摘要：随着我国经济和人民生活水平的快速发展日常消费水平不断增强，人们对城市之中存在的公共交通的要求越来越高，尤其是国家开展“十一五规划”之后，各种规划工作正在一步步实现，在城市中实施高速铁路和轻轨工程的建设，共用站台中需要安装很多大跨度自动扶梯对人们的需要实现满足。由于自动扶梯应用桁架跨度，采用到了侧框式、分段组合进行焊接在一起。自动扶梯的桁架结构的特点是宽度窄、焊接长度长、焊接应用到节点多，进行焊接的位置各种品种，桁架在进行焊接之后要确保焊后焊接强度和使桁架焊接变形控制在允许发生的公差范围之内，这是比较困难。因此，在实现进行焊接过程中，将会采取一定的技术措施，使焊接发生变形进行控制在允许范围之内，确保桁架生产制造质量。
一、自动扶梯桁架焊接变形的原因
通过使用相同的焊接程序对于相同的焊件进行焊接时，不同焊件之间变形程度有着明显不同。这主要就是可能因为不同工件之间的原始应力不同，这也有可能是因为焊接操作技术之间存在一定的差异。由于导致焊接变形的原因存在复杂性，下列根据几种可能的原因进行分析。
1、桁架设计方面
自动扶梯进行桁架设计过程中要对其承载能力以及电梯运行结构强度进行确保，在桁架设置中设计大量的腹杆和横梁以及斜撑，同时由于扶梯桁架的焊接特性，就直接导致了焊缝连接数量过大，焊缝密度过高，分布不均匀。这就导致自动扶梯桁架工作量的增加，同时浪费焊接材料，加剧焊接变形。同时，自动扶梯的桁架中的焊缝没有避免最大应力对截面设计的影响，直接导致了桁架应力集中位置附近焊缝弯曲变形进行重叠。此外，由于桁架焊接处没有在最有效的地方得到布置，这就导致部分焊缝金属不能达到最好的载体效果。桁架焊缝尺寸对于焊接变形的尺寸直接影响。桁架各部分之间进行搭接的方式不合理与接触间隙过大，这就导致焊缝尺寸过大，这就导致焊接材料使用量增加，桁架发生热变形量增加，热变形面积扩大，最终直接影响焊接变形。
2.焊接工艺方面
自动扶梯桁架应用到的焊接方法、焊接顺序和进行焊接的顺序等选择不当也会引起一个明显的区别变形。应用到的电弧电压和焊接电流过大，就会导致输入焊接热量变大，焊缝深度和宽度增加，发生热变形增大。如果进行桁架焊接速度不合适，可能导致焊缝边缘两侧的焊接工艺发生烧穿或者咬边现象，以及焊缝显微组织发生变粗的缺陷。在对同一片桁架上进行焊接时，没有使用的热扩散和焊接方法的对称分布，没有使用从中间到两端或从两端到中间的焊缝施工连接，也没有使用跳焊法等避免桁架结构局部集中进行加热，这不能达到焊接变形减少或彼此抵消。
3.工装夹具方面
工装夹具的使用是对桁架焊接控制变形的主要措施。工装夹具夹紧位置应尽可能对称，使桁架中存在的内应力相互抵消。如果夹具应用数量过多，将会导致桁架保持刚性约束的情况下，焊接残余应力就会发生增加并且得不到不会释放，当桁架从夹具约束脱离时，桁架组合的内应力会导致桁架变形。但是如果桁架中应用夹具数量太少或进行夹紧力不足，就会导致焊接过程中桁架发生自由变形，桁架加工精度和尺寸稳定性会降低。
二、自动扶梯桁架焊接变形控制措施
3.1 设计措施
在自动扶梯桁架进行焊接过程中选择合理的焊缝形状和尺寸，主要做以下两点。
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（1）根据材料应用厚度，选择过程中应用工艺允许的最小焊缝尺寸。桁架连接焊缝尺寸是对桁架焊接变形进行影响的关键因素，进行焊接缝隙尺寸大，这不仅会导致焊接工作量大，发生焊接缝隙变形量也大。因此，在保证桁架结构具有足够性的承载能力的前提下，应用到最小的焊缝尺寸，特别是小焊缝的尺寸。应用到的焊缝尺寸不能过小，进行桁架焊缝尺寸越小，缝隙冷却速度越快，就会导致容易产生裂纹、局部焊缝区域硬度较高等各种焊接缺陷；在实际实践过程中，应该基于经验，鉴于材料厚度，焊缝选择过程中允许的最小尺寸。
（2）尽可能采用双面焊接方式设计。如果进行焊接的焊缝接近或过于集中，这就会容易产生进行焊接部分应力和发生局部刚性。所以焊接接缝数量要合理，均匀布置，尽可能在焊接中心轴线对称线分布，使用双面焊缝焊接设计，使得焊缝因弯曲变形而相互抵消。
3.2 工艺措施
（1）自动扶梯的桁架中选择合适的焊接工艺参数。首先预置几个系列工艺参数，通过使用每组工艺参数进行焊接，然后从不同的焊缝根据外观、强度等多个方面进行工艺质量评价，再次根据评价结论来进行焊接参数值的确定，形成焊接工艺参数的规格，例如电源种类、焊丝直径、焊接电流、电压等工程焊接参数严格执行焊接工艺规程。进行桁架焊接工艺过程参数的选择要根据桁架型材来确定材料的厚度及材质，随着实际应用材料厚度的增加，应增加焊接电流。进行焊接速度要适中，应用材料越厚，需要焊接技术应用电流越大，焊接速度稍慢。在应用条件具备情况下，逐步提高桁架焊接自动化水平，提高焊接工作效率，减少焊接变形。
（2）鉴于焊缝中段长度很长，要合理选择焊接工程。桁架焊接应用顺序对变形的影响显着，桁架进行焊接顺序是合理的，焊接发生变形可以通过自由收缩进行焊接工程相互抵消；而焊接顺序如果不合理，就会导致焊接变形会相互重叠。一般情况下，焊接变化顺序能够改变焊接残余应力状态的分布，减少焊接发生外形。进行桁架焊接时，桁架在焊接平台上，用专用夹具进行固定，长焊接的连续固定焊点，然后添加焊接。
（3）采用刚性固定夹具进行固定，焊接工艺在完全冷却之后再取出进行焊胎。刚性固定夹具装配方法是使用夹具或刚性工具将焊接部件进行固定，并能有效地控制焊接部件变形角度和弯曲变形等。通过对桁架进行定位和夹紧设计，将桁架进行固定，防止焊接变形，夹紧力越大，发生变形可能性越小，在能够保证桁架承载能力的前提下，选择最合理的夹紧力，可以最小化保证焊接变形的发生。
（4）反变形法，留有余量，能够有效性减少桁架焊接变形发生。进行焊接工程之前事先根据经验或估计桁架焊接变形发生尺寸大小和方向，在焊接组装期间放置一个相反变形以抵消可能发生的焊接变形。
结束语：随着我国社会不断发展建设，房地产以及公共交通等多个方面都得到了显而易见发展建设。因此，人们对于自动扶梯的需求，整体呈现出上升趋势。其中自动扶梯之中的桁架部分属于是自动扶梯的核心结构，自动扶梯中桁架部分型号和规格非常多，进行焊接缝隙的数量非常巨大，当前情况来说，中国国内自动扶梯制造商一般采用手动焊接方式进行生产。然而，当前情况属于是劳动力成本呈逐渐增加的趋势，工人对于他们的工作环境要求越来越高，这就导致自动扶梯桁架手动焊接模式难以满足大规模生产自动扶梯的要求。
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论文作者:李超华
论文发表刊物:《基层建设》2016年36期
论文发表时间:2017/3/29
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