CN103009009A - 一种超大型三节式变压器油箱装焊方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超大型三节式变压器油箱装焊方法，为了解决以下技术问题：1、中节油箱箱沿产生的侧弯变形；2、上节油箱产生的上弯变形问题；3、下节油箱产生下弯变形以及保证下节油箱箱底的平整度。本发明采用的技术方案是：1、中节油箱的箱沿将其由4拼改为8拼，先将直箱沿装焊护框方钢，再点焊上箱沿与箱壁；2、上节油箱的箱盖沿长度方向拆分为四部分，分别折弯后，再拼接；3、下节油箱拆分为四部分，先安装护框方钢再拼装为整体。

Description

一种超大型三节式变压器油箱装焊方法

技术领域：

本发明涉及一种装焊工艺方法，属于变压器制造领域，涉及一种超大型三节式变压器油箱装焊方法。

背景技术：

目前变压器油箱一般分为两种，钟罩式和筒式，而这两种油箱均可分为两大部件，钟罩式油箱分为上节油箱和下节油箱；筒式油箱分为油箱和箱盖。而随着变压器容量以及电压等级越来越高，导致变压器的外形尺寸和重量也越做越大，超大型的变压器器身进行解体运输，油箱也分为三大部件，分别是上节箱盖、中节油箱以及下节油箱。传统变压器行业油箱都是在焊接平台上进行装配和焊接，其目的主要是防止变形和统一制作基准。而超大型变压器油箱无法固定在平台上进行焊接和装配，其中节油箱由于其上下全部为箱沿，中间并无任何支撑，因此在装焊、起吊以及转运过程十分容易产生侧弯变形。而对于下节以及上节油箱，由于整体长度一般都超过10米，宽度超过4.5米，而高度却只在0.5米以下，抗弯能力很差，在焊接过程中极容易产生弯曲变形。同时由于宽度很宽，上、下节油箱箱沿中部也没有支撑，箱沿也容易产生侧弯变形。最后由于下节油箱到达现场后解体运输的器身须分别放置在其中，因此对于下节油箱箱底平整度要求也非常高。

鉴于以上技术问题，实有必要提供一种可以克服上述技术缺陷的方法。

发明内容：

本发明提出了一种超大型三节式变压器油箱装焊方法，通过合理的装配焊接顺序以及工装夹具的使用解决的技术难题是：1、中节油箱箱沿产生的侧弯变形；2、上节油箱产生的上弯变形问题；3、下节油箱产生下弯变形以及保证下节油箱箱底的平整度。

本发明所采用的技术方案是：

一种超大型三节式变压器油箱装焊方法，包括以下步骤：1）下节油箱的装焊：1.1）将下节油箱的箱沿分成两个长边和两个短边四个单根箱沿，其中，两个短边的两端分别带有与长边圆滑过渡的拐角，接着，将护框方钢分别焊接在单根箱沿上，校平后，将其拼焊成一个整体，然后在箱沿内部撑紧支柱，将箱沿予以刚性固定；1.2）将箱沿放置在焊接平台上，将下节油箱箱壁搭在箱沿上，点焊箱壁和箱沿之间的焊缝；1.3）将下节油箱的箱底吊装到下节油箱的箱壁上，点焊箱壁与箱底之间的焊缝，之后，将下节油箱翻身，焊接箱壁和箱底之间的焊缝，最后再将下节油箱翻身，用压板将箱沿压紧在焊接平台上，焊接箱壁和箱沿之间的焊缝，最后装焊下节油箱的加强槽钢和三角形加强板；2）中节油箱的装焊：2.1）将中节油箱上箱沿分成两个长边、两个短边，以及四个拐角8个部分，将四根直箱沿装焊护框方钢后，校平直；2.2）将四个直箱沿点固在四片中节油箱箱壁上，之后装焊箱壁上的加强槽钢及其他零部件；2.3）将中节油箱下箱沿放置在下节油箱上，用工装夹紧下节油箱箱沿与中节油箱下箱沿，最后分别将四片中节油箱的箱壁点焊在中节油箱的下箱沿上，之后焊接下箱沿与箱壁之间的焊缝；3）上节油箱的装焊：3.1）将上节油箱的箱盖沿长度方向拆分为四部分后，分别折弯，然后再将四部分拼接为一个箱盖整体；3.2）将上节油箱的箱沿放置在焊接平台上，将箱盖吊装到箱沿上进行点焊，之后，将上节油箱翻身，在箱沿内部撑紧支柱，然后焊接箱盖之间的拼缝，但是，留一条拼缝不焊接；3.3）将上节油箱翻身，焊接内部的槽型加强筋后，将上节油箱放置在中节油箱的上箱沿上，边缘对齐后将上节油箱箱沿和中节油箱上箱沿用工装夹紧，之后焊接除上节油箱箱盖拼缝处外的所有焊缝，最后安装中节油箱上箱沿的四根拐角。

作为本发明的优选实施例，在下节油箱的装焊之前，首先对箱底来料进行测量，保证变形量小于等于1/1000，整体变形量不超过5毫米，如果不符合，采用火焰校平；

作为本发明的优选实施例，在步骤1.3）中，点焊箱壁与箱底之间的焊缝时，在两侧同时对称施焊；

作为本发明的优选实施例，所述焊接采用逐步退焊法；

作为本发明的优选实施例，在步骤1.3）中，在压紧及焊接箱壁与箱沿的焊缝时，应先压紧一部分，焊接该部分箱沿与箱壁的焊缝，之后挪动箱沿压紧另一部分，再焊接另一部分箱壁与箱沿的焊缝；

作为本发明的优选实施例，在步骤1.3）中，装焊下节油箱的加强槽钢和三角形加强板时，采用爬坡焊的方式；

作为本发明的优选实施例，在步骤1.3）中，装焊下节油箱的加强槽钢和三角形加强板时，首先在油箱内部横向和纵向安装支撑件，然后将加强槽钢和三角形加强板与该支撑件点焊，待装焊完加强槽钢和三角形加强板之后，将所述支撑件拆除；

作为本发明的优选实施例，在步骤2.2）中，将直箱沿分别点固在4片中节油箱箱壁上后，将箱壁翻身，先焊接箱沿与箱壁的内部焊缝，然后再翻身焊接外部焊缝，从而保证箱沿的平直

作为本发明的优选实施例，所述上节油箱箱盖与箱沿之间的焊缝，等到上节油箱与中节油箱吊装到一起，根据中节油箱箱沿的外形尺寸以及平直度情况进行调节，并用C型夹将中节以及上节箱沿夹紧，之后在进行满焊。

作为本发明的优选实施例，上节油箱内部的槽型加强筋采用全位置焊接。

本发明至少具有以下优点：为了解决以下技术问题：1、中节油箱箱沿产生的侧弯变形；2、上节油箱产生的上弯变形问题；3、下节油箱产生下弯变形以及保证下节油箱箱底的平整度。本发明采用的技术方案是：1、中节油箱的箱沿将其由4拼改为8拼，先将直箱沿装焊护框方钢，再点焊上箱沿与箱壁；2、上节油箱的箱盖沿长度方向拆分为四部分，分别折弯后，再拼接；3、下节油箱拆分为四部分，先安装护框方钢再拼装为整体。

附图说明：

图1是油箱整体结构示意图，其中，图1（A）是正视图，图1（B）是侧视图；

图2是上节油箱的结构示意图，其中，图2（A）是正视图，图2（B）是俯视图，图2（C）是侧视图；

图3是中节油箱的结构示意图，其中，图3（A）是正视图，图3（B）是侧视图；

图4是下节油箱的结构示意图，其中，图4（A）是正视图，图4（B）是俯视图，图4（C）是侧视图；

图5是下节油箱的装焊工艺流程图，其中，

图5（A）是下节油箱箱沿整体放置在焊接平台上的示意图；

图5（B）是下节油箱的箱壁搭在箱沿上的结构示意图；

图5（C）是箱底吊装到箱壁上的示意图；

图5（D）是图5（C）翻身后的示意图；

图5（E）是图5（D）翻身后的示意图；

图5（F）是装焊加强槽钢后的结构示意图；

图6是中节油箱与下节油箱的装焊工艺流程图；其中，

图6（A）是中节油箱上箱沿的拆分示意图；

图6（B）是中节油箱直箱沿安装护框方钢后的示意图；

图6（C）图6（B）沿A-A线的剖视图；

图6（D）是中节油箱上箱沿点焊在箱壁上的结构示意图；

图6（E）是中节油箱下箱沿放置在下节油箱上的示意图；

图6（F）是中节油箱上箱沿和两个短箱壁放置在中节油箱下箱沿上的示意图；

图6（G）是中节油箱上箱沿和两个长箱壁放置在中节油箱下箱沿上的示意图；

图7是上节油箱的箱盖拼接工艺流程图；其中，

图7（A）是箱盖的结构示意图；

图7（B）是箱盖拆分的示意图；

图7（C）是上节油箱箱沿放置在焊接平台上的示意图；

图7（D）是箱盖吊装到上节油箱箱沿上的示意图；

图7（E）是图7（D）翻身后的示意图；

图7（F）是图7（E）翻身后的示意图；

图7（G）是上节油箱装焊槽型加强筋及其他零部件的示意图

图8是上节油箱与中节油箱装焊在一起后的结构示意图

图9是整个油箱组立以后箱盖以及中节油箱整体翻身底朝天进行焊接的结构示意图，其中，图9（A）是正视图，图9（B）是俯视图。图10是整个油箱组立以后中节油箱翻身放平进行焊接的结构示意图，其中，图10（A）是正视图，图10（B）是俯视图。

图11是整个油箱装焊完工的结构示意图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行说明：

请参阅图1至图4所示，本发明超大型三节式变压器油箱包括下节油箱1、中节油箱3、上节油箱5。所述上节油箱5包括上节油箱箱沿51、上节油箱箱壁53，以及由多个折线形成的箱盖55。所述中节油箱3包括中节油箱下箱沿31、中节油箱上箱沿33，以及周围的六个中节油箱箱壁35。所述下节油箱1包括下节油箱箱底11，下节油箱箱壁13，以及下节油箱箱沿15。

下面，请结合图5至图11所示对本发明油箱的装焊工艺进行详细阐述：

一、下节油箱的装焊

1、装焊下节油箱前首先需对箱底来料进行测量，按照变形量小于等于1/1000，并且整体变形不超过5毫米予以控制，如果不符合要求，则进行火焰较平整，确保装焊前箱底的平整度。

2、进行箱沿的对接工作。首先将下节油箱的箱沿分成两个长边和两个短边四个单根箱沿，其中，两个短边的两端分别带有与长边圆滑过渡的拐角，接着，将护框方钢分别焊接在单根箱沿上，之后采用机械校平的方式将箱沿较平直，然后再将单根箱沿拼焊为一个整体，即整个下节油箱的箱沿（从而能够避免最后焊接护框方钢产生变形时因为尺寸很大不易进行校平）。之后在箱沿内部撑紧3~5根支柱，将箱沿予以刚性固定，避免因为翻身起吊以及焊接过程中产生侧弯。

3、将步骤2拼焊为一个整体的下节油箱箱沿放置在焊接平台上，然后将下节油箱箱壁按照图纸尺寸搭在已经校平的箱沿上，点焊下节油箱箱壁与箱沿之间的焊缝（注意：不进行焊接）。

4、将下节油箱的箱底吊装到下节油箱的箱壁上，点焊箱壁与箱底之间的焊缝。注意焊接时需两名焊工在两侧同时对称施焊。焊接方式需与以往不同，不能一个方向从头焊到尾，需采用逐步退焊法的方式降低焊接变形。从而保证焊接完毕后箱底的平整度以及不会产生弯曲变形。

5、将下节油箱翻身，放置在焊接平台上，焊接箱壁与箱底之间的焊缝。

6、将下节油箱整体进行翻身，之后用压板将箱沿压紧在焊接平台上。焊接箱壁与箱沿的焊缝。注意：由于箱沿外形尺寸远远超出焊接平台的范围，因此，在压紧及焊接时，应当先压紧一部分，并焊接该部分箱沿与箱壁的焊缝，之后挪动箱沿压紧另一部分，再焊接另一部分箱壁与箱沿的焊缝；另外，焊接时，应当采用逐步退焊法进行施焊，减小焊接变形，即仍为两名焊工在两侧同时对称施焊，焊接方式同样采用逐步退焊法。

7、装焊箱壁上所有加强槽钢，其焊接方式与以往不同，不能将下节油箱吊斜使得加强槽钢的焊接位置成为平角焊的方式。而是直接采用爬坡焊的方式予以焊接加强槽钢，从而减小焊接电流，降低焊接热输入量，达到降低焊接变形的目的。

8、之后油箱翻身，装焊下节油箱内部所有三角形加强板，注意所有三角形加强板注意焊接方法和焊接顺序（即首先在油箱内部装焊用以支撑三角形加强板的支撑件，然后以该支撑件为支撑将三角形加强板与支撑件进行点焊，装焊完三角形加强板之后，将支撑件拆除），否则将会导致箱底产生波浪形变形，影响箱底平整度。完毕后再将内部斜板铺在三角形加强板上，焊接斜板时其与箱壁的焊缝同样不能将油箱吊斜成为平焊位置，只能够采用横焊的焊接方式。降低焊接变形。

二、中节油箱箱壁的装焊

1、中节油箱上箱沿的拼接方式需与以往不同，由4拼改为8拼，需留出4个拐角，用于在中节油箱组立时予以调节，也就是说，中节油箱上箱沿拆分成8部分，分别为两个长边、两个短边，以及四个拐角。

2、将中节油箱上箱沿的4根直箱沿（包括两个长边和两个短边）装焊护框方钢。焊接完毕后采用机械校平的方式将箱沿较平直。不但需较平上弯变形，还需注意箱沿的侧弯变形。之后钻箱沿孔。

3、将校平后的4个直箱沿分别点固在4片中节油箱箱壁上，由于箱沿与箱壁内部焊缝的焊脚高度小于外部焊缝，因此注意箱沿点固后需将箱壁翻身，先焊接箱沿与箱壁的内部焊缝，然后在翻身焊接外部焊缝，从而保证箱沿的平直。

4、装焊箱壁上的加强槽钢以及其他零部件：首先在沿长箱壁的延伸方向安装横向的加固件，然后装焊铜屏蔽及其他加强槽钢，其中，铜屏蔽与加固件以及加强槽钢与加固件之间只进行点焊，点焊完成后，进行焊接，但是，中间的焊缝不进行焊接。

5、箱壁装焊完毕后需对箱沿的平直度进行测量，其弯曲变形量需小于等于1/1000。如果超出要求需采用火焰或者机械校平的方式校平直。

6、将中节油箱下箱沿放置在下节油箱上，用工装夹紧下节油箱箱沿与中节油箱下箱沿。

7、将左右两侧的短箱壁及与其焊接在一起的直箱沿以整体的形式吊装到中节油箱的下箱沿上，然后点焊中节油箱箱壁与中节油箱下箱沿。

8、将高压侧和低压侧的长箱壁吊装到下箱沿上，点焊长箱壁和短箱壁之间的焊缝后，焊接下箱沿与箱壁之间的焊缝。

三、上节油箱的装焊

1、拼接箱沿，拼焊完毕后需对拼焊处采用机械校平的方式校平直。由于上节油箱的箱盖太长，无法整体折弯，本发明沿长度方向将箱盖拆分为四节，分别折弯，最后再将四节拼接为一个整体。

2、对箱盖进行拼接，由于上节油箱长度超过10米，宽度超过4.5米，而高度却在0.5米以下，刚度较差，因此整体焊接完毕后必然会产生弯曲变形，因此注意上节油箱箱盖的拼接焊缝只可进行点固，不能全部满焊。等到焊接完毕后如果出现弯曲变形时，可以将拼接焊缝重新挑开，使得上节油箱恢复平直。

3、将上节油箱的箱沿放置在焊接平台上，然后将箱盖整体吊装到箱沿上，并进行点固箱盖与箱沿之间的焊缝。等到上节油箱与中节油箱吊装到一起后，根据中节油箱箱沿的外形尺寸以及平直度情况进行调节，并用C型夹将中节以及上节箱沿夹紧，之后在进行满焊（将箱盖和上节油箱箱沿进行满焊）。从而可以保证两个箱沿之间外形尺寸的一致以及没有间隙。

4、将上节油箱翻身，在箱沿内部撑紧四根支柱，避免箱沿焊接时产生变形，之后焊接箱盖之间内部的拼缝，但是，其中一条拼缝仍然是点焊不能满焊。

5、再次将上节油箱翻身放置在焊接平台上，焊接上节油箱内部的槽型加强筋，焊接加强筋时采用全位置焊接，以减小焊接热输入量，降低焊接变形。同时划线将上节油箱箱盖进行开孔，点固箱盖法兰。同样不能满焊法兰。以上只进行点固目的是为了避免箱盖焊后向下塌陷。

四、油箱的组立

1、将上节油箱箱沿放置在中节油箱上箱沿上，边缘对齐后用工装将上节油箱箱沿和中节油箱上箱沿夹紧，之后用支柱将上节箱盖以及下节箱底之间进行撑紧。之后焊接中节下箱沿与箱壁、上节箱盖与箱沿、上节箱盖法兰与加强筋等所有焊缝，完成之后，松开所有的C型夹，观察下节油箱箱沿与中节下箱沿以及中节油箱上箱沿与上节油箱箱沿之间的间隙，由于中节油箱高度较高，因此焊接完下箱沿之后一般不会产生弯曲变形，其与下节箱沿之间的间隙较小。而由于上节油箱高度较低，抗弯能力较差，因此焊接完毕后有可能产生弯曲变形，此时可将上节箱盖拼缝的点焊部位割开，使得上节油箱箱沿与中节上箱沿间隙合紧后再将拼缝进行满焊。最后将中节油箱上箱沿的四个拐角焊接上，以对中节油箱4片箱壁之间的高度差以及中节油箱箱壁内开档对角线尺寸予以调节。

2、以上完成后，将上节油箱与中节油箱再次用C型夹夹紧，并将它们与下节油箱脱开（下节油箱已经装焊完工），注意此时必须在中节油箱下箱沿上安装支撑工装，该工装利用箱沿上的箱沿孔进行支撑固定，翻身时用于撑紧，确保中节下箱沿不会产生侧弯变形。

3、将上节以及中节油箱翻底朝天，焊接上节油箱箱盖法兰内部焊缝，以及箱盖与箱沿的内部焊缝。之后将上节油箱铜屏蔽吊装到箱盖上，之后进行焊接，注意箱盖斜面的铜屏蔽采用全位置进行焊接，从而减小焊接热输入量，降低变形量。

4、将上节以及中节之间C型夹拆除，将上节油箱脱开，之后注意在中节油箱上箱沿上安装支撑工装，该工装与下箱沿工装相同，同样是为了避免翻身以及吊运过程中节上箱沿产生侧弯变形。

5、将中节油箱翻身放平，焊接长短轴箱壁之间的拼缝以及其他所有焊缝。

Claims (10)

1.一种超大型三节式变压器油箱装焊方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）下节油箱的装焊

1.1）将下节油箱的箱沿分成两个长边和两个短边四个单根箱沿，其中，两个短边的两端分别带有与长边圆滑过渡的拐角，接着，将护框方钢分别焊接在单根箱沿上，校平后，将其拼焊成一个整体，然后在箱沿内部撑紧支柱，将箱沿予以刚性固定；

1.2）将箱沿放置在焊接平台上，将下节油箱箱壁搭在箱沿上，点焊箱壁和箱沿之间的焊缝；

1.3）将下节油箱的箱底吊装到下节油箱的箱壁上，点焊箱壁与箱底之间的焊缝，之后，将下节油箱翻身，焊接箱壁和箱底之间的焊缝，最后再将下节油箱翻身，用压板将箱沿压紧在焊接平台上，焊接箱壁和箱沿之间的焊缝，最后装焊下节油箱的加强槽钢和三角形加强板；

2）中节油箱的装焊

2.1）将中节油箱上箱沿分成两个长边、两个短边，以及四个拐角8个部分，将四根直箱沿装焊护框方钢后，校平直；

2.2）将四个直箱沿点固在四片中节油箱箱壁上，之后装焊箱壁上的加强槽钢及其他零部件；

2.3）将中节油箱下箱沿放置在下节油箱上，用工装夹紧下节油箱箱沿与中节油箱下箱沿，最后分别将四片中节油箱的箱壁点焊在中节油箱的下箱沿上，之后焊接下箱沿与箱壁之间的焊缝；

3）上节油箱的装焊

3.1）将上节油箱的箱盖沿长度方向拆分为四部分后，分别折弯，然后再将四部分拼接为一个箱盖整体；

3.2）将上节油箱的箱沿放置在焊接平台上，将箱盖吊装到箱沿上进行点焊，之后，将上节油箱翻身，在箱沿内部撑紧支柱，然后焊接箱盖之间的拼缝，但是，留一条拼缝不焊接；

3.3）将上节油箱翻身，焊接内部的槽型加强筋后，将上节油箱放置在中节油箱的上箱沿上，边缘对齐后将上节油箱箱沿和中节油箱上箱沿用工装夹紧，之后焊接除上节油箱箱盖拼缝处外的所有焊缝，最后安装中节油箱上箱沿的四根拐角。

2.如权利要求1所述的一种超大型三节式变压器油箱装焊方法，其特征在于：在下节油箱的装焊之前，首先对箱底来料进行测量，保证变形量小于等于1/1000，整体变形量不超过5毫米，如果不符合，采用火焰校平。

3.如权利要求1所述的一种超大型三节式变压器油箱装焊方法，其特征在于：在步骤1.3）中，点焊箱壁与箱底之间的焊缝时，在两侧同时对称施焊。

4.如权利要求1所述的一种超大型三节式变压器油箱装焊方法，其特征在于：所述焊接采用逐步退焊法。

5.如权利要求1所述的一种超大型三节式变压器油箱装焊方法，其特征在于：在步骤1.3）中，在压紧及焊接箱壁与箱沿的焊缝时，应先压紧一部分，焊接该部分箱沿与箱壁的焊缝，之后挪动箱沿压紧另一部分，再焊接另一部分箱壁与箱沿的焊缝。

6.如权利要求1所述的一种超大型三节式变压器油箱装焊方法，其特征在于：在步骤1.3）中，装焊下节油箱的加强槽钢和三角形加强板时，采用爬坡焊的方式。

7.如权利要求1或6所述的一种超大型三节式变压器油箱装焊方法，其特征在于：在步骤1.3）中，装焊下节油箱的加强槽钢和三角形加强板时，首先在油箱内部横向和纵向安装支撑件，然后将加强槽钢和三角形加强板与该支撑件点焊，待装焊完加强槽钢和三角形加强板之后，将所述支撑件拆除。

8.如权利要求1所述的一种超大型三节式变压器油箱装焊方法，其特征在于：在步骤2.2）中，将直箱沿分别点固在4片中节油箱箱壁上后，将箱壁翻身，先焊接箱沿与箱壁的内部焊缝，然后再翻身焊接外部焊缝，从而保证箱沿的平直。

9.如权利要求1所述的一种超大型三节式变压器油箱装焊方法，其特征在于：所述上节油箱箱盖与箱沿之间的焊缝，等到上节油箱与中节油箱吊装到一起，根据中节油箱箱沿的外形尺寸以及平直度情况进行调节，并用C型夹将中节以及上节箱沿夹紧，之后在进行满焊。

10.如权利要求1所述的一种超大型三节式变压器油箱装焊方法，其特征在于：上节油箱内部的槽型加强筋采用全位置焊接。

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