箱型梁熔嘴电渣焊工艺参数

箱形梁（柱）内隔板电渣焊工艺参数优

化设计

［摘要］本文通过对内隔板等关键部件进行铣边加工，控制几何尺寸和加工精度；对封闭箱形截面构件的翼缘板与内隔板，运用电渣焊技术进行焊接；通过焊接熔透性工艺试验，优化焊接工艺参数，选择合适挡板、隔板厚度和组装间隙，确保了焊接质量和生产效率的提高。

［关键词］箱形截面构件；内隔板；间隙；电渣焊；工艺参数优化

1 引言

2009年，公司承接了新乡商会大厦工程建设项目，大厦工程用钢板材质全部为Q345B，钢框架箱形结构柱构件共680根，其中，柱壁板设计厚度为30mm、28mm、25mm、22mm、20mm、18mm、16mm的规格基本均分，内隔板设计厚度与平台梁的翼缘板等厚度（内隔板厚度不得小于此厚度），电渣焊口共计7648个。在箱形截面构件制作方面，内隔板电渣焊关键部位制作方法和尺寸以及焊接工艺参数, 文献资料报导较少。现结合新乡商会大厦工程，对箱形构件制作工艺进行改进和焊接工艺试验，优化工艺流程和焊接参数，以满足工程建设的质量和进度要求。

3 箱形梁（柱）优化后的制作工艺流程

大厦建筑质量目标是要拿鲁班奖, 制作过程质量严格控制，工期紧、任务重，没有合适的工艺和高效的生产率是不能按期完成的。针对此情况对工艺流程进行了改进优化，取消在隔板组立机上组装隔板工序，变为地胎组装，为保证电渣焊接质量和生产效率，采用隔板周边预留2mm加工余量，组焊好后由箱形线上的端面铣床进行加工（目前还未见报导用端面铣床加工隔板的资料），确保了隔板垂直度和平行度，使组装质量显著提高，间隙控制达到了

1mm以下，在整个工程电渣焊施焊过程中没出现一例漏渣现象。

电渣焊道的制孔问题做了多种尝试，查阅了相关资料，包括焊孔怎样制、什么时间制、孔径制多大都进行了试验：首先是在箱形梁（柱）组装成U形后的翼缘板上划出焊道中心线，待箱形四条主焊缝CO2打底焊后再划出焊道中心，用摇臂钻制孔，孔中心位置在腹板坡口上，一是钻孔中心在斜坡母材，一是CO2焊接后的熔敷金属和母材硬度不一，启钻困难。第二是把制孔放在切割好腹板后，在条板上划线钻孔，由于孔径中心偏离腹板边沿，偏钻造成损坏钻头。第三还尝试了用钻模定位等方法都不能满足生产要求。最后摸索出在U 形组装好后用气割的方式进行切割制孔，可以省去划线定位、钻床等工装夹具且工位灵活、效率高，优化后的箱形梁（柱）制作工艺流程见图2所示

影响箱形构件内隔板与壁板电渣焊接质量的关键，一个是焊接参数与焊接技术；另一个是箱形构件壁板、内隔板、挡板的加工精度和三者相互装配的间隙质量。如切割加工装配不按工艺要求做和装配前不进行矫正校平，组立后就很难保证接触面不产生过大间隙，当装配间隙＞1mm时，就会在电渣焊接时导致漏渣，造成焊接过程中断，箱形构件装配时常出现的缺陷如图3所示。

4 电渣焊接技术

4.1 挡板、隔板切割和坡口加工

采用数控切割进行切割下料，切割后清理挂渣，同时对挡板、隔板进行检查，检查项目如下：

4.1.1 挡板、隔板尺寸是否与详图相符合。

4.1.2 隔板的坡口角度、加工余量、平行度、垂直度是否在公差要求范围之内。

4.1.3 挡板、隔板是否弯曲，对其进行调直矫平处理。

4.2 隔板组装

4.2.1 在地胎上进行隔板与挡板装配, 见图4所示。隔板组立也进行了多次优化，起初按传统工艺在隔板组立机上进行组装，需要液压夹紧、电动翻转、天车吊装，动作多、时间长、效率低。也进行了多次改进尝试：第一次改进是甩开隔板组立机，采用人工地胎水平组装，省去了组立机的夹紧、翻转、天车吊装等工序，但在焊好一侧挡板后还需翻身一次才能完成整个隔板的组焊。第二次优化改进是将地胎水平组装改为地胎立式组装，不用翻身、不用天车一个人即可完成组装和定位焊接，这样不但省去了设备而且提高工效2倍以上。组立好的隔板在箱形线端面铣床上进行铣削加工（周边各预留2mm的余量），允许偏差如下：

B为两翼板间的距离：0~+1mm。

L为两腹板间的距离：0~+1mm。

B1为隔板实际宽度：-2~0mm。

L1为隔板实际长度：-1~+1mm。

C为隔板与腹板间隙：5~6mm。

隔板对角线允许偏差：|Y1~Y2|＜1.5mm。

当壁板厚度<20mm时，B1=B－44mm。

4.2.2 不同的隔板厚度配用的挡板尺寸（-厚×宽）：

壁板厚度30mm、22mm、25mm、28mm时：－25mm×60mm。

壁板厚度20mm、18mm、16mm 时：－20mm×55mm。

4.2.3 隔板上装衬板及点固焊方法：在加工好的隔板L垂直方向的两端即坡口处组装衬板，每侧允许比挡板小1.5~0mm，不得超出挡板；点固焊缝长≥20mm，保证有足够的强度，点固焊间距≤20mm，每边不少于3处，如图5所示。

4.3 箱形组立

4.3.1 U形组立：在下翼板上划出隔板、构造隔板、若有栓钉划出栓钉位置线；装焊隔板、构造隔板和焊接栓钉。隔板上的挡板端面与下翼板接触面的间隙缝≤1mm。装焊后用塞尺对间隙进行检查，质检人员确认合格后再装两边腹板。

4.3.2 电渣焊孔的制备：在装上腹板后，在腹板上用气割方法沿隔板从里向外，先割隔板边再割挡板边的腹板, 割口呈微型喇叭形状即外大里小，外口>内口2~3mm，并清理挂渣、熔渣和氧化物。

4.3.3 装配上翼板：上翼板需要焊接栓钉时先划出其位置线再焊接栓钉。在装上翼板前，应仔细检查所有与上翼板接触的挡板、构造隔板上端面，以及主焊缝全熔透的衬板端面是否平整。检查构造隔板、挡板端面上是否有焊疤、焊痘等，若有需进行磨除。在装配上翼板时，重点对电渣焊接触部位进行压紧，周围加固点焊，确保装配上翼板后的电渣焊孔质量。

5 焊接材料和焊接设备

母材材质：Q345B，板厚：δ= 16~30mm。

焊丝：牌号为H08MnA

6 电渣焊操作技术

6.1 作业条件

6.1.1 当环境温度<0 ℃，相对湿度≥ 90%，网络电压严重波动时不得施焊。

6.1.2 焊接区应保持干燥，不得有油、锈和其它污物。

6.1.6 焊丝的盘绕应整齐紧密，没有碎弯、锈蚀和油污，焊丝盘上的焊丝量最少不得少于一条焊缝所需焊丝量。

6.1.7 焊机的各部位均应处于正常工作状态。

6.1.8 焊机的电流表、电压表和调节旋钮刻度指数的指示正确性和偏差数要清楚明确。

6.1.9 保证电源的供应和稳定性，避免焊接中途断电和网压波动过大。

6.1.10 施焊前，焊工应检查复核接头质量和焊接区域的焊口、间隙等处理情况，若有不符合要求的情况时，应修整合格后方可施焊。

参考文献

[1] 沈世瑶.焊接方法及设备（试用教材）,第二分册, 电渣焊与特种焊. 北京: 机械工业出版社,1983.

[2] 中国机械工程学会焊接学会.焊接手册[M].2版.北京: 机械工业出版社,2001.

[3] 上海市焊接协会.现代焊接生产手册[M].上海:上海科学技术出版社[M]. 2007.5.

[4] 张亚军.箱形薄壁构件内隔板电渣焊技术[J].钢结构, 2005.1: 38~41.