CN103157917A

CN103157917A - 一种水冷壁底锥组对焊接、热处理装置及方法

Info

Publication number: CN103157917A
Application number: CN2013101015739A
Authority: CN
Inventors: 徐纪高; 周礼新; 冷雪峰; 齐浩; 王鸿雁
Original assignee: KAIFENG AIR SEPARATION GROUP CO Ltd
Current assignee: KAIFENG AIR SEPARATION GROUP CO Ltd
Priority date: 2013-03-27
Filing date: 2013-03-27
Publication date: 2013-06-19
Anticipated expiration: 2033-03-27
Also published as: CN103157917B

Abstract

本发明涉及一种新型高效气化炉水冷壁连接底锥组对焊接、热处理装置及方法，水冷壁底锥1由环形锻件2、异型弯管3、第一异型扁钢、第二异型扁钢及环形堆焊层6组成。首先，先将32根异型弯管两端管口与环形锻件相邻的两通道对接在一起，再将第一异型扁钢、第二异型扁钢交替与异型弯管内侧焊接在一起，形成圆环异型面；之后在连接成的圆环异型面上堆焊3毫米厚的耐热层；最后，将焊接完成的水冷壁底锥入炉高温回火处理。本发明公开的水冷壁底锥组对焊接、热处理装置及方法，减少了水冷壁底锥焊接过程中的变形及弯曲，保证了焊后水冷壁底锥的几何形状。

Description

一种水冷壁底锥组对焊接、热处理装置及方法

技术领域

本发明涉及本发明涉及水冷壁底锥焊接方法，尤其涉及一种新型高效气化炉水冷壁连接底锥组对焊接、热处理装置及方法。

背景技术

煤化工产业在国民经济中发挥越来越大的作用；“气化炉”内件主要由多段圆筒形水冷膜式壁组成；水冷壁底锥为一种高效气化炉中连接激冷管圆筒膜式壁与辅助激冷器的部件。

水冷壁底锥由环形锻件、异型弯管、异型扁钢、异型扁钢、堆焊层通过焊接组成，为消除堆焊后应力，还需要进行焊后热处理。水冷壁底锥中环形锻件另一端与激冷管连接，外锥面α与辅助激冷器内锥面配合，因此，要求水冷壁底锥焊接及热处理后有较好的几何形状。但是水冷壁底锥由64道环焊缝、128道角焊缝与大面积环形堆焊层组成，焊后还要进行整体高温退火处理，焊接应力与变形非常大，无法满足使用要求。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，提供一种减小焊接应力与变形的水冷壁底锥组对焊接、热处理装置及方法。

本发明的技术方案是这样实现的：一种水冷壁底锥组对焊接、热处理装置，该装置包括对接装置和焊接热处理装置；水冷壁底锥由环形锻件、异型弯管、第一异型扁钢、第二异型扁钢以及堆焊层通过焊接组成；所述对接装置包括对接装置底座、对接装置底座上固定设置的4个定位块、定位环及定位圈；所述焊接热处理装置包括底座、底座上设置的环槽、压板及支撑筒，所述环槽与环形锻件相配合，所述压板与底座连接并压紧环形锻件，所述的支撑筒设置在底座与定位环之间，支撑底座与定位环。

进一步地，所述定位环包含一个与异型弯管外锥面配合的内锥面，异型弯管的外锥面通过定位圈、螺栓与定位环的内锥面配合定位。

进一步地，所述定位环的内止口与对接装置底座外止口配合，并通过螺栓连接定位。

进一步地，环形锻件通过螺栓固定在定位块上，定位块对环形锻件进行外圆定位与端面支撑定位。

一种水冷壁底锥组对焊接、热处理方法，该方法的步骤包括：

步骤1、将待焊接的环形锻件与对接装置底座对接，将定位环与对接装置底座连接；

步骤2、将待焊接的异型弯管装在定位环上，异型弯管的两管端对准环形锻件上的两相邻通道；

步骤3、进行管口对接焊缝的焊接；

步骤4、完成管口对接焊缝的焊接后，取下对接装置底座，进行被4个定向块遮挡处的4件异型弯管与环形锻件的焊接；

步骤5、完成所有异型弯管与环形锻件的对接焊接后，将工件连同定位环一起装入焊接热处理装置上，环形锻件上端落入底座的环槽内进行定位；

步骤6、用一周32件压板将环形锻件压紧，定位环与底座之间通过支撑筒支撑，并用螺栓将两者固定；

步骤7、完成定位夹紧后，进行第一异型扁钢、第二异型扁钢与异型弯管内侧的交替焊接；

步骤8、进行环形堆焊层的焊接；

步骤9、焊接完成后，将焊接热处理装置连同焊接后的水冷壁底锥、定位环一起入炉进行高温回火处理即可。

进一步地，将定位环的内止口与对接装置底座的外止口对接，并通过螺栓定位。

进一步地，将异型弯管外锥面与定位环内锥面对接，并用定位圈及螺栓将两者固定。

本发明的技术方案产生的技术效果如下：对接装置将环形锻件与异型弯管完成对接焊缝的焊接，通过定位环、定位圈及螺栓进行连接，异型弯管与定位环的内锥面配合，进行夹紧与定位，避免焊接过程中异型弯管弯曲使焊接变形，同时在两种异型扁钢与异型弯管的焊接过程中，通过压板压紧环形锻件，同样是避免弯曲变形的发生；焊接过程结束后，将焊接热处理装置同焊后水冷壁底锥一起入炉高温回火，同样是考虑到焊接应力与变形，消除堆焊后应力，保证焊后水冷壁底锥的几何形状。

附图说明

图1本发明水冷壁底锥轴向结构示意图。

图2本发明图1的E-E剖切结构示意图。

图3为本发明图1的F-F剖切结构示意图。

图4为本发明环形锻件轴向结构示意图。

图5为本发明图4的K-K剖切结构示意图。

图6为本发明对接装置的剖切面图。

图7为本发明对接装置的俯视结构示意图。

图8为本发明定位环与水冷壁底锥的定位夹紧剖面图。

图9为本发明定位环与水冷壁底锥及焊接热处理装置定位夹紧的剖面图。

图10为本发明定位环与水冷壁底锥及焊接热处理装置的定位夹紧俯视结构示意图。

图中标注为：1、水冷壁底锥；2、环形锻件；3、异型弯管；4、第一异型扁钢；5、第二异型扁钢，6、环形堆焊层；7、对接装置；8、定位环；9、对接装置底座；10、定位块；11、定位圈；12、螺栓；13、焊接热处理装置；14、底座；15、压板；16、支撑筒。

具体实施方式

下面结合附图说明及实施例对本发明作进一步描述。

实施例一

如图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10所示，一种水冷壁底锥1组对焊接、热处理装置，水冷壁底锥由环形锻件2、异型弯管3、第一异型扁钢4、第二异型扁钢5以及环形堆焊层6通过焊接组成，该装置包括对接装置7和焊接热处理装置13；所述对接装置包括对接装置底座9、对接装置底座上固定设置的对环形锻件进行外圆定位与端面支撑定位的4个定位块10、内止口与对接装置底座外止口通过螺栓配合定位的定位环8及定位圈11，其中定位块与环形锻件通过螺栓定位；定位环内侧含有一个与异型弯管配合的内锥面，异型弯管的外锥面与定位环的内锥面配合并通过定位圈进行圆周定位，同时利用螺栓12定位夹紧。所述焊接热处理装置包括底座14、底座上设置一与环形锻件相配合的环槽、两端均与底座通过螺栓连接并压紧环形锻件的一周32件压板15及支撑底座与定位环的支撑筒16，同时通过一周20件螺栓将定位环与底座固定；压板一端通过螺栓与底座连接，另一端也通过螺栓连接在环槽旁边的底座上，压紧垂直压紧环形锻件，防止第一异型扁钢、第二异型扁钢交替与异型弯管焊接时弯曲变形；支撑筒用于支撑底座与定位环，避免定位环与异型弯管之间发生变形。

其中，定位环内锥面的锥度与异型弯管外锥面的锥度相同，实现贴紧配合。

实施例二

一种水冷壁底锥组对焊接、热处理方法，各工件与装置的定位夹紧结构如图6、7、8、9、10所示，该方法的步骤包括：

步骤1、将环形锻件与对接装置底座上的4个定向块通过螺栓连接，螺栓穿过环形锻件通道对环形锻件进行圆周定位，并夹紧环形锻件，定向块对环形锻件进行外圆定位与端面支撑定位；

步骤2、定位环内止口与对接装置底座的外止口配合定位，用螺栓进行圆周定向、夹紧定位环；

步骤3、将待焊接的异型弯管外锥面与定位环内锥面配合，并通过定位圈及螺栓连接，进行圆周定位，异型弯管的两管端对准环形锻件上的两相邻通道；

步骤4、进行除被4个定向块遮挡处的4件异型弯管之外的28个异型弯管与环形锻件的管口对接焊缝的焊接；

步骤5、完成28个异型弯管与环形锻件的管口对接焊缝的焊接，取下对接装置底座，进行被4个定向块遮挡处的4件异型弯管与环形锻件的焊接；

步骤6、完成所有异型弯管与环形锻件的对接焊接后，工件不得从定位环上卸下，将工件连同定位环一起装入焊接热处理装置上，环形锻件上端落入底座的环槽内进行定位；

步骤7、用一周32件压板将环形锻件压紧，定位环与底座之间通过支撑筒支撑，并用一周20件螺栓将两者固定；

步骤8、完成定位夹紧后，将第一异型扁钢、第二异型扁钢交替与异型弯管内侧焊接，形成圆环异型面；

步骤9、在连接成的圆环异型面上堆焊3毫米厚的环形堆焊层；

步骤10、焊接完成后，不松开螺栓，将焊接后的水冷壁底锥连同焊接热处理装置及定位环一同入炉进行高温回火处理即可。

本实施例中的对接装置与焊接热处理装置均为实施例一中所述，在此不再赘述。

Claims

1.一种水冷壁底锥组对焊接、热处理装置，其特征在于：该装置包括对接装置和焊接热处理装置；水冷壁底锥由环形锻件、异型弯管、第一异型扁钢、第二异型扁钢以及堆焊层通过焊接组成；所述对接装置包括对接装置底座、对接装置底座上固定设置的4个定位块、定位环及定位圈；所述焊接热处理装置包括底座、底座上设置的环槽、压板及支撑筒，所述环槽与环形锻件相配合，所述压板与底座连接并压紧环形锻件，所述的支撑筒设置在底座与定位环之间，支撑底座与定位环。

2.根据权利要求1所述的水冷壁底锥组对焊接、热处理装置，其特征在于：所述定位环包含一个与异型弯管外锥面配合的内锥面，异型弯管的外锥面通过定位圈、螺栓与定位环的内锥面配合定位。

3.根据权利要求1所述的水冷壁底锥组对焊接、热处理装置，其特征在于：

所述定位环的内止口与对接装置底座外止口配合，并通过螺栓连接定位。

4.根据权利要求1所述的水冷壁底锥组对焊接、热处理装置，其特征在于：环形锻件通过螺栓固定在定位块上，定位块对环形锻件进行外圆定位与端面支撑定位。

5.一种应用权利要求1～4的水冷壁底锥组对焊接、热处理方法，其特征在于：该方法的步骤包括：

步骤3、进行管口对接焊缝的焊接；

步骤8、进行环形堆焊层的焊接；

6.根据权利要求5所述的水冷壁底锥组对焊接、热处理方法，其特征在于：将定位环的内止口与对接装置底座的外止口对接，并通过螺栓定位。

7.根据权利要求5所述的水冷壁底锥组对焊接、热处理方法，其特征在于：将异型弯管外锥面与定位环内锥面对接，并用定位圈及螺栓将两者固定。