CN106112203B - 一种厚板管状结构纵缝焊接控制裂纹的方法 - Google Patents

一种厚板管状结构纵缝焊接控制裂纹的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种厚板管状结构纵缝焊接控制裂纹的方法，具体步骤如下：对厚板的两侧进行开坡口；将坡口两侧的锈迹、氧化皮及油污清理干净；钢板卷圆后将焊道两侧坡口对接在一起；在焊道两端装焊与工件材质和厚度相同的引/熄弧板；进行打底焊接；使用碳弧气刨机将引/熄弧板刨出与焊道坡口相近的坡口，然后将焊道填满；筒体外侧的坡口采用铣削式清根机冷加工成型；焊接外纵缝，将铣出的坡口进行焊接填满；切割引/熄弧板并打磨光顺。本发明利用引/熄弧板将筒体对接坡口连接在一起，控制筒体焊缝组对打底过程中因拉伸应力产生的裂纹；外侧焊缝使用铣削式清根机加工外侧坡口并清理，再焊接筒体外纵缝和焊后热处理，消除延迟裂纹。

Description

一种厚板管状结构纵缝焊接控制裂纹的方法
技术领域
本发明涉及一种厚板管状结构纵缝焊接控制裂纹的方法，属于焊接工艺技术领域。
背景技术
风力发电是把风的动能转为电能。风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。风电塔筒是风力发电设备的基础，其一般是由钢板卷圆成管状结构，然后焊接形成塔段，再由多段相应的塔段组装形成。随着风力发电设备型号的不断加大，其风电塔筒的壁厚也随之不断的增加，目前有些厚板风电塔筒的壁厚甚至达到了120mm。
随着风电塔筒的壁厚的增加，其生产制备过程中的焊接难度也随之大大增加。厚板卷圆成管状结构以后的焊接难度很大。目前，关于厚板管状结构纵缝焊接工艺较多，针对焊接产生的裂纹分析也不在少数，但是真正能起到有效控制焊接裂纹产生的工艺方法几乎没有。焊接裂纹分为结晶裂纹和延迟裂纹，延迟裂纹是焊后产生的裂纹，预防处理措施较多如锤击法、磁效振动、火焰加热等方式。结晶裂纹是在焊缝焊接过程中形成一种裂纹，该裂纹的产生主要是由于焊接时产生的三相应力导致，板厚越大，三相应力就越大。因焊接时焊缝的中心为焊缝的最薄弱区域，当焊缝中心与坡口中心即应力线重合时，产生裂纹的倾向较大，现目前解决这种结晶裂纹的办法是第一道打底焊接过程中避免焊缝中心与坡口中心重合。但是这对操作人员的技能水平要求很高，局限性很强。因此，研发一款厚板管状结构纵缝焊接控制裂纹的方法是我们所迫切需求。
发明内容
针对上述现有技术存在的不足之处，本发明 在于提供一种厚板管状结构纵缝焊接控制裂纹的方法，该方法能够有效解决厚板管状结构焊接产生裂纹的问题。
本发明的具体技术方案如下：
一种厚板管状结构纵缝焊接控制裂纹的方法，具体步骤如下：
（1）对厚板的两侧进行开坡口，开坡口要求厚板两侧对接时坡口形成U字形，厚板两侧坡口单边的角度开设为15°，对接后形成30°U字形坡口，所述U字形坡口的底部形成内弧半径为8mm的弧形状，坡口深度为板厚的2/3；
（2）开设完成后需将坡口两侧30mm内的锈迹、氧化皮及油污清理干净；
（3）钢板卷圆后将焊道两侧坡口紧密对接在一起，筒体纵缝定位焊缝长度不小于100mm，定位焊间距不大于300mm；
（4）在焊道两端装焊与工件材质和厚度相同的引/熄弧板，所述引/熄弧板的规格不小于150×300mm，引/熄弧板上的坡口不开设；
（5）完成后进行打底焊接，打底焊应控制焊道厚度，为2-6mm；
（6）将打底后的筒体从卷圆机上吊离至纵缝焊接工位，使用碳弧气刨机将引/熄弧板刨出与焊道坡口相近的坡口，然后将焊道填满；
（7）筒体外侧的坡口采用铣削式清根机冷加工成型，去除内侧根部焊接时可能存在的结晶裂纹，铣削深度应不小于1/3板厚+10mm；
（8）焊接外纵缝时，将焊缝调整至12点钟方向，使用十字臂焊机将铣出的坡口进行焊接填满；
（9）完成后切割引/熄弧板并打磨光顺。
本发明的优点及效果：
本发明利用先不开设坡口的引/熄弧板将筒体对接坡口紧密连接在一起，以引/熄弧板对筒体两端进行钢性固定，控制筒体焊缝组对打底过程中因拉伸应力产生的裂纹；内侧纵缝焊接完成后，外侧焊缝使用铣削式清根机加工外侧坡口并清理因其它因素可能产生的裂纹，再焊接筒体外纵缝；最后进行焊后热处理，目的为了消除延迟裂纹；对厚板开设U字形坡口，厚板两侧坡口单边的角度开设为15°，对接后形成30°U字形坡口（降低了坡口的宽度）， U字形坡口的底部形成内弧半径为8mm的弧形状，坡口深度为板厚的2/3，在确保焊接效果的前提下，有效减少焊缝的容积；且只需在厚板的两端的外侧进行单边开坡口即可，无需内外两侧均开设坡口，简化了开坡口工艺，同时简化了后期的焊接工艺。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
一种厚板管状结构纵缝焊接控制裂纹的方法，具体步骤如下：
（1）对厚板的两侧进行开坡口，开坡口要求厚板两侧对接时坡口形成U字形，厚板两侧坡口单边的角度开设为15°，对接后形成30°U字形坡口，所述U字形坡口的底部形成内弧半径为8mm的弧形状，坡口深度为板厚的2/3；
（2）开设完成后需将坡口两侧30mm内的锈迹、氧化皮及油污清理干净；
（3）钢板卷圆后将焊道两侧坡口紧密对接在一起，筒体纵缝定位焊缝长度不小于100mm，定位焊间距不大于300mm；
（4）在焊道两端装焊与工件材质和厚度相同的引/熄弧板，所述引/熄弧板的规格不小于150×300mm，引/熄弧板上的坡口不开设；
（5）完成后进行打底焊接，打底焊应控制焊道厚度，为2-6mm（焊接参数详见表1）；
（6）将打底后的筒体从卷圆机上吊离至纵缝焊接工位，使用碳弧气刨机将引/熄弧板刨出与焊道坡口相近的坡口，然后根据表1中焊接参数将焊道填满；
（7）筒体外侧的坡口采用铣削式清根机冷加工成型，为去除内侧根部焊接时可能存在的结晶裂纹，铣削深度应不小于1/3板厚+10mm；
（8）焊接外纵缝时，将焊缝调整至12点钟方向，使用十字臂焊机根据表2中参数要求将铣出的坡口进行焊接填满；
（9）完成后切割引/熄弧板并打磨光顺。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种厚板管状结构纵缝焊接控制裂纹的方法，其特征在于，具体步骤如下：
（1）对厚板的两侧进行开坡口，开坡口要求厚板两侧对接时坡口形成U字形，厚板两侧坡口单边的角度开设为15°，对接后形成30°U字形坡口，所述U字形坡口的底部形成内弧半径为8mm的弧形状，坡口深度为板厚的2/3；
（2）开设完成后需将坡口两侧30mm内的锈迹、氧化皮及油污清理干净；
（3）钢板卷圆后将焊道两侧坡口紧密对接在一起，筒体纵缝定位焊缝长度不小于100mm，定位焊间距不大于300mm；
（4）在焊道两端装焊与工件材质和厚度相同的引/熄弧板，所述引/熄弧板的规格不小于150×300mm，引/熄弧板上的坡口不开设；
（5）完成后进行打底焊接，打底焊应控制焊道厚度，为2-6mm；
（6）将打底后的筒体从卷圆机上吊离至纵缝焊接工位，使用碳弧气刨机将引/熄弧板刨出与焊道坡口相近的坡口，然后将焊道填满；
（7）筒体外侧的坡口采用铣削式清根机冷加工成型，为去除内侧根部焊接时可能存在的结晶裂纹，铣削深度应不小于1/3板厚+10mm；
（8）焊接外纵缝时，将焊缝调整至12点钟方向，使用十字臂焊机将铣出的坡口进行焊接填满；
（9）完成后切割引/熄弧板并打磨光顺。
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