浅谈控制焊接变形的必要性

《浅谈控制焊接变形的必要性》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、浅谈控制焊接变形的必要性胡艳（无锡化工装备有限公司，江苏无锡214124）摘要：一般来说对于封头上的接管位置过于集中，焊接工作量大，其焊接变形也很难控制，而对于像搅拌设备来说，中心的凸缘法兰的平面度，垂直度和相对位置的精度要求都非常高，故本文介绍了位于封头上的接管在组装过程中如何控制焊接变形的一些措施，从而达到减小焊接变形的H的，满足了设计要求。关键词：封头接管；焊接变形；控制措施1.前言我公司承接了国际某大型公司的四台带搅拌装置的容器，其中带夹套的这台是整个装置中的核心设备,故这台设备的焊接质量直接关系到整个装置的运营情况，而搅

2、拌凸缘法兰的平面度、垂直度及相对位置的加工精度要求极高。为了保证产品的质量，如何控制焊接过程中可能出现的焊接变形，成了这台设备制造成败的关键。2参数说明此台设备是的内筒的主题材料是SA-240316L的不锈钢材料，设备规格为2700mmx16mmx8000mm,设备结构如图一所示。在上封头上，除了中心有一个配锻管的长颈法兰用于安装搅拌外，在R940mm的圆周上均匀分布着9组接管，这些组件安装精度高，而且封头中心的锻管法兰及9组接管的位置比较集中，焊接工作量非常大，焊接应力集中，焊接容易造成变形及残余应力，需要采取特殊的措施满足制造

3、要求。焊接时设备制造的关键点和难点，下面主要论述了在保证焊缝质量的前提下，利用减小热量输入、刚性固定、锤击法消除残余应力等方法控制封头的焊接变形，使其满足制造工艺耍求。3•焊前分析由于奥氏体不锈钢屈服强度低，接管环焊缝焊接过程中产生的应力大，封头上沿接管焊缝周围母材在焊接应力的作用下将产生塑性变形，封头基体将产生下凹，影响到接管的端面高度的变化，接管的中心将产生倾斜。同时，薄壁封头的球面上焊接9组接管后，在焊接环焊缝应力的合力作用下变形，封头的球顶部分产生下凹。由于沿接管圆周上的焊缝熔敷金属填充量差异较大，焊接坡口内最大填充金属量

4、与最小量之比约为2.7:1,产生的焊接应力存在较大差异，在这种应力作用下接管将向填充金属量大的一侧发生严重倾斜。同时由于焊接的接管长度较长（接管长度420mm,焊后在封头外的长度为220mm）。在焊缝圆周内由于焊接应力的大小差别很大，焊后接管将以熔敷金属量最大处产生C形弯曲变形。鉴于上述原因，为了保证搅拌凸缘法兰密封面至封头切线的距离、各组接管法兰密封面至封头切线及至设备中心线之间的距离，在施工过程中一定要控制以上组件的各种尺寸符合设计的要求。4.封头上凸缘及接管的焊接控制这台设备上搅拌凸缘及接管在焊接时，防变形措施是一样的。下面

5、主要以上封头为对象，从减少焊接能塑、刚性固定、消除残余应力等方面进行论述。4.1减少焊接热量输入膨胀率与温度成止比，温度越高膨胀率越大。在膨胀应力作用下经历的峰值温度越高，产生的变形越大。所以，为了减低温度，减小变形量，从以下儿个方面考虑；（1）组队时单边预留2mm间隙，采用YB132焊丝氮弧焊打底手工盖而的焊接工艺，避免背而清根，减少热量输入；（2）釆用©3.2mm,A107的焊条,严格控制焊接线能量,使线能量控制在10.5~ll.5KJ/cm；（3）采用多层多道焊，严格控制层间温度在60°C—下；（4）在保证焊透的情况下，采用

6、小电流、快速焊的方法、减少热量集中。4.2刚性固定防变形刚性固定法对减小变形很有效，而且焊接时不必过于考虑焊接顺序。焊接过程中，由于焊接热量集中，焊缝填充金屈不均匀等因素使尺寸A,尺寸B及尺寸C都会变小。为防止焊接过程中接管相对位置发生变化，在可能变形的方向进行刚性固定，如下图所示。（1）支撑圈的作用是控制焊接过程中封头端口的椭圆度；（2）支撑管釆用三角布置，其作用是控制封头端口到换盘之间的距离，防止花盘发生翘曲；（3）花盘的作用是组队时对9个接管进行定位，焊接时防止接管的变形并起支撑作用；（4）内部支撑板的作用是控制各接管中心到

7、设备中心线之间的距离。4.3锤击法消除残余应力通过刚性固定仅仅只能防止焊接变形，无法消除应力，而且这种应力不是暂时的而是残余的。反应釜焊后机械加工面较多，加工量较大，不消除残余应力，不能保证加工精度的要求。4.3.1消除残余应力的方法焊后消除应力的方法按其过程的性质可以分为三类：一类是通过焊后热处理；一类是力学形变法，包括振动时效、锤击、爆炸处理等；还有一类是温差变形法。焊后热处理对于304奥氏体不锈钢来说，要加热到1000°C以上整个设备进行固溶处理，实际上操作难度大，在450-850°C范围内，由于敏化和其他脆相析出会损伤不锈

8、钢的其他性能，故不采用固溶热处理方法；温差行变法能获得较好消除纵向残余应力的效果，而消除横向残余应力或形成压应力的效果不理想。在制造该反应釜时采用的是锤击法调整和消除残余应力。通过锤击在焊缝处施加应力，在金属表面产生局部双向塑性延展，补偿焊缝区的不