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关键词：结构设计; 制造工艺; 闸门总装
摘要：随着科技的发展，水工闸门技术愈来愈先进，但由于水工闸门规格、型式的不定性以及施工条件的复杂性，手工电弧焊在生产实际中仍被广泛运用，因此生产过程中有效地控制焊接质量是至关重要的。水工闸门的焊接质量问题主要表现为焊缝的质量和焊接变形两个方面。为有效地释放内应力和控制变形，在水工闸门制造过程中，重点控制工艺的制定、放样下料、构件制作和门体组拼几个施工环节，对释放内应力和控制变形有良好的效果。
Keywords: structure design; Manufacturing processes; Gate assembly
Abstract: with the development of science and technology, gate technology is more advanced, but due to the gate of the specification, type and the complexity of the qualitative construction condition, the manual electric arc welding in production practice is still widely used, so the production process effectively control the quality of welding is very important. Gate welding quality problems mainly for the quality of the welding and welding deformation two aspects. To effectively control the deformation and stress release, gate in manufacturing process, key control process formulation, materials, component blanking making and door body ZuPin several construction link, to release the stress and deformation control has good effect.
中图分类号：TV663 文献标识码：A文章编号：
1、流程图：
2、组装闸门的曲率半径
弧形闸门在制造工作台组装焊接后，其曲率半径会因焊接缝收缩而减小，根据这一现象，采用反变形法制造闸门，在闸门放样下料时，考虑到焊接的收缩应给予补偿，曲率半径放大值根据经验公式来计算选举。从闸门图纸得知：北闸门面板外径R=20900，面板实际圆角心为139度。南闸门面板外径R=18700，面板实际圆心角为140度。根据经验工式确定，组装闸门的工作台的曲率半径南闸为20930，北闸为18730.
3、面板组装，焊接工艺
3、1弧门面板在胎架上拼装，门叶面板堆焊接缝属二类焊缝。先进行拼板设计，画出拼板图，必须遵守如下原则：
（1）根据整扇门叶的尺寸，闸门整块面板分为10大块，详见工艺分段图。
（2）各节分缝都是水平布置的对接缝及纵向对接缝，这些分缝要避开主横梁、横梁等；
（3）所有的对接焊缝都要搓开200mm以上；
（4）每条缝不能与结构重合，避免十字焊缝；
（5）按分段图编号，标记每块钢板。
3、2材料进厂检验合格后，按材料图在划线平台上划线，面板长度方向预留2L/1000余量，宽度余量30~50mm余量。面板下料采用半自动切割机下料，堆接坡口及底缘直边采用半自动切割机割切。坡口V型坡口，钝边2mm工地对接坡口按工艺图。
3、3在钢平台上拼接钢板，接成图示弧长，以弧长方向的加工坡口为基准拼装，拉粉线检查直线度，钢板尺检查接缝面错位≯1mm，组装时用手工点焊，检查合格后焊接。
点焊要求：根据钢板材质选用点焊接焊条，焊条进过烘焙，点焊长度约50mm，间距100—300之间。
拼板前准备，将坡口两侧10—20mm范围内的铁锈、熔渣、油污、水迹等彻底清除干净，焊丝在使用前清除油污，焊剂在不低于260°的烘干箱中干燥1小时。在焊缝两端设引弧板和息弧板。
焊接：采用埋弧 自动焊，由持有合格证的焊工按工艺参数施焊，焊丝选用H10Mn2，焊剂选用HJ431，焊接时间的层间温度控制在200°C以内。被缝用碳弧气刨清根，用砂轮修整，焊接。
焊后检查：外观质量检查符合DL/T5018规范。
矫正：焊缝合格后，面板矫正，保证平面度<=1mm/1000mm.
3、4面板卷弧：用δ=1mm的铁皮，制作成卷弧样板，其弧长≮3m，面板两端200mm范围先压头，样板靠弧检查，然后卷弧，在卷板上按放大的曲率半径卷板成形。
3、5平台搭设，按放大的曲率半径搭设弧形拼装胎架，检查胎架弧度，方可进行面板拼焊。
3、6组装：用样板检查弧形胎架的弧度合格后，根据拼板图的编号，将卷好合格后的面板吊放在胎架组装面板。用样板检查弧度，合格后，面板与胎架固定。
3、7焊接：焊前准备同前，焊接采用手工焊或气体保护焊，由合格焊工按工艺规范施焊。
3、8面板焊接顺序：
（1）在内测先封底焊，由中间向外施焊。先焊较短的横向对接缝，再焊较长的纵缝（分节缝不焊），采用间跳焊接法。
（2）外弧侧在移出胎架后，同时采用两台碳弧气刨清根，将所有面板外侧没末焊透全部清除。 焊接过程中设置监控点监控变形情况，及时调整焊接工艺。
4、主横梁装配、 焊接工艺
4、1主梁为工字形截面梁焊接结构，其前后翼板均为圆弧状，考虑到曲率半径焊接后会变少，工艺上预留反变形量，在闸门放样下料时，考虑到焊縫的收缩应给予补偿，曲率半径放大值根据经验工式来计算选取，重新确定工字形梁腹板、翼板下料尺寸，弧长预留2L/1000余量。
4、2主横梁前翼板、后翼板、腹板的对接属一类焊缝采用埋弧自动焊；主横梁腹板与翼板的组合属二类焊缝，采用埋弧自动+手工焊。
4、3主横梁前翼板按排料图划线，排料应考虑接缝错开面板、主横梁腹板及纵梁200mm以上，翼板先自动焊接成整板，再用半自动切割机二次切割成数条翼板，之后将翼板在卷板机上卷弧。
4、4主横梁腹板采用半自动切割机下料，切割坡口后交装配。隔板下料后，用弧长1.5米以上样板配合检查内外侧弧度。
4、5主横梁后翼板及封板按排料图划线，排料应考虑接缝错开面板、主横梁腹板及纵梁200mm以上，翼板先自动焊接成整板，之后将翼板、封板在卷板机上卷弧。
4、6各零件几何尺寸检查合格后，在弧形胎架上铺主横梁前翼板与胎架固定。在前翼板是上划线，按线组装腹板、内隔板，后翼板划线与用腹板组装。
焊接：主横梁在弧形胎架上组装合格，按如下的焊接工艺施焊：
（1）先焊T形梁内侧筋板与腹板角立焊缝，采用手工对称布置，分布退焊。
（2）焊主横梁腹板、筋板与前翼板的内侧平角焊，由2名焊工对称由中间向两头施焊。
（3）焊主横梁腹板与前翼板外侧组合焊缝，采用气体保护焊。
（4）焊主横梁腹板及内侧筋板与后翼板组合焊缝及角焊缝，由偶数焊工对称施焊。
焊接要点：焊接过程中严格控制焊接变形，保证焊接质量。
矫正工艺：采用油压顶矫正辅以火焰加热矫正。
5、纵梁装配、焊接工艺
5、1纵梁为T形梁，纵梁腹板、翼板长度方向预留2L/1000余量，宽度余量2—3mm。
5、2翼板、腹板对接坡口型式：采用对接接头对称X型坡口，埋弧自动焊。
5、3腹板与翼板的组合焊缝型式：采用T型接头，K型坡口，手工对称焊接。
5、4各零部件几何尺寸检查合格后，在平台上拼接，腹板与翼板在组装范围内用砂轮机磨光表面，划出腹板拼装位置线，点焊定位挡块，先将腹板平铺在平台上，然后吊装翼板，用角尺调整翼板与腹板垂直度，验收合格交焊接。
5、5焊接采用手工电弧焊，由合格焊工接规程施焊。
6、门叶组装、焊接工艺
门叶组装在弧形胎架上进行，用车间内的额桥式吊车作为起吊设备。
面板矫正合格后，在面板上划出主横梁中心线，以门叶主横梁中心线作为门叶组装时基准线，划出纵横、边梁及止水座板位置线及检查线，少横梁、顶、底梁拼装位线，门叶縱向焊接收缩余量按2L/1000预留，门叶横向收缩量按L/1000预留。
6、1门叶拼装：
（1）吊装上梁中横梁（或中下主横梁），以一端为基准，通过检查线调整到位，吊线检查主横梁垂直度，合格后与面板点焊。
（2）摆好全部已弯制好的横梁小次梁，通过检查线调整到位，两端点焊固定，中间可暂不点焊固定。
（3）依次吊装纵梁与小横梁组
（4）再次组装好第二根主横梁，并拼好纵梁，直至上好全部纵梁（隔板），并调整点焊所有的小横梁。
（5）进行整体尺寸检查，主要检查各构件的位置是否正确，两根主横梁的平行度、对角线长度。
（6）经上述检查合格后，点焊各种筋板。
（7）组装顶梁、底梁。
（8）组装斜面板、底止水支承板、下主梁前翼、后翼、筋板、隔板等。
6、2焊接工艺：组装验收合格后，做好焊接变形测量控制点，由4名焊工按工艺措施，对称施焊，焊接顺序：
（1）先焊隔板与小梁的角立焊缝。
（2）焊接隔板与主横梁后翼对接缝。
（3）焊接隔板与小梁的角平焊。
（4）四名焊工对称顶梁、底梁与边梁的角接与对接焊缝。
（5）门叶系框架焊接成整体后，监测门叶面板及及各测量点的变形值。
（6）四名焊工对称施焊主横梁与面板角接缝，由中间向两边焊。
（7）对称焊接纵梁与面板接缝，要求同上。
（8）四名焊工对称分段焊接次梁、边梁与面板的焊接过程中，按工艺要求对称分段施焊，随时监测和调整焊接顺序，控制变形，保证焊接质量。
6、3采用加压辅以火焰的矫正方法，矫正门叶的焊接变形。矫正合格后，以门叶主横梁中心为基准，划出门叶中心线，以门叶中心县委准组焊吊耳，按设计尺寸二次划线，进行门叶外框切割。
7、结语
随着科技的发展，水工闸门的技术愈来愈先进，闸门的类型较多,可以按其工作性质、设置部位或结构形式进行分类。按结构形式可分为平面形门叶钢闸门和弧形钢闸门。浅谈闸门制造的重点其制造工艺和焊接工艺。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
摘要：随着科技的发展，水工闸门技术愈来愈先进，但由于水工闸门规格、型式的不定性以及施工条件的复杂性，手工电弧焊在生产实际中仍被广泛运用，因此生产过程中有效地控制焊接质量是至关重要的。水工闸门的焊接质量问题主要表现为焊缝的质量和焊接变形两个方面。为有效地释放内应力和控制变形，在水工闸门制造过程中，重点控制工艺的制定、放样下料、构件制作和门体组拼几个施工环节，对释放内应力和控制变形有良好的效果。
Keywords: structure design; Manufacturing processes; Gate assembly
Abstract: with the development of science and technology, gate technology is more advanced, but due to the gate of the specification, type and the complexity of the qualitative construction condition, the manual electric arc welding in production practice is still widely used, so the production process effectively control the quality of welding is very important. Gate welding quality problems mainly for the quality of the welding and welding deformation two aspects. To effectively control the deformation and stress release, gate in manufacturing process, key control process formulation, materials, component blanking making and door body ZuPin several construction link, to release the stress and deformation control has good effect.
中图分类号：TV663 文献标识码：A文章编号：
1、流程图：
2、组装闸门的曲率半径
弧形闸门在制造工作台组装焊接后，其曲率半径会因焊接缝收缩而减小，根据这一现象，采用反变形法制造闸门，在闸门放样下料时，考虑到焊接的收缩应给予补偿，曲率半径放大值根据经验公式来计算选举。从闸门图纸得知：北闸门面板外径R=20900，面板实际圆角心为139度。南闸门面板外径R=18700，面板实际圆心角为140度。根据经验工式确定，组装闸门的工作台的曲率半径南闸为20930，北闸为18730.
3、面板组装，焊接工艺
3、1弧门面板在胎架上拼装，门叶面板堆焊接缝属二类焊缝。先进行拼板设计，画出拼板图，必须遵守如下原则：
（1）根据整扇门叶的尺寸，闸门整块面板分为10大块，详见工艺分段图。
（2）各节分缝都是水平布置的对接缝及纵向对接缝，这些分缝要避开主横梁、横梁等；
（3）所有的对接焊缝都要搓开200mm以上；
（4）每条缝不能与结构重合，避免十字焊缝；
（5）按分段图编号，标记每块钢板。
3、2材料进厂检验合格后，按材料图在划线平台上划线，面板长度方向预留2L/1000余量，宽度余量30~50mm余量。面板下料采用半自动切割机下料，堆接坡口及底缘直边采用半自动切割机割切。坡口V型坡口，钝边2mm工地对接坡口按工艺图。
3、3在钢平台上拼接钢板，接成图示弧长，以弧长方向的加工坡口为基准拼装，拉粉线检查直线度，钢板尺检查接缝面错位≯1mm，组装时用手工点焊，检查合格后焊接。
点焊要求：根据钢板材质选用点焊接焊条，焊条进过烘焙，点焊长度约50mm，间距100—300之间。
拼板前准备，将坡口两侧10—20mm范围内的铁锈、熔渣、油污、水迹等彻底清除干净，焊丝在使用前清除油污，焊剂在不低于260°的烘干箱中干燥1小时。在焊缝两端设引弧板和息弧板。
焊接：采用埋弧 自动焊，由持有合格证的焊工按工艺参数施焊，焊丝选用H10Mn2，焊剂选用HJ431，焊接时间的层间温度控制在200°C以内。被缝用碳弧气刨清根，用砂轮修整，焊接。
焊后检查：外观质量检查符合DL/T5018规范。
矫正：焊缝合格后，面板矫正，保证平面度<=1mm/1000mm.
3、4面板卷弧：用δ=1mm的铁皮，制作成卷弧样板，其弧长≮3m，面板两端200mm范围先压头，样板靠弧检查，然后卷弧，在卷板上按放大的曲率半径卷板成形。
3、5平台搭设，按放大的曲率半径搭设弧形拼装胎架，检查胎架弧度，方可进行面板拼焊。
3、6组装：用样板检查弧形胎架的弧度合格后，根据拼板图的编号，将卷好合格后的面板吊放在胎架组装面板。用样板检查弧度，合格后，面板与胎架固定。
3、7焊接：焊前准备同前，焊接采用手工焊或气体保护焊，由合格焊工按工艺规范施焊。
3、8面板焊接顺序：
（1）在内测先封底焊，由中间向外施焊。先焊较短的横向对接缝，再焊较长的纵缝（分节缝不焊），采用间跳焊接法。
（2）外弧侧在移出胎架后，同时采用两台碳弧气刨清根，将所有面板外侧没末焊透全部清除。 焊接过程中设置监控点监控变形情况，及时调整焊接工艺。
4、主横梁装配、 焊接工艺
4、1主梁为工字形截面梁焊接结构，其前后翼板均为圆弧状，考虑到曲率半径焊接后会变少，工艺上预留反变形量，在闸门放样下料时，考虑到焊縫的收缩应给予补偿，曲率半径放大值根据经验工式来计算选取，重新确定工字形梁腹板、翼板下料尺寸，弧长预留2L/1000余量。
4、2主横梁前翼板、后翼板、腹板的对接属一类焊缝采用埋弧自动焊；主横梁腹板与翼板的组合属二类焊缝，采用埋弧自动+手工焊。
4、3主横梁前翼板按排料图划线，排料应考虑接缝错开面板、主横梁腹板及纵梁200mm以上，翼板先自动焊接成整板，再用半自动切割机二次切割成数条翼板，之后将翼板在卷板机上卷弧。
4、4主横梁腹板采用半自动切割机下料，切割坡口后交装配。隔板下料后，用弧长1.5米以上样板配合检查内外侧弧度。
4、5主横梁后翼板及封板按排料图划线，排料应考虑接缝错开面板、主横梁腹板及纵梁200mm以上，翼板先自动焊接成整板，之后将翼板、封板在卷板机上卷弧。
4、6各零件几何尺寸检查合格后，在弧形胎架上铺主横梁前翼板与胎架固定。在前翼板是上划线，按线组装腹板、内隔板，后翼板划线与用腹板组装。
焊接：主横梁在弧形胎架上组装合格，按如下的焊接工艺施焊：
（1）先焊T形梁内侧筋板与腹板角立焊缝，采用手工对称布置，分布退焊。
（2）焊主横梁腹板、筋板与前翼板的内侧平角焊，由2名焊工对称由中间向两头施焊。
（3）焊主横梁腹板与前翼板外侧组合焊缝，采用气体保护焊。
（4）焊主横梁腹板及内侧筋板与后翼板组合焊缝及角焊缝，由偶数焊工对称施焊。
焊接要点：焊接过程中严格控制焊接变形，保证焊接质量。
矫正工艺：采用油压顶矫正辅以火焰加热矫正。
5、纵梁装配、焊接工艺
5、1纵梁为T形梁，纵梁腹板、翼板长度方向预留2L/1000余量，宽度余量2—3mm。
5、2翼板、腹板对接坡口型式：采用对接接头对称X型坡口，埋弧自动焊。
5、3腹板与翼板的组合焊缝型式：采用T型接头，K型坡口，手工对称焊接。
5、4各零部件几何尺寸检查合格后，在平台上拼接，腹板与翼板在组装范围内用砂轮机磨光表面，划出腹板拼装位置线，点焊定位挡块，先将腹板平铺在平台上，然后吊装翼板，用角尺调整翼板与腹板垂直度，验收合格交焊接。
5、5焊接采用手工电弧焊，由合格焊工接规程施焊。
6、门叶组装、焊接工艺
门叶组装在弧形胎架上进行，用车间内的额桥式吊车作为起吊设备。
面板矫正合格后，在面板上划出主横梁中心线，以门叶主横梁中心线作为门叶组装时基准线，划出纵横、边梁及止水座板位置线及检查线，少横梁、顶、底梁拼装位线，门叶縱向焊接收缩余量按2L/1000预留，门叶横向收缩量按L/1000预留。
6、1门叶拼装：
（1）吊装上梁中横梁（或中下主横梁），以一端为基准，通过检查线调整到位，吊线检查主横梁垂直度，合格后与面板点焊。
（2）摆好全部已弯制好的横梁小次梁，通过检查线调整到位，两端点焊固定，中间可暂不点焊固定。
（3）依次吊装纵梁与小横梁组
（4）再次组装好第二根主横梁，并拼好纵梁，直至上好全部纵梁（隔板），并调整点焊所有的小横梁。
（5）进行整体尺寸检查，主要检查各构件的位置是否正确，两根主横梁的平行度、对角线长度。
（6）经上述检查合格后，点焊各种筋板。
（7）组装顶梁、底梁。
（8）组装斜面板、底止水支承板、下主梁前翼、后翼、筋板、隔板等。
6、2焊接工艺：组装验收合格后，做好焊接变形测量控制点，由4名焊工按工艺措施，对称施焊，焊接顺序：
（1）先焊隔板与小梁的角立焊缝。
（2）焊接隔板与主横梁后翼对接缝。
（3）焊接隔板与小梁的角平焊。
（4）四名焊工对称顶梁、底梁与边梁的角接与对接焊缝。
（5）门叶系框架焊接成整体后，监测门叶面板及及各测量点的变形值。
（6）四名焊工对称施焊主横梁与面板角接缝，由中间向两边焊。
（7）对称焊接纵梁与面板接缝，要求同上。
（8）四名焊工对称分段焊接次梁、边梁与面板的焊接过程中，按工艺要求对称分段施焊，随时监测和调整焊接顺序，控制变形，保证焊接质量。
6、3采用加压辅以火焰的矫正方法，矫正门叶的焊接变形。矫正合格后，以门叶主横梁中心为基准，划出门叶中心线，以门叶中心县委准组焊吊耳，按设计尺寸二次划线，进行门叶外框切割。
7、结语
随着科技的发展，水工闸门的技术愈来愈先进，闸门的类型较多,可以按其工作性质、设置部位或结构形式进行分类。按结构形式可分为平面形门叶钢闸门和弧形钢闸门。浅谈闸门制造的重点其制造工艺和焊接工艺。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。