桁架式门式起重机的大型结构件焊接工艺是保障设备承载安全的核心技术,直接决定主梁、支腿等关键部件的力学性能与使用寿命。这一工艺体系的演进始终围绕材料升级、设备迭代与工况需求展开,从早期粗放操作逐步走向标准化、精细化,在造船厂、水电站等场景中形成了成熟的实践规范。

20 世纪 70 年代前,大型结构件焊接工艺处于粗放阶段,仅能满足中小型门机的基础制造需求。当时主流采用手工电弧焊,焊接材料以普通碳钢焊条为主,缺乏系统的工艺控制。大连起重机器厂 1958 年生产的 50 吨级门机主梁,因手工焊接时未控制焊接顺序,导致拼接后直线度偏差达 20 毫米,需现场火焰校正才能使用。水电站场景的问题更为突出,某水电站门机主梁与门腿端板的 T 形接头采用手工焊条电弧焊,因焊前未按要求预热(应 80-100℃)、焊后未保温,在超声检测中发现 450 毫米长的焊趾裂纹,裂纹深入端板 4 毫米,给设备运行埋下安全隐患。这一时期无统一焊接标准,焊缝质量全凭焊工经验把控,缺陷率常达 15% 以上,适配性局限于 100 吨以下、跨度 30 米以内的设备。
20 世纪 80 至 90 年代,设备大型化推动焊接工艺向高效化、规范化转型,技术引进与国产化创新同步推进。1980 年起,国内起重机制造厂开始引进西德利布赫尔公司技术,推广 Ar-CO₂混合气体保护焊工艺,配备西德 CLOOS 公司焊机与 K56 焊丝,焊接效率较手工焊提升 3-4 倍,焊缝质量可稳定达到 JB 二级以上标准。埋弧焊技术在主梁长焊缝焊接中广泛应用,葛洲坝水电站 200 吨级门机主梁采用埋弧焊打底、气体保护焊盖面的组合工艺,将焊缝探伤合格率从 65% 提升至 92%。这一阶段,行业开始建立焊接工艺评定制度,参照 DB37/T 2486 标准对焊接方法、参数进行验证,焊工需通过 TSG Z6002 考核方可上岗,彻底改变了 “凭经验施焊” 的传统模式。
如今,大型结构件焊接已形成 “焊前精准准备 - 多工艺协同施焊 - 焊后严格管控” 的标准化体系,深度适配超大型门机的制造需求。焊前准备环节实现精细化控制:板材采用数控切割加工坡口,对接前需进行喷砂除锈达 Sa2.5 级,Q345B 等低合金钢材焊接前预热至 80-150℃,焊材按标准烘干后存入保温箱待用,避免因受潮产生气孔缺陷。焊接过程根据结构特性匹配工艺:主梁翼板厚板对接采用埋弧焊,线能量控制在 50-150kJ/cm,确保热影响区韧性;支腿 T 形接头采用熔化极气体保护焊,配合分段退焊法减少变形,港珠澳大桥 900 吨级门机支腿焊接时,通过此工艺将接头变形量控制在 3 毫米以内。
焊后处理与检测形成闭环管控:重要焊缝需进行焊后消应力热处理,采用振动时效或局部退火消除残余应力;检测环节结合超声检测(符合 GB/T 11345 标准)与射线检测,二类焊缝验收等级严格遵循 GB/T 29712 标准,确保无裂纹、未熔合等致命缺陷。针对特殊场景,工艺适配性进一步增强:宝钢 1000 吨级门机焊接时,针对 Q460 高强钢选用 E6015 低氢型焊条,焊后保温 2 小时以上;沿海港口门机结构件焊接采用耐候钢专用焊丝,提升焊缝抗盐雾腐蚀能力。