第28講 第6章 典型焊接結(jié)⑦6.3

4.3起重機(jī)焊接結(jié)構(gòu)

起重機(jī)械是用于物料起重、運(yùn)輸、裝卸和安裝等作業(yè)的機(jī)械設(shè)備，有很多種結(jié)構(gòu)形式，如橋式起重機(jī)（天車）、塔式起重機(jī)、履帶式起重機(jī)（坦克吊）、門(mén)座式起重機(jī)（鶴式吊）和汽車起重機(jī)等。本節(jié)僅介紹工廠（車間）內(nèi)應(yīng)用最廣泛的橋式起重機(jī)的焊接制造工藝。4.3起重機(jī)焊接結(jié)構(gòu)㈠、橋式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

圖4-69所示為常見(jiàn)的橋式起重機(jī)，是由橋架、運(yùn)移機(jī)構(gòu)和載重機(jī)構(gòu)等組成。圖4-69橋式起重機(jī)1－橋架2－運(yùn)移機(jī)構(gòu)3－載重機(jī)構(gòu)4.3起重機(jī)焊接結(jié)構(gòu)

★橋式起重機(jī)主梁分單梁和雙梁結(jié)構(gòu)；

★梁的橫截面又分為工字形和廂形。

★噸位較小的起重機(jī)（5噸以下），多為工字形單梁結(jié)構(gòu)，而大噸位的橋式起重機(jī)都是廂形雙主梁再由兩端梁連接而成的橋架式結(jié)構(gòu)。4.3起重機(jī)焊接結(jié)構(gòu)

★常見(jiàn)的廂形主梁橋式起重機(jī)橋架結(jié)構(gòu)如圖4-70所示，它是由主梁、端梁、走臺(tái)、軌道及欄桿等組成，其外形尺寸取決于起重量、跨度、起升高度及主梁的結(jié)構(gòu)形式等。圖4－70橋式起重機(jī)的橋架結(jié)構(gòu)（俯視圖）1－主梁2－欄桿3－端梁4－走臺(tái)5－軌道6－操縱室4.3起重機(jī)焊接結(jié)構(gòu)

橋式起重機(jī)中的主要受力元件，其結(jié)構(gòu)形式如圖4-71所示。圖4-71廂形主梁結(jié)構(gòu)1－長(zhǎng)肋板2－短肋板3－上翼板4－腹板5－下翼板6－水平肋4.3起重機(jī)焊接結(jié)構(gòu)主梁的主要制造技術(shù)要求：①跨中上拱度應(yīng)為(0.9/1000～1.4/1000)L；②軌道居中正軌廂形梁及偏軌廂形梁：水平彎曲（旁彎）fb≤L/2000；③腹板波浪變形，離上翼板H/3以上區(qū)域（受壓區(qū)）波浪變形e＜0.7δf，其余區(qū)域e為1.2δf。4.3起重機(jī)焊接結(jié)構(gòu)廂形梁上翼板的水平偏斜c≤B/200；廂形梁腹板垂直偏斜值a≤H/200，如圖6-72所示。圖4-72廂形梁制造的主要技術(shù)要求6.3起重機(jī)焊接結(jié)構(gòu)㈡、廂形主梁的備料加工

廂形主梁的備料加工與工字形梁、柱的不同點(diǎn)：

⑴拼板對(duì)接工藝

★主梁較長(zhǎng)，有的可達(dá)40m左右，所以需要進(jìn)行拼接，所有拼接焊縫均要求焊透并無(wú)損檢測(cè)合格?！镆戆迮c腹板的拼接接頭不能布置在同一截面上，且錯(cuò)開(kāi)距離不得小于200mm?！镆戆寮案拱宓钠唇咏宇^不應(yīng)安排在梁的中心附近，一般應(yīng)離中心2m以上。拼板多采用焊條電弧焊（板較薄時(shí)）和埋弧自動(dòng)焊。

4.3起重機(jī)焊接結(jié)構(gòu)

⑵肋板的制造

★肋板多為長(zhǎng)方形，長(zhǎng)肋板中間一般有減輕孔。★肋板可采用整塊材料制成，長(zhǎng)肋板為節(jié)省材料可用零料拼接而成。由于肋板尺寸影響裝配質(zhì)量，故要求其寬度只能小1mm左右，長(zhǎng)度尺寸允許有稍大的誤差。

★肋板的四個(gè)角應(yīng)嚴(yán)格保證直角，尤其是肋板與上翼板接觸的兩個(gè)角，這樣才能保證廂形梁在裝配后腹板與上翼板垂直，并且使廂形梁在長(zhǎng)度方向上不會(huì)產(chǎn)生扭曲變形。4.3起重機(jī)焊接結(jié)構(gòu)⑶腹板上拱度的制備

制造廂形梁的主要技術(shù)問(wèn)題是焊接變形的控制。從梁斷面積形狀和焊縫分布看，對(duì)斷面重心左右基本對(duì)稱，焊后產(chǎn)生旁彎的可能性較小，而且比較容易控制；但對(duì)斷面水平軸線上下是不對(duì)稱的，因小肋板都在上方，即焊縫大部分分布在軸線上部，焊后要產(chǎn)生下?lián)献冃?。這和技術(shù)要求規(guī)定上拱是相反的。因此，為了滿足技術(shù)要求，腹板應(yīng)預(yù)制出數(shù)值大于技術(shù)要求的上拱度，具體可根據(jù)生產(chǎn)條件和所采用的工藝程序等因素來(lái)確定，上拱沿梁的跨度對(duì)稱跨中均勻分布。

圖4-73為制備腹板上拱度的兩種方法。4.3起重機(jī)焊接結(jié)構(gòu)圖4-77制備腹板上拱度的方法a)用剪板機(jī)切成若干梯形毛坯后拼接b)用氣割直接切成4.3起重機(jī)焊接結(jié)構(gòu)㈢、廂形主梁的裝配焊接

廂形主梁由兩塊腹板、上下翼板及長(zhǎng)、短肋板組成，當(dāng)腹板較高時(shí)需要加水平肋板（見(jiàn)圖4-71），主梁多采用低合金鋼（如16Mn）材料制造。

⑴焊接工藝流程

由于廂形主梁是一個(gè)封閉式結(jié)構(gòu)，所以必須先焊梁內(nèi)的長(zhǎng)、短肋板，然后再焊翼板。具體焊接順序如下：4.3起重機(jī)焊接結(jié)構(gòu)

①先焊接上翼板與長(zhǎng)、短肋板間的焊縫，以免產(chǎn)生主梁的扭曲變形，造成矯形困難；②裝兩側(cè)腹板，焊接形梁的內(nèi)部焊縫，兩條較長(zhǎng)的縱向焊縫暫不焊接；③裝配下翼板后，應(yīng)先焊下翼板與腹板間的兩條縱向角焊縫，要求兩面對(duì)稱同時(shí)進(jìn)行焊接，以減小焊接變形。若下翼板裝配后上拱度超過(guò)工藝規(guī)定，可以先焊上翼板的兩條縱向角焊縫；4.3起重機(jī)焊接結(jié)構(gòu)

⑵裝焊π形梁

★π形梁由上翼板、腹板和肋板組成。其組裝定位焊多采用平臺(tái)組裝工藝，又以上翼板為基準(zhǔn)的平臺(tái)組裝居多。

★為減少梁的下?lián)献冃危b好肋板后即進(jìn)行肋板與上翼板焊縫的焊接。

★組裝腹板時(shí)，先在上翼板和腹板上劃出跨度中心線，然后將腹板吊起與上翼板、肋板組裝。4.3起重機(jī)焊接結(jié)構(gòu)圖4-74橫加肋和短加肋的裝配4.3起重機(jī)焊接結(jié)構(gòu)圖4-75肋板的焊接方向

a)如果翼板未預(yù)制旁彎b)如果翼板預(yù)制旁彎4.3起重機(jī)焊接結(jié)構(gòu)

★腹板裝好后，即可進(jìn)行肋板與腹板的焊接。焊前應(yīng)檢查變形情況以確定焊接順序。

★如旁彎過(guò)大，應(yīng)先焊外腹板焊縫；反之，先焊內(nèi)腹板焊縫。

★現(xiàn)在較理想的方法是二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊，可減小變形并提高生產(chǎn)率。

★為使π形梁的彎曲變形均勻，可沿梁的長(zhǎng)度方向布置偶數(shù)名焊工對(duì)稱施焊。4.3起重機(jī)焊接結(jié)構(gòu)

⑶下翼板的裝配

下翼板的裝配關(guān)系到主梁最后的成形質(zhì)量。裝配時(shí)在下翼板上先劃出腹板的位置線，將π形梁吊放在下翼板上，兩端用雙頭螺桿將其壓緊固定，如圖4-78所示。然后檢驗(yàn)梁中部和兩端的水平度和垂直度及拱度。下翼板與腹板的間隙應(yīng)不大于1mm，定位焊應(yīng)從中間向兩端兩側(cè)同時(shí)進(jìn)行。主梁兩端彎頭處的下翼板可借助吊車的拉力進(jìn)行裝配定位焊。4.3起重機(jī)焊接結(jié)構(gòu)圖4-59裝配下翼板

4.3起重機(jī)焊接結(jié)構(gòu)

⑷主梁縱縫的焊接

主梁的腹板與翼板間有四條縱向角焊縫，最好采用自動(dòng)焊方法（在外部）焊接，生產(chǎn)中多采用埋弧自動(dòng)焊和粗絲二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊。

★裝配間隙應(yīng)盡量小，最大間隙不可超過(guò)0.5mm。當(dāng)焊腳尺寸6～8mm時(shí)，可兩面同時(shí)焊接，以減少焊接變形；焊腳尺寸超過(guò)8mm時(shí)，應(yīng)采用多層焊。

★焊接順序視梁的拱度和旁彎的情況而定。當(dāng)拱度不夠時(shí)，應(yīng)先焊下翼板兩條縱縫；拱度過(guò)大時(shí)，應(yīng)先焊上翼板兩條縱縫。4.3起重機(jī)焊接結(jié)構(gòu)

⑸主梁的矯正

廂形主梁裝焊完畢后應(yīng)進(jìn)行檢查，每根廂形梁在制造時(shí)均應(yīng)達(dá)到技術(shù)條件的要求，如果變形超過(guò)了規(guī)定值，應(yīng)進(jìn)行矯正。矯正時(shí)應(yīng)根據(jù)變形情況選擇好加熱的部位與加熱方式，一般采用氣體火焰矯正法。4.3起重機(jī)焊接結(jié)構(gòu)㈣、端梁的制造

端梁的截面也是廂形結(jié)構(gòu)，其備料加工及裝配焊接工藝與主梁基本相同，不再闡述。圖4-80為帶安裝接口的端梁。4.3起重機(jī)焊接結(jié)構(gòu)㈤、橋架裝配焊接

橋架裝配焊接工藝主要包括軌道對(duì)接工藝和主梁與端梁的裝配焊接等。

⑴軌道對(duì)接工藝

橋架上行走小車的軌道接頭，若用軌道壓板固定，接頭處會(huì)產(chǎn)生高低不平和側(cè)向錯(cuò)位等問(wèn)題，重載的小車行走到接頭處可能引起橋架軌道的沖擊。而采用電弧焊方法將軌道焊接成整體，焊后磨平焊縫表面，可大大提高軌道接頭的抗沖擊性能。6.3起重機(jī)焊接結(jié)構(gòu)軌道接頭對(duì)接工藝如下：

①清理軌道接頭端面后，底部用E5015焊條堆焊一層，并沿軌道底面磨平，如圖4-82所示。②兩軌道接頭處留14mm～16mm間隙。為補(bǔ)償焊縫收縮引起的角變形，軌道端部裝配成1∶100的斜度。③焊前將軌道預(yù)熱至250℃～300℃，預(yù)熱長(zhǎng)度每邊不小于300mm。4.3起重機(jī)焊接結(jié)構(gòu)④如圖4-82所示分三層進(jìn)行多層焊。底層用E5015焊條焊接，第Ⅱ?qū)尤杂肊5015焊條焊接，且保持預(yù)熱溫度。第Ⅱ?qū)雍负煤罅⒓春傅冖髮?，此層用EDPMn3-15焊條焊接，焊條使用前需250℃烘干。⑤焊后將軌道對(duì)接接頭處再加熱到預(yù)熱溫度，隨后保溫緩冷。⑥軌道堆焊層側(cè)面先目測(cè)有無(wú)裂紋，然后將側(cè)面焊縫磨平，進(jìn)行磁粉探傷。如發(fā)現(xiàn)裂紋要磨去，再預(yù)熱至250℃～300℃進(jìn)行補(bǔ)焊，并重復(fù)檢查直至合格。4.3起重機(jī)焊接結(jié)構(gòu)