水闸钢闸门焊接变形的质量控制

    摘要：泉州市金鸡拦河闸平板闸门在制造中，焊接难度较大。本文结合该平板钢闸门的技术要求，分析了焊接变形产生的原因，阐述了焊接变形的控制要点及焊接工艺的具体要求。为今后同类产品焊接时的变形控制提供了借签的工程实例。
　　关键词：焊接；闸门；质量

　　一、概述
　　泉州市金鸡拦河闸平板闸门制造工艺技术要求较高，施焊难度较大。在焊接其它工件时，由于尺寸较小，对整体焊件没有特意采取具体措施来防止变形和裂纹。但对于这种门叶尺寸相对较大的闸门在施焊过程中，如果还按照以往的方法施焊，工件易出现弯曲变形，隔板和翼板对接点的点焊容易开裂，不能保证施工图纸尺寸的要求。
　　二、焊接技术要求
　　（一）钢闸门的焊接按标书技术要求及《水利水电工程钢闸门制造安装及验收规范》来确保焊接质量符合规定。
　　（二）门叶组装完毕后，由检查人员对整体尺寸、组装质量、破口大小、组装间隙等进行严格认真的检查。如不合格必须按要求进行整改，直到合格为止，这是控制变形的方法之一。
　　（三）闸门检查合格后，要求焊工对整体进行加固。加固长度每400mm左右必须要有一段100mm左右的加固焊（焊角高度不宜超过设计焊角或破口的1/2——1/3），以加固闸门门体的刚度，防止焊接变形的产生。加固焊要求同正式焊一致，不得有裂纹、夹渣、气孔等焊接缺陷。
　　（四）焊材使用时，应按焊接工艺要求进行烘干后使用。焊工应随身携带保湿筒，做到随用随取。焊条在保湿筒内的存放时间不得超过4h，否则焊条应重新烘烤，重复烘烤次数不得超过两次，防止因处理产生的焊接变形。焊剂烘干需要按单位制度要求或使用说明书进行。
　　（五）严格按照焊接规范进行。该闸门材料是16Mn低合金钢，确定焊接参数。多层多道焊时，应注意焊道周围的清理工作，层间接头应错开50mm以上，严禁在非焊接部位母材上随意引弧。
　　（六）焊接热输入、焊接速度和焊接层数。
　　焊接热输入太大时会导致影响区性能下降，尤其是韧性降低。为了尽可能减小这种影响的程度，获得良好性能的焊缝，就必须对焊接热输入加以控制。焊接速度应在焊接热输入允许范围内。焊接导数根据板厚、焊角尺寸、焊条直径来确定，每层厚度应小于6mm。
　　（七）埋弧焊时，对于一、二类焊缝须参照“焊接工艺卡”进行施焊。
　　（八）一、二类焊缝中如有缺陷需修补时，应由合格焊工按有关工艺进行。对于一、二类焊缝同一位置的返修次数不宜超过两次。超过两次的返修处理，需经总工程师批准，且做出返修工艺和返修记录。
　　（九）图纸技术要求：闸门面板平面度≤4 mm，对角线相对差≤4 mm，扭曲≤3 mm，两主梁中心距±3 mm，两主梁平行度≤3 mm等。
　　三、焊接变形产生的原因
　　由以上分析可见，焊接应力变形产生的根源是焊接受热不均，膨胀不自由，因而产生不均匀压缩塑性变形所造成的。这种压缩塑性变形在随后的冷却收缩过程中，如果工件板面较窄，厚度较薄，收缩阻碍较小，就表现为焊缝宽度、长度方向的收缩变形。否则，如果板面较宽，厚度较大，焊缝纵向的冷却收缩受两侧冷金属的阻碍，就会对冷收缩金属产生拉伸作用，并在工件中残留较大的残余应力。
　　四、焊接变形的控制要点
　　（一）在组装和连接一个结构或组合构件的部件时，以及在焊接加强部件至构件时，焊接顺序应使焊接变形和收缩最小。
　　（二）在焊接过程中，所有焊接的顺序应做到尽可能使焊接进行展时所施加热量均衡（焊接线能量确定时）。
　　（三）在构件施焊时，焊接走向应从工件相对固定的点开始，向有较大自由位移的点移动。
　　（四）在组装好的构件中，应先焊收缩量较大的接头（即厚板坡口等），后焊接收缩量较小的接头，而且焊接是要尽可能没有或约束力较小为好。

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