CN103008844A - 一种马弗管双层法兰的装焊工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种马弗管双层法兰的装焊工艺，其通过采用严格的上法兰、下法兰、筋板、冷却半管及马弗管筒体的装焊工艺，充分考虑焊接变形控制要点，确保了马弗管与法兰及法兰间的形位公差要求，有效的控制了马弗管双层法兰结构的装配误差和焊接变形，达到了设计要求，很好的提高了马弗管的精度要求。

Description

一种马弗管双层法兰的装焊工艺

技术领域

本发明涉及管法兰结构的装配焊接技术领域，特别涉及一种马弗管双层法兰的装焊工艺。

背景技术

立式不锈钢光亮退火炉中有一个由多节圆柱筒体拼接而成、顶部为双层法兰结构的马弗管。该马弗管处于悬挂状态，通过上法兰连接退火炉冷却段、下法兰固定在钢结构平台上。如果双层法兰装配或焊接环节处理不当，上、下法兰安装面的平面度达不到设计要求或两法兰的平行度偏差较大，不仅不利于马弗管的安装，而且会对整个退火炉的炉内气氛控制及气密性造成影响；由于不锈钢带从马弗管内竖直通过，马弗管两侧均匀布置烧嘴对不锈钢带进行加热，若马弗管筒体与法兰的垂直度存在较大误差，势必会使不锈钢带两侧受热不均，从而降低产品最终光亮退火的质量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中存在的不足提供一种马弗管双层法兰的装焊工艺，可以减少马弗管双层法兰结构的装配误差和焊接变形，很好的提高了马弗管的精度要求。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种马弗管双层法兰的装焊工艺，其特征在于：它包括的步骤为：

A. 将机加工完成后的下法兰放置在装配平台上，作出法兰中心线后，根据需要装配的筋板数量在法兰上平面分相应的等分线检查下法兰平面度，标记出各等分误差，然后根据冷却半管及筋板的装配位置在下法兰上进行放样划线；

B. 预测马弗管筒体与各筋板装配接触位置的外径尺寸，对比下法兰内径，确定出每个筋板径向安装位置误差，再依照划线位置采用氩弧焊先后将冷却半管及每块筋板均匀点焊在下法兰的上平面上，然后进行冷却半管与下法兰的两圈环焊缝的焊接，筋板与下法兰暂不焊接；

C. 冷却半管焊接完成后进行水密性试验，压力0.1MPa，保压30min无泄漏；

D. 在马弗管筒体内安装内撑圆工装，精确校圆，内撑圆工装安装位置应贴近设计的筋板与下法兰接触处；将下法兰翻面，使筋板朝下接触装配平台，将马弗管筒体吊至下法兰内，调整装配位置后使用氩弧焊均匀点焊马弗管筒体与下法兰及筋板，使马弗管筒体与平台的垂直度误差≤2mm，下法兰与平台平行度误差≤1mm；

E.在焊接滚轮架上进行下法兰与马弗管筒体的环焊缝及马弗管筒体与筋板的焊接，焊接次序为：马弗管筒体与筋板焊接完成后再进行下法兰与马弗管筒体的环焊缝焊接；

F. 将上法兰放置在装配平台上，上安装面朝下，将装焊完毕后马弗管部件筋板朝下装在上法兰上，均匀调整上法兰与马弗管筒体内边缘错边量，完毕后采用氩弧焊点固筋板与上法兰及马弗管筒体与上法兰，吊至滚轮架上焊接；

G. 将上法兰与马弗管筒体端面环焊缝处开双面V形坡口，大坡口朝向马弗管筒体内侧，小坡口开在马弗管筒体外侧端面，先在马弗管筒体外侧小坡口进行环缝焊接，再对反面清根及大坡口的多层多道焊；         

H. 上法兰与马弗管筒体环缝焊接完成后再进行筋板与上、下法兰的焊接，焊后将上法兰安装面朝下置于装配平台上检验尺寸及上、下法兰平面度、两法兰平行度等形位公差，合格后对两法兰与马弗管筒体环焊缝进行超声波检测。

按上述技术方案，步骤G中大坡口角度为70±5°，小坡口角度为60°，大、小坡口高度比4：1，钝边1mm，先在马弗管筒体外侧小坡口进行打底盖面共3层完成后，再进行反面清根及大坡口的多层多道焊。

按上述技术方案，其装焊过程中对焊缝质量的控制方法为：

（1）焊前清理焊缝两侧油脂、污物、氧化膜和各种记号；室温低于15℃，焊接前需将待对接接头两侧250-300mm区域预热至15-20℃；

（2）步骤B中冷却半管与下法兰的两圈环焊缝的焊接顺序为：一圈环焊缝焊接完成后再进行另一圈环缝的焊接；

（3）在步骤E中，下法兰与马弗管筒体的两圈环焊缝的焊接应交错进行，即每焊完一层焊缝均需要焊接法兰反面对应焊缝一层，保持两圈环焊缝的焊接电流、焊接速度、气体流量等工艺参数以及施焊手法一致，焊接时冷却半管内通水进行冷却；

（4）在步骤H中，每只筋板各有四条直焊缝，各筋板相同位置的直焊缝按照对称跳焊的方式依次焊接完后再进行另一相同位置直缝焊接；

（5）各环缝的打底焊接均采用手工氩弧焊对称跳焊的方式进行，使各层间温度不超过150℃；

（6）每次焊接的焊缝长度误差控制在±20mm内，每层焊接接头应错开15-20mm，焊角高度不小于要求设定尺寸；

（7）每焊接完一道工序测量法兰平面度及马弗管筒体的直线度，环焊缝每焊完一层进行着色检测，严格控制焊接裂纹，合格后方可进行下道焊接工序。

本发明所取得的有益效果为：本发明从马弗管双层法兰的结构入手，制定合理的装配顺序和工艺手段，充分考虑焊接变形控制要点，确保了马弗管与法兰及法兰间的形位公差要求，有效的控制了马弗管双层法兰结构的装配误差和焊接变形，达到了设计要求，很好的提高了马弗管的精度要求。

附图说明

图1为马弗管双层法兰结构示意图。

图2为焊缝示意图。

图3为下法兰平台装配示意图。

图4为各环缝焊对称跳焊示意图。

图5为各筋板四条焊缝焊接次序图。

图中：1—上法兰，2—下法兰，3—筋板，4—冷却半管，5—马弗管筒体，6—冷却段连接法兰，7—钢结构平台，8—内撑圆工装，9—装配平台， HF1及HF2—冷却半管与下法兰环焊缝，HF3—筒体与筋板焊缝，HF4及HF5—下法兰与筒体环焊缝，HF6及HF7—上法兰与筒体环焊缝，HF8—筋板与下法兰焊缝，HF9—筋板与上法兰焊缝。

具体实施方式

   下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

  如图1至5所示，马弗管双层法兰的装焊工艺，其具体的装焊工艺如下：

A. 将机加工完成后的下法兰2放置在装配平台9上，作出法兰中心线后，分12等分检查下法兰2的平面度，标记出各等分误差，然后根据冷却半管4及筋板3的装配位置在下法兰2上进行放样划线；

B. 预测马弗管筒体5与各筋板3装配接触位置的外径尺寸，对比下法兰2内径，确定出每个筋板3径向安装位置误差，再依照划线位置采用氩弧焊先后将冷却半管4及12块筋板均匀点焊在下法兰2的上平面上，然后进行冷却半管与下法兰环焊缝HF1及HF2（两圈环焊缝）的焊接，为保证筋板3上端面的平面度，暂不焊接筋板与下法兰焊缝HF8；

C. 冷却半管4焊接完成后进行水密性试验，压力0.1MPa，保压30min无泄漏；

D. 在马弗管筒体5内安装内撑圆工装8，精确校圆，内撑圆工装8安装位置应贴近设计的筋板3与下法兰2接触处（此时还没有安装筋板3和下法兰2在马弗管筒体5内）；如图3所示，将下法兰2翻面，使筋板3朝下接触装配平台9，将马弗管筒体5吊至下法兰2内（内撑圆工装8设置在马弗管5内以防止马弗管筒体5焊接时产生变形），调整装配位置后使用氩弧焊均匀点焊马弗管筒体5与下法兰2及12块筋板，使马弗管筒体5与装配平台9的垂直度误差≤2mm，下法兰2与装配平台9平行度误差≤1mm；

E. 下法兰与筒体环焊缝HF4、HF5及筒体与筋板焊缝HF3（马弗管筒体5与12只筋板的焊缝）的焊接在焊接滚轮架上进行，焊接次序为：HF3→HF4与HF5交替焊接；

F. 将上法兰1放置在装配平台9上，上安装面朝下，将装焊完毕后马弗管部件筋板朝下装在上法兰1上，均匀调整上法兰1与马弗管筒体5内边缘错边量，完毕后采用氩弧焊点固筋板3与上法兰1及马弗管筒体5与上法兰1，吊至滚轮架上焊接；

G. 上法兰1与马弗管筒体5端面环焊缝开双面坡口(如图2中的上法兰与筒体环焊缝HF6及HF7)，大坡口朝向马弗管筒体内侧，V形坡口，角度为70±5°，小坡口仅能开在马弗管筒体外侧端面，呈半V形，角度约60°，大、小坡口高度比约4：1，钝边约1mm，由于马弗管筒体5外侧两法兰间距小，焊枪伸入较困难，不利于焊接手法的稳定，故上法兰与筒体环焊缝HF6打底盖面共约3层完成后，再进行反面清根及上法兰与筒体环焊缝HF7的多层多道焊；        

H. 上法兰与筒体环焊缝HF6及HF7焊接完成后再进行筋板与下法兰焊缝HF8及筋板与上法兰焊缝HF9的焊接，焊后将上法兰1安装面朝下置于装配平台9上检验尺寸及法兰平面度、两法兰平行度等形位公差，若法兰平面度误差较大，可采用火焰加热进行校正，合格后对法兰与马弗管筒体5环焊缝进行超声波检测，检验标准为GB11345，Ⅰ级合格。

在上述装焊工艺步骤中，控制焊接变形及焊缝质量的具体方式为：

1. 焊前清理焊缝两侧油脂、污物、氧化膜和各种记号；室温较低时（低于15℃），焊接前需将待对接接头两侧250-300mm区域预热至15-20℃；

2. 步骤B中冷却半管4与下法兰2的两圈环焊缝的焊接顺序为：一圈环焊缝焊接完成后再进行另一圈环缝的焊接，由于管径较小，避免焊接热量集中使半管产生形变；

3. 在步骤E中，下法兰2与马弗管筒体5的两圈环焊缝的焊接应交错进行，即每焊完一层焊缝均需要焊接法兰反面对应焊缝一层，注意保持两圈环焊缝的焊接电流、焊接速度、气体流量等工艺参数以及施焊手法的一致性，焊接时冷却半管4内通水；

4. 在步骤H中，12只筋板各有四条直焊缝，各筋板相同位置的直焊缝按照对称跳焊的方式依次焊接完后再进行另一相同位置直缝焊接，四条直焊缝的焊接次序遵照使焊后弯曲变形最小化的原则施焊，如图5中：A→B→C→D；

5. 上述步骤中，各环缝的打底焊接均采用手工氩弧焊分12等分对称跳焊的方式进行，如图4中：按A→B→C→D→E→F区域次序依次对称焊；注意焊接线能量的控制，各层间温度不超过150℃；

6. 在上述焊接过程特别是环缝焊接时，每次焊接的焊缝长度误差控制在±20mm内，每层焊接接头应错开15-20mm，焊角高度不小于图纸规定尺寸；

7. 焊接时随时测量法兰平面度及马弗管筒体的直线度，环焊缝每焊完一层均需进行着色检测，严格控制焊接裂纹，合格后方可进行下道焊接工序。

Claims (3)

1.一种马弗管双层法兰的装焊工艺，其特征在于：它包括的步骤为：

A. 将机加工完成后的下法兰放置在装配平台上，作出法兰中心线后，根据需要装配的筋板数量在法兰上平面分相应的等分线检查下法兰平面度，标记出各等分误差，然后根据冷却半管及筋板的装配位置在下法兰上进行放样划线；

B. 预测马弗管筒体与各筋板装配接触位置的外径尺寸，对比下法兰内径，确定出每个筋板径向安装位置误差，再依照划线位置采用氩弧焊先后将冷却半管及每块筋板均匀点焊在下法兰的上平面上，然后进行冷却半管与下法兰的两圈环焊缝的焊接，筋板与下法兰暂不焊接；

C. 冷却半管焊接完成后进行水密性试验，压力0.1MPa，保压30min无泄漏；

D. 在马弗管筒体内安装内撑圆工装，精确校圆，内撑圆工装安装位置应贴近设计的筋板与下法兰接触处；将下法兰翻面，使筋板朝下接触装配平台，将马弗管筒体吊至下法兰内，调整装配位置后使用氩弧焊均匀点焊马弗管筒体与下法兰及筋板，使马弗管筒体与平台的垂直度误差≤2mm，下法兰与平台平行度误差≤1mm；

E.在焊接滚轮架上进行下法兰与马弗管筒体的环焊缝及马弗管筒体与筋板的焊接，焊接次序为：马弗管筒体与筋板焊接完成后再进行下法兰与马弗管筒体的环焊缝焊接；

F. 将上法兰放置在装配平台上，上安装面朝下，将装焊完毕后马弗管部件筋板朝下装在上法兰上，均匀调整上法兰与马弗管筒体内边缘错边量，完毕后采用氩弧焊点固筋板与上法兰及马弗管筒体与上法兰，吊至滚轮架上焊接；

G. 将上法兰与马弗管筒体端面环焊缝处开双面V形坡口，大坡口朝向马弗管筒体内侧，小坡口开在马弗管筒体外侧端面，先在马弗管筒体外侧小坡口进行环缝焊接，再对反面清根及大坡口的多层多道焊；         

H. 上法兰与马弗管筒体环缝焊接完成后再进行筋板与上、下法兰的焊接，焊后将上法兰安装面朝下置于装配平台上检验尺寸及上、下法兰平面度、两法兰平行度等形位公差，合格后对两法兰与马弗管筒体环焊缝进行超声波检测。

2.根据权利要求1所述的一种马弗管双层法兰的装焊工艺，其特征在于：步骤G中大坡口角度为70±5°，小坡口角度为60°，大、小坡口高度比4：1，钝边1mm，先在马弗管筒体外侧小坡口进行打底盖面共3层完成后，再进行反面清根及大坡口的多层多道焊。

3.根据权利要求1或2所述的一种马弗管双层法兰的装焊工艺，其特征在于：其装焊过程中对焊缝质量的控制方法为：

（1）焊前清理焊缝两侧油脂、污物、氧化膜和各种记号；室温低于15℃，焊接前需将待对接接头两侧250-300mm区域预热至15-20℃；

（2）步骤B中冷却半管与下法兰的两圈环焊缝的焊接顺序为：一圈环焊缝焊接完成后再进行另一圈环缝的焊接；

（3）在步骤E中，下法兰与马弗管筒体的两圈环焊缝的焊接应交错进行，即每焊完一层焊缝均需要焊接法兰反面对应焊缝一层，保持两圈环焊缝的焊接电流、焊接速度、气体流量等工艺参数以及施焊手法一致，焊接时冷却半管内通水进行冷却；

（4）在步骤H中，每只筋板各有四条直焊缝，各筋板相同位置的直焊缝按照对称跳焊的方式依次焊接完后再进行另一相同位置直缝焊接；

（5）各环缝的打底焊接均采用手工氩弧焊对称跳焊的方式进行，使各层间温度不超过150℃；

（6）每次焊接的焊缝长度误差控制在±20mm内，每层焊接接头应错开15-20mm，焊角高度不小于要求设定尺寸；

（7）每焊接完一道工序测量法兰平面度及马弗管筒体的直线度，环焊缝每焊完一层进行着色检测，严格控制焊接裂纹，合格后方可进行下道焊接工序。

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