大型钢吊车梁的制作
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2024-06-02
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大型钢吊车梁的制作
第1章 摘要：
本文介绍了大型钢吊车梁的单元制造流水线，变形的矫正，焊接顺序及胎具、吊具的运用。
关键词：单元件制造 反向变形 刨平顶紧 无余量下料
第2章 工程概况：
大转炉工程钢结构制作工作量为2.8 万吨，钢吊车梁的制作量5000 吨左右，厂房内天车起
重量大，又属于重型工作制。特别是接受跨，最大天车为200t/63t/20t 两台，最大轮压490kw/
台，小车重量102t/台，天车总重量399t/台。工作制为A7，轨道采用Qu120。最大柱间跨距
24.5m。吊车梁采用焊接工字钢。最大的吊车梁截面为-900*48，-3104*28，-800*48，自重
36.8t。吊车梁支座一律为平板式支座，采用螺栓与柱子连接，上翼板与柱子采用绞板、销钉连
接。因吊车梁截面大，长度长，自重大，钢板厚等特点，施工任务又重，这对整个施工加大了难
度。
第3章 吊车梁的基本结构
吊车梁是由上翼板、下翼板、腹板、薄板、端头板组成，它的俯视和正视均为“一”字型，
断面为“工”字型制作特点，（1）部件下料几何尺寸严格，边沿整齐。（2）组对尺寸水平度、
垂直度、精确度要求严格、准确。（3）焊接量大，自身质量大，翻转移位困难。（4）焊接工艺
复杂，变形不易控制。（5）制作场地放样平台需平整。（6）
吊车梁组拼时，不能在翼板、腹板上任意打火与焊接临时部件，腹板与翼板采用k 形焊缝，
均要求坡口焊透，焊缝质量二级。因以上特点这给大型吊车梁的制作带来更大的困难。
第4章 钢吊车梁的单元划分
1 由于钢梁的板厚，长度大，部件数量多，但尺寸统一，适合大批量板件进行流水线生产。
确定其板件尺寸，绘制排版图，进行钢板定尺，统一下料，大大减少损耗量，工作工期，提高了
流水线工作胎架的利用率，工位数也降低了。我们把吊车梁划分为5个单元，上、下翼板单元，
腹板单元，支座板单元，加筋板单元。
2 单元制造流水线
钢吊车梁分解后的单元件按类型设置生产流水线，单元件制造工序为：材料预处理——划线
——下料——拼接——焊接——矫正——存放。
3 单元件制造中的应用技术
3.1 火焰半自动切割及无余量下料
单元件的零件在火焰切割机上切割时，将焊接收缩量及切割缝量等要考虑到，使切割好的零
件制作成后无余量成品。切割几何尺寸=施工图几何尺寸+焊接收缩量+切割缝余量，无余量下料
就是将零件一次下料后，经过单元件装焊矫正后，到钢梁拼装施工焊后，其零件经过多次冷热处
理，最终零件尺寸的变化正好是施工完后的所需尺寸，这样零件不需二次切割加工，既节约钢材
又节省大量劳动力。
无余量下料切割尺寸的确定使用倒推法，首先确定钢梁完工后，所需零件尺寸，再加上钢梁
上、下翼板的对接拼板施焊的收缩量，拼装成H 型梁施焊的收缩量，单元件的切割余量，即为无
余量下料的切割尺寸。这些收缩变化量要经过大量的模拟式试验数据，实践操作累计分析得到。
一般情况下，火焰自动切割余量为1~2mm，钢板厚L>20mm 时，使用自动切割割嘴型号2#氧气气体
压力0.16~0.41Mpa，乙炔气压力0.02Mpa,气割速度在250~380mm/min,而H 型钢的组对焊接，与筋
板的多少，翼、腹板的厚度等情况而定，如某条天车梁48mm 的翼板，28mm 腹板，筋板为共10
对20 块，经过试验与实践操作， 焊接收缩余量在10 mm~15 mm 左右。断面高h=1200mm>1000mm,
四条纵焊缝每米共缩0.2mm,焊透梁高收缩1.0mm,每对加劲焊缝。梁的长度收缩0.5mm,收缩量
L=0.2*24.5+1.0+0.5*10。
3.2 装配元件
1) 钢吊车梁制作易变形，制作变形分两种情况：一是下料、组对、堆放不合理造成的变形
，二是焊接工艺不合理造成的应力变形，变形的形式主要有上、下翼板弯曲变形（侧弯）上拱、
下拱变形，扭曲变形三种，变形的因素：腹板因下料边缘不齐和组对不平整会造成上拱、下拱变
形。因火焰切割下料，翼板两边切割受热的时间和温度差异，以及焊接顺序，焊缝的高度、宽度
不同而造成侧弯变形，梁翻转、固定，支垫不合理造成的扭曲变形。
2) 根据以上变形情况制定反变形焊接、胎具组对等措施：
a. 首先合理下料
几何尺寸（包括焊接收缩余量，切割余量）长度偏差不大于±3mm，上、下翼板的不直度不
大于±5mm，腹板上、下边缘不直度不大于±5mm，高度不大于±2mm，部件划线精度控制在2mm，
对角线不大于3mm,火焰切割割纹深不大于1mm，所有划线和下料后及组对前必须进行尺寸复核，
并做必要休整，确保组对的精确度。经过实验操作，假设以腹板与翼板垂直90°焊接，焊后翼板
与腹板的角度a=98°，取a=91°、93°、95°、97°、98°，a1 为焊后角度取最大值，
如下表所示：
b. 反变形控制
钢板组对时，在焊缝处反向垫高，反向变形控制。腹板与上、下翼板采用坡口焊接，使用组
对胎具如图1.胎具的角度可根据梁的高度而定，胎具上的腹板与腹板拼按的角度＞90 度（具体
角度根据实验数据与现场操作经验数据而定，如腹板28mm、 翼板48mm 的天车梁，插入选用拼接
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大型钢吊车梁的制作第1章摘要：本文介绍了大型钢吊车梁的单元制造流水线，变形的矫正，焊接顺序及胎具、吊具的运用。关键词：单元件制造反向变形刨平顶紧无余量下料第2章工程概况：大转炉工程钢结构制作工作量为2.8万吨，钢吊车梁的制作量5000吨左右，厂房内天车起重量大，又属于重型工作制。特别是接受跨，最大天车为200t/63t/20t两台，最大轮压490kw/台，小车重量102t/台，天车总重量399t/台。工作制为A7，轨道采用Qu120。最大柱间跨距24.5m。吊车梁采用焊接工字钢。最大的吊车梁截面为-900*48，-3104*28，-800*48，自重36.8t。吊车梁支座一律为平板式支座，采用...
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