CN101259570B - 平面焊接法兰坡口结构 - Google Patents

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Abstract

一种平面焊接法兰坡口结构，法兰内沿面与钢管的端部的外壁搭接，将法兰沿厚度方向分为搭接段和露出段，所述的法兰沿所述搭接段开有环向坡口，所述的露出段上开有环形槽，所述的环形槽与所述的环向坡口的底部之间有间隔。本发明提供一种点焊牢固、焊缝全焊透、焊接质量好的平面焊接法兰坡口结构。

Description

平面焊接法兰坡口结构
技术领域
本发明涉及平面法兰焊接技术，尤其是一种平面焊接法兰结构。
背景技术
柔性焊接法兰广泛应用于压力管道、长输管道、工艺管道、钢结构工程中的钢管箱体钢梁等连接结构，通过焊接与钢管等结构相连，而焊接式法兰焊缝质量是关键，焊缝质量差会导致法兰与钢管连接部位撕裂，造成漏气、漏水、漏油，进而使连接部位发生断裂，造成结构早期破坏等质量事故，从而不能满足设计及规范要求。
目前国内外制造业常用保证焊缝强度的方法是：
(1)、参照图1，单纯增加焊缝高度(焊缝填充量大，焊接变形大、不易焊透)；
(2)、参照图2，在法兰内圈打环向直线坡口(焊缝填充量不均匀，增加焊接变形，使法兰面向管子侧偏斜，造成法兰面间隙增大。)
这两种方法虽然都是常用的，不容易完全达到一、二级焊缝所要求的全焊透的目标，但由于坡口设计不合理将带来较大的焊接变形使之结合面产生间隙，使连接部位应力集中，造成法兰面漏气、漏水、漏油，最严重时使焊接部位发生断裂，造成焊接结构早期破坏等质量事故。
发明内容
为了克服已有平面法兰焊接结构的存在点焊牢固度差、焊缝不能焊透、焊接质量差的不足，本发明提供一种点焊牢固、焊缝全焊透、焊接质量好的平面焊接法兰坡口结构。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种平面焊接法兰坡口结构，法兰内沿面与钢管的端部的外壁搭接，将法兰沿厚度方向分为搭接段和露出段，所述的法兰沿所述搭接段开有环向坡口，所述的露出段上开有环形槽，所述的环形槽与所述的坡口的底部之间有间隔。
作为优选的另一种方案：所述环向坡口与法兰的上表面连接处为陡坡，所述陡坡与垂直面的倾角比所述环向坡口与垂直面的倾角小。设计了该陡坡，能够减少焊接处上半部的填充量，减少变形。
作为优选的再一种方案：所述环形槽的截面呈矩形。当然的，所述环形槽的截面也可以为其他形状。
本发明的技术构思为：通过对法兰坡口的设计，根据法兰的厚度、大小不同，焊接方法、焊接程序、焊接工艺参数不同等，多次调整坡口设计的尺寸和坡口角度。使点焊牢固，焊缝完全熔透。与现有技术、现有产品进行比较，本发明创造的优越性为结构简单、焊接变形小，焊接质量有所提高，产品质量、产品稳定性更加可靠。
预先设计了坡口的尺寸、形状，成功地在待焊法兰的表面预制了一个全焊透的焊接模型。环形槽处可容纳焊丝，焊接时容易使焊缝达到全焊透；并且，设置该环形槽可减少焊接处下部的打磨量，以减少填充金属总量；另外，设置该环形槽可增加焊接处下部的填充量，使焊接处上部和下部的填充量接近，保证焊接处上部和下部变形接近。
本发明使焊接处填充金属量减少，焊接时容易使焊缝达到全焊透，能完全满足设计及规范要求，达到一、二级的焊缝质量等级。
本发明的有益效果主要表现在：点焊牢固、焊缝全焊透、焊接质量好。
附图说明
图1是现有技术中一种焊接结构图。
图2是现有技术中另一种焊接结构图。
图3是本发明的焊接结构示意图。
图4是法兰加工的示意图。
图5是图4的截面图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
参照图1～图5，一种平面焊接法兰坡口结构，包括法兰1和钢管2，所述钢管2安装在法兰1内，所述钢管2与法兰1焊接，在法兰1内圈上端部设有环向坡口3，在所述钢管2与法兰1的焊接处的法兰内圈的端面上开有环形槽4，所述环形槽4靠近所述环向坡口3。
所述环向坡口3与法兰1的上表面连接处为陡坡5，所述陡坡与垂直面的倾角比所述环向坡口与垂直面的倾角小。
所述环形槽4的截面呈矩形。当然的，所述环形槽的截面也可以为其他形状。
本实施例预先设计了坡口的尺寸、形状，成功地在待焊法兰的表面预制了一个全焊透的焊接模型。环形槽处可容纳焊丝，焊接时容易使焊缝达到全焊透；并且，设置该环形槽可减少焊接处下部的打磨量，以减少填充金属总量；另外，设置该环形槽可增加焊接处下部的填充量，使焊接处上部和下部的填充量接近，保证焊接处上部和下部变形接近。本实施例的焊接处填充金属量减少，焊接时容易使焊缝达到全焊透。
所有构件焊接工作结束后，质检员和焊接专家对焊缝内部缺陷及焊接变形进行了仔细地跟踪检查，认为焊口外观成型良好，制定的工艺有效、可行；满足国标GB50205-2001《钢结构工程施工质量验收规范》A.0.1条要求。
无损检验人员按二级焊缝要求对法兰与直缝管联接的角焊缝进行了超声波探伤检验，结果全部合格；满足国标GB50205-2001《钢结构工程施工质量验收规范》表5.2.4条要求。
本实施例已先后在500kV咸宁变构支架等工程实施，质量符合设计和规范要求。
实例1：钢管的壁厚8cm，法兰厚度20cm，法兰内圈的端面与钢管侧面之间的距离为2～3cm，环向坡口与钢管(垂直面)之间的夹角45度，环向坡口的坡口高度为6cm，环形槽的宽度5cm，环形槽的内倒角的半径R为3cm，环形槽与环向坡口之间的钝边的宽度2cm，焊接处上半部分相对于法兰上表面的焊缝高度2～3cm，焊接处上半部分相对于钢管侧面的焊缝宽度10～11cm，焊接处下半部分相对于钢管底面的焊角高度为8cm。
实例2：钢管的壁厚10cm，法兰厚度22cm，法兰内圈的端面与钢管侧面之间的距离为2～3cm，环向坡口与钢管(垂直面)之间的夹角55度，陡坡与钢管(垂直面)之间的夹角为22.5度，环向坡口的坡口高度为6cm，陡坡的高度为2cm，环形槽的宽度5cm，环形槽的内倒角的半径R为3cm，环形槽口与环向坡口之间的钝边的宽度2cm，焊接处上半部分相对于法兰上表面的焊缝高度3～4cm，焊接处上半部分相对于钢管侧面的焊缝宽度13～14cm，焊接处下半部分相对于钢管底面的焊角高度为10cm。
实例3：钢管的壁厚12cm，法兰厚度30cm，法兰内圈的端面与钢管侧面之间的距离为2～3cm，环向坡口与钢管(垂直面)之间的夹角55度，陡坡与钢管(垂直面)之间的夹角为22.5度，环向坡口的坡口高度为6cm，陡坡的高度为4cm，环形槽的宽度5cm，环形槽的内倒角的半径R为3cm，环形槽与环向坡口之间的钝边的宽度2cm，焊接处上半部分相对于法兰上表面的焊缝高度3～4cm，焊接处上半部分相对于钢管侧面的焊缝宽度14～15cm，焊接处下半部分相对于钢管底面的焊角高度为12cm。

Claims (3)

1.一种平面焊接法兰坡口结构，法兰内沿面与钢管的端部的外壁搭接，将法兰沿厚度方向分为搭接段和露出段，所述的法兰沿所述搭接段开有环向坡口，其特征在于：所述的露出段上开有可容纳焊丝的环形槽，所述的环形槽与所述的环向坡口的底部之间有间隔。
2.如权利要求1所述的平面焊接法兰坡口结构，其特征在于：所述环向坡口与法兰的上表面连接处为陡坡，所述陡坡与垂直面的倾角比所述环向坡口与垂直面的倾角小。
3.如权利要求1或2所述的平面焊接法兰坡口结构，其特征在于：所述环形槽的截面呈矩形。
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