摘 要：大型鋼結構件的焊接成型，如何保證成型精度是行業(yè)一直探索的課題。本文根據(jù)自身工作實踐，總結出利用骨架定型法，即利用筋板等骨架的剛度，對大型構件整體進行定型，最后在不產(chǎn)生較大應力的情況下，做出合格穩(wěn)定的產(chǎn)品。

關鍵詞：大型鋼構；骨架定型；以內(nèi)定外

1 問題提出

隨著設備制造技術的發(fā)展，大型焊接結構件的應用越來越多，要求也越來越高。其特點是：尺寸大，單向尺寸幾米、幾十米，甚至更大的；笨重，單件重量幾噸、幾十噸，甚至更重；整形困難，大型構件變形后往往難于整形，有的大型構件，人工時效都有一定困難；價值高，一旦出現(xiàn)不可控的變形，必然造成較大的損失。下面介紹一下在長期的工作實踐中，我們總結出了骨架定型法工藝技術方案。

2 骨架定型法的概述

骨架定型法，顧名思義就是利用大型構件內(nèi)部的骨架、筋板等為構件定型。生產(chǎn)實踐中，人們往往關注構件的外形即使用面的尺寸和形狀，而放松其內(nèi)部筋板等的精度的控制，即保證外形合格，放寬內(nèi)部成型要求。這在一般構件時無可厚非的，但對于大型構件的焊接成型，則可以利用骨架的剛度以內(nèi)定外，對規(guī)范成型和減少應力更有利。這種工藝一般是骨架以較高的精度預成型，或者將筋板等以較高的形狀和尺寸精度加工，用以“固定”面板、外殼的形狀和尺寸等。

3 骨架定型的工藝實踐與措施

3.1 網(wǎng)格骨架定型

即先將網(wǎng)格骨架高精度成型，再利用其剛度整體成型。幾年前，我們設計一款40000kN的大型試驗設備，其承載平臺就是一個長8000mm，寬3900mm，高1200mm，單件重量近百噸的大型構件，受地域加工條件的限制（構件大，不希望長途運輸），其表面選擇不做機加工，要靠焊接最后達到平面度±1.5mm的使用要求。通過分析，我們利用內(nèi)部網(wǎng)格狀的筋板做定型，工藝措施是：用兩個平行割炬同步進行切割下料，同一規(guī)格的筋板點組一起上龍門刨加工立筋的邊緣，以釋放筋板切割邊應力，同時保證筋板處于同一高度尺寸，點組時先點組網(wǎng)格狀筋板，利用平臺讓筋板外緣處于同一平面，采取先重點，再輕焊，繼之對稱施焊的方式的要求，即為了保證穩(wěn)定性，點組要結實，定型要可靠，初始焊接電流強度要小焊縫要低，主要是成型作用，先固定住網(wǎng)格骨架，然后再對稱施焊達到要求，一般地網(wǎng)格狀筋板都不需要連續(xù)焊縫，在兼顧剛度的情況下，對稱布置焊縫，并同步對稱焊接，使網(wǎng)格狀骨架最后成型的平面度比較理想。骨架焊接成型后，因為施焊比較合理，加上高度尺寸大，剛度即抗彎性能好等，一般都有較高的平面度。同時也可對平面度不理想的部分可以進行局部簡單處理，有條件時可以人工時效去應力處理，上加工設備對平面進行加工等。骨架完成后，將面板從一端點組，漸次進行，保證面板貼緊骨架，不可先點組兩頭或兩側，防止面板不平，使余料及應力不好釋放。從一端焊接，讓其余的面板處于自由狀態(tài)，一般的面板與骨架的焊接強度無須過大，抗彎主要靠骨架，面板在使用時一般受拉應力，焊縫滿足要求即可。而蓋板僅僅采取與筋板多點塞焊即可，這樣最后成型的構件，平面度一般都比較理想，即便有條件加工，其加工余量也可以控制得很小。

3.2 邊、筋定型

該試驗設備有4件主梁，單件主梁長度達十五米，斷面尺寸單邊超過1000mm，重量超過30噸，且三個面有導向要求，主梁采取鋼板拼焊結構。如果該梁成型后變形較大，勢必影響后面加工，除非投入更厚的板材，加大余量，這樣不但浪費，加工量和工藝難度都相應增加。為此，我們采用內(nèi)邊板和筋板定型的工藝，即將內(nèi)邊板和筋板進行規(guī)范切割，將對稱邊切口進行刨削加工，用它們來強制規(guī)范面板平直度及定型效果，再輔以合理的焊接工藝措施，焊接成型后其平直度均比較理想，整體余量控制在3mm以內(nèi)，為后期的加工創(chuàng)造了良好的條件。而且焊接應力較小，對產(chǎn)品后期使用有利。

4 結論

采取以內(nèi)定外的方式，利用網(wǎng)格骨架、內(nèi)側板、筋板等的剛度和重要面的尺寸、形狀精度，對大型構件進行定型，不但成型精度高，變形小，內(nèi)應力也較小，可供在大型構件的焊接成型時參考。

作者簡介：

叢劍（1976-），女，安徽淮北人，供職于安徽省礦業(yè)機電裝備有限責任公司技術中心。