桥式起重机箱形主梁制作关键技术

摘要：详细分析介绍了桥式起重机箱形主梁制作最关键的制作技术，包括前后腹板拱形的下料，四条长纵焊缝的焊接，正确合理的下料公差，组对、组焊顺序等，是保证和提高主梁制作质量和效率的有效方法。

关键词：主梁上拱度长纵焊缝焊接变形量效益

中图分类号： TU7文献标识码： A

箱形主梁承担了桥式起重机额定和自重载荷，是主要且关键受力组焊件；箱形主梁是由前后两块拱形腹板，上下两块翼缘板，以及若干块均匀、对称布置长短筋板、隔板、加强角钢等组焊而成的箱形钢结构，如图1所示。每台共2件，其材质主要是Q235-B。

1、箱形主梁的关键制作技术

主要是构件及前后腹板的下料、焊接、焊接变形的控制；

《通用桥式起重机GB/T14405-93》规定，起重机运行机构

组装完成后，应至少具备以下要求：

1.1主梁应有上拱，跨中上拱度应为（0.9/1000～1.4/1000）S

（S-跨度），且最大大上拱度应控制在跨中S/10的范围内。1.2主梁在水平方向产生的弯曲，对轨道居中的正轨箱形梁

图1

及半偏轨箱形梁不大于S1/2000（S1为两端始于第一块大筋板的实测长度，在离上翼缘板约100mm的大筋板外侧），当Gn≤50t时只能向走台侧凸曲。

1.3主梁腹板的局部平面度，以1m平尺检测，在离上翼缘板H/3以内的区域不大于0.7δ，其余区域不大于1.2δ。

1.4箱形梁上翼缘板的水平偏斜值c≤B/200。

1.5箱形梁腹板的垂直偏斜值h≤H≤200。（水平及垂直偏斜值在长筋板或节点处测量）

2、主梁构件材料的拼接（对接）

前后腹板、上下翼缘板，因长度较长，可拼接；首先先拼接够各构件的长度，然后再整体

下料，以保证构件在拼装焊缝处的连惯性，也容易保证各构件整体的

图2

尺寸公差。

2.1前后腹板、上下翼缘板材料的拼接因前后腹板厚度在δ6-14范围上下翼缘板厚度在δ8-20范围拼接焊缝坡口形式如图2所示:

2.2焊接形式：派专人用角向磨光机打磨坡口及根部和坡口+30mm的范围，清理净后，首先采用CO2气保焊打底焊，碳弧气刨背面清根，清根后打磨清理，盖面用埋弧自动焊焊接，焊接后清理；先进行外观检验合格后，再进行X射线100%探伤，焊缝X射线100%探伤检查，I级焊缝应合格。

2.3拼接焊缝处全部要采用反变形措施，尽量使拼接处角变形趋向于零。

2.4若拼接的钢板平整度超差，则用平板机矫正或局部火焰法矫正。

3、主梁构件材料的下料

3.1上下翼缘板按图纸尺寸其中长度偏差+300，宽度公差±0.5，下料。

3.2因桥式起重机的主梁要求在垂直面，必须有一定的上拱度，以抵消起重机在承载后及梁自重的下挠度；在制作过程中，采用预制腹板上拱变形的方法，来保证主梁的上拱度，在腹板下料时必须有相应的上拱度，且上拱度应大于主梁的上拱度，因此腹板下料按照修正后的抛物线曲线；腹板的起拱高度按跨度的1.65‰，且最大上拱度应控制在跨中跨度/10的范围内，应为一光滑圆润的曲线。

3.3下料方法：划线下料，采用多人同时对称下料或采用数控切割机多头同时下料，以尽量减小钢板的变形和增加不必要的矫正工作量。

4、内隔板、筋板的下料

4.1内隔板、筋板长度偏差±1，宽度偏差±0.5

4.2内隔板、筋板的下料最关键是角度偏差，因其充当定位定形作用，直接影响到主梁的外形和尺寸；四条边（四个直角）用铣床加工成90°±0.5°，以使装配后主梁的腹板和上下翼缘板垂直，同时主梁焊接后在长度方向上不会发生明显的焊接变形和扭曲变形。避免了后一道矫正工序，即耗时、费工的工作量。

5、组对

5.1在上翼缘板上以划线定位方式点焊筋板，然后用CO2气体保护焊焊接筋板、隔板与上翼板，矫正。

5.2分别以前后腹板的左右中心线，即拱度最高点为基准，划出各筋板、隔板的位置线，按前后腹板的上拱度点焊好上翼缘板，点焊筋板、隔板、加强角钢等，对点焊成山型的主梁，用CO2气保焊焊接隔板、筋板与前后腹板的焊缝。

5.3为避免焊缝应力集中，影响主梁的强度和刚度，上下翼缘板与前后腹板的拼接焊缝接头应错开300mm以上。

6、主梁的焊接.

6.1严格按照焊接质量要求、焊接质量保证体系和焊接工艺评定进行焊接。

6.2长纵焊缝焊接输入的线能量大，是产生箱形主梁焊接变形主要原因，因此必须严格控制。主梁的制作关键是上下四条纵向长角焊缝的焊接。已经点焊成形的主梁，上拱度已达到1.65‰弓形形状。通过调研、分析、比较最终选择：专用于焊接角焊缝MZG-630埋弧自动焊机，该焊机的最大优点是该焊机在焊接小车上配置了具有弹性浮动焊把，依靠弹性装置，自动跟踪、自动纠正；焊把可随箱形主梁拱度和腹板旁弯而上下、左右浮动，使得焊丝在焊道的正中央熔焊，焊缝不产生偏移。将箱形主梁放置在固定平台上，两台焊机的焊接小车分别布置在主梁的两侧，为了控制和减少焊接变形，两台焊机采用相同的焊接参数、规范，同时同方向以确保同步焊接。

6．3、焊接顺序

6．3．1、梁底朝上，两端支牢，中间悬空放置，先焊前后腹板与上翼缘板间的两条纵焊缝。

6．3．2、再翻转主梁，使下翼缘板中部置于支撑牢固的固定平台上，两端悬空，再焊前后腹板与下翼缘板间的两条纵焊缝。

6．4、焊接变形量及矫正。

6．4.1因采用两台埋弧自动角焊机同步焊接，并采取合理的焊接参数、规范。焊后变形量很小，一般不再需要矫正，就能达到主梁上拱度的要求，且角焊缝表面成形平滑美观，成标准的凹形。

6．4.2 如果局部焊接变形量超过要求的，可以采用火焰矫正法进行矫正，火焰矫正温度不得超过800℃，即火焰呈樱红色；焊缝的返修次数最多为二次；以防过烧，降低钢材的强度，从而影响主梁及起重机整体的强度、刚度。

7、主梁上拱度、长度和焊接的检验

7.1 测量主梁的上拱度在允许的范围要求，即主梁的上拱度要求，应为（1.4/1000～1.6/1000）S（跨度-S），且最大上拱度应控制在跨中S/10的范围内；主梁的直线度应小于2mm，端梁的直线度应小于1mm；考虑到起重机的时效、超载负荷、负荷在主梁上的位置等影响，一般情况下，桥式起重机的主梁在使用一段时间后，尤其是在超负荷、超工作级别的、违章使用起重机情况下，其主梁的上拱度明显变小，有的甚至变成负值。因此在制作时主梁的上拱度一般取最大值；此主梁的上拱度应在无日照温差影响的情况下测量。

7.2主梁的长度与起重机跨度息息相关，安装后的起重机跨度的极限偏差ΔS（±2-±4.5mm）应符合GB/T14405-93的规定，测量时应在无日照影响的情况下测量，钢卷尺不得摆动并自然下垂，测量前钢卷尺应经省级计量部门检验合格，并在有效期内；钢卷尺的读数加上相应的修正值（0.5-4mm），再加上钢卷尺的计量修正数，即为起重机实际跨度，应该符合上述规定要求。

7.3焊缝的外观检查主要检查焊缝外形尺寸应首先符合要求，不得有裂纹、孔穴、固体夹渣、未熔合、少焊、漏焊等外观缺陷；质量评定级别应符合JB/ZQ4000.3的规定，对接焊缝为BS级，角焊缝为CK级；所有平板对接焊缝的接头，应符合GB985、GB986的规定，主梁受拉区对接焊缝，全部进行无损探伤检查，其射线探伤不低于GB3323中规定的II级，超声波探伤不低于JB1152中规定的I级质量要求；焊缝有特殊要求的按图样中的要求。

8、主梁的运输

为防止桥式起重机主梁在运输过程中变形，除条件不允许外，一律按主梁使用位置存放、并应垫平、填实、放稳。严禁在运输过程中主梁上堆压重载，在装卸过程中应文明装卸，杜绝野蛮装卸。

9、结论

桥式起重机主梁的制作是起重机制造中重点和难点，前后腹板采用拱形下料，四条长纵焊缝，使用自动埋弧角焊缝焊机，并通过选择合理的组焊顺序和工艺参数，有效地保证了主梁的上拱度，成功地控制了焊接变形，不仅满足了设计要求，提高了产品质量而且大大地提高了工作效率；通过严把前一道工序质量，避免或减少了后面各道工序的工作量，取得了良好的经济效益和社会效益。将为今后制作同类产品起到借鉴作用。

参考文献：

《通用桥式起重机》GB/T14405-93

作者简介：

阙胜利，男，（1971年出生）研究生毕业，机电高级工程师。