衬套型工件数字化焊接工序实施探讨

耿艳旭，吕 磊，汪明锐

(1.哈尔滨职业技术学院，哈尔滨 150081； 2.哈尔滨第一机械集团有限公司，哈尔滨 150056)

1 衬套型工件模块施工工艺流程

衬套模块两个分段分块板分别为H01a～H09a、H01b～H09b，共计18个分板。小模块施工涉及衬套体模块a、b段，分板工序对应标记为Ha、Hb。本次施焊的焊工必须具有职业资格证，且证书资格符合施工内容操作资格，不挪用，不混用。制备采用的焊材型号、品牌、用量等信息全部数字化存档，焊接工艺参数等信息全部数字化存档，以保证正式产品施工过程完全一致，严格遵守多工种协调施工相关的法律法规，做到制备全过程可查可控，合法合规。

1.1 分块板制作

分块板制作过程经技术管理人员分配工序，制作图式1→领料预备2→放线下料3→打标移植4→板边修正(侧边)5→坡口清理6→拼板组对7→焊接8→无损检测9→肋板放线10→备料肋板11→肋板弯曲12→肋板下料13→肋板组对14→连接件焊接15→校正16→肋板无损检测17→尺寸检查18→喷砂及油漆19→编号存放20→数字归档21。根据三组工作组任务进行分配焊接工序的生产计划，保证产品焊接生产过程各阶段、各环节、各工序之间在时间和数量上的协调与衔接，使生产过程实现有节奏的均衡生产。具体执行方案分配如表1。

表1 分块板H01a～H09a/H01b～H09b制作表Tab.1 Block board H01a～H09a/H01b～H09b fabrication

分块板制作需注意的技术点：焊前对坡口两侧各 30～40 mm的油、锈等污物打磨清理干净。坡口组对间隙严格控制在 0～2 mm，防止间隙超标。组对的错边量不得超过3 mm。定位焊由具有相应资格的焊工进行施焊，采用的焊材信息及焊接工艺参数信息应与正式产品施焊完全一致。定位焊缝间距以150～250 mm为宜，当定位焊缝与工装板重叠时，可根据实际情况适当调整焊缝间距，但不应超过400 mm，定位焊焊缝长度以40～50 mm为宜。焊接时按照等分法将所需焊接分块板分为3份，降低热应力变形，焊接总体方向由分块板中心向两边焊接，采用分段退焊，焊接长度为 100～1 200 mm。填充、盖面焊接接头应避开打底时的焊接接头，以免产生应力集中。

1.2 加强板的制作

加强板需现场连接，工序排班与分块板不同。制作加强板过程经技术人员分配，具体分配为：制作图样图标1→领料2→留线备料3→标识移植安排4→侧边正位5→切割并下料及坡口打磨准备6→拼板固定7→焊接8→拼板超声波探伤9→二次预留线10→劲肋弯曲11→劲肋下料12→劲肋组对13→劲肋焊接14→现场连接15→校正16→劲肋磁粉检测17→尺寸检查18→表面处理19→编号存放20→数字归档21。不同作业组根据作业时间顺位分配工序，需要3个作业组同时平行作业，保证9块工件现场作业。分配如表2。

表2 加强板作业表Tab.2 Stiffening plate working

加强板制作时需要注意的操作点：要使用塔吊配合连接主体结构件，加强板可在车间预制吊耳，待吊装配合制备就位完成后拆除预制吊耳。加强板分块吊装前需规划好存放场地，严格执行高空塔吊要求，防止加强板坠落。定期进行操作规范的安全培训，若无可临时存放的区域，可在现场直接利用吊塔进行安装。安装时现场划定安装隔离区，设置警戒标志。塔吊将预制件两端同时吊起一定高度后，衬套体上端起吊，下端落吊。注意不能将工件落地，待加强板垂直于地面后，卸去下端吊钩，将工件吊运至安装位置进行连接操作，做好防损伤措施。拆卸吊耳时，注意保证原主体结构的完整性，重机械伤痕会严重影响设备使用，影响原主体结构的完整性，是必须返修伤，所以尤其要注意加强板安装安全与质量保证。

2 衬套型工件车间预制

2.1 衬套型工件模块施工原则

模块壁衬套型工件板拼接焊缝经无损检测合格后再进行壁板的四周余量放线切割，做出数字标记。H01a～H09a下口预留18 mm左右余量，用于现场安装调整标高后进行切割。H06、H09右侧边(由外向内)预留100 mm左右余量现场切割。所有工装去除后，须对拆除部位母材进行100%超声监测、射线检测无损检验。采用火焰校正时，加热温度不允许超过540℃。

2.2 衬套型工件加劲肋角钢的制作

所有零构件按设计变更文件的规格、尺寸进行下料，弯曲成型。成型锚固钢筋经验收合格后，做好成品临时存放保护措施，如放置在箱子内，挂好信息标识牌。

2.3 衬套型工件加强板制作

衬套型工件Hb段下口由厚度24 mm的加强板如图1所示的JQ3和JQ4拼接而成。

图1 衬套型工件分段加强板节点示意图Fig.1 Schematic diagram of bushing type workpiece segment reinforcement plate node

JQ3、JQ4加工完毕后，按制作图所示弯弧半径进行冷弯成型，组对焊接，焊接完成后共9段，分别与衬套模块分块板组对焊接。

加强板拼焊采用手工电弧焊，为了减少焊接变形，对于节点处的拼焊防变形工装进行固定，JQ3、JQ4可单独制作或使用衬套体b模，使用卡板及楔铁固定。焊后试件若产生变形，则可进行火焰校正，加热温度不超过540℃，加热后立即施加外力使其达到图纸要求尺寸。

b段上下口工装不拆除，待Ha、Hb段组焊成整体后进行拆除。

3 总结

大型衬套型工件施工时，利用数字化施工可缩短生产工期，减少人力财力等资源的消耗，提高生产效率。数字化工艺的探索及应用是企业自主性追求产业化升级的内在需求。数字化施工技术将朝着提高产品质量、提供安全施工环境、缩短工期、实现高效率高效益的方向发展。