解析10万立方米大型油罐底板的焊接及其变形控制

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2、uton1O万立方米大型油罐底板的焊接及其变形控制Ⅱ皿g啦eB。c。衄PⅡ秕es。⑩iⅡ％aakWith恤eCapaeityofⅡ①①000蚴deC。皿止∞Ⅱ。De题位。皿s文／李兴霞’赵干(1一河南机电高等专科学校材料工程系；2一北汽福田汽车股份有限公司)摘要：本文在分析大型储罐底板焊接变形种类的基础上，详细介绍了底板焊接变形的控制措施。实践结果表明，通过对底板结构科学设计和制定合理的焊接工艺规程，能够有效地防止焊接变形，提高储罐底板的焊接质量。另外由于选用两种高效节能的焊接方法还能够提高效率，降低成本。关

3、键词：底板焊接；变形控制；药芯焊丝；对称施焊1油罐底板的结构1．1底板的整体结构储罐底板由边缘板和中幅板组成，边缘板为多块板组成的外圆内多边形的环状结构，中幅板为由多块板拼成的多边形平板结构，它们通过龟甲缝焊接在一起，构成整个底板，底板和罐壁通过大角焊缝相连，底板的结构如图1所示。图1油罐的排板结构图1_2底板的材质及焊缝接头型式底板的边缘板材质为13本产sPV490Q板厚表1底板材质及规格名称材质规格(mm)数量(张：20mm，属于低合金结构钢，中幅板为o235一A．F，边缘板SPV490Q20xl600×630040板厚10mm，属于优质碳素结构

4、钢。底板主要中幅板Q235一A．Fl0×3000X14800111设计参数见表1。边缘板基于罐整体使用寿命和安全可靠性考虑，大型储罐的罐底板焊接型式采用全对接(带垫板，垫板为6mm扁钢)接头型式。中幅板之间的焊缝坡口型式为I型，间隙为2mm。边缘板与中图2边缘板与中幅板的过渡对接幅板之间的坡口为过渡对接，如图2所示。缩不均匀可引起角变形，使边缘板和基础面不能完全接触，从而影响第一圈壁板的组装。2底板焊接变形的种类2_2中幅板焊接的多种焊接变形2．1边缘板对接的角变形中幅板焊接时由于焊缝较集中且多为长焊缝，边缘板对接焊缝靠外缘300mm部位，在未焊接过

5、程中有多种焊接应力存在，焊接后也常有焊接时边缘板处于自由状态，由于焊缝横向收多种残余变形同时存在，既有收缩变形和弯曲变作者简介：李兴霞(1978一)，女，讲师，硕士，研究方向：焊接工艺及设备。J一42现代焊接2013年第7期总第"127期学兔兔www.xuetutu.com形，同时还伴有扭曲变形、角变形和波浪变形。焊后沿纵横方向收缩而使底板发生凹凸现象。其中最严重的波浪变形是焊缝受纵向收缩引起的3．3采用对接加垫板的接头型式失稳变形，这种失稳变形极易发生，变形部位主采用带垫板的对接焊，不但能保证焊透底板要发生在每蚨L板的中间粒，呈波浪状凹凸变形。根部

6、，便于焊缝成形，提高底板焊缝的焊接质量，焊接变形不仅影响底板尺寸精度和外观，且对底板结构上说相当于增加了加强筋，使油罐而且会降低其承载能力。对中幅板变形的分析、底板的整体结构刚性增加，罐底板的屈服点增加，预测并采取相应的控制措施是底板焊接中最重使罐底板出现局部失稳的可能I生降低，更容易抵抗要的一环。大范围的失稳变形，是控制焊接变形的有效方法。2．3边缘板与第一圈壁板连接的角焊缝引起的3．4底板选用规格较大的板材角变形和波浪变形设计时底板选用规格较大的板材，可以减在边缘板与第一圈壁板之间角焊缝的焊接过少拼接焊缝的总量，由于焊缝的纵向收缩量的程中，焊缝的

7、横向收缩引起角变形和弯曲变形，使大小与焊缝总长成正比，罐底板拼接焊缝的总组装冶馅的第l一圈壁板倾斜，使热影响区内的底版量减少了，必然可以有效地减少焊缝的纵向收边缘板弯曲变形，不能与基础面完全贴合，影响第缩量，产生的压应力的数值必然降低，不容易二圈壁板的组装及剩余底板边缘板的焊接质量。达到罐底板材料的屈服点，大大降低了波浪变2。4边缘板与中幅板之间的收缩焊缝(龟甲形产生的可能。实践证明增大底板材料的规格，缝)产生多种残余变形对控制罐底板的焊后变形效果最为明显。边缘板与中幅板之间收缩缝的焊接会产生3与制定合理焊接工艺规程多种残余变形，但由于此焊缝是底板焊

8、接的最3．5．1焊接方法的选择后一道工序，此时浮舱的多点加压和罐璧的加国内10万立方米油罐底板常用焊接方法是压起到刚性固定作用，尤其对角变形和波浪变焊条电弧焊打底，埋弧焊填充、盖面。由于各形更为有效，所以这条缝的焊接不会产生较大焊工的操作水平不一，容易造成打底焊成形差的变形，但会产生很大的焊接残余应力。及焊接热输入不一致，导致焊缝收缩不均匀，且使清根很困难。采用这种工艺还有生产效率3控制底板焊接变形的措施低、施工周期长的缺点。3．1采用合理的结构设计(1)采用药芯焊丝CO，半自动焊打底在油罐底板的结构设计中，单从加大底板采用药芯焊丝c0)半自动焊打底

9、是因为：①的厚度提高底板的刚度，控制焊接变形是不可焊接坡口角度小，12mm以下钢板可不开坡口(I取的，这样不