10t单梁起重机主梁跨度22.5m, 高度1200m，重量5028kg 主梁是由U型槽钢、工字钢、隔板、筋板、连接板等组焊而成，主梁示意图见图1，主梁要求严格，主梁上拱度值要求为22.5+6.75mm，旁弯不应大于11.25mm，主梁跨度偏差±5mm，主梁的U型槽钢、工字钢的拼接焊缝符合GB3323-2005《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》中二级质量要求, 或按JB1152-81《锅炉和钢制压力容器对接焊缝超声波探伤》中一级质量要求，主梁对旁弯、扭曲、波浪变形等变形也有非常严格要求，由于主梁本身的结构特点，焊缝较多且比较密集, 焊接变形难以控制，所以在制作该主梁时，要采取严格工艺措施，控制主梁的焊接变形，以保证产品质量。

a    主梁焊接变形原因分析

主梁是由U型槽钢、工字钢等组焊而成，U型槽钢在主梁的上部，它是由6mm钢板模压而成的，工字钢在主梁的下部，从图中可以看出, 焊缝分布不均匀，焊缝对断面水平轴线不对称，主梁上方横向焊缝密度较大，容易导致主梁产生下挠变形，主梁下方纵向焊缝偏多且较长，易使主梁产生上挠变形，如果装焊方法不得当，主梁焊后的整体变形将下挠，这是不符合图纸要求的，另外由于U型槽钢板厚为6mm，板厚较薄，当与隔板装焊不当时，会使主梁产生波浪变形。主梁焊后也可能产生旁弯、扭曲变形, 为此采取严格工艺措施，控制下挠变形、旁弯、扭曲、波浪变形等。

B    主梁焊接变形控制

2.1   U型槽钢钢板的平面控制

U型槽钢钢板因下料的不平以及与隔板、筋板焊接引起板中压应力和沿板厚度方向不均匀的焊缝横向收缩产生波浪变形，其值过大会降低主梁的承载能力，为此，采取如下措施控制波浪变形。

钢板下料之前，先喷丸除锈，然后在平板矫正机上平制，使板料原有的波浪变形减小，下料后若有波浪变形则需再进行平整。

2.2    U型槽钢、工字钢的拼接

分段成型后的U型槽钢、工字钢的料长不够，采用对接焊缝拼接，拼接焊缝应避开主梁中心线位置，U型槽钢、工字钢之间拼接焊缝应相互错开200mm以上，为保证焊透，对接焊缝背面采用碳弧气刨清根焊接，焊完后校平整，拍片，焊缝质量达2级质量要求。拼接时加以相应刚性固定。

2.3   采用较小电流，较高焊速并分层施焊，减少焊接热输入，有效控制焊接变形。

2.4   主梁拱度、旁弯、扭曲变形、波浪变形的控制

从主梁断面结构形状和焊缝分布看，焊缝对断面重心轴线左右对称，产生旁弯的可能性较小，但焊接措施不当，也可能会产生旁弯；纵向角焊缝施焊不当，也可能会产生扭曲变形；焊缝对断面重心轴上下不对称，焊后将产生下挠变形，对于旁弯、扭曲、下挠变形，通过合理装焊顺序加以控制。从主梁断面构造来看，采用边组装边焊接的方式会因焊接变形给主梁拼装带来困难，装配时采用倒置组装法装配。先将装配平台校平，再把组焊合格的U型槽钢置于平台上，并划出大、小隔板及筋板的位置线，装配点焊大、小隔板及筋板，并检验其垂直度，大、小隔板及筋板两侧焊缝焊接时方向相反，待大、小隔板及筋板装焊好后，再装焊工字钢、连接板等其它件。焊接时，采用80%Ar+20%CO2 混合气体保护焊，焊丝为ER50-6，直径φ1.2mm，焊接电流为220~240A，电弧电压为32V，混合气体流量为20 L/min， 由2名或4名焊工用相同的工艺参数焊接，从中心开始分别向两端对称施焊，焊接顺序为了减少波浪变形、旁弯、扭曲变形，除了合理控制装配焊接顺序外, 还应保证大、小隔板及筋板与U型槽钢、工字钢装配时贴合，可将大、小隔板数件一组点焊在一起一同加工周边直段部分。在制作主梁过程中，可根据实际测出的上拱度值大小，利用起重机主梁自重会引起主梁产生变形的特点，在主梁底部用垫块调整主梁支点的位置，以矫正主梁上拱度值。将主梁倒置，当上拱度不足时，在将主梁两端垫调整垫块，以增加主梁上拱度，上拱度调整方法见图3，上拱度值的大小可以通过主梁底部跨中位置放置的比两端垫块更低的调整垫块的高低来调节。当主梁的上拱度过大时，可将调整垫块置于主梁的中间部分，使主梁两端悬空，以降低主梁的上拱度。 

通过上述工艺后，主梁焊缝质量检验一次合格，上拱度26mm，在22.5+6.75mm控制范围内，旁弯为8mm, 符合旁弯不应大于11.25mm的要求，波浪变形、扭曲等变形和尺寸均达到图纸要求。利用该种工艺措施，成功制作了数台单梁起重机，使用效果良好，实践证明，上述控制焊接变形的措施对10t单梁起重机主梁来说是合理而有效的。

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