一種大型筒式鋼制儲(chǔ)罐底板焊接方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種大型筒式鋼制儲(chǔ)罐底板焊接方法：首先，預(yù)制中幅板、邊緣板和壁板，并進(jìn)行罐底板的鋪設(shè)；其次，在中幅板的橫向短接縫焊接完成后，采用裝配卡具對(duì)中幅板與邊緣板的搭接部分進(jìn)行固定，再進(jìn)行每帶中幅板的焊接；然后，對(duì)邊緣板進(jìn)行局域劃分，采用對(duì)稱隔縫跳焊法和多層多道焊對(duì)對(duì)接焊縫施焊；邊緣板焊接完成后，在罐內(nèi)側(cè)一周的邊緣板上設(shè)置加固裝置，再逐一完成壁板與邊緣板的焊接；最后，拆除裝配卡具，分區(qū)域?qū)ΨQ焊接中幅板與邊緣板搭接焊縫，完成底板的焊接。本發(fā)明采用了適當(dāng)?shù)难b配和合理的焊接順序，在大面積薄板焊接施工過程中，有效地控制了焊接應(yīng)力的集中，減小了焊接變形。
【專利說明】
-種大型筒式鋼制儲(chǔ)罐底板焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及設(shè)備焊接方法，特別設(shè)及一種大型筒式鋼制儲(chǔ)罐底板焊接方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 儲(chǔ)値値底板多義用16MnR鋼制造，是由外圍一周板厚16mm的邊緣板和板厚8mm的中 幅板搭接焊接而成。罐底板與最后一帶壁板之間圓周角焊縫連接，由于此處受力較大，此處 焊接之后將產(chǎn)生較大的收縮力，必須采取適當(dāng)?shù)难b配、焊接順序。否則，很容易使罐底板產(chǎn) 生失穩(wěn)變形、使之離開漸青砂漿墊層向上拱起高達(dá)幾公分。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種焊接順序合理、壁板與邊緣板 之間的焊接收縮不影響中幅板之間焊接的大型筒式鋼制儲(chǔ)罐底板焊接方法。
[0004] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種大型筒式鋼制儲(chǔ)罐底板焊接方法，包括W下步 驟：
[0005] (1)預(yù)制中幅板、邊緣板和壁板，并進(jìn)行罐底板的鋪設(shè)；
[0006] (2)對(duì)中幅板的橫向短接縫采用反變形措施利用多層多道焊完成焊接，使其焊接 為長(zhǎng)條帶狀，此時(shí)，連接而成的長(zhǎng)條板的焊接處于自由收縮狀態(tài)；
[0007] (3)在中幅板與邊緣板的搭接部分采用裝配卡具進(jìn)行固定；
[000引（4)采用由內(nèi)到外分段倒退焊將每帶中幅板依照由內(nèi)到外的順序逐帶連接起來， 并采用多層多道焊多次成型，完成中幅板的焊接；
[0009] (5)中幅板焊接完成后，調(diào)整與邊緣板伸縮縫的搭接量，切割不規(guī)則的多余部分；
[0010] (6)將呈環(huán)形分布的邊緣板進(jìn)行局域劃分，并在各自對(duì)應(yīng)的區(qū)域內(nèi)，對(duì)對(duì)稱的對(duì)接 焊縫從中間向兩側(cè)進(jìn)行定位焊；
[0011] (7)待各自區(qū)域內(nèi)的定位焊完成后，采用對(duì)稱隔縫跳焊法和多層多道焊對(duì)對(duì)接焊 縫施焊，每焊接完一層進(jìn)行清理打磨，同時(shí)輔W鍵擊，完成邊緣板的焊接；
[0012] (8)邊緣板焊接完成后，將壁板同軸放置在環(huán)形邊緣板上；
[0013] (9)在罐內(nèi)側(cè)一周的邊緣板上設(shè)置一圈槽鋼，并在底板拱起的部位壓平后固定筋 板，所述槽鋼和筋板組成底板加固裝置；
[0014] (10)對(duì)壁板與邊緣板的圓周角焊縫劃分對(duì)稱區(qū)域，在對(duì)稱區(qū)域內(nèi)沿同一方向分段 倒退焊，逐一完成壁板與邊緣板的焊接，待圓周角焊縫冷卻后，拆除步驟(9)中的加固裝置；
[0015] (11)拆除步驟(3)中的裝配卡具，并依照步驟(6)和步驟(7)邊緣板焊接方法，分區(qū) 域?qū)ΨQ焊接中幅板與邊緣板的搭接焊縫，完成底板的焊接；
[0016] (12)底板焊接完成后，做真空試漏檢查、消除殘余應(yīng)力、并實(shí)測(cè)檢查平整度。
[0017] 步驟(3)中所述的裝配卡具為L(zhǎng)型結(jié)構(gòu)，其短邊的端部固定在所述邊緣板上，其長(zhǎng) 邊與所述中幅板相卡和。
[0018] 步驟(9)中所述的槽鋼采用弧形構(gòu)件加工技術(shù)加工而成;所述筋板為直角Ξ角型 結(jié)構(gòu)，其直角邊一側(cè)壓在所述槽鋼上，一側(cè)與壁板內(nèi)側(cè)固定連接。
[0019] 本發(fā)明的有益效果是：
[0020] 1、本發(fā)明邊緣板與中幅板之間的搭接焊縫采用裝配卡具進(jìn)行固定，不阻礙底板焊 接的收縮變形，使它能夠比較自由的收縮；
[0021] 2、本發(fā)明焊接壁板與底板圓周角焊縫時(shí)，采用槽鋼和筋板進(jìn)行加固，有效控制底 板焊接變形；
[0022] 3、本發(fā)明采用了合理的焊接順序，在大面積薄板焊接施工過程中，有效地控制了 焊接應(yīng)力的集中，減小了焊接變形。
【附圖說明】
[0023] 圖1:本發(fā)明中幅板焊接順序示意圖；
[0024] 圖2:本發(fā)明裝配卡具結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025] 圖3:本發(fā)明邊緣板焊接順序示意圖；
[0026] 圖4:本發(fā)明加固裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027] 附圖標(biāo)注：1、中幅板;2、邊緣板;3、中幅板與邊緣板的搭接焊縫;4、裝配卡具;5、壁 板;6、槽鋼;7、筋板。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0029] 如附圖1至圖4所示，一種大型筒式鋼制儲(chǔ)罐底板焊接方法，包括W下步驟：
[0030] -、預(yù)制中幅板1、邊緣板2和壁板5,并鋪設(shè)底板
[0031] 中幅板1由若干矩形鋼板構(gòu)成，邊緣板2由若干扇形邊緣鋼板構(gòu)成，壁板5為圓筒形 鋼板;在漸青砂漿墊層上按照基礎(chǔ)中屯、十字線和設(shè)計(jì)排版圖敷設(shè)底板。
[0032] 二、中幅板1的焊接
[0033] 中幅板1的焊接順序如圖1所示。由于中幅板1面積大、板薄、焊縫多且長(zhǎng)，焊縫收縮 變形大，因此，中幅板1的焊接應(yīng)采用多名焊工對(duì)稱焊，并采取由內(nèi)到外、先短后長(zhǎng)的原則。 首先，對(duì)中幅板1的橫向短接縫W約70mm的間距、采用反變形措施利用多層多道焊完成焊 接，使其焊接為長(zhǎng)條帶狀，此時(shí)，連接而成的長(zhǎng)條板的焊接處于自由收縮狀態(tài)，注意中幅板1 端部300mm不進(jìn)行焊接;其次，在中幅板與邊緣板的搭接焊縫3采用裝配卡具4進(jìn)行固定，其 目的是不阻礙底板的收縮變形，其中，所述裝配卡具4為L(zhǎng)型結(jié)構(gòu)，其短邊的端部固定在所述 邊緣板2上，其長(zhǎng)邊與所述中幅板1相卡和(如圖2所示）；然后，為減小焊接應(yīng)力和焊接變形， 采用由內(nèi)到外分段(每段長(zhǎng)度W250mm~300mm為宜)倒退焊將每帶中幅板1依照由內(nèi)到外的 順序逐帶連接起來，并采用多層多道焊多次成型，完成中幅板1的焊接;待中幅板1焊接完成 后，調(diào)整與邊緣板2伸縮縫的搭接量，切割不規(guī)則的多余部分。
[0034] Ξ、邊緣板2的焊接
[0035] 首先，將呈環(huán)形分布的邊緣板2進(jìn)行局域劃分，劃分為對(duì)角的四個(gè)區(qū)域，四個(gè)區(qū)域 的焊接順序如圖3所示，并在各自對(duì)應(yīng)的區(qū)域內(nèi)布置技術(shù)水平相當(dāng)，人員數(shù)量相同的焊接人 員，對(duì)對(duì)稱的對(duì)接焊縫從中間W每段70mm向兩側(cè)進(jìn)行定位焊;待各自區(qū)域內(nèi)的定位焊完成 后，采用對(duì)稱隔縫跳焊法和多層多道焊對(duì)對(duì)接焊縫施焊，每焊接完一層進(jìn)行清理打磨，同時(shí) 輔W鍵擊，完成邊緣板2的焊接。對(duì)接焊縫施焊時(shí)，也可采用反變形法，W防止焊接產(chǎn)生過大 的變形。
[0036] 四、壁板5與邊緣板2的圓周角焊縫焊接
[0037] 壁板5與邊緣板2的圓周角焊縫的焊接，必須采取防變形措施，防止焊后底板拱起。 首先，邊緣板2焊接完成后，將壁板5同軸放置在環(huán)形邊緣板2上;其次，在罐內(nèi)側(cè)一周的邊緣 板2上設(shè)置一圈槽鋼6,所述槽鋼6采用弧形構(gòu)件加工技術(shù)加工而成，并在底板拱起的部位壓 平后固定筋板7,所述筋板7為直角Ξ角型結(jié)構(gòu)，其直角邊一側(cè)壓在所述槽鋼6上，一側(cè)與壁 板5內(nèi)側(cè)固定連接，所述槽鋼6和筋板7組成底板加固裝置;然后，對(duì)壁板5與邊緣板2的圓周 角焊縫劃分對(duì)稱區(qū)域，同時(shí)，對(duì)稱布置焊工，在對(duì)稱區(qū)域內(nèi)沿同一方向分段倒退焊，并盡量 采用小范圍焊接，逐一完成壁板5與邊緣板2的焊接;最后，待圓周角焊縫冷卻后，拆除所述 加固裝置。所述加固裝置的設(shè)置和上述壁板5與邊緣板2的圓周角焊縫焊接方法，能有效的 控制焊接變形。
[0038] 五、中幅板與邊緣板的搭接焊縫3的焊接
[0039] 拆除所述裝配卡具4,并依照邊緣板2的焊接方法，分區(qū)域?qū)ΨQ焊接中幅板與邊緣 板的搭接焊縫3,完成底板的焊接。
[0040] 六、真空試漏檢查、消除殘余應(yīng)力、并實(shí)測(cè)檢查平整度
[0041] 真空試漏檢查:底板焊接完成后，做真空試漏檢查無泄漏為合格。
[0042] 消除殘余應(yīng)力:采用爆破法消除殘余應(yīng)力。待底板全部焊接完畢后，施工工程爆破 導(dǎo)線，沿所有焊縫布設(shè)，待檢查完畢后，引爆，爆炸產(chǎn)生的沖擊波對(duì)底板產(chǎn)生的塑形變形，能 夠使殘余應(yīng)力二次重分布和應(yīng)力減弱。
[0043] 實(shí)測(cè)檢查平整度:罐底板鋪設(shè)組焊完成后，實(shí)測(cè)檢查平整度，平整度不符合要求時(shí) 應(yīng)進(jìn)行局部處理。當(dāng)引起凸變形時(shí)，先用氧氣乙烘火焰加熱凸起部位（加熱溫度不能超過 900°C)，加熱次數(shù)不允許超過兩次;焊接后應(yīng)采用真空(真空度不低于300mm隸柱)試漏法檢 驗(yàn)，不漏為合格。當(dāng)引起凹變形時(shí)，可根據(jù)凹陷直徑長(zhǎng)度用角鋼或槽鋼制作一口型架，在口 架上平面中間鉆成一個(gè)大于螺栓直徑2~3mm的孔，然后將口形架跨放在凹陷兩側(cè)點(diǎn)焊牢 固，最后將穿入架孔中螺栓中屯、位置，利用反力架旋緊螺母進(jìn)行處理;在旋緊螺母的同時(shí)， 利用火焰在凹陷部位進(jìn)行環(huán)向加熱，邊加熱邊旋緊螺母，凹陷即可平整。
[0044] 本發(fā)明中，在焊接操作過程中盡量使用相同的焊接設(shè)備、焊接參數(shù)，嚴(yán)格按照技術(shù) 交底布置焊工站位，使整體焊接變形控制到最小。
[0045] (1)焊接參數(shù)的選擇
[0046] 手工電弧焊的規(guī)范參數(shù)包括:焊條直徑、焊接電流、電弧電壓(弧長(zhǎng)）、焊接速度等。 其中最主要的參數(shù)是焊接電流和焊接速度，運(yùn)兩個(gè)參數(shù)決定了焊接過程的線能量，也決定 了焊縫金屬的性能。
[0047] 因?yàn)榈装鍨楸“搴附訒r(shí)選用Φ 3.2及Φ 4.0二種焊條施焊，Φ 3.2焊條用于定位焊 接。手工電弧焊立、橫、仰焊電流比平焊電流小10%左右，低氨型焊條電流比酸性焊條電流 大10%左右。所用焊接電流匹配參數(shù)如表1所示：
[004引表1焊接電流匹配參數(shù)表
[0049]

[0050] (2)焊接技術(shù)
[0051] 手工電弧焊焊工的操作技術(shù)對(duì)焊縫的質(zhì)量將起決定性作用。其內(nèi)容包括引弧、收 弧、運(yùn)條方式、焊條傾角和焊道接頭方式等。該煤氣柜底板引弧要求嚴(yán)格，決不允許任意在 容器鋼板表面非焊接部位引弧。焊縫端收弧時(shí)不能突然焰滅電弧，應(yīng)將焊條停止前移，維持 一段時(shí)間，W填滿弧坑。手工電弧焊時(shí)，可W采用各種方式運(yùn)條。最常用的運(yùn)條方式是W焊 縫軸線為中屯、的對(duì)稱橫向擺動(dòng)。擺動(dòng)速度和寬度取決于所需要的焊縫形狀和尺寸。
[0052] 表2手工電弧焊中的焊條傾角 [0化3]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種大型筒式鋼制儲(chǔ)罐底板焊接方法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 預(yù)制中幅板、邊緣板和壁板，并進(jìn)行罐底板的鋪設(shè)； (2) 對(duì)中幅板的橫向短接縫采用反變形措施利用多層多道焊完成焊接，使其焊接為長(zhǎng) 條帶狀，此時(shí)，連接而成的長(zhǎng)條板的焊接處于自由收縮狀態(tài)； (3) 在中幅板與邊緣板的搭接部分采用裝配卡具進(jìn)行固定； (4) 采用由內(nèi)到外分段倒退焊將每帶中幅板依照由內(nèi)到外的順序逐帶連接起來，并采 用多層多道焊多次成型，完成中幅板的焊接； (5) 中幅板焊接完成后，調(diào)整與邊緣板伸縮縫的搭接量，切割不規(guī)則的多余部分； (6) 將呈環(huán)形分布的邊緣板進(jìn)行局域劃分，并在各自對(duì)應(yīng)的區(qū)域內(nèi)，對(duì)對(duì)稱的對(duì)接焊縫 從中間向兩側(cè)進(jìn)行定位焊； (7) 待各自區(qū)域內(nèi)的定位焊完成后，采用對(duì)稱隔縫跳焊法和多層多道焊對(duì)對(duì)接焊縫施 焊，每焊接完一層進(jìn)行清理打磨，同時(shí)輔以錘擊，完成邊緣板的焊接； (8) 邊緣板焊接完成后，將壁板同軸放置在環(huán)形邊緣板上； (9) 在罐內(nèi)側(cè)一周的邊緣板上設(shè)置一圈槽鋼，并在底板拱起的部位壓平后固定筋板，所 述槽鋼和筋板組成底板加固裝置； (10) 對(duì)壁板與邊緣板的圓周角焊縫劃分對(duì)稱區(qū)域，在對(duì)稱區(qū)域內(nèi)沿同一方向分段倒退 焊，逐一完成壁板與邊緣板的焊接，待圓周角焊縫冷卻后，拆除步驟(9)中的加固裝置； (11) 拆除步驟(3)中的裝配卡具，并依照步驟(6)和步驟(7)邊緣板焊接方法，分區(qū)域?qū)?稱焊接中幅板與邊緣板搭接焊縫，完成底板的焊接； (12) 底板焊接完成后，做真空試漏檢查、消除殘余應(yīng)力、并實(shí)測(cè)檢查平整度。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型筒式鋼制儲(chǔ)罐底板焊接方法，其特征在于，步驟(3)中所 述的裝配卡具為L(zhǎng)型結(jié)構(gòu)，其短邊的端部固定在所述邊緣板上，其長(zhǎng)邊與所述中幅板相卡 和。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型筒式鋼制儲(chǔ)罐底板焊接方法，其特征在于，步驟(9)中所 述的槽鋼采用弧形構(gòu)件加工技術(shù)加工而成;所述筋板為直角三角型結(jié)構(gòu)，其直角邊一側(cè)壓 在所述槽鋼上，一側(cè)與壁板內(nèi)側(cè)固定連接。
【文檔編號(hào)】B23K9/02GK105834551SQ201610343942
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年5月20日
【發(fā)明人】李凱, 王亞敏, 常喜, 李寶玉, 王見勝, 李晶, 王雪, 陳維坤, 王桂川, 張媛媛, 王源
【申請(qǐng)人】中冶天工集團(tuán)天津有限公司