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浅谈电力铁塔四主材塔座的加工方法
摘 要：本文主要分析了电力铁塔四主材塔座结构具备的特点，并指出了加工四主材料塔座过程中存在的工作难点。根据加工难点指出电力铁塔四主材塔座结构的焊接方法、焊接变形放样、加工尺寸以及焊接裂纹放样方法，从而帮助提高电力铁塔的生产效率及产品质量，帮助减少生产费用。 关键词：电力铁塔；塔座结构；加工；四主材塔座 中图分类号：TM75 文献标识码：A 近年来，随着我国社会经济实力不断增强，电网建设企业也获得了较快发展。电网中随着输电线路电压等级越高，其对于杆塔荷载以及输电容量要求就会越高，输电容量、杆塔荷载会随着电业等级的增加而增大，另外对于线路具有的安全性也有较高的要求。除此之外，电力铁塔具有的复杂性也会增加，为了满足实际生产需求市场上也不断推出了新型塔型。所以，铁塔生产企业应不断更新铁塔结构的加工工艺、改善加工技术，提高电力铁塔的生产效率。本文介绍的四主电力铁塔设备是一种具有高安全性以及大荷载能力的塔型，其适合应用在复杂地形输电线路中以及荷载线路中。其中四主材铁塔属于单腿截面具有四根角钢铁塔类型，给类铁塔在进行加工过程中，对塔座急性加工的步骤是整个加工过程的难点。 1 分析电力铁塔四主材铁塔塔座结构情况 从图1中可以看出电力铁塔圆形塔座底板结构中焊接有4根主材，其中与上段腿部主材结构与十字连板相连接构成主材夹缝上端，十字连板与主材用螺栓结构连接在一起。其中与上部人字材结构相连接的靴板被焊接在主材接缝下端结构，并且主材塔座底板与靴板焊接在一起。另外，在主材内侧结构中焊接有四块靴板，并且这四块靴板无孔。由八块环形无孔加劲板结构将这四块靴板焊接起来。根据该类塔型具有荷载能力高的特点，其需要承受的压力以及拉力均比较大，所以通常将该主材以及板结构的厚度设计为16mm。 2 分析四主材铁塔塔座结构在加工过程中的难点问题 难点1：确定塔座环形无孔加劲板结构尺寸大小。由于这四根主材结构与水平线构成的角度值都不一致，因此造成这八块组焊板结构构成的角度值也存在差异。加上国内铁塔放样软件具有的功能作用仅适合使用在双主材塔、单主材塔等常规铁塔塔座的放样作业中，而不能帮助精确的确定四主材塔塔座结构尺寸大小。 难点2：整个四主材塔座结构工艺步骤中，组焊工艺就占了90%左右，所以如何消除由于焊接应力而造成组焊件结构裂纹情况，从而有效减少焊接应力对塔座焊接结构产生的变形作用。 难点3：所谓焊接应力指的是在进行刚才焊接过程中，因为输入的瞬时热集中度较高，从而使焊件出现局部高温情况，导致不均匀温度场出现。而受到高温影响的刚才会向外发生伸长、膨胀作用，但是由于受到周边钢材材料的限制，最终在焊件内部形成高热应力。而这一热应力会随着焊接时间的延长以及钢材温度的改变而形成焊接应力。如果焊接温度场消失后还存在部分应力，则称之为残余焊接应力。这一类型应力会对焊件材料具有的刚度、耐腐蚀性能、强度以及变形能力产生影响，从而造成镀锌后发生裂痕。所以，在对电力铁塔进行加工处理过程中需要将焊接残余应力这一因素考虑在内。 了解到残余应力对塔座结构的焊件产生的影响作用，可能与焊接工艺的步骤、焊件数量、布置位置以及焊接尺寸大小存在着一定联系。与普通双主材塔座以及单主材塔座相比，四主材铁塔塔座钢板需要的厚度值以及焊接数量、焊接范围相对来说都比较大。因此，确保四主材塔座结构不出现裂纹或者是变形情况，加工难度要比一般铁塔类型的加工难度大。所以，对铁塔进行加工时应从放样工作开始入手，帮助明确焊缝尺寸大小、焊件数量以及坡口形状，然后合理布置焊缝位置。在加工过程中选用合适的焊接布置、焊接工艺、合理装配，并合理选择刚性固定方法以及反变形措施，从而有效降低焊接残余应力对四主材塔座产生的影响作用。 3 分析四主材塔座结构的加工处理工艺 3.1 铁塔塔座结构的放样方法 （1）环形无孔加劲板尺寸大小的确定 应先在LPY 放样软件中设计好铁塔主体结构，并在主体结构的三维状态下直接采用CAD三维画图软件来帮助绘制出塔座结构的组焊外形。绘制出的环形版图中，由八个平行四边形组合构成了八块环形无孔加劲板结构，这8块加劲板结构位于环形塔座结构中。这几块无孔加劲板结构形成的板边以及角度值就是实际工作中需要利用的一组数据。最重要的一个步骤就是将三维图形准确的转换成平面状态，从而帮助有效测量无孔加劲板结构的尺寸大小。可以利用CAD软件中的渲染功能以及三维建模功能，把塔座结构的三维透视图形变成三维实体形态。在实现三维实体图形的构筑工作之后，可以采用布尔运算帮助从实体中单独抽出8块环形板结构。在获得需要的板形后，把每一块板都复制到平面结构中，从而实现放样工作，并将获得的样板送至相应的车间中完成加工处理。 （2）在进行放样作业中应将焊接残余应力对电力铁塔塔座结构产生的影响作用考虑在内 为了有效控制焊接残余应力的影响作用，降低焊件变程度，确保焊件顺利完成装配工作，可以在放样工序中通过增加十字连接板和四主材结构组焊缝隙来实现，将1mm间隙扩大到2mm间隙。适当缩小主材与人字材靴板焊接尺寸，确保焊接尺寸符合塔座结构设计的抗压能力以及抗拉能力，连板坡口大小设定为2mm～3mm。 3.2 对四主材塔座结构进行车将加工 在对电力铁塔四主材塔座结构进行加工处理时应严格根据焊接残余应力对塔座焊件结构产生的影响作用，严格遵循其与焊接尺寸、焊件布置位置、焊接数量以及焊接布置之间的联系规律。选用恰当的装配，设定合理的焊接方向以及焊接步骤：首先应对工作中受力较大以及收缩量比较大的焊缝进行焊接处理，并对焊缝进行锤击处理，严格按照分时分次的焊接工作方法来完成塔座结构的加工工作。在焊接塔座过程中可以划分为四次组装过程。 （1）根据双主材塔座组装焊接工艺，对塔座底板、主材及其对应的人字材连接靴板进行组装。焊接完成后通过手锤方式敲打焊件，从而帮助抵消应力作用，并使焊件结构在自然环境下进行冷却，冷却时间为12h，不摘除十字连板穿销钉。 （2）安装两根主材结构及其对应的无孔靴板，由于第一次焊接施工产生应力作用，所以在组装中存在安装困难时可以采用千斤顶将主材下部顶住，定位好穿销钉后进行电焊，最后在安装无孔靴板。这里的焊接步骤与第一次焊接方法相同。 （3）环形无孔加劲板进行焊接处理。这一次焊接过程中留下其中的一块加劲板，不对其进行焊接，其余加劲板的焊接方法与第一次焊接方法相同。完成焊接工作后将黄油涂抹在未经过施焊处理的旱缝结构中，确保在进行镀锌操作时该部位不会镀上锌，方便今后进行施焊处理。黄油的效果比油漆效果好，因为黄油镀锌之后可以将其刮除，如果采用油漆的话就需要利用焊枪来吹才能将十字连板拆除。 （4）完成镀锌后实行焊接处理，首先将十字连板穿销钉安装好，在将预留下来的环形无孔加劲板进行焊接、喷锌，焊接方法与上述焊接工艺相同，然后结束此次塔座焊接作业。 结语 综上所述，上述焊接工艺应用在电力铁塔四主材铁塔塔座加工处理过程中，实现了通孔率良好，塔座变形程度小，达到了电力四主材铁塔塔座结构的设计要求。本文所介绍的四主材铁塔塔座焊接工艺，在对塔座结构加工过程中能帮助提高焊接加工效率，帮助大大减少了生产所需成本费用。应用在实际工作中获得了较高的一次质量合格通过率，大大提高了电力企业的生产能力，所以在实际工作中可以推广采用此方法。 参考文献 [1]邓志靖.浅谈电力铁塔四主材塔座的加工方法[J].沿海企业与科技，2012（10）：84-85. [2]冯金良.常用电力铁塔螺栓加工工艺及残余应力浅析[J].机械工业标准化与质量，2012（02）：28-31.
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