CN103949786A - 一种矿用可移动救生舱的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高强钢的焊接技术领域，尤其涉及一种矿用可移动救生舱的制作方法，其特征在于，优化焊接工艺条件和步骤，提高产品的焊接质量，其具体操作步骤如下：1）在救生舱正式焊接前对用作救生舱外壁板的钢板进行焊接工艺评定；2）采用胎具对外壁板圆弧段进行压曲，保证圆弧一致性；3）节间法兰在下料时采取4段下料；4）每节舱体组对时，先将骨架方钢管与法兰组装成整体后，再装配外壁板，将外形尺寸控制在2mm的公差范围内；5）门框与舱体外壁板平行度控制。与现有技术相比，本发明有益效果是：解决了HQ600MC高强钢板的焊接难题，保证了整舱产品的密封性，同时相关经验也可用于其他高强度钢材的焊接场合中。
Description
技术领域
本发明涉及高强钢的焊接技术领域，尤其涉及一种矿用可移动救生舱的制作方法。
背景技术
近年来，我国矿井事故频发，为创建安全的矿井环境，2010年国务院出台《关于进一步加强企业安全生产工作的通知》的文件，要求到2013年底，所有煤矿都要安装避险设施，而井下救生舱是紧急避险的重要技术装备，当矿难发生时可为井下遇险矿工提供避难空间的舱室，对外能够抵御高温环境，隔绝有毒有害气体；对内能为遇险人员提供氧气、食物、水，创造生存基本条件，为应急救援创造时间条件。
辽宁卓异装备制造有限公司KJYF-96/8、KJYF-96/10、KJYF-96/12生产的矿用可移动式救生舱外壁板采用HQ600MC高强钢板焊接，救生舱由多节舱体通过端部方形法兰连接，要求舱体制作完成后进行气压密封性试验，因此对每节舱体端法兰平面度、垂直度及孔的精度制作控制要求非常严，在制作过程中救生舱门及门框等部位的组装焊接容易变形，是影响气密性试验的关键部位。
发明内容
本发明的目的是提供一种矿用可移动救生舱的制作方法，解决高强钢板的焊接难题，保证整舱产品的密封性，保证产品质量，满足客户要求。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种矿用可移动救生舱的制作方法，优化焊接工艺条件和步骤，提高产品的焊接质量，其具体操作步骤如下：
1）在救生舱正式焊接前对用作救生舱外壁板的钢板进行焊接工艺评定，以验证焊接工艺是否正确，焊接接头是否具有要求的使用性能，具体焊接要求及工艺参数如下：
钢板试样规格：12mm×150mm×600mm；
焊接方法：气体保护焊；
焊接材料：武汉铁锚焊接材料股份有限公司生产的WH70-G气体保护焊实心焊丝WH70G；
保护气体种类：混合气体：80%Ar+20%CO2；
焊接位置：平焊；
清根工艺：反面碳弧气刨清根；
坡口形式：单侧V型坡口，坡口角度60°，间隙2mm，无钝边；
焊接工艺参数：焊接电流240～270A，焊接电压27～30V，焊接线能18～25KJ/cm，气体流量20L/min；
焊接技术措施：焊前清理坡口及其两侧20mm范围内的油和锈水，层间清理采用角磨机打磨，焊缝背面采用碳弧气刨清根，保证焊透；
试样焊后经超声波检测合格，然后进行拉伸、弯曲、冲击性能检验，各项性能应满足《钢结构焊接技术规程》（JGJ81）焊接工艺评定执行标准；
2）采用胎具对外壁板圆弧段进行压曲，保证圆弧一致性；
3）节间法兰在下料时采取4段下料，并在组对焊接过程中用卡具进行刚性固定，变形量控制在2mm以内；
4）每节舱体组对时，先将做骨架的方钢管与法兰组装成整体后，再装配外壁板，将外形尺寸控制在2mm的公差范围内，装配后保证舱体的直线度和平面度，长度方向的轴线直线度≤5mm，平面度≤2mm；
5）对容易发生漏点的两端舱门以及逃生孔处，其安装焊接采取控制间隙的方式减少焊接线能量，门框与舱体外壁板安装时需留2～3mm间隙，以方便调整门框位置，保证门框四条边与外壁板的外侧平面保持平行，平行度控制住1mm以内。
所述钢板为HQ600MC材质。
与现有技术相比，本发明有益效果是：解决了HQ600MC高强钢板的焊接难题，保证了整舱产品的密封性，用户对矿用可移动救生舱的产品质量非常满意，提高了企业知名度，同时相关经验也可用于其他高强度钢材的焊接场合中。
附图说明
图1是本发明外壁板圆弧段胎具结构示意图；
图2是本发明法兰接口位置及焊接变形控制示意图；
图3是本发明方钢管、法兰和外壁板组合成箱体示意图。
图中：1-上模2-下模3-法兰4-卡具5-限位挡板6-螺栓7-方钢管8-外壁板
具体实施方式
下面结合附图对本发明具体实施方式作进一步说明：
本发明一种矿用可移动救生舱的制作方法，是通过优化焊接工艺条件和步骤，提高产 品的焊接质量，其具体操作步骤如下：
1）在救生舱正式焊接前对用作救生舱外壁板的外壁板HQ600MC高强钢板进行焊接工艺评定，以验证焊接工艺是否正确，焊接接头是否具有要求的使用性能；
HQ600MC属于高强钢，焊接其焊接性分析主要包括两个方面，其一是裂纹敏感性，其二是焊接热影响区的力学性能；在救生舱正式焊接前对用作救生舱外壁板的钢板进行焊接工艺评定，以验证焊接工艺是否正确，焊接接头是否具有要求的使用性能，具体焊接要求及工艺参数如下：
试板材质：HQ600MC，钢板试样规格：12mm×150mm×600mm；
焊接方法：气体保护焊；
焊接材料：武汉铁锚焊接材料股份有限公司生产的WH70-G气体保护焊实心焊丝WH70G，焊丝直径Φ1.2mm；
保护气体种类：混合气体：80%Ar+20%CO2；
焊接位置：平焊；
清根工艺：反面碳弧气刨清根；
坡口形式：单侧V型坡口，坡口角度60°，间隙2mm，无钝边；
焊接工艺参数：焊接电流240～270A，焊接电压27～30V，焊接线能18～25KJ/cm，气体流量20L/min；
焊接技术措施：焊前清理坡口及其两侧20mm范围内的油和锈水，层间清理采用角磨机打磨，焊缝背面采用碳弧气刨清根，保证焊透；
试样焊后经超声波检测合格，然后进行拉伸、弯曲、冲击性能检验，经检验：所采用的焊接材料及焊接工艺可以满足HQ600MC的焊接要求，在焊接过程中没有气孔和裂纹产生；HQ600MC的热影响区的-20℃的冲击功在47J以上，其热影响区的焊接性能可以满足《钢结构焊接技术规程》（JGJ81）焊接工艺评定执行标准，编制焊接工艺指导书用于实际生产中的焊接。
2）采用胎具对外壁板圆弧段进行压曲，胎具结构见图1，包括上模1和下模2。目的是保证圆弧一致性，设计模具时主要考虑工件压曲后的回弹，压制要求为：模具装配、调整中心使四周间隙一致、装好定位装置，压制后用卡样板检查，保证弧线与样板间贴合良好，间隙不得大于1.0mm；
3）法兰3在下料时采取4段下料，并在组对焊接过程中用卡具4进行刚性固定，变形量控制在2mm以内；接口位置见图2，法兰3下料采用数控切割，然后对其进行平直后 再进行组对，在组对焊接过程中用卡具4、限位挡板5和螺栓6固定，以免发生过大变形，实施例中，用35mm厚的钢板下料加工后法兰厚度即可达到30mm。
4）每节舱体组对时，先将做骨架的方钢管7与法兰3组装成整体后，再装配外壁板8，在组对过程中用限位挡板进行尺寸控制，将外形尺寸控制在2mm的公差范围内，装配后保证舱体的直线度和平面度，长度方向的轴线直线度≤5mm，平面度≤2mm，见图3；每节舱体两端法兰3进行机加工后，再将每两节之间法兰上的孔采用配钻制孔，保证法兰之间孔与孔的同心度；
5）对容易发生漏点的两端舱门以及逃生孔处，其安装焊接采取控制间隙的方式减少焊接线能量，门框与舱体外壁板安装时需留2～3mm间隙，以方便调整门框位置，保证门框四条边与外壁板的外侧平面保持平行，平行度控制住1mm以内，具体包括：
（1）门及门框的安装：
a：组装门之前必须将门关严，且必须用磁铁式吊装工具吊运，严禁磕碰到门把手及撞击到门；
b：救生舱两侧外门的门框安装前应在舱体端面开口的外壁板的外侧开口一周开坡口10*45°；
c：门框与舱体外壁板安装时不要太紧，需留2～3mm间隙，有一定的自由度，方便调整门框位置，保证门框四条边与外壁板的外侧平面保持平行，平行度控制住1mm以内，先将门框四角点焊结实再点焊边部，以免整体焊接时有开缝的现象。门框内侧四角点焊后进行焊接，再安装内门板，四周满焊；
d：里侧焊接完毕后，把舱体翻转过来，进行外侧全周焊接；
e：门框焊接采用平焊，焊接时采用小电流小电压进行多层焊接，每层焊接后冷却至层间温度100～150°后再进行下一层焊接，焊角高出坡口8mm左右。严禁大电流大电压一次焊满，尽量减少门框发生变形；
f：门上六点锁点不要调，若影响密封可简单调1扣以内。
（2）舱体组装后，长度方向的轴线直线度≤5mm；无损检测按JB/T4730-2005《承压设备无损检测》进行，超声波检查Ⅱ级达到合格，渗透检测Ⅰ级达到合格；气密性试验：①舱体整体做舱内正压密封试验，500Pa正压1小时之后，达到200Pa±20Pa，合格。②将设备舱的门打开，对过渡舱和主舱进行正压密封试验，500Pa正压1小时之后，达到200Pa±20Pa合格，均符合矿用可移动式救生舱舱体制作设计标准要求，验收合格。
Claims (2)
1.一种矿用可移动救生舱的制作方法，其特征在于，优化焊接工艺条件和步骤，提高产品的焊接质量，其具体操作步骤如下：
1）在救生舱正式焊接前对用作救生舱外壁板的钢板进行焊接工艺评定，以验证焊接工艺是否正确，焊接接头是否具有要求的使用性能，具体焊接要求及工艺参数如下：
钢板试样规格：12mm×150mm×600mm；
焊接方法：气体保护焊；
焊接材料：武汉铁锚焊接材料股份有限公司生产的WH70-G气体保护焊实心焊丝WH70G；
保护气体种类：混合气体：80%Ar+20%CO2；
焊接位置：平焊；
清根工艺：反面碳弧气刨清根；
坡口形式：单侧V型坡口，坡口角度60°，间隙2mm，无钝边；
焊接工艺参数：焊接电流240～270A，焊接电压27～30V，焊接线能18～25KJ/cm，气体流量20L/min；
焊接技术措施：焊前清理坡口及其两侧20mm范围内的油和锈水，层间清理采用角磨机打磨，焊缝背面采用碳弧气刨清根，保证焊透；
试样焊后经超声波检测合格，然后进行拉伸、弯曲、冲击性能检验，各项性能应满足《钢结构焊接技术规程》（JGJ81）焊接工艺评定执行标准；
2）采用胎具对外壁板圆弧段进行压曲，保证圆弧一致性；
3）节间法兰在下料时采取4段下料，并在组对焊接过程中用卡具进行刚性固定，变形量控制在2mm以内；
4）每节舱体组对时，先将做骨架的方钢管与法兰组装成整体后，再装配外壁板，将外形尺寸控制在2mm的公差范围内，装配后保证舱体的直线度和平面度，长度方向的轴线直线度≤5mm，平面度≤2mm；
5）对容易发生漏点的两端舱门以及逃生孔处，其安装焊接采取控制间隙的方式减少焊接线能量，门框与舱体外壁板安装时需留2～3mm间隙，以方便调整门框位置，保证门框四条边与外壁板的外侧平面保持平行，平行度控制住1mm以内。
2.根据权利要求1所述的一种矿用可移动救生舱的制作方法，其特征在于，所述钢板为HQ600MC材质。
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