浅谈水电站弧形闸门的焊接措施及焊接变形的矫正方法

张艳妮（西安热工研究院有限公司，西安　710000）

浅谈水电站弧形闸门的焊接措施及焊接变形的矫正方法

张艳妮
（西安热工研究院有限公司，西安710000）

摘要：弧形闸门在大型水电站的应用非常广泛，其焊接和矫正工序对弧形闸门的安装非常的重要，被水电站建设企业重点关注。弧形闸门正确焊接措施及焊后矫正，是保证弧形闸门制造精度的关键。本文对水电站弧形闸门焊接措施及焊接变形的矫正方法进行研究，为提高弧形闸门制造精度提供一些参考资料，使其达到水工规范的要求。

关键词：弧形闸门；水电站；焊接措施；变形矫正

0　前言

随着我国经济的快速增长，水电站的建立逐渐被人们所重视。水电站闸门有弧形闸门、圆形闸门、平面闸门等多个种类，本文主要研究的是弧形闸门的焊接和变形矫正。弧形闸门比平面闸门更有优势，具有起闭力小、能够阻挡大水面、操作过程简单等诸多优点，但是其设计和制造技术方面的要求也相对较高，而且安装过程中会出现重重困难。为了保证弧形闸门的安装质量，提高其制造精度，需要采取有效的焊接措施和变形矫正技术。

1　焊接措施

1.1焊接原则

（1）焊接前的检查。在对弧形闸门进行焊接之前，需要进行焊接前检查，焊接前检查的内容包括：所有焊缝处的定位点，要严格按照焊接标准，要做到每隔3m焊缝长度上均有50-80mm的点焊长度，防止焊接应力过大将焊接好的接头拉开；将焊缝两侧的污渍全部清除；用150摄氏度到180摄氏度之间的温度对焊接的主梁、边梁等厚钢板进行预热;（2）焊接人员分工。因为弧形闸门焊接工作的特殊性，每节门叶的焊接是不能中断的，因此需要对焊接人员进行分工。要对焊接人员分为三组，一天二十四小时轮流焊接，每组应有4或6人的双数组，按照焊接规定顺序和方向同时焊接，尽可能降低门叶的变形和扭曲;（3）焊接方向和顺序。焊接防线需要从中间向四周扩散，一条焊缝应是双人组从中间到两边焊接。焊接顺序是由焊接构件决定的，不同的焊接构件采用不同的焊接顺序;（4）正确的跳焊方法。在对弧形闸门的焊接缝进行焊接时，应该采用正确的跳焊方法，采用剪断、向后退的跳焊。这种焊接方法需要先确定其分段长度，最好是用一根焊条完成焊接的长度，这样可以避免焊接接头带来的困难。

1.2闸门焊接措施

（1）主梁与门叶面板及边梁的焊接。焊接筋板和腹板立焊缝及筋板和翼缘板平角焊缝时，应由双数焊工按照从中间到两端的焊接顺序，不断倒退、对称焊接。焊接翼缘板与面板的平角焊缝时，由2人从中间向两端对称、交叉、分段、倒退进行焊接，每段的长度应在3m到5m之间。

（2）箱型梁主焊缝的焊接。箱形梁主要有4条主焊缝，应该采用自动埋弧焊的焊接方式。焊接顺序如图1所示，4条主焊缝的各层焊接参数必须保证一致，防止出现变形。

图1　箱形梁焊缝焊接示意图

（3）面板拼接缝的焊接。面板是弧形闸门最主要的组成部分，主要工艺是将一块块面板进行焊接，组成弧形闸门的平面。面板焊接缝焊接工作是在弧形工作台上进行的，并且用拉筋将其拉住，以防在焊接的过程中出现变形。焊接主要采用手工电弧焊接技术，需要对正、反两个面焊接，单门节面板实行分段、对称、交叉、倒退焊接方式。

（4）闸门整体焊接。水电站闸门整体焊接步骤主要有三个，a以每节门叶为单位的立焊手工电弧焊；b分2道进行的隔板平焊焊接；c次梁、主梁与面板平角焊缝的焊接，关于焊接的步骤和顺序上述都以提到。

2　监造过程中焊接变形矫正措施

为了保证水电站弧形闸门的焊接质量，需要派遣专门的人员进行管理，对焊接过程和质量进行监管。在监造的过程中，如发现焊缝存在缺陷，应该立即对其进行分析，寻找原因，采取措施进行返修处理。最容易出现的问题就是焊接变形，因此需要对监造过程中的焊接变形矫正方法进行研究。

2.1上弯变形

在完成腹板和翼缘板的焊缝焊接工作之后，两者中部会发生向上拱起的现象，即上弯变形。针对上弯变形的矫正措施，要在梁的腹板上采用等腰三角形进行加热，第一个三角形的位置应该选择在拱起最为突出的部分，三角形的底边应该与腹板边在一条线上，大小应该由具体的机构和拱起程度自行决定。但三角形最大高度不能超过腹板高度的2/3左右，两腰的夹角一般在5-12度之间。确定好等腰三角形的大小和位置之后，就可开始加热，加热的过程应该从底部到两腰，最后到顶角。

2.2扭曲变形

由于梁刚性比较大，可借助外力对扭曲变形进行矫正。利用拉紧装置将需要矫正的梁拉紧，采用加热装置对梁中间的上翼缘板进行加热，加热程度根据实际变形程度决定，慢慢利用外力将其矫正。如果采用外力矫正方法之后，仍然有扭曲现象，还可采取对腹板加热措施进行矫正，等梁变正之后停止矫正。

2.3波浪变形

水电站闸门是由多块面板组成，会受到角变形和收缩变形的影响，使得面板产生波浪变形的现象。对面板的波浪变形进行矫正时，应该对闸门正中间其中一个框格采用角变形的矫正措施，沿着角焊缝作线状加热将其矫正，然后向四周进行矫正。禁止在凸起的部位进行加热，这样会使得变形越来越严重。

在监造的过程中，除了上述的三种焊缝变形矫正措施之外，还有门叶扭曲变形矫正、角变形矫正、旁晚变形矫正等矫正措施，应该根据不同的变形情况采用不同的矫正措施将变形矫正。

3　结束语

通过对水电站弧形闸门的焊接、变形矫正的介绍之后，可以有效地控制闸门的焊接变形，保证焊接的质量，尽可能提高闸门的制造精度。同时，应该对焊接技术进行研究，引进先进的焊接技术，有效避免焊接变形现象的出现。

参考文献：

[1]周明辉,王建坤.浅谈大型弧形闸门门叶焊接工艺变形［J］. 技术服务，2003(08).

[2]巫世晶,胡建钢 .水利水电工程建设设备监理手册［M］.中国电力出版社,2001(08).