摘 要：大型鋼結(jié)構(gòu)件的焊接成型，如何保證成型精度是行業(yè)一直探索的課題。本文根據(jù)自身工作實(shí)踐，總結(jié)出利用骨架定型法，即利用筋板等骨架的剛度，對(duì)大型構(gòu)件整體進(jìn)行定型，最后在不產(chǎn)生較大應(yīng)力的情況下，做出合格穩(wěn)定的產(chǎn)品。

關(guān)鍵詞：大型鋼構(gòu)；骨架定型；以內(nèi)定外

1 問題提出

隨著設(shè)備制造技術(shù)的發(fā)展，大型焊接結(jié)構(gòu)件的應(yīng)用越來(lái)越多，要求也越來(lái)越高。其特點(diǎn)是：尺寸大，單向尺寸幾米、幾十米，甚至更大的；笨重，單件重量幾噸、幾十噸，甚至更重；整形困難，大型構(gòu)件變形后往往難于整形，有的大型構(gòu)件，人工時(shí)效都有一定困難；價(jià)值高，一旦出現(xiàn)不可控的變形，必然造成較大的損失。下面介紹一下在長(zhǎng)期的工作實(shí)踐中，我們總結(jié)出了骨架定型法工藝技術(shù)方案。

2 骨架定型法的概述

骨架定型法，顧名思義就是利用大型構(gòu)件內(nèi)部的骨架、筋板等為構(gòu)件定型。生產(chǎn)實(shí)踐中，人們往往關(guān)注構(gòu)件的外形即使用面的尺寸和形狀，而放松其內(nèi)部筋板等的精度的控制，即保證外形合格，放寬內(nèi)部成型要求。這在一般構(gòu)件時(shí)無(wú)可厚非的，但對(duì)于大型構(gòu)件的焊接成型，則可以利用骨架的剛度以內(nèi)定外，對(duì)規(guī)范成型和減少應(yīng)力更有利。這種工藝一般是骨架以較高的精度預(yù)成型，或者將筋板等以較高的形狀和尺寸精度加工，用以“固定”面板、外殼的形狀和尺寸等。

3 骨架定型的工藝實(shí)踐與措施

3.1 網(wǎng)格骨架定型

即先將網(wǎng)格骨架高精度成型，再利用其剛度整體成型。幾年前，我們?cè)O(shè)計(jì)一款40000kN的大型試驗(yàn)設(shè)備，其承載平臺(tái)就是一個(gè)長(zhǎng)8000mm，寬3900mm，高1200mm，單件重量近百噸的大型構(gòu)件，受地域加工條件的限制（構(gòu)件大，不希望長(zhǎng)途運(yùn)輸），其表面選擇不做機(jī)加工，要靠焊接最后達(dá)到平面度±1.5mm的使用要求。通過分析，我們利用內(nèi)部網(wǎng)格狀的筋板做定型，工藝措施是：用兩個(gè)平行割炬同步進(jìn)行切割下料，同一規(guī)格的筋板點(diǎn)組一起上龍門刨加工立筋的邊緣，以釋放筋板切割邊應(yīng)力，同時(shí)保證筋板處于同一高度尺寸，點(diǎn)組時(shí)先點(diǎn)組網(wǎng)格狀筋板，利用平臺(tái)讓筋板外緣處于同一平面，采取先重點(diǎn)，再輕焊，繼之對(duì)稱施焊的方式的要求，即為了保證穩(wěn)定性，點(diǎn)組要結(jié)實(shí)，定型要可靠，初始焊接電流強(qiáng)度要小焊縫要低，主要是成型作用，先固定住網(wǎng)格骨架，然后再對(duì)稱施焊達(dá)到要求，一般地網(wǎng)格狀筋板都不需要連續(xù)焊縫，在兼顧剛度的情況下，對(duì)稱布置焊縫，并同步對(duì)稱焊接，使網(wǎng)格狀骨架最后成型的平面度比較理想。骨架焊接成型后，因?yàn)槭┖副容^合理，加上高度尺寸大，剛度即抗彎性能好等，一般都有較高的平面度。同時(shí)也可對(duì)平面度不理想的部分可以進(jìn)行局部簡(jiǎn)單處理，有條件時(shí)可以人工時(shí)效去應(yīng)力處理，上加工設(shè)備對(duì)平面進(jìn)行加工等。骨架完成后，將面板從一端點(diǎn)組，漸次進(jìn)行，保證面板貼緊骨架，不可先點(diǎn)組兩頭或兩側(cè)，防止面板不平，使余料及應(yīng)力不好釋放。從一端焊接，讓其余的面板處于自由狀態(tài)，一般的面板與骨架的焊接強(qiáng)度無(wú)須過大，抗彎主要靠骨架，面板在使用時(shí)一般受拉應(yīng)力，焊縫滿足要求即可。而蓋板僅僅采取與筋板多點(diǎn)塞焊即可，這樣最后成型的構(gòu)件，平面度一般都比較理想，即便有條件加工，其加工余量也可以控制得很小。

3.2 邊、筋定型

該試驗(yàn)設(shè)備有4件主梁，單件主梁長(zhǎng)度達(dá)十五米，斷面尺寸單邊超過1000mm，重量超過30噸，且三個(gè)面有導(dǎo)向要求，主梁采取鋼板拼焊結(jié)構(gòu)。如果該梁成型后變形較大，勢(shì)必影響后面加工，除非投入更厚的板材，加大余量，這樣不但浪費(fèi)，加工量和工藝難度都相應(yīng)增加。為此，我們采用內(nèi)邊板和筋板定型的工藝，即將內(nèi)邊板和筋板進(jìn)行規(guī)范切割，將對(duì)稱邊切口進(jìn)行刨削加工，用它們來(lái)強(qiáng)制規(guī)范面板平直度及定型效果，再輔以合理的焊接工藝措施，焊接成型后其平直度均比較理想，整體余量控制在3mm以內(nèi)，為后期的加工創(chuàng)造了良好的條件。而且焊接應(yīng)力較小，對(duì)產(chǎn)品后期使用有利。

4 結(jié)論

采取以內(nèi)定外的方式，利用網(wǎng)格骨架、內(nèi)側(cè)板、筋板等的剛度和重要面的尺寸、形狀精度，對(duì)大型構(gòu)件進(jìn)行定型，不但成型精度高，變形小，內(nèi)應(yīng)力也較小，可供在大型構(gòu)件的焊接成型時(shí)參考。

作者簡(jiǎn)介：

叢劍（1976-），女，安徽淮北人，供職于安徽省礦業(yè)機(jī)電裝備有限責(zé)任公司技術(shù)中心。