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摘要：箱形主梁的质量是保证桥式起重机桥架质量的关键，文中详细介绍了箱形主梁的制造工艺过程，通过对箱形主梁技术要求和制作过程的控制，进一步保证箱形主梁的质量，继而保证了桥式起重机的质量。
关键词：箱形主梁下料组合装配焊接矫正
1引言
桥式起重机主要用于电站、企业车间、仓库、料场等固定跨间作一般装卸及起重运输工作，是现代工业生产和起重运输中实现生产过程机械化、自动化的重要工具和设备。通用桥式起重机是（以下简称桥机）由桥架、大车行走机构、小跑车、平台栏杆、电气系统等部分组成。桥架是桥式起重机的主要部件，它由箱形主梁、端梁和连系梁组成。箱形主梁跨度大、技术要求严格、焊接变形复杂，要保证桥架的制造质量，必须保证箱形主梁的制造质量。下面主要介绍在桥机的制造过程中，箱形主梁制造过程的控制。
2箱形主梁结构及制造工艺流程
如图1所示，箱形主梁有下翼缘板1和上翼缘板2、腹板3、短筋板4、长筋板5和角钢6组成。筋板的作用是提高腹板的稳定性，并作为小车行走轨道的支撑。
图1
箱形主梁制造工艺流程见图2。
图2
3下料
下料前必須对钢材按照规范要求进行验收和矫正，钢板采用数控切割机下料，用半自动切割机打坡口。
1）钢板的对接。用计算机AutoCAD进行排料。翼缘板和腹板由于材料长度不够，需要拼接成长板，对焊缝进行检测合格后，方可下料。箱形梁的翼缘板和腹板的对接焊缝不能处于同一截面，错开距离≥200㎜，筋板与其平行的翼缘板、腹板的对接焊缝错开距离≥200㎜，在主梁跨度中心S/10（S为主梁跨度）的范围内不允许有对接焊缝，主梁悬臂端不宜设置对接焊缝。对翼缘板和腹板的对接焊缝进行编号标识并打样冲印，以便做焊缝检测。翼缘板和腹板的拼接采用小跑车自动二氧化碳气保焊焊接，所有对接坡口焊缝为Ⅰ类焊缝并按JB/T10559-2006Ⅰ级进行无损探伤检验。
2）翼缘板下料。采用数控切割机下料，在长度方向留1.5mm/m焊接收缩余量。
3）腹板下料。考虑到焊缝收缩，长度方向必须留有1.5mm/m的加长量。为了满足箱形梁上拱度的技术要求，腹板下料时需预制起拱度。根据经验控制预起拱值，下料之后拉钢丝对腹板起拱度进行测量检验。当腹板的长度超过切割机轨道的行程时，要分段下料，且每段下料时要分别起拱，按顺序拼接，拼接后检验预起拱值。如预起拱度不符合要求时，可用火焰进行矫正，矫正时应多选几处加热矫正点，不允许在跨中位置集中加热。
4）长、短筋板下料。长筋板中间一般开有矩形孔，既能减轻主梁的重量，又能使梁内通风散热。短筋板用整料制成，长筋板可用整料制成但为节省材料也可用零料拼接。其宽度误差≤1mm,长度误差可适当的大些，但也应控制在一定的范围内。筋板要保证相交边的垂直度，装配时使主梁的翼缘板与腹板垂直，同时减少焊接变形使主梁扭曲。
4箱形主梁装配
箱形主梁翼缘板与腹板的装配采用“倒装法”，即将上翼缘板置于主梁组合平台上，在其上依次装配其余各件。
1）搭建组合平台。按照预起拱度搭建主梁组合平台，在平台上选取多点用水准仪测量起拱度偏差≤1㎜。
2）定位上翼缘板。将上翼缘板置于组合平台上，用水准仪调整各点的高程，上翼缘板的水平偏斜值≤B/200,B为上翼缘板的宽度。调整好后加支承板点焊将其固定在组合平台上。
3）装配筋板。在上翼缘板和筋板上划出宽度方向中心线，装配筋板，使其宽度方向中心线和上翼缘板宽度方向中心线重合。按预留收缩量进行平均分配工艺，对各筋板进行放样定位，在上翼缘板上划出筋板的定位线，并打上样冲印。对筋板安装位置进行打磨，保证其焊接质量。为了防止腹板跟着筋板定位把箱形梁组合扭曲了，用附加支撑杆定位部分筋板于上翼缘板，用90°角尺检验筋板垂直度≤2㎜后进行点固。
4）定位焊接角钢。为了提高腹板的平面度，定位焊接角钢于腹板上，角钢采用断续焊接。
5）腹板装配。组装两侧腹板，在上翼缘板和腹板上分别划出跨度中心线，使腹板的跨度中心线对准上翼缘板跨度中心线。在上翼缘板上面划腹板的定位线，并打上样冲印。对腹板的安装位置进行打磨，保证其焊接质量。在采用压紧夹具组合腹板，保证腹板的组合精度。在腹板定位线的外侧点焊定位块。从两端筋板中心线拉钢丝，装配剩余的筋板。两腹板中间每隔1000㎜设置加固支撑件，防止焊接时产生较大的波浪变形。
6）下翼缘板的装配。待主梁内部焊缝完成之后，主梁的上拱度、水平、扭曲、和腹板垂直度等达到要求后，装配定位焊下翼缘板。装配时先在下翼缘板上划出腹板的位置线，将下翼缘板吊装在∩形梁上，从中间向两端组合，边装配边定位焊，采用三角形楔、C形夹具等辅助工具确保装配质量。
5箱形主梁的焊接
1）焊接∩形梁内的隐蔽焊缝。焊接时要采取合理的焊接顺序。先进行筋板与腹板的焊接，一般由两名焊工对称施焊，焊接方向从无走台侧向有走台侧焊接，焊接顺序为从中间向两端对称焊接，这种焊接方式，避免了筋板与腹板的焊接可能造成腹板的波浪变形。再进行筋板与上翼缘板的焊接，最后进行腹板与上翼缘板的焊接。
2）矫正∩形梁。由于腹板与筋板焊后产生一定的波浪变形，所以要矫正两腹板的平面度，可以用火焰矫正法或机械矫正法把腹板矫直。同时用水准仪检查主梁的起拱度，如起拱度不符合要求，用火焰矫正调整。待∩形梁矫正后装配下翼缘板。
3）焊接4条角焊缝。采用埋弧自动焊焊接，将主梁放置于具有45°角的专用焊接架上。原则上先焊下翼缘板角焊缝，后焊上翼缘板角焊缝。
6检验
1）主梁上拱度。主梁应有上拱，跨中上拱度应为（0.9/1000～1.4/1000）S,且最大上拱度应控制在跨中S/10的范围内,S为主梁跨度。用水准仪测量两根主梁的上拱度。
2）主梁水平旁弯。旁弯值≤S/2000,S为两端始于第一块大筋板的实测长度，在离上翼缘板约100mm的大筋板处测量。
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≤0.7δ，其余区域≤1.2δ。H为腹板的宽度，δ为腹板厚度。
4）主梁上翼缘板的水平偏斜值≤B/200,B为上翼缘板的宽度
5）主梁腹板的垂直偏斜值≤H/200,H为腹板垂直高度
7箱形主梁的矫正
将箱形主梁中间悬空，两端垫实，倒置进行矫正。对箱形主梁起拱度、旁弯、扭曲等不符合要求的变形，可采取火焰矫正及配合压重法或机械矫正法进行矫正。火焰矫正的加热温度一般为600℃-700℃。在下翼缘板的长筋板处布置横向带状加热，加热应从宽度中间向两边扩展，使主梁下部产生热压缩塑性变形而收缩，增加起拱度。在两侧腹板上布置三角形加热面，减小腹板的波浪变形，三角形的宽度不应超过板厚的2倍。
8结语
采用上述制造工艺流程，有效地控制了其焊接变形，满足了主梁起拱度、水平旁弯等主要技术要求，产品的质量受到用户的好评。
参考文献：
[1] GB/T3811-2008．起重机设计规范S．北京：中国标准出版社，2008
[2] GB/T14405-1993．通用桥式起重机S．北京：中国标准出版社，1993
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：箱形主梁下料组合装配焊接矫正
1引言
桥式起重机主要用于电站、企业车间、仓库、料场等固定跨间作一般装卸及起重运输工作，是现代工业生产和起重运输中实现生产过程机械化、自动化的重要工具和设备。通用桥式起重机是（以下简称桥机）由桥架、大车行走机构、小跑车、平台栏杆、电气系统等部分组成。桥架是桥式起重机的主要部件，它由箱形主梁、端梁和连系梁组成。箱形主梁跨度大、技术要求严格、焊接变形复杂，要保证桥架的制造质量，必须保证箱形主梁的制造质量。下面主要介绍在桥机的制造过程中，箱形主梁制造过程的控制。
2箱形主梁结构及制造工艺流程
如图1所示，箱形主梁有下翼缘板1和上翼缘板2、腹板3、短筋板4、长筋板5和角钢6组成。筋板的作用是提高腹板的稳定性，并作为小车行走轨道的支撑。
图1
箱形主梁制造工艺流程见图2。
图2
3下料
下料前必須对钢材按照规范要求进行验收和矫正，钢板采用数控切割机下料，用半自动切割机打坡口。
1）钢板的对接。用计算机AutoCAD进行排料。翼缘板和腹板由于材料长度不够，需要拼接成长板，对焊缝进行检测合格后，方可下料。箱形梁的翼缘板和腹板的对接焊缝不能处于同一截面，错开距离≥200㎜，筋板与其平行的翼缘板、腹板的对接焊缝错开距离≥200㎜，在主梁跨度中心S/10（S为主梁跨度）的范围内不允许有对接焊缝，主梁悬臂端不宜设置对接焊缝。对翼缘板和腹板的对接焊缝进行编号标识并打样冲印，以便做焊缝检测。翼缘板和腹板的拼接采用小跑车自动二氧化碳气保焊焊接，所有对接坡口焊缝为Ⅰ类焊缝并按JB/T10559-2006Ⅰ级进行无损探伤检验。
2）翼缘板下料。采用数控切割机下料，在长度方向留1.5mm/m焊接收缩余量。
3）腹板下料。考虑到焊缝收缩，长度方向必须留有1.5mm/m的加长量。为了满足箱形梁上拱度的技术要求，腹板下料时需预制起拱度。根据经验控制预起拱值，下料之后拉钢丝对腹板起拱度进行测量检验。当腹板的长度超过切割机轨道的行程时，要分段下料，且每段下料时要分别起拱，按顺序拼接，拼接后检验预起拱值。如预起拱度不符合要求时，可用火焰进行矫正，矫正时应多选几处加热矫正点，不允许在跨中位置集中加热。
4）长、短筋板下料。长筋板中间一般开有矩形孔，既能减轻主梁的重量，又能使梁内通风散热。短筋板用整料制成，长筋板可用整料制成但为节省材料也可用零料拼接。其宽度误差≤1mm,长度误差可适当的大些，但也应控制在一定的范围内。筋板要保证相交边的垂直度，装配时使主梁的翼缘板与腹板垂直，同时减少焊接变形使主梁扭曲。
4箱形主梁装配
箱形主梁翼缘板与腹板的装配采用“倒装法”，即将上翼缘板置于主梁组合平台上，在其上依次装配其余各件。
1）搭建组合平台。按照预起拱度搭建主梁组合平台，在平台上选取多点用水准仪测量起拱度偏差≤1㎜。
2）定位上翼缘板。将上翼缘板置于组合平台上，用水准仪调整各点的高程，上翼缘板的水平偏斜值≤B/200,B为上翼缘板的宽度。调整好后加支承板点焊将其固定在组合平台上。
3）装配筋板。在上翼缘板和筋板上划出宽度方向中心线，装配筋板，使其宽度方向中心线和上翼缘板宽度方向中心线重合。按预留收缩量进行平均分配工艺，对各筋板进行放样定位，在上翼缘板上划出筋板的定位线，并打上样冲印。对筋板安装位置进行打磨，保证其焊接质量。为了防止腹板跟着筋板定位把箱形梁组合扭曲了，用附加支撑杆定位部分筋板于上翼缘板，用90°角尺检验筋板垂直度≤2㎜后进行点固。
4）定位焊接角钢。为了提高腹板的平面度，定位焊接角钢于腹板上，角钢采用断续焊接。
5）腹板装配。组装两侧腹板，在上翼缘板和腹板上分别划出跨度中心线，使腹板的跨度中心线对准上翼缘板跨度中心线。在上翼缘板上面划腹板的定位线，并打上样冲印。对腹板的安装位置进行打磨，保证其焊接质量。在采用压紧夹具组合腹板，保证腹板的组合精度。在腹板定位线的外侧点焊定位块。从两端筋板中心线拉钢丝，装配剩余的筋板。两腹板中间每隔1000㎜设置加固支撑件，防止焊接时产生较大的波浪变形。
6）下翼缘板的装配。待主梁内部焊缝完成之后，主梁的上拱度、水平、扭曲、和腹板垂直度等达到要求后，装配定位焊下翼缘板。装配时先在下翼缘板上划出腹板的位置线，将下翼缘板吊装在∩形梁上，从中间向两端组合，边装配边定位焊，采用三角形楔、C形夹具等辅助工具确保装配质量。
5箱形主梁的焊接
1）焊接∩形梁内的隐蔽焊缝。焊接时要采取合理的焊接顺序。先进行筋板与腹板的焊接，一般由两名焊工对称施焊，焊接方向从无走台侧向有走台侧焊接，焊接顺序为从中间向两端对称焊接，这种焊接方式，避免了筋板与腹板的焊接可能造成腹板的波浪变形。再进行筋板与上翼缘板的焊接，最后进行腹板与上翼缘板的焊接。
2）矫正∩形梁。由于腹板与筋板焊后产生一定的波浪变形，所以要矫正两腹板的平面度，可以用火焰矫正法或机械矫正法把腹板矫直。同时用水准仪检查主梁的起拱度，如起拱度不符合要求，用火焰矫正调整。待∩形梁矫正后装配下翼缘板。
3）焊接4条角焊缝。采用埋弧自动焊焊接，将主梁放置于具有45°角的专用焊接架上。原则上先焊下翼缘板角焊缝，后焊上翼缘板角焊缝。
6检验
1）主梁上拱度。主梁应有上拱，跨中上拱度应为（0.9/1000～1.4/1000）S,且最大上拱度应控制在跨中S/10的范围内,S为主梁跨度。用水准仪测量两根主梁的上拱度。
2）主梁水平旁弯。旁弯值≤S/2000,S为两端始于第一块大筋板的实测长度，在离上翼缘板约100mm的大筋板处测量。
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≤0.7δ，其余区域≤1.2δ。H为腹板的宽度，δ为腹板厚度。
4）主梁上翼缘板的水平偏斜值≤B/200,B为上翼缘板的宽度
5）主梁腹板的垂直偏斜值≤H/200,H为腹板垂直高度
7箱形主梁的矫正
将箱形主梁中间悬空，两端垫实，倒置进行矫正。对箱形主梁起拱度、旁弯、扭曲等不符合要求的变形，可采取火焰矫正及配合压重法或机械矫正法进行矫正。火焰矫正的加热温度一般为600℃-700℃。在下翼缘板的长筋板处布置横向带状加热，加热应从宽度中间向两边扩展，使主梁下部产生热压缩塑性变形而收缩，增加起拱度。在两侧腹板上布置三角形加热面，减小腹板的波浪变形，三角形的宽度不应超过板厚的2倍。
8结语
采用上述制造工艺流程，有效地控制了其焊接变形，满足了主梁起拱度、水平旁弯等主要技术要求，产品的质量受到用户的好评。
参考文献：
[1] GB/T3811-2008．起重机设计规范S．北京：中国标准出版社，2008
[2] GB/T14405-1993．通用桥式起重机S．北京：中国标准出版社，1993
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。