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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流【doc】H型钢结构的焊接工艺.精品文档.H型钢结构的焊接工艺2012年第13期SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION0机械与-T-科技信息H,型钢结构的焊接工艺李学成(陕西国防工业职业技术学院陕西西安710302)【摘要】主要阐述焊接H型钢制造工艺难点:焊接变形产生的原因及分析,提出合理的解决方法,保证了H型钢焊接质量,提高了生产效率.降低了生产成本.【关键词】H型钢;焊接工艺;变形及矫正;对称焊接;焊缝1焊接H型钢优点及应用特点4焊接H型钢生产工艺分析及工艺方案焊接H型钢是一种新型经济建筑用钢H型钢截面形状经济
2、合理,承载能力高,外形美观,结构灵活,节省材料,保护环境.与普通工字钢比较,具有截面模数大,重量轻,节省金属的优点,可使建筑结构减轻30-40%;又因其腿内外侧平行,腿端是直角,拼装组合成构件,可节约焊接,铆接工作量达25%.常用于要求承截能力大,截面稳定性好的大型建筑(如厂房,高层建筑等),以及桥梁,船舶,起重运输机械,设备基础,支架,基础桩等.焊接H型钢材料通常为普通碳素结钢或低合金结构钢.焊接性能良好.根据使用性能,焊接过程中应严格控制焊接变形.并对焊后变形进行矫正,满足使用要求:根据承载能力及生产效率等要求.我们采用高效率焊接方法埋弧自动焊和二氧化碳保护焊,保证大部分零件组装后焊透.经
3、生产工艺实践,焊后均取得了满意的效果2焊接H型钢结构特点及技术要求2.1H型钢结构特点(图1)焊接H型钢梁,柱主要组成:腹板,两翼板,连接底板(同预埋地基连接),加强筋等组成.2-2H型钢技术要求腹板L一一一瞒筋K图12.2.1腹板,翼板焊后角变形<2mm;.2.2.2整体H型钢的弯曲变形(挠度)(1一1.5)L(梁长yl000IIlln;旁弯(0.51)L长1000mm;2.2-3腹板,翼板垂直度B(翼板宽)/200ram;2.2.4各种板材平整度3ram:2.2.5腹板,翼板角焊缝及腹板,翼板拼接焊缝按GB11345的级标准执行:2.2.6整体H型钢不能有明显的扭曲变形.3焊接H型钢
4、结构制造过程中易出现的质量问题3.1整体型钢的弯曲变形(挠度,旁弯),扭曲变形;如图2所示;3.2翼板与腹板的角变形,如图3所示;弯曲变形扭曲变形图23-3部分焊缝的未焊透现象(翼板与腹板的拼接焊缝及翼板与腹板的角焊缝);3.4各种板材的平整度不符合要求.I18图3根据焊接H型钢的结构特点和技术要求可知.它既要保证较高的焊接质量,又要满足高精度的外形尺寸.同时,又要求高的生产效率.为了满足需要分析及方案如下:4.1翼板,腹板,加强筋等板材的平整度要求H型钢所用的板材大部分是中薄板材.其高效率的下料方法是剪切下料或数控火焰(或等离子弧)切割下料.由于剪切力或火焰热的作用.板材会产生不同程度的变形
5、:生产过程中由于零件下料精度的影响,也会造成零件装配过程中翼板,腹板的不平;强行装配也会造成结构上的不平整这些变形都将会影响H型钢的外形尺寸和平整度要求.为了满足技术要求:生产过程中严格控制下料尺寸.可防止装配过程造成变形;下料后,根据不同板厚分类在钢板矫平机上矫正;在组装过程中严格控制装配垂直度,平行度.避免强行装配.4.2保证焊透的措施4.2.1翼板与腹板的焊接(采用高效率的埋弧焊方法):腹板厚度16mm及以下,在船形位置进行对称焊接:腹板厚度>16ram.采用k型坡口.坡口角度4o一45o,钝边尺寸4mm.采用船形焊接位置对称焊接.4.2.2翼板,腹板的拼焊(采用埋弧焊方法):16
6、mm及以下,装配间隙0-2ram,正反两面焊接;厚度>16mm时,坡口型式型,坡口角度60o,钝边尺寸68ram,装配间隙O-2ram.4.2.3加强筋同腹板,翼板焊接.由于加强筋长度尺寸较小,主要采取二氧化碳气体保护焊方法焊接,电弧穿透力强,能量集中,变形较小,并且全位置焊接方便.质量高.型钢不用翻转.就可进行所有加强筋所有焊缝的焊接.均获得了满意的效果4.3焊接变形控制与矫正4.3.1焊接变形的产生原因及控制产生焊接变形主要原因是由于焊接过程中工件受到不均匀的加热和冷却,使得焊缝及焊缝区温度很高,而远离焊缝区温度接近室温.这样.不受热的冷金属阻碍了焊缝区金属的膨胀和收缩.使高温焊缝处
7、产生压缩塑性变形.从而使结构产生了焊接变形:其次.不同装配顺序,焊接顺序,焊缝在结构中的位置,焊接方法,焊接规范,结构刚性等因素.在焊接过程中在焊缝长度,宽度,厚度上不同时性也能造成焊接变形.焊接变形将影响整体结构的承载能力,外形尺寸,装配等,并将带来制造成本的增加.生产过程中应尽量减小或消除变形.H型钢的主要焊接变形有:翼板的角变形,整体弯曲变形(挠度),弯曲变形(旁弯),扭曲变形等.下面针对H型钢的主要变形种类简述控制方法.(1)翼板的角变形翼板的角变形是H型钢腹板翼板装配焊接完成后出现的一种主要变形方式.一般是由于焊缝区的横向收缩在焊件厚度上分布不均匀引起的.它将影响到加强筋的装配,承载
8、能力的下降.实际生产中,在组立机上装配腹板翼板时.借助组立机在翼板上制作一个反变形(如图4).可以抵消焊接过程中产生的角变形.图4科技佰意0机械与电子0SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION2012年第13期(2)整体弯曲变形(挠度)产生的主要原因是焊缝在焊接过程中未处于结构中性轴上或对称布置.或由于不合理的装配焊接顺序使焊缝纵向或横向收缩造成的对于H型钢弯曲变形存在以下形式及原因:图5中,先装配成T型结构,再焊接,就会产生弯曲变形;装配成H型,先焊1,2后焊3,4或先焊3,4后焊1,2焊缝都会产生弯曲变形;加强筋同腹板,翼板焊接时,如5,6焊缝同方向焊接,7,8焊
9、缝或9,10焊缝同时焊接都会产生挠曲变形.实际生产过程中H型钢装焊顺序:先组装成H型,采用埋弧焊方法进行焊接,四条焊缝同方向,焊接顺序1-432,可减少弯曲变形.然后组装所有加强筋,采用二氧化碳气体保护焊,两名焊工同时对称焊接加强筋,从H型钢中心处加强筋向两端焊接,5和6,7和8,9和1O焊缝均对称焊接经工艺实践减少了焊接变形.均达到了预期的效果一,r/I一/一图5(3)弯曲变形(旁弯)产生原因同(2).如图5中,先焊1,3后焊2,4焊缝或先焊2,4后焊1,3焊缝均会产生旁弯;如先焊5,7,9焊缝或6,8,10焊缝均会产生旁弯.实际生产过程中采取的焊接顺序是1-432,5,7,9焊缝同6,8,
10、10焊缝两名焊工对称进行焊接.可减少旁弯.(4)扭曲变形产生原因是由于沿焊缝长度上角变形分布不均匀或焊接顺序和焊接方向不同步造成的.如图5中,1,2,3,4焊缝不同向焊接会产生扭曲:H型钢中加强筋焊缝较多,如不进行对称焊接,也将造成扭曲.扭曲变形很难进行矫正.生产过程中应更加注意.实际生产中,按图5中,1,2,3,4焊缝应同方向进行焊接.其余加强筋焊缝应做到对称焊接.使扭曲变形控制到最小.4.3.2变形的矫正H型钢矫正变形的方法常采用的是机械矫正和火焰矫正我们采用的方法是:翼板的角变形采用机械矫正的方法在矫正机上进行.弯曲变形主要采用的矫正方法机械矫正方法和三角形加热方法.机械矫正方法是在撑直
11、机(或压力机,千斤顶及各种小型机具顶压)上矫正构件变形.矫正时,将构件变形部位放在两支撑之间,对准构件凸出部位缓慢施力.即可矫正变形.火焰矫正是根据变形的程度选择火焰加热三角形区域大小及加热区域间距与变形量有关.变形量越大.三角形区域大.间距越小,间距一般在50ram一100mm之间,火焰矫正的温度应控制在700C一800之间.严禁超过90oC的正火温度.扭曲变形主要采用火焰的方法进行实际生产过程中我们根据不同的变形种类及程度采用了不同的矫正方法均取得了良好的效果5效果评价5.I生产过程中采用有效的焊接方法,合理的焊接工艺参数,一定的坡口形式,可保证工件焊透要求.5.2结构中的焊缝.在焊接时应
12、注意焊接顺序和方向.尽量做到对称焊接.5.3生产过程中采用高效合理的装配方法,焊接方法.合理的装配顺序,合理的焊接方向,可保证焊接质量,提高生产效率,降低生产成本.Q【参考文献】1邓洪军.焊接结构生产【M.高等教育出版社,2009.2史耀武.焊接手册M】.机械工业出版社,2009.3文申柳.金属材料焊接M】.化学工业出版社,2008.4邱葭菲,主编.焊接方法与设备【M】.化学工业出版社,2009作者简介:李学成(1968.6一),男,焊接高级工程师,9_a-事焊接技术的教学及科研工作.责任编辑:王洪泽(上接第116页)否紧固可靠;4)液压操纵控制阀组上相应的手杆位置是否正确,供液阀是否关闭;液
13、压系统是否漏液.3自移机尾应用分析2Ol1年3月份在干河矿2-103综掘工作面试用成功后.陆续在各综掘工作面推广使用,取得了较好效果.实际使用证明,本自移式机尾能满足大型矿井综掘工作面运输能力需要.各项指标均符合要求.而且本自移机尾与普通掘进皮带相比,具有如下突出优点:3.1工作效率高.自移机尾与普通机尾相比,移动时间差不多.可调偏时间和固定时间却大大缩短,不需要手动导链操作.原来一个程序需要68人2小时完成,现在需要34人1小时完成,工效提高一倍3_2安全性好.自移机尾由于强度增大,在使用过程和移动过程中事故明显减少;在操作过程中程序简单,用人少,便于安全管理.3-3自行设计的电缆托架.较好
14、解决了综掘工作面各种管线的吊挂及移动问题4结束语高产高效矿井建设的发展要求,势必对机械化掘进提出更高的要求.随着井田的大型化,工作面长度的加长.要求保证采掘接替正常.推进速度的加快.为此.利用高可靠性的施工设备和有限的生产地质条件.研究实现长距离的快速掘进.适应矿井生产的快速发展要求.具有极为现实的意义干河煤矿首次在长距离掘进工作面进行了尝试.充分发挥了设备效能,取得了良好的效果.采用掘进皮带机自移机尾.完全可以实现长距离巷道的快速掘进.提高单进水平.在条件适宜的矿井有着广泛的推广应用价值.【参考文献】1冯金水.大运量超重型带式输送机自移机尾设计J】.煤炭科学技术,2011,39(11).2崔希贤.PK1200型带式输送机自移机尾的研制【J】.煤矿机械,1998,18(8).3宋伟刚.通用带式输送机设计M.北京:机械工业出版社,2006.4郑志刚.皮带机自移机尾在综放工作面的实践与应用叨.山东煤炭科技,2010(3).作者简介:弓海$(1981.1o_),男,山西安泽人,2011年3月毕业于太原理工大学煤炭开采技术专业,现于山西霍宝干河煤矿有限公司工作.责任编辑:王洪泽119