摘要：紅糖成型機(jī)應(yīng)用于制糖企業(yè)，主要用于液態(tài)紅糖攪拌，成型機(jī)轉(zhuǎn)盤在焊接過程及焊后變形量大而且加工困難。為有效控制焊件的變形，本文針對(duì)轉(zhuǎn)盤構(gòu)件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分析其變形原因，闡述轉(zhuǎn)盤構(gòu)件的焊接工藝及控制措施。

關(guān)鍵詞：原因分析;拼接工藝;焊接工藝;控制措施

制糖產(chǎn)業(yè)是廣西重要的經(jīng)濟(jì)支柱，全國(guó)60%以上的糖產(chǎn)量都來自廣西。在廣西有眾多企業(yè)以制糖設(shè)備為主，紅糖成型機(jī)是制糖企業(yè)的一套重要設(shè)備，紅糖轉(zhuǎn)盤是該設(shè)備的重要部件。紅糖轉(zhuǎn)盤在下料、拼接、點(diǎn)焊、焊接過程中易產(chǎn)生的變形，不僅影響了結(jié)構(gòu)的外觀，后續(xù)加工困難成本高，影響工作進(jìn)度，花費(fèi)大量人力財(cái)物。所以制作及焊接工序非常關(guān)鍵，有必要對(duì)焊接工藝及變形的原因進(jìn)行分析，并采取有力措施控制焊接變形，以確保焊接質(zhì)量及使用性能，提高生產(chǎn)效率和降低加工成本。

1.焊接變形的原因分析

針對(duì)紅糖轉(zhuǎn)盤的焊接變形進(jìn)行了分析，在下料時(shí)是利用氧-乙炔和等離子切割機(jī)手工切割下料且不精準(zhǔn)。在劃線時(shí)沒有利用量具精準(zhǔn)劃線，在組裝焊接過程中沒有考慮到焊接變形，沒有運(yùn)用焊接平臺(tái)及定位工具及夾具，導(dǎo)致在組裝過程中有很大的尺寸偏差，加上焊接工藝不當(dāng)使工件變形嚴(yán)重，變形量超過10mm。紅糖轉(zhuǎn)盤直徑約?4.5m，在沒有拘束力的自由狀態(tài)下組裝及焊接，焊縫的熱脹冷縮及構(gòu)件自由伸縮容易產(chǎn)生變形，焊接工藝及焊接順序的不恰當(dāng)，焊接變形在所難免。工件的變形不僅影響了產(chǎn)品的外觀，機(jī)械加工難度大，產(chǎn)品使用率低，變形超過5mm要人工矯正，工作效率得不到提高。為了解決各種焊接技術(shù)問題，要了解先進(jìn)的焊接知識(shí)及焊接技術(shù)，在工作中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，以下便是通過分析總結(jié)得出的新焊接工藝及控制措施。

2.拼接工藝

2.1.材料的選擇

焊接變形的影響不僅和焊接材料有關(guān)，和板材也有很大關(guān)系。紅糖轉(zhuǎn)盤的端面用兩塊304不銹鋼板拼接組成，中間開孔? 195mm，板材厚度12mm;軸芯為304不銹鋼管，? 190mm;環(huán)形筋板與橫筋板用Q235碳鋼拼接組成，板材厚度為12mm;支撐桿為304不銹鋼管， ? 57mm。這次板材是CAD畫好圖，選擇數(shù)控等離子切割機(jī)、數(shù)控車床、卷板機(jī)等下好料，再拼接組裝，保證了板材的尺寸及精度。

2.2.焊接結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

紅糖盤結(jié)構(gòu)件屬于柱類的焊接結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是承受壓應(yīng)力或在受壓的同時(shí)又承受縱向彎曲應(yīng)力。紅糖盤采用了異種鋼材，采用CO2氣體保護(hù)焊和手工焊條電弧焊的焊接方法。兩種方法在焊接過程的順序會(huì)局部改變材料的應(yīng)力，使部件結(jié)構(gòu)受力不均勻，容易導(dǎo)致工件變形。不僅影響結(jié)構(gòu)的外形和尺寸，對(duì)焊后機(jī)械加工影響其尺寸的穩(wěn)定性和加工精度，要選擇合理的焊接工藝及焊接順序。

2.3.構(gòu)件的組裝

構(gòu)件的制作和組裝應(yīng)該在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的水平面上進(jìn)行。該平臺(tái)應(yīng)確保所受的自重壓力的程度足夠大，不會(huì)出現(xiàn)構(gòu)件失穩(wěn)和下沉的現(xiàn)象，以滿足構(gòu)件組裝的基本要求。

1）下料：根據(jù)圖紙對(duì)紅糖盤各個(gè)部件下好料，清渣、打磨。

2）放樣：在冷作鈑金平臺(tái)放樣畫好芯軸、環(huán)形筋板、橫筋板位置。

3）組裝：先組裝碳鋼環(huán)形筋板與橫筋板，由內(nèi)到外依次拼裝，中間使用螺桿和壓盤固定，外圈使用單腳碼分12等分固定，點(diǎn)焊牢固，并標(biāo)注焊接位置與長(zhǎng)度，采用CO2氣體保護(hù)焊方法點(diǎn)焊。

4）點(diǎn)焊好后，松開螺桿和壓盤，拿掉單腳碼，拿走組裝好的鋼架，在平臺(tái)上放置好不銹鋼板，調(diào)整好后點(diǎn)焊。點(diǎn)焊好后放好軸芯管并墊高5mm點(diǎn)焊，把組裝好的鋼架放上去對(duì)接好位置，擰緊螺桿和壓盤，固定好單腳碼，然后裝上支撐桿，全部采用手工焊條電弧焊方法點(diǎn)焊好。不銹鋼焊縫用308焊條的，不銹鋼與碳鋼的焊縫有309異種鋼焊條。（如圖）

3.焊接工藝

紅糖轉(zhuǎn)盤采用了CO2氣體保護(hù)焊和焊條電弧焊的焊接方法，為了控制焊接變形，焊接過程中要選擇合適的焊接順序和焊接工藝。先焊碳鋼的立焊縫，采用CO2氣體保護(hù)焊;再焊碳鋼與不銹鋼的平角焊縫，焊縫為分段焊，焊縫長(zhǎng)度約為30mm，采用焊條電弧焊;然后焊接支撐桿與軸芯管的焊縫，后焊支撐桿與碳鋼筋板的焊縫，采用CO2氣體保護(hù)焊。焊接順序考慮到先焊及后焊，段焊之間采用對(duì)稱跳焊法、分段逐步退焊法，局部對(duì)局部對(duì)稱焊等。待焊縫冷卻后方可拆固定夾具，再焊不銹鋼平面的焊縫，采用焊條電弧焊，采用以軸芯為中間向兩側(cè)焊接，分段對(duì)稱跳焊。在施焊過程中選擇正確的焊接工藝參數(shù)：

4.控制變形的措施

1）在焊件備料及加工前就預(yù)先考慮收縮余量，以便焊后工件達(dá)到所要求的形狀和尺寸。

2）預(yù)先估計(jì)結(jié)構(gòu)焊接變形的方向和大小，然后在焊接裝配時(shí)給予一個(gè)方向相反、大小相等的預(yù)置變形，以抵消焊后產(chǎn)生的變形。

3）點(diǎn)焊、焊接時(shí)將焊件加以剛性固定，焊后待焊件冷卻到室溫后再去掉剛性固定，可有效防止變形。

4）先焊收縮量大的焊縫，后焊收縮量較小的焊縫。

5）焊縫較長(zhǎng)的焊件可以采用分中對(duì)稱焊法、跳焊法，分段逐步退焊法，交替焊法。

6）焊件焊接時(shí)要先將所有的焊縫都點(diǎn)固后，再統(tǒng)一焊接，能夠提高焊件的剛度。

7）具有對(duì)稱焊縫的焊件最好成雙的對(duì)稱焊，使各焊道引起的變形相互抵消。

8）焊件焊縫不對(duì)稱時(shí)要先焊接焊縫少的一側(cè)。

9）采用由中間向兩側(cè)焊接都有利于抵抗焊接變形。

10）在焊接結(jié)構(gòu)中，當(dāng)鋼板拼接時(shí)，同時(shí)存在著橫向的端接焊縫和縱向的邊接焊縫，應(yīng)該先焊接端接焊縫再焊接邊接焊縫。

11）焊接操作時(shí)，減少焊接時(shí)的熱輸入，如降低電流、加快焊接速度。

12）焊接操作時(shí)，減少熔敷金屬量，如焊接時(shí)采用小坡口、減少焊縫寬度、焊接角焊時(shí)減少焊腳尺寸。

5.結(jié)束語

通過對(duì)紅糖轉(zhuǎn)盤的材料選擇及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，整體分析了焊接變形的原因，并從下料、拼接、點(diǎn)焊、焊接過程的把控，制定并得出了焊接工藝和焊接順序及有效控制變形的方法，焊接的變形量控制在規(guī)定范圍之內(nèi)，焊接質(zhì)量提高，機(jī)械加工難度減小，達(dá)到使用要求，提高了生產(chǎn)效率并降低了生產(chǎn)成本。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄧文英.金屬工藝學(xué).北京：高等教育出版社，2003。

[2]王國(guó)凡.鋼結(jié)構(gòu)焊接制造[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004。

[3]張建勛 劉川.焊接應(yīng)力變形有限元計(jì)算及其工程應(yīng)用.北京：科學(xué)出版社，2016。

[4]賈安東.焊接結(jié)構(gòu)與生產(chǎn).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2016。

作者簡(jiǎn)介：韋雨忠 （1989—），男，瑤族，籍貫：廣西南寧，學(xué)歷：本科，單位：桂林電子科技大學(xué)，研究方向：焊接技術(shù)及自動(dòng)化，焊接技術(shù)與工程。