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谈水利水电工程金属结构与焊接技术研究论文
〔摘要〕文章介绍了水利水电工程金属结构制作焊接的施工工艺。
〔关键词〕水工金属结构论文
不同的金属结构制作，在焊接时，对其焊接工艺有不同的要求。以我处的实际情况，主要包括钢闸门(包括弧形钢闸门、平面钢闸门)和压力钢管的的制作，故以此为例，编制焊接工艺。
1钢闸门的焊接工艺
1．1一般规定
1．1．1焊工技术水平焊工技术水平是决定手工电弧焊质量最主要的因素。技术条件相同，焊工技术水平不同，焊接质量会出现截然不同的结果。因此，为保证焊接质量，焊工必须持证上岗。1．1．2焊条的存储、处理及选择焊条的存储。各类焊条必须分类、分牌号堆放，以免混乱。焊条必须存放在干燥的仓库内，室温应在10℃以下，相对湿度小于60%。各类焊条在存储时，离地、离墙的距离均不小于300mm，以免受潮。焊条的处理。焊条受潮后，焊接时容易生成气孔。所以焊条在使用前一定要按规定进行干燥处理，对碱性焊条尤为重要。普通焊条存放在符合要求的环境下，可不进行烘干。碱性焊条一般烘干温度为350℃，烘干时间1h。烘干后的焊条应放在50℃～100℃的保温筒中，并随用随取。焊条的选择。在实际焊接过程中，焊条直径的选择不是一成不变的。要根据实际情况来决定。一般情况下，要遵循下列3个原则:一是搭接、T型接头应选用直径较大的焊条。二是焊仰焊缝、立焊缝或横焊缝时，焊条直径应比焊平焊缝时小一些。三是多层焊接时，第一层应选用直径较小的焊条，以后各层应选用直径较大的焊条。1．1．3焊接电源的选择焊接电源是控制焊接质量的重要条件之一。碱性焊条一般要选择直流电焊机，酸性焊条选择交流电焊机，两种焊条交替使用时应选择直流电焊机。在使用直流电焊机时，焊件接电源正极，电极接电源负极为正接，一般在焊接厚板时，为获得较大熔深，采用正接法。反之为反接，在焊接薄板时，为防止烧穿，采用反接法。1．1．4引弧和收弧(1)引弧不好，容易造成始焊缺陷，在管子全位置焊接时更加明显。故引弧要做到以下几个方面:工件坡口处无油污、锈斑，以免影响导电能力和使熔池产生氧化物。一般距离始焊点前10～20mm处引弧，然后移至始焊点，待熔池熔透再向前移动焊接。(2)电弧中断和焊接结束，都会产生熔坑，该处常出现疏松、裂纹、气孔和夹渣等缺陷。为克服熔坑缺陷，可采用转移法或叠堆法收弧。1．1．5焊接条件施工现场符合下列条件时，方可焊接:雨雪环境露天施焊，相对湿度小于等于90%。气体保护电弧焊时风速应小于2m/s，焊条电弧焊和埋弧焊时风速应小于8m/s。环境温度不低于－20℃。
1．2焊接工艺
1．2．1主梁的组对(1)主梁腹板或翼缘板的对接焊缝:在6≤δ≤30范围内，单面加工角度为60°～70°、钝边为2～3mm的V型坡口，对口尺寸应为2～4mm。(2)腹板与翼缘板的T型接头:δ≤12时，不加工坡口，腹板和翼缘板的对口尺寸为0～2mm;12＜δ≤20时，腹板加工角度为50°～60°、钝边为2～4mm的单面坡口，对口尺寸为0～2mm;δ＞20时，腹板加工角度为50°～60°、钝边为2～4mm的双面坡口，对口尺寸为0～2mm。(δ－板厚)1．2．2主梁的焊接(1)焊接电流:一般按I=(30～50)d(d为焊条直径)来计算，应取上限。仰焊时，按上式减少10%～20%;冬季施工，则增加10%～15%。(2)焊接速度:在不影响焊接质量的前提下，速度尽可能快一些，角焊缝焊脚高度尽量减小，以减小变形，提高效率。但焊脚高度不能低于相邻薄板的厚度。焊接速度一般以140～160mm/min为宜。(3)焊接电压:电压的高低决定电弧的长短，电压高则电弧长，电压低则电弧短，电弧的长短对焊缝成形和焊接质量有重要影响。电弧电压一般为20～24V。(4)腹板或翼缘板的对接焊缝的焊接:在分层焊接时，每层的焊接方向应相反。焊完一面后，翻转工件，先用碳弧气刨对焊缝进行清根处理，并用磨光机将焊道内打磨干净，除去渗碳层。再按照分层焊接的方法进行焊接。每面的焊接层数不少于3层。(5)腹板和翼缘板角焊缝的焊接:不带筋板工字梁的焊接，该结构应按下图顺序进行焊接:若由一个焊工施焊时，先焊焊缝1，翻转工件焊接2、3，然后再翻回原位焊接4。若由两个焊工同时施焊时，则一个焊工焊2，另一个焊工焊3，焊完后翻转工件，用同样方法焊1和4。均用分段退焊法，从中间向两侧施焊。自动焊顺序与此相同。带筋板工字梁的焊接:这种结构不论大小和长短，一律从中部开始焊接。(6)隔板和面板的焊接:隔板的焊接应以隔板作为分段范围先从中部开始焊接。面板也从中部开始，采取分段退焊法进行焊接。(7)钢板拼接时，两平行焊缝之间的距离应不小于500mm。(8)结构件组装时，任意两条平行焊缝之间的距离应大于3倍的板厚，且不小于100mm。
2压力钢管的焊接工艺
(1)钢管对口要求。对于手工电弧焊的管子，容易出现根部缺陷，故对口需开坡口。即每根管子的端部都用机械或火焰切割加工成角度为30°～35°、钝边为1～2mm的斜边，两根管子的端部结合起来，就形成了V型坡口。两管组对间隙应为1～3mm，严禁填充异物。坡口周围要清理干净。(2)管节的组对和定位。焊件组对前，焊缝坡口面及坡口两侧各10～20mm范围内的铁锈、毛刺、氧化皮等清除干净。相同厚度管节的对接焊缝，允许对口错边量如下:纵缝:不大于板厚的10%且小于等于2mm;环缝:不大于板厚的15%且小于等于3mm。(3)焊缝点固。焊缝点固应符合下列要求:小管(≤φ51)以一点为宜，点固在平或斜平位置上。中管(φ51～133)以两点为宜，点固在平和斜平位置上。大管(＞φ133)点固2～4点。所有点固长度一般为15～30mm，高度为3～5mm。高度太小，容易开裂，太大，会给第一层焊接带来困难。(4)引弧板和引出板。在焊缝两端要设置引弧板和引出板，其材质、坡口型式和坡口尺寸应与焊缝相同。手工电弧焊的引弧板和引出板的尺寸应大于等于40mm×50mm。埋弧焊的引弧板和引出板的尺寸应大于等于50mm×100mm。(5)钢管焊接。钢管焊接时应将钢管支撑在水平位置进行焊接。包括仰焊、立焊和平焊等所有空间位置的焊接。在焊接时要注意以下要点:在单面焊双面成形的焊缝中，必须保证第一层焊透，不允许内部有妨碍介质流动的焊瘤和低强度的塌腰存在。由于焊接位置不断变化，运条角度和施焊者站立的高度必须适应变化的需要。在焊接电流不能随时调整的情况下，主要靠焊工摆动焊条来控制热量，达到均匀熔化的目的。
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