浙江盛达铁塔有限公司
摘要：随着社会的不断发展，人们在用电量方面的需求也越来越大，对电力工业的要求也越来越高。而电力铁塔是电力工业中的非常关键的组成部分，电力铁塔的重要性不言而喻。电力铁塔的主要构件是钢管或是单角钢。本文主要对电力铁塔的焊接制造进行研究工作，分析其在工艺等方面的需求和应用。
关键词：电力铁塔；钢结构件；焊接制造；工艺
引言：电力铁塔一般都建设在野外，长期受到恶劣天气的影响，电力铁塔的损坏甚至可以达到一半以上，这些损坏对我们国家经济资源都带来了无法弥补的损失。
1 焊接结构
1.1 焊接结构的特点
焊接技术在19世纪80年代后的二十年间得到了迅猛的发展。在1910年，厚药皮焊条电弧焊的问世让焊接技术开始应用于制造金属结构，后来其他焊接结构也陆续问世。焊接结构的独特优势让其广泛应用于国民经济的各个部门。首先，焊接厚度在理论上是没有上限的，这就为焊接大型巨型钢结构提供了条件。其次，焊接结构具有水气密性，这有助于长期暴露于恶劣天气下的电力铁塔避免雨雪的侵蚀。再次，焊接结构大多是轧钢制造而成，过载能力强，能够承受冲击载荷。总的来说，焊接结构的生产投资成本较低，有了焊接结构就可以通过使用单一工艺来生产复杂的构件，获得更高的经济效益。
1.2 电力铁塔的钢结构的焊接工艺
传统的电力铁塔制件主要使用的是热镀锌工艺，主要流程包括除锈、助镀、热镀锌、冷却和低铬钝化。经过热镀锌的钢铁制件的使用寿命一般至少可达三十年。降低了腐蚀带来的损失，提升了经济效益。
1.3 焊接工艺流程
焊接工艺工作流程图如下图1所示：
图1 焊接工艺流程图
2 焊接方法及工艺技术要求
2.1 焊接准备
首先做好焊接区域的操作平台的搭建工作，保证平台的尺寸有利于焊工作业并且保证安全。其次需要清理焊接区域。最后要对拼装区域的间隙的坡角、尺寸，钝边的尺寸，电焊牢固性，预热的温度和范围等进行检查并做记录。
2.2 焊接方法
主要有三种焊接方法：手工电弧焊、二氧化碳气体保护焊、埋弧自动焊。
2.2.1 手工电弧焊
手工电弧焊主要用于电焊处理，使用的材料为J507（E5015）（Ф3.2，Ф4.0，Ф5.0）焊条。
要求：为防止焊条药皮脱落应当保证避免焊条的骤冷骤热。焊条在使用前应当进行如下处理：在低于100℃的烘箱中保存，再将温度上升到350℃保存两小时后断电，温度降低到100℃后将焊条转移到恒温箱。焊条应当即用即取，并且保温箱的焊条应保证在四个小时内用完，超过时限部分焊条重复上述步骤进行处理。
2.2.2 二氧化碳气体保护焊
二氧化碳气体保护焊适用于所有部位的焊接，但是需要注意的是下行焊不能用于主结构的角焊接。使用的材料有TSHD-1型陶瓷衬垫纯度大于99.5%的三英（Ф1.2，Ф1.4）。
工艺要求：施焊工作应在风速在2m/s以下时进行，不允许直接用吹风机吹二氧化碳焊施区域。出现密集气孔时立刻检查二氧化碳的气压，下雨10MPa时更换气瓶。焊施区域湿润或是空气湿度较大（大于80%）时用氧-炔火焰来加热以祛除工件水汽。
2.2.3 手工电弧焊
手工电焊弧适用于生产场内顶，施工处顶板平直焊缝对接以及底板拼板缝之间的焊接。使用的材料为：H10Mn2（Ф4.0,Ф5.0）以及SJ101型焊剂。
焊剂工艺要求：焊接要求与手工电弧焊相同。其他需要注意的是：埋弧自动焊的两端需要尺寸为1m*1m的材质相同的引熄弧板。装上引熄弧板后在距离母材80mm处进行引弧熄弧，使用碳刨将断弧处刨成1:5的斜坡，搭接50mm后引弧施焊，最后将搭接处打磨光顺。焊脚尺寸不足或是焊缝咬边超标后可以手工补焊来进行弥补，然后打磨。补焊前不允许打磨母材。
2.3 焊接工艺的技术要求
（1）分段焊接
首先要求在分段的中间位置以及四周压铁，然后开始左右对称焊接，最后进行中间部位以及盖面的焊道。
（2）腹板和顶底板支架的熔透角焊缝
合拢口为中心点的3m内不焊接，焊接熔透角内部的角焊缝，然后进行外侧清根。为了避免箱体扭曲变形需要用角钢在腹板上口及其他部位作斜撑以形成临时的加强，临时的加强的间距不得超过20m。
（3）合拢焊缝焊接要求
首先要焊接承受横向拉应力的施工底板（或是施工顶板）的对接合拢焊缝。对于跨中段合拢接头需要先焊接底板对接缝，然后焊接顶板对接缝，其次是腹部对接缝，最后焊接包括其他纵向加强结构的腹板与顶板、底板的角焊缝。如焊接支座附近的（重点是1/4跨度之间）合拢焊接的顺序是：首先焊接顶板对接缝，其次是焊接底板对接缝，再次是腹板对接缝，最后焊接腹板与顶板、底板之间的角焊缝。注意其他纵向加强结构与顶板、底板的角焊缝也要焊接。
3 焊接后的检查和返修
3.1 检查
焊缝表面的外观要求可参照GB50205-2001附录A。以及焊缝不能出现咬边、根部收缩以及未焊透的缺陷。二级焊缝不能出现夹渣、电弧擦伤、弧坑裂缝以及气孔等缺陷。
外观检查完成后24小时内不能检查UT（超声检验），超声检验标准见GB11345-89。
3.2 返修
焊缝同一位置的返修原则上不允许超过两次，第二次返修要求预热温度高于原焊缝预热温度50℃。同一位置返修超过两次时需要制定专门的返修工艺。
返修厚板焊接时要求预热温度高于原厚板焊接预热温度20℃。
焊缝表面出现夹渣和气孔需要用碳刨清除后进行重焊。
焊缝内部缺陷可通过超声定位，用碳创清除后进行打磨，打磨直至出现金属光泽，最后焊接碳刨区域两端向外延伸5cm的焊缝。
结束语：本文对电力铁塔钢结构焊接制造工艺进行了简要的分析和研究，说明了钢结构焊接的主要方法，对于如何矫正焊接变形也做出了一定的说明。工程的质量很大程度上都取决于钢结构焊接的好坏。笔者希望通过做出这样的研究以提升电力铁塔钢结构的制造任务完成质量以及焊接质量，达到一满足相关标准和建设单位以及监理公司的要求，创造良好的社会效益。
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论文作者:吴顺兵,冯雷
论文发表刊物:《基层建设》2016年11期
论文发表时间:2016/8/12
标签：铁塔论文; 焊条论文; 顶板论文; 底板论文; 电力论文; 电弧论文; 钢结构论文; 《基层建设》2016年11期论文;