某锅炉钢结构下桁架梁焊接变形与上拱的控制

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1、某锅炉钢结构下桁架梁焊接变形与上拱的控制　　【摘要】某锅炉路空气预热器中的下桁架梁在电力锅炉钢结构中属于最重要的承重部件，它支撑起了包括上桁架、扇形板、转子以及换热元件在内的大部分预热器部件，承载重量为600余吨，所以要求在制作时必须保证焊接质量并预留上拱量。我公司承制的某电力锅炉空气预热器项目结构件下桁架梁采用了薄钢板预先弯制成槽形的结构，加之槽壳内焊件繁多焊后必须上拱，焊接变形不易控制，通过采用合理的工艺措施即解决了焊接变形，又解决了整体上拱的难题，满足了该项目的验收要求。　　【关键词】下桁架梁焊接变

2、形上拱　　中图分类号：TU391文献标识码：A文章编号：　　　　Abstract　　Theunderbeamofpreheaterforaboileristhemostimportantbearingpartinthesteelstructureofelectricboiler.Thispartsupportsmostpartsofpreheaterincludingupbeam,fanningstrip,rotor,heatexchangerandboileritself.Thetotalbearing

3、weightforunderbeamismorethan600tons,soitisnecessarytoreserveproperupwarpamountwhenmanufactureunderbeam.Wedesignthegroovebendingsheetsteelstructureonunderbeamforpreheater,andourcompanysupplysthiskindofelectricboilerforALSTOM.Althoughtherearemanyweldmentsin

4、suchgroove,weapplypropermeasurestocontrolthedeformandmeetthe6mmupwarprequirementatthesametime.Wefinallysolvetheupwarpquestionandsatisfytheteststandard.　　Keywords　　underbeamupwarpdeform　　　　1、引言　　容克式空气预热器是电力锅炉钢结构中的主要结构件。如图1所示为容克式预热器的总体结构布局，其中“上下大梁”的下桁架梁承担着主

5、要载荷，本文所述某锅炉钢结构项目下桁架梁最大外形尺寸为13010mm×3230mm×1278mm（长度×宽度×高度），设计要求对接焊缝需100%UT，且梁整体上拱量为全长范围内不小于6mm。以往制作的下桁架梁主壳板厚度为26～30mm，厚板焊接变形量相对薄板容易控制。在此处下桁架梁制作时主壳板厚度仅为8mm，宽度展开尺寸为5316mm，如按以往拼接方式则存在薄板拼接难度较大，槽型内腔焊件较多，存在焊接变形量不易控制，长度拼接后易下挠的问题，而且薄板焊后不宜采用火焰加热矫形。鉴于此，通过不断尝试和分析，采用

6、了制作过程中利用焊接前反变形的方法达到了控制焊接变形和制作上拱量的目的。　　　　2、结构概况　　下桁架梁主结构为两侧折弯的槽形壳板（原料尺寸δ8×5276×13010），组焊后下桁架梁最大外形尺寸为13010mm×3230mm×1278mm，如图2所示为其模型立体视图。根据制造和验收标准要求，下桁架梁整体上拱量为不小于6mm，如图2所示，在槽形壳板弯制成形后还需在内腔部位焊接各类加强肋板等其余零件，焊件较多焊接工作量较大，加之壳体钢板较薄，焊接热输入量的加大会影响焊接残余变形，所以在制作过程中如能控制好焊

7、接残余变形就可以保证下桁架梁整体焊接后的上拱量以及在焊接后尺寸公差符合技术要求。　　　　3、焊接变形与上拱量的控制　　下桁架梁的上拱量如图3所示。　　　　　　下桁架梁主要部件槽形壳板为钢板弯制成形，尺寸外形见图4（槽型壳板）所示。在制作过程中使用分段折弯成形，再分段将折弯件拼接的方法。此处下桁架梁壳板的制作时在拼接前对拼接图进行审核，审核后按拼接图尺寸对两侧Z形板在折弯机折制弯边，再先后对宽度和长度尺寸分段进行拼接，宽度和长度尺寸两端各预留切割余量40mm，在所有焊接件完成后切割余量至图纸尺寸。　　如图5

8、所示为槽形壳板拼接图。圆孔中心位置要求划十字中心线并打洋冲，拼接前制成拼接坡口，正面焊完后背面挑焊根。拼接焊缝在壳板内组焊肋板或其它零件时，若零件与壳板拼接焊缝十字交叉，则零件焊缝应绕过拼接焊缝，间断焊的零件在拼接焊缝处应为间断点。　　构件焊接时产生瞬时内应力，焊后产生残余应力，并同时产生残余变形，这是不可避免的。通过下桁架梁图纸可以看出槽型壳板内需焊接肋板较多，肋板纵横交错，焊接量大极易导致焊接残余应力和变形，采用将下桁架梁