大型储罐焊接变形控制方法

《大型储罐焊接变形控制方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、大型储罐焊接变形控制方法　　摘要：随着产业结构的调整，工业发展突飞猛进。大型储罐在工业生产中被广泛应用。在大面积薄板焊接工程中，焊接变形量的大小是衡量该工程成功与否的重要标志，也是工程质量好环的关键因素之一，因此控制焊接变形是人们十分重视而致力于研究的课题。关键词：焊接变形大面积薄板控制方法中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：一、绪论钢制储罐是石油化工生产常用的容器设备，其焊接方法较多，如手工电弧焊、半自动焊接和自动焊接等方法。不管采取哪种焊接方法，在焊接过程中存在的主要问题是焊接变形问题，特别是储罐底板焊缝多、板厚小，施工中时常会产生较大的波浪变形等。具体分析

2、焊接变形产生主要原因，并采取针对性的措施，将会取得良好的效果。二、焊接变形9焊接变形不仅影响产品的外观和使用，过大的变形还会导致焊件报废。要想有效控制焊接变形，必须找到产生焊接变形的原因，然后采取相应的控制方法。大面积薄板焊接变形最根本原因是由于在焊接中局部加热不均匀,使得构件上各部分金属产生不均匀的膨胀,冷却时产生不均匀的收缩。另外这不均匀的热胀冷缩相互牵制且受到周围冷金属的限制,从而产生不同程度的变形。三、控制方法大面积薄板焊接焊缝形式主要为对接和搭接。但这两种焊缝形式产生的变形基本一样，除产生横向收缩和纵向收缩外，如图一、二所示，还会产生失稳翘曲变形如图三所示，以

3、上三种变形共同作用即产生常见的薄板焊接后的鼓包现象。图一焊接横向收缩图二焊接纵向收缩图三焊接失稳翘曲变形9在实际工程中要想获得最佳的理想状态，就必须让三种方式的应力和变形合理分布在该结构中，使之相互制约、相互控制，正负变形保持在一个平衡的状态下。这一指导思想是控制大面积薄板焊接工程中焊接变形的有效途径。本文介绍的储罐钢板材质均为Q235-B。中幅板之间、内环板之间为搭接，外环板之间为对接，中幅板与内环板、内环板与外环板之间为搭接，中幅板呈球面形。底板的结构形式如图四所示。图四罐底板焊接布置图1、技术难点面积大，板壁薄，内、外环板厚度不一致，为厚板与薄板搭接。9施工前一定

4、要理论与实践相结合制定合理的施工工艺，稍不注意就会产生较大的凸起，给后续施工带来麻烦。重新修理不仅难度大，而且会使生产成本增加。因此，合理选择施工工艺是建立在灵活掌握变形产生机理的基础上，也就是要理论与实践要相结合。2、焊接工艺及剖析(1)如图五所示，给出了引起焊接应力和变形的主要因素及其内在联系。图五应力与变形的主要因素9焊接时局部不均匀的热输入是产生焊接应力与变形的决定因素。而热输入是通过材料因素、制造因素和结构因素所构成的内拘束度和外拘束度而影响热源周围的金属运动，最终形成焊接应力和变形。材料因素主要为材料特性、热物理常数及力学性能，在焊接温度场中，这些特性呈现出

5、决定热源周围金属运动的内拘束度。制造因素（工艺措施、夹持状态）和结构因素（构件形状、厚度及刚性等）则更多地影响着热源金属的外拘束度。随焊接热过程变化的内应力场和构件变形，称为焊接瞬态应力与变化。而焊后，在室温条件下残留于构件中的内应力场和宏观变化，称为焊接残余应力与焊接残余变形。根据多年的实际经验和理论分析结果，不管哪种形式的底板，在焊接工艺上采取的工艺措施大致相同，其主要措施有：a．先焊短焊缝后焊长焊缝，采取分段退焊，由内向外依次进行。b．中幅板和内环板之间的焊缝，可由数名焊工均布对称施焊，并可同时进行。c．内环板与外环板的搭接焊缝暂时不焊，留待底层壁板与内环板角焊缝

6、施焊完毕后在进行焊接。e．焊接后自由收缩f．减少焊接区与整体结构之间的温差g．使焊接应力尽量减少并均匀布置（2）如图六为储罐底板1/4布置图9图六储罐底板1/4布置图A、焊接顺序：如图中的中幅板焊缝编号1，首先将其焊接，使板在长度方向通过自由收缩成为整体长条。然后再将标注为A的板焊接为一个整体，再将标注为B的板与标注为A的板焊接为一个整体，以此类推。焊接时将底板根据中心线分为四个大区，即每90度范围一个区，四个区域内安排若干焊工同时进行焊接。焊接环板时焊工均布，顺着一个方向进行焊接，先焊短缝，待中幅板焊完后焊接内环板与中幅板的环缝，内、外环板之间的环缝待壁板与外环板角缝

7、焊完后进行焊接。B、先焊短焊缝后焊长焊缝的基本原理将中幅板焊缝编号1进行焊接，所有中心板都成为焊接后得到自由收缩、基本无应力的若干长条。这属于在自由收缩状态下成型，这样焊接应力很小，变形也很小。焊接标注为A的板时，将与标注为B的板的焊缝进行点焊，然后焊接标注为A的板，使标注为A的板成为一个整体，然后以此类推进行焊接。这样也是先焊断缝后焊长缝，A板与B板焊缝的点焊起到了焊接A板时反变形的作用。9反之，若先焊长缝，然后再去焊短缝，短焊缝收缩时却受到长缝的限制而不能自由收缩，热胀时产生压应力，收缩时产生拉应力，因而存在较大的焊接应力，会产生很大