信息化背景下论港口机械金属结构制造典型质量问题及处理

工作，事后进行检验，对出现的质量问题，使用恰当的处理方法。

关键词 港口机械金属结构；质量问题；处理

1 概论

港口是水路运输的连接点，是实现水运、铁路、公路之间综合运输的交通枢纽。港口不仅在货物和旅客的运输过程中，对提高车船的周转，提高运输速度以及减少运输成本有着关键的作用，它还促进港口城市的进步，是我国对外实行开放的关键门户。

金属结构是以金属材料轧制成的型钢和钢板作为基本的构件，使用铆、焊等连接方法，依据一定的结构组成规则连接，组成可以承受载荷的结构物。金属结构是机械设备的骨架，承受以及传递机械装备负担的各类工作载荷、自然载荷和自重载荷。它是机械设备的关键组成部分，有着骨架的作用。金属结构包括格构和板梁结构。格构结构由二力杆件连接而成，它的特点是杆件长度尺寸非常大，截面尺寸非常小。格构式结构用型钢制作而成，大部分做成桁架以及格构柱。板梁结构由薄板焊接而成，特点是长度以及宽度尺寸非常大，厚度不大。所以实腹式结构也叫作薄壁结构，这种结构自重非常大，制造方便，格构式结构自重比较小，工艺非常复杂。

港口机械金属结构由于受力非常复杂，动态性质明显，在运行的时候，会出现焊缝或母材开裂等问题，给港口的生产造成非常大的安全问题。这些问题的原因，有很多是制造方面存在问题。

2 原材料质量问题和处理方法

2.1 麻点板

麻点是钢材表面经常见到的缺陷，钢板轧制以及存储的时候都会出现麻点缺陷。对于这种问题的处理，关键通过缺陷的深度以及缺陷的面积两方面进行判断。对缺陷深度超过板厚的20%，面积大于板面的2%的钢板加以更换，没有超过这个数值的可以使用打磨、焊接等方法加以修补，但修整以后所有部位的厚度都不可以减少到公称厚度的93%，减薄量应该小于3mm。

2.2 分层

分层是不可以有的缺陷，但是这种问题经常出现。这种问题的存在使分层区钢板受到荷载的厚度减小，使钢板的承载能力下降，在缺陷的边缘有应力集中。港口机械金属结构使用的钢板非常多，类型很多，对每个钢板都进行检测是不现实的。一般，对以受拉为主的断裂危险构件以及有着Z向性能的钢板在下料前做超声波检测，如果有问题，直接作废。对于别的部位使用的钢板，如果在下料切割的时候或焊缝无损检测时出现层状缺陷，需要找出缺陷的类型和面积，按照母材轧制缺陷的相关规定加以处理[1]。

2.3 表面裂纹

裂纹是钢材表面的一种轧制问题，通常平行或垂直于轧制方向。对于这种裂纹，需要对钢材进行取样复试的基础上加以处理，如果力学方面的性能、化学方面的性能和金相分析达标，则按照裂纹的深度、长度状况，使用修磨、焊补的方法。

3 下料切割质量问题和处理方法

3.1 零件尺寸偏差超标

这种问题的主要表现形式是零件长度、宽度等几何尺寸偏差超标，切割自由边和板面不垂直，切割以后钢板翘曲、形状变化。对于零件尺寸偏差的处理，需要依据具体状况进行确定，处理方法应该尽量减少对以后的工序的影响，不出现或少出现附加应力。

3.2 焊缝坡口开设质量不达标

这种问题的主要表现形式是焊接坡口尺寸偏差超过标准值，坡口方向开设不正确，切割面不够光滑，切割面有缺口等。处理方法可以使用热切割、机械加工以及打磨等方法。对切割面深度超过5mm的凹槽，可以使用焊接的方法加以修补。

3.3 厚薄板过渡斜边长斜度超标

对于两个构件板厚差大于6mm的对接焊缝，还有不同板宽之间的对接焊缝，为了减小应力集中，需要在厚板或宽板上开设大于1：2.5的过渡斜坡。切割线不超过60mm的斜坡加工可以使用火焰进行切割，在切割的时候，经常出现斜度太大或太小的状况，并对母材造成损害。所以，对于过渡斜边的加工，需要尽量使用机械加工的方法，以得到达标的斜度以及表面质量[2]。

4 拼板焊接质量问题和处理方法

4.1 拼板对接焊缝角变形超差

对于拼板焊缝，当前制造厂通常使用线能量非常大的埋弧焊加以焊接。在得到非常好的焊接质量的同时，焊件也由于焊缝收缩造成了非常大的形状变化，焊后火焰校正并辅以重砣压制。反面清根以后进行焊接的时候，焊接方向需要和第一面相反。

4.2 对接焊缝错位超差

造成错位量超差的原因是焊前装配的时候接头没有对中使得错位量超差，还有一种是焊接的时候出现的焊接应力使得定位焊开裂失效而出现错位。预控方法是焊之前强化检验，使接头对中非常好，还要检查定位焊的长度以及数量来保证正确的装配对中。事后处理方法是碳刨或割除焊缝以后，再次制备坡口，再次进行装配焊接。

4.3 引熄弧板设置不标准，使焊缝端部缺陷

坡口焊缝的端部由于引熄弧机理，比别的地方更容易出现缺陷。门机金属结构制造的时候以及运行的时候，对接焊缝开裂的关键原因是焊接的时候引熄弧板设置不恰当或没有设置，使得引熄弧板和构件连接的地方出现了裂纹。引熄弧板规格应该是80mm×100mm，引熄弧长度需要超过40mm，而且需要和母材一样的材质、一样的厚度、一样的坡口类型。

5 结构件装配质量问题和处理方法

5.1 结构件轴线直线度超差

港口机械在焊接完以后，整體轴线在给定平面里出现直线度超差的问题，使得以后的装配质量以及构件承载力下降。在构件制造的时候，需要科学搭设胎架，使用合适的装配顺序，严格依据拟定的焊接顺序进行焊接。尤其是在焊接的时候需要强化尺寸的监督控制，出现问题需要立刻调整焊接的方向[3]。

5.2 角焊缝装配间隙太大

由角焊缝连接的构件需要尽量贴紧，根部间隙不要超过5mm，板的厚度超过70mm的钢板或型材的最大的装配间隙是8mm，装配间隙大于2mm的焊缝，它的焊脚高度也需要加大2mm，在结构件制作的时候，角焊缝装配间隙超差的问题经常出现。如果超差量比较小，可以运用加衬垫堆焊的方法修整到规定的间隙以后进行焊接。如果超差量在两倍薄板板厚或20mm以内，焊补的时候不要一次焊接成型，若一次焊接成型会出现非常大的焊接收缩应力，造成焊缝开裂。

5.3 定位焊开裂

定位焊焊接材料以及焊接的状况需要和正式焊缝一致，焊缝高度以设计高度的2/3为最佳，焊缝的长度在10mm～30mm之间，间距在100mm～300mm之间，约束大的地方需要增加定位焊。如果定位焊有开裂、夹渣等问题，需要进行清除。

5.4 隔板装配质量问题

隔板装配质量包括隔板自身的预制质量以及在构件中的装配质量。在隔板预制的时候，最關键的质量问题是焊接变形，还有焊接变形造成的隔板几何尺寸的超差。在预制的时候，需要使用靠山进行定位，还要校核对角线、垂直度和外形的尺寸，它的误差需要小于2mm。拼接焊缝两端需要加引熄弧板，焊完依据设计要求加以探伤，还要进行火工校正。对于内圈有加强筋的隔板，需要先进行圆弧段的焊接，以对焊接的变形加以控制。在隔板的三、四面成型装配中，需要注意隔板和腹板、上下翼板的装配间隙，还有相互间的垂直度，相邻两个隔板间的开档的尺寸。

5.5 结构件细部处理不当

非常好的结构件细部处理可以很好地减小连接的地方的应力集中。钢结构细部处理的标准是：结构件焊缝到边缘的距离需要大于10mm，钢板折弯的地方和十字接头的地方的筋板需要正对折弯线，其偏差需要不超过0.1t，而且小于3mm，在腹板以及翼板过渡的地方按图一进行焊接，光滑过渡。

6 火焰矫正质量问题和处理方法

火焰矫正是校正金属结构的平整度、扭曲度等经常用到的方法。在矫正的时候，由于火焰矫正不恰当，使得钢板过烧、硬度加大的问题经常出现。在操作的时候，需要选择有着充足经验的熟练工人来操作，先找到形状变化的原因，然后制定合理的矫正方案。矫正的时候需要科学地控制钢板的温度，加热的地方以及加热的方向，监督控制形状变化的情况，防止矫正过度。相同的部位加热次数应该小于3次，低合金钢不可以进行浇水冷却。

7 结束语

水路运输是一种非常好的运输方式，和铁路和公路运输相比，有着很多优点：占地少、基本建设投资不多、运量非常大、运费非常低。港口作为水陆运输的连接点，有着非常重要的作用。港口机械金属结构的制造方面还有很多问题，对港口机械金属结构制造中的原材料质量问题、下料切割质量问题、拼板焊接质量问题、结构件装配质量问题、火焰矫正质量问题进行分析，并提出处理方法。

参考文献

[1] 周辉.在港口机械金属结构应力中在线监测安全评估系统的应用浅析[J].科技展望，2017，27（09）：118.

[2] 周向南.港口机械金属结构故障可视化及安全性评价系统研究[D].武汉：武汉理工大学，2011.

[3] 王碧涛.港口机械金属结构应力的在线监测安全评估系统研究[D].武汉：武汉理工大学，2008.

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