浅析船闸人字门现场拼焊技术

林刚

中国水利水电第十工程局有限公司 四川成都市

摘要：大型船闸人字门现场拼焊工艺，是当下较为常见的一类水利枢纽工程建设技术。本文简要分析了船闸人字门焊接结构变形现象，阐述了船闸人字门现场拼焊工艺措施，提出了几点有效避免焊接变形现象的建议，希望能够为同行业工作者提供一些帮助。

关键词：船闸；人字门；现场拼焊；工艺措施

引言：伴随我国经济实力的持续增长，船闸等水利枢纽工程的建设频率也在迅速提升。以船闸建设环节中关键的人字门安装流程为例，无论是其尺寸还是吨位均较大，因此必须采取分节运输的方式将其运往现场，并在建设现场通过使用拼焊技术将其组合为整体，所应用拼焊技术是否与预期目标相符，决定了最终的实力枢纽使用寿命与运转效果。因此，对船闸现场拼焊技术予以深入分析具有极为重要的现实意义。

1 船闸人字门焊接结构及焊接变形分析

由于人字门结构的特殊性，若从门宽方向来看具有对称性，而门厚方向则处于不对称状态，这就使得焊接过程中必然会由于这一结构特性呈现门叶焊接收缩方面的不均匀表现，继而影响到人字门的使用效果，其焊接变形类型主要分为以下几点：

1.1门体高度收缩或缩短

从门体高度方向来看，其有收缩或缩短表现，对油缸、门体连接位置以及拉杆等共面均有不同程度的影响。在施工过程中，对于其顶枢拉架来说，主要分为初装与焊后精装两部分，通常采取承压条完成门体焊后钻孔攻丝等方式，以最大限度的消除由于门体焊后高度收缩所造成的不良影响。

1.2门体宽度方向收缩

人字门具有门体横向刚性较大的特征，在门体宽度方向的影响下，由于收缩而出现的结构变形较小，且此类变形一般可以通过在门的固定位置加装垫块并予以科学调整的方式，做二次修正处理^[1]。因此，一般不将此类收缩或倾斜角变形纳入到焊接变形考量范围内。

1.3门厚倾斜角变形

导致出现此类变形现象的主要原因，在于焊缝分布层次的不对称。为最大限度的消除此类变形现象对门整体应用效果的不良影响，建议将熔焊线能量、焊缝长度、焊缝体系以及门体至中性轴惯性矩等数据，带入到对应公式中，从而计算出需要进行调整的拼焊倾斜角，通过预留一定的焊接面积避免出现变形现象。

1.4门体焊接变形

门体焊接变形主要集中在们也接缝位置，此点位所出现的波浪变形现象对门体整体尺寸并不会造成较大影响，且焊接后门体整体几何尺寸几乎无变化，因此一般不将此变形情况纳入到考虑范围内。

2 船闸人字门现场拼焊工艺措施

2.1人字门拼装

首先应将人字门门叶分成若干小节按照预定方案运输至现场，且需要在现场做逐节拼焊。通常情况下，应保持闸墙线与人字门12°的状态做人字门的立拼处理^[2]。过程中主要采取同步拼装、焊接、加固（每节）的方式，确认测量合格后才可推进后续拼装进程，以方便对门体整体几何尺寸做及时调整。

对于单节门体来说，其在制造过程中必须对其尺寸予以严控，确保在出厂前完成无强制整体拼装任务。在将门叶、主梁、边柱以及隔板等，利用千斤顶等工具拼装完成后，需要在第一时间对间隙值与倾斜值做深入分析，确保无误后即可推进后续焊接进程。需要注意的是，应复核每一个焊接部位参数，例如门叶主梁水平度、门叶端柱正侧向垂直度以及门叶变化情况等^[3]；对于分块门叶来说，其拼焊过程应保证各项基础数据的准确性，包括侧向弯曲度、门叶宽度以及对角线长度差等。实际拼装过程中不可针对端板做二次修整，若有接缝修整需求则应在相关技术人员的指导下，制定切实可行的焊接方案。

2.2门体焊接

首先应做好准备工作。焊接门体前需要做好技术较低工作，包括焊接具体方向、流程、排序等。焊接前需要固定测量点，并以钢琴线为基准判断门体变形程度。若部分位置焊接间隙过大，则建议对其做事先的堆焊处理；其次是焊接前预热。应根据相关工艺要求对焊缝坐与热处理，将温度控制在120度至150度范围内（通常应用履带式电加热板）^[4]；当下的门体焊接方法主要采取二氧化碳气体保护焊接，相较手工焊接效率有了明显提升；焊接完成后的热处理过程，通常利用电加热板与硅酸盐针刺棉等对焊缝予以处理（36毫米以上），直至将各类工件温度维持在合适范围内。

3 消除焊接变形的几点技术措施

对于人字门焊接过程来说，其焊接顺序一般采取首先对端板与边柱做定位焊的原则，继而在一定程度上控制闸门变形，结构焊接过程中，应优先对具有横向收缩大特点的焊接接头做焊接处理，从而消除焊接过程中所存在的焊接应力；通常情况下，针对门体做焊接的反变形值的每米门高为0.8毫米，因此实际拼装过程中应尽量朝下游倾斜，始终保持与焊接收缩方向相对；最为常见的应力消除方式为对焊缝做锤击处理；焊接进行时需要对门体倾斜的动态变化予以时刻监视，以确保在第一时间解除焊接变形状态^[5]；若在焊接过程中发现有焊接变形值超差的情况出现，则建议辅助应用千斤顶等工具，确保对变形部位进行预先调整的及时性。也可以采取碳弧气刨的方式，将其纵隔板结构处的焊缝完全去除后做再焊处理。过程中需要堆焊接线能量的分配方向做随时调整，以达到最大限度消除门体过度倾斜的目的。针对焊缝所进行的刨削不可超过两次，以避免对焊缝的内在质量造成不良影响。

结束语：综上所述，作为决定水利枢纽工程应用效果与建设质量的关键因素，船闸的重要性毋庸置疑。再加上多数大型船闸的过闸方式为双线连续型，因此对人字门的拼焊环节质量有着较高的要求。因此，相关技术人员与拼焊人员需要预先做好技术交底工作，严控材料和质量关卡，并为人字门拼焊提供全程的技术指导条件，以全面提升人字门拼焊质量，奠定水利枢纽充分发挥其应用优势的坚实基础。

参考文献

[1] 雷卫佳, 张利萍. 浅析船闸人字门振动原因与技术处理[J]. 中国水运(下半月), 2019(11).

[2] 苏鹤. 船闸人字门振动原因及对策分析[J]. 建材与装饰, 2019, 000(006):207-208.

[3] 张涛, 彭翔鹏, 喻宏. 兴隆水利枢纽船闸人字门在运行过程中振动原因分析及对策[J]. 水政水资源, 2019, 000(001):P.45-47.

[4] 谢绪英. 船闸人字闸门整体立拼装工艺[J]. 居舍, 2020(31):73-74+139.

[5] 卫书满, 殷程, 辜家明,等. 船闸人字门支,枕垫块安装调整装置及方法:, CN110306515A[P]. 2019.