【摘要】焊接结构的闸门，在水利水电工程中的应用范围最为广泛，其使用寿命也比较长，但是在焊接过程中很容易出现变形问题，对水利工程的正常运行造成了影响。因因此在进行闸门焊接的时候要采取必要的措施控制焊接过程中产生的焊接应力，将焊接变形的情况进行控制，这样可以避免因为过大的应力导致闸门出现变形过大的情况。基于此，本文主要对水工闸门控制焊接变形技术的措施进行分析探讨。
【关键词】水工闸门；焊接变形；控制技术；措施研究
1、前言
水利水电工程中，通常使用的闸门都是焊接结构，这样就使得在进行水利工程闸门制造的时候对焊接的工艺要非常的重視，这样可以避免在施工中出现焊接变形的情况，焊接变形对闸门的使用有很大的影响，因此，对焊接中出现的变形要采取必要的控制方法。将焊接过程中产生的焊接应力和焊接变形控制在允许的范围内。
2、控制焊接变形的技术方法
2.1 振动焊接法
与其他焊接技术方法相比，振动焊接法具有一定的优势。该技术以振动时效理论为基础，是一项创新型的焊接工艺。采用该工艺进行焊接，可有效降低焊接过程中产生的残余应力，进而控制焊接变形的出现。研究结果表明，振动焊接法对水工闸门出现的横向收缩变形和控制角变形，都能起到很大的改善作用。普通焊接法的横向收缩变形在3mm左右，而采用振动焊接法可将横向收缩变形降低到1.3mⅢ左右。
2.2 预应力法。
预应力法是比较常见的焊接变形控制方法，该方法又可分为预应力法和预拉伸法。预应力法主要是通过采用施加外力或加热的方法，控制焊接变形程度。预拉伸法主要是采取在焊接缝隙方向上施加适当拉伸力的方法，并在焊接完成后冷却卸载，从而达到降低变形程度的目的。
2.3 退火法
退火法是建立在焊接变形规律基础之上的一种控制变形的方法，采用该方法来控制水工闸门的焊接变形，首先应将需要焊接的构件采用专门制作的夹具进行固定。构件在固定的条件下进行焊接，一般不会出现变形问题，但如果在焊接工作完成之后，直接拆除夹具的话，就会产生过高的残余应力，导致焊接变形出现。因此，必须在焊接工作结束而未拆除夹具的条件下，将其放入退火炉中加热，直到温度达到600～650℃，并保温4小时左右。在保温的过程中，被焊接构件的温度会随着炉子温度的降低而逐渐降低，最终达到与室内一样的温度，此时残余应力便完全消散了，即使解除夹具的束缚也不会发生变形。
3、控制焊接变形的相关措施
水工平面闸门的门叶一般都是焊接结构，通常是有水平主梁、水平次梁、纵向隔板、边柱和面板组合焊接而成的。门叶在进行加工制造时，主要的工作就是对焊缝进行焊接，在对焊接质量进行控制的时候主要的方法就是对焊接应力进行控制，减少焊接变形情况的出现。在焊接过程中，合理的焊接工艺是非常有效的控制焊接变形的。在进行平面闸门制造的时候，通常的制造工艺流程是进行施工前的准备、单构件的制作、面板焊接、门体焊接和验收工作。在进行施工前准备的工作的时候，要根据材料的焊接性质和材料的结构特点，以及闸门的使用条件、设计方面的要求、设备在性能方面要达到的效果和施工的具体环境来制定焊接的工艺方案，同时在制定完焊接的工艺以后要对工艺进行必要的评定，在评定合格以后才能在制造中进行使用，同时要编制焊接工艺指导书。
在进行单构件制作的时候，为了减少焊接闸门使出现应力集中的情况可以将闸门的主梁和纵梁制造成为单构件，与面板进行分开焊接。在进行单构件制作的时候要考虑到焊接过程中可能出现的收缩量情况，在进行材料切割的时候要有一定的预留。单构件的拼焊要严格控制翼缘板的倾斜度，同时在进行焊接的时候要尽量采用埋弧自动焊的方式来进行焊接，这样在焊接以后可以采用型钢矫正机来进行矫正，同时也能将焊接过程中产生的应力进行释放。在面板焊接过程中，要在合格的钢平台上进行拼接，对接缝进行焊接的时候要采用埋弧自动焊方式，这样在焊后更能保证面板的平整性，同时在，面板焊接中要在纵向和横向上预留焊接收缩量，将焊接中产生的大的焊缝要进行磨平，这样单构件更加容易进行拼装。在闸门拼装中，要先将主梁进行点焊固定，然后进行纵梁的拼装，最后进行小次梁的拼装，在进行拼装的时候一定要按照这个顺序来进行。在拼装结束以后，要对其中出现的误差和平行度进行检查，在都合格以后才能进行其他的施工。在焊接过程中，焊接的工艺也是非常必要的，先要进行立焊，然后是平焊，最后是进行仰焊，这个焊接顺序是不能进行颠倒的，这样才能更好的保证焊接的质量。在焊接过程中人员不能过多，焊接的速度也不能过快，这样才能更好的对焊接应力进行控制。
闸门焊接通常采用埋弧自动焊、二氧化碳气体保护焊和手工交直流电焊等，每种焊接方法对环境的要求均有所不同。由于焊接质量受焊接环境影响较大，且水工闸门的安装基本上都是露天作业，更应进行焊接环境监测，应加强对施工现场环境的监测，出现下列任一况应采取有效保护措施，才可焊接否则禁止施焊：遇有风速超过10m/s的大风；雨天、雪天露天施工；环境温度在零下5益以下，相对湿度大于90%。焊接材料必须具有出厂合格证和产品质量保证书，按相关规定进行验收，对质量有怀疑时，应对此复验。焊工的水平与素质，是影响焊接质量的关键。只有经过考试合格的焊工才能进行相应焊缝的正式焊接。焊接时，应严格执行焊接工艺和焊接顺序，以防止焊接变形失控。
钢闸门经过焊接后，其内部积聚了大量的焊接残余应力，造成闸门的变形，影响闸门尺寸，降低闸门使用强度、疲劳强度和使用寿命。可采取：为了减小焊接变形和焊接应力，根据结构特点和坡口形式，在构件或门叶焊接时选择合理的焊接顺序及采用跳焊、分段退步焊和多层多道焊或采取反变形等措施。
4、结语
总之，在进行闸门施工中，焊接的工艺方法是非常多的，为了更好的保证焊接的质量，要对焊接的材料和焊接的环境进行必要的分析，这样才能更好的保证焊接的效果。
参考文献：
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