一、引言

　　在電廠(chǎng)鍋爐鋼結構中經(jīng)常設計有箱形結構。特別是蒸汽量為1025噸級鍋爐鋼結構中箱形梁結構很多，一臺鍋爐約有箱形結構梁柱350根。按一年制作三臺此類(lèi)鍋爐鋼結構計算，一年生產(chǎn)的箱形梁在1000根以上。

　　箱形梁的角焊縫焊接通常采用船形位置焊接，主要是船形位置焊接工藝成熟，焊縫成形美觀(guān)。而國內目前將兩條主角焊縫按同一規范用細絲斜角焊接方案的很少采用。主要是考慮斜角焊焊縫的成形不如船形焊焊縫成形美觀(guān)。

　　船形角焊焊接工藝方案，四條焊縫分四次焊接完成。容易產(chǎn)生扭

　　曲變形。一旦產(chǎn)生扭曲變形，現有設備難以矯正，需用火焰經(jīng)多次矯正，矯正成本很高，甚至于矯正不過(guò)來(lái)造成產(chǎn)品報廢。

　　為此，對箱形梁的焊接變形難題有必要探索新的思路，創(chuàng )新焊接

　　工藝。如果將兩條主角焊縫按同一規范斜角焊一次焊接完成，產(chǎn)生的焊接變形可以互相抵消，可以一定程度消除焊接變形的產(chǎn)生。我們要做的就是通過(guò)設備改造，試驗新的斜角焊工藝，將箱形梁的焊接變形消除在焊接過(guò)程中。從而徹底解決箱形梁的焊接變形問(wèn)題。

　　二、研究試驗內容

　　1、設備資源

　　系統構成：門(mén)架式帶雙埋弧焊機及相關(guān)配套設施。

　　硬件選型：無(wú)錫華聯(lián)焊割設備公司成套門(mén)架型自動(dòng)埋弧焊機的行

　　走及控制系統。其中兩臺自動(dòng)埋弧焊機為美國原裝林肯MZ8-2*1000埋弧焊機。

　　場(chǎng)地條件：6000*18000場(chǎng)地裝置行走軌道，軌道上裝設門(mén)式行走

　　系統及相關(guān)控制、回收系統，車(chē)間鋼立柱上架設壓風(fēng)系統、供電系統、控制電纜系統。

　　2、主要研究?jì)热菁瓣P(guān)鍵技術(shù)：

　�、僖栽O備作保障，利用門(mén)式埋弧焊機雙機頭采用對稱(chēng)平行焊接以互相抵消單道焊縫產(chǎn)生的焊接變形。對焊機機頭送絲機構加以改動(dòng)，使之可用于實(shí)際焊接操作。

　�、趯τ诮呛缚p斜角埋弧焊工藝，先用工藝試板試驗，獲得可行的細絲斜角埋弧焊工藝參數。

　�、劭紤]較細的焊絲（φ3或φ2）不太常用，利用現有的最細的φ4焊絲，經(jīng)試驗找到合適的焊接規范。

　　三、焊接工藝試驗

　　1、焊材選用

　　焊絲H08MnAφ4mm

　　焊劑HJ431

　　四、工藝流程

　　1、工藝流程比較

　　改進(jìn)前工藝流程

　　下料——手工箱型拼裝——角焊縫埋船形焊——旁彎火焰熱矯正——扭曲火焰熱矯正——齊頭——孔劃線(xiàn)——打孔——組焊——涂裝——入庫

　　改進(jìn)后工藝流程

　　平板——自動(dòng)下料——手工箱型拼裝——角焊縫埋弧斜角焊——檢驗——編程數控打孔——組焊——涂裝——入庫

　　2、制作流程

　　2.1材料

　�。�1）主材

　　以前材料堆放零亂，沒(méi)有進(jìn)行分類(lèi)，既沒(méi)有專(zhuān)人保管，又沒(méi)有明顯標志，用料時(shí)花很多人工和機械臺板查找所需材料�，F在所有進(jìn)廠(chǎng)材料均應有生產(chǎn)廠(chǎng)家的材質(zhì)證明書(shū)，并經(jīng)審核合格后方可入庫，需做復驗的，應按相應要求復驗合格后，方可投料使用。所有材料均應分類(lèi)擺放，專(zhuān)人保管，標記明晰，避免了因馬虎而用錯材料。專(zhuān)料專(zhuān)用，嚴禁私自代用，這樣就不僅能節約材料，而且能方便成本核算，做到材料零庫存。鋼材入庫前應進(jìn)行100%的外觀(guān)檢查，不符合立即要求的退貨，避免進(jìn)一步的損失。

　�。�2）焊接材料

　　以前焊接材料保管不妥，浪費嚴重�，F在所有焊材由專(zhuān)職管理人員管理，并分配使用，對產(chǎn)品所使用的焊接材料牌號、數量進(jìn)行核對后，方可發(fā)放。焊材應具有牌號、規格、數量、批號和檢驗編號等齊備的資料。存入焊接材料的庫房須保持干燥和良好的通風(fēng)環(huán)境。焊材的擺放應按牌號、規格分類(lèi)，且標識明顯。焊條的烘焙應嚴格執行其烘焙技術(shù)要求。焊條烘焙后，應放入保溫筒，隨用隨取，保溫筒溫度宜控制在110℃左右。嚴禁使用藥皮剝落、變質(zhì)的焊條及嚴重銹蝕的焊絲，影響焊縫質(zhì)量。

　�。�3）其他材料

　　高強度螺栓須符合設計要求。涂料的牌號、品種、顏色須符合用戶(hù)的要求。涂料應存放于干燥、遮陽(yáng)、避雨的固定場(chǎng)所，環(huán)境溫度控制在0-40℃之間，并編號分類(lèi)。

　　2.2放樣、下料

　�。�1）材料的矯正

　　為了提高金屬結構件的精度，放樣劃線(xiàn)前須對變形的鋼板，型鋼進(jìn)行矯正，合格后方可進(jìn)行劃線(xiàn)作業(yè)。鋼板矯正用平板機，型鋼矯正用型鋼矯正機。確保鋼板的平面度和型鋼的直線(xiàn)度，提高構件聯(lián)接接面的接觸比例。

　�。�2）所有在本工程中使用的量具均須經(jīng)過(guò)計量合格方可使用，不得用不合格的量具，控制構件的尺寸誤差。

　�。�3）放樣前首先熟悉、核對圖紙尺寸，計算無(wú)誤后，由富有經(jīng)驗的工人承擔劃線(xiàn)工作。

　�。�4）切割前應將鋼材表面的油污、鐵銹等清除干凈。切割斷面不得有撕裂、分層及大于1mm的鐵棱，并應清除干凈熔渣，毛刺等。氣割產(chǎn)生的鋼渣、氧化鐵、熔瘤等用打磨機磨平�！　�2.3箱形梁組裝

　�。�1）隔板下料尺寸復核

　　隔板尺寸精確度是保證箱形梁組裝質(zhì)量的關(guān)鍵。隔板的垂直度直接影響組裝的箱形梁的旁彎、扭曲度。所以在組裝前需對隔板的垂直度等制作公差預以復核，使達到設計要求。

　�。�2）箱形梁組裝

　�、僭谏弦戆迳蠌棾龈拱迮c其接合線(xiàn)的臘線(xiàn)。并彈出隔板與翼板的接合線(xiàn)。

　�、趯⒏舭迮c翼板裝組裝好。

　�、墼賹⒏拱迮c翼板組裝好。

　�、軝z查隔板的裝配質(zhì)量。

　�、莺附痈舭迮c腹板及翼板的連接焊縫。

　�、薷采w下翼板，組裝成形。

　　2.4箱形梁組裝主角焊縫焊接

　�、賰蓷l主角焊縫同時(shí)焊接，焊槍傾向翼板側，即與翼板成30度左右。焊接第第一遍。

　�、诤笜寖A向腹側，即與腹板成30度左右。焊接第第二遍。

　　2.5箱形梁制孔

　　提高鋼結構的質(zhì)量關(guān)鍵是提高構件的穿孔率，提高穿孔率的關(guān)鍵是提高打孔精度，提高打孔精度就要用數控加工代替落后的鉆模鉆孔。節點(diǎn)板鉆孔加工以前利用普通鉆床和鉆模配合完成；現在節點(diǎn)板鉆孔利用數控平面鉆床完成。

　　數控鉆床制孔的主要優(yōu)點(diǎn)及保證加工精度措施：

　　1、不需制作大量的鉆模板，節約材料和減少工作量，縮短前期準備時(shí)間。

　　2、沒(méi)有劃線(xiàn)工序，沒(méi)有置放夾緊鉆模板工作，直接在電腦里編程。避免了劃線(xiàn)誤差及裝夾誤差。

　　3、液壓自動(dòng)裝夾，打四面孔群時(shí)不需構件翻身。用鉆模打孔打一面翻一次身，放一次鉆模，重新找基準裝夾。

　　4、只有一個(gè)基準，沒(méi)有重新找基準帶來(lái)的誤差。

　　5、打孔精度高，打孔速度快。用鉆模打孔在搖臂鉆床操作，不能保證打孔精度，且效率底下。

　　2.6箱形梁組裝連接板

　　裝配前首先檢查各部件的記號，尺寸，材質(zhì)得以確認后，再檢查部件的切斷面和加工面是否有不良的地方，檢查完畢后，按照裝配順序，整理好部件。裝配前應認真熟悉圖紙，了解各零部件間的位置關(guān)系、連接型式、用途及定位基準等相關(guān)數據，并應校核裝配尺寸是否有誤。裝配工作一律在經(jīng)檢查合格的拼裝平臺上進(jìn)行，并必須準備好必要的工裝夾具，以確保裝配質(zhì)量。使用工裝夾具以防止焊接時(shí)的變形，注意留出焊接所產(chǎn)生的收縮量，使得拼裝焊接后的產(chǎn)品形狀和尺寸達到制作圖的要求。組裝前應對連接處及兩側各50mm范圍內的鐵銹油污、溶渣、毛刺等清除干凈。對于H型鋼的組對，視板厚情況，組對前應先將蓋板進(jìn)行機械或火焰方法的予變形處理。H型鋼組對采用自動(dòng)流水線(xiàn)作業(yè)進(jìn)行。

　　2.7箱形梁焊接

　　焊接的一般事項

　　參與本工程的所有焊工須持證上崗。焊接技術(shù)員必須具備相應的資格證書(shū)，并且能夠對工程的焊接工作全面地計劃、管理和進(jìn)行技術(shù)指導。

　　施焊前首先清除干凈焊縫區兩側各50mm范圍內的油污、鐵銹等，直至露出金屬光澤。拼裝焊縫及主貼角焊縫須設置與母材同材質(zhì)、同厚度、同坡口形式的引、熄弧板。不得在非焊縫區的母材上引弧起焊，由引弧產(chǎn)生的裂紋或表面缺陷要修磨清除缺陷，并進(jìn)行MT.焊接完畢，焊工應除去引弧板，并及時(shí)清除焊縫表面的熔渣及兩側的飛濺。

　　選擇合適的焊接順序使得構件的變形和殘留應力等被控制在最小的狀態(tài)。焊接時(shí)，盡量采用水平姿勢焊，以避免仰焊。埋弧自動(dòng)焊時(shí)采用平位置或船形位置。焊接H型鋼，主焊縫采用埋弧自動(dòng)焊。節點(diǎn)板角焊縫采用CO2氣體保護焊或手工電弧焊。