在電廠鍋爐鋼結(jié)構(gòu)中經(jīng)常設(shè)計(jì)有箱形結(jié)構(gòu)。特別是蒸汽量為1025噸級(jí)鍋爐鋼結(jié)構(gòu)中箱形梁結(jié)構(gòu)很多，一臺(tái)鍋爐約有箱形結(jié)構(gòu)梁柱350根。按一年制作三臺(tái)此類鍋爐鋼結(jié)構(gòu)計(jì)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。而國內(nèi)目前將兩條主角焊縫按同一規(guī)范用細(xì)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。

    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(xiàn)有設(shè)備難以矯正，需用火焰經(jīng)多次矯正，矯正成本很高，甚至于矯正不過來造成產(chǎn)品報(bào)廢。

    為此，對(duì)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(guī)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設(shè)備改造，試驗(yàn)新的斜角焊工藝，將箱形梁的焊接變形消除在焊接過程中。從而徹底解決箱形梁的焊接變形問題。

 

    二、研究實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

    1、 設(shè)備資源

    系統(tǒng)構(gòu)成：門架式帶雙埋弧焊機(jī)及相關(guān)配套設(shè)施。

    硬件選型：無錫華聯(lián)焊割設(shè)備公司成套門架型自動(dòng)埋弧焊機(jī)的行走及控制系統(tǒng)。其中兩臺(tái)自動(dòng)埋弧焊機(jī)為美國原裝林肯MZ8-2*1000埋弧焊機(jī)。

    場地條件：6000*18000場地裝置行走軌道，軌道上裝設(shè)門式行走系統(tǒng)及相關(guān)控制、回收系統(tǒng)，車間鋼立柱上架設(shè)壓風(fēng)系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、控制電纜系統(tǒng)。

    2、主要研究內(nèi)容及關(guān)鍵技術(shù)：

    ①以設(shè)備作保障，利用門式埋弧焊機(jī)雙機(jī)頭采用對(duì)稱平行焊接以互相抵消單道焊縫產(chǎn)生的焊接變形。對(duì)焊機(jī)機(jī)頭送絲機(jī)構(gòu)加以改動(dòng)，使之可用于實(shí)際焊接操作。

    ②對(duì)于角焊縫斜角埋弧焊工藝，先用工藝試板試驗(yàn)，獲得可行的細(xì)絲斜角埋弧焊工藝參數(shù)。

    ③考慮較細(xì)的焊絲（φ3或φ2）不太常用,利用現(xiàn)有的最細(xì)的φ4焊絲,經(jīng)試驗(yàn)找到合適的焊接規(guī)范。

 

    三、焊接工藝試驗(yàn)

    1、焊材選用

    焊絲 H08MnA φ4mm　

    焊劑 HJ431

    2、焊接工藝參數(shù)

 

    四、工藝流程

    1、工藝流程比

    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——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(yàn)——編程數(shù)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，沒有進(jìn)行分類，既沒有專人保管，又沒有明顯標(biāo)志，用料時(shí)花很多人工和機(jī)械臺(tái)板查找所需材料�，F(xiàn)在所有進(jìn)廠材料均應(yīng)有生產(chǎn)廠家的材質(zhì)證明書，并經(jīng)審核合格后方可入庫，需做復(fù)驗(yàn)的，應(yīng)按相應(yīng)要求復(fù)驗(yàn)合格后，方可投料使用。所有材料均應(yīng)分類擺放，專人保管，標(biāo)記明晰，避免了因馬虎而用錯(cuò)材料。專料專用，嚴(yán)禁私自代用，這樣就不僅能節(jié)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(yīng)進(jìn)行100%的外觀檢查,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(fèi)嚴(yán)重�，F(xiàn)在所有焊材由專職管理人員管理，并分配使用，對(duì)產(chǎn)品所使用的焊接材料牌號(hào)、數(shù)量進(jìn)行核對(duì)后，方可發(fā)放。焊材應(yīng)具有牌號(hào)、規(guī)格、數(shù)量、批號(hào)和檢驗(yàn)編號(hào)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(yīng)按牌號(hào)、規(guī)格分類，且標(biāo)識(shí)明顯。焊條的烘焙應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行其烘焙技術(shù)要求。焊條烘焙后，應(yīng)放入保溫筒，隨用隨取，保溫筒溫度宜控制在110℃左右。嚴(yán)禁使用藥皮剝落、變質(zhì)的焊條及嚴(yán)重銹蝕的焊絲，影響焊縫質(zhì)量。

    （3） 其他材料

高強(qiáng)度螺栓須符合設(shè)計(jì)要求。涂料的牌號(hào)、品種、顏色須符合用戶的要求。涂料應(yīng)存放于干燥、遮陽、避雨的固定場所，環(huán)境溫度控制在0-40℃之間，并編號(hào)分類。

    2.2 放樣、下料

    (1)材料的矯正

    為了提高金屬結(jié)構(gòu)件的精度，放樣劃線前須對(duì)變形的鋼板，型鋼進(jìn)行矯正，合格后方可進(jìn)行劃線作業(yè)。鋼板矯正用平板機(jī)，型鋼矯正用型鋼矯正機(jī)。確保鋼板的平面度和型鋼的直線度，提高構(gòu)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)過計(jì)量合格方可使用，不得用不合格的量具，控制構(gòu)件的尺寸誤差。

    (3) 放樣前首先熟悉、核對(duì)圖紙尺寸，計(jì)算無誤后，由富有經(jīng)驗(yàn)的工人承擔(dān)劃線工作。

    (4) 切割前應(yīng)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(yīng)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(jī)磨平。

    (5) 下料方法比較：

    板條：以前用半自動(dòng)火焰切割機(jī)，速度慢且因單邊受熱板條容易變形，需要進(jìn)行矯正；現(xiàn)在用九頭自動(dòng)火焰切割機(jī)，速度快且受熱板平均板條不容易變形，不需要進(jìn)行矯正。

    節(jié)點(diǎn)板：以前用手工火焰割刀或剪板機(jī)，效率低勞動(dòng)強(qiáng)度大工作環(huán)境差，材料損耗大：現(xiàn)在用數(shù)控火焰切割機(jī)通過編程，自動(dòng)套料，不僅提高工作效率而且提高材料的利用率。

    型鋼： 以前用手工火焰切割機(jī)，要靠工人切割的技術(shù)來保證，切割面需用磨光機(jī)進(jìn)行打磨，既工作效率低又提高成本。用帶鋸以后，不僅提高工作效率，且切割面光滑，不需打磨。

    2.3 箱形梁組裝

    （1）隔板下料尺寸復(fù)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(duì)隔板的垂直度等制作公差預(yù)以復(fù)核，使達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

    （2）箱形梁組裝

    ①在上翼板上彈出腹板與其接合線的臘線。并彈出隔板與翼板的接合線。

    ②將隔板與翼板裝組裝好。

    ③再將腹板與翼板組裝好。

    ④檢查隔板的裝配質(zhì)量。

    ⑤焊接隔板與腹板及翼板的連接焊縫。

    ⑥覆蓋下翼板，組裝成形。

    2.4 箱形梁組裝主角焊縫焊接

    ①兩條主角焊縫同時(shí)焊接，焊槍傾向翼板側(cè)，即與翼板成30度左右。焊接第第一遍。

    ②焊槍傾向腹側(cè)，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(jié)構(gòu)的質(zhì)量關(guān)鍵是提高構(gòu)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(shù)控加工代替落后的鉆模鉆孔。節(jié)點(diǎn)板鉆孔加工以前利用普通鉆床和鉆模配合完成；現(xiàn)在節(jié)點(diǎn)板鉆孔利用數(shù)控平面鉆床完成。

    數(shù)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(jié)約材料和減少工作量，縮短前期準(zhǔn)備時(shí)間。

    2、沒有劃線工序，沒有置放夾緊鉆模板工作，直接在電腦里編程。避免了劃線誤差及裝夾誤差。

    3、液壓自動(dòng)裝夾，打四面孔群時(shí)不需構(gòu)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(zhǔn)裝夾。

    4、只有一個(gè)基準(zhǔn)，沒有重新找基準(zhǔn)帶來的誤差。

    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(hào)，尺寸，材質(zhì)得以確認(rèn)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(yīng)認(rèn)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(zhǔn)等相關(guān)數(shù)據(jù)，并應(yīng)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(tái)上進(jìn)行，并必須準(zhǔn)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(dá)到制作圖的要求。組裝前應(yīng)對(duì)連接處及兩側(cè)各50mm范圍內(nèi)的鐵銹油污、溶渣、毛刺等清除干凈。對(duì)于H型鋼的組對(duì)，視板厚情況，組對(duì)前應(yīng)先將蓋板進(jìn)行機(jī)械或火焰方法的予變形處理。H型鋼組對(duì)采用自動(dòng)流水線作業(yè)進(jìn)行。

    2.7 箱形梁焊接

    1、焊接的一般事項(xiàng)

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(yīng)的資格證書，并且能夠?qū)�工程的焊接工作全面地�?jì)劃、管理和進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)。

    施焊前首先清除干凈焊縫區(qū)兩側(cè)各50mm范圍內(nèi)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(shè)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(qū)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(yīng)除去引弧板，并及時(shí)清除焊縫表面的熔渣及兩側(cè)的飛濺。

    2、焊接作業(yè)

選擇合適的焊接順序使得構(gòu)件的變形和殘留應(yīng)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(jié)點(diǎn)板角焊縫采用CO₂氣體保護(hù)焊或手工電弧焊。

    2.3 箱形梁最終檢驗(yàn)

    1、檢驗(yàn)設(shè)備及其校準(zhǔn)

    所有的檢測設(shè)備及工具均應(yīng)校準(zhǔn)合格，并做出標(biāo)準(zhǔn)保證完好。各種檢測設(shè)備及量具均應(yīng)按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)檢測、核準(zhǔn)并在有效期內(nèi)。

    2、工序檢查

    對(duì)劃線工使用的鋼材是否與發(fā)料單和配料單相符；檢查材料移植標(biāo)記是否正確。對(duì)加工部分的劃線、精切、刨邊、板材對(duì)接焊、坡口尺寸、制孔等工序的質(zhì)量進(jìn)行專檢，經(jīng)專檢的檢查人員確認(rèn)合格簽字后方可進(jìn)行下道工序生產(chǎn)。檢查裝配尺寸是否符合施工圖紙要求和施工工藝規(guī)程，不符合的不得施工和進(jìn)入下道工序。檢查焊工上崗合格證；檢查高強(qiáng)度螺栓摩擦面處理是否符合設(shè)計(jì)要求。

    3、產(chǎn)品檢查

    對(duì)所有成品構(gòu)件的幾何尺寸，包括構(gòu)件的長、寬、高、垂直度、中心偏差、傾斜度和筋板、托架的位置以及表面的質(zhì)量等等，是否符合圖紙和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求；焊縫尺寸、油漆質(zhì)量是否符合設(shè)計(jì)要求；構(gòu)件標(biāo)號(hào)、發(fā)貨標(biāo)記等是否齊全、正確、清晰。

節(jié)省人工       節(jié)約矯正用氧乙炔成本     節(jié)省矯正用起重機(jī)械臺(tái)班

每根梁省去人工6工日。       節(jié)省氧氣4瓶，乙炔2瓶。     節(jié)省10噸行車1.5臺(tái)班

焊接時(shí)間縮短一半，不用矯正時(shí)間   不用矯正     無需矯正起重機(jī)械臺(tái)班。