3、身份证号码：37252619840412xxxx；4、身份证号码：13282919661012xxxx
摘要：在对钢管结构进行安装的时候，如果采用横撑焊接可能会引起主管发生扭曲变形，这样会对施工安装造成负面的影响，不利于保证安装的质量与准确度；如果用法兰将结构加以固定与稳固，如果法兰的端面发生变形则会在法兰的连接处出现相对较大的缝隙，致使法兰贴合度大幅度下降，不能切实保证施工的质量与设计标准，一旦变形太大，则甚至造成更糟的结果，比如造成螺丝连接部分不能充分贴合，螺丝没有均匀的受力，甚至会造成后期螺丝挣脱等严重的安全隐患。论文根据作者多年的加工变电站钢管结构的实际工作经历与经验，以500KV变500Z-2构架的焊接作为典型分析事例，对钢管构架中的法兰以及横撑焊接的技术工艺方法进行详尽的论述与分析，并对可能出现的变形问题以及常见的不足与弱点进行剖析，继而提出具有借鉴性的意见与建议，以及应对问题的措施与办法，分析与研究变形前后的数据与信息，对变形的一般规律做相应的了解与分析，通过研究与分析，能够保证焊接工作的质量，对同类产品的加工有很重要的意义与借鉴作用，有很高的研究价值。
关键词：钢管结构；焊接变形；控制
1 对于法兰的焊接工艺技术以及控制变形的措施与办法
1.1 焊接结构工艺、法兰尺寸以及工艺要点
法兰焊接结构简图如下，法兰尺寸为φ748（外径）/φ482（内径）/40（厚度），钢管为φ478*8螺旋焊管，法兰内径同钢管外径有4mm差值，钢管插入法兰深度为30mm，坡口尺寸为7mm（W）×10mm（H）。钢管和法兰材质均为Q345B，相关技术要求如下：1）法兰组合后贴合面比例不小于80%；2）外圈焊脚尺寸不小于10mm。
1.2 焊接工艺
焊接方法为手工二氧化碳气体保护焊，不预热，层间温度80℃~150℃。
1.3 焊接的工艺要求数据的选择依据
在我们进行电气焊焊接时，电流和电弧的电压决定着我们进行焊接时的焊缝的质量的好与坏。我们在焊接时如果我们的工作电流过大往往会造成飞溅太多，而且还极易造成穿孔等一系列的毛病。相反，如果我们的工作电流过于小则电弧就不稳定，就会造成焊缝焊不透的情况。再就是，一旦我们的电弧电压太高了，就极易造成焊接气孔，相反，电弧电压太低了也不行，一旦太低就极易产生焊丝深入熔池，所以，我们通常计算电流和电弧的电压时，一般是按我们所需的工作电流×0.04+16=电压来计算。也就是说，我们需要提高熔融的效果的时侯，对这两个因素的选择就会偏大一点，一旦我们要求外表美观时则选择偏小的电流和电压。
1.4 焊接的办法
我们要达到设计图纸要求的焊接质量，同时还要是焊接点的外观美观，因此，为了达到这个目的，我公司在此工作中的不断努力和研究，实验，从而创造了很多种焊接办法，最终确立了一种最好的方法，就是立焊工位连弧摆动焊法是最好的。立焊给我们的操作工人带来了方便，他们容易焊接，好操作，连弧摆动焊则是能够比较好的应对焊缝比较宽的工程，焊接出来的焊点外表均匀、美观。
1.5 变形的常见表现方式以及其负面影响
一般情况下，法兰结构因为焊接发生的变形，其表现形式主要是端面出现变形。这是因为在焊接中会有比较大的温度变化，这样热胀冷缩的作用相对较强，这时便会产生应力，拉扯法兰外部边缘出现扭曲变形，这种情况下，会使法兰组合出现类似内圈高、外圈低的鼓状扭曲变形，也就是有凸起部分。上述形式的变形一旦发生，会造成法兰凸起的部分较高点贴合时，而其他部位不能保证良好的贴合度，外圈之间的空隙会相对较大，造成法兰的贴合面严重不足与缺失。
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1.6 工艺改进措施
1）在开始焊接之前，要做好清理与清洁工作，要将焊缝以及附近的部位进行清理处理，比如其上的油污或者水渍、锈蚀等进行彻底的清理，上述物质都是不利于焊接的有害杂物；2）较小或者较狭窄的焊道，一般在焊接完成以后要首先检查此焊道的焊接质量是否合格，同时对焊接部位进行清理，去除药皮、飞溅以及气孔、夹渣等，才能进行后续的焊接工作；3）要对层之间的温度进行精确的控制与管理，一般情况下，手背与焊缝之间保持200mm左右，如果感到有温热就说明温度适宜；4）破口也要做好控制，其夹角要控制在40°之内，在进行组合的时候要保证法兰与管之间保持相同的距离；5）对于外圈的加固处理，必要时要使用工装法兰进行硬性的加固与支撑，这样能够很多程度上控制法兰出现变形；焊接最好做到首次便能够施工合格且达标，避免反复焊接与修正。
2 横撑焊接介绍及变形处理
2.1 结构及技术要求
横撑结构示意图如图表4所示，主管、撑管均为φ377×8螺旋焊管。某500KV变设计单位为西南电力设计院，横撑焊接采用短主管设计，主管总长1.5m。另外一种更常见的设计是主管为8.5m的长主管设计。
2.2 焊接变形形式及危害
对于1.5m的短主管设计，我们采用先焊接横撑后再次上工装组合法兰的方式来消除横撑焊接变形的影响，此种方式不在本文讨论。本文重点讨论对于长主管设计的方式下，主管焊接变形的危害。
横撑焊接的变形主要是焊接引起主管向构架中轴线方向的挠曲变形。在长主管结构形式下，由于横撑在主管中间，横撑焊接后导致的主管弯曲变形会严重影响上下构架段之间的组合。下面我们以某500KV变220Z-1构架为例进行说明横撑焊接引起的主管变形对产品质量和现场安装的危害。（本例中主管长度为7m，在8.5m的主管设计中影响比此例更为明显）。
按照现场安装的一般顺序，由上往下组装构架，我们假设A尺寸保持不变，如横撑焊接引起主管发生5mm的挠曲变形（即直线连接主管上下两端，横撑焊接部位偏离此直线的最大距离），由于横撑撑管本身不发生长短改变，即横撑处1270mm不发生改变，经过在AUTOCAD中模拟变形后测量，会在主管下端造成11.6846mm的位移，即B尺寸会总计偏小23.3692mm，由于钢管本身的硬度，这样大的位移是不可能在后续安装过程中，通过拨动能够解决的。位移尺寸超过法兰安装孔径一半，给现场安装带来困难。
由于横撑尺寸较大，类似法兰焊接的约束添加有困难，故我们采取了选取合理焊接参数减小焊接变形同焊后处理的方式来解决焊接变形。
2.3 对横撑焊接出现的变形进行校正与修正
通常情况下，可以在主管之下假设两个支撑的支架。同时，在焊接的地方的另一面也同时进行加热处理，后再用冷水将其冷却处理，利用热胀冷缩的应力使主管的另一面也能够出现收缩，这样焊接正背面同样受到应力，便能够相互抵消，能够防止扭曲变形的幅度过大，甚至能够消除变形现象。多年的时间经验已经验证，依据实际经验，直径377毫米的管道弯曲通过这个方法纠正以后弯曲程度被控制在了2毫米之内，直径478毫米和再大的管道的弯曲被控制在了4毫米之内，我们还可以在镀锌的过程中利用撑管和管道自身的重量来再次对弯曲进行校正，用以上的办法我们可以把镀锌的管道弯曲控制在正负2毫米之内，这样，我们在安装当中就可以利用拨动主管道，也就是说我们完全可以把因为人为因素和工具施工引起的弹性变形解决掉，能过保证我们安装的顺利实施。
结语
根据实践经验说明，进行焊接处理时，必须充分分析焊接结构以及材料不同的特点，具体问题具体分析，采用科学合理的焊接工艺与方法，保证其有更加充分的针对性，只要做好前期的分析与准备工作，焊接工作就能够得到良好的质量保证与效果，变形等缺陷与弱点也能够被很好的把控，即使这种变形实际操作中是很难避免的，但是，只要采取有效的措施与方法，我们能够把这种问题控制在最小的程度与范围。
参考文献：
[1]郭日彩，李宝金，李明.500（330）kV变电站典型设计研究与应用[J].电网技术，2005，29（20）：29～37.
论文作者:张红亮1,王志坚2,王子勇3,安占民4
论文发表刊物:《基层建设》2018年第27期
论文发表时间:2018/10/1
标签：法兰论文; 钢管论文; 结构论文; 贴合论文; 组合论文; 构架论文; 电弧论文; 《基层建设》2018年第27期论文;