水利水电工程弧形钢闸门制造技术

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工 业 技 术
水利 水 电工 程弧 形钢 ｉ 制造 技术 ￣ｒ Ｊ］
衡 杰
（ 中国水 利 水 电 第十 工程 局 有 限公 司 ， 四川 成 都 ６ ００ ） １０ ０
摘 要 ： 文 作 者 结 合 多年 的 工 作 经 验 ， 要 就 弧 形 闸 门 制 造 工 艺 和 焊 接 技 术 措 施 进 行 了 阐 述 。 本 主
一空
接在上胎模前， 全部以平角焊缝方式焊完 。 门叶拼装在弧形工作 台上进行பைடு நூலகம்。拼组前要 仔细检查弧形工作台上的各 支撑点位置是否都 符合门叶面板的圆弧面。首先将两根主梁拼装 到位 ， 再拼装 中隔 板， 主梁 、 板须 与面板 顶紧 隔 （ 即无间隙 ）才 能保 证面板 的弧度 和横向平直 ，
关键 词： 形 闸门； 造 工艺 ； 接 弧 制 焊 中 图 分 类 号 ： Ｖ ４ 文 献 标 识 码 ： Ｔ ５７ Ｂ
随着我国水利水电事业 的蓬勃发展， 在大型 水 利枢纽工程 中弧形闸门已得到广泛应用 。由 于弧门和支臂都是已金属结 构焊接 而成 ， ， 因此 在制造 闸门的过程中 ， 如何有效 的防止构件的 变形 ， 制造 精度， 保证 减少误差是 制造弧形 闸门 的关键问题 。 １ ．弧门制造工艺流程图 弧形 闸门制造工艺流程见图 １ 。
扭 曲和联接点对 角线相对差。 紧接着拼装上 、 下 隔板和水平次梁 等， 都必须控制好部件与面板之 图 ３弧 门放 样 示 意 图 间无间隙等。最后进行拼装质检并作好检测 记 亟 ｌ ３ ．门叶制造 ． １ 录发 现 问题圾 时作好处理。 门叶制造包括面板对接 、 主梁制 造 、 制 隔板 ３ 门叶焊接及 变形预防措施 ２ 造、 门叶拼装等工序。 门叶拼装质检合 格后才 能进行焊接。弧 门 板由许 多块钢板对接而成， 各块板 的尺寸需 各部件在进行手工电弧焊和 Ｃ Ｏ 保护焊时厂 般 正确 。 焊缝 Ｖ型坡 口必须在卷板之前刨好每 块 都会产生焊接 变形和焊接应力 。其变形主要为 钢板 四角要成 ９。的直角。 ｏ 由于面板焊缝较多， 角变 弯 波 其长度和宽度均要放焊缝 收缩 和切割余量 。在 纵向和横 向的收缩变形 、 形 、 曲变形 、 扭 变形预防措施常用： 反变形 上胎模 每块 面板须上卷板 机卷制， 弧度用 浪变形 、 曲变形等 。 其 散 刚性固定 法 、 利用装 配和焊接顺序 弧度样板控制， 卷制时要注意上辊筒与钢板侧边 法 、 热法 、 来控制变形等方法 。 的垂直度， 以防卷歪 。 每块 面板 吊上胎模后 ， 面板 ｆ 塑璺 －ｊ 兰 焊接 人员合理 分工， 准备 ３ 作业， 班 中间不 必须与胎模有 良 的接触 。面板对接定位焊时， 好 图 １弧 门制 造 工 艺 流程 图 允许 中断厂 直到门叶焊完， 每班 ２ 人或 ４ 成 人（ 要控制好对接错位， 即利用对 接焊缝 的反变形， ２ 弧门制造 的准备工作 双数 ） 按规定 的次序 和方 向同时施焊， 门叶 减少 以抵 消焊 接角变形； 用 弧门加工制造的准备工作搭 设弧形工作 台 对接焊缝位置适 当垫高， 的变形 和扭 曲。确定焊接方 向， 先从闸门中央部 Ｏ 保护焊打底， 除清渣的麻 烦； 、 免 主梁 水平次 （ 胎模 ） 、 门叶的分节分块 、 确定 门叶结构尺寸放 Ｃ ： 位开始向 四周扩展， 同一条 长焊缝上施焊 时， 在 样等 。弧形工作台（ 胎模 ） 是弧门分节拼装时使 梁拼装位置 的面板对接缝要用砂 轮机磨平 。确 由 ２ 人或 ４ ＾ 从焊缝长度 中点处分别 向两端焊 定 门叶拼装线， 在面板焊缝 结束后， 面板弧 检查 用的。 要求该工作台牢 固、 可靠弧 度符合 门叶的 接。控制焊接次序， 先焊隔板后翼板 和主梁后翼 面板弧度； 常采用型钢（ 角钢 、 工字钢或槽 钢 ） 搭 度与胎模弧度 的符合 隋况然 后确定各部件 的拼 板 的对接缝第 二步焊接水平次梁与隔板（ 边柱 ） 装位置。 设立柱式弧形工作台（ 见图 ２。 ）为控制其弧度精 的筋板的角焊缝 第 三步焊接 隔板与主梁腹板的 主横梁为闸门主要的受力构件用 钢板拼成 度， 设时应始终用水 准仪 监控， 另外搭设 搭 支臂 立焊， 前三步焊接量小 ， 变形也小， 但提高 了整个 箱形梁结构蕻 前翼缘板即是面板 。主梁制造时 平台进行组装。 门叶的刚度 ， 而也提 高了抵 御焊接变形 的能 从 要注意：①主梁腹板和翼板焊接接头必须 避开 力第 四步焊接隔板 、 、 小梁 主梁和面板相接的平 中心位置， 因该处受 弯矩 最大； 板对接接 头 ②腹 角焊缝。在 同一 门叶上焊接 的焊工， 注意要尽量 位置与翼板对接接头位置必须相互错开错 开尺 采用相同的焊接电流 、 焊接速度 、 焊接次序和焊 寸大 于 ５０ ｍ（ 同一扇 闸门的两根 主梁 ， ０ ｍ ；） ￣ 其焊 角高度； 长度大 于 ｌ 对 ｍ焊缝， 分段 焊接， 采用 分 缝接头不能在同—个截面上： ④主梁须向上游面 段长度大 于 １０ ｍ 焊接采用分 段 、 ０ｍ 。 分层进行跳 微拱趄 目的是提高闸门主梁 的承载能力 ［。 ２ ｌ 焊 ， 图 ４ 如 。 主横梁 下料划线时要充分考虑焊接收缩量 ３ ．支臂制造 ． ３ 和切割余量 ， 检查划线 的对 角线相对 差， 并 使其 值不大于 ２ ｍ ｍ 。在 主梁拼装前要对各个部件进 行检查 、 校正， 在翼板上 弹线明确腹板 的拼装位 图 ４跳 焊 顺 序 示意 图 １ 一门叶 ；一 ２ 平台（ 钢板 ） 一 ； 立柱 （ ３ 角钢 ） 一 置＇ ； ４ 并严格控制腹板与翼板的垂直度 。焊接主梁 支臂是闸门主要受力部件， 因此在支臂制造 檀条（ 角钢 ）５ 连接秆 ；一 ；一 ６ 工字钢 。 腹板 和翼板的各 自对接缝， 拼装后 的角焊缝都由 中对 支臂 的平直度 、弯曲度和扭曲度等要严 格 弧门的门叶焊缝全部集中上游侧． 缝焊接 埋弧焊焊接’ 焊剂必须按规定要求烘焙 。主梁 控制 。 焊 ， 支臂的结 构形式常见的为箱形支臂 。 箱形 ｆ 旦 后产生变形必然是使闸 门收缩， 曲率半径 Ｒ变 检测合格后 所 有 主梁切割成一 样长度 ， 同时适 支臂 内为封闭区， 不得漏水 。 小。为使焊接后 曲率半径 Ｒ符合技术图纸要求， 当考虑 门叶焊接引起 主梁 的收缩量。 根据设计图纸先放出支臂 １ 的大样 ， ： １ 然后 除焊接时采用防 止 焊接变形的措施外， 首先在 闸 小横梁用 普通型钢 （ 如槽钢 、 字钢 ） 工 制造， 按放 大样实测尺寸 （ 加上焊接 、矫正的收缩余 门门叶备料时’ 考虑适 当加大 曲率半径 Ｒ 。门叶 在拼装前须将每根横梁 的弯曲变形矫正合格 。 量） 。 备料 注意在长度方 向还须 留有余量， 以保证 曲率半径 Ｒ放大后， 必须进 行 ｌ 放大样 （ ： １ 如图 隔板是门叶上 比较重要 的一种部件， 隔板尺 支臂总拼时有调整余地 。 然后组装 、 ， 焊接 为解决 ３，实 际 备 料 曲率 半 径 Ｒ 可按 照 公 式 Ｒ ＝ 寸的准确 与否直接影响到门叶面板的弧度 和曲 箱形支臂 的焊接 变形， ） ’ ’ 将下翼 板 、 隔板和两腹板 （ ２ ４ ２／ｈ Ｃ ＋ ｈ ） 计算式 中 ｃ为加 焊接收缩量后实 率半径 。下料用坐标放样每 种隔板做 一块精 确 在平台上拼装， ８ 两腹板与翼板须互相垂直并点焊 测弦长’ 为加焊接收缩量后 实测矢 高： ｝ ｌ 面板圆弧 的样板 ， 隔板用样板 划线， 所有 用切割机切 割， 并 牢固； 用手工电弧 焊焊接箱体 内各条焊缝， 焊接 两端放大值按经验一般取 ４ ６ ｍ ～ 。面板弧度 、 要控制其弦长 。 ｍ 先进行后翼板 、 的拼装－ 筋板 在与 顺序为先 对称焊接腹板与隔板立焊， 再焊隔板与 隔板弧度均按照放大后 曲率半径 Ｒ 加工制造 。 后翼板拼装时＇ 制隔板与后翼板垂 直度 。然 翼板角焊缝， ’ 要控 最后分段跳焊腹板与翼板角焊缝。 ３ ．弧门制造川 后焊接 ， 免在胎模上焊 仰角焊， 为避 隔板拼装 焊