一種大型筒式鋼制儲罐底板焊接方法
【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，對邊緣板進(jìn)行局域劃分，采用對稱隔縫跳焊法和多層多道焊對對接焊縫施焊；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罐底板焊接方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 儲値値底板多義用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 為長條帶狀，此時，連接而成的長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，并在各自對應(yīng)的區(qū)域內(nèi)，對對稱的對接 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，采用對稱隔縫跳焊法和多層多道焊對對接焊 縫施焊，每焊接完一層進(jìn)行清理打磨，同時輔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)對壁板與邊緣板的圓周角焊縫劃分對稱區(qū)域，在對稱區(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、并實測檢查平整度。
[0017] 步驟(3)中所述的裝配卡具為L型結(jié)構(gòu)，其短邊的端部固定在所述邊緣板上，其長 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，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。
【具體實施方式】
[0028] 下面結(jié)合附圖對本發(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，焊縫收縮 變形大，因此，中幅板1的焊接應(yīng)采用多名焊工對稱焊，并采取由內(nèi)到外、先短后長的原則。 首先，對中幅板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，使其焊接為長條帶狀，此時，連接而成的長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型結(jié)構(gòu)，其短邊的端部固定在所述 邊緣板2上，其長邊與所述中幅板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，劃分為對角的四個區(qū)域，四個區(qū)域 的焊接順序如圖3所示，并在各自對應(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，對對稱的對接焊縫從中間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，采用對稱隔縫跳焊法和多層多道焊對對接焊縫施焊，每焊接完一層進(jìn)行清理打磨，同時 輔W鍵擊，完成邊緣板2的焊接。對接焊縫施焊時，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，對壁板5與邊緣板2的圓周 角焊縫劃分對稱區(qū)域，同時，對稱布置焊工，在對稱區(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、并實測檢查平整度
[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] 實測檢查平整度:罐底板鋪設(shè)組焊完成后，實測檢查平整度，平整度不符合要求時 應(yīng)進(jìn)行局部處理。當(dāng)引起凸變形時，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，不漏為合格。當(dāng)引起凹變形時，可根據(jù)凹陷直徑長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， 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）、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] 因為底板為薄板焊接時選用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。焊縫端收弧時不能突然焰滅電弧，應(yīng)將焊條停止前移，維持 一段時間，W填滿弧坑。手工電弧焊時，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、的對稱橫向擺動。擺動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】
1. 一種大型筒式鋼制儲罐底板焊接方法，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 條帶狀，此時，連接而成的長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，并在各自對應(yīng)的區(qū)域內(nèi)，對對稱的對接焊縫 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，采用對稱隔縫跳焊法和多層多道焊對對接焊縫施 焊，每焊接完一層進(jìn)行清理打磨，同時輔以錘擊，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) 對壁板與邊緣板的圓周角焊縫劃分對稱區(qū)域，在對稱區(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、并實測檢查平整度。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型結(jié)構(gòu)，其短邊的端部固定在所述邊緣板上，其長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】B23K9/02GK105834551SQ201610343942
【公開日】2016年8月10日
【申請日】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
【申請人】中冶天工集團(tuán)天津有限公司