弧形闸门安装施工中的焊接变形控制.pdf

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1、Q!生箜!塑丕j型皇工程施工【文章编号]1002—0624(2011)Ol一0027—02弧形闸门安装施工中的焊接变形控制方祖光，周德仲f中国水利水电第二工程局有限公司，北京100120)[摘要]本文简要分析了金属结构件在焊接过程中产生焊接变形的原因及常规的焊接变形控制措施，结合蒲石河抽水蓄能电站泄洪排沙闸弧形闸门的安装实际，从焊接工艺评定、焊接工艺参数选取、焊接变形控制措施的确定、焊接过程中的监控、实施效果等方面阐述了蒲石河抽水蓄能电站泄洪排沙闸弧形闸门安装施工中焊接变形控制的措施、效果，可为类似工程提供借鉴。[关键词

2、]弧形闸门；安装焊接；变形控制；过程监控[中图分类号]Tv547．6[文献标识码]A1概述在一般情况下，焊接变形对闸门安装时的尺寸控制、焊接质量是不利的，但若全面分析闸门安装时产生焊接变形的蒲石河抽水蓄能电站泄洪排沙闸共设有7孔露顶式原因，掌握了焊接变形的机理和规律，便可利用焊接变形弧形闸门，其外形尺寸为14．0mX(19．0-18．388)m，弧面曲来控制焊接变形。率半径21．0m，I'--]叶厚度2．0m，支臂采用三支腿形式，支2．1焊缝截面积的影响臂、主横梁、边梁均采用焊接工字梁结构，支臂最小开口焊缝截面积是指熔合

3、线范围内的金属面积。焊缝截面5．2m，顶主梁以上部分门叶高度6．75rn，面板厚度16积越大，冷却时收缩引起的塑性变形量越大，焊缝面积对纵rnm；门叶制作时分为7节，单侧支臂分为支臂上主梁、支向、横向及角变形的影响趋势是一致的，而且是起主要的影臂中主梁(含支臂裤衩)和支臂下主梁、直腹杆、斜腹杆组合响，因此，在板厚相同时，坡口尺寸越大，收缩变形越大。件、支臂前端板等单元运到现场，现场焊缝长度达650ITI。2．2焊接热输入的影响综上，门叶刚性较差，现场焊缝较多，且主要集中在面板后一般情况下，热输入大时，加热的高温区范围大，

4、冷却侧。焊接变形不易控制，为了保证弧形闸门符合设计及规范速度慢，使接头塑性变形区增大。要求，焊接变形控制要求较高，弧形闸门安装时采用选取合2．3焊接方法的影响理的焊接接头、控制焊接热输人和焊接顺序方式控制焊接多种焊接方法的热输入差别较大，在闸门常用的几种变形。焊接方法中，埋弧焊热输入最大，在其他条件如焊缝截面2闸门产生焊接变形的原因积等相同情况下，收缩变形最大，手工电弧焊居中，CO气闸f,-j的焊接过程实际上就是闸门的局部区域受电弧体保护焊最小。加热后又冷却凝固的热过程，由于焊接过程中温度场分布2．4接头形式的影响的不均

5、匀，导致闸门各部分不均匀的膨胀和收缩，从而使在焊接热输入、焊缝截面积、焊接方法等因素条件相闸门内部产生焊接应力而引起焊接变形，但闸门受电弧热同时，不同的接头形式对纵向、横向、角变形量有不同的影的不均匀加热而产生内应力及变形又是暂时的，当闸f-j焊响。常用的焊缝形式有堆焊、角焊、对接焊。接完成、彻底冷却后，仍然保留在闸门内部的内应力及变1)堆焊。表面堆焊时，焊缝金属的横向变形不但受到形，变形为闸t'-J~'b形尺寸的变化和偏差，就是平时常说的纵横向母材的约束，而且加热只限于工件表面一定深度而焊接应力及变形，其实质是焊接的残

6、余应力和残余变形。使焊缝的收缩同时受到板厚、深度、母材方面的约束，因·27·壁——东北水利水电2011年第1期此，变形相对较小。3．4确定合理的焊接顺序2)角焊。T形角接接头和搭接接头时，其焊缝横向收闸门采用手工电弧焊进行焊接，焊条型号为E5015，缩情况与堆焊相似，其横向收缩值与角焊缝面积成正比，焊条直径3．2mrn、4．01Th"n，为减小闸门门叶整体焊接变与板厚成反比。形，采取如下焊接顺序进行变形控制。3)对接焊。对接接头在单道(层)焊的情况下，其焊缝1)尺寸检查合格后，加固点焊。横向收缩比堆焊和角焊大，在单面焊时

7、坡口角度大，板厚2)焊接顺序。按照纵梁腹板与后翼缘焊缝、边梁腹板上、下收缩最差别大，因而角变形较大；在双面焊时情况有与后翼缘焊缝、纵梁腹板对接焊缝、边粱愎板对接焊缝、水所不同，随着坡口角度和间隙的减小，横向收缩减小，同时平次梁与面板角焊缝、面板对接焊缝、支臂前端板焊缝的角变形也减小。顺序施焊。2．5焊接层数的影响3)各种腹板对接焊缝的焊接，由偶数个焊工从门叶纵在对接接头多层焊接时，第一层焊缝的横向收缩符合向中心的纵梁腹板焊缝开始同步、对称、交叉、分段、倒退焊对接焊的一般条件和变形规律，第一层以后相当于无间隙接，分段长度以

8、2根焊条的焊接长度为宜。焊接采用手工电对接焊，接近于盖面焊道时与堆焊的条件和变形规律相弧焊进行多层多道焊接。焊接变形较小。焊接水平次梁与面似；同时，每层焊缝的热输入比一次完成的单层焊时的热板角焊缝，从门叶纵、横向中心向四周扩散延伸，由偶数个焊输入小得多，加热范围窄，冷却快，产生的收缩变形也小得工以相同速度、相同参数，