起重运输机械是我国智能物流装备的重要组成,对国民经济具有重要影响。目前起重机日益向绿色化、智能化、定制化和网络化的方向发展,但与德国德马格(DEMAG)公司、芬兰科尼(KONE)公司等具有国际先进水平的起重运输装备相比,我国在起重物流装备、设计技术、制造加工工艺、技术性能等基础技术水平方面仍存在一定差距。
起重机的主要结构为典型的箱(形)梁结构,其钢结构重量占起重机重量的70%以上,箱梁的制造技术代表了起重机制造工艺水平。箱梁制造工序比较多,包含划线、组对、焊接、物流和检验等工序。起重机箱梁是由不同厚度的板件焊接而成,属于薄板结构件。组成起重机箱梁的上、下盖板和左、右腹板属于细长板件,火焰或等离子切割下料后存在较大的残余变形,同时筋板与上盖板进行组对时,需要适应上盖板的旁弯变形,保证筋板的垂直度和筋板边缘到上盖板边缘距离的一致性,而且起重机箱梁具有尺寸大、重量重、焊接易变形、带拱度、单件小批量等特性,使箱梁焊接质量和效率难以保证。一些企业仍采用传统的焊接制造工艺,不仅造成材料和资源的浪费,还易增加污染排放和产品的制造成本。
由于起重装备大型结构件焊接工艺相对复杂、焊接变形量大、焊接过程工序流程长、工艺特点较为独特,且该行业从业人员接受的专业培训较少,对焊接工艺基础知识较为缺乏。解决上述问题的最根本途径是针对行业核心焊接制造工艺,通过人才培训、材料及装备升级、跨行业融合性技术研发,突破起重装备大型钢结构件焊接制造工艺瓶颈,实现起重装备制造业转型升级,提高制造质量水平,特别是焊接制造过程的质量控制和智能化制造工艺水平具有重要意义。因此,我们编写了本书,从焊接工艺基础开始讲起,内容覆盖起重装备主要大型结构关键焊接工艺及智能焊接工艺,从而为提升行业焊接技工的技能、交流行业焊接工艺提供基础。
本书介绍了起重机钢结构的技术要求,阐述了材料、焊接工艺分类、焊接工艺方法、焊接缺陷、工艺评定、典型零件焊接工艺及焊接材料等内容,结合起重机钢结构关键零部件制造工艺、制造实例,围绕智能制造典型案例,讲解了钢结构焊接质量检验及矫正方法、起重机钢结构变形的基本理论、主梁焊接变形等技术内涵。本书可供从事起重机钢结构及其他焊接结构设计、制造、焊接工艺设计、焊接质量检查的技术人员阅读,也可供有关企业,如钢铁公司设备管理技术人员和起重机监理人员参考,还可供大、中专院校起重运输机械专业和焊接专业师生及科研院所相关技术人员学习使用。
本书由河南科技学院聂福全教授、洛阳理工学院闵志宇教授、郑州轻工业大学李浩教授、河南卫华重型机械股份有限公司工艺部工程师李静宇、郑州大学聂雨萱、郑州轻工业大学副教授孙启鹏编写。本书编写过程中,得到河南卫华重型机械股份有限公司的大力支持,在此表示衷心的感谢!
鉴于笔者对起重装备焊接技术理解和认识的局限,书中不足之处在所难免,敬请读者批评指正。
聂福全
2022年3月