井架钢结构箱型柱加工制作工艺技术分析

姜炜

中煤第五建设有限公司第五工程处 江苏徐州 221163

自从上世纪80年代，我国中煤能源集团有限公司成功安装了超过40座箱型结构的井架。这一类井架的材料厚度一般被控制在14-30mm左右，其截面主要为双变截面，单座井架的重量一般被控制在160-440t[1]。本文先分析井架制作和质量控制措施，重点讨论预防钢结构井架变形的措施。

1 制作井架前的准备

在实际制作井架之前，有关人员需要严格按照国家的标准来执行，并做好相关的准备工作，主要包括如下几个方面的内容：

第一，在设计之前就全面设计施工组织，并在详细地审阅图纸之后再进行技术交底工作。第二，严格地检查各类焊接辅材和计量器具的质量。并保证这些器具能够更好地被使用。第三，在正式制作之前，专业人员需要精确地核算井架各部分的尺寸，之后再精确测量角度，之后再在工作平台上有效地放大。注意用0.26-0.5mm厚的铁皮制作样板，并在制作的过程中全面标记好零件号、板材厚度、件数和其他相关的信息。一定要安排相关人员检验好每一道工序之后才能够投入下一道施工工序内部。在每一块样板上都应该留有编号。第四，妥善保管好每一个样板，切忌不可让样板在使用过程中出现污损和变形的现象。

2 井架制作主要工艺环节

2.1 下料

可以将钢板配合火焰矫正法进行矫正。在矫正过之后，不能让钢材的表面有明显的损伤和凹痕。注意有效地将钢材厚度偏差控制在适当范围内，尽量在下料的过程中不要出现钢材拼接的现状。在实际号料时，可以先划出几条几何线，并标出永久性的标记，以便能够在安检和质检时使用[2]。在进行气割工艺前，也应该全面清除切割区域表面存在的杂物和铁锈，并在完成气割之后清理因此产生的有关杂物。

2.2 钢板拼接

如果钢板材料长度不够，则可以采用对口拼接的方式进行拼接，必要时可以按照构件材料的等级来有效地进行焊接。注意在构件上、下、左和右四处位置都避开焊缝接头的位置，并让相邻的焊缝保持在350mm以上，并直接采用单面和双边坡口对焊的方式进行焊接。注意使用手提砂轮机磨光存在于坡口锯齿和凹凸不平处的毛边。并有效地清除存在于焊缝边缘30-50mm范围内的铁锈、毛刺和污垢等多数杂物。等所有杂物都被清理干净之后，要保证坡口和附近的环境变得更加干净，且不会被轻易污染。

2.3 选择合适焊接材料

在设计和施工过程中，应该按照图纸设计内容和变更要求来使用对应的焊条。一般，包括T422焊条和CO保护焊丝2都是常用的焊材，并配合J301焊剂材料进行施工。注意在焊接的过程中将焊条的温度保持在360摄氏度-400摄氏度，并将其烘干保温时间控制在2h左右。等到所有的焊条都被烘干之后又可以将其放置于低温保温筒内部，并一次性用完从烘箱中取出的焊条，防止焊条在使用的过程中会受潮。严格记录烘干温度过高或者受潮的焊条。

2.4 箱体焊接

焊接箱体井架的过程中，先将箱体四条主焊缝透焊打底，然后焊接里面的环形筋板和纵向筋板，这个筋板都是三级角焊缝。最后进行四条主焊缝的堆焊和埋弧焊罩面。注意不要让焊缝两端的起弧和落弧处存在弧坑。如果起点距离焊缝端部的距离超过10mm，则应该在第一时间将弧坑填满。在焊接完毕之后，则应该让专业焊工清理存在于焊缝两侧的飞溅物，并有效地检查焊缝的外观。如果质量合格，则应该先在焊缝的指定位置打上钢印，之后再让相关人员记录有关的信息。

3 焊接变形的原因和预防措施

3.1 焊接变形的原因

焊接属于一个局部加热的过程，焊缝区内部的收缩会引发结构变形，引发焊接变形的原因主要有如下几点：第一。焊缝的截面积如果越大，其内部会产生过多的热量，从而产生更大的变形。第二，焊接线会在焊接的过程中释放出更大的能量，从而使得变形的情况得以加剧。第三，如果出现不对称焊接或者出现焊接偏离中性面的情况，其焊接变形的情况会变得非常严重。第四，如果构件的刚性越大，其在使用的过程中也不会出现变形[3]。

3.2 解决焊缝变形的措施

3.2.1 在下料时计算出合理的收缩量

在下料的过程中，横向的裂缝会产生横向的缩短，其产生横向的收缩大约为焊缝截面平均宽度的10%，纵向的焊缝也会缩短。所以，应该焊接好箱体之后再进行截头处理。

3.2.2 减小焊接线的能量

可以将箱型井架内部的焊缝采用CO2气体保护焊。并采用CO2气体在四角主焊缝处打底保护焊，并用埋弧自动焊工艺来完成自动焊盖面。这样既能够有效地改善与图纸相关的自动焊焊接工艺，又能够直接降低焊接线的能量。

3.2.3 严格规范焊接工艺

在实际焊接的过程中，需要严格地规范焊接工艺的质量。主要的步骤包括如下几点：第一，全面确定需要装配的工艺；第二，全面确定焊接材料、焊接设备、焊接人员、焊接清理、焊接顺序、焊接电流和焊接速度等方面的参数。第二，有效地采用分段和分散的焊接方法，并确定每一件构件的焊接顺序。第三，在焊接的过程中严格地确定检验内容、检验方法、检验手段和其他方面的内容。第四，在实际施工过程中全面执行各项工艺规程，并对有关技术人员进行严格地交底，并在掌握工艺规律的基础上有效地进行施工建档。

4 结语

综上所述，本文从“下料”、“钢板拼接”、“选择合适的焊接材料”和“箱体焊接”等多个过程进行分析。并采用合适的措施来减少焊接过程中产生的变形现象。在实际施工的过程中，工作人员也需要先分析实际情况，之后再采用合适的措施进行焊接。随着越来越多新的焊接技术被运用于钢架箱体焊接的过程中，其焊接的质量和效率会变得更高。