点焊范文10篇

时间:2023-03-18 05:43:57

点焊范文篇1

关键词:数值模拟;金相组织;铝合金;电阻点焊1、引言

铝合金在航空航天、船舶制造、机车和汽车制造业等领域获得了广泛的应用。轿车采用

铝合金制造车身较采用钢板制造车身可减轻车体重量6O%左右,能显著降低燃料消耗和减少环境污染。但是,铝合金点焊所存在的问题限制了点焊在铝合金汽车生产中的应用,铝合金点焊的熔核形状不规则,尺寸大小不一,熔核在凝固时极易形成缩孔、缩松和气孔,由于冷却速度较快,熔核的结晶组织主要是从熔合线向内生长的柱状晶。在这方面,吉林工业大学的赵熹华等人通过采用熔核的孕育处理技术做了详细的研究,将柱状晶组织变为等轴晶组织,取得了良好的效果[1]。但是,该技术如何工程化的问题还正在研究之中。如果能对点焊

的相变组织进行有限元模拟计算,得到铝合金点焊过程温度场和相变组织的分布规律,从微

观上改变焊接质量,对提高和稳定点焊质量具有重要意义。铝合金点焊是一个高度非线性的力、热、电相耦合的复杂过程,随着焊接研究的深入,

温度,相变和热应力之间的耦合效应越来越受到人们的重视。Y.Ueda等人曾提出温度,相变,热应力之间的耦合关系式,J.Ronda等人利用该耦合模型对焊接接头进行了有限元计算。Ronda等[2]用统一的方法推导了相变规律和相变塑性,建立了相容的TMM模型,并形成了系

统理论。Yang等[3]在热冶金耦合方面也作了深入的研究。他们在模拟温度场、速度场、热循

环以及熔池形状时,采用瞬时、3维、湍流条件下的热传输和流体流动模型。本文基于有限元专业焊接模拟软件动态模拟焊接的全过程,进行数值模拟时,考虑了材

料热物理性能与温度的非线性关系,以及相变潜热对温度场的影响,实现温度场和应力应变

场的耦合计算,揭示了铝合金点焊过程温度场和相变组织的分布规律,其结果有助于更好地了解焊接过程中熔体的运动状态、凝固组织细化和产生缺陷的原因,为正确选择点焊工艺参数等提供理论指导。

2点焊相变原理

熔核、塑性环及其周围母材金属的一部分构成了点焊接头。在良好的点焊焊接循环条件

下,接头的形成过程是预压、通电加热和冷却结晶三个连续阶段所组成。

(1)预压阶段:在电极压力的作用下清除一部分接触表面的不平和氧化膜,形成物理触点,为焊接电

流的顺利通过及表面原子的键合作准备。(2)通电加热阶段:在热与机械力作用下形成塑性环、熔核,并随着通电加热的进行而长大,直到获得需要的熔核尺寸。通电刚开始,由于边缘效应,使焊件接触面边缘处温度首先升高,接着由于金属加热膨胀,接触面和电流场均扩展并伴有绕流现象,而靠近电极的焊接区金属散热较有利,从而在焊接区内形成了回转双曲面的加热区,其周围产生了较大的塑性变形。随着通电加热的持续,电极与工件接触表面增加,表面金属的冷却增强,而焊接区中心部位由于散热困难温度继续升高,形成被塑性环包围的回转四方形液态熔核。继续延长通电时间,塑性环和熔核不断长大。当焊接温度场进入准稳态时,最终获得椭圆形液态熔核,周围是将熔核紧紧包围的塑性环。(3)冷却结晶阶段:使液态熔核在压力作用下冷却结晶。由于材质和焊接规范特征不同,熔核的凝固组织可有三种:柱状组织、等轴组织、“柱状+等轴”组织。

由于点焊加热集中、温度分布陡、加热与冷却速度极快,若焊接参数选用不当,在结晶过程中会出现裂纹、胡须、缩孔、结合线伸入等缺陷,可通过减慢冷却速度和段压力等措施来防止缺陷产生。

3点焊熔核有限元仿真

点焊是一个多因素及多重非线性的复杂问题。在进行数值模拟时,考虑其可作为轴对称问题,对等厚

板的焊接取l/4平面进行分析。为简化计算,本文假定电极压力恒定。本文采用简化的轴对称2D模型建立6082铝板点焊的简化模型。出于简化模型的目的,假设上下两块铝

板在与电极端面直径对应的中心部分以及电极端面是粘连的,假设电极-工件间及工件间的接触行为属于无滑动接触。焊接电流为恒流,材料的热物理性能随温度变化,忽略电流的趋表效应、接触面的热电效应和接触热阻[4,5]。模型的网格采取自由划分,共含1996个固体单元,2120个节点。被连接材料为6082铝合金,

板厚2.0mm,采用Cu~Cr合金电极,端部直径6mm,端部曲面半径40mm。

3.1材料属性

材料的热物理性能参数是温度的函数,在模拟中,材料的热物理性能除了密度和潜热外,其他如比热、导热系数、电阻率等均随温度变化。材料在相变和熔化时存在潜热,模拟中将潜热在相变温度区间均匀折算为比热容,以模拟其产热效果。

6082铝合金是Al-Mg-Si系铝合金,该合金的组织比较简单,主要合金元素为Mg、Si,另外还有少量的Fe、Zn、Cu、Mn,主要组织组成物为Mg2Si,Mg/Si比为1.73,大部分合金不是含过量镁就是含过量的硅。当镁过量时,合金的抗蚀性好,但强度与成形性能低;当硅过量时,合金的强度高,但成形性能及焊接性能较低,抗晶间腐蚀倾向稍好。

3.2工艺参数

采用直流焊接电源,焊接电流为14KA,电极压力为1.5KN,焊接时间为15个周波(相应频率50Hz)。具体方案见表1:

3.3焊接温度场的模拟

焊接温度场的准确计算是焊接冶金分析、残余应力与变形计算以及焊接质量控制的前提,焊件在快速加热和冷却过程中温度场的正确描述是进行组织转变和焊后接头力学性能分析的前提条件。焊接温度场的准确计算必须建立起准确的热传递数学模型和符合焊接生产实际的物理模型,并应用有限元软件的校正工具,根据具体的焊接工艺和条件对热源进行校正;考虑了材料热物理性能参数与温度的非线性关系,建立了焊接过程的数学模型和物理模型[6,7]。

在焊接过程中,由热源传给焊件的热量,主要是以辐射和对流为主,而母材和焊接材料获得热能后,

热的传播则是以热传导为主。焊接传热过程中所研究的内容主要是焊件上的温度分布及其随时间的温度变化问题[8]。因此研究焊接温度场,是以热传导为主,适当地考虑辐射和对流作用。

焊件上某点瞬时的温度分布称为温度场,可以表示为:

TT(X,Y,Z,t)

式中T为焊件上某点的瞬时温度,(x,y,z)是某点的坐标,t是时间。

因此非线性瞬态热传导问题的控制方程可以表示为:

式中c、ρ为材料的比热容、密度,T为温度场的分布函数,t为时间,kx,ky,kz分别为x,y,z方向

上的导热系数;Q是内热源。

温度场计算时,将模型的对称面定义为绝热边界条件,即

其他周围表面定义为换热边界条件,即

式中是材料的热导率,n是边界表面外法线方向,α是表面换热系数,Ta是周围介质温度,Ts是物体表面

温度。

3.4点焊相变组织的模拟

3.4.1相变潜热焊接过程中伴随着相的转变,在有限元计算中其产生的相变潜热以焓的形式表示[9],即

式中(T)c(T)分别为材料的密度和比热,均为温度的函数。

在某一温度增量区间,所产生的总的相变潜热表示为各相值的叠加,即

式中:Aj为第j相的相变潜热,Vj为第j

相的转变体积比,且åVj=1;n是材料中相的个数。相的转变体积比,且;n是材料中相的个数。

3.4.2相变模拟原理

对于铝合金的相变模拟,主要通过铝合金的回复与再结晶原理,如图1。如果材料有经过温度循环,当最高温度高于重结晶温度时,重结晶开始发生并产生影响。材料重结晶的比例不仅取决于最高温度,也取决于热循环过程。可以用如下公式来计算:

等温反应动力学:

非等温反应动力学附加规律:

3.5模拟计算结果

3.5.1温度场的模拟结果

如图2为焊接时间250ms时l/4平面所成的温度分布,再通过sysweld有限元软件,分别在熔核区中心,熔合线,热影响区,母材组织上取四个固体单元,形成如图3所示的温度曲线。由图2,3可以看出在焊接过程中,熔核中心的最高温度可达720℃,且长时间温度维持在700℃左右;熔合线附近可达600℃,

也长时间维持在这个温度;热影响区最高温度可达500℃左右;而母材最高温度只达到300℃左右。

3.5.2相变组织的模拟结果

通过有限元模拟可得到如图4所示结果,6082铝合金点焊结果会出现明显不同的三相分布分别为:母材、热影响区和熔核区组织。

4结果分析和讨论

由模拟分析结果可以看出,6082铝合金点焊会出现比较明显的三种组织的分布,再根据模拟所用的

焊接参数进行试验验证,然后进行金相组织观察(试样用凯勒试剂浸蚀)。可以得到图5-图9的微观组织图。

由图5可见,6082铝合金点焊组织有着明显的三个组织相分布,中间的小圆为熔核部分,外圆为热影

响区,外边即为母材,与模拟的相变结果(图4所示)完全相同。铝合金的主要热处理方式是固溶处理和时效处理,通过第二相的沉淀硬化来提高强度、硬度等性能。

6082铝合金为T4状态(固溶处理+自然时效)是经固溶、时效后的合金,其主要强化相是Mg2Si。在焊接热循环的影响下,铝合金基体中的这些沉淀相粒子将发生再次固溶、析出和长大过程,对焊接前的基体产生或多或少的破坏。它们的熔点为595℃,焊接加热温度超过这一熔点时,部分强化相就会熔解[10]。

图6为母材组织,其铝合金基体上分布着粗大且呈长条形的析出相;图7为熔核中心组织,其内组织主要为细小的等轴晶粒;图8为处于塑性环熔合线周围的组织,靠近熔合线的熔核区主要是柱状晶粒和部分等轴晶粒,靠近熔合线的热影响区为粗大的晶粒;图9为热影响区中心组织,其铝合金基体上的析出相细小且呈圆粒状。

从图4可以得知,在塑性环内的熔核区中心最高温度远远高于595℃,可达720℃左右,且比较长时间的维持在700℃,这个温度使熔核区中心的晶粒完全的熔化,在铝合金基体上的第二相重新熔化和固溶,化合物因固溶而进一步减少。在铝合金基体上分布着弥散的,细小的第二相对晶界移动起着重要的阻碍作用,第二相质点越细小,数量越多,则阻碍晶粒长大的能力越强,所形成的晶粒也就越细小,且在熔核区内合金元素溶入的比较多,在很大程度上阻碍了晶界的移动,焊接为快速加热,金属内存在的晶格畸变现象来不及回复,自扩散系数增加,使合金再结晶晶核增多,造成晶粒细小,所以在熔核中心冷却后形成的组织为细小的等轴晶粒;由于点焊冷却速度较快,靠近熔合线的熔核区的结晶组织主要是从熔合线向内生长的柱状晶。运用图1描述的铝合金重结晶现象可以发现,靠近塑性环的热影响区的晶粒处于长大阶段,晶粒生长方向与热流方向一致,有着明显的粗大晶粒且在晶界上分布一些析出相,应为晶粒长大区;6082合金母材组织为板材组织,其析出相方向与板材成形方向一致,也有少量析出相呈三角形,在晶界上析出,由于其含有Cu,Mg,Al,Si,Mn等合金元素,析出相比较复杂,主要为Mg2Si。图6中的母材组织为退

火组织,所以其部分析出相变的相对细小和一定的圆形状。对于热影响区,其析出相明显比母材组织细小,

且没有方向性,但已经开始出现圆粒状,分布也比母材组织均匀,但还是有一部分为粗大的析出相,且呈长条形,没有完成再结晶,由图1铝合金重结晶原理可知其组织应为回复区和回复再结晶区,晶界基

5结论

1、本文采用数值仿真手段预测熔核的组织,运用sysweld的相变模拟原理,完成对6082铝合金点焊组织的

模拟和预测。

2、采用本文提出的有限元点焊模型,运用相变模拟软件,可以模拟出与实际焊接结果十分吻台的结果,因此可作为选择和优化点焊参数的一个有效工具。

3、6082铝合金熔核区晶粒细小,组织分布均匀而且弥散,热影响区有着比较明显的回复区,回复与再结晶区和晶粒长大区,母材组织为板材组织,晶粒方向为轧制方向,且铝基体上分布大量粗大的第二相质点。

4、点焊接头相变组织的模拟是一项新技术,它尚处于起步阶段,在理论上还存在着尚未澄清问题,另外在

计算方法上也有改进余地,其应用更接近空白,因此,有必要从理论和计算方法上进行系统而有深入的探索,以使新兴方法尽快用于工程实践。

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SimulationandResearchfortheMicrostructureofAluminumSpot

Welding

LuoBaofa,LuoZhen,BuXianzheng,WangRui,MaYingbin

SchoolofMaterialScienceandEngineering,TianjinUniversity,Tianjin,PRC(300072)

Abstract

点焊范文篇2

关键词:点焊控制双处理器硬件设计

点焊是将焊件装配成搭接接头,并压紧在两电极之间,利用电流通过焊件时产生的电阻热熔化母材金属,冷却后形成焊点的一种电阻焊方法。其通电加热时间一般为几至几十周波(一周波为0.02s),而电流有效值一般为几至几十KA。

点焊是一个高度非线性、存在多变量耦合作用和大量随机不确定因素的过程,其形核处于封闭状态,时间极短,特征信号提取困难,控制难度较大。

1设计思想和总体方案

近年来,智能控制技术正被积极地引入点焊控制研究领域,但由于其算法高度复杂、计算密集,因此对系统的实时性要求越来越高。另一方面,DSP(数字信号处理器)技术的蓬勃发展,使得其在工业控制领域的应用越来越广泛。因此在本设计中,使用DSP作核心处理器,充分发挥其运算速度快的优势,并尝试利用多种智能控制算法对点焊进行质量控制,以提高焊点的质量和可靠性。

在实际工作中,点焊需要设置的参数较多,操作者不得不依赖于各种手册、说明书和/或专家编制的工艺文件来进行设备;而且在选定参数之后,往往还需要通过一系列的旋钮、按钮等开关进行设置,操作复杂,容易造成混乱。因此在本设计中,应用MCU(单片机)实现人机对话功能。通过键盘输入和液晶显示,既充分体现了数字化控制的优势,也有助于实现点焊专家系统。

由于点焊系统工作在大电流、强磁场的环境下,因此控制系统的抗干扰问题尤为重要,且DSP的工作频率高,所以将信号的输入、输出部分和DSP、MCU模块分开,设计独立的AD&IO模块。

系统的总体方案如图1所示。

2DSP模块的设计

本系统选用了DSK-TMS320VC5402芯片作控制核心。DSP是TI公司提供的一套标准的DSP开发平台,其目的是令使用者能较能地开发和应用基于DSP的系统,为最终的目标系统提供软、硬件设计参考模板。有关DSK的具体说明请参阅有关的技术资料。

DSK提供了存储器接口和设备接口两列扩展接口。根据“灰箱法”的设计思想,不用完全理解DSK的内部原理,只需在对其整体有一个基本了解的基础上,选择可能要用到的信号即可。因此专门设计了一块转接板,作为电路与DSP之间通讯的桥梁。从DSP中引出了26个信号,如表1所示。

表1转接板信号

信号名

作用

电源与地信号

+5V由DSK取出,使整个系统同时上电

GND从DSK发出,保持系统的地信号相同

用于A/D电路的信号

ADEN用作TLV2544片选和使能信号

X_FSX0发送同步帧,使A/D转换开始

X_DX0发送MCBSP对TLV2544的控制指令

X_FSR0接收X_FSX0信号,使DSK和TLV2544保持同步

X_CLKX0发送时钟频率信号给TLV2544

X_CLKR0接收X_CLKX0时钟,使DSK和TLV2544保持时钟同步

X_DR0接收TLV2544转换好的数字数据

用于I/O电路的信号

INPUT用作允许输入信号

OCLOCK用作输出锁存信号

OUTPUT用作允许输出信号

X_D[07]接入数据总线,传输I/O数据

用于MPU模块的控制信号

X_D[07]接入数据总线,传输DSP与MPU之间的通讯数据

INT1MCU向DSP发出的通信请求信号

X_IACKDSP向MCU发出的确认信号

X_XFDSP向MCU发出的通讯请求信号

X_BIO3MCU向DSP发出的确认信号

3AD&IO模块的设计

该模块包括A/D转换、输入、输出三部分电路,它们分别负责模拟信号的输入和转换以及开关信号的输入和控制信号的输出。

3.1A/D转换电路

A/D转换器的选取主要考虑所采集的模拟信号的数量、精度及与DSP的速度匹配等,综合考虑后,选用TI公司生产的12位4通道高速AD-TLV2544。

本设计中A/D转换电路分为三部分:第一部分由5.1V的稳压二极管又滤波电容103组成,构成模拟输入部分;第二部分由TLV2544组成,完成A/D转换;第三部分由八相缓冲器74LS244组成,完成DSP与TLV2544之间的通讯,如图2所示。

A/D转换电路的工作是由DSP的多通道缓冲串口MCBSP来控制的。MCBSP通过其数据输出口DX0发送控制字到TLV2544的SDI口,该控制字为16位,前4位是指令位。如果TLV2544接收到的前四位是0XA,那么接下来的12位就会被当作控制字译码;相反,如果前4位接收到的是0XE,那么ADC将继续输出FIFO的内容到SDO中。其中,SDI和SDO分别是TLV2544的控制信号输入口和已转换好的数字信号输出口。当TLV2544按DSP发出的控制字转换到一定时候(如FIFO堆栈满)时,则发出INT信号通知DSP接收。DSP接收到INT信号后,经X_DR0口读入TLV2544已转换好的串行数据。

3.2输入和输出电路

为了抵抗电气干扰和高压电击,在本设计中,输入和输出电路均采用光隔PC817传递逻辑信号,实现电气隔离。另外还使用反相器74HC14对传输信号进行整形,利用施密特特性消除毛刺干扰,提高信号传输的抗干扰能力。输入和输出电路与DSP的接口如图3所示。

在输入电路中使用了缓冲器74LS244,以增强线驱动能力,如图3所示。假设第二路输入为低电平,则光隔不导通,A2也为低电平。DSP要读取它的时候,先给输入一个低电平,然后用02H(即00000010)去线与,判断Y2的值是否为1,如果不为1则不读入,反之读入。其它输入也是这样来处理。

因为输出的开关量需要保持开或关的状态,所以在输出电路中使用了锁存器74LS373,进行缓冲和锁存,如图3所示。当输出由低电平变为高电平时候,DSP将数据由X_D[0~7]送到锁存器的输入端,然后再给OCLOCK一个低电平脉冲,数据即被锁存在锁存器的输出端。假如Q0=1,则经反相器后变为低电平,光隔导通;反之,光隔不导通,从而实现了开关量的数据输出。

4MCU模块的设计

4.1MCU扩展系统

在本设计中,MCU选用89C51,并扩展了片外ROM27512(64KB)和片外RAM6264(8KB),如图4所示。MCU用作液晶显示的数据线;P2口用作高位地址线,其高3位P25、P26、P27同时还作译码器74LS138的输入,该译码器的输出为片外RAM的寻址访问信号。片外锁存器和RAM6264是统一编址的,即每一片锁存器都有自己的地址。

4.2人机接口

在本设计中,键盘包括“0~9”、“.”、“确认”、“上翻”、“下翻”、“取消”、“暂停”等共16个键位,故采用4×4的矩阵式方案。矩阵式键盘由行线和列线组成,按键设置在行、列线的交点上。行、列线分别连接到按键开关的两端。行线通过上拉电阻接到+5V上。无按键动作时,行线处于高电平;而当有键按下时,行线电平状态将由与此行线相连的列线电平决定。列线电平如果为低,则行线电平为低;列坚电平为高,则行线电平为高。从而可以识别出按键是否按下。

键盘电路主要由单片机的P0口、八相反相缓冲器74LS240、锁存器74LS273以及一些上拉电阻组成。P0口用作数据线,八相反相缓冲器74LS240缓冲行线的信号,锁存器74LS273锁存从P0口送给列线的信号。对八相反相缓冲器74LS240所缓冲的行线的值的读取是通过译码器74LS138输出的译码信号G5来控制的,其读地址为BFFFH;而对锁存器74LS273的控制则是通过译码器输出的G6来控制的,对列的写地址为DFFFH。

在本设计中选用的液晶显示器是信利公司的MG12232-5。该液晶显示器带背光及温度补偿功能,左右有主、从两个控制器SED1520,上下分4页。汉字显示采用12×12点阵,数字、符号显示采用12×6点阵。每个汉字占24字节,数字、符号占12字节,均烧入程序存储器。

液晶显示电路的工作原理为:由MCU通过P1口向液晶显示器的数据线DB口输出显示数据和控制指令,通过P3口向液晶显示器输出对E1、E2、A0、RST端口的控制字。液晶显示器的E1、E2、A0、RST口信号分别为主控制器读写使能信号、从控制器使能信号、显示或指令选择信号以及复位信号。

使用液晶显示器首先需要进行初始化,其工作在规定的方式中。液晶初始化包括:复位、休闲状态设置、设置占空比、排序设置、设置显示起始行、开显示、自动显示的方向设置等。这些命令在操作中都是作为指令写入控制器的。然后再将要显示的汉字或字符数据送给液晶显示器,液晶显示器即可按控制字的要求进行显示。

4.3MCU与DSP的通讯

该通讯电路由三片缓冲器74LS244(U6001、U6002及U6008、MCU的P0口以及DSP的X_D[0~7]口组成,如图5、图6所示。各缓冲器的控制信号由译码器138的输出G1、G2、G3、G4组成。其中,U6001负责将MCU的数据送到DSP,U6002负责把DSP的数据送到MCU,而U6008则负责发送MCU与DSP之间的通讯请求和确认信号。

DSP向MCU发送数据的过程为:DSP将数据通过X_D[0~7]口输出至缓冲器U6002,同时由X_XF发送通讯请求信号至MPU的P00口,MCU检测到该信号后,读取缓冲器U6002的数据,然后通过P02口发给DSP一个确认信号。

点焊范文篇3

【关键词】焊接技术;轨道客车制造行业

近年来我国焊接技术实现了飞速的发展,特别是在应用领域这一方面,现如今焊接技术在轨道客车制造行业中,逐渐得到了应用,主要体现在材料的焊接上,同时焊接技术的应用,也为材料质量提供了保障。然而在实际应用的过程中,经常会出现焊接技术应用与推广方面的不足,导致其无法发挥真正优势,长此以往也对焊接技术的发展造成影响,所以深入分析轨道客车制造中焊接技术的应用与推广十分必要。

1不锈钢与碳钢车体制造

一般轨道客车制造的前期,车体钢结构材料主要为碳钢,也就是铁路客车专用的耐候钢。在焊接技术方面,采用的则是焊条电弧焊与常规CO2气保护焊两种焊接技术,在此基础上也研制出了一些相关的焊接工艺,如激光焊工艺、螺柱焊工艺等,这些焊接技术多在小范围生产中发挥作用。受生产技术发展的影响,进行铁路车辆制造的同时,焊接技术也实现了飞速发展,常规焊条电弧焊技术与CO2气体保护焊技术已经无法满足轨道客车的要求,所以一些全新的焊接技术逐渐将其替代,然而对新技术进行应用时,其范围与比例却体现了一定的差异。在不锈钢车体钢结构角度进行分析,客车制造时主要运用的压焊技术为点焊工艺技术和缝焊工艺技术两种[1];而熔焊技术方面则包括了熔化极非惰性气体保护焊、螺柱焊和激光焊工艺等多种技术;一般对于车体钢结构的焊接而言,钎焊技术比较少使用,只是在少量位置与结构中进行氧乙炔焰的焊接。由此可见,对于不锈钢钢结构制造中运用的焊接技术可将其总结为以下内容:将点焊技术作为主要焊接技术,同时针对部分结构的焊接可以运用缝焊工艺技术;另外,在熔焊技术方面,则主要有MAG焊工艺和TIG焊工艺两种,在此基础上又研发了螺柱焊与激光焊等多种焊接工艺。在不锈钢结构制造角度进行分析,以上所提到的MAG焊、TIG焊等焊接技术均在制造中得到了广泛的运用,由于不锈钢材料所具备结构特点的原因,点焊技术对于轨道客车制造也占据了无可取代的地位,按照不锈钢车体结构与材料特征要求,点焊装置主要体现了焊钳刚性、焊接电流与加压力大,质量与稳定性佳的特点。另外,点焊技术在实际应用时,必须要结合焊接内容使用正确的焊接形式,一般电焊技术根据焊钳可以被分为单面双点技术与双面单点技术,根据形式可以分为轻便式点焊机、移动式点焊机以及定置式点焊机等。与此同时,MAG焊技术的应用,主要是基于普通直流与脉冲直流形式而言,在这两种焊接领域中获得了广泛的推广。MAG焊技术的焊接电源主要以数字逆变电源为主,这种电源在熔滴稳定性、焊接外型以及效率等方面都体现了极大的优势。

2铝合金车体制造

铝合金车体焊接技术主要有以下几种:1)简易自动焊。在轨道车辆车体结构制造中,铝合金材料的应用最早出现于20世纪,因为当时的焊接技术受限,所以也缺乏先进的焊接自动化设备方面作为支持。因此,当时更多的是研制一些较为简单的自动焊设备进行零部件的焊接,例如仿形自动焊、有轨道自动焊等。尽管当时所研制的那些自动焊技术已经逐渐被替代,但是这些焊接技术所留下的意义与理念依然支持着现代焊接技术的发展。2)专机自动焊。对铝合金车体大部件进行焊接的过程中,一般在结构角度进行分类,可以将专机分成龙门专机、悬臂专机以及吊挂专机等;在焊缝跟踪形式角度进行分类,被分为机械跟踪与激光跟踪;在送丝角度进行分类,主要有单丝与双丝焊接两种形式[2]。专机所呈现的最大优势其实是体现在调节、操作与维护方面,但是专机也存在一些不足:其一,专机枪头锁紧机构的使用过于频密,导致设备的牢固性降低。此外则是进行焊接时,并没有在中性方面体现出较好的性能,必须要进行人为干预;其二,专机持枪机缺乏稳定性,行走过程震动会导致焊缝表面纹理杂乱。3)机械手自动焊接。运用该焊接技术进行铝合金车体焊接时,对于大部件的焊接一般都是运用龙门式与悬臂式焊接技术,对于焊缝跟踪则是使用激光跟踪,一般机械手焊接大部件都是使用双丝,单丝焊接多用于早期设备系统中。该焊接技术的最大特点体现在持枪结构上,持枪结构十分牢固且焊接过程具有较强的稳定性,为焊接状态的一致性与焊接质量提供了保障。但是机械手自动焊接更换焊丝速度较慢,且操作复杂度,难以维护,以此也为其实际应用带来了挑战。

3转向架构架焊接

一般轨道客车的转向架构架多以低合金钢为主要材料,受近年来高速列车技术发展的影响,这一材料也逐渐被改良,在此之后也被广泛应用于高速车与A型地铁。转向架构架中主要包括了牵引梁、横梁、侧梁以及制动吊座等小件组焊,结构焊接的形状受结构复杂性与材质焊接性质影响。通常转向架构架有一定数量的焊缝,且板材厚度也比较大,除了一些小件以外,更多的是厚度超过8mm的厚板,对于这一部分材料的焊接,都是使用多层多道焊接工艺[3]。现阶段,侧梁外部长大焊缝的焊接多运用机械手单丝(双丝MAG)焊,对于一些小件弧形与环形焊缝,均是运用小型机械手自动焊工艺,剩余一些无法使用机械手焊接的焊缝则是使用手工MAG焊,只有极少数高质量、高等级且无法用机械手完成的焊缝,才会运用手工TIG焊接。除此之外,也有少数填充量比较大的焊缝是用药芯焊条实现焊接。

4结束语

综上所述,焊接技术是确保轨道客车运行质量的重要前提,只有掌握了焊接技术的精髓,才能在实际焊接过程中保证其焊接质量,进而推动我国轨道客车制造行业的全面发展。

作者:刘佳宇 高 斌 高洪山 宁 朋 单位:中车青岛四方机车车辆股份有限公司

【参考文献】

[1]张欣盟,何广忠,韩凤武.轨道客车铝合金车体制造搅拌摩擦焊技术的应用研究[J].金属加工(冷加工),2016(S1):561-563.

点焊范文篇4

关建词:钢屋架;制作;施工

钢结构厂房有结构轻、强度高、抗震性能好、耐作安装简便、工期短、可拆卸、运输方便等优点,特别适用于大跨度厂房桁架、重吨位车梁及震动较大的厂房,因而近些年得到迅速推广。笔者结合多年工作经验,分析总结了大跨度钢屋架制作及施工技术,以期同行批评指正。

1钢屋架的制作及施工工艺

①图纸的自审。在施工前应对图纸进行详细的阅读,对于装配尺寸有无不吻合,若有及时上报修正。

②材料的检查与处理。钢材应进行复试,合格后方可使用。型钢材料由于在运输过程中,会产生弯曲变形,这将在钢屋架拼装过程中会产生不必要的应力,可采用大锤锤击消除应力调直型钢材料。

③下料。由于在气割过程中,自动气割割缝宽度为3mm,手工气割割缝宽度为4mm。因此在下料要预留切割量。根据经验∠100×10的角钢和12mm厚度以下的钢板预留1mm的长度,板厚20mm。上下的钢板应预留2mm左右,而板厚25mm以上钢板在此基础上增加0.5mm~1mm即可。

④放样平台与拼装平台为同一平台,平台的表面要经过水平仪测平。钢屋架的放样采用1:1的比例按实际尺寸放样。用粉线包弹出直线做画基准线,长度要比屋架长度长2m左右。而后在基准线的1/2长处用盘尺与粉线做出基准垂线。由中心点向左右分别推出屋架全长,此时的全长是由屋架全长加上焊接收缩余量的长度。30m以上的大跨度屋架向两侧分别应加大7mm左右。虽然此时所得到的地样长度要比实际屋架长度长10mm~14mm。但经过焊接收缩,即得到理想的设计长度。同时,从下弦基准线上中心点延垂直基准线向上提高6mm,以满足屋架起拱的设计要求。根据已得到屋架的几何线,画出所有几何汇交点的位置分别连线,形成完整的屋架几何受力线。以此画出屋架的上弦、下弦、腹杆的轮廓,轮廓之间留有相应的焊缝位置宽度,一般约20mm即可。接下来要根据图纸要求画出所有节点板的基本形状与尺寸,节点板的形状最好以矩形和梯形为主,以方便下料。

⑤点焊胎具。用∠50×5左右的角钢头利用其直角的特性,在屋架所有杆件轮廓上均匀分布点焊牢固。轮廓线要点准确,因为这是屋架几何尺寸的关键依据。

⑥将所有节点板、上下弦及腹杆分别就位,用楔子将它们固定,使其不能移位。对起拱的下弦料应进行适当弯曲。将节点板与上下弦杆件紧贴,而后点焊牢固。再将所有的腹杆用相同的方法焊牢。需要注意的是角钢杆件的轮廓边线必须与地样完全重合,从而保证几何受力线汇交一点。最后将屋架加固点焊一遍。打掉楔子,起胎、翻转,做为原始的仿形样板。

⑦把仿形样板屋架垫平,以防止弯曲变形。在样板屋架的所有节点板上,放置相同的节点板,边缘对齐点焊。只能点焊上下弦的外侧,以方便起胎,而后将上下弦、腹杆依次放在节点板上,点焊牢固。此时的关键是将角钢平面相互对齐,长短对应,形成与样板屋架完全一样的尺寸结构。

⑧总装。打开节点板上的临时焊点,将屋架翻转,吊至相邻平台,垫平后在腹杆上点焊上加筋板。将突出的临时焊点清理干净,不能有超过1mm的不平度。把上下弦杆件放在相应位置上摆正对齐,利用自制大扳子、夹具和大锤等将其夹紧、打齐,点焊牢固。所有杆件与节点板点焊完毕后,将底座板及加强肋板点焊上。至此屋架完整的拼装完毕。

⑨焊接。要保证焊缝角高和余高。对个别采用立焊不理想的部位可用吊车将屋架立起或翻转使立角焊变为平角焊。对于焊缝尺寸较大的,为防止焊接变形可以采用多遍焊的方法,即先将A面焊一遍底,而后翻转将B面焊接完毕,最后再翻转将A面焊接完成。在焊接完毕冷却后我们将得到一个长度准确,有着严格起拱,几何汇交点精确的屋架。

2钢屋架制作及施工过程中需要注意的问题

①钢屋架的长度。在有底座板形式的屋架当中,是指两个底座板中心线的距离。而在有端板连接形式的屋架当中则是两个端板外侧平面之间的距离。无论何种形式的钢屋架其长度都是由厂房的跨度即柱子间距决定的。因此,钢屋架的长度偏差过大都会导致屋架无法安装定位。即使免强安装后也不能很好的将屋面的荷载所产生的力矩传递分解掉,产生不应有的应力影响使用。公务员之家

②钢屋架的起拱。屋架承受荷载后,下弦将因受拉而伸长,跨中节点将下垂若干毫米。如果拼装时不起拱,跨中节点下垂后很不美观,严重者则给人一种不安全的感觉,好象屋架受力后发生了很大变形,担心有坍塌的危险。而起拱的钢屋架安装受荷载后,水平弦杆将不低于水平线。起拱数值,一般要求跨度为24m或24m以上的梯形和平行弦桁架,当下弦无曲折时,宜起拱,拱度约为跨度的1/500。

③钢屋架的汇交点。钢屋架的弦杆与竖向腹杆及斜向腹杆的几何线应汇交于一点。钢屋架在自身的结构形式上充分的利用了三角形的稳固性这一特点,钢屋架的上下弦杆及腹杆分别受拉力矩和压力矩的作用,相互之间通过汇交点,把力矩进行了很好的分解与传递。若汇交点偏离,会使屋架的上下弦杆多处受力,从而变成了不稳定的多边形,受荷载作用使钢屋架局部杆件变形。因此,在实际制作施工过程中,保证屋架杆件几何线汇交一点是关键问题之一。

参考文献:

[1]GB50017-2003,钢结构设计规范[S].

点焊范文篇5

1.1开关电源生产准备

为了保证产品生产的顺利进行,高效优质地完成生产作业,需要提前严格按照相关技术文件做好生产准备。主要包括:元器件、原材料、所需相关设备的准备;相关开关电源模块的设计文件、工艺文件、测试方法、生产操作规章资料等;需要提前完成部分元器件的装配和相关元器件的性能检验。

1.2线圈制作

严格来讲,线圈制作也是生产准备的一部分,但磁性器件对开关电源模块来说十分重要,直接影响产品性能,所以单独列出此项,且操作人员需要有磁性器件上岗资格证。在线圈绕制前确认绕组及参数,依照磁性器件的要求确认好物料表,按磁性器件绕组的参数,选定漆包线、骨架,并裁剪好各绕组线的长度。将骨架固定在绕线机上进行绕制,需注意的事项有:绕制的线圈应紧固平整;进线短,出线长;先初级,后次级;若次级有两个绕组,匝数一样时,同时绕制,匝数不一样时,分别绕制。最后将各绕组的进出线分别绞合3-5圈,防止松脱,再将骨架从绕线机上取下,整理漆包线,刮线、上锡。

1.3器件焊接装配

标准的元器件焊接是产品质量的基本保证。它要求元器件无漏焊、每个焊点焊接牢固、接触良好、无焊错件。在焊接过程中要做到:确认物料的准确性;电烙铁要充分预热,一手持烙铁,一手拿镊子或导线;焊接要有顺序,如从大到小,从左到右等;每焊完一个器件都要检查,查看是否牢固,接触是否良好,不应出现偏移、脱焊、虚焊,焊点应光滑,圆润,不应有毛刺等不良现象;还需检查有无漏焊以及由于焊锡流淌造成的器件短路;芯片、电容、电阻要紧贴基板表面。

1.4清洗

清洗是指用超声波清洗机清洗基板,确保产品内无多余锡膏,无杂物,清洗2次为佳。操作时应确保清洗机安装平稳,按照规范流程分别注入水和洗板水,清洗1分钟。清洗完后,在常温下晾干或者在高温干燥箱烘干,检查清洗干净的基板,看有无假焊、虚焊、空焊、短路等。

1.5检验

任何工艺流程检验都是不可缺少的一项工序,也是产品出货前的最后一道质量保障。开关电源模块检查包括常规外观检验、性能测试和高低温测试。常规测试是检查开关电源模块包装及外观,应无破损、划伤、脏污、引脚歪斜等不良现象;将开关电源模块放在1.5-10倍显微镜下,确保镀层无起皮、起泡,引线无断裂,锈蚀;用游标卡尺检测物理尺寸。按照客户协议书要求,检查输入输出参数,负载瞬变、输入电压瞬变时,查看输出是否都符合要求。高温测试是将开关电源模块放置在高温干燥箱烘烤2H以上,然后迅速取出产品进行性能测试;低温测试是将开关电源模块放置在低温保存箱冷冻2H以上,然后迅速取出产品进行性能测试。

1.6灌封

灌封就是将冷藏的胶体缓慢灌入机体,胶体应没过元器件,表面应光滑、平整。灌胶后的产品平行放置在托盘内,在常温下固化超过48H。胶体完全固化好之后方可进行下一步操作。产品灌封成一体后,抗震动性能提高,保证了产品质量。

1.7封壳

封壳使用平行缝焊机。首先将产品底座放置在平行缝焊机的夹具内,再取盖板放在产品底座上确认好盖板方向。根据要焊接的壳体尺寸,在焊接参数界面上输入相应的管壳长度和宽度,左右电极高度,将所有参数设置完后进行点焊操作,点焊动作完成后检查盖板与底座是否被点焊在一起,然后进行缝焊操作。焊接动作全部完成后,需放在20-40倍的显微镜下检查焊接面。焊接应达到以下要求:焊接面焊接良好,不应有气孔、裂缝、未封住、盖板偏离等不良现象;焊接面平整,不应有凹凸不平,轮痕;焊接面不应过烧,划伤。

1.8打标

打标是产品出厂前的最后一步,对产品进行标识,使产品型号、引脚功能易于识别,防止错接、误用。

2结语

点焊范文篇6

(1)工艺方案

摇臂壳体已精加工完毕,壳体的壁厚仅为70mm。如果直接在煤壁侧壳体上堆焊耐磨层,因焊接面积太大,焊接热量和应力释放将使摇臂壳体各轴承孔变形,因此决定在摇臂装配后进行焊接,以控制焊接变形,并采用耐磨板塞焊的工艺进行处理。具体工艺:用一块厚10mm材料为16Mn的钢板,按图纸要求将轴孔和外形尺寸切割好,各轴孔单边留10mm间隙,并将塞焊的孔钻好,板上按要求堆焊耐磨层,然后在装配好的摇臂壳体上进行塞焊,同时在耐磨层钢板的周边进行焊接,并在加工好的轴孔周边进行点焊。此工艺虽然避开了摇臂因加工后进行大量焊接而引起的变形,但是却存在很多问题。

(2)焊接后存在的问题

装配好的摇臂在焊接耐磨板时,由于耐磨板的翘曲变形,导致耐磨板和煤壁侧大平面不能贴合无法焊接。以至于在焊接时,对耐磨板翘曲部分进行不断的敲击使焊接部位贴合,工作量大而且很难保证焊接的质量,同时由于不断的敲击冲力,对摇臂装配精度也有很大的影响,再加之在点焊轴孔端周边时,虽然焊接量比较少,但是对摇臂轴孔端的轴承影响很大,更容易诱导轴承在加载时的噪音和抱死烧毁的发生,而且点焊和塞焊的效果在实际的使用过程中效果并不好,因为在截割煤的生产过程中,大量原煤的冲击和摩擦,导致点焊部位和塞焊部位过早开裂,使耐磨板剥落,防护时间有限。

2改进后的工艺方案

由于用户要求在后续的摇臂生产中新增焊接耐磨层,因此决定对耐磨层的焊接工艺进行改进,避免在精加工后焊接耐磨层。精加工后焊接耐磨层不但在实施和使用过程中都存在诸多问题,同时也与一般加工工艺理论相背离,因此要求将耐磨层的焊接放在精加工之前完成。

(1)耐磨层焊条性能及要求

DELCROME90为高铬铸铁合金堆焊材料,由于碳含量和合金元素高,具有铁基合金中最优良的耐磨性,堆焊层不宜进行切削加工。注意事项:①堆焊前焊条须经250℃左右烘焙1h;②可不予热施焊,但堆焊层会出现横向裂纹,用预热540℃和焊后缓冷措施可使焊层横向裂纹缩小到最小程度;③对于较大刚性的高碳钢和合金钢工件堆焊宜采用一定的预热和焊后去应力热处理。

(2)摇臂壳体的加工工艺流程及分析

摇臂壳体的加工工艺流程:划线-粗加工-焊水道盖板-去应力热处理-半精加工-精加工。如果放在半精加工后焊接,会因焊接壳体壁厚太薄(70mm)而变形,同时焊接后的应力释放又会引起精加工后轴孔的变形,因此放在半精加工之后不合理。同时从焊接耐磨层的焊条DELCROME90的性能和要求可以看出,耐磨层焊接的应力集中及热变形非常大,焊接后应进行去应力退火,这和摇臂的加工工艺流程中焊接水道后进行去应力热处理相吻合,因此将耐磨层的焊接添加到粗加工后的焊接水道盖板工序,是最合理的。但是摇臂煤壁侧大平面作为轴孔的加工测量基准及A、B面加工的安装基准如图2所示,如果按图纸设计要求焊接耐磨层,焊接后摇臂壳体在半精加工和精加工时,就失去了测量和安装基准,如果做其它的辅助基准也将给测量带来很大困难且不准确,因此需要对粗加工后的耐磨层焊接工艺进行探索和研究。

(3)工艺方案的制定

从上述的工艺分析可以看出,耐磨层焊接放在粗加工后的问题主要有2个方面:侧面加工基准和轴孔测量基准。首先对于侧面加工基准的解决,结合摇臂壳体加工图纸和焊接耐磨层的尺寸要求进行计算对比,发现摇臂在焊接耐磨层后,端面两端还有100mm和80mm宽的平面,即C、D面可以作为侧面A、B面加工基准,其次是轴孔的测量基准,考虑到测量基准的统一性,因此考虑在焊接时沿中心线留出40mm宽的平面做为轴孔的测量基准,同时根据现场的使用情况进行分析,留出的40mm宽平面,并不影响耐磨层的防护功效,因此,评定此方案可行。

3工艺方案的优化

为了保证焊接耐磨层尺寸准确及外形美观,制作了如图3所示的划线样板,在一个5mm厚的钢板上,按焊接耐磨层的尺寸进行切割,各孔边留出5mm的间隙,并将不需要加工的部位留出来,焊接前按样板进行划线,按划线范围进行焊接,保证了焊接质量,同时也给加工带来了便利,避免了因焊接超过加工尺寸,加工时损伤刀具。

4改进后的效果

点焊范文篇7

1汽车工业所用的焊接方法及零部件的应用情况

1.1电阻焊。针对点焊,主要是在车门、底板、车身总成等方面加以使用;多点焊,主要是在车门、车身底板、行李箱盖等方面使用;缝焊,主要是在减震器封头、消声器、油箱等方面使用;凸焊与滚凸焊,主要是在减震器阀杆、车身零部件、小支架、制动蹄等方面使用;对焊,主要是在刀具、钢圈等方面使用。1.2电弧焊。氩弧焊,主要是在铝合金零部件、机油盘等方面使用;CO2保护焊,主要是在后桥、车厢、传动轴、横梁等方面使用;埋弧焊,主要是在天然气汽车、法兰、板桥套管等方面使用;焊条电弧焊,主要是在备胎架、支架等方面使用。1.3特种焊。电子束焊,主要用于后桥与齿轮等;摩擦焊,主要是在半轴、后桥、阀杆等方面使用;激光焊割,主要是在齿轮、车身底板等方面使用。1.4氧乙炔焊,一般在车身总成补焊之中使用1.5钎焊,一般是在硬质合金、钢件、散热器等焊接之中使用。

2汽车工业中焊接新技术的应用

2.1电阻焊接技术。是通过要进行焊接的母材的接触部位的电流流动,利用电阻发热对焊接部位进行挤压,短时间内通过高电流焊接。是通过接触面的接触电阻瞬间形成焊缝。通电后通过持续一定时间的加压接合的焊接工艺。电阻焊有着它自身的优点和缺点:优点:作业速度快,适合大批量生产;不需要焊接棒,流量等;热集中性较好,热损失较少;因加压作用,接合更紧密;不要求操作者熟练操作;因热变形或残余应力,氧化现象较少。缺点:很难实施适当的非破坏检查;对焊接部位的位置和形状等影响较大;易受材料、材质及材料厚度等焊接材料的影响其中,最具有代表性的是点焊。在开展电焊时,主要是利用材料上下电极来对正加压,让工件能够紧密的接触,然后通电,由于工件之间接触位置电阻较大,加热会迅速升高温度,使得金属熔化,从而形成焊核;在断电之后,依旧会保持压力的持续加大,在压力作用下,熔核就会凝固结晶,形成致密组织的焊点。电极与工件接触位置的热量,因为导热性较好的铜电极,让冷却水传走,所以,其上下电极的升温本身是有一定限制的,不会出现焊合。点焊,实际上就是机械与热作用下形成焊点,热作用会让焊件贴合面木材金属出现熔化,机械里作用下,会让焊接区域出现必要的塑性变形,两者适当的配合与共同作用,就成为最基本的焊接条件。在实施焊接中,一个焊点包含的所有程序的完成,也可以称之为点焊焊接循环。图1汽车工业一般会选择悬挂式电焊机,一个车间一般会搭配几十或者是上百台,一般需要达到100kVA的容量,进而在薄板焊接上得到广泛的使用。目前,在车身骨架零部件生产中,就会主要利用这一种焊接技术。2.2气体保护焊接技术。(1)CO2焊接过程CO2焊主要是在利用焊丝焊接中,选择利用成盘焊丝,在经过送丝机构,经过焊枪与软管,由导电嘴送出。电源的两个输出端分别在焊件与焊枪上,焊丝焊接接触之后就会产生电弧,在高温作用下,使得金属出现局部熔化,形成相应的熔池,随着焊丝端部不断的熔化,就会熔滴到熔池之中。并且,针对CO2气体,其本身是按照一定的流量和压力,从焊枪喷追喷嘴之中直接喷出,形成保护气流,让熔池与电弧区选择和空气相互隔离,随着焊枪的不断移动,就会让熔池金属直接凝固,形成焊缝。针对CO2半自动焊,其拥有手工电弧焊的机械性,可以满足接缝焊接的实际要求。(2)CO2焊接的特点CO2焊与其它电弧焊方法相比较具有生产率高、成本低、焊接变形小、焊接质量好、操作简便、适用范围广、能耗低等优点,而且焊后不需要清渣,又因是明弧,便于监视和控制,有利于实现焊接过程的机械化和自动化。但是CO2保护焊也存在一些缺点,采用大电流焊接时,焊缝表面成形不及埋弧焊,飞溅较多,不能焊接易氧化的有色金属等材料。目前,我司对车身零部件的关键部位都采用了气体保护焊接技术,对汽车车身的强度和安全性都起到了重要的作用,对汽车整车品质得到了有效的保证。(3)氩弧焊新技术氩弧焊的主要工作原理,送丝机连续不断的将焊丝送进焊枪内,接触CONTACTTIP通电后在电极和母材之间使用保护气阻断空气,保护ARC及焊接区进行焊接的技术。氩弧焊的特性:效率高、熔融、焊接较快。随着熔融,焊接速度的提升可缩短工时,节约成本。焊入深度,随着电流密度增大,ARC集中性良好,焊入较深。熔融、焊接的效率较高。焊接变形发生较少。焊接较经济。氩弧焊包含了非熔化极和熔化极,一般在高合金钢焊接与有色金属焊接之中使用。为了能够实现改善成形条件,减少飞溅出现,就可以选择混合气体保护焊。2.3高能束热源焊接及加工技术。高能束热源在汽车工业之中得到广泛的使用。目前,其新技术主要包含:一是激光和电弧复合加热焊接。利用激光焊接技术可以焊接窄而深的焊缝,利用电弧焊接技术则可以焊接宽而浅的焊缝。相比之下,前者的成本较大,后者的投入相对较少,通过科学的组合就能极大地提高焊接效率。激光和电弧复合加热焊接的设计是至关重要的,要求两种热源的夹角尽量达到最小,对于焊炬也要将其设计成激光与双电弧电源结合的形式。该焊接技术方法通常应用于4-8mm钢结构的焊接,即在生产汽车部件、焊接铝合金方面使用较多。并且将激光应用于焊接和紧密切割,可以在摩擦面形成的重熔复合层抑或是储油细花纹中得到应用,显著提高部件耐磨性。二是等离子体应用。氩气保护等离子焊接切割在各个生产制造行业都得到了较多的应用,其中以加工有色金属、合金钢等为主。在现阶段,对于铁路客车厂应考虑使用水下等离子切割技术,以便减少变形,进一步提高精度。如今在生产汽车发动机气阀体时已经进行等离子焊接。

3汽车工业焊接的发展趋势

3.1发展自动化柔性生产系统。在对汽车工业的整体焊接情况进行分析之后,发现汽车工业的焊接发展呈现出一定的趋势:推动自动化柔性生产系统快速发展。对于工业领域的机器人而言,由于其包含了灵活性生产和自动化生产的特性,所以近年以来机器人得到快速的、较大规模的使用。该机器人带着自身的焊钳储存库,依据不同焊装部位的不同要求抑或是焊装产品发生的变化,就能从储存库里自动抓换焊钳。而传输产品的装置往往就是利用PLC单板机控制的柔性化感应导向滑轨小车控制。3.2发展轻便组合式智能自动焊机。基于实际情况分析,相比国外,国内汽车焊接水平还存在一定的差异。最近几年,国内的汽车制造商都开始关注焊接自动化。如,东风悦达起亚的二工厂,就尝试引入赛拉图车身焊接车间的生产线13条,达到大于80%的自动化率。每一条生产线均是由计算机进行控制的,自动完成焊接工件、传送工件等操作。利用R30型极坐标式机器人、G60肘节式机器人进行焊接,依托微机对机器人实施驱动控制,则能显示文字和数字,通过磁带直接将输入输出程序记录下来。机器人动作所用的序步轨迹时点对点的,拥有较高的自动化焊接水平,能够很好地满足工作要求,在促进生产率和产品质量提升的同时也能够降低材料的实际消耗。针对这一部分高水平的生产线,在武汉、上海等区域都有引入,其包含了多个国家的汽车制造技术。但是这样的技术,其本身还无法满足我国的工业发展要求,所以,本国就需要注重技术方面的创新,可以为节能高效焊接材料和焊接工艺、焊接设备等的发展及应用提供有利条件,同时积极推广机器人技术,促使智能设备快速更新,尽早形成完善的高效焊接自动化系统,严格控制成本,再配合计算机技术、网络技术、信息技术加快传统产生升级改造的步伐,最终将其档次提上去。

4结语

总而言之,在不久的将来,在大力发展与努力之下,国内汽车行业的焊接技术就一定能够不断缩小与国外之间的差异,最终更好的迎接汽车工业的挑战和机遇。

参考文献

[1]金颋勋.数字化焊接技术发展趋势分析[J].中国设备工程,2019(22):130-131.

[2]李帅勇.汽车车架焊接工艺分析及工装设计[J].中国新技术新产品,2019(21):49-50.

[3]段东磊.激光焊接技术在汽车制造中的应用现状及发展趋势[J].世界制造技术与装备市场,2019(05):38-44.

点焊范文篇8

关键词:双盘式浮顶油罐;内置脚手架;正装施工技术

浮顶油罐是储存原油、汽油、柴油等介质的重要装置。在多年的工程实践中,各施工单位创造和总结出了多种浮顶油罐安装技术,其中水浮正装法就是其中之一,但是该技术可能会造成水污染,不符合环保要求[1]。在大型浮顶油罐中较为常用。本文根据多年的储罐施工经验,形成了一套先进、成熟的浮顶油罐正装施工技术,该技术相比其他方法具有成本低、进度快、易掌握、操作安全可靠等优势,具备明显的技术先进性和显著的社会经济效益。

1工程概况

山东烟淄输油管道华星输油站改扩建工程位于山东省东营市广饶县大王镇永和工业园区,共包含8座10万m3钢制外浮盘储罐,储罐设计储存温度为50℃,直径为80m,罐体高度为21.8m,单个罐体重量为1050t,属于大型储罐项目。浮顶油罐可划分为双盘式和单盘式两种,本项目采用双盘式浮顶油罐结构型式,双盘式浮顶油罐主要由漂浮在介质表面上的浮顶和立式圆柱形罐壁所构成,在浮顶外缘与罐壁之间有环形密封装置,原油、汽油、柴油等介质始终被内浮顶直接覆盖,从而减少挥发量。浮顶油罐的浮顶直接与大气接触,特有结构包括中央排水管、转动扶梯、浮顶立柱、自动通风阀等,双盘式浮顶原油罐结构示意见图1。

2正装施工技术特点

(1)壁板安装采用内脚手架正装法,在壁板环缝下方1m~1.2m处沿罐壁周向搭设内手架,作为上一层壁板的安装操作平台,然后在脚手架上进行上一层壁板纵缝、环缝的组焊,内设脚手架安装简单且易于操作,节省大量人工。(2)罐底板焊接利用自制的垫铁、卡具等,焊接顺序按照先焊接边缘板外侧300mm(其余部分待壁板与罐底之间大角缝焊完后再焊),接着焊接中幅板短缝,最后焊中幅板长缝,中幅板的点焊由中心向外的顺序对称进行,收缩缝不点焊,分区域进行焊接,严格按照焊接顺序施焊,解决了底板焊接导致的热变形问题。(3)壁板纵缝、环缝组焊时,利用自制各种卡具、模具、销子、龙门卡以及背杠等,调整壁板水平度、垂直度以及焊缝组对间隙,解决了弧形壁板因弧度偏差导致的无法组对、组对难、组对间隙以及错边偏差大,产生密封不严密、浮盘运行卡阻的问题。(4)浮盘顶板采用从中心向四周逐渐铺设的工艺,铺设同时进行顶板与桁架、环向隔板、径向隔板的划焊;顶板焊接从中心向四周先短缝后长缝的施工工艺,解决了因焊接热应力导致的板材变形、浮板顶板不平整、雨水无法顺畅排流,严重时影响浮盘水平度,上下运行不畅等问题。

3正装施工技术要点

大型双盘式浮顶油罐正装施工工艺流程见图2。正装图1双盘式浮顶原油罐结构示意施工工序主要由基础验收、罐底组装、壁板组装、浮盘施工以及附件安装五个步骤组成,现将各个安装步骤的主要注意事项进行总结说明。

3.1基础验收

罐底安装施工前首先要完成基础验收工作,根据GB50128-2014《立式圆筒形钢制焊接储罐施工规范》中相关规定,油罐基础中心标高允许偏差为±20mm,环梁每10m弧长内任意两点的高差≤3.5mm,整个圆周平均标高计算≤6mm;沥青砂层表面凹凸度采用同心圆测点法测量各点标高,同一圆周上测点的测点标高与计算标高之差≤12mm,同心圆直径及测量点数要求见表1。

3.2罐底组装

(1)罐底组装之前,需要对底板涂刷防腐涂料,在每块底板边缘50mm范围内涂刷可焊性漆;(2)在中幅板上画出十字中心线及分区长条中幅板的位置,底板直径比罐底设计直径放大1.6‰,从而补偿焊接过程中产生的收缩量;(3)确定底板的焊接工艺参数:焊接电流约为150A,焊接电压约为24V,焊接速度约为35cm/min;(4)首先铺边缘板,边缘板对接缝焊接时要采取防变形措施(对接缝的外侧间隙与内侧间隙的比值约为0.5),再铺设中幅板中心线长条板,然后铺设中幅板,最后铺设号码板。中幅板焊接时先焊接短缝,再焊接长缝,中幅板的点焊由中心向外的顺序对称进行,收缩缝不点焊;(5)底板与壁板间的角缝应采取内外侧角缝同时交错同向对称分段退焊的方式,边缘板剩余对接缝及与中幅板连接的大圈收缩缝(龟甲缝)的焊接等到壁板与罐底的大角缝焊完后再进行组对焊接;(6)罐底焊接组装完成后,利用真空箱进行真空试漏,试验时的负压值应≥53kPa;(7)罐底焊接完成后的局部凹凸变形深度应≤变形长度的2%,同时≤50mm。

3.3壁板组装

(1)壁板安装采用内脚手架正装法,在壁板环缝下方1m~1.2m处沿罐壁周向搭设内手架,作为上一层壁板的安装操作平台,进行壁板纵缝、环缝的组焊;(2)在罐底板上按基准圆半径划出圆周线及第一节壁板每条立缝的位置线,再以组装圆周线为准,距离10cm(内侧)划出检查基准圆,并打上样铳眼,围板时对号入座;(3)进行第一圈壁板的组对安装,组对完成后用卡具调好间隙,打上卡码固定,再用销子打入卡具间调整椭圆度,椭圆度合格后用方形销打入壁板与罐基础圈梁间调整水平度,然后用临时斜撑调整壁板垂直度,调整合格后用卡具固定对口间隙,用防变形卡具点焊好,最后调整壁板的错边和间隙,垂直度用卡码调整好后安装E型板,在底部焊上托底焊,去掉壁板内侧与挡板之间的垫板进行立缝焊接;(4)第一圈立缝焊接完成后,分别进行第二节、第三节壁板安装,壁板内侧用背杠固定,然后进行环缝组焊,壁板内侧采用挂壁小车进行焊接施工;(5)第三节壁板安装完毕后,进行大角缝的焊接,在第一层壁板与底板间采用防变形支撑[2],大角缝焊前防变形措施见图3。

3.4浮盘施工

浮盘施工在中幅板组焊完毕后展开施工,与壁板安装施工分两条线同时开展,浮盘施工工艺流程见图4。首先进行浮盘底板铺设,浮盘胎具采用水平度可调的专用胎具,胎具由罐底板中心向四周逐渐铺设,胎具安装完成后,需要对水平度进行调整,以保证浮盘底板处于同一水平面上,从而确保浮盘焊接的平整度;浮盘由中心向四周铺设,板与板之间的搭接宽度为3cm,排版时浮盘底板半径比设计值放大1/1000,从而可以补偿焊接收缩量。其次进行桁架、环向隔板、径向隔板号线,先从第四圈开始进行桁架、环向隔板、径向隔板两侧各50cm的底板焊接,焊接完成后进行真空试漏,焊接质量合格后再进行桁架、环向隔板、径向隔板组对焊接。最后对第四圈浮盘底板上下表面进行焊接,焊接完成后再进行一次真空试漏,按照第四圈的施工顺序由外向内逐圈进行组焊。桁架、环向隔板、径向隔板组对焊接完成后,从中心向四周逐渐铺设浮盘顶板,顶板焊接从中心向四周先短缝后长缝的施工工艺。浮盘顶板焊接完成后,需要进行浮盘气密试漏试验。

3.5附件安装

(1)盘梯安装。盘梯实行整体预制、整体安装,盘梯中心线水平投影应与轨道重合,两者的偏差应≤1cm。(2)接管安装。罐壁人孔与罐油料进出口开孔时,需要在开孔部位的上下两侧焊上两道加强弧板,弧板曲率应与罐体曲率一致,从而减少焊接时的变形量;接管的外伸长度偏差≤5mm,中心偏差≤5mm。(3)量油管和导向管安装。量油管和导向管在安装时的垂直度偏差应控制在管长的0.1%以内,且不得大于1cm。(4)密封装置安装。密封装置在安装过程中不得损伤,同时橡胶制品应注意防火。(5)加强圈和抗风圈安装。加强圈和抗风圈焊接时要采取反变形措施,加强圈、抗风圈与罐壁纵缝交叉处应将加强圈、抗风圈部位切割为弧形小孔避让焊缝,密封焊接,对接缝位置垫板尽量贴紧加强圈、抗风圈腹板。

4结语

本次安装为10万m3双盘式浮顶油罐。壁板安装计划工期30天,实际工期22天,定额预算总成本152.28万元,实际成本137.69万,节余率9.6%,节余额14.59万元。通过该技术的实践,积累油罐安装经验,增强了市场竞争力,为以后承担同类工程打下基础,取得了良好的社会效益。

参考文献:

[1]杨平.大型浮顶油罐水浮正装法探究[J].化工管理,2017(19):162-163.

点焊范文篇9

关键词:化工塔器设备;现场组焊施工;质量控制;分析研究

现代石油炼化装置由于其整体设备的直径较大,长度明显,所以要想在工厂预制成型,其运输难度也是可想而知。因此,为了改善现状,很多制造企业都会采取现场组焊施工的方式对相应的炼化装置进行组装。但是,在实际施工时,现场组焊施工却常常受到场地等诸多条件所限制,所以,就要结合实际情况,选择合适的组焊施工技术,并制定一系列科学合理的质量控制措施,这样才能保证最终的施工质量,从而为石油炼化装置的长期安全稳定运行打下良好的基础。

1案例分析

某石化公司中所采用的溶剂回收塔和抽提蒸馏塔,均是由相关制造厂分段制造所生产,即在生产过程中,采用分段运输方式在吊装现场完成塔的组焊工作。由于该制造厂位于北方地区,且化工塔器设备现场组焊施工是在冬季进行,所以,为了避免冬季早晚温差大,给现场施工原料的应用性能造成不良影响,从而增加塔器设备现场组焊的施工难度,相关质量管理人员决定根据两台设备的信息情况等,对其现场组焊施工采取以下几方面施工控制技术和措施。

2控制技术的操作要点分析

2.1壳体排板质量控制技术

通常,大型化工塔器设备在采购前都要先进行排板,即对壳体板材的规格尺寸、长度、宽度等进行充分的明确,并按照厂家所提供的最大尺寸,对其焊缝数量进行合理把控,确保各条焊缝都能避开开孔位置。另外,为了保证壳体排板质量,还要确保纵缝与环缝能够避开补强圈、塔内件焊接件、加强圈等部位。然而,现在各石油化工企业在采购塔器材料时,相应的厂家却很难提供完整的设计图纸,往往仅是提供一份设备壳体的备料图,由于该图中对壳体开孔标高及方位、补强圈、塔内件焊接件等设计未做出详细的批示,所以就会导致最终的设计图出来后,前期采购板材有很多都未避开上述部件,这样就会给后期化工塔器设备的现场组焊施工带来很大阻碍。因此,要想避免这种现象的发生,就要在壳体采购后对其进行二次排板,确保所有焊缝都能避开所规定的部件,这样才能进行现场组焊施工。

2.2单筒节分片组焊控制技术

目前,为了节约设计成本,很多钢板厂在对大型塔器进行设计时,都会采用两块钢板进行单筒节设计,这样就会使单筒节分片组焊施工时,考虑两道纵缝的有效处理。尤其是要注重单筒节的椭圆度及上下口平面度设计质量,特别是后者设计的控制,要着重对其钢板下料及卷制加工进行监督和控制。由于现场分片组对焊接过程中缺少校圆这一工序,所以在对分片钢板进行滚圆时,一定要做好压头处理工作,这样才能保证纵缝处的弧度设计能够达到相应的标准要求。另外,在专门的组焊平台上对单筒节进行组对时,应先根据筒节直径来设计圆形定位卡具,以便可以更好地掌握单筒节整体的椭圆度。另外,还要对纵缝坡口形式进行科学设计,在这一过程中,必须对各焊接顺序及焊接工艺参数进行充分的明确,可以在焊前点焊弧形板,这样才能避免纵缝焊接过程中出现变形现象。

2.3环缝组焊控制技术

该组焊施工质量控制技术主要分为两种形式,即正装法和倒装法,在实际操作时,应根据现场条件合理进行选择。其中,后者技术的优势是能够保证环缝焊接、无损检测等工序始终在最后面进行,而前者技术的实施则需要搭建相应的脚手架或临时操作平台。环缝组对在实际进行过程中,为了避免纵缝方位与设计标准之间出现差错,应严格按照排板图进行操作,并且要严格对环缝的直线度与垂直度进行合理把控,待其符合相应标准后再进行点焊组对,在这一过程中,相关工作人员必须实时对同位置、同方向的焊接工艺参数进行随时观测,一旦发现异常,应立即进行调整。

2.4塔内件一次焊接件组焊控制技术

该现场组焊控制技术的运用,主要是针对化工塔器内件一次焊接件水平度及间距,进行合理的管控。由于整个化工塔器属于立式组对形式,所以,塔内件一次焊接件在组焊过程中也要在筒体立式的状态下来进行,并要将塔体分成若干小段,进而在各段内对各塔内件进行组焊。另外,为了避免塔内件在焊接过程中出现变形现象,应尽量采取CO2气体保护焊技术,并对相应的焊接顺序和工艺参数进行充分的明确。另外,在对一侧满焊一侧间断焊的部件进行焊接时,应先对间断焊一侧的焊缝进行焊接,然后,再对满焊一侧的焊缝进行焊接。而若是分段口处的焊接,则不仅要先预留一两层后再进行点焊固定,而且还要在分段合拢后,对焊接件的间距进行合理调整,这样才能确保塔内件一次焊接件的焊接质量。

2.5吊装、高空组焊控制技术

化工塔器各分段在预制完成后,应采取相应的吊装技术对其依次进行吊装。当各段吊装完毕后,应及时对塔体的垂直度和直线度进行调整。另外,为了确保各分段吊装质量,应在阻焊之前搭建相应的堂架或在组对口下方安装临时平台,另外,在组对点焊后,应在各分段焊接厚度达到相应标准后再松钩,并且还要重视管口方位的焊接质量,这样才能确保化工塔器设备的现场组焊施工的顺利开展。

2.6焊后热处理控制技术

一般情况下,大型化工塔器在开展现场组焊施工时,都要采取内燃法热处理技术在地面上对整体塔体组进行焊后热处理,而各分段之间的环缝热处理则要采用电加热的形式来进行。另外,还要按照相关规范要求对焊后热处理参数进行精准的计算,如升降温速度、上下端温升差、上下端温差等。与此同时,还要对喷火嘴数量、热电偶布置数量及保温棉铺设厚度等进行科学合理的策划,这样才能切实保证塔体内部温度能够达到均衡。

3组焊施工质量控制措施分析

3.1施工前质量控制措施

首先,要保证现场组焊施工人员的专业化水平,使其能够对各环节施工质量控制技术的运用做到灵活的掌握,并对相应的施工内容和施工注意事项等进行全面了解,力争做到持证上岗;其次,要对相应的施工材料质量进行全面的检验,确保其具备完整的生产文件和质量检验报告等;再者,要对材料的外观质量,如产品长度、圆度、尺寸等进行全面的检查,尤其是要保证设备管口方位与组焊设备设计要求相吻合;最后,要对坡口质量进行相应的检查,进而看其尺寸大小是否与施工图纸要求相一致,并保证坡口表面不存在任何裂纹。

3.2现场组焊施工质量控制

首先,要保证现场施工用具的稳固性,尤其是吊装设备的稳固性,应在吊车下方铺设一定厚度的钢板,进以让吊车在钢板上完成相应的施工作业,这样才能确保吊车施工的稳固性,从而切实地提高化工塔器设备现场组焊施工质量。其次,要结合塔器设备的上下段施工情况,科学搭建安装保护平台,一方面,要将设备的下段部分吊装在地基上,并用地脚螺栓对设备进行固定;另一方面,对设备上段进行吊装时,要在空中采取环形组焊技术对焊缝处进行焊接,这样才能促使设备的整体合拢性得到最大化提升。

3.3组焊施工后质量控制措施

首先,要在组焊施工完毕后,根据化工塔器设备现场组焊施工的要求,对回收塔和抽提蒸馏塔的吊装组焊质量进行全面的分析,不仅要采用20%的射线对环焊缝施工质量进行相应的检测,而且还要判断筒体的强度是否能够达到相应的标准要求;其次,要在加强产品质量的基础上,不断扩大施工质量的检测比例,尽可能采取100%的射线对组焊的整条缝隙进行检测,若最终的检测结果为二级,则证明其焊接质量符合相应的施工质量标准要求;最后,要分别对溶剂回收塔和抽提蒸馏塔的直线度进行检测,当检测结果<10mm和<7mm时,证明该化工塔器设备现场阻焊施工质量满足相应的质量控制标准要求。

4结语

综上所述,从本文所提的案例中可以得知,大型化工塔器设备现场组焊施工过程中,会经常因为各种因素所影响,而出现相应的施工质量,这在某种程度上就会给石油化工装置的安全稳定运行造成很大的影响。因此,为了避免这些质量问题的发生,关键任务就是要对化工塔器施工前、施工中以及施工后的现场组焊质量进行全方面的控制,尤其要掌握相应的控制技术操作要点,并结合实际,制定出科学合理的施工质量控制措施,这样才能充分提升塔器设备的施工质量,使其在石油化工生产中发挥出最大的实效作用。

参考文献:

[1]杨伟.塔器设备现场组焊的施工质量控制[J].当代化工,2017,(07):143-144.

[2]崔毅斌,李刚.超大型设备现场组焊的质量控制[J].石油化工设备技术,2019,(05):50-52.

点焊范文篇10

[关键词]锁脚锚杆(管);高精度;L形钢筋;钢拱架

锁脚锚杆(管)等结构形式是现阶段隧道及地下工程初期支护中钢拱架固定安装最常见的方式,主要起到固定拱架作用,对初期支护水平和侧向受力变形起到抗收敛作用,安全意义重大。而目前锁脚锚杆(管)施工方法基本采用的是人工配合普通风钻在钢拱架拱脚位置进行钻眼,再通过点焊焊接在钢拱架上,该方法中普通风钻受作业环境和不同位置变化施工影响,不能有效固定控制角度,通常达不到设计角度要求。同时受钢拱架结构的影响,锁脚锚杆(管)与拱架的接触面较小,通过点焊的方式连接受力效果较差。施工中主要受以上两种方法影响,造成锁脚锚杆(管)施工质量水平不高,对隧道及地下工程围岩收敛起不到应有的作用,形成较大的安全隐患。因此,开展提升该项目施工质量控制水平施工技术探讨研究,具有重要理论和现实意义。

1工程概况

青岛地铁2号线轮渡站站后折返线区间全长349.16m。区间断面超大,洞身范围主要位于强风化、中风化及微风化岩层中,拱顶埋深20~27.6m,围岩分级为III~V级。隧道结构采用单洞单线、单洞四线马蹄形复合式衬砌,拱脚及格栅钢架连接处每循环需打设锁脚锚杆(管)40根,隧道全段约打设锁脚锚杆(管)16000根,工程数量巨大(锁脚设计位置如图1所示),而施工人员水平参差不一,施工质量难以保证,对超大断面暗挖工程形成一定安全隐患。

2施工原理及要点

2.1施工流程图

具体施工工艺流程如图2所示。

2.2主要原理

利用两个A42的钢管和钢板焊接固定成15°的角度制作重复使用的导向管模具,锁脚穿过导向管打设,规范锁脚锚杆(管)打设的位置,控制打设角度为15°避免锁脚锚杆(管)打设角度、位置参差不齐的现象。使用L形筋加大锁脚锚杆(管)与格栅主筋连接的接触面积,L形筋一边与格栅主筋满焊,另一边与锁脚锚杆(管)满焊,同时L形筋一边形成弯勾与格栅主筋锚固加强整体性效果,锁脚锚杆(管)导向模具及L形连接钢筋结构示意如图2、图3所示。

2.3施工要点

2.3.1加工导向管模具钢板采用厚度5mm,尺寸为390mm×150mm(长×宽),钢板中心两侧100mm位置确定圆心并钻孔,孔直径45mm;两侧导向管型号为外径42.5mm×3.25mm的钢管,单根长度35cm,一个模具上两根。导向管穿透钢板预留孔,沿水平向下15°布设(具体角度按设计锚杆角度加工)。钢板两侧导管长度分别为10cm及25cm。L形筋选用22螺纹钢筋加工,角度控制在105°,L形筋与格栅主筋双面焊接,焊接长度11cm,与锁脚锚杆(管)单面焊接长度为23cm,锚固段长度85mm(导向模具设计图如图5、图6所示)。具体尺寸可根据现场实际情况调整,满足刚度及牢固性要求即可。2.3.2安装锁脚锚杆(管)导向管模具拱架安装完成后,安装导向管模具,安装时,钢板需和拱架紧贴,再使用扎丝将模具与格栅钢架纵向连接筋固定牢固即可。2.3.3穿过导向管钻孔、安装锁脚锚杆(管)使用风钻穿过导向管中钻孔至设计长度,再使用高压风清除孔中残渣、之后穿过模具安装锁脚锚管,待锁脚安装完成后取下模具,具体施工如图7所示。2.3.4焊接L形钢筋L形筋加工完成后,并连接在锁脚锚杆(管)或锁脚锚管与拱架主筋之间,L形筋一边与格栅主筋满焊,另一边与锁脚锚管满焊,同时L形筋一边形成弯钩与格栅主筋锚固增加了结构的整体性,具体连接效果如图8所示。

3效果分析

利用导向管模具规范了锁脚锚杆(管)打设的位置,有效控制了风机钻孔角度。精确的施工角度有利于将拱脚位置的压应力传递到拱脚所在的岩层上,提升了拱脚位置的承载能力。导向管模具安装快捷方便,容易操作,在提升施工质量的同时加快了施工速度、减小了劳动强度。利用L形钢筋与主筋焊接代替锁脚锚杆(管)和主筋点焊,增加了焊接面积,提升了锁脚锚杆(管)的施工质量,加强了隧道洞身支护的整体性,有效地将围岩对洞身的应力传递到拱脚的岩层上,现场施工效果如图9所示。该技术使用简单,只需投入制作简单的导向装置即可,大幅减少了施工过程中反复调整角度的工作量,提高了施工工效。同时通过该技术的应用,能够有效规避围岩水平收敛引起的安全事故。

4结束语

通过制作导向钢板和钢管固定装置,能在锁脚锚杆(管)钻眼过程中起到引导角度作用,最终实现角度的精准控制,避免了人为配合机械施工过程中的不可控因素。再通过L形连接对连接牢固部位进行了加强。总体而言,该技术能够有效提高锁脚锚杆(管)施工质量,充分发挥初期钢拱架支护作用,有效提高隧道及地下工程施工的安全性,且应用领域广泛,可为后期类似工程施工提供可靠参考依据。

参考文献

[1]陈丽俊,张运亮,马震岳,等.锁脚锚杆导向模具[J].岩土力学与工程学报,2015,34(1):129-133.

[2]陈建勋,乔雄,王梦恕.黄土隧道锚杆受力与作用机制[J].岩土力学与工程学报,2011,30(8):1690–1697.

[3]伍毅敏,吕康成,徐岳.软弱地基隧道锁脚钢管承载特性研究[J].岩土工程学报,2009,31(12):1825–1832.

[4]张涛.软弱围岩隧道锁脚锚杆(管)支护特性研究[D].西安:长安大学,2011.

[5]罗彦斌,陈建勋.软弱围岩隧道锁脚锚杆受力特性及其力学计算模型[J].岩土工程学报,2013,35(8):1519–1525.

[6]徐晨.软弱围岩隧道中锁脚锚杆支护效果研究[D].西安:长安大学,2010.

[7]郭小红,王梦恕.隧道支护结构中锚杆的功效分析[J].岩土力学,2007,28(10):2234–2239.