4、主梁腹板下料
根據計算結果將各數據分配到三節主梁上,各節的尺寸選擇為:中間一節上拱20mm,長度為13310mm;兩端節上拱25mm,長度分別為6695mm.實際下料時,主梁腹板中間一節采用兩塊板拼制而成。拼接成形主梁腹板用粉線或鋼絲線以兩端頭最大點為基準繃緊,測量中間矢高,用鋼盤尺測主梁腹板長、寬及對角尺寸,對接焊縫按Ⅰ類縫要求進行焊接和超聲波探傷。由于兩端頭腹板高度分別為1632mm、2812mm,下料時不能一張整板上切割成型(若切成整板浪費太大),因此將其以如圖2所示方式進行拼焊而成,該腹板拼裝質量難以檢測,在生產過程中采用放地樣的方式進行組拼、焊接、檢驗,對接焊縫按Ⅰ類縫要求進行焊接。
5、組裝質量控制來源:考試大
為控制主梁制作整體質量,主梁采用三節整裝、整焊、整體矯形的方法予以制作。裝配時主梁上翼板預留45mm的上拱(倒裝),平鋪在鋼軌平臺上,用水平儀調整各點的高程,翼板橫向傾斜度小于2.0mm,調整好后加支承板點焊將其固定在鋼軌平臺上。按預留收縮量進行平均分配工藝,對各筋板進行放樣定位。
裝配時,先裝主梁各筋板,根據筋板放樣尺寸從中間開始將各筋板點焊在主梁翼板上,點焊不能全部點死以方便筋板整體的直線度、垂直度的調整。為便于主梁腹板的裝配,考慮主梁腹板長而軟,先將主梁腹板吊裝到翼板上,外側加焊可調節的斜支撐進行固定。主梁腹板與翼板固定后,調整各筋板及主梁直線度、垂直度。因主梁兩端較高,垂直度控制難度大,主梁整體控制沒有基準等,故將主梁兩端的最外側端板縱、橫向垂直度調整好,并與邊梁腹板點焊定位,加支承固定不準其向任何方向擺動。在已調好的兩端板側面,在主梁腹板距下翼板1.5m處,距主梁腹板100mm處設置一根繃直的鋼琴線,用以調整主梁側面直線度。繃好鋼琴線后,調整最中間一塊筋板的垂直度和直線度,以此為基準向兩端對各筋板進行調整并與腹板點焊。
主梁整體對裝完畢,按工藝要求對垂直度、旁彎、長、寬、高等關鍵控制項目進行檢測,并復測腹板上拱度。如圖3,主梁腹板與翼板焊縫工藝設計有2mm的間隙,在腹板對裝過程中嚴格控制裝配間隙。三節主梁節間搭接拉板進行聯接。
6、焊接質量控制
6.1 焊接方法
主梁所有筋板的焊角均為5mm貼角焊,如果采用手工電弧焊焊接變形較大,對主梁焊后成形質量影響較大,因此采用CO2氣體保護焊。主梁腹板與翼板組合焊縫為Ⅱ類縫,為保證焊接質量采用45°坡口、2mm鈍邊、2mm裝配間隙焊縫(裝配坡口見圖3)。此焊縫長,可用埋弧自動焊進行焊接,但采用埋弧自動焊時,主梁必須整體移動,整體剛性不強,易產生焊接變形;也可采用CO2氣體保護焊焊接,CO2焊焊接對焊位要求不高,線能量集中,變形小;綜合確定組合焊縫焊接采用CO2氣體保護焊。
6.2 焊接材料
箱型主梁母材材質為16Mn,其化學成份和機械性能如表1、表2,焊材選用原則要求焊縫焊材的選用強度應等于或稍大于母材。查規范知H08Mn2SiA焊絲有較好的工藝性能、力學性能及抗熱裂紋能力,主適用于焊接低碳鋼、屈服極限σs≤500Mpa的低合金鋼,應用最為廣泛,市場上貨量較大,價格較低,購買容易的特點,因此選用H08Mn2SiA焊絲。
6.3 焊接規范參數
焊接設備采用松下350 CO2焊機,焊接規范參數如表3.
6.4 焊接順序
采用分段倒退對稱施焊,從中間向兩端焊接,先焊上部開口處長筋板與腹板的焊縫,每400mm一段。長筋板焊完后,用CO2氣體保護焊對短筋板采用從上往下的方法進行對稱焊接(實驗證明CO2從上往下焊接速度快,且焊接變形比手弧焊小1/2左右,焊接金屬熔合質量符合要求)。立焊全部焊完后,同樣采用CO2氣體保護焊從中間向兩側對稱焊接筋板與主梁翼板的平焊。筋板所有焊縫焊接完成,焊主梁腹板內側封底焊縫,此焊縫焊接參數與筋板焊接參數一樣,只是要求從中間向兩端延伸,左右兩條焊縫對稱交叉焊,并且兩條焊縫的運條方向應一致(防止扭曲)。為了保證主梁四條最長也是最關鍵的主梁腹板與翼板外側坡口焊縫的對稱性和保持變形的一致性,方便矯形,暫時不焊外側坡口焊縫。
焊接完畢對主梁腹板垂直度、彎曲度、扭曲、翼板傾斜度等關鍵控制項目進行檢測。經檢驗除波浪變形以外,其余各項指標未發生較大變化。主梁腹板靠近上翼板側局部不平度合格,主梁腹板在靠未蓋下翼板側波浪變形10mm以上超標,考慮到主梁腹板板厚只有6mm,若用火焰矯形,矯正困難,成本較高,而且有可能產生"鼓包"和新的波浪變形,所以對變形較大部位采用拉力器等機械矯正方法進行矯正。對于小的波浪變形,通過主梁下翼板蓋上后,用楔子板處理至蓋板設計尺寸。蓋下翼板時仍以原有的鋼琴線調整整個主梁的側彎,下翼板同樣留2.0mm的間隙。下翼板裝好后,在自由狀態下測量整根主梁的垂直度和旁彎,根據實測值調整焊接順序。焊接時由于焊接坡口較小,焊角較小,四條縱縫分一層焊接,焊接工藝參數同表,焊接由四名焊工從中間向兩端延伸,對稱施焊,四條焊縫對應位置處焊縫運條方向一致,防止焊后扭曲。
7、結論
主梁焊完放置一天時間后,將所有主梁與軌道平臺的拉筋拆除,測量主梁整體尺寸,其中上拱度為33(最后吊裝就位后由于自重產生了一定下撓,實測只有24mm),側彎為7~12mm、長度主控尺寸25000實測-2~4mm,翼板傾斜度為2mm,高度為1631~1635,垂直度為2~3mm.不用矯形就達到了預期效果。(考試大編輯整理)