盾构机前盾制作关键节点的控制

2018-10-17焦兆承

现代制造技术与装备 2018年9期

焦兆承

（济南重工股份有限公司，济南 250109）

盾构机盾体主要包括前盾、中盾前部、中盾后部和尾盾四大部分，其中前盾由壳体、法兰、中心环、隔板、门框、锥板、螺旋机座子、超前注浆块以及筋板等组成，具体结构如图1所示。制作工艺流程分为下料、组点、焊接、再组点、再焊接、机加工和焊接等工序。前盾的制作是盾体制作中的重点和难点，它重量大，焊接量大，焊接变形难控制，需要对下料、组点、焊接过程中关键节点加以控制。

图1 盾构机前盾示意图

1 盾构机前盾下料

1.1 螺旋机座子

法兰：数控整体下料，板厚60mm。筒体：用板厚40mm的钢板，按图纸要求割出焊接坡口两件一起卷制，卷制外径Φ1000mm，焊接完成后调圆；筒体和法兰、筋板焊接在一起后，转机加工，加工完后焊接（8+7）复合钢板。

1.2 壳体

数控下料，板厚60mm，2拼，下料宽度2030mm，直径加大10mm，按图纸要求在一边割出双面坡口，卷制外径Φ6660mm，焊接完成后调圆。

1.3 法兰板

板厚75mm、6拼，外圆按Φ6680mm、与面板一起数控下料，开坡口、调平。焊后调平，探伤合格后，与中盾前法兰组点在一起转机加工。加工外圆和槽，并在法兰板上画出十字线，标出0°、90°、180°和270°，转回。

1.4 中心环和隔板

中心环为锻件。隔板：板厚70mm，外圆按Φ6570mm、内圆按Φ3620mm，4拼数控下料，拼接时焊缝与十字中心线错开100mm，十字线上焊接筋板，避免出现焊缝重叠；焊后调平，探伤合格后，转机加工；加工内、外圆坡口，并在隔板上画出十字线，标出0°、90°、180°和270°，转回。

图2 前盾法兰与壳体焊接破口

1.5 其他部件

超前注浆块：厚度120mm板，数控下料，转机加工，加工完后转回。筋板：数控下料后组点焊接支座。锥板一：4拼，数控下料带压头，分别卷制，割出坡口，割孔组点焊接好，标出钢管的位置割出椭圆形长孔。锥板二：4拼，数控下料带压头，分别卷制。

前盾反转吊耳：数控下料，按图纸焊接好后转机加工，加工完后入库。

2 盾构机前盾组点

（1）将法兰板放置在平台上（注意正反面），找出法兰的中心，画出多个筋板的位置线，将壳体放置在法兰上，壳体的中心与法兰重合，在壳体上标出相应的0°、90°、180°和270°，组点筋板。修磨筋板的高度在同一平面上。组点隔板：将隔板放在筋板上（注意正反面），与壳体和筋板组点在一起。

（2）组点中心环：在中心环上焊上3个工装吊耳，在中心环外圆上焊上4个定位块，保持中心环（1）上平面与隔板上平面之间距离为185mm，注意对正，使中心环正直装入隔板内孔，找正后组点牢固，同时组点序号5筋板。组点门框：将门框放平，测量好间隙，使门框对正放在隔板开口处，门框上平面与隔板一致，组点筋板。

（3）在壳体上画出对应的注浆块位置线，割出注浆块位置，组点超前注浆块；组点焊接前盾吊耳，探伤合格后焊接筋板，组点焊接前盾工装吊耳（工艺吊耳）。标出支座的位置线，割出通孔；交检，检查合格无误后，加固各组点焊缝，转焊接工序。

3 盾构机前盾焊接关键节点的控制

3.1 盾构机前盾焊接

（1）前盾法兰朝上，先焊中心环和筋板之间的焊缝，再焊壳体与筋板之间的焊缝，焊超前注浆块与壳体之间的内焊缝，再焊隔板与筋板之间的焊缝。然后，将中心环预热至100～150℃，焊接中心环与隔板之间的焊缝。最后焊接隔板与壳体之间的焊缝。组点焊接5块盖板。

（2）翻个，先焊接筋板与法兰之间的焊缝，再焊接法兰与壳体之间的焊缝。然后，清根壳体与法兰、中心环与隔板、隔板与壳体之间的焊缝，打磨好后焊接法兰与壳体之间的焊缝，焊接超前注浆块与壳体之间的外焊缝。预热中心环至100～150℃，焊接中心环与隔板之间的焊缝，最后焊接隔板与壳体之间的焊缝。焊完后探伤。合格后，组点焊接筋板和把手，组点焊接防滑条1和防滑条2。

（3）先组点焊接锥板二以及筋板。再组点焊接无缝钢管和支座，焊接完后，组点焊接锥板一及筋板。先焊锥板与隔板的角焊缝，再焊锥板与壳体角焊缝，从两头往中从两头往中间焊。