焊接工艺及质量控制分析

摘要：中心立柱下部回转平台作为堆取料机上部堆料机与下部取料机等部位旋转的重要基础，其不仅是堆取料机设备运行过程中的主要受力部件，在承受设备主要部件质量以及设备运行过程中产生动能荷载方面发挥着非常积极的作用，并且中心立柱回转平台位于设备立柱支腿上方，在安装工艺方面也主要是以焊接为主。在焊接过程中，一旦焊接工或者组装工艺出现问题，就会在较大程度上影响设备的正常运营。因此，做好其焊接工艺及质量控制工作就显得尤为重要。基于此，本文对堆取料机中心立柱下部回转平台焊接工艺及质量控制进行了探讨。

关键词：堆取料机；下部回转平台；焊接工艺；质量控制

近年来，随着社会的发展以及机械技术的日益成熟，圆形料场堆取料机也被广泛的应用到港口、矿山等行业生产过程当中，并且发挥着非常积极的作用。中心立柱下部回转平台作为圆形堆取料机较为重要的组成部分，在保证设备整体质量以及设备旋转方面发挥着非常积极的作用。就现阶段我国常用圆形料场堆取料机中心立柱下部回转平台而言，其主要类型为箱型大型整体式焊接钢结构构件[1]。由于该结构在堆取料机工作运行过程中发挥着非常重要的作用，因此，做好该结构焊接工艺及关键部位的质量控制工作就显得尤为重要。

1中心立柱下部回转平台概述

现阶段我们所说的堆取料机中心立柱下部回转平台，指的就是一种可以保证堆取料机设备质量以及进行360°旋转的一种箱体大型整体式焊接钢结构构件。一般来说，其主要是由一个类似于等腰梯形的全封闭箱型结构与3个相同的且焊有含铰轴板的长方形梁组焊构成，主要部件为：中心立柱上部、上部回转机构、中部回转机构、回转中间架、门架钢结构以及栈桥支撑平台等[2]。就现阶段最为常用的中心立柱下部回转平台尺寸为12232mm×6751mm×5768mm。该结构的四周均为长方形围板，上下为异形件盖板，在其箱体内部，则焊有相应的隔板；结构中间部分为立柱筒体，在实际的制造过程中，筒体往往会被截成三段然后通过采用相应的焊接工艺进行组焊；结构中的后法兰在钻孔后与立柱筒体进行组焊，待组焊完成后，将法兰的另一端面车削平整后使用螺栓实现与回转大轴承的连接接。

2中心立柱下部回转平台焊接坡口形式分析

由于中心立柱下部回转平台在其实际的使用过程中，其上部箱体中的上下盖板的对接焊缝主要承受的力的类型为拉应力，并且与铰轴板焊接时，其下部长方体箱体盖板的T型焊缝以及长方体箱体盖板与上部箱体的对接焊缝则会承受较大的拉应力、扭矩力以及弯矩力，这样一来，就极易使焊缝产生裂纹，严重者甚至会导致焊缝撕裂，因此，在实际的焊接过程中，要想保证焊接质量，其中非常重要的一项策略就是在进行上述位置焊接工作时，必须要进行开坡口，并保证坡口焊透无缺陷，只有这样，才能真正的保证焊接质量的有效提升[3]。在堆取料机中心立柱下部回转平台焊接过程中，应根据焊接的部位、受力类型以及焊缝类型来对焊接坡口形式进行确定。例如，在进行厚度相同钢板焊接过程中，其往往会形成受拉焊缝，对于这种类型的焊缝，其焊接坡口形式宜采用X型坡口；对于厚度不同的钢板，在进行焊接过程中，往往是将厚钢板削成坡度并与另一钢板等厚之后，再进行坡口形式确定；对于T型焊而言，其则宜采用V型坡口；而对于其他的焊缝类型，则主要是采用全焊透坡口为主，并保证坡口表面未出现裂纹、分层等缺陷的存在。

3中心立柱下部回转平台焊接工艺分析

在进行中心立柱下部回转平台焊接工作时，选择正确的焊接工艺是保证焊接质量以及提升设备安全运行整体水平的重要因素。在进行焊接工艺选择过程中，对于中心立柱下部回转平台平板长度、宽度拼接处一般都采用埋弧自动焊工艺进行焊接；待完成平板拼接焊接工作后，其他的焊接工作均采用CO2气体保护焊[4]。对于埋弧焊焊接工艺而言，由于其主要应用于平板拼接焊接，因此，其主要工艺如下：在进行焊接过程中，埋弧焊大多是以直径为4.0mm且牌号为H10Mn2+HJ431的材料为主要的填充材料，在焊接电流选择方面，应根据部位的不同选择合适的电流，例如，对于中间及盖面层其电流大多是以580-640I/A为主，而对于反面填充而言，其主要电流为560-600I/A，无论中间及盖面层还是反面填充，在焊接电流极性选择方面，都是以直流反接为主；对于电话电压而言，中间及盖面层焊接所应用电弧电压为32-38U/V，对于反面填充，其电弧电压则为38-40U/V；在焊接速度方面，进行中间及盖面层埋弧焊时，其速度为34-40v/cm•min-1，在进行反面填充焊接时，其速度则为32-44v/cm•min-1。对于CO2气体保护焊焊接而言，其主要方式为平焊和立焊两种。在进行平焊时，对于打底层、中间及盖面层、反面填充主要是使用CO2气体保护焊焊接方法，填充材料均为直径1.2mm的ER50-6型材料，在焊接电流方面，极性均为直流反接，不同的是，在打底层焊接电流为220-240A，电弧电压为22-28V，焊接速度为25-34v/cm•min-1，中间及盖面层焊接电流为260-300A，电压为30-34V，焊接速度为32-36v/cm•min-1，反面填充焊接电流为280-300，电压为32-34V，焊接速度为25-30v/cm•min-1，此外，在进行背面清根时，其主要焊接方法为碳弧气刨，填充材料为直径为8.0mm的碳棒。在进行立焊时，无论是打底层还是中间及盖面层，其方法都是CO2气体保护焊，所使用的材料也均为直径为1.2mm的ER50-6材料，并且均采用直流反接为主要极性，但是，进行打底层焊接时，其电流则为160-180A，电压为22-24V，焊接速度为10-15v/cm•min-1，在进行中间及盖面层焊接时，其电流则为180-220A，电压为22-26V，焊接速度为18-24v/cm•min-1。基于中心立柱下部回转平台焊接的具体焊接工艺参数，在进行实际的焊接工作时，应首先遵循“对称施焊”原则，并从内部开始，先立焊后平焊，然后逐步向外扩展[5]；其次，在焊接过程中，应将上盖板校平后放置于水平胎架之上，并在盖板上标记处筒体及内部加强隔板位置，然后开展相应的焊接工作，需要注意的是，应将筒体、隔板按照标记的装置位置进行垂直焊接，并严格按照相应的焊接顺序开展相应的焊接工作。

4中心立柱下部回转平台焊接质量控制要点分析

作为保证设备安全稳定运行的重要结构，中心立柱下部回转平台焊接质量一直以来都是其制造过程中所面临的一项非常重要的问题。笔者认为，基于中心立柱下部回转平台现阶段的焊接工艺，要想实现对于其焊接质量的控制，应做好以下几点工作。第一，对于中心立柱下部回转平台盖板对接焊缝以及铰轴板与下部箱体T型焊缝、下部箱体与主箱体对接焊缝而言，其在设备运行过程中，往往会承受较大的拉应力，同时还会产生扭矩和弯矩，因此，为了保证焊接的整体质量，在焊缝焊接完成后，应对于其进行必要的探伤检测，检测方法为100%超神波探伤，并保证焊缝达到I级焊缝的标准[6]，如果检测过程中焊缝不能满足要求，则应及时采取相应的措施，只有这样，才能保证焊接的质量。第二，在进行盖板拼接焊接以及四周围板焊接拼接时，两种焊接焊缝应最少错开300mm以上的距离，并且应对盖板的拼接焊缝位置进行控制，严禁在箱体转角处出现拼接焊缝。第三，对于中心立柱下部回转平台而言，对于其内部加强隔板与筒体、圆钢连接处的立焊缝焊接开坡口而言，要想保证这类焊缝在实际的应用过程中，不会由于交变载荷作用下出现焊缝开裂，则需要在焊接工作完成后，进行100%的超声波探伤，待保证焊缝无缺陷后，才可投入使用。第四，在进行筒体与法兰焊接连接时，焊接人员应注意在筒体纵缝与法兰拼接焊缝之间的距离，一般来说，两者之间的距离应大于300mm，这样做的目的主要是防止应力集中而导致焊缝开裂现象的发生。除此之外，在进行法兰焊接过程中，为了防止其焊接变形，应在其内部加焊米字撑[7]，并且在焊接时，还应注意将法兰的螺纹孔与法兰拼接焊缝错开，以此来加强对于焊缝的质量控制。第五，对于堆取料机中心立柱下部回转平台而言，在其实际的运行过程中，其筒体与法兰环处极易受到弯矩和扭矩的影响，这样一来，就极易导致焊缝会疲劳开裂，因此，当筒体与法兰环焊接完成后，应对其焊缝进行100%超声波探伤。在进行探伤过程中，应制定相应的焊接探伤工艺卡，并以此为基础来开展相应的焊接工作，如果检测过程中出现不合格焊缝，则需要对其采取相应的措施，例如重新进行焊接等等。除此之外，在进行焊接过程中，筒体接头的错边量、盖板及围板平面度、筒体圆柱度其都不应超过2mm。

综上所述，在圆形堆取料机制造过程中，做好中心立柱下部回转平台的焊接工艺以及关键部位的质量控制工作对于提高其整体质量以及安全稳定运行有着非常积极的意义。但是随着我国现阶段机械制造工艺的不断发展，只有不断对堆取料机中心立柱下部回转平台焊接工艺进行研究，并以此为基础来实现对于焊接过程中质量控制水平的提升，最终为我国这类大型结构的制造与使用打下良好的理论以及实践基础。

参考文献：

[1]罗振星.圆形料场堆取料机安装工艺思考[J].现代制造技术与装备，2018（03）：137-138.

[2]王晶.堆取料机中心立柱下部回转平台焊接工艺及质量控制[J].电焊机，2018，48（02）：88-91.

[3]胡建军，陶瑛，张超.大型圆形堆取料机中心柱设计[J].河南建材，2017（02）：97-98.

[4]王宏超，张舒.浅述圆形料场堆取料机安装[J].中国新技术新产品，2015（24）：92.

[5]于健，于鹏.圆形料场堆取料机的中心柱的设计理念[J].中国新技术新产品，2015（22）：84.

[6]杨泽文，胡庆泉.圆形料场堆取料机中心立柱的加工[J].机械制造，2015，53（08）：52-53.

[7]王爱华.圆形料场堆取料机中心立柱支腿组装及焊接工艺[J].焊接技术，2015，44（06）：29-31.

作者:陶丽萍 单位:上海电力环保设备总厂有限公司