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简介（作者编辑）：大型钢吊车梁的制作.doc
摘要（系统识别）：
大型钢吊车梁的制作
第1章摘要：
本文介绍了大型钢吊车梁的单元制造流水线，变形的矫正，焊接顺序及胎具、吊具的运用。
关键词：单元件制造反向变形刨平顶紧无余量下料
第2章工程概况：
大转炉工程钢结构制作工作量为2.8万吨，钢吊车梁的制作量5000吨左右，厂房内天车起重
量大，又属于重型工作制。特别是接受跨，最大天车为200t/63t/20t两台，最大轮压490kw/台，
小车重量102t/台，天车总重量399t/台。工作制为A7,轨道采用Qu120。最大柱间跨距24.5m。吊
车梁采用焊接工字钢。最大的吊车梁截面为-900*48，-3104*28，-800*48，自重36.8t。吊车梁支
座一律为平板式支座，采用螺栓与柱子连接，上翼板与柱子采用绞板、销钉连接。因吊车梁截面
大，长度长，自重大，钢板厚等特点，施工任务又重，这对整个施工加大了难度。
第3章吊车梁的基本结构
吊车梁是由上翼板、下翼板、腹板、薄板、端头板组成，它的俯视和正视均为“一”字型，
断面为“工”字型制作特点，(1)部件下料几何尺寸严格，边沿整齐。(2)组对尺寸水平度、垂
直度、精确度要求严格、准确。(3)焊接量大，自身质量大，翻转移位困难。(4)焊接工艺复杂
,变形不易控制。(5)制作场地放样平台需平整。(6)
吊车梁组拼时，不能在翼板、腹板上任意打火与焊接临时部件，腹板与翼板采用k形焊缝，
均要求坡口焊透，焊缝质量二级。因以上特点这给大型吊车梁的作带来更大的困难。
第4章钢吊车梁的单元划分
1由于钢梁的板厚，长度大，部件数量多，但尺寸统一，适合大批量板件进行流水线生产。
确定其板件尺寸，绘制排版图，进行钢板定尺，统一下料，大大减少损耗量，工作工期，提高了
流水线工作胎架的利用率，工位数也降低了。我们把吊车梁划分为5个单元，上、下翼板单元，腹
板单元，支座板单元，加筋板单元。
2单元制造流水线
钢吊车梁分解后的单元件按类型设置生产流水线，单元件制造工序为：材料预处理一一划线
一下料一一拼接一一焊接一一矫正一一存放。
3单元件制造中的应用技术
3.1火焰半自动切割及无余量下料
单元件的零件在火焰切割机上切割时，将焊接收缩量及切割缝量等要考虑到，使切割好的零
件制作成后无余量成品。切割几何尺寸=施工图几何尺寸+焊接收缩量+切割缝余量，无余量下料就
是将零件一次下料后，经过单元件装焊矫正后，到钢梁拼装施工焊后，其零件经过多次冷热处理
，最终零件尺寸的变化正好是施工完后的所需尺寸，这样零件不需二次切割加工，既节约钢材又
节省大量劳动力。
无余量下料切割尺寸的确定使用倒推法，首先确定钢梁完工后，所需零件尺寸，再加上钢梁
上、下翼板的对接拼板施焊的收缩量，拼装成型梁施焊的收缩量，单元件的切割余量，即为无
余量下料的切割尺寸。这些收缩变化量要经过大量的模拟式试验数据，实践操作累计分析得到。
一般情况下，火焰自动切割余量为1`2mm,钢板厚L>20mm时，使用自动切割割嘴型号2#氧气气体
压力0.160.41Mpa,乙炔气压力0.02Mpa,气割速度在250~380mm/min,而H型钢的组对焊接，与筋
板的多少，翼、腹板的厚度等情况而定，如某条天车梁48mm的翼板，28mm腹板，筋板为共10
对20块，经过试验与实践操作，焊接收缩余量在10mm15mm左右。断面高h=1200mm>1000mm,
四条纵焊缝每米共缩0.2mm,焊透梁高收缩1.0mm,每对加劲焊缝。梁的长度收缩0.5mm,收缩量L=0.
2*24.5+1.0+0.5*10。
3.2装配元件
1)钢吊车梁制作易变形，制作变形分两种情况：一是下料、组对、堆放不合理造成的变形，
二是焊接工艺不合理造成的应力变形，变形的形式主要有上、下翼板弯曲变形（侧弯）上拱、下
拱变形，扭曲变形三种，变形的因素：腹板因下料边缘不齐和组对不平整会造成上拱、下拱变形
。因火焰切割下料，翼板两边切割受热的时间和温度差异，以及焊接顺序，焊缝的高度、宽度不
同而造成侧弯变形，梁翻转、固定，支垫不合理造成的扭曲变形。
2）根据以上变形情况制定反变形焊接、胎具组对等措施：
a.首先合理下料
几何尺寸（包括焊接收缩余量，切割余量）长度偏差不大于±3m,上、下翼板的不直度不大
于±5mm,腹板上、下边缘不直度不大于±5mm,高度不大于±2mm,部件划线精度控制在2mm,对
角线不大于3mm,火焰切割割纹深不大于1mm,所有划线和下料后及组对前必须进行尺寸复核，并做
必要休整，确保组对的精确度。经过实验操作，假设以腹板与翼板垂直90°焊接，焊后翼板与腹
板的角度a=98°，取a=91°、93°、95°、97°、98°，a1为焊后角度取最大值，
如下表所示：
b.反变形控制
钢板组对时，在焊缝处反向垫高，反向变形控制。腹板与上、下翼板采用坡口焊接，使用组
对胎具如图1.胎具的角度可根据梁的高度而定，胎具上的腹板与腹板拼按的角度>90度（具体角
度根据实验数据与现场操作经验数据而定，如腹板28mm、翼板48mm的天车梁，插入选用拼接角
度为97度，翼板与腹板焊缝采用埋弧自动焊，反面气刨清根自动焊接。
C.H型钢及单元件的矫正
因吊车梁自重大，截面大，采用两台天车进行起吊，采用如图2机具，使施工工序减少，安
全性系数高，施工简便，又便于H型钢的翻身，因H型钢截面大，通过天车吊住H型钢、进行矫
正机矫正。
三角形火焰烘烤矫正，对于单元件的小部位矫正、钢板的侧弯矫正，利用热胀冷缩的原理，
因钢板冷缩的变形量大于热涨的变形量，三角形加温点的分布多少应视弯曲变形的轻重而异，如
图3：某吊车梁腹板厚28mm,长度25.176m,切割下料后宽弯10mm,但温度一定要控制在650℃~900
℃之间。如图3编号1加温在850°，2加温在780°，3加温在750°，4加温在700°，5加温在
650°。经过加温烘烤，自然冷却后宽弯曲值△=士1mm。
摘要（系统识别）：
大型钢吊车梁的制作
第1章摘要：
本文介绍了大型钢吊车梁的单元制造流水线，变形的矫正，焊接顺序及胎具、吊具的运用。
关键词：单元件制造反向变形刨平顶紧无余量下料
第2章工程概况：
大转炉工程钢结构制作工作量为2.8万吨，钢吊车梁的制作量5000吨左右，厂房内天车起重
量大，又属于重型工作制。特别是接受跨，最大天车为200t/63t/20t两台，最大轮压490kw/台，
小车重量102t/台，天车总重量399t/台。工作制为A7,轨道采用Qu120。最大柱间跨距24.5m。吊
车梁采用焊接工字钢。最大的吊车梁截面为-900*48，-3104*28，-800*48，自重36.8t。吊车梁支
座一律为平板式支座，采用螺栓与柱子连接，上翼板与柱子采用绞板、销钉连接。因吊车梁截面
大，长度长，自重大，钢板厚等特点，施工任务又重，这对整个施工加大了难度。
第3章吊车梁的基本结构
吊车梁是由上翼板、下翼板、腹板、薄板、端头板组成，它的俯视和正视均为“一”字型，
断面为“工”字型制作特点，(1)部件下料几何尺寸严格，边沿整齐。(2)组对尺寸水平度、垂
直度、精确度要求严格、准确。(3)焊接量大，自身质量大，翻转移位困难。(4)焊接工艺复杂
,变形不易控制。(5)制作场地放样平台需平整。(6)
吊车梁组拼时，不能在翼板、腹板上任意打火与焊接临时部件，腹板与翼板采用k形焊缝，
均要求坡口焊透，焊缝质量二级。因以上特点这给大型吊车梁的作带来更大的困难。
第4章钢吊车梁的单元划分
1由于钢梁的板厚，长度大，部件数量多，但尺寸统一，适合大批量板件进行流水线生产。
确定其板件尺寸，绘制排版图，进行钢板定尺，统一下料，大大减少损耗量，工作工期，提高了
流水线工作胎架的利用率，工位数也降低了。我们把吊车梁划分为5个单元，上、下翼板单元，腹
板单元，支座板单元，加筋板单元。
2单元制造流水线
钢吊车梁分解后的单元件按类型设置生产流水线，单元件制造工序为：材料预处理一一划线
一下料一一拼接一一焊接一一矫正一一存放。
3单元件制造中的应用技术
3.1火焰半自动切割及无余量下料
单元件的零件在火焰切割机上切割时，将焊接收缩量及切割缝量等要考虑到，使切割好的零
件制作成后无余量成品。切割几何尺寸=施工图几何尺寸+焊接收缩量+切割缝余量，无余量下料就
是将零件一次下料后，经过单元件装焊矫正后，到钢梁拼装施工焊后，其零件经过多次冷热处理
，最终零件尺寸的变化正好是施工完后的所需尺寸，这样零件不需二次切割加工，既节约钢材又
节省大量劳动力。
无余量下料切割尺寸的确定使用倒推法，首先确定钢梁完工后，所需零件尺寸，再加上钢梁
上、下翼板的对接拼板施焊的收缩量，拼装成型梁施焊的收缩量，单元件的切割余量，即为无
余量下料的切割尺寸。这些收缩变化量要经过大量的模拟式试验数据，实践操作累计分析得到。
一般情况下，火焰自动切割余量为1`2mm,钢板厚L>20mm时，使用自动切割割嘴型号2#氧气气体
压力0.160.41Mpa,乙炔气压力0.02Mpa,气割速度在250~380mm/min,而H型钢的组对焊接，与筋
板的多少，翼、腹板的厚度等情况而定，如某条天车梁48mm的翼板，28mm腹板，筋板为共10
对20块，经过试验与实践操作，焊接收缩余量在10mm15mm左右。断面高h=1200mm>1000mm,
四条纵焊缝每米共缩0.2mm,焊透梁高收缩1.0mm,每对加劲焊缝。梁的长度收缩0.5mm,收缩量L=0.
2*24.5+1.0+0.5*10。
3.2装配元件
1)钢吊车梁制作易变形，制作变形分两种情况：一是下料、组对、堆放不合理造成的变形，
二是焊接工艺不合理造成的应力变形，变形的形式主要有上、下翼板弯曲变形（侧弯）上拱、下
拱变形，扭曲变形三种，变形的因素：腹板因下料边缘不齐和组对不平整会造成上拱、下拱变形
。因火焰切割下料，翼板两边切割受热的时间和温度差异，以及焊接顺序，焊缝的高度、宽度不
同而造成侧弯变形，梁翻转、固定，支垫不合理造成的扭曲变形。
2）根据以上变形情况制定反变形焊接、胎具组对等措施：
a.首先合理下料
几何尺寸（包括焊接收缩余量，切割余量）长度偏差不大于±3m,上、下翼板的不直度不大
于±5mm,腹板上、下边缘不直度不大于±5mm,高度不大于±2mm,部件划线精度控制在2mm,对
角线不大于3mm,火焰切割割纹深不大于1mm,所有划线和下料后及组对前必须进行尺寸复核，并做
必要休整，确保组对的精确度。经过实验操作，假设以腹板与翼板垂直90°焊接，焊后翼板与腹
板的角度a=98°，取a=91°、93°、95°、97°、98°，a1为焊后角度取最大值，
如下表所示：
b.反变形控制
钢板组对时，在焊缝处反向垫高，反向变形控制。腹板与上、下翼板采用坡口焊接，使用组
对胎具如图1.胎具的角度可根据梁的高度而定，胎具上的腹板与腹板拼按的角度>90度（具体角
度根据实验数据与现场操作经验数据而定，如腹板28mm、翼板48mm的天车梁，插入选用拼接角
度为97度，翼板与腹板焊缝采用埋弧自动焊，反面气刨清根自动焊接。
C.H型钢及单元件的矫正
因吊车梁自重大，截面大，采用两台天车进行起吊，采用如图2机具，使施工工序减少，安
全性系数高，施工简便，又便于H型钢的翻身，因H型钢截面大，通过天车吊住H型钢、进行矫
正机矫正。
三角形火焰烘烤矫正，对于单元件的小部位矫正、钢板的侧弯矫正，利用热胀冷缩的原理，
因钢板冷缩的变形量大于热涨的变形量，三角形加温点的分布多少应视弯曲变形的轻重而异，如
图3：某吊车梁腹板厚28mm,长度25.176m,切割下料后宽弯10mm,但温度一定要控制在650℃~900
℃之间。如图3编号1加温在850°，2加温在780°，3加温在750°，4加温在700°，5加温在
650°。经过加温烘烤，自然冷却后宽弯曲值△=士1mm。
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