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談水利水電工程金屬結構與焊接技術研究論文
〔摘要〕文章介紹了水利水電工程金屬結構制作焊接的施工工藝。
〔關鍵詞〕水工金屬結構論文
不同的金屬結構制作，在焊接時，對其焊接工藝有不同的要求。以我處的實際情況，主要包括鋼閘門(包括弧形鋼閘門、平面鋼閘門)和壓力鋼管的的制作，故以此為例，編制焊接工藝。
1鋼閘門的焊接工藝
1．1一般規(guī)定
1．1．1焊工技術水平焊工技術水平是決定手工電弧焊質量最主要的因素。技術條件相同，焊工技術水平不同，焊接質量會出現(xiàn)截然不同的結果。因此，為保證焊接質量，焊工必須持證上崗。1．1．2焊條的存儲、處理及選擇焊條的存儲。各類焊條必須分類、分牌號堆放，以免混亂。焊條必須存放在干燥的倉庫內，室溫應在10℃以下，相對濕度小于60%。各類焊條在存儲時，離地、離墻的距離均不小于300mm，以免受潮。焊條的處理。焊條受潮后，焊接時容易生成氣孔。所以焊條在使用前一定要按規(guī)定進行干燥處理，對堿性焊條尤為重要。普通焊條存放在符合要求的環(huán)境下，可不進行烘干。堿性焊條一般烘干溫度為350℃，烘干時間1h。烘干后的焊條應放在50℃～100℃的保溫筒中，并隨用隨取。焊條的選擇。在實際焊接過程中，焊條直徑的選擇不是一成不變的。要根據(jù)實際情況來決定。一般情況下，要遵循下列3個原則:一是搭接、T型接頭應選用直徑較大的焊條。二是焊仰焊縫、立焊縫或橫焊縫時，焊條直徑應比焊平焊縫時小一些。三是多層焊接時，第一層應選用直徑較小的焊條，以后各層應選用直徑較大的焊條。1．1．3焊接電源的選擇焊接電源是控制焊接質量的重要條件之一。堿性焊條一般要選擇直流電焊機，酸性焊條選擇交流電焊機，兩種焊條交替使用時應選擇直流電焊機。在使用直流電焊機時，焊件接電源正極，電極接電源負極為正接，一般在焊接厚板時，為獲得較大熔深，采用正接法。反之為反接，在焊接薄板時，為防止燒穿，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，在管子全位置焊接時更加明顯。故引弧要做到以下幾個方面:工件坡口處無油污、銹斑，以免影響導電能力和使熔池產生氧化物。一般距離始焊點前10～20mm處引弧，然后移至始焊點，待熔池熔透再向前移動焊接。(2)電弧中斷和焊接結束，都會產生熔坑，該處常出現(xiàn)疏松、裂紋、氣孔和夾渣等缺陷。為克服熔坑缺陷，可采用轉移法或疊堆法收弧。1．1．5焊接條件施工現(xiàn)場符合下列條件時，方可焊接:雨雪環(huán)境露天施焊，相對濕度小于等于90%。氣體保護電弧焊時風速應小于2m/s，焊條電弧焊和埋弧焊時風速應小于8m/s。環(huán)境溫度不低于－20℃。
1．2焊接工藝
1．2．1主梁的組對(1)主梁腹板或翼緣板的對接焊縫:在6≤δ≤30范圍內，單面加工角度為60°～70°、鈍邊為2～3mm的V型坡口，對口尺寸應為2～4mm。(2)腹板與翼緣板的T型接頭:δ≤12時，不加工坡口，腹板和翼緣板的對口尺寸為0～2mm;12＜δ≤20時，腹板加工角度為50°～60°、鈍邊為2～4mm的單面坡口，對口尺寸為0～2mm;δ＞20時，腹板加工角度為50°～60°、鈍邊為2～4mm的雙面坡口，對口尺寸為0～2mm。(δ－板厚)1．2．2主梁的焊接(1)焊接電流:一般按I=(30～50)d(d為焊條直徑)來計算，應取上限。仰焊時，按上式減少10%～20%;冬季施工，則增加10%～15%。(2)焊接速度:在不影響焊接質量的前提下，速度盡可能快一些，角焊縫焊腳高度盡量減小，以減小變形，提高效率。但焊腳高度不能低于相鄰薄板的厚度。焊接速度一般以140～160mm/min為宜。(3)焊接電壓:電壓的高低決定電弧的長短，電壓高則電弧長，電壓低則電弧短，電弧的長短對焊縫成形和焊接質量有重要影響。電弧電壓一般為20～24V。(4)腹板或翼緣板的對接焊縫的焊接:在分層焊接時，每層的焊接方向應相反。焊完一面后，翻轉工件，先用碳弧氣刨對焊縫進行清根處理，并用磨光機將焊道內打磨干凈，除去滲碳層。再按照分層焊接的方法進行焊接。每面的焊接層數(shù)不少于3層。(5)腹板和翼緣板角焊縫的焊接:不帶筋板工字梁的焊接，該結構應按下圖順序進行焊接:若由一個焊工施焊時，先焊焊縫1，翻轉工件焊接2、3，然后再翻回原位焊接4。若由兩個焊工同時施焊時，則一個焊工焊2，另一個焊工焊3，焊完后翻轉工件，用同樣方法焊1和4。均用分段退焊法，從中間向兩側施焊。自動焊順序與此相同。帶筋板工字梁的焊接:這種結構不論大小和長短，一律從中部開始焊接。(6)隔板和面板的焊接:隔板的焊接應以隔板作為分段范圍先從中部開始焊接。面板也從中部開始，采取分段退焊法進行焊接。(7)鋼板拼接時，兩平行焊縫之間的距離應不小于500mm。(8)結構件組裝時，任意兩條平行焊縫之間的距離應大于3倍的板厚，且不小于100mm。
2壓力鋼管的焊接工藝
(1)鋼管對口要求。對于手工電弧焊的管子，容易出現(xiàn)根部缺陷，故對口需開坡口。即每根管子的端部都用機械或火焰切割加工成角度為30°～35°、鈍邊為1～2mm的斜邊，兩根管子的端部結合起來，就形成了V型坡口。兩管組對間隙應為1～3mm，嚴禁填充異物。坡口周圍要清理干凈。(2)管節(jié)的組對和定位。焊件組對前，焊縫坡口面及坡口兩側各10～20mm范圍內的鐵銹、毛刺、氧化皮等清除干凈。相同厚度管節(jié)的對接焊縫，允許對口錯邊量如下:縱縫:不大于板厚的10%且小于等于2mm;環(huán)縫:不大于板厚的15%且小于等于3mm。(3)焊縫點固。焊縫點固應符合下列要求:小管(≤φ51)以一點為宜，點固在平或斜平位置上。中管(φ51～133)以兩點為宜，點固在平和斜平位置上。大管(＞φ133)點固2～4點。所有點固長度一般為15～30mm，高度為3～5mm。高度太小，容易開裂，太大，會給第一層焊接帶來困難。(4)引弧板和引出板。在焊縫兩端要設置引弧板和引出板，其材質、坡口型式和坡口尺寸應與焊縫相同。手工電弧焊的引弧板和引出板的尺寸應大于等于40mm×50mm。埋弧焊的引弧板和引出板的尺寸應大于等于50mm×100mm。(5)鋼管焊接。鋼管焊接時應將鋼管支撐在水平位置進行焊接。包括仰焊、立焊和平焊等所有空間位置的焊接。在焊接時要注意以下要點:在單面焊雙面成形的焊縫中，必須保證第一層焊透，不允許內部有妨礙介質流動的焊瘤和低強度的塌腰存在。由于焊接位置不斷變化，運條角度和施焊者站立的高度必須適應變化的需要。在焊接電流不能隨時調整的情況下，主要靠焊工擺動焊條來控制熱量，達到均勻熔化的目的。
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