摘　要：大型設(shè)備基礎(chǔ)鋼結(jié)構(gòu)框架，因需要承擔(dān)大型設(shè)備的靜載荷及其振動(dòng)載荷，所以往往被設(shè)計(jì)未重型鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件，具有外形尺寸大、強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好、制作安裝尺寸精度要求高等特點(diǎn)。文主要介紹了框架的制作和組焊技術(shù)，闡明了組焊安裝大型鋼框架設(shè)備基礎(chǔ)中的難點(diǎn)及控制變形措施。

關(guān)鍵詞：基礎(chǔ)框架；組焊安裝；焊接變形；質(zhì)量控制

1 前 言

我公司于2010年承攬某建材公司年產(chǎn)60萬(wàn)噸礦渣粉磨工程，主要設(shè)備為立磨系統(tǒng)，是目前為國(guó)產(chǎn)最大的立磨設(shè)備，負(fù)擔(dān)在基礎(chǔ)框架上的靜載荷為600多噸。其立磨基礎(chǔ)鋼框架為H型鋼焊接而成的大型基礎(chǔ)框架。基礎(chǔ)框架的H型鋼為588×300×16，由2個(gè)主輥立柱底座、2個(gè)輔輥立柱底座、1個(gè)電機(jī)底座及1個(gè)減速機(jī)底座拼焊組成，基礎(chǔ)框架總重為37.29t。基礎(chǔ)框架制作安裝公差要求為：水平度±1 mm /1000；扭曲度≤±1mm；焊縫要求嚴(yán)格，鋼結(jié)構(gòu)及型鋼對(duì)接焊縫需要作超聲波探傷，檢測(cè)等級(jí)為二級(jí)。立磨基礎(chǔ)框架如圖1所示：

2 制作安裝工藝措施

2.1 下 料

按照?qǐng)D紙?jiān)O(shè)計(jì)要求，在保證焊縫質(zhì)量的前提下，選用焊縫填充焊劑較少的坡口形式，這樣對(duì)減小焊接收縮變形有利。H型鋼翼板端面開Y型坡口，單側(cè)坡口30°，5mm鈍邊，腹板采用雙面30°V型坡口，2mm鈍邊，坡口加工形式采用手動(dòng)氣割，并用角磨機(jī)對(duì)坡口進(jìn)行打磨。

2.2 連接護(hù)板制作加工

各底座框架拼接后，H型鋼腹板兩側(cè)需2個(gè)連接護(hù)板進(jìn)行加固連接。連接護(hù)板尺寸采用428×300×16mm鋼板，鋼板材質(zhì)為Q235，數(shù)量為42塊，采用手動(dòng)氣割進(jìn)行加工并四周用角磨機(jī)進(jìn)行打磨。

2.3 立磨基礎(chǔ)框架拼裝安裝

1）待砼基礎(chǔ)砂漿養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度達(dá)到90%之后，即可對(duì)各部分進(jìn)行拼裝。按照?qǐng)D紙位置對(duì)減速機(jī)底座、立柱底座（2個(gè)）、輔輥立柱底座（2個(gè)）、電機(jī)底座進(jìn)行對(duì)接拼裝。各底座的安裝位置通過(guò)拉鋼絲中心線來(lái)進(jìn)行控制，各底座中心線位置公差控制在±1mm，同時(shí)用精密水準(zhǔn)儀對(duì)其標(biāo)高進(jìn)行控制，調(diào)整方式用基礎(chǔ)框架上的24個(gè)M24×2調(diào)整螺釘進(jìn)行精調(diào)，保證基礎(chǔ)框架拼裝后水平度控制在≤0.5mm/1000mm。

2）基礎(chǔ)框架初次拼裝完成之后，對(duì)照?qǐng)D紙安裝技術(shù)要求，對(duì)基礎(chǔ)框架的安裝尺寸進(jìn)行復(fù)檢并記錄復(fù)檢各點(diǎn)數(shù)據(jù)。各點(diǎn)數(shù)據(jù)都在公差范圍內(nèi)后，對(duì)安裝的框架各部分進(jìn)行點(diǎn)焊固定。點(diǎn)焊固定點(diǎn)的選擇遵循上下、左右對(duì)稱原則。各框架底座的上下底板與預(yù)留的基礎(chǔ)鋼筋網(wǎng)連接點(diǎn)焊。點(diǎn)焊固定后，為保證焊后基礎(chǔ)框架不發(fā)生大的位移，用精密水準(zhǔn)儀及鋼板尺對(duì)其尺寸和位置重新測(cè)量并做好數(shù)據(jù)測(cè)量記錄，對(duì)偏差的位置進(jìn)行調(diào)整。

3）組織有焊工上崗證的焊工對(duì)底座對(duì)接坡口處進(jìn)行焊接。焊條選用J422焊條，焊條使用時(shí)要提前對(duì)焊條進(jìn)行烘干。為防止焊接變形，要求焊工8人，分成4組2人一組，對(duì)稱焊接，這樣盡量減小焊接變形。其對(duì)接焊縫焊接順序見圖2所示：腹板從上而下焊接，上下翼板從中間向兩邊焊接，三條焊縫的焊接順序?yàn)?/span>1-2-3。

圖2  焊接順序(大型設(shè)備基礎(chǔ)鋼結(jié)構(gòu)框架安裝焊接)

（4）焊接過(guò)程中注意事項(xiàng)：焊接前如果氣溫低于0度，必須對(duì)對(duì)接焊口區(qū)域用氣焊進(jìn)行局部加熱，這樣可以有效的防止焊接時(shí)，焊口局部過(guò)熱出現(xiàn)裂紋；施焊過(guò)程中，為減小焊接部位局部過(guò)熱產(chǎn)生應(yīng)力變形，焊接工藝遵循以下原則：必須先焊基礎(chǔ)框架的垂直焊縫，后焊水平焊縫，垂直焊縫要求高出對(duì)接H型鋼腹板1-2mm，焊接完成后用磨光機(jī)對(duì)兩側(cè)焊縫進(jìn)行打磨，打磨至余腹板一樣水平，然后再焊接腹板兩側(cè)的加固護(hù)板；垂直水平焊縫施焊時(shí)，兩名焊工一組，在對(duì)稱位置同時(shí)施焊，一道焊縫要求焊接多層，每焊完一層，焊工需要改變位置，即對(duì)角線換位后，再焊接另一層，如此重復(fù)直至一道焊縫焊高度達(dá)到圖紙要求。

（5）所有焊縫焊接完成后，重新測(cè)量測(cè)量基礎(chǔ)框架上平面各重要點(diǎn)的水平標(biāo)高，并復(fù)核基礎(chǔ)框架的定位尺寸有無(wú)移動(dòng)。根據(jù)以上測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)基礎(chǔ)框架進(jìn)行水平及定位微調(diào)。按照測(cè)量點(diǎn)示意圖3，對(duì)基礎(chǔ)框架標(biāo)定的點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量并計(jì)算水平標(biāo)高的算術(shù)平均值，之后對(duì)比測(cè)量數(shù)值與平均值之間的差值，公差值在±0.5mm以內(nèi)的可不對(duì)其調(diào)整。

圖3  測(cè)量點(diǎn)示意(大型設(shè)備基礎(chǔ)鋼結(jié)構(gòu)框架安裝焊接)

超差的需要調(diào)整，調(diào)整方法如下：標(biāo)高偏高的部位，通過(guò)與相應(yīng)的部位的鋼筋用電焊進(jìn)行向下進(jìn)行拉結(jié)；標(biāo)高偏低的部位利用基礎(chǔ)框架原有的調(diào)整螺釘上頂進(jìn)行調(diào)整。通過(guò)以上辦法進(jìn)行基礎(chǔ)局部調(diào)整，調(diào)整至公差要求的范圍并記錄測(cè)量數(shù)據(jù)。

3 基礎(chǔ)框架焊接工藝參數(shù)選擇

焊接過(guò)程中針對(duì)不同的焊接方式，選用不同的焊接工藝參數(shù)來(lái)保證焊縫質(zhì)量，如表1所示：

表1焊接工藝參數(shù)對(duì)照表

4 基礎(chǔ)框架變形控制措施

4.1.嚴(yán)格工序檢查

從下料工序開始，嚴(yán)格控制基礎(chǔ)框架各部件各坡口尺寸及坡口角度、坡口的直線度、平面度誤差，要求基礎(chǔ)框架各部件的尺寸誤差，必須在圖紙或規(guī)范允許范圍內(nèi)。整體拼裝后、焊接前，檢查構(gòu)件的寬、高誤差在0-1.0mm范圍內(nèi)，目視無(wú)扭曲現(xiàn)象。

4.2.選擇合適的焊接工藝參數(shù)和正確的操作方法

正式施焊前進(jìn)行焊接工藝評(píng)定，根據(jù)合格的評(píng)定報(bào)告進(jìn)行焊接。焊接過(guò)程采用工裝對(duì)基礎(chǔ)框架加以固定或點(diǎn)焊固定，防止焊接過(guò)程中產(chǎn)生角變形，同時(shí)減少撓曲變形和扭曲變形。

4.3.選擇合理的施焊順序和方向

基礎(chǔ)框架點(diǎn)焊固定后，先進(jìn)行對(duì)稱焊接，焊角高度為10mm，主焊縫順序如圖所示。焊接時(shí)焊縫兩端應(yīng)設(shè)有引弧板和息弧板；焊接基礎(chǔ)框架連接護(hù)板時(shí)，須對(duì)稱焊接，這樣施焊，防止焊接變形對(duì)稱而發(fā)生扭曲，同時(shí)避免焊接熱量集中而產(chǎn)生的收縮變形。

5 變形矯正措施

通過(guò)下料、拼裝、焊接各工序預(yù)防變形的措施，整體焊接后仍有可能發(fā)生輕微的變形，可采取以下辦法進(jìn)行矯正。

1）局部火焰加熱矯正法。它是利用火焰對(duì)焊件進(jìn)行局部加熱，產(chǎn)生局部塑性變形，使較長(zhǎng)的鋼板在冷去后產(chǎn)生縮短來(lái)消除變形，主要將其用于矯正整體基礎(chǔ)框架的側(cè)彎或正彎變形。

2）矯正時(shí)選擇有一定實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的老師傅，加熱溫度控制在600℃～800℃。加熱位置選擇在變形最大處的對(duì)稱兩側(cè)，先用小火對(duì)稱加熱兩個(gè)部位，測(cè)量稍有效果后，再進(jìn)一步推進(jìn)，同時(shí)在基礎(chǔ)框架上配以鋼架+千斤頂或鍥塊固定增加外力。實(shí)踐證明矯正效果非常明顯。通過(guò)對(duì)拼接安裝、焊接各工序嚴(yán)格控制及變形矯正，最終基礎(chǔ)框架尺寸見表2所示，均滿足圖紙及規(guī)范要求。

表2  框架水平標(biāo)高測(cè)量值

6 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)以上各工序及變形矯正施工，CRM4622立磨框架安裝順利完成。在整個(gè)立磨安裝完成后再進(jìn)行調(diào)試的過(guò)程，其最終基礎(chǔ)框架上所安裝的減速機(jī)、立柱、電機(jī)等設(shè)備的水平、垂直方向的振動(dòng)偏離值均符合設(shè)計(jì)要求。設(shè)備調(diào)試工作5天完成，10天后設(shè)備達(dá)產(chǎn)。這些都是前期基礎(chǔ)設(shè)備嚴(yán)格要求的結(jié)果。

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