊接方法進(jìn)行焊接處理。

3、鋼箱梁下翼緣支撐板的裝焊

通常來說，鋼梁箱的下翼緣支撐板的厚度為五十毫米。在進(jìn)行裝配板的端口接縫時(shí)需要對(duì)縫隙按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行嚴(yán)格控制，端口對(duì)接需要對(duì)五十毫米的厚板進(jìn)行長(zhǎng)度大于九十毫米的消斜，且坡口的角度應(yīng)是七十度[3]。在裝配時(shí)需要壓住使其能夠?qū)ζ溥M(jìn)行定位焊的處理，同時(shí)，對(duì)接口處的焊接采用加強(qiáng)焊，避免崩裂的發(fā)生，然后與一旁的蓋板進(jìn)行定位，并且按照先焊內(nèi)側(cè)再焊外側(cè)的順序進(jìn)行焊接。

4、箱梁的大合攏

為了防止焊接梁出現(xiàn)受力問題，需要對(duì)其連接處進(jìn)行額外加強(qiáng)，可通過橫向加強(qiáng)筋來進(jìn)行相關(guān)處理。在進(jìn)行焊接時(shí)，首先由兩名焊工以立焊的方式對(duì)箱形梁的兩個(gè)腹板以自上到下的順序同時(shí)進(jìn)行對(duì)稱立焊焊接。然后，對(duì)箱形梁的上下翼緣板也采取兩名焊工以自上到下的順序同時(shí)進(jìn)行水平拼縫的焊接。其次，對(duì)于內(nèi)側(cè)腹板的兩條拼縫，在焊接時(shí)首先需要進(jìn)行清理，然后再由兩名焊工分別進(jìn)行焊接處理。最后，對(duì)于錯(cuò)口出沒有及時(shí)焊接的焊縫和仰視角焊縫也需要兩名焊工進(jìn)行相應(yīng)的焊接處理。

三、結(jié)論

本文由于篇幅的限制對(duì)起重設(shè)備中大型懸臂式鋼箱梁的焊接制作工藝只做了簡(jiǎn)短的分析，懸臂式鋼箱梁在施工中應(yīng)用越來越廣泛，因此還需要對(duì)其進(jìn)行更細(xì)致的探討。

[1]韓功慶， 李衛(wèi)國(guó).大跨度鋼箱梁焊接變形控制研究探析[J].工業(yè)c，2016(8)：00196-00196.

[2]王瓊， 王良， 涂澤文，等.大型鋼箱梁及其滑輪連接處同軸度控制的焊接制造工藝研究[J].船舶工程， 2012(S2)：133-136.