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1、第3期滕小红:利用焊接变形原理控制储罐焊接变形的措施17利用焊接变形原理控制储罐焊接变形的措施滕小红(湖南省工业设备安装公司株洲412000)提要钢制储罐现场安装时,无论是正装法施工还是倒装法施工,焊接变形的控制是其关键点。本文利用焊接变形的原理,并从焊接大工艺范畴,即切割下料、成形、焊接等工序较系统地论述控制储罐焊接变形的工艺措施。关键词焊接变形原理钢制储罐焊接变形焊接工艺反变形1设计措施开管孔或人孔时,为了防止孔口位置焊后塌陷,焊前1.1合理地选择焊缝的尺寸和形式将孔口或支承座周围的壳壁向外顶出,然后再施焊。这样做不但可以防止壳体变形,而且还可以
2、减少焊焊缝尺寸直接关系到焊接工作量和焊接变形的接残余应力,保证钢结构尺寸的精确度。大小。设计时尽量采用较小的焊缝尺寸,但不是说2.2刚性固定法焊缝尺寸越小越好,如尺寸太小,冷却速度过快,容在焊接钢制储罐的底板、顶板时,在焊缝两侧用易产生一系列焊接缺陷,如裂纹、热影响区硬度过高夹具压紧、固定,可以防止波浪变形,固定的位置应等。因此,应在保证焊接质量前提下,按板的厚度来尽量接近焊缝。压力必须均匀,其大小随板厚增加选取工艺和规范上可能的最小焊缝尺寸。而增大。总压力P=2s,式中:为板厚,mm;L低合金钢因对冷却速度敏感,在同样厚度条件为板长,mm;s为材料的屈服极限,MPa。下,最
3、小焊脚尺寸应比低碳钢的焊脚尺寸更大一些。保持较高的均匀压力,既可以防止构件移动,又采用开坡口的焊缝比不开坡口的焊缝所需的填充金可以使夹具均匀可靠地导热,限制构件高温区域的属少,有利于控制焊接变形。宽度,从而减少焊后变形。1.2尽可能减少不必要的焊缝焊接底板时,因现场条件的限制,一般可采用定从编制材料计划时就应考虑到储罐每一块底位角铁与元铁锲相结合,将两条长板装配好,再在长板、壁板、顶板的适宜宽度和长度,力求拼接的焊缝焊缝附近两侧各50~80mm处各压一条槽钢,并均数最少,避免不必要的焊缝。下料时还应考虑人孔、匀地在槽钢上压一定质量的钢管,如图1所示。管孔等的开孔位置,尽量避开其它焊缝,
4、如无法避开时,应符合有关国家标准、规范,以减少焊接变形及应力。1.3合理地安排焊缝的位置设计焊缝时,焊缝应尽可能地对称分布,这样可以避免因焊缝不对称中性轴,而有可能使焊缝所引起的各种变形不能相互抵消,并产生较大的残余变形和残余应力。2焊接工艺措施图1现场固定装置剖面图2.1反变形法1.钢管2.支架3.槽钢4.构件5.元铁锲6.角铁这是生产中常用的方法,如在储罐的壁板、顶板7.构件8.带垫块槽钢18安装2000年6月在焊接某一条缝时,与其最临近的另外两条缝先把边板与罐壁接触部分的焊缝焊好,其焊接的定位角铁及元铁锲不应紧固得太紧,应尽量
5、使两长度为80~100mm。等底板与壁板的双面角焊缝焊接板的其它部分处于自由收缩状态。焊完后,再焊边板外侧未焊的焊缝,然后焊边板内侧在焊接顶板时,一般在焊缝的两侧点固角铁以未焊的焊缝。边板对接缝的焊缝顺序同图2相似,防止其波浪变形。边板连接的装配焊接顺序同图4相似,而且是沿同2.3合理地选择焊接方法和规范一方向对称组装施焊。选用线能量较低的焊接方法,每条焊缝一般分2~3层施焊完,这样每层可以采用小线能量,从而减少焊接变形。层数太多,增大了焊缝的角变形及横向收缩变形,太少增加了焊缝的纵向收缩变形。选用CO2半自动焊代替手工电弧焊,不但可以提高工作效率,而且还可以减少焊接变形。2.4选择
6、合理的装配焊接顺序2.4.1储罐的总装顺序图3中部板长条长缝焊接顺序为控制焊接变形的残余应力,一般应尽量使焊焊底板与壁板的角焊缝时,考虑到以后环向、纵缝能自由地收缩,先焊收缩量比较大和工作时受力向焊缝的收缩,装配时一般按1/1000的比例向外倾较大的焊缝。斜或垂直组装后先焊储罐外侧的角焊缝,后焊内侧储罐正装法的总装顺序为底板中部板焊接边的角焊缝,而且内外焊相差的距离在200~400mm。板与罐壁接触部分的边板对接焊缝第一圈壁板立施焊时,焊工成对称分布,按同一方向旋转,分段退焊缝边板与壁板的环焊缝壁板组装焊接角铁焊或分段跳焊。圈与壁板内缝部分断续焊罐顶龙骨架及罐顶组焊边板中
7、未焊部分的对接缝边板与中部板的连接。储罐倒装法的总装顺序为:底板中部板焊接边板与罐壁接触部分的边板对接焊缝最高圈壁板的组焊角铁圈与壁板部分断续焊罐顶龙骨架及罐顶组焊壁板组装焊接边板与壁板的环焊缝边板中未焊部分的对接缝边板与中部板的连接。2.4.2中部板装配焊接顺序图4中部板长缝装配焊接顺序焊接中部板时,从中心向两端先焊接短焊缝,使2.5壁板的组装焊接工艺(本刊略)钢板连成长条板(暂不与边板焊接),焊短缝时也可以
