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 1.方矩管組焊方案的確定

 為滿足強度需要，此方矩管截面尺寸為300mm× 200mm，板厚3mm，設計要求扭曲及平行度等

偏差≤1.2mm，制作技術難度較大。為此，通過調查研究，最終確定利用板材對稱兩半折彎成槽形

半殼，然后再采用CO2氣體保護焊焊接成形方矩管的制造工藝。由于焊接規(guī)范選擇合理，取得了滿

意的效果。
　　

某工裝需要長20m的方矩管，但我國鋼材市場只供應工字鋼、槽鋼和角鋼等型材，很難買到方

矩管，特別是大截面尺寸的方矩管。 因是單件生產，所以我們決定用 Q345板材拼焊成方矩管。

2.焊接工藝實施

（1）開 V形坡口 對稱的兩根槽形半管用大型折彎機壓制成形，按工藝要求加工對接焊坡口，

預留間隙拼接。焊接接頭的設計在焊接工程中是較薄弱的環(huán)節(jié)。 坡口形式對控制焊縫內部質量和

焊接結構制造質量有著很重要的作用。坡口設計必須考慮母材的熔合比、施焊空間、焊接位置和綜合經濟效益等問題。應先按下式計算橫向收縮值 Δ B。

ΔB =5.1Aω/δ+1.27 d

式中 Aω——焊縫橫截面積， mm ； δ——板厚， mm ； d——焊縫根部間隙， mm。

找出 ΔB與 Aω的關系后，即可根據兩者關系列表分析，處理數據，進行優(yōu)化設計，昀后確定

方矩管對接焊縫坡口形式 。

（2）控制焊接變形此方矩管由于其外形屬于細長桿類，因此焊接變形極難控制。焊接的主要

變形有撓曲（正彎）、側彎、角變形及扭曲變形等。對于此方矩管而言，主要的變形是橫向收縮，

使方矩管斷面尺寸受到影響，每邊需縮進預留間隙90%左右；方矩管焊縫橫向收縮后，方矩管豎板

兩端向內彎曲，使方矩管構件形成腰鼓狀；由于方矩管焊縫斷面大，輸入熱量多，必然引起較大方

矩管的縱向收縮，使構件在方矩管長度方向形成撓曲變形；對因不合理焊接造成方矩管的扭曲變形，矯正十分困難，有時不得不割開重焊或整件報廢。

 從焊接變形理論可知，影響焊接變形大小的主要因素是:焊縫尺寸越大，熔敷金屬越多，變形越大；焊縫尺寸相等時，焊縫熱輸入越大，造成的變形也越大；焊接大長焊縫時，分段比直通焊變形要小；焊縫布置不對稱或雖布置對稱但不對稱焊接，焊縫部位偏離越嚴重，變形越大；構件剛性越小，變形越大。

 焊接規(guī)范通過工藝試驗和工藝分析，確定方矩管對接焊縫采用雙層 CO2氣體保護焊。焊接材料用 H08Mn2SiA，　1.2mm焊絲；保護氣體為純CO2氣體。第一層焊縫的焊接電流為200～250A，第二層為240～320A；電弧電壓為24～26V。工藝要求是:第一層焊縫必須焊透，保證背面成形良好；焊接電流、電弧電壓、送絲速度和焊接速度等可根據設備型號調節(jié)。

焊接順序為減少變形，方矩管對接焊的焊接順序應按以下原則:采取由中間向兩邊分層分段對稱跳焊，產生方矩管的焊接變形比直通焊小，有利于方矩管應力的分散和釋放，避免在焊件中產生復雜的應力。直通擺動焊時，焊接開始所形成的較窄的塑性變形區(qū)只出現一次，而且由于連續(xù)擺動焊接，熱輸入量大，受熱面積大，被壓縮造成方矩管的塑性變形區(qū)域大，因而焊后收縮變形很大。

分層分段跳焊時，每一層截面都很小，所需熱量就小，且每一層又分若干段進行跳焊，每焊一段基本上都是在方矩管冷鋼板上重新建立一次溫度場，每次都出現一個較窄的塑性變形區(qū)，因而方矩管塑性變形區(qū)的平均寬度 （即橫向收縮的尺寸）要比相應分層直通焊小，縱向收縮也小，比起直通連續(xù)一次填滿的擺動焊接變形就更小。

根據上述分析，先由中間向兩端分段跳焊焊縫1第一層 （見圖1），翻面由中間向兩端分段跳焊焊縫2第一層，焊縫2應采用比焊縫1較大的焊接規(guī)范，以產生較大的反向力，使原變形得到矯正

。接著再以同樣的方法焊接焊縫1第二層和焊縫2第二層。

3.指標確認

按照擬定工藝方案制造的方矩管，外形尺寸公差及各項技術指標均達到設計要求，經檢測滿足

各項使用指標，予以交貨確認。

參考資料

方矩管，矩形管

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