閘門焊接變形控制的分析

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1、關(guān)于閘門焊接變形控制的分析作者：中國水利水電第六工程局有限公司邱躍方摘要：目前，在水利水電工程中，鋼閘門作為水工建筑，扮演著越來越重要的作用，對防洪、排澇、引水、通航及調(diào)節(jié)水流發(fā)揮著十分重要的作用，可靈活可靠地調(diào)節(jié)、控制下游水量，保證河道的安全，滿足灌溉、通航、發(fā)電供水需要。而閘門的制造過程會產(chǎn)生各種變形，文章簡述了鋼閘門制造焊接過程中產(chǎn)生變形的原因及控制方法。關(guān)鍵字：鋼閘門焊接變形控制一、前言沙沱水電站位于貴州省沿河縣城上游約7Km處，屬二等大（2）型工程，電站裝機(jī)容量為1120MW，多年平均發(fā)電量45.52億kW?h。其中，溢流壩

2、檢修閘門、進(jìn)水口檢修閘門、進(jìn)水口攔污柵的制作工程由水電六局實(shí)施。針對平面閘門結(jié)構(gòu)復(fù)雜，焊接量大、易產(chǎn)生焊接變形的情況，為了減少焊后校正工作量，降低生產(chǎn)成本，在焊接過程中采取合理的工藝措施，有效地控制平面閘門的變形是十分重要的。二、閘門主要技術(shù)參數(shù)事故檢修閘門門體由2疊疊梁門組成，疊梁門的梁系為實(shí)腹式同層布置，上疊門由5根主梁組成，下疊門由11根主梁組成，列縱向隔板、兩主梁間設(shè)1根次橫梁、主橫梁端部接邊柱。上疊梁門分3個(gè)制造單元，下疊梁門分5個(gè)制造單元，工地安裝時(shí)拼焊成一體。上、下疊疊梁門均設(shè)有自動(dòng)抓梁定位座。主要技術(shù)參數(shù)如下：1)結(jié)構(gòu)

3、型式：垂直、平面、滑動(dòng)疊梁式2)孔口尺寸：表孔15m×23.6m(寬×高)3)門槽底坎高程：341.78m4)設(shè)計(jì)水頭：23.6m5)門體支承：主支承定輪、反向彈性滑塊、側(cè)向簡支輪6)水封裝置：下游側(cè)止水，頂止水和側(cè)止水采用P60A橡塑復(fù)合水封、節(jié)間及底止水I130-207)門體吊點(diǎn)：雙吊點(diǎn)，吊點(diǎn)間距11m1)充水方式：小開度提上疊門門葉充水2)啟閉條件：動(dòng)閉靜啟3)門體主要材料：定輪ZG35CrMo；板材Q345B；型材Q235B三、閘門拼裝、焊接施工工藝措施1、閘門拼裝施工方案閘門整體拼裝前，我們根據(jù)施工圖紙要求將面板、主梁、次梁

4、、邊梁等構(gòu)件按制作工藝流程制作成結(jié)構(gòu)件，方可進(jìn)行整體拼裝。[1]閘門拼裝組對工藝①將面板吊放在組對平臺上與平臺充分接觸后，將面板定位在平臺上；②在面板上劃出各構(gòu)件的位置線，將構(gòu)件依次吊放就位并進(jìn)行定位焊；③保證各構(gòu)件間隙均勻，使其自然頂緊，避免強(qiáng)行裝配。④面板組對中應(yīng)避免產(chǎn)生十字交叉焊縫，使面板拼接焊縫和縱向隔板位置錯(cuò)開100mm以上，每節(jié)之間面板縱向?qū)雍缚p錯(cuò)開100mm以上。[2]門葉組對工藝流程：面板就位→劃線→主梁就位→豎向隔板就位→水平次梁就位→邊梁就位→整體尺寸檢查。2、閘門焊接施工工藝[1]焊前準(zhǔn)備①焊接前對閘門整體尺寸

5、進(jìn)行檢測并記錄，確認(rèn)尺寸合格后方可施焊；②焊接前對焊縫兩側(cè)各150㎜范圍進(jìn)行清理，保證焊縫質(zhì)量；③焊接前焊條按照說明書的要求進(jìn)行烘干。[2]焊接順序①閘門焊接采取先大后小、從整體到局部的次序進(jìn)行焊接，并保證對稱施焊；②焊接順序?yàn)椋褐髁汉笠砭壈迮c邊梁后翼緣對接平縫→主梁后翼緣板與豎向隔板后翼緣對接平縫→豎向隔板腹板與主梁及次梁腹板立面角焊縫→主梁、次梁及隔板腹板與面板平角焊縫→主梁后翼緣板與隔板后翼緣板對接仰縫→筋板焊縫；③焊接過程中對閘門的變形進(jìn)行監(jiān)測，根據(jù)變形情況隨時(shí)調(diào)整焊接順序。[3]焊接工藝①焊接方法為半自動(dòng)CO2氣體保護(hù)焊和手

6、工電弧焊；②焊接前將閘門劃分成偶數(shù)個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域內(nèi)由一名焊工負(fù)責(zé)施焊，所有焊工均使用相同的焊接規(guī)范，保證對稱施焊；③長度在500㎜以上的焊縫焊接時(shí)進(jìn)行分段退焊，較長的焊縫采取從中間向兩端分段退焊的方法進(jìn)行焊接，開坡口的對接焊縫需進(jìn)行多層多道焊，每層厚度不小于焊條直徑的1.5倍；④要求清根的焊縫在清根時(shí)將定位焊和打底層全部清除；⑤在保證熔透的前提下盡可能采用小電流施焊，以控制焊接變形。[4]焊接參數(shù)①CO2氣體保護(hù)焊CO2氣體保護(hù)焊焊接工藝參數(shù)表焊接位置焊絲直徑（㎜）焊接電流（A）焊接電壓（V）焊接速度（mm/min）氣體流量（L/S

7、）平焊φ1.2200～23024～27150～24018～22立焊φ1.2160～20022～24120～15018～22仰焊φ1.2160～19022～24120～15018～22②手工電弧焊手工電弧焊焊接工藝參數(shù)表焊接位置焊條直徑（㎜）焊接電流（A）焊接電壓（V）平焊φ3.2110～14020～22φ4.0140～17024～26立焊φ3.2100～13020～22φ4.0130～16024～26仰焊φ3.2100～13020～22φ4.0130～16024～26四、閘門焊接過程中產(chǎn)生變形的原因及分析在閘門制作過程中發(fā)現(xiàn)，閘門面板

8、邊緣出現(xiàn)波浪變形；主梁構(gòu)件焊接完成后翼緣板角變形；焊縫縱向收縮較大等變形。變形產(chǎn)生后，經(jīng)查閱相關(guān)資料，分析產(chǎn)生的原因可知。焊縫在結(jié)構(gòu)中所處的位置對結(jié)構(gòu)的變形影響很大，但平面閘門中的焊縫位置已經(jīng)確定，不能更改，所以，它對結(jié)