广东江海机电工程有限公司 510500
摘要：水利水电工程中所使用钢闸门大多为焊接结构，一旦出现焊接变形，极易影响水工钢闸门使用功能的发挥，因此必须要掌握水工钢闸门焊接变形的控制工艺措施。本文就水工钢闸门焊接变形的主要原因进行分析，明确水工钢闸门焊接变形控制方法，并就应力消除及焊接变形矫正进行探究，旨在科学控制焊接变形，提升水工钢闸门的使用性，仅供相关人员参考。
关键词：水工钢闸门；焊接变形；控制；工艺措施
引言
农业经济的快速发展以及日常水资源的稳定供应，都离不开水利工程的支持，为提升水利工程建设质量，必须要注重水工钢闸门使用功能的发挥，针对其焊接变形问题，必须要把握其出现原因，并采取有效措施加以科学化控制，以促进水工钢闸门使用功能的最大化发挥，避免焊接变形对水利工程效果产生影响。
1水工钢闸门焊接变形的主要原因
在加工制造水工钢闸门的过程中，一旦热源局部加热焊件，极易导致焊件温度不够均匀，受到热胀冷缩的影响，焊件内应力产生，高温区材料受到挤压或者拉伸，进而出现变形。水工钢闸门的门体焊接变形在形式上表现出多样化的特征，包括纵向、横向、扭曲、波浪等形式。由于金属组织性能存在差异，因而钢闸门焊接变形过程中体积变化也各有不同，所产生影响也有大有小[1]。水工钢闸门焊接变形的主要原因就在于局部加热或者不均匀加热。
2水工钢闸门焊接变形控制
就水工平面钢闸门来看，焊接结构是门叶的主要结构形式，组合焊接状态下，以水平主梁、水平次梁、纵向各班等作为主要材料，门叶加工制作过程中，需要规范焊接焊缝，并加强焊接质量控制，这就必须要科学控制焊接应力，以科学防范焊接变形。焊接过程中必须要科学选择焊接工艺，规范水工钢闸门的制作流程，施工之前做好充分准备，就钢闸门使用条件、设计要求、材料焊接性质等进行综合分析，对水工钢闸门焊接工艺方案进行科学制定，并科学评定施工工艺，评定合格后方可加以使用，并对焊接工艺指导书进行编制，从而达到良好的焊接效果。
制作单构件的过程中，要注意控制应力集中问题，以单构件作为闸门主梁和纵梁的主要形式，不可与面板进行一同焊接，而是要分开进行，以降低焊接闸门应力集中情况的出现几率。在这一过程中要就焊接收缩量进行科学分析，材料切割过程中进行合理预留。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆单构件拼焊过程中要对翼缘板倾斜度进行严格控制，采用埋弧自动焊接的方式，为焊接之后型钢矫正机矫正提供便利，并且有助于科学释放焊接过程中的应力，便于加强焊接质量控制。面板焊接过程中，以钢平台为支持，必须要确保钢平台质量合格，之后规范拼接面板，以埋弧自动焊接的方式对焊缝进行处理，以提升面板焊接之后的平整度[2]。在面板焊接过程中，必须要对焊接收缩量进行科学预留，一般通过横向和纵向两种方式来实现。焊接操作过程中需磨平焊缝，为单构件规范拼装提供便利。闸门拼装过程中必须要通过点焊方式来将主梁固定，之后拼装纵梁，最后对小次梁进行拼装，保证拼装顺序的合理性，以免影响施工质量。待拼装完成后，仔细检查误差与平行度，确认达标后方可开展后续施工操作。焊接过程中必须要选择科学合理的焊接工艺，遵照规范的焊接顺序，先立焊，之后平焊，最后仰焊，以切实加强焊接质量控制。焊接人员必须具备较强的专业性，要能够控制好焊接速度，以便科学控制焊接应力。
在水工钢闸门焊接过程中，埋弧自动焊、二氧化碳气体保护焊等都是比较常用的焊接方法，不同方法对于环境也存在差异化要求，可以说，环境对于焊接质量的影响较大，并且水工钢闸门一般是在露天作业环境下进行安装，因此必须要密切监测焊接环境，并采取有效的保护措施，以免影响焊接质量。若存在大风且风速在10m/s以上，或者环境温度在-5℃以下，相对湿度在90%以上，或者存在雨雪天气时，都应当停止焊接施工。焊接施工中所选用的焊接材料应当质量可靠，选自信誉优良且产品质量高的厂家，应当具备出厂合格证明和质量保证书等，对进入施工现场的焊接材料进行严格验收，确保符合相关规定，必要情况下进行复验。焊接施工人员应具备相关资质，水平与素质应满足岗位要求，以便加强焊接质量控制。
3应力消除
在焊接水工钢闸门后，钢闸门内部往往积聚大量焊接残余应力，这就极易导致闸门出现变形情况，尺寸精度不足，势必会影响钢闸门的使用强度以及使用寿命等。针对此种情况，可在焊接过程中就结构特点和坡口形式进行具体分析，在焊接构件及门叶的过程中，科学选择焊接顺序，采用跳焊、分段退步焊等方式，也可采取反变形措施，以保证焊接的合理性，科学降低焊接变形问题出现几率，令焊接应力得到有效控制[3]。门叶组装之前，需规范组焊单元件并进行校正，此种方式下门叶整体焊接应力能够得到明显降低。局部退火也是消除应力的一种有效方式，一旦门叶上存在密集焊缝，并且局部焊接应力相对集中且刚性较大的情况下，极易家居焊接应力，甚至会造成焊接变形。针对此种情况，可于这些部位进行局部加热，确保达到退火温度，之后缓缓冷却，采取退火处理方式，令残余应力峰值明显降低，应力分布平缓化后，能够将部门应力消除。除此之外，锤击法也是应力消除的一种有效方式，以焊缝作为处理对象，通过小锤或圆头风枪进行锤击，结合实际情况选择冷热锤击方式，但要避免裂纹出现。时效处理方式的原理在于，于常温状态下将组焊及校正好的门叶垫平，保持适当时间后可进行自然时效，令焊接应力有效降低，焊接变形也得到有效控制。
4焊接变形矫正
针对单构件进行矫正的过程中，需要明确其变形位置，一般以翼缘板和腹板为主，翼缘板会出现塌边、旁弯等问题，腹板可能会出现背弯情况。在焊接变形矫正的过程中，以型钢矫正机来对翼缘板塌边进行矫正，此种操作方式下，能够令翼缘板对腹板垂直度达到规范标准。针对翼缘板旁弯和腹板背弯的问题，可通过三角形火焰矫正法来进行矫正，在实际矫正过程中，令三角形开口朝向变形凸起一侧，结合实际变形量大小来调整火焰加热温度，并确保三角形大小适宜，并且要确保同一地方只能够进行依次火焰矫正，以达到良好的变形矫正效果[4]。针对面板所出现的凹凸不平问题，在进行矫正时要明确焊接过程中导致凹凸变形的主要原因，针对焊接门叶主梁、边梁与隔板等所出现的凹凸变形，以千斤顶来将塌陷部位顶齐，于焊缝背面通过火焰以点状或线状方式进行配合校平，以达到良好的处理效果。若门叶立弯等方面存在变形，则可通过三角形加热的方式来对主梁和边梁等部位进行处理，结合三角形加热面积大小来确定收缩量，确保立弯等焊接变形得到有效处理。面板周围若存在变形，以及四边缘焊接后出现塌边变形，需要以火焰矫正法来进行处理，将焊接变形消除，以避免面板出现不平等问题。
结语
综上所述，水利工程建设过程中，一般通过焊接方式来制造钢闸门，一旦焊接应力控制不到位，极易出现焊接变形问题，影响水工钢闸门使用功能的发挥。因此在水工钢闸门焊接过程中，必须要掌握焊接变形控制的工艺措施，保证其有效性，从而切实加强水工钢闸门焊接质量控制，进一步提升水利工程建设质量，为社会做出巨大贡献。
参考文献：
[1]李信山.水工钢闸门焊接变形及控制分析[J].城市建设理论研究（电子版），2015，（33）：1987-1988
[2]徐海娜.平面钢闸门焊接变形的控制[J].焊接技术，2016，35（5）：64-66
[3]郭云.浅谈水工钢闸门焊接变形及控制[J].城市建设理论研究（电子版），2015，（27）.
[4]赵巧良，金巧芳.平面钢闸门焊接变形的控制[J].热加工工艺，2015.38（13）：164-166
论文作者:钟晓彬
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第25期
论文发表时间:2019/6/21
标签：闸门论文; 水工论文; 应力论文; 过程中论文; 方式论文; 科学论文; 角形论文; 《建筑细部》2018年第25期论文;