超薄板U形肋板单元的单道焊技术研究- 学兔兔 www.bzfxw.com .pdf

t e e l l 钢 结 构 超薄板U 形肋板单元的 单道焊技术研究 刘壮徐 向军 【 摘要】针对挪威H a l o g a I a n d 悬索桥钢箱梁制造项目中超薄板u 形肋板单元，开展了焊接机器 人 的单道焊技术研 究。通过 一系列的单道焊工 艺试验 的研究，制定了合理 的钝边尺寸 、坡 口角度 及焊接参数等。利用 自动化机器入单道焊接技术 ，在控制并减 小焊接变形 的同时，获得 了优质稳 定 的焊缝质量，提高了生产效率 。 1 工程概况 2 0l 4 年 我 公 司 承接 了挪 威 Ha l o g a l a n d 悬索钢箱梁公路桥制造 工程 ，该桥主跨( 长 1 1 4 1 4 m) 横截面为非对称钢 箱梁结构 ，梁 宽1 8 6 m，高3 O 0 8 m，制造吨位约 7 1 7 0 t ，主要材质为$ 3 5 5 M ( 标准 E N 1 0 D 2 5 4 )钢板。 其 中底板u形肋单 元( 底板 8 ram，U 形肋6 mm)为超薄板组 合 ，板单元长度按制造节段划分 有1 2 m、1 3 m、1 5 m。 本桥 的制造标 准是挪威技术 手册( Ha n d b o o k 0 2 6 E)，其要 求 ：底板u 肋焊缝 的有效厚度 4 mm，且根部不得焊漏 ；焊 缝不得 凸出 ，应有平或者微 凹的 表 面 ( 见图 1 )。该标准 比欧标 ( E N I S O)在外观质量方面的要 求更为严格 、苛刻 。 针对以上要求 ，确定了该薄 板u 形 肋的焊接方法为机 器人船 位单道焊接一次成形 。既要使焊 缝满足标准要求 ，在保证大生产 过程 中焊缝连续稳定的同时 ，又 要将焊接收缩 、变形控制在 合理 6 6 c 剖 orn 参磊 工 O O 舢 ，o ：， 珊 邪 上 的范围之内 ，这就成为 了超薄 板 u形肋板单元制造 中的重点和难 点。 通过 工艺性试 验 ，制定出坡 口形式及焊缝 参数 ；通过模拟正 桥板单元的焊接试验 ，根据焊后 情况来确定反变形量 ，编制 出合 理的焊接工艺 ，作为车 间大生产 的重要依据 。 2 焊接设备 我公 司是 国内外首 个将大 型 焊接机器人系统应 用于桥梁钢结 构焊接的企业 ，通过港珠澳大桥 项 目实现 了板单元 生产 自动化 、 智能化 。本次的试验过程就使用 了板单元 自动组装定位焊机床和 板单元机器人焊接系统 。 自动组 装定位焊机床具有 自动打磨、行 走 、定位 、压紧功能 ，并采用机 器人进行 定位焊 。板单元机器人 焊 接 系统 具 有 电弧 跟踪 、接 触 传感 ，离线编程 及示教编程等功 能 ，可以实现 自动化焊接 ，f fi 除 人为 因素对焊接 质量 的影 响。系 统为双悬臂的龙门式结构 ，每个 悬臂上 配备两 个机 器人 ，实现4 把 焊枪 同时施焊 。龙门下设置 个反变形 翻转胎架 ，可以将板单 元预置反变形后并翻转成船位焊 接。 3 钢板与焊材 (1) 试 验 钢 板 材 质 为S3 5 5 M( EN l 0 02 5 l 、 4) ，交 货 状 态 为 热 机 械 轧 制 ， I | l 图l底板U 形肋细节 丝 一