CN101053929A - 灯泡贯流式机组机座的焊接及变形控制工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种灯泡贯流式机组机座的焊接及变形控制工艺,它包括工艺拉筋布置、焊接坡口选择和焊前打磨、焊前预热、焊接方式和层间温度控制、层间去应力和清根后打磨、焊接顺序和方向、焊后退火去应力等环节。本发明通过严格控制焊接工艺和采用合理、有效防焊接变形措施,解决了灯泡贯流式机组机座的焊接变形难题,并具有工艺简单、易于实施等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种灯泡贯流式机组机座的焊接及变形控制工艺。
背景技术
机座是定子的核心部件,结构庞大、刚性大、分两办,其机座壁板厚为110mm,直径为Φ6840mm,高度为3200mm,重量达65t。由于机座是过流面,严禁焊缝渗漏,对焊缝的质量要求高,探伤按美国ASME标准执行,对焊接变形的控制要求也高,如焊接变形过大,尤其是机座内壁装铁芯的部分变形过大,将会导致后序无法加工,严重时会报废。同时由于焊接量较大,焊接过程中很容易产生焊接变形和缺陷,在机座焊接过程中,必须严格控制焊接工艺和采用合理、有效防焊接变形措施。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种灯泡贯流式机组机座的焊接及变形控制工艺,预防机座焊接变形。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
焊接方法的选择:由于母材为Q235,其焊接性、抗裂性、韧性等综合性能指标都比较好,通过焊接工艺性试验选用抗裂性好、焊缝韧性好,焊接应力和变形小的,便于全位置焊接的富氩混合气体保护焊的焊接方法,所选焊接材料为焊丝:ER50-6(H08Mn2SiA)直径为Φ1.2。
工艺拉筋布置:为防止上、下圆环与机座壁相连的焊缝焊接量大导致上下圆板出现绕度变形,特在其圆周方向装点12根三角形工艺加强筋进行支撑,强制焊件在焊接时不能自由收缩;在防止机座焊接过程中,焊缝收缩及退火时应力不均布释放,造成扭曲变形,在机座上中下三层分别加够足够强度的工艺拉筋(无缝钢管Φ140×10)。
线能量的控制:线能量就是熔焊时由焊接能源输入给单位长度焊缝上的热量。在焊接过程中,线能量必须有所限制,当线能量太大时,焊缝热影区内易产生魏氏组织,致使接头性能(如冲击韧性等)不合格,线能量过小时,焊缝热影响区可能会出现淬硬组织,造成焊缝裂纹,通过对母材进行焊接工艺实验,线能量控制在2200J/mm左右,在焊接过程中,控制线能量指标的最直接接方法是控制焊接速度。
焊接工艺参数:
电压:20-25V 电流:220-230A 保护气体:80%Ar+20%C0
气体流量:15-20L/rain 电流极性:直流反接 焊接速度120-140nm/rain
伸出长度:15mm 送丝方式:等速送丝
焊接坡口选择和焊前打磨:对于厚板焊接坡口型式的选择尤为重要,由于机座的焊缝都要求清根焊透,所以选择对称U型坡口。焊前对坡口两侧50mm范围内的氧化皮、铁锈及其杂物等打磨至金属光泽。
焊接方式和层间温度控制:在施焊时采用多层多道焊接,多层多道焊接的显微组织较细,热影响区窄,接头的延性和韧性比较好,后焊道对前焊道起退火作用。每焊完一层,应彻底清除焊渣等杂质后方可施焊下一层,每一层必须保持层间温度,层间温度不低于预热温度且不高于预热温度30℃,按此方法直至焊完为止。
层间去应力和清根后打磨:每施焊一层(第一层和最后一层除外)用风枪振动减小焊接应力,振动时温度维持在100-150℃或400℃以上,避免在200-300℃之间,因为此时金属处于兰脆阶段,锤击焊缝容易断裂。对于厚板焊接,在焊接正缝焊接完成后,背缝采用碳弧气刨清根,这时背缝清根后母材表面由于高温作用产生一层厚度为2mm的渗碳层,具有很高的淬硬倾向,如果不将其彻向底磨除,而是直接进行背缝施焊,则这部分焊缝填充金属的机械性能的,韧性下降,只有将渗碳层彻底磨掉,然后再进行背缝施焊,才能确保焊接质量。
焊接顺序和方向:一般先焊的焊缝容易使结构产生变形,因此先焊收缩量大的焊缝,施焊时应尽量进行多人对称施焊。
焊前预热及焊后退火去应力:焊前预热可以减少接头焊后冷却速度,减少焊接应力及变形避免产生淬硬组织,是防止产生裂纹有效措施,预热功当量温度需适当,过高的预热温度会造成接头韧性和延性不合格,采用磁钢式履带式电热器,对机座进行预热,预热温度为110-130℃,焊后消除机座焊接应力而进行退火,退火工艺参数:
入炉温度:≤200℃;
升温速度;400℃以前:80-100℃/h,400℃以后:≤20℃/h;
保温温度:600-650℃ 保温时间:5小时;
冷却速度:400℃以上≤24℃/h,400℃以下≤120℃/h;
出炉温度:≤150℃/h。
本发明通过严格控制焊接工艺和采用合理、有效防焊接变形措施,解决了灯泡贯流式机组机座的焊接变形难题,并具有工艺简单、易于实施等优点。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步描述,灯泡贯流式机组机座的焊接及变形控制工艺,它包括:
(1)工艺拉筋布置:在机座圆周方向装点12根三角形工艺加强筋进行支撑,在机座上中下三层分别加够足够强度的工艺拉筋;
(2)焊接坡口选择和焊前打磨:选择对称U型坡口,坡口两侧50mm范围内的氧化皮、铁锈及其杂物打磨至金属光泽;
(3)焊前预热:预热温度为120℃;
(4)焊接方式和层间温度控制:施焊时采用多层多道焊接,每焊完一层,彻底清除焊渣等杂质后方可施焊下一层,每一层必须保持层间温度,层间温度不低于预热温度且不高于预热温度30℃,按此方法直至焊完为止;
(5)层间去应力和清根后打磨:每施焊一层(第一层和最后一层除外)用风枪振动减小焊接应力,振动时温度维持在150℃,对于厚板焊接,在焊接正缝焊接完成后,背缝采用碳弧气刨清根,并将渗碳层彻底磨掉,然后再进行背缝施焊;
(6)焊接顺序和方向:先焊收缩量大的焊缝,施焊时进行多人对称施焊;
(7)焊后退火去应力。
其中,焊接方法为富氩混合气体保护焊,焊丝为ER50-6,直径为Φ1.2,线能量控制在2200J/mm。退火工艺参数为:
(1)入炉温度≤200℃;
(2)升温速度;400℃以前:100℃/h,400℃以后:≤20℃/h;
(3)保温温度:600℃;
(4)保温时间:5小时;
(5)冷却速度:400℃以上:≤24℃/h,400℃以下:≤120℃/h;
(6)出炉温度:≤150℃/h。
Claims (3)
1、灯泡贯流式机组机座的焊接及变形控制工艺,其特征在于,它包括:
(1)工艺拉筋布置:在机座圆周方向装点12根三角形工艺加强筋进行支撑,在机座上中下三层分别加够足够强度的工艺拉筋;
(2)焊接坡口选择和焊前打磨:选择对称U型坡口,坡口两侧50mm范围内的氧化皮、铁锈及其杂物打磨至金属光泽;
(3)焊前预热:预热温度为110-130℃;
(4)焊接方式和层间温度控制:施焊时采用多层多道焊接,每焊完一层,彻底清除焊渣等杂质后方可施焊下一层,每一层必须保持层间温度,层间温度不低于预热温度且不高于预热温度30℃,先焊收缩量大的焊缝,施焊时进行多人对称施焊,按此方法直至焊完为止;
(5)层间去应力和清根后打磨:每施焊一层用风枪振动减小焊接应力,振动时温度维持在100-150℃或400℃以上,对于厚板焊接,在焊接正缝焊接完成后,背缝采用碳弧气刨清根,并将渗碳层彻底磨掉,再进行背缝施焊;
(6)焊后退火去应力。
2、根据权利要求1所述的灯泡贯流式机组机座的焊接及变形控制工艺,其特征在于:焊接方法为富氩混合气体保护焊,焊丝为ER50-6,直径为Φ1.2,线能量控制在2200J/mm。
3、根据权利要求1所述的灯泡贯流式机组机座的焊接及变形控制工艺,其特征在于,退火工艺参数为:
(1)入炉温度≤200℃;
(2)升温速度;400℃以前:80-100℃/h,400℃以后:≤20℃/h;
(3)保温温度:600-650℃;
(4)保温时间:5小时;
(5)冷却速度:400℃以上:≤24℃/h,400℃以下:≤120℃/h;
(6)出炉温度:≤150℃/h。
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