摘要：众所周知，我国经济社会的发展、人们生活水平的提升，与水利工程建设质量息息相关。为了保证水利工程的综合质量，就必须注重水工闸门的选择及制作安装环节。焊接结构的闸门，在水利水电工程中的应用范围最为广泛，其使用寿命也比较长，但是在焊接过程中很容易出现变形问题，对水利工程的正常运行造成了影响。因此，施工人员必须进一步提升焊接技术水准，控制焊接过程中产生的焊接应力，最大限度避免焊接变形问题的出现，进而确保水工闸门的质量。
关键词：水工；钢闸门；焊接变形；技术措施
1焊接变形问题出现的原因
1.1单个构件的制作工艺不过关
液压门包含许多单独的部件，如果这些部件的制造过程没有通过，则可能导致焊接过程中液压闸门的变形。按照生产要求，液压门的单个组件在装配时，一定要保证一定的间隙。但是，一些技术操作人员，由于缺乏专业知识，在装配单个构件时，或间隙过大，或间隙过小，导致焊接变形问题。一旦发生焊接变形，不仅会影响单个构件本身的尺寸，还会严重影响门的整体安装质量，从而影响闸门的使用寿命和使用寿命。除了个别构件之间的间隙会导致焊接变形外，槽顶的形状对单个构件也会产生一定的影响。
1.2门叶的整体焊接质量偏低
液压闸门各部分的质量对其整体焊接质量有一定的影响。从目前的情况来看，门扇整体焊接质量较低，是造成焊接变形的主要原因之一。焊接门扇是液压闸门生产的重要工序之一，在施工过程中监理人员必须有效地控制焊接人员的数量和质量，焊接工艺的必要性的基本过程。然而，有些监理人员在工作过程中往往忽视了自己的职责，在焊接过程中产生了不必要的问题，导致焊接变形的发生。
1.3门叶拼装误差偏大
闸门和叶片的装配是液压闸门制造中的一个重要步骤，也是问题最易发生的部分。一般来说，门和叶的装配应严格按照设计图纸进行，必须确保装配的准确性。但由于种种原因，门扇和门扇的装配存在诸多问题，误差较大，导致门扇焊接变形程度增加。。
2控制措施
某工程放水深孔平面事故闸门设置地点为放水深孔进口，孔口性质为潜孔，孔口尺寸为6.0m×8.0m（宽×高），上游封水，封水尺寸为6.1m×8.1m，闸门支承跨度6.84m，设计水头61m，总水压力28139kN，自重85t，加重30t。操作特性为动水闭门，充水阀充水平压后静水启门，全开全关运行。操作设备为2×1000kN液压启闭机。闸门结构材质为Q345C，面板厚度18mm，边梁与主梁腹板厚度20mm，边梁与主梁翼板厚度25mm，主梁高1470mm，次梁为30号工字钢，底梁为16号槽钢。本套闸门的制造工序主要分为：制定制作工艺及焊接工艺、构件的下料、结构件的组拼、焊接及校正，闸门的组拼、焊接及校正。
2.1施工前的焊接工艺制定
施工前，根据本闸门构件的结构形式、构件高度、焊接板厚等要素编制相应的焊接工艺。焊接工艺主要确定焊接形式、焊接参数、坡口形式、焊接顺序等内容。针对本闸门结构特点，面板及梁系构件的对接焊缝及角焊缝均采用埋弧自动焊焊接形式。闸门的整体组装与焊接，采用CO2气体保护焊与手工电弧焊的焊接形式。闸门焊接顺序为：对接焊缝两面焊接，由一端向另一端施焊；角焊缝焊接先内侧后外侧；门叶组装焊缝焊接采用中心对称焊接，先立焊，后贴角焊，再对接焊缝，最后焊接其余焊缝。焊接参数根据单位常年施焊经验拟定。面板坡口形式采用V型，梁系角焊缝坡口形式采用K形。此外，定位焊厚度不超过焊缝厚度的1/2，长度为50mm左右，间距不超过300mm。清根采用碳弧气刨，要求打磨清理气刨表面和修磨刨槽，除去渗碳层。
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2.2施工中的控制措施
2.2.1构件的下料
闸门构件下料是控制焊接变形的基础。构件下料前要在长度方向确定相应的放样余量与焊接收缩余量，宽度方向留有10～20mm的机加工余量，保证构件经过焊接、放样等工序后符合设计尺寸并在对接缝之间留有适当距离，以保证焊接熔深。闸门主梁腹板长度6840mm、高度1425mm，腹板及翼板厚度均大于20mm。长度方向的放样余量按1mm/m计算，主梁长度方向的放样余量为7mm；焊接收缩余量按0.5mm/m计算，主梁长度方向的焊接收缩余量为3mm，故主梁长度方向的下料尺寸为6850+7+3mm，宽度方向的下料尺寸为1425+20mm。
2.2.2单个构件的制作
闸门单个构件的结构形式主要分为工字型梁与T型梁。主梁为工字型梁，边梁及纵梁均为T型梁。制作前，先搭设专用组装平台，平台必须稳固并且保持水平。组拼时，构件组拼间隙不得大于1.0mm。单个构件的焊接形式均采用埋弧自动焊焊接，构件在焊接后进行校正，校正合格后方可进入下一道工序。根据本闸门单个构件的尺寸，其主梁、边梁、纵梁用压力机进行整体校正，局部的不规则变形采用火焰校正的方法解决。
2.2.3门叶的整体焊接
门叶的整体焊接是控制闸门变形的关键，有效地控制线能量及焊接参数可以大大降低焊接变形；另外在焊接过程中的过程检测也同样重要，需要跟踪记录。焊接前先将4个千斤顶架设在面板主梁与边梁的结合处，再架设水平仪将门叶调至水平后进行第一次焊前高程检测，记录完数据后方可施焊。闸门整体焊接的第一道工序是闸门立焊。根据本套闸门腹板厚度20mm，确定焊脚高度14mm，由6名焊工从门叶中心向四周施焊。立焊采用多层多道的手工电弧焊接方法，第一层打底，由上至下分段焊接，这样可以有效地控制线能量的输入；第二层盖面，由下至上一次焊接成型。待立焊工序结束后，闸门温度恒定时，再进行第二次过程检测，此环节主要观察闸门四角高程是否发生变化，千斤顶与面板结合处是否有间隙，记录数据后调节千斤顶，将门叶调至水平状态。第二道工序主要进行闸门的角焊缝焊接，闸门的角焊缝主要有：面板与边梁腹板的焊接、面板与纵膈板腹板的焊接、面板与主梁上翼板的焊接。角焊缝焊接采用CO2气体保护焊。面板厚度18mm，确定焊脚高度为12mm，施焊顺序由中心向四周施焊，待焊接完成后闸门温度恒定时，再进行第三次过程检测，记录数据后将门叶调至水平状态。第三道工序主要进行闸门对接缝焊接。闸门的对接缝主要包括主梁翼板与边梁翼板的对接处、纵隔板翼板与主梁翼板的对接处。闸门的对接焊缝采用手工电弧焊多层焊接，由于每焊一层都会产生角变形，造成焊接应力不断上升，因此要严格控制每层的焊接温度。待闸门温度恒定后进行第四次过程检测，检查门叶四角误差值，然后将闸门整体翻身，最后对闸门的主梁翼板、边梁翼板、纵梁翼板的背面对接处进行清根处理，露出金属原色后进行焊接。焊接完毕检测合格后，闸门整体焊接工序结束。
2.3严格控制误差
误差是造成焊接变形的一个十分重要的因素，因此，必须在焊接过程中严格控制误差。①在单个构件的制作过程中，应保证各构件组装间隙合理，因为间隙越大，焊接时产生的应力就越大，导致变形程度加大，严重的还会导致整个焊接结构的变形。一般来说，单个构件之间的间隙应当小于3mm。②应当科学地控制门叶拼装的误差，严格按照组装的规范顺序进行，需要注意的是，在对腹板进行组装的时候，首先必须进行定位，这样才能将误差降到最低。
3结论
通过采取有效的焊接变形控制措施，该平面事故闸门一、二类焊缝探伤100%合格，焊缝外观均匀饱满，闸门焊接变形的误差值也都控制在允许范围内。但由于本次焊接量大，焊接任务重，施工成本与制作工期也相应增加，以后在施工中学习更加先进的焊接工艺，更好地应用于闸门制造生产中。
参考文献
[1]孙强,王霞,孙敬.水工钢闸门门叶焊接变形的预防和控制[J].东北水利水电,2009,(7):8-10.
[2]路彬.水工平面钢闸门焊接变形的控制技术和矫正方法探讨[J].水利科技与经济,2014,(6):149-150.
论文作者:陈钦鹏
论文发表刊物:《基层建设》2017年第20期
论文发表时间:2017/11/3
标签：闸门论文; 构件论文; 腹板论文; 误差论文; 间隙论文; 工序论文; 过程中论文; 《基层建设》2017年第20期论文;