实腹式工字型大型吊车梁制造工法.docx

1、实腹式工字型大型吊车梁制造工法实腹式工字型大型吊车梁制造工法 作者简介：方才银同志1984年毕业于抚顺石油学院炼机系，现任金属结构厂压力容器工艺责任师，高级工程师。该同志有着丰富的工艺设备设计审核经验，除负责审核球罐、再生器、气柜、外取热器等各类塔、罐压力容器非标设备制造工艺文件及各装置钢结构措施的审核外，还参加了槽车修复方案、天津乙烯冷箱气密试验方案、双相不锈钢设备制造及我国第一台多管式第三级旋风分离器等项目的攻关。该文所编写的工法被评为98年度总公司级（二级），该工法是作者的处女作。 一、前言焊接实腹式工字型吊车梁广泛应用于各种工业厂房的重级工作制吊车梁系统中，它是吊车梁系统中的关键构件。

2、典型吊车梁系统如图1所示，典型吊车梁结构型式如图2所示。吊车梁不仅承受一定的静载，还承受由于吊车运行而产生的动载，它的制造质量不仅影响整个结构的外形和承载能力，而且关系到厂房内人身和设备的安全。因此钢结构工程施工及验收规范（GB50205-95）对焊接实腹式吊车梁的制造质量规定相当严格，而要实现这些质量指标，关键是控制吊车梁的制造变形和焊接质量。我厂采用“自动焊与手工焊相结合，预测控变形与矫形相结合”的制造工艺，成功地制造了大量的焊接实腹式工字型吊车梁。达到了质量要求，并创造了良好的经济效益和社会效益。制动板或制动桁架辅助桁架吊车梁下翼板水平支撑图1 吊车梁系统示意图 1 1 1-1（a）突缘

3、支座 1 1 1-1（b）平板式支座图2 吊车梁典型结构示意图 二、工法特点 1、本工法采用予测控变形和矫形相结合的工艺，以予控变形为主，从工艺上控制制造质量，减少了制造成品的矫形后遗症。 2、本工法采用流水线作业，专用胎具组装，劳动组织合理，易于形成系列化产品。 3、质量容易控制，工期短，经济效益好。 三、适用范围 1、本工法适用于各种规格、材质的焊接实腹式工字型吊车梁。 2.石油化工装置中管廊、框架及工业炉的H型钢类立柱、横梁的制作可参照执行。 四、工艺程序及要点 1、工艺程序 吊车梁不管规格大小、材质如何，由于其结构基本相同，其制造工艺基本一致，吊车梁制造工艺流程为： 材料检验板材酸洗除

4、锈零部件下料和翼腹板配料翼腹板拼接坡口加工拼接缝组焊拼接缝焊后矫形拼缝检验翼腹板宽度方向下净料翼板侧弯矫正翼腹板组对成工字型工字梁长角焊缝焊接翼板倾斜及平面度矫形角焊缝检验筋板及连接板位置划线筋板与梁组焊筋板焊后矫形连接板组焊梁长度划线切割端板组焊矫形钻孔位置划线钻孔总体检验。 2、工艺要点 1）翼板下料简 图工序说明 焊后 (a) 焊后 拼缝 切割后 (b) (c)由于翼板长度随跨度而定，一般较长。其宽度都较窄，下料时，先把宽板组焊（V型坡口）拼焊成长板，然后切割成条板，条板宽度方向下净料，长度方向则下毛料（长度方向两边各留1520mm余量）。 翼板宽度方向下净料时选择合理的切割方式，以减少

5、弯曲变形的产生，这包括尽可能多地采用多台切割机同时进行切割，或者在单台机切割时，采取板的两头各预留150200mm长先不切割，如图3所示。若板料较长，宜在中间也留出150200mm长先不切割，待冷却后再逐块切割，从而控制因切割引起翼板侧弯变形。150200150200图3 单机切割翼板时侧弯变形控制图 2）腹板下料简 图工序说明257对于腹板来说，其宽度一般比翼板大许多，因此腹板一般先将窄板对接（V型坡口）拼焊成宽度基本相同的几块板，再对接拼焊成长条板，如图所示焊接顺序，然后进行切割宽度方向成净料，长度方向下毛料（长度方向两边各留1520mm余量）。 腹板宽度方向下料加宽46mm，主要考虑了长

6、角焊缝焊接引起的腹板宽度方向收缩量，该值可按实测值选取或应用公式计算，用以避免焊接造成的吊车梁高度超差的可能。 腹板下料时，实行予起拱的方法，对于跨度12米以下的吊车梁，予起拱量f为L/1000L/2000，L=1500mm；对于跨度12米以上的吊车梁予起拱量f为L/1500L/2000，L=2000mm，见图4所示。其目的是为了控制工字梁筋板焊接及火焰矫形上翼板倾斜而引起拱度的变化。 注：翼腹板长度方向两边各留1520mm余量，这主要是考虑三道主要工序在翼、腹板长度方向引起的收缩而制定的。fLL图4 腹板予起拱示意图 3）组对工字型简 图工序说明 工字梁 丝杠 支架组对工字型胎具示意图利用工

7、字型组对胎卧式组对，胎具应预先找平，胎具每2m左右布置一个组对点，先将腹板置于胎具上，调整好尺寸，然后将翼板置于胎具上，检查翼腹板组对尺寸和彼此的垂直度，点焊成型。 4）工字梁长角焊缝焊接简 图工序说明 焊机工字梁长角焊缝焊接示意图工字梁设计要求，上翼板与腹板连接处采用K型熔透焊；下翼板与腹板连接处采用T型贴角焊。K型、T型接头均采用埋弧自动焊进行船形位置焊接。 长角焊缝焊接前，实测侧弯、拱度、扭曲变化情况，据测量结果通过改变长角焊缝焊接顺序控制变形。 实测拱度值较低时，采用图5中(a)所示焊接顺序。 拱度适中时，由于不需提高或降低拱度，按图5中(b)的顺序焊接。 拱度过高时，由于需降低拱度，

8、按图5中(c)的顺序焊接。 上翼板 上翼板 上翼板1.351.62.33.54 2454 2 1 （a） （b） （c）图5 吊车梁控制拱度长角焊缝焊接顺序 为了控制侧弯变形，吊车梁长角焊缝每种焊接顺序先焊的一侧均为梁受拉的一侧，焊接时各道焊接焊接方向尽可能一致。吊车梁较长时，采用2台以上的焊机，同时退步焊来控制梁的扭曲变形。如图6所示。焊接图6 吊车梁长角焊缝焊接方向 5）筋板及连接板焊接工序简 图工序说明筋板焊接 下翼板弯曲变形示意吊车梁筋板大部分集中在吊车梁上部，在腹板两侧对称布置，有长筋、短筋、横筋、通长筋板，组焊时，筋板与上翼板连接处要求顶紧，无间隙。施焊时一般采用平焊位置，这样会提

9、高焊接效率，保证焊缝外观质量连接板连接板焊接 吊车梁连接板仅布置在吊车梁的一侧，该焊缝一般采用熔透焊，焊缝焊接一般在梁矫形后进行。 吊车梁长角焊缝焊完后，焊接筋板前应实测拱度和侧弯及扭曲，通过分析实测结果，运用改变焊接顺序来控制梁的拱度变形，侧弯变形及腹板的波浪变形。 当实测拱度较高时，采用手工电弧焊焊接筋板，较大地降低拱度；当实测拱度较低时，采用CO2气体保护焊焊接筋板，较小地降低拱度。但是不论哪种焊接方法，均应从梁受拉侧开始焊接，以减少侧弯变形。 为避免梁扭曲变形，控制其拱度变化并避免腹板产生过大的波浪变形，通过控制筋板焊接顺序加以控制，筋板焊接顺序如图7所示。 图7 筋板焊接顺序 筋板焊

10、接顺序说明： 是上翼板与短筋之间的焊缝，焊接时，梁立置，上翼板朝下，两侧各设2名焊工，从中间向两边同时开始，采用退步两面对称跳焊法。 是通长筋或长筋板与上翼缘的焊缝，焊接方法同。 是短筋板与腹板的焊缝，焊接时，梁卧置，先焊受拉侧，用4名或2名焊工，分区跳焊，以避免热量集中。 是通长筋或长筋板与腹板的焊缝，方法同。 是横筋与腹板的焊缝，方法同。 是横筋与短筋之间的焊缝，焊接时梁立置，方法同。 、分别是刀板焊缝和垫板焊缝，在梁齐头后焊接。 是通长筋与下翼板相连的焊缝，在刀板、垫板焊后进行。 另外，筋板焊接在条件许可的情况下，尽量避免将一侧焊缝一次焊完，以避免产生过大的侧弯变形。 筋板焊后，焊接制动

11、连接板前应实测侧弯、拱度，在对称型吊车梁结构制造时，连接板宜置于梁受拉的一侧。另外，在拱度不符要求时，应将拱度矫正合格后再组焊连接板。 6）矫形 矫形主要采用机械和火焰矫形，如钢板和拼缝矫正采用平板机或滚板机或千斤顶局部处理，上翼板的平面度，宜采用工字型调直机进行矫正，而翼板的倾斜度、腹板的波浪变形及梁的侧弯变形过大时，宜利用火焰矫正，加热温度控制在850以下，加热位置视情况而定。加热处加热处 例如：长角焊缝焊接后，工字梁翼缘往往发生图8所示的三种变形，矫形时首先选用工字型调直机将翼板调平，如图9所示，然后再用火焰调整翼板与腹板之间的垂直度（无工字型调直机，可按图8所示加热处进行热矫）。加热处

12、加热处加热处 (a) (b) (c)图8加热处图9 对于吊车梁的侧弯变形，按图10所示加热受拉一侧，并成三角形烤矫。图10 对于腹板的波浪变形，采用点状加热来矫正，加热点分布在产生波浪的部位。 五、主要施工机具 以一条生产流水线为例，所需机具如下：序号设备名称规格型号数量备 注1工字型矫正机H=5003000mm翼板厚46，宽b=20010001自制2组装胎具长L=27000宽=30001自制3工字型吊车焊接胎L=270002自制4H型钢切割机15硅整流自动焊机ZPG6100016直流埋弧自动焊机MZ-1100017直流焊机A5500148半自动切割机CZ-3049摇壁钻床Z-3040110桥

13、式吊车20t2 六、质量标准 1、焊接实腹式工字型吊车梁施工执行国家钢结构工程施工及验收规范（GB50205-95）。 2、焊接实腹式工字型吊车梁质量指标见下表：焊接实腹式吊车梁的允许偏差项次项 目允许偏差示 意 图H1梁跨度L的偏差-5mmL2端部高度（H）：H2m H2m2.0mm3.0mmL3起拱度的偏差：L24m L24mL/5000(不得下挠)+L/10004两端最外侧安装孔距离3.0mmf2f15侧弯矢高（f）扭曲（梁高h）L/2000且10mmh/250b1-1L 11L6腹板局部不平度（f2） 14mm 14mmf23L/1000f22L/1000q7翼缘板倾斜度（q）2.0m

14、m8吊车梁上翼缘与轨道接触面不平直度1.0mm 七、劳动组织 以一条流水作业线为例，铆工2024人，电焊工1416人，气焊工46人，起重工46人，天车工34人，油工23人，机械工、钻工23人。 八、安全注意事项 1、参加施工的人员必须熟悉工作内容、施工程序、检验要求，并严格按措施要求施工。 2、拼接后的钢板较长，在翻板时应用翻板勾子并根据起吊板重量选用翻板勾子的吨位和数量，可与扁担配合使用。 3、吊车梁立置时，应用斜支撑固定牢固，严防倾倒。 4、火焰调直区周围，严禁放置易燃易爆物品，液化气罐应放在阴凉且无明火处。 5、加高固定的钻床，应有钻孔平台和护栏杆，行走用铺设的轨道应设有车档。 6、各岗必须遵守安全操作规程。 九、效益分析 本工法采取了予测控方法，减少了吊车梁制造过程中所产生的变形，这样不仅大