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不鏽鋼刮板冷凝器大開孔的焊接變形控製

更新时间:2019-11-06 19:20人气:1794
  中國鋼管信息港編輯職員獲悉:不鏽鋼刮板冷凝器大開孔的焊接變形控製李相明由於鈹青銅膜盒具有良好的導電、導熱性,且厚度較薄,熱時間常數很小 。是以,一般采用小功率的電容儲能縫焊來焊接。然而,電容儲能縫焊的電流上升速率很快,焊接過程對規範參數的變化很敏感。是以,當網絡電壓發生變化時,膜盒的焊接質量就會受到很大的影響。
  
  為此,專門研製了電容儲能縫焊機的單片機恒壓控製係統,以從根本上解決網壓波動對膜盒焊接質量的影響,並進一步進步焊接過程的控製精度。
  
  抑製網壓波動從根本上講就是在網壓發生波動時,維持電容充電電壓的恒定。本文針對不鏽鋼刮板冷凝器大開孔焊接變形題目,分析了可能出現的焊接變形,擬定了一係列有效的變形控製措施。通過采取措施,滿足了設計要求,摸索出製造此類產品的成功經驗。
  
  6台刮板冷凝器的製造任務。刮板冷凝器是聚酯裝配國產化關鍵設備之一,首要材質為0Cr18Ni9,結構如所示,其首要製造難點是大開孔的焊接變形控製。
  
  如所示,該設備臥式筒體內裝有刮板,設計要求刮板與筒體間隙為(105)mm,並且筒體的直線度不超過4 22,筒體的橢圓度公差不超過4mm.如許的製造精度本來就是很難達到的,並且其立式筒體(!=1500mm)與臥式筒體(!=1600mm)垂直相交,相貫線幾乎與臥式筒體直徑相交。如許大的管口角接,在焊接過程中產生的下塌和撓曲變形是不可避免的。
  
  1不鏽鋼刮板冷凝器大開孔焊接變形的產生不鏽鋼具有導熱係數小,熱膨脹係數大的特點,這就決定了在同樣的情況下不鏽鋼的焊接變形比碳鋼的變形更為明顯。
  
  筒體開孔不但破壞了筒體的連續性,而且削弱了筒體的強度,所以很輕易在焊接過程中產生變形:一是環縫的橫向收縮在板厚方向上分布不均勻所產生的附加彎曲應力引發的角變形;二是環縫環向收縮引發的徑向收縮變形。這兩種變形疊加就會產生塌陷和撓曲變形 。開孔直徑越大,筒體強度的削弱越加劇,焊縫越長,填充金屬越多,造成焊接熱輸進量越大,變形就越為嚴重。
  
  開孔接管焊縫為封閉焊縫,其拘束度比自由接頭的大,焊後殘餘應力也大,焊接變形比較複雜。我們借用圓盤鑲塊封閉焊縫所引發的焊接應力,對接管焊接時的變形趨勢加以定性分析。
  
  =12mm的圓盤中間開 !=300mm孔,焊接!
  
  =300mm鑲塊時產生的應力分布情況如所示。由圖可見,徑向殘餘應力"+為拉應力,切向殘餘應力"6在內板為拉應力,而且在焊縫四周最大,由焊縫向外板延伸逐步降為壓應力。
  
  中國鋼管信息港編輯職員獲悉:擬定防止焊接變形的工藝為了防止筒體在開孔、焊接的過程中發生變形,經過研宄和試驗,采用了一係列的防變形措施,擬定出公道的工藝。
  
  焊接線能量的大小對於焊後的冷卻速度、焊接熔池的大小和焊接熱影響區的大小都有很大影響。是以,從開孔、點焊到焊接的全部過程中 ,隨時控製熱輸進量及線能量,以此作為防變形的首要手段。
  
  首先,在開孔時劃線留餘量不能過大,應精確按照劃線開孔5(不超出線。開1孔過大在焊接時金hhig曲rightsreserved,http://www.cnki.net層次焊條直徑/mm焊接電流/A電弧電壓/V焊速/(mmmin1)點焊3.290 -200! :一徑向殘餘應力;一切向殘餘應力圓盤鑲塊封閉焊縫所引發的焊接應力所示的應力分布規律的啟事可用解釋。
  
  由於試板的對稱性,故隻需討論半邊試件。總切應力由!71和!72疊加而成,71是由焊縫切向方向收縮引發的切向應力,72是由內板的縱向(平軸方向)引發的切向應力;徑向殘餘應力!:首要由板的徑向(!軸方向)收縮所致 。
  
  圓形焊縫內周向收縮和徑向收縮引發的殘餘應力圓盤鑲塊封閉焊縫引發的應力和變形規律與開孔接管焊接規律是一致的。根據以上應力變形分析,可以定性展看:在接管焊接時將會發生如所示的變形。填充量就大,焊接熱影響區也擴大 。保證開孔尺寸就可以減小變形。為了控製熱輸進量,不能采用割炬切割開孔,應采用砂輪機冷切割的方法。坡口采用內側倒角6mmx45.,打底焊道必須米用3.2mm焊條,保證焊透 。采用雙麵焊接以避免焊縫塌陷變形。
  
  焊接時盡量采用小規範、短弧焊、快速不擺動的焊接方法,嚴格控製焊接線能量,禁止采用大規範的焊接方法。焊接規範見表1.表1焊接規範每焊完一段焊縫,用刨錘擊打焊道開釋應力,以減少變形。每焊完一層焊縫要采用水冷散熱法降溫,將焊縫熱量散往,減少受熱麵積,從而達到減少變形的目的。(水冷散熱法不適用於焊接淬硬性高的材料!)層間溫度控製在100A以下,保證焊縫呈金黃色,不應出現焊縫發藍現象。
  
  在焊接時還應當重視焊腳和焊縫餘高,目的是通過減少金屬的熔敷量來減少焊接變形。
  
  成形控製從下料開始,嚴格控製,保證筒體的尺寸。滾圓時嚴格把關,使橢圓度公差不超過4mm.從滾圓、點對一向到焊接的全部過程中,重視對筒體的隔離和防護,以避免由於外部碰撞引發橢圓度增加。
  
  製造工裝,預製反變形為了有效地防止如所示的焊接變形,除了控製線能量以外,還根據以往的經驗製造了由弧板、肋板和底板構成的工裝,如所示。
  
  工裝分成上、下兩部分,采用焊接結構。通過千斤頂的撐持感化,弧板可以對筒體的圓度加以束縛,防止在焊接過程中筒體的徑向變形;而肋板可以把全部工裝連接成兩個有機的整體 ,既增加了穩定性,又可以有效地對焊接過程中筒體的撓曲變形加以束縛。
  
  同時為了更好地控製撓曲變形,在筒體的兩端使用兩個",20mm的環式撐持圈。將撐持圈固定筒體上 ,再用等長的四段槽鋼和弧板式工裝連接起來,在焊接時這四段撐持槽鋼的拉力和撐持力可以有效地控製撓金屬結構的焊接圖!工裝結構示意圖通過工裝,先將筒體撐持出一定的預變形,如中虛線所示。用5個千斤頂將工裝之間的間隔頂開(千斤頂的位置見),中間的用50,其餘的4個用20,螺旋式千斤頂。(不能使用液壓千斤頂,因其受力後易產生卸壓)如許,在開孔、焊接時,由於有工裝的束縛,變形量很小,而這很小的變形量恰好與預變形相抵消,把變形控製到最小 。反變形法在圓形封閉焊接接頭中不僅可減小焊後變形,而且可大大減少焊接殘餘應力。待焊筒體與工裝如所示。
  
  變形量的確定是根據以往的經驗。筒體的預變形最大直徑為1612mm ,焊後拆除工裝,終究樵圓度為3.5mm,完全符合設計要求。
  
  在大開孔開孔之前 ,首先根據短節的相貫線製造補強圈。使用工裝束縛筒體,並使筒體產生一定的預變形。然後在預定位置加焊補強圈,以增加筒體的剛度,對開孔的變形加以束縛 ,待補強圈的焊道冷卻後才可以開孔、打磨坡口。
  
  在焊接前,應當在短節的焊縫四周位置增加一個!>20mm的環狀撐持圈,以增加短節的剛度,防止塌陷;在筒體下麵對應開孔位置墊上撐持物,以此防止筒體撓曲變形。
  
  中國鋼管信息港編輯職員獲悉:焊接時,首先采用多層多道焊的方法焊接外側坡口,填平坡口。冷卻後,用木錘敲擊補強圈上焊道四周,特別是輕易發生大幅度變形的相貫線最高、最低位置,開釋應力 ,然後往掉工裝,焊內側坡口焊裝 ,焊外側角焊縫,保證焊腳6mm.焊接完畢,再用錘擊法開釋應力,拆除工裝。假如有微量變形或者橢圓度不符合工藝要求,可以采用機械校正方法調整。
  
  3結束語大開孔焊接變形題目是壓力容器生產中常見題目,由於不鏽鋼熱物理性能決定,不鏽鋼焊接變形較之於低碳鋼更為嚴重。隻有通過工藝手段,盡量控製變形量 ,使其能滿足產品質量的要求。
  
  在全部刮板冷凝器的生產過程中,采取了一整套相應的防變形措施,使焊接變形得到了有效的控製 :筒體橢圓度控製在3.5mm擺布;筒內壁到刮板的最大間隔13mm,最小間隔8mm ,偏差<10mm,保證了產品的設計尺寸和精度要求。在刮板冷凝器的生產過程中,采用外力束縛 、焊前預變形和減少熱輸進量方法有效地防止了焊接變形,為壓力容器大開孔的焊縫,打磨之與筒體內壁平齊 。中國鋼管信息港編輯職員獲悉

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