钢闸门制造中对接焊缝工艺优化及应用推广摘要：在闸门制作过程中，对接焊缝最为普遍，焊缝等级要求高，焊接方法采用埋弧自动焊，坡口形式为V型或双V型，焊接工程量大，采用I型坡口形式，可大幅度提高产品质量和进度，并取得良好的经济效益。文章通过对水电钢闸门对接焊缝的焊接接头的坡口形式、焊接顺序、焊接线能量等进行分析、论证和力学性能试验等方法，将小于等于16mm的对接坡口形式由原有V型或双V型改为I型坡口形式，并成功应用于实际生产中，在今后同类产品制造中具有推广意义。关键词：水电钢闸门；对接焊缝焊接接头；工艺优化；焊接工艺参数中图分类号：TG441文献标识码：A文章编号：1009-2374(2012)16-0034-03水能作为一种清洁可再生的绿色能源一直受到人们的重视。中国水电2010年装机突破2亿千瓦，跃居世界第一。但对于水力发电常用的设备钢闸门的焊接坡口，人们常常采用V型或双V型，焊接量非常大，根据文献资料，对板厚22mm以下采用不开坡口(即I形)的焊接工艺是可行的，若按此进行工艺优化，会有很大的发展前景。1工艺优化的必要性1.1原焊接工艺钢闸门对接焊缝，板厚16mm焊接工艺：1.2I形坡口焊接工艺分析经过查阅大量的文献资料，对材质为低碳钢和对温度要求不高的低合金钢板，板厚22mni以下可以采用无坡口（即I形坡口）双面埋弧自动对接焊工艺，主要是埋弧自动焊在大电流时具有良好的熔深，但对Q345B要求2（TC冲击功大于34J的材料，除焊透外，还要保证具有良好的力学性能，在相关文献未见说明，尤其应用于钢闸门一、二类焊缝焊接中尚属首次。钢闸门材质一般为Q345B,对于Q345B的焊接，为了避免焊缝组织粗大，造成冲击韧性能下降，必须采用合适的焊接工艺参数。焊接线能量过大，焊缝在冷却过程中，热影响区容易形成淬火组织-马氏体，使近缝区的硬度提高，塑性下降。从文献及试验证明焊接线能量不超过40kJ/cm,焊缝性能是有保证的，故直接采用文献中的大工艺参数存在质量隐患。为限制过大热量的输入，降低母材的过热程度，焊接时应尽量采用多层、多道焊，在严格控制层间温度的条件下，有效减少了裂纹的出现和热影响区性能的变化。综合以上，钢闸门的制造，对板厚16mm及以下钢板经试验确定能否采用无坡口双面埋弧自动对接焊工艺，就需要进行相关的试验和实践检验。1.3焊接工艺评定1.4实验结果分析实验结果：拉伸试验值屈服强度为550MP和595MPa,均大于345MPa；弯曲试验合格；冲击试验两个试块的平均值分别为202J和182J,均大于34Jo各项力学性能均符合标准规定。另从超声波探伤可以看出，焊缝内部质量满足标准GB/T11345《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》规定。根据焊接接头试验报告及探伤报告可知，不开坡口焊接接头性能完全满足要求。由实验数据分析可以看出，对于板厚16mm及以下的钢板不开坡口的焊接工艺，从理论上证明是完全可行。2优化工艺后焊接工艺注：背缝清跟。从焊接产品试板检测结果和超声波探伤结果均满足相关技术要求，故工艺改进可行。3改进效果分析3.1工作量对比举例分析由表5可以看出，焊接同样长度焊缝，开坡口的钢板需要焊接4层，不开坡口的钢板需要焊接2层，焊接层数的减少，带来的最直观地现象就是工作量的减少及填充材料的节省。长度同样为10m,焊接16mm厚开坡口的钢板大约用时90min,焊丝用量大约为15.6kg,焊接16mm厚不开坡口的钢板大约用时60min,焊丝用量大约为10.8kg。3.2应用效果小于等于16i™的I型对接接头在河口、宝瓶、吉利、三道湾、刘电、多松多、新疆石门、祥云龙开口等项目闸门制造中应用，焊缝一次交验合格率提高达99.9%以上，减少了金属填充量，节约了人工，节省了返修处理所需的工期，节省焊材、气体、机械费及人工费。3.3推广应用通过在河口、宝瓶、吉利、纳子峡、三道湾、刘电、多松多、新疆石门、祥云龙开口等项目闸门制作中应用，该工艺已成熟，起到了稳定产品质量和加快施工进度的积极作用，取得了显著的经济效益。结论：小于等于16mm的I型对接坡口，在钢闸门制造中应用是可靠的（材质为：低合金钢Q345B）,力学性能和化学成分完全满足要求，减少了工作量，提高了生产效率，保证了产品质量，经济效果明显，在水工行业和其它行...