焊接梁的生产.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第四节 焊接梁的制造,一、焊接梁的分类、用途及技术要求,焊接梁是由钢板或型钢焊接成形的构件，主要受横向弯曲载荷的作用，可在一个主平面内受弯，也可在两个主平面内受弯，有时还可承受弯扭的联合作用。焊接梁是钢结构中最主要的一种构件形式，是组成各种建筑钢结构的基础。,工字形截面、箱形截面和管形截面等，最常用的是工字形截面梁和箱形截面梁。,设计焊接梁时，应根据其工作特点选择合理的截面形式，,焊接梁、柱的断面图,a),板材或型材组成的梁、柱,b),弯曲件组成的梁、柱,c),断面简图,根据强度、局部稳定、刚度和经济条件，确定梁高和截面各部分尺寸。同时还要满足下列基本的技术要求：,1,、焊接梁的翼缘板通常用一层钢板做成，必要时可由两层钢板组成。,2,、吊车梁翼缘板或腹板的焊接拼接应采用加引弧板的焊透对接焊缝，引弧板割去处应予打磨平整。,3,、焊接梁的横向肋板与翼缘板相连接处应切角。,4,、梁的端部支承肋板的下端，按端面承压强度设计值计算时，应刨平顶紧，其中突缘肋板的伸出长度不得大于其厚度的,2,倍。,5,、重级工作制和起重量,Q50t,的中级工作制吊车梁腹板与上翼,第四节 焊接梁的制造,第四节 焊接梁的制造,工字形断面的梁与柱,工字形断面的梁与柱,的构成,建筑工程经常使用具有各种,工字形,和,H,形,（当翼,板宽度与腹板高度比值较大时称,H,形）断面的梁或,柱，其基本形都是由,一块腹板,和,上、下两翼板,（或,称盖板）,互相垂直,而构成，仅仅在相互位置、厚与,薄、宽与窄和有无肋板等方面有区别。,应用最多的是,腹板居中，左右和上下对称,的工字,断面的梁和柱，一般由,四条纵向角焊缝,连接。,第四节 焊接梁的制造,工字形断面的梁与柱制造中的变形形式,制造这种对称的工字梁和柱，必须要控制的主要,变形有：,翼板角变形；,整体结构的挠曲变形；,(,挠曲变形中有上拱或下挠及左、右旁弯,),腹板的波浪变形（凸凹度）；,难以矫正的扭曲变形等。,第四节 焊接梁的制造,实腹式吊车梁的制作工艺过程,实腹式吊车梁示意图,1,端板,2,下翼板,3,肋板,4,腹板,5,上翼板,第四节 焊接梁的制造,生产工艺流程,吊车梁生产工艺流程图,第四节 焊接梁的制造,零件的备料加工,下料前将弯曲和不平度超差的钢板进行矫正。,下料时要考虑加工余量和焊接收缩量，焊接收,缩量的大小可参见,有关标准,。,加工余量包括切割余量、边缘（包括坡口）加,工余量。,吊车梁的跨度较大，为保证其上挠度，,腹板下,料时可预制一定拱度,。,腹板与上翼板的,T,形接头要求焊透,，所以腹板,应进行边缘加工或坡口加工。,第四节 焊接梁的制造,腹板或翼板如若拼接，其对接焊缝要求焊透。,焊接时应加引弧板和熄弧板。,腹板和翼板的拼接焊缝至少错开,500,，避,免焊缝交叉。,为了减少焊后翼板的角变形，可考虑对翼板焊,前使用翼板反变形机,预制（压出）反变形,，反变形量的大小可参阅,相关标准,。,第四节 焊接梁的制造,焊前准备,安装引弧、熄弧板,b),预制反变形,c),坡口清理区宽度,第四节 焊接梁的制造,工字梁的装配,对称的工字断面的梁（或柱）结构简单，制造,的程序应是,先装配后焊接,，即先装配成工字形状并,定位焊后再进行焊接。,如果加有肋板（也称筋板）的工字梁，而且是,采用焊条电弧焊或半自动二氧化碳气体保护焊，更,应,把肋板装配好后，最后再焊接,，否则翼板的角变,形影响肋板的装配。,工字梁装配的最简单方法如图所示。,a),划线与安装定位角铁,b),装配,T,形梁,c),装配工字梁,1,、,3,翼板,2,定位角铁,4,腹板,5,吊具,6,直角尺,第四节 焊接梁的制造,定位焊的焊脚尺寸不能超过焊接时焊缝尺寸的,一半，反、正面定位焊缝要错开,。,定位焊缝长度以,30,40mm,为宜，间距视结构,尺寸而定。,第四节 焊接梁的制造,工字梁的焊接,生产中要解决的主要问题是,焊接变形,和,纵向角,焊缝的熔透程度,，其次是工件的翻转。,对焊接角变形有两种处理方法：一是预防加及,时控制；二是焊接时让其自由变形，焊后统一矫,正。前者要求有焊接经验，后者要求有矫正经验。,采用自动焊时，经常焊后再矫正。,预防角变形,的最好方法是反变形法,。,第四节 焊接梁的制造,断面形状和焊缝分布对称的工字梁（柱），焊,后产生的挠曲变形一般较小，其变形方向和大小主,要是受四条角焊缝的焊接顺序和工艺参数的影响。,通过合理安排焊接顺序和调整焊接工艺参数即能解,决，当焊后变形超差时再矫正。,断面形状和焊缝分布不对称的工字梁（柱），,焊后除角变形外，还会产生较明显的挠曲变形，且,其影响因素较多。因此，在设计与制造过程中，要,严格控制此类工字梁（柱）挠曲变形的产生。,第四节 焊接梁的制造,为保证四条纵向角焊缝的焊接质量，生产中常,采用“船形”位置施焊，其倾角为,45,。,为倾斜焊件的简易装置,第四节 焊接梁的制造,如果不需要采用“船形”位置焊接时，批量生产,的条件下可采用,双头自动焊,。,龙门式双头焊接装置,腹板两侧双面焊接示意图,1,移动式龙门架,2,焊机头,1,从动轮,2,工件,3,导向轮,3,轨道,4,工件,4,焊接机头,5,主动轮,第四节 焊接梁的制造,注意焊接时两机头前后要错开一定距离，以免,烧穿腹板。,工字梁（柱）四条纵向角焊缝通常采用埋弧自,动焊和二氧化碳气体保护焊进行焊接，需,安装引弧,板和熄弧板,，焊前要认真清理焊接区。,腹板厚度较,大且要求焊透时，,需在腹板上开,K,形坡口,。,对焊接变形进行矫正，可采用,机械矫正,或,气体,火焰矫正,。,第四节 焊接梁的制造,总装配焊接,腹板高度大于,800,900mm,就要加装肋板。,肋板的焊接一般为焊条电弧焊或二氧化碳气体,保护焊。,为减少焊接变形，,可采用所示的,肋板焊接顺序。,肋板焊接顺序,第四节 焊接梁的制造,当腹板高度小于,1m,，按,图,a,所示顺序焊接；,如腹板高度大于,1m,，按,图,b,所示，从腹板中,间分别向上、下两方向焊接；,为防止肋板焊缝与纵向角焊缝交叉，肋板两内角,要切掉一部分；,第四节 焊接梁的制造,如短肋板过多，可采用,图,51,所示的措施，两梁,夹紧后焊接，以减少在整个长度方向的弯曲变形。,刚性固定法之一,第四节 焊接梁的制造,肋板焊接后，如无变形，,吊车梁在长度方向上,测量定,尺切割后进行端面铣平或磨,平,，然后装焊端部支承板。,端板焊接顺序如,图,5-55,所示。,图,5-58,端板的焊接顺序,第四节 焊接梁的制造,起重机械是用于物料起重、运输、装卸和安装等,作业的机械设备，有很多种结构形式，如,桥式起重,机（天车）、塔式起重机、履带式起重机（坦克,吊）、门座式起重机（鹤式吊）和汽车起重机,等。,本节仅介绍工厂（车间）内应用最广泛的,桥式起,重机的焊接制造工艺,。,第四节 焊接梁的制造,桥式起重机的结构特点,图,5-69,所示为常见的桥式起重机，是由,桥架,、,运移机构,和,载重机构,等组成。,图,5-69,桥式起重机,1,桥架,2,运移机构,3,载重机构,第四节 焊接梁的制造,桥式起重机主梁分,单梁,和,双梁,结构；,梁的横截面又分为,工字形,和,厢形,。,吨位较小的起重机（,5,吨以下），多为,工字形,单梁,结构，而大吨位的桥式起重机都是,厢形双主梁,再由,两端梁连接,而成的桥架式结构。,第四节 焊接梁的制造,常见的厢形主梁桥式起重机桥架结构如,图,5-70,所示,，它是由,主梁、端梁、走台、轨道及栏杆,等组,成，其外形尺寸取决于起重量、跨度、起升高度及,主梁的结构形式等。,图,5-70,桥式起重机的桥架结构（俯视图）,1,主梁,2,栏杆,3,端梁,4,走台,5,轨道,6,操纵室,第四节 焊接梁的制造,桥式起重机中的主要受力元件，其结构形式如,图,6-71,所示。,图,5-71,厢形主梁结构,1,长肋板,2,短肋板,3,上翼板,4,腹板,5,下翼板,6,水平肋,第四节 焊接梁的制造,主梁的主要制造技术要求：,跨中上拱度应为,(0.9/1000,1.4/1000),L,；,轨道居中正轨厢形梁及偏轨厢形梁：水平弯曲,（旁弯）,f,b,L,/2000,；,腹板波浪变形，离上翼板,H,/3,以上区域（受压,区）波浪变形,e,0.7,f,，其余区域,e,为,1.2,f,。,第四节 焊接梁的制造,厢形梁上翼板的水平偏斜,c,B,/200,；厢形梁腹板,垂直偏斜值,a,H,/200,，如图,5-72,所示。,图,5-72,厢形梁制造的主要技术要求,第四节 焊接梁的制造,厢形主梁的备料加工,厢形主梁的备料加工与工字形梁、柱的不同点：,拼板对接工艺,主梁较长，有的可达,40m,左右，所以需要进行,拼接，,所有拼接焊缝均要求焊透并无损检测合格,。,翼板与腹板的拼接接头不能布置在同一截面,上,，且错开距离不得小于,200mm,。,翼板及腹板的拼接接头不应安排在梁的中心,附近，一般应离中心,2m,以上。拼板多采用焊条电弧,焊（板较薄时）和埋弧自动焊。,第四节 焊接梁的制造,肋板的制造,肋板多为长方形，长肋板中间一般有减轻孔。,肋板可采用整块材料制成，长肋板为节省材料,可用零料拼接而成。由于肋板尺寸影响装配质量，,故要求其宽度只能小,1,mm,左右，长度尺寸允许有稍,大的误差。,肋板的四个角应严格保证直角，尤其是肋板与,上翼板接触的两个角，这样才能保证厢形梁在装配,后腹板与上翼板垂直，并且使厢形梁在长度方向上,不会产生扭曲变形。,第四节 焊接梁的制造,腹板上拱度的制备,制造厢形梁的主要技术问题是焊接变形的控制,。,从梁断面积形状和焊缝分布看，对断面重心左右基本对称，焊后产生旁弯的可能性较小，而且比较容易控制；但对断面水平轴线上下是不对称的，因小肋板都在上方，即焊缝大部分分布在轴线上部，焊后要产生下挠变形。这和技术要求规定上拱是相反的。因此，为了满足技术要求，腹板应预制出数值大于技术要求的上拱度，具体可根据生产条件和所采用的工艺程序等因素来确定，上拱沿梁的跨度对称跨中均匀分布。,图,5-73,为制备腹板上拱度的两种方法。,第四节 焊接梁的制造,图,5-77,制备腹板上拱度的方法,a),用剪板机切成若干梯形毛坯后拼接,b),用气割直接切成,第四节 焊接梁的制造,厢形主梁的装配焊接,厢形主梁由,两块腹板、上下翼板及长、短肋板,组,成，当腹板较高时需要加水平肋板（见,图,5-71,），,主梁多采用低合金钢（如,16Mn,）材料制造,。,焊接工艺流程,由于厢形主梁是一个封闭式结构，所以必须先焊,梁内的长、短肋板，然后再焊翼板。,具体焊接顺序如下：,第四节 焊接梁的制造,先焊接,上翼板,与长、短肋板间的焊缝，以免产,生主梁的扭曲变形，造成矫形困难；,装两侧腹板，焊接形梁的内部焊缝，,两条较,长的纵向焊缝暂不焊接,；,装配下翼板后，,应先焊,下翼板,与,腹板,间的两,条纵向角焊缝,，,要求两面对称同时进行焊接,，以减,小焊接变形。若下翼板装配后上拱度超过工艺规,定，可以先焊上翼板的两条纵向角焊缝；,第四节 焊接梁的制造,装焊,形梁,形梁由上翼板、腹板和肋板组成。其组装定,位焊多采用平台组装工艺，又以上翼板为基准的平,台组装居多。,为减少梁的下挠变形，装好肋板后即进行肋板,与上翼板焊缝的焊接。,组装腹板时，先在上翼板和腹板上划出跨度中,心线，然后将腹板吊起与上翼板、肋板组装。,第四节 焊接梁的制造,图,5-74,横加肋和短加肋的装配,第四节 焊接梁的制造,图,5-75,肋板的焊接方向,a),如果翼板未预制旁弯,b),如果翼板预制旁弯,第四节 焊接梁的制造,腹板装好后，即可进行肋板与腹板的焊接。,焊前应检查变形情况以确定焊接顺序。,如旁弯过大，应先焊外腹板焊缝；反之，先焊,内腹板焊缝。,现在较理想的方法是二氧化碳气体保护焊，可,减小变形并提高生产率。,为使,形梁的弯曲变形均匀，可沿梁的长度方,向布置偶数名焊工对称施焊。,第四节 焊接梁的制造,下翼板的装配,下翼板的装配关系到主梁最后的成形质量。,装配时在下翼板上先划出腹板的位置线，将,形,梁吊放在下翼板上，两端用双头螺杆将其压紧固,定，如图,5-78,所示。然后检验梁中部和两端的水平,度和垂直度及拱度。,下翼板与腹板的间隙应不大于,1mm,，,定位焊应从,中间向两端两侧同时进行,。主梁两端弯头处的下翼,板可借助吊车的拉力进行装配定位焊。,第四节 焊接梁的制造,主梁纵缝的焊接,主梁的腹板与翼板间有四条纵向角焊缝，最好采,用自动焊方法（在外部）焊接，生产中多采用埋弧,自动焊和粗丝二氧化碳气体保护焊。,装配间隙应尽量小，最大间隙不可超过,0.5mm,。,当焊脚尺寸,6,8mm,时，可两面同时焊接，以减少焊,接变形；焊脚尺寸超过,8mm,时，应采用多层焊。,焊接顺序视梁的拱度和旁弯的情况而定。当拱,度不够时，应先焊下翼板两条纵缝；拱度过大时，,应先焊上翼板两条纵缝。,第四节 焊接梁的制造,主梁的矫正,厢形主梁装焊完毕后应进行检查，每根厢形梁在,制造时均应达到技术条件的要求，如果变形超过了,规定值，应进行矫正。,矫正时应根据变形情况选择好加热的部位与加热,方式，一般采用气体火焰矫正法。,第四节 焊接梁的制造,端梁的制造,端梁的截面也是厢形结构，其备料加工及装配焊,接工艺与主梁基本相同，不再阐述。,图,5-80,为带安装接口的端梁。,第四节 焊接梁的制造,桥架装配焊接,桥架装配焊接工艺主要包括,轨道对接工艺,和,主梁与端梁的装配焊接,等。,轨道对接工艺,桥架上行走小车的轨道接头，若用轨道压板固,定，接头处会产生高低不平和侧向错位等问题，重,载的小车行走到接头处可能引起桥架轨道的冲击。,而采用电弧焊方法将轨道焊接成整体，焊后磨平焊,缝表面，可大大提高轨道接头的抗冲击性能。,第四节 焊接梁的制造,轨道接头对接工艺如下：,清理轨道接头端面后，底部用,E5015,焊条堆焊,一层，并沿轨道底面磨平，如,图,5-82,所示。,两轨道接头处留,14,16mm,间隙。为补偿焊缝,收缩引起的角变形，轨道端部装配成,1100,的斜,度。,焊前将轨道预热至,250,300,，预热长度每边,不小于,300mm,。,第四节 焊接梁的制造,如图,5-87,所示分三层进行多层焊。底层用,E5015,焊条焊接，第,层仍用,E5015,焊条焊接，且保,持预热温度。第,层焊好后立即焊第,层，此层用,EDPMn3-15,焊条焊接，,焊条使用前需,250,烘干,。,焊后将轨道对接接头处再加热到预热温度，随,后保温缓冷。,轨道堆焊层侧面先目测有无裂纹，然后将侧,面焊缝磨平，进行磁粉探伤。如发现裂纹要磨去，,再预热至,250,300,进行补焊，并重复检查直至合,格。,第四节 焊接梁的制造,主梁与端梁的装配焊接,主梁与端梁的连接有,焊接,和,螺栓连接,两种方案，,在此仅介绍焊接连接。,如图,5-88,所示。在用焊接完成主梁与端梁连接,时，考虑到运输条件限制，端梁必须有用螺栓形成,的可拆卸的连接接头。,起重机厢形主梁与端梁的连接焊缝主要为,搭接,和,角接,，且有立焊和仰焊位置，因此多采用焊条电弧,焊和半自动二氧化碳焊，对焊接操作者技术水平要,求较高。,第四节 焊接梁的制造,图,5-88,厢形主梁与端梁的连接,1,连接板,2,主梁下翼板,3,端梁腹板,4,主梁腹板,