■ 張海燕，朱家富

我公司生產(chǎn)的電力變壓器油箱產(chǎn)品，為了保證其具有一定的使用強度，需要在油箱箱壁上焊接一定數(shù)量的加強鐵。加強鐵以U形居多，厚度8～25mm不等。圖1為變壓器油箱外形，箱壁外側(cè)焊接有U形加強鐵。

U形加強鐵有剪板機剪切和數(shù)控火焰切割機切割兩種下料方式，在加強鐵的加工過程中發(fā)現(xiàn)采用數(shù)控火焰切割機下料的加強鐵在折彎設(shè)備上壓彎后出現(xiàn)了不同程度的拱狀變形，而剪板機剪切下料的鋼板未發(fā)現(xiàn)這種情況，造成火焰切割下料的加強鐵無法直接在油箱箱壁上進行點裝、焊接。下面就U形加強鐵的變形情況、產(chǎn)生原因及如何處理進行詳 盡的介紹。

圖1 焊有U形加強鐵的變壓器油箱

1. U形加強鐵的拱狀變形

變壓器油箱的箱壁上焊接U形加強鐵要求無間隙點裝（見圖2），如存在間隙最大不得超過2mm，即U形加強鐵的兩條腿邊緣的直線度≤2mm，然后利用千斤頂頂壓至無間隙后點裝焊接。

而火焰切割下料的加強鐵平板時無明顯變形，但是利用折彎機進行壓彎過程中在對加強鐵壓制第一道和第二道彎后均出現(xiàn)了不同程度的拱狀變形（見圖3），而且同等尺寸的加強鐵厚度越薄變形越大，厚度相同腿高度越小變形也越大。拱狀變形的出現(xiàn)造成了U形加強鐵直線度超差的問題，而且大小不等，最大可達20～30mm，這樣導致加強鐵無法使用。

2. U形加強鐵拱狀變形的原因分析

經(jīng)過剪切下料和火焰切割下料兩種方法的對比顯示，U形加強鐵出現(xiàn)拱狀變形的原因是由于前期在熱切割過程中鋼板內(nèi)部產(chǎn)生了熱應(yīng)力，即鋼板在火焰切割過程中因受熱不均勻而存在著溫度上的差異，各處的膨脹變形或收縮變形不一致，之間相互約束產(chǎn)生了內(nèi)應(yīng)力。由于熱應(yīng)力存在于切割完畢的鋼板內(nèi)部，且邊緣熱影響區(qū)產(chǎn)生的熱應(yīng)力要大于內(nèi)部的熱應(yīng)力，也就是從邊緣熱影響區(qū)向中間部位應(yīng)力逐漸減小，中間部位應(yīng)力最小，所以邊緣熱影響區(qū)產(chǎn)生收縮變形的趨勢最大。

加強鐵在壓彎時壓制的是鋼板里側(cè)，鋼板彎折位置的應(yīng)力在壓制過程中得以釋放，而長邊邊緣熱影響區(qū)位置的應(yīng)力變化不大，壓制完畢的U形加強鐵有了向邊緣部位收縮變形的時機，所以加強鐵就出現(xiàn)了拱狀變形。

對于兩腿的高度尺寸小的加強鐵壓彎后變形較大，主要原因是腿高越小彎折部位越靠近鋼板的長邊邊緣，這樣此位置內(nèi)部存在的應(yīng)力相比里側(cè)要大，壓彎后釋放的應(yīng)力就大，向鋼板邊緣熱影響區(qū)收縮變形的趨勢就更大，變形也就越大。

而對于厚度薄的U形加強鐵變形大的原因主要是薄鋼板的剛度小，折彎后變形傾向大。

3.U形加強鐵拱狀變形的處理措施

根據(jù)上述U形加強鐵產(chǎn)生拱狀變形的原因分析，制定出了以下幾種處理措施。

（1）利用冷加工方法去除鋼板邊緣切割過程中產(chǎn)生的熱影響區(qū)，消除或降低邊緣部位的熱應(yīng)力，即鋼板兩長邊下料時預(yù)留加工余量，然后利用機加工設(shè)備，如刨床等，將其去除。熱影響區(qū)的寬度根據(jù)切割的方法、鋼板厚度等不同而有所不同，根據(jù)鋼板厚度不同單邊余量控制在3～6mm。

（2）利用三角形火焰加熱的方法矯正加強鐵拱起的部位，使拱起的部位收縮達到直線度符合要求?；鹧婕訜崆白詈孟冉o其外力將上拱位置下壓至與平臺貼齊，效果會更好，如圖4所示。

（3）利用油壓設(shè)備對其調(diào)直處理。壓制時沖頭與加強鐵之間必須放置墊板，以防在表面壓制出死彎變形影響外觀質(zhì)量，壓制過程要慢、要穩(wěn)，切記不要心急，如圖5所示。

圖2 箱壁與U形加強鐵的無間隙點裝及存在間隙時的壓制

圖3 U形加強鐵壓彎后出現(xiàn)的拱狀變形

圖4 火焰加熱矯正變形

圖5 油壓設(shè)備調(diào)直拱形的U形加強鐵

4. 結(jié)語

經(jīng)數(shù)控火焰切割機切割下料的加強鐵去除邊緣部位熱影響區(qū)的寬度后再壓制U形彎，加強鐵沒有出現(xiàn)拱狀變形，或拱狀變形在允許的范圍內(nèi)。不去除熱影響區(qū)的情況下，經(jīng)過火焰整形或利用專用油壓設(shè)備進行調(diào)直也同樣能夠使加強鐵的直線度滿足技術(shù)要求。