摘要：某项目汽缸撑筋图示由50mm厚Q235-B钢板成型后组焊而成（见图1），由于成型半径太小，最小位置只有R50，成型过程容易产生褶皱及开裂，同时尺寸精度也难以控制，成型后焊缝密集且焊接量大，焊接变形难以控制，因此怎样采取有效的成型及焊接变形控制措施将十分关键。由于首次进行此类结构件的成型及焊接，因此特进行试验及研究，并为后期此类产品生产制造提供技术储备。
关键词：成型；试制；检验
1前言
参考大多数撑筋制造研究情况和数值模拟状态[1,2,3]，本次研究要解决的内容是撑筋成型、焊接满足产品设计要求，并使产品顺利交货。通过对此类结构件的成型及焊接试验，找出合理的成型及焊接参数，并为其他类似产品的制提供技术支持。
2存在问题
图1:原设计90°撑筋结构
2.1该项目汽缸为全新装焊结构，这个汽缸上半分两层、下半分为三层，外部2层壳体与内层轴承座使用中间5根撑筋连接，撑筋内部穿油管。尺寸长×宽×高（mm）：上半5880×2975×3020、下半6200×2975×3100，重量：上半25732Kg、下半40932Kg。5根撑筋分为90°撑筋、45°撑筋、180°撑筋。撑筋用于燃机低压缸支撑，见图1，5个撑筋要同时穿过2层外壳体，由于撑筋横截面及长度尺寸较大，从缸体装配图可以看出对撑筋的外形尺寸精度要求较高，如果拉筋成型后外形尺寸精度较差，将无法与壳体进行正常装配。
2.2原设计结构（见图1），撑筋由件1、件2、件3组焊而成，而影响外形尺寸主要因素是
2.2.1件2、件3成型精度：原设计撑筋由50mm厚Q235-B钢板成型后组焊而成（见图1），由于成型半径太小，最小位置只有R50，横截面及长度尺寸较大，综上因素，成型难度很大，成型过程容易产生褶皱及开裂，同时尺寸精度也难以控制。
2.2.2三段焊接后变形程度：成型后焊缝密集且焊接量大，焊接变形难以控制，因此怎样采取有效的成型及焊接变形控制措施将十分关键。
3解决问题
3.1内部评审
针对撑筋制造过程成型难度问题，对工艺方案进行了内部评审。评审内容涉及产品的结构特点、试验件及产品试制成型、装焊工艺流程，具体评审点分析等几个方面，形成评审结论纪要如下：
3.1.1允许撑筋图纸中的4条焊缝按照2条进行试制，后续根据试制结果完善图纸。
3.1.2试验件合格后，产品零件严格按图纸精度成型，尺寸合格后配准点焊，焊后样板检测型线。
检验合格后才允许焊接。
3.1.3.汽缸装配过程中若出现撑筋与壳体组件干涉情况，允许修配壳体组件上型孔。
3.2根据评审纪要首先对图纸结构进行改进，撑筋由原来的三段组焊成更改为两段组焊，并按评审要求进行试验件制作和产品试制
3.3试验件成型精度试验过程（试验件采用90°撑筋尺寸下料；样板下料）
3.3.1试验件下料：按照长×宽：1605×1799数控火焰切割，数量2件
（其中长度方向单边留有250mm成型余量，宽度方向单边留有5mm后续加工余量）
3.3.2样板下料：碳钢或者不锈钢余料/δ3，进行数控激光切割，数量2件
3.3.3成型：沿1605长度方向冷压成型，成型后使用样板检测型线并去除余量，注意成型前识别长宽方向。
3.3.4检测：合格后组对装配点焊并用2件样板检测型线，外形轮廓误差3mm内。
4撑筋产品试制（90°撑筋、45°撑筋、180°撑筋）
两件试验件成型尺寸经技术部门现场确认，已满足后续装焊要求。按照评审会议要求继续进行90°撑筋、45°撑筋、180°撑筋产品试制，合格后作为正式产品件，具体制造过程如下：
4.190°撑筋试制
4.1.190°撑筋撑筋下料，工程要求1件，实际制造1件件1、件2下料(材质：Q235-B/δ50)，尺寸按照长×宽：1605×1799，数控火焰切割,套料时1605尺寸沿钢板轧制方向，数量2件
（其中成型方向单边留有250mm成型余量，另一侧单边留有5mm后续加工余量）。
4.1.2样板：使用2件试验件样板检测（单边漏光间隙3mm）
4.1.3成型：沿1605尺寸方向冷压成型，成型后使用样板检测型线（单边漏光间隙3mm），合格后半自动火焰切割去除余量，并刨削加工坡口尺寸，注意成型前识别长宽方向。
4.1.4检测：合格后组对装配点焊并用2件样板检测型线，外形轮廓误差3mm内。
4.245°撑筋试制
4.2.145°撑筋撑筋下料，工程要求2件，实际制造2件
件1、件2下料(材质：Q235-B/δ50)，按照长×宽：1499.5×1792数控火焰切割,套料时1499.5尺寸沿钢板轧制方向，数量4件
（其中成型方向单边留有250mm成型余量，另一侧单边留有5mm后续加工余量）。
4.2.2样板：使用2件试验件样板检测（单边漏光间隙3mm）
4.2.3成型：沿1605尺寸方向冷压成型，成型后使用样板检测型线（单边漏光间隙3mm），合格后半自动火焰切割去除余量，并刨削加工坡口尺寸，注意成型前识别长宽方向。
4.2.4检测：合格后组对装配点焊并用2件样板检测型线，外形轮廓误差3mm内
4.3180°撑筋试制
4.3.1180°撑筋撑筋下料，工程要求2件，实际制造2件
件1、件2下料(材质：Q235-B/δ50)，尺寸按照长×宽：1499.5×1792数控火焰切割,套料时1499.5尺寸沿钢板轧制方向，数量4件
（其中成型方向单边留有250mm成型余量，另一侧单边留有5mm后续加工余量）
4.3.2样板：使用2件试验件样板检测（单边漏光间隙3mm）
4.3.3成型：沿1605尺寸方向冷压成型，成型后使用样板检测型线（单边漏光间隙3mm），合格后半自动火焰切割去除余量，并刨削加工坡口尺寸，注意成型前识别长宽方向。
4.3.4检测：合格后组对装配点焊并用2件样板检测型线，外形轮廓误差在3mm内
4.4撑筋焊后内部的成型质量、清洁度控制
4.4.1组焊前内部喷丸、涂耐高温漆
4.4.2全部采用氩弧焊打底，同时打底后采用内窥镜检查成型情况，有缺陷及时处理
4.5撑筋零件制造精度控制(端部余量及留取去除方式)
撑筋组件长度方向小R端采用机械加工型线（单边留5mm余量），大R端留余量在装焊时候配割。
5结论
5.1本项制造方案按照模拟实际产品的尺寸进行，制定了完善的试验计划和试验方案。按照标准要求，试验从方案设计、装配优化、过程控制等方面进行检验，最后各项数据均达标准规定。
5.2本项制造方案宣告成功，通过该工艺试验，摸索出了厚板、小R成型零件的规律，掌握了实际焊接过程中变形的趋势和控制要点，使产品的焊接满足了设计图纸要求，且试验件作为了合格的产品交付下工序使用，并使产品顺利交货，为后期类似装焊件的生产提供了较高的理论和实际参考价值。
5.3摸索总结出了有针对性和创新性的焊接变形控制方案，提高了厚板、小R成型零件的焊接质量，有效推动了新机组的生产。
参考文献
[1]某重型燃机燃烧室热态流场数值模拟[J].王嘉奇,冯兆兴,王国峰,刘洋,史俊瑞.沈阳工程学院学报(自然科学版).2018(04)
[2]燃气轮机用GH4698合金大尺寸涡轮盘模锻工艺研究[A].张北江,赵光普,胥国华,秦鹤勇,陈华,熊运森.动力与能源用高温结构材料——第十一届中国高温合金年会论文集[C].2017
[3]300MW机组整套启动时间的技术控制[J].黄家玉.河南电力.2012(03)
论文作者:宋云,周艳兵
论文发表刊物:《基层建设》2019年第25期
论文发表时间:2019/12/17
标签：余量论文; 样板论文; 尺寸论文; 方向论文; 产品论文; 精度论文; 汽缸论文; 《基层建设》2019年第25期论文;