爬升平台套架的制造工艺和改进探讨

摘要：爬升平台是三峡大坝施工中从国外引进的用于输送皮带机抬高的设备，可以实现水泥等物料连续输送改变了原传统方法，平台套架是爬升平台主要部件由于设备是钢结构、尺寸大同时采用了销轴和法兰连接，制造时减少焊接变形和装配时调正误差是关键，采取了减少焊接变形和误差调正的措施，保证了设备使用性能。为了更好地提高其精度提出改进设想进行探讨。

关键词：制造要求高、减少焊接变形、调正误差、

1.概述：

爬升平台最早是在建造三峡大坝时使用的（由国外引进），它的主要用途是由多个爬升平台组成了一条皮带机抬高线，通过爬升平台的抬高把皮带输送机直接送到相应的高度的工位上进行水泥料的连续输送从而实现浇灌水泥，它改变了原来传统的水泥通过搅拌后先装入容器中再由设在大坝上各层的吊机分级吊到工位上进行水泥的浇灌。采用爬升平台后它可以成十几倍的提高水泥的输送的量，大大的提高了工效。同时也保证了水泥浇灌的质量。

爬升平台的是由支架和平台套架加上皮带机支撑装置组成，平台套架是通过滑槽与支架上的滑轨配合滑动，过程是平台套架固定（滑轨上固定孔和平台上的孔通过销轴）、油罐顶升（平台套架取出固定销轴在滑轨中浮动）、再固定一步的使平台套架沿着滑轨上升或下降。

由于爬升平台在实际使用上效果很好，使现场作业搅拌后水泥物料输送工效大幅度提高，值得推广。笔者单位制造平台套架等，支架由其他厂进行制造。我们在制造中缺少相关资料，精度要求高，因此对于我们来说是难度比较大，但关键是解决焊接变形和误差调正及消除焊接应力等。

2.爬升平台的制造要求和难点：

2.1.爬升平台套架尺寸大、尺寸精度高如图一所示，平台套架的尺寸如上下平台尺寸为7200X6000X1000mm，两平台之间的距离为6600mm。向上爬升是沿着四个滑槽与支架上滑轨配合进行爬升的，所以要求上平台四个滑槽（滑槽一至四）与下平台的四个滑槽（滑槽五至八）位置有精度要求，悬挂装置与滑槽也有相对位置精度要求。 拉杆与上、下平台的耳板连接也靠销轴，销轴与孔的配合为过渡配合。而且相关位置尺寸多且要求高，如拉杆是将上、下平台连接成整体共有八支拉杆（每个面两支）十六个连接点它们相互都有位置要求，而且还关系到各滑槽的位置精度等。加上是焊接结构、尺寸大难以整体加工。只能另件加工完工进行组装。

2.2.整个焊接质量要求高，爬升平台套架按类似起重机焊接质量要求，关键焊缝要达到一级焊缝。大部分是二级焊缝。一类焊缝应达到GB/T11345 BⅠ级要求及《DL/T946-2005》附录B关于一类焊缝的要求100%无损探伤。二类焊缝应达到GB/T11345 BⅡ级要求及《DL/T946-2005》附录B关于二类焊缝的要求20%无损探伤。

2.3.爬升平台的套架的材料为Q345B，厚度大部分为16-30mm左右，焊缝形式也大部分采用全焊透结构相对来说焊接填充量大比较容易产生变形，但整个结构的布置基本是对称的。

因此要保证整体的精度和保证焊接质量，采取有效措施减少焊接变形和产生误差合理调正是整个制造关键。

3.制作工艺采取的措施：

3.1.为了保证精度工艺制定是尽量对可以整体加工就整体加工，整个加工的工艺先将加工部分放出适当余量，但给出配合尺寸如孔缩小单边2.5-5mm，并给出配合尺寸主要工艺用定位销的配合预先切削加工，再用采用工艺销轴定位，定位点焊，组装中尽量减少焊缝的间隙因为间隙是造成焊接收缩的主要原因之一，定位焊后进行断续焊加固，另点焊防变形的焊接工艺用支撑，焊接采用分段跳焊以减少变形。焊完后过24小时进行超声波无损探伤UT，探伤合格后拆除点焊的防变形支撑，释放应力让工件变形，再用振动机械除应力，使用设备为全自动振动消除应力机型号RSR2000G（振动消除应力：施加于工件上振动能量使晶格组织重新排列从而消除应力也稳定了没有变形的部分）消除了焊接产生的应力和变形，然后进行切削加工。采用这样的工艺上保证了另件精度。采用这种方法加工的有悬挂装置，顶升装置等。

3.2.对不能进行整体加工部件，如拉杆因为长度比较长，则采用制作专门的工艺销将原来要求配合间隙减少基本是过盈配合，先切削加工拉杆耳板的孔并提高其公差等级，这样做有利于它和工艺销配合过盈配合。用定位工装进行点焊，焊接前再点焊防变形的支撑，焊完后用振动除应力设备消除应力。后拆除防变形支撑。注用此办法只焊接一头耳板，另一头只是点焊作为总装时调正位置，采用这种方法效果也能基本保证精度。

3.3.对于整个上平台或下平台的分段制作，平台平面度小于2mm，放样用地模为基准进行组装。

3.3.1.要求全焊透对接的焊缝（钢板厚度不超16mm）。尽可能采用埋弧自动焊，焊条为H08MnA，采用无坡口正面焊完后反面用碳弧气刨清根打磨后焊接为保证焊透，如面板拼接等焊缝。

手工弧焊接采用CO2半自动气体保护焊，焊丝为H08Mn2SiA。要求全焊透的采用不对称K型坡口角度为40度，正面打底焊二层反面用碳弧气刨清根打磨后再焊接，如耳板与内部筋板焊接。上下面板角焊采用的焊接坡口为单面40度±2度，间隙为0-1mm，纯边为0。坡口采用刨边机加工，这样能保证尺寸，减少了加工上误差，保证了坡口质量也相对减少了焊接填充量。

3.3.2.为了减少焊接变形，根据实际情况定位焊后继续用断续焊30mm长，间隔100mm进行整个加固。先焊内部的筋板采用对称分段跳焊进行焊接减少热量，并在进行临时支撑加固。焊完内部焊缝后盖上面板使其成为整体增加刚性。

在焊外部焊缝前，尽可能利用地模或其他进行固定如大尺寸的工字钢等临时点焊。焊接时采用合理的顺序对单条焊缝来说是从中间开始分段间断焊办法（它是减少弯曲变形的有效方法），对整体箱说焊接顺序交差对称焊。

3.4.上平台或下平台的组焊

平台部件完成焊接后，拆去临时防变形支撑，进行振动除应力。用地模进行上平台或下平台的找正拼接点焊各连接法兰，焊接各焊接法兰。但平台的滑槽部分不进行组装因滑槽与悬挂装置有位置要求和上、下平台各滑槽位置也有要求，所以要在整体拼装时进行。

整体拼装：

3.4.1.放样制作地模以上平台为准，以地模上放样的制作四个滑槽的胎具。将上平台放在地模上找正位置，然后以安装悬挂装置有关的耳板与滑槽胎具进行再找正因悬挂装置与滑槽有位置要求。并进行适当调正因还是存在焊接变形和误差，同时找正上平台水平并支撑点再配适当的螺旋千斤顶使可靠。

3.4.2.将下平台放在上平台上架空200mm用螺旋千斤顶支撑，以上平台的水平测量点的位置同样位置测量下平台水平（因为平台的整体平面度只能做2mm左右还是有误差），以上平台连接拉杆耳板找正下平台各耳板位置（虽然通过各措施减少焊接变形还是有变形加上各种拼装定位复杂精度也不高所以存在积累误差）需要调正到合理位置（即使误差相对均匀）。用滑槽胎具点装上、下平台的滑槽。

3.4.3.将下平台吊出，按图安装拉杆（拉杆已焊接完这头安装在下平台上）把下平台吊起6600mm图示位置初步就位，更换滑槽胎具将滑槽胎具用一件用大于8m的H型钢使其与地模上滑槽位置一致并垂直于上平台。以其为准调正下平台已点焊滑槽，同时用相应的水平测点调正下平台的水平并使其固定可靠，再测量其他各槽的位置（共四个槽），需要可进行些调正，但实际操作中只要将用8米胎槽位置正确后，其他槽位置就不需要进行调正。这次调正是保证在上、下平台初次调正即上述2）步的位置正确。用工艺销定位拉杆的耳板进行点焊，焊接并加固滑槽原先点焊，焊接。 3.4.4.对拉杆和耳板进行编号（使其对应），拆除完成。

整个平台套架完工，现场只要能安编号进行组装，过程是顺利的并满足使用要求。说明了制造上采取的各种措施是有效。

4.存在的问题和改进探讨

4.1.存在问题：

4.1.1.采用了许多措施来减少焊接变形，变形相对减少但不能做到无变形，加上各耳板定位困难各拉杆互相位置要求复杂，而且关联，拼装中只能用图示位置或进行CAD放样图位置测量指导拼装，实际就位的精度不高，需要实配拉杆即拉杆的固定耳板一头焊接，另一头只点焊在总装时实配。做不到上、下平台的连接要求即各拉杆可以互换。

4.2.设想：

4.2.1.为了进一步解决拉杆的与连接耳板定位精度不高问题，设想以一面的拉杆做为一个单元制作专门的定位工装进行定位，即一个斜拉杆一个直拉杆连接为一单元，将其距离从图示6600mm缩短至200或500mm这样方便胎具的制作，拉杆耳板一头放余量0.5mm左右与其连接的上平台耳板也放余量0.5mm左右但两处尺寸一致。再以上平台的焊接成型耳板（上平台安装耳板需要用胎具安装耳板要保证各耳板的相对位置正确并焊接后整体振动除应力）为准，用胎具定位下平台的耳板并组装下平台其他另件。总装时再前面的方法进行后固定。用电动小型工具绞制拉杆与上平台耳板孔至图示尺寸。进一步提高平台套架整个精度，这样做就可以提高拉杆互换性不需要对拉杆进行编号。

4.2.2.改进设计：将下平台的耳板的焊接结构进行改进，原来的三块钢板套合成结构，改为由两块钢板套合，配合处加大孔尺寸3-4mm间隙用于总装时调正实配。再用上述的组装方案进行组装实配下平台耳板。

以上是爬升平台套架的制造方法和改进设想，制作方法所采取的减少变形措施是成功的满足实际装配和使用要求，形成的工艺是技术上成功的。改进设想可以进一步提高实际尺寸精度，保证拉杆的装配的互换性。对同类的尺寸要求较高钢结构加工制作，具有较好的参考和借鉴作用。

参考文献：

[1] 陆亚珍 . 傅强 . 姚瑶. 焊接结构分折与制造. 中国水电出版社

[2] [日] 增渊兴一 焊接结构分折 机械工业出版社

[3] 宋统战 钢结构重型格构式钢柱制作焊接工艺 焊接技术 2013年一期

[4] 钱保义 杨文华 吴风民 大型悬臂梁的焊接工艺和防止变形措施 焊接技术 2013年五期

作者简介： 孟庆三 （1956 -）， 浙江杭州人， 本科学历， 工程师， 主要从事电站辅机设计和制造工作.