圆形料场堆取料机中部回转平台焊接工艺及质量控制

王 晶

(承德石油高等专科学校 工业技术中心，河北 承德 067000)

圆形料场堆取料机中部回转平台焊接工艺及质量控制

王 晶

(承德石油高等专科学校 工业技术中心，河北 承德 067000)

中部回转平台作为圆形料场堆取料机运行过程中的主要受力部件，其制作难度及焊接任务量大，主要表现为钢板组件多，焊缝数量多，制作过程中若焊接工艺、质量控制任何一项出现问题，该结构极易产生变形及缺陷，修补难度大，甚是无法修补。因此，针对某圆形料场堆取料机中部回转平台具体结构进行分析，总结出一套合理的焊接工艺及对关键部位的质量控制措施。通过实践证明，可有效地控制中部回转平台的焊接变形，保证焊接质量，为同类设备产品的制造提供参考与借鉴。

中部回转平台；焊接工艺；质量控制

圆形料场堆取料机是一种连续、高效的散状物料装卸输送机械，广泛用于港口、钢厂、矿山等行业[1]。中部回转平台是中部回转机构乃至圆形料场堆取料机整机设备的中心支撑部件，是一种箱型的大型整体式焊接钢结构件。在设备运行过程中部回转平台不仅要承载将近百余吨的重量，而且在围绕中心立柱旋转时产生弯矩、设备振动及受力变化时的摆动，这对于焊缝位置的强度、刚度、韧性要求非常高，且中部回转平台焊接质量的好坏直接决定了整机设备运行的稳定性、安全性。因此，本文从部件的组装与焊接为切入点确定可行的工艺方案，加强质量控制，确保中部回转平台的焊接质量，这对于整机设备的制造具有重要的工程意义和经济价值。

1 中部回转平台结构分析

中部回转平台上方通过回转中间架连接并支撑上部钢结构部分(上部回转机构、栈桥支撑平台、主机附属钢结构)，左右部分分别连接配重机构和悬臂钢结构，如图1所示。该中部回转平台主要采用方形全封闭箱型梁结构，外围尺寸长度为5 176 mm，宽度为5 300 mm，高度为1 560 mm，三维图如图2 所示。箱型梁主要由四角的H型钢、上部开方形孔盖板、下部开圆形孔底板，四周长方形围板、中间部分立柱筒体及圆钢、内部隔板相互焊接形成封闭箱型梁，内部结构如图3所示。立柱筒体下部焊接厚法兰，法兰经机加工后与回转大轴承螺栓连接。

2 焊接坡口形式确定

中部回转平台在使用过程中，箱体上盖板焊缝、上、下盖板与配重机构连接处平对接焊缝及铰轴板与箱体连接处T型焊缝主要承受拉应力。由于中部回转平台内部筒体与圆钢连接处T型焊缝在转动过程中反复受压与受拉，且受交变载荷的作用，如果焊缝强度不够或出现缺陷，很有可能会造成焊缝撕裂现象。所以根据受力关系及焊接要求，承受拉应力的焊缝必须开坡口，全部焊透且无缺陷，以保证箱体能承受本身的自重载荷及外界的应力载荷。

制作时要求坡口表面及两侧30 mm范围内进行打磨清理，不得有氧化皮、熔渣、油污及水锈。坡口表面用5倍(含5倍)以上放大镜进行宏观检查，不许有裂纹、分层等缺陷[2]。由于受拉处平对接焊缝多为等厚钢板的对接，焊接开不对称X坡口，T型焊缝采用全焊透的V型坡口，坡口形式及尺寸见图4。

3 中部回转平台焊接

中部回转平台箱型梁角接头、T型接头焊缝的平焊、立焊采取CO2气体保护焊(CO2气体体积分数为80%，流量为20～25 L/min)，平板对接若空间允许均采用埋弧焊焊接，否则可采用CO2气体保护焊代替。焊接参数见表1、表2。

表1 CO2气体保护焊焊接参数

表2 埋弧焊焊焊接参数

由于中部回转平台焊接量相对较大，必然会出现焊接变形。平台所有部件之间均为连续焊缝连接，大部分集中在上、下盖板内侧，焊接变形主要有角变形、纵向和横向收缩变形、扭曲变形。在制造过程中，回转平台焊后扭曲变形表现尤为突出，底板后端扭曲，其中85%以上的变形量达10 mm，底板平面度2 mm难以保证[3]，因此在制作时要严格把握好组装及焊接顺序。中部回转平台组装时先将上盖板吊至胎架上，以上盖板为基准底板，调整水平，划出筒体、围板、H型钢、隔板等焊接位置线，注意上盖板与隔板装配线位置尽量对应胎架横档。组焊筒体、法兰时调整其纵缝位置，保证拼接焊缝位置相互错开300 mm，法兰拼接焊缝位置不能位于部件中心线上。考虑到整体组对后，内部焊缝的可焊性，要求在隔板位置提前切制人孔。焊接时应遵循由内而外、先立后平、从中间向两侧依次对称焊接、长焊缝分段退步焊的焊接原则，待焊满1/2后，再清理外侧焊根，内外交替焊接，这样可以防止出现因产生较大变形而无法修复的局面[4]，焊接顺序具体见图5。装焊下盖板时，保证内腔密封，定位焊后根据现场情况翻身焊接下盖板，焊后整体校平。以法兰平面为基准，划四角板拼装尺寸线，装焊四角连接法兰及铰轴板组件。

4 质量控制要点

1)中部回转平台上盖板对接焊缝及铰轴板组件与H型钢焊接处立焊缝在设备运行过程中承受巨大拉应力，焊缝可能疲劳开裂，要求焊后100%超声波探伤，保证焊缝无开裂等现象。

2)注意盖板的拼接位置，上下错开300 mm。法兰加焊米字撑保证整体尺寸精度，注意法兰拼接位置和螺纹孔位置，避免焊口与孔位重合，保证法兰拼接焊缝相互距离及筒体纵缝与法兰拼缝距离至少为300 mm，避免应力集中。

3)中部回转平台筒体与内部隔板相互焊接处为避免应力集中，采用圆钢连接，其立向焊缝长期受拉、压、弯等交变应力作用，焊缝会疲劳开裂，焊接需开坡口，坡口形式可参照图4(b)，且要求焊后100%超声波探伤，确保焊缝无裂纹、锈蚀等现象。

4)中部回转平台筒体卷至图纸要求，端面错口≤2 mm，筒体回圆，保证圆柱度2 mm，筒体内部与外部下盖板相对应位置处焊接一块圆形加强板，保证筒体强度。设备组焊后，采用火焰等方法整平盖板、围板等，保证平面度2 mm。

5)中部回转平台筒体与法兰连接处环焊缝，此处受弯扭作用较大，焊缝可能产生疲劳，要求焊后100%超声波探伤，确保焊缝无裂纹等现象。

5 结论

本文主要从焊接、组装、质量控制这三个方面，对圆形料场堆取料机中部回转平台制造进行系统说明。通过采取以上工艺方法，有效的最大程度减少焊接变形，从而使中部回转平台整体质量得到很好地控制，特别是上下盖板平面度焊后变形量控制在了2 mm范围内，关键部位焊接质量较以前有大幅提高，加快了产品实现，减少返修工作量，提高了圆形料场堆取料机的整体性能。

[1] 代向歌，彭高明. BP-GA 算法对斗轮堆取料机回转平台的结构优化[J].机械设计与研究.2012，28(1)：105-109.

[2] 韩曙光，董战虎. 13MnNiMoNbR钢焊接[J].承德石油高等专科学校学报.2001，3(2)：12-15.

[3] 逯宏伟. 挖掘机回转平台焊接工艺改进[J].金属加工(热加工).2012(18)：25-26.

[4] 李英.C型转子式翻车机端环制造技术分析与探讨[J].有色设备.2011(4)：44-47.

WeldingTechnologyandQualityControlofCentralRotaryPlatformforCircularStockyardStackerReclaimer

WANG Jing

(Industrial Technology Center， Chengde Petroleum College， Chengde 067000， Hebei, China)

Central rotary platform is the main unit in bearing weight when circular stockyard stacker reclaimer is working. If reasonable welding technology and quality control method did not apply to weld steels， weld metal will produce deformations and never repaired defects， which will lead to the manufacture process of central rotary platform becoming very difficult. In the paper， reasonable welding technology method of quality control for main unit were summed up according to the feature of structure of central rotary platform in circular stockyard stacker. Practice has proved that the reasonable welding technology may effectively control the deformation of welding and ensure the quality of welding， which provides experience for the production of other device.

central rotary platform; welding technology; quality control

TH22

A

1008-9446(2017)04-0048-05

2016-10-13

王晶(1978-)，男，内蒙古呼和浩特人，讲师，硕士，主要从事焊接结构强度与焊接工艺评定方面的研究，E-mail：wangjing1953@qq.com。