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旋挖钻机桅杆制作的过程控制重点
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旋挖钻机桅杆制作的过程控制重点


【摘要】旋挖钻机属于公司开发的新产品之一,其中桅杆部分的外形尺寸要求高,母材属于首次采用,经过几个轮次的产品试制,产品质量日趋稳定,现将在制作中需关注的部分控制点进行总结,仅供借鉴。

  【关键词】旋挖钻机工艺评定;旋挖钻机;旋挖钻机施工,旋挖钻机租赁

  公司新开发的旋挖钻机,属于大型成孔作业的施工机械,适用于各种高速公路、铁路桥梁及其他大型建筑的特大桥桩和承重基础桩,市场前景良好。

  桅杆作为旋挖钻机的重要工作装置,是钻杆和动力头的导向部件。由桅杆上节、桅杆中节和桅杆下节三部分组成(如图1所示),设计要求导轨直线度误差≤1/1000且全长直线度误差≤7mm,其中桅杆中节具有截面积小、单节长度长的特点,如果制作过程得不到相应的控制,很可能造成外形尺寸不满足要求或焊缝质量不满足要求,甚至有可能导致报废。

  我公司在桅杆制作过程中,主要考虑了桅杆单节拼装、焊接变形、三节组装连接控制及新材料的焊接工艺。

  1. 单节桅杆的拼装控制

  桅杆中节结构形式与其他两节类似,其长度14750mm具有代表性,现以其为例阐述在拼装过程中的控制事项。

  1.1隔板下料精度对节段直线度具有较大影响,严格控制各横隔板的下料尺寸,可通过激光切割机或机加工方式保证其精度。

  1.2主弯板和面板对接。由于桅杆中节长度较长,公司及周边配套厂家没有能一次折弯的设备,故将主弯板和面板分割后分别下料和折弯后对接。需要注意的是:

  (3)焊缝对接后进行修磨和矫正,保证旁弯≤2mm。

  1.3主弯板与面板折弯时,需通过控制折弯线精准及折弯时对刀精准,以保证开口尺寸,折弯后应检测其直线度并在拼焊前矫正。

  1.4导轨采用方钢管直接锯切下料优于自行下料拼焊,而且导轨下料后应矫正其直线度≤1mm/m,以便保证桅杆整体的导轨直线度。

  导轨拼焊应采取加垫板和开坡口的方式,焊接后矫正并打磨焊缝接口周边平整,避免焊缝对直线度及使用造成影响。

  2. 焊接变形控制与矫正

  2.1焊接方式和焊接顺序。由于桅杆属于细长型箱型梁,合理的焊接顺序可有效减小由于焊接变形引起的旁弯和扭曲。

  (2)焊接主弯板与面板的焊缝时,按图四所示1→5的顺序分段焊接,每段施焊距离800~1000mm。

  2.2在焊接时,通过在各隔板位置压配重的方式增加约束,减小由于焊接应力引起的变形。

  2.3导轨拼配后,焊接顺序按图4的1→5的顺序,形式与焊接主弯板与面板焊缝相同,导轨焊接时,可采用加紧工装,减小由于导轨自身焊接受热造成变形。

  2.4在拼焊后,如存在超差的旁弯变形,尽可能采取火焰热矫正的方式,通过从中间向边远顺序,从上到下线状加热,加热温度不超过900℃,加热时不得在同一部位反复加热,且不可浇水急冷,浇水急冷只能加快矫正效率,但对矫正变形没有作用而且易破坏材质。

  3. 通过组装拼焊连接件

  3.1每节桅杆的联接板应与其相配的联接板同时配钻孔,以减小由于孔加工偏差造成的联接板对正偏差。

  4. HG70材料的焊接工艺评定及焊接要求

  4.1由于HG70材料属于公司首次采用,焊接质量应进行了焊接工艺评定。根据不同板厚的HG70钢材对接接头、HG70材料的T型接头、HG70与35#圆钢的围焊接头、HG70与Q345B的对接接头、HG70与Q345B的T型接头进行了评定。

  (1)与其他焊接方法相比,选用了富氩混合气气体保护焊,具有质量好、抗裂性强、变形小、效率高、可全位置施焊等特点,焊接时热影响区窄且飞溅较少,对焊缝质量和和生产效率的提高有积极影响。

  (2)根据焊缝接头形式,焊接采用多层多道焊时,打底焊电流选用190~200A,电压选用19~21V,气体流量10~12L/min,其余各道焊缝电流选用240~260A,电压选用26~30V,气体流量12~15L/min。

  (3)HG70焊接选用ER69-3焊丝,HG70与Q345B、HG70与35#钢焊接选用ER50-6焊丝。

  (4)焊接完成后,首先进行裂纹、未融合、气孔、夹渣、咬边等表面缺陷检查,24h后复查;然后在焊接完成24h后对对接焊缝进行超声波无损检测。

  (5)对各评定试件的对接接头进行拉伸、面弯、背弯、焊缝处0℃冲击、热影响区0℃冲击试验;对T型接头进行弯曲、硬度和宏观酸蚀试验。

  4.2在焊接工艺评定合格的基础上,应根据评定结果编制工艺文件,实际作业时严格按工艺文件执行,以确保焊接质量符合要求。

  5. 旋挖钻机桅杆制作总结

  公司制作的旋挖钻机桅杆在装车交付用户使用后,质量稳定可靠,且采用新型材料的新工艺焊接的构件,未出现任何质量问题。


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