伸缩缝下横箱体焊接变形的控制

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摘 要：通过焊接反变形和焊接收缩量预留等工艺的设计，达到产品好的状态和工时的减少，提高效率。

关键词：伸缩缝；下横梁箱；热镀锌；反变形；火焰校正

中图分类号：TG4 文献标识码：B 文章编号：1009-9166（2010）029(C)-0096-02

前言：Mageba公司在加拿大金耳大桥伸缩缝的项目中，要求产品抗10级地震，伸缩缝的一侧设计成保险箱的形式，能够在大地震中保证交通的畅通。另一侧设计成整个大箱体，来安装下横梁。箱体上面的中间盖板要求在镀锌和下横梁安装结束后，再进行焊接，同时防止里面杂物进入，影响滑动功能。针对这些要求我们制定了相应的工艺，并取得了良好的效果。

一、下横梁箱制作big joist beam box manufacture

（一）部件制作components

下底板采用整块，切割缺口，划线时注意缺口的中心线每1610mm 增加0.4mm焊接收缩纵向收缩率Δx=K(系数) × 焊缝截面积×长度/构件截面积=0.043×300×1610/54000=0.38

其他部件按图制作（省略）

（二）组装焊接section assembly and welding

隔舱板栓钉焊接后组装，

A、红色为整块板

B、蓝色为断开两块

C、绿色的断开，角度不一样

D、首先焊接立焊，焊角按图纸

E、立板和底板焊接前，作40mm反变形，中间垫高，两头压住

F、尽可能减少焊接应力，对称从中间往两边退焊

构件约11m长，材料Q345B，采用CO2气体保护焊，角焊缝高度约0.7x板厚其他部件装配焊接（内外挡板，下横梁支座长板，翼缘板等）保证下横梁支座和压缩弹簧同心度和内腔高度。焊接时注意尽可能平焊，检验标准ISO5817-B。

为了保证镀锌装配后的焊接无垃圾进入，需要在箱体上面对接焊位置加衬垫4x8扁铁，单面焊双面成型。上盖板机加工缺口，让出衬垫位置。

现在下面的焊接量明显高于上面，焊后约上拱10mm。我们认为不够，一是不清楚镀锌后的应力释放状态，二是上面还有中间盖板未封，决定火焰起拱至35mm左右。先烘烤惯性轴的中间下面，再对称选2点烘烤，立板采用三角法，根据旁弯选择两边的热输入量，底面板采用直线法烘90mm宽的长条，中间垫起。中性焰，加热温度最好不超过700度。

冷却后测量约上拱32mm左右，每个小箱开漏锌孔，和上盖板送往热镀锌。

二、HDG 热镀锌（箱体+上盖板）

热镀锌平均120um，Q345含Si Mn较高，锌铁合金层形成较快，很容易达到100um。整个热镀锌实际是一个应力释放的过程，对于大构件，变化不大。 回来后测量上拱，基本未变。

现在钢结构需要热镀锌的越来越广泛，对于焊接应力和热镀锌的应力释放方面还需更多的研究。

三、组装后焊接

把下横梁装入箱体，清理内部杂物，封上盖板。设计部门要求极端情况下，里面的下横梁会在箱体内的上平面滑动，这就要求内部不得有焊接熔入，我们考虑增加了衬板，同时预先在中间上盖板的相应位置机加了缺口。

根据镀锌回来测得上拱选择合理的热输入量，先打底焊，小电流，不得熔穿。考虑从中间向两端头对称焊接，多层焊。这是一个先热涨再收缩的过程，注意观察上拱情况并及时调整支撑点的位置，尽可能不再火焰校正。冷却后测量，上拱1mm，旁弯4mm，决定不再火焰校正，因为内部镀锌层的损坏无法修复。

总结：钢结构的制作可以通过合理的工艺设计（反变形+刚性固定）和工艺手段（火焰校正等）来控制需要的状态，达到节约成本，提高效率的目的。

这批伸缩缝已经安装投入使用，等待时间的考验。

作者简介：王继化（1968.04.11― ），男，汉族，籍贯（省、市或县）、山东曲阜，现供职单位全称：玛格巴（上海）桥梁构件有限公司，职称：热处理工程师+国际焊接工程师+加拿大焊接工程师，学位：本科 学士，研究方向：焊接。

参考文献：

[1]《焊接手册》.中国机械工程学会焊接学会.

[2]《焊接工程师手册》.陈祝年.

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