浅谈水工钢结构产品制作过程对产品常规变形的有效应用及预防
【摘 要】随着我国经济的迅速发展，水利工程的建设也随之不断的扩大，并且其标准也在不断的提高。.水工钢结构焊接技术也经历了一个从不完善到日臻完善的过程，本文重点阐述了水工钢结构产品制作过程对产品常规变形的有效应用及预防进行分析。
【关键词】大中型钢闸门；对装；反变形；焊接；矫正
前言：
在钢结构制作过程中，焊接工序是钢结构制造、安装生产中的一道关键工序，其质量的好坏直接影响金结设备安全运行的可靠性；尤其是水工钢结构安装现场影响焊接的不确定性因素多：作业区狭小、阴暗潮湿、施工部位杂、范围广、管理难度大……因此，各有关水工钢结构设计、制造安装及验收规程规范，都对焊接这一环节给予了充分地重视。在水工钢结构制造、安装现场建立质量保证体系，使水工钢结构的制造安装从工装设计、工艺制订、材料采购、资源配置、焊接、检验等都在受控条件下进行，从而保证水工钢结构的制造安装质量。但是，焊接变形对于大中型钢闸门的制作却带来了更大的成本投入，许多厂家都在从焊接变形这方面着手研究如何减小焊接变形量。笔者从事水工钢结构制作及安装十多载，现总结分析如下：
1、大中型钢结构对装规范性对变形的影响
大家都知道，大中型钢结构的制作程序是由零件备料、部件装配、单元对装、整体预组等程序组成。那么产品制作除了影响变形的焊接因素外，还需要注意什么呢？我们按程序进行如下分析：首先是零部件的备料，在备料前我们一定要注意相关零件在产品中的位置分部，根据产品位置分部我们在工艺中要确定零部件备料偏差取正值或负值（这是许多工艺人员最容易忽略的部分），比如水工钢闸门的主梁（工字梁）与梁腹板，如果都取正或负值时，在部件对装过程中不会有问题，但是进入整体预组后就会出现尺寸不吻合的情况，因为主梁在由翼板与腹板组成部件（主梁）时，前后翼板与腹板组成两道组合二类焊缝，因焊接的收缩就会导致主梁前、后翼的相距尺寸成负值，当进入整体预组装时，隔梁腹板又在备料中保持了正值，即隔梁就不可能嵌入主梁，必须进行二次手工修切，手工修切的间隙很难保证到规范中的要求，在间隙的不均匀会导致焊接变形超出规范要求。因此，备料尺寸的正、负值是工艺人员必须首先考虑的问题。
除了零件的备料在部件方面我们还需要注意什么呢？部件就是由几个零件组成的整体，主要是为产品整体预组服务的工序，在部件对装中我们必须保证每个合格的零件装配成一个合格的部件（包括对装间隙及形位尺寸的偏差），说说倒是挺容易的，但施工人员往往容易忽略的就是这个工序。在部件的对装过程中，要根据部件的结构形式制作必要的辅助工具，以固定部件在焊接时的产生的自由变形，从而可以减小焊接变形。在焊接及矫正完成后，需再次确认构件的几何尺寸，必须在产品整体预组前对部件的缺陷进行有效的处理满足工艺要求（为了进一步减小整体预组时的对装偏差）。
最后是对部件进行产品的整体预组，前面说了是满足工艺要求的部件以及正负偏差值也需符合产品的结构要求，不允许手工火焰修切。因为整体成形后的产品矫正比部件的矫正更难，因此，这道工序是至关重要的。在产品的整体预组装过程中，除了相关的组合尺寸要求外，必须保证对装间隙的合理性（根据工艺文件），因为焊接过程中产品的焊接收缩量不仅仅与焊接参数有关，与部件的对半间隙有直接的关系，如果间隙的不规则就可能导致产品最终成形尺寸与设计的偏差极大，绝大部分产品整体焊接成形后几乎是无法处理，企业也会因此出现不合格产品的风险，给大家带来不必要的损失。
2、大中型钢结构对装与焊接的合理性对变形的影响
大家都知道焊接变形是无法也是不可能完全避免的一个难题，在大中型钢结构产品的制作过程中，我们如何应用这个难题来减小生产中的产品变形呢？在这里我们举一个很简单的例子来说明产品制作中对的变形应用。比如水工结构件中的闸门主梁或弧型闸门支臂等构件的制作，在备料的火焰切割过程中不可避免地出现热切割变形，那么我们要做的不是在对装构件前对这些零件进行矫直，而是如何将零件的变形（拱度方向）的方向进行统一方向对装，对装中对这个的认识只是第一步。最关键是出在焊接程序中的焊接顺序，因零件的热切割变形成形成的构件成形的旁弯或正弯，在焊接时我们一定要选择拱度侧的焊缝先焊，应用焊接先焊先缩、先焊收缩量大于后焊侧的原理，我们就会发现，在构件焊接完成后，原有的变形几乎全部消除。仅仅从这个例子我们可以看出，减少了零件矫形的成本，节约了工期且保证了产品质量。除了对装就是焊接对构件变形的影响。所以，焊接工艺师不仅仅需要对焊接有足够的了解和经验，同时也需要对构件的变形情况估计要准确，不然在焊接工艺的编制就只是一个形式而已，在焊接工艺的编制中我们要充分考虑结构件焊前的变形方向及变形量，应用焊接参数的改变消除构件焊前的变形量，有利于降低产品制作成本、缩短产品直线工期。焊接参数的改变主要是改变焊接热输入量，但前题是必须保证焊缝热影响区组织和性能能满足产品的理化要求。所以，焊接工艺师在编制一件产品的焊接工艺时，除了理论上的分析还需工作中不断累积的经验，在以焊接工艺评定（WPS）为指导的前题下，我们完全有必要根据产品焊前的实际情况对焊接工艺评定中的参数进行适当的修正。
结束
综上所述，只要我们在钢结构产品制作过程中规范了程序控制，灵活掌握了产品变形与焊接的关系后，我们就能保证产品在制作过程中达到事半功倍的效果。不仅有效地保证了产品的质量、降低了施工成本，同时也因效率的提高可全面实现企业的履约。