CN106425052B - 一种实现电弧焊全位置单面焊双面成形方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现电弧焊全位置单面焊双面成形方法，其特征在于，根据设计图纸，组织球瓣块的下料；根据球罐安装顺序设计，进行球瓣块的组装点固；根据工艺要求，准备石英砂、水玻璃等铸造成形材料以和白粉、白泥等增塑性材料；根据工艺要求称重原材料并进行干拌均匀，然后添加粘接剂并进行湿搅拌，当涂料的技术要求指标达到要求后即形成湿涂料；根据球罐安装工艺确定球罐瓣块的安装顺序，然后按照坡口组对技术要求进行组装；将对缝间隙钝边空间塞满、塞紧胶条后，将准备就绪的湿涂料送进挤压机；将一侧坡口填充湿涂料；晾干填充湿涂料使其固化，当涂料固化到用手指甲压不出痕迹后应及时撕除间隙内的胶条；当胶条拆除后就可利用气焊火焰进行烘干；之后进行焊缝焊接，即可实现第一道焊道的单面焊双面成型，从而可以彻底摒弃打底焊道的背面清根工序。

Description

一种实现电弧焊全位置单面焊双面成形方法

技术领域

本发明涉及一种高效率焊接工艺，尤其涉及一种实现电弧焊全位置单面焊双面成形方法。

背景技术

焊接技术是现代工业生产中实现金属件间连接的一种高效连接工艺技术，在实践中追求优质高效、环保且低成本是焊接工程技术人员期望的终极目标。随着现代工业生产的需求，大量的重型及超大型设备应用量不断增多，而这些设备的体积庞大和超重型使其只能在现场组装施焊，这样现场工作量大幅增加。然而现场施工的设备、人员和环境气候等条件欠缺又加剧了施工的难度和劳动者的强度，同时由于焊接方法或措施欠缺还可能会降低施工效率和质量。如，大型厚壁球罐的生产，往往都是事先对各个球瓣的焊接部位开坡口，运至现场后在现场进行组对、点固和焊接。但球罐现场组对时往往因为现场施工条件或操作者的技术水平等差异造成坡口间隙或大或小而不能达到均匀一致。

在这种情况下，要保证焊接过程高效率和高质量特别是第一道打底焊道的高效和高质量是非常不容易的，而第一道打底焊道的效率和质量又往往影响后续焊道的效率和质量。根据相关文献和现场施工反馈来的技术信息，目前第一道打底焊道可采用的工艺措施主要有两种，一是利用背垫强迫成型，即采用水冷却铜衬垫或高温陶瓷衬垫。这两种衬垫都可以自制或市场采购。这种方法在气电立焊等自动化焊接工艺中使用比较多，使用衬垫可以很好地保证打底焊道的背面成形。但这种强迫成型需要坡口形状和间隙尺寸均匀一致，不适合现场组对的球罐的焊接；另一工艺措施是清根处理。这种工艺方法是根据坡口形式首先进行打底焊接，然后在打底焊道背面进行清根处理后再进行填充焊接。对于大型厚壁球罐这样的具有全位置焊缝的结构，目前仍采用传统的焊接方法，即首先利用焊条电弧焊或半自动电弧焊对球罐各组成瓣块进行点固焊接，之后利用焊条电弧焊或(半)自动电弧焊进行封底焊接即第一道打底焊道，然后背面进行清根以消除封底焊接过程中产生的未熔合或未焊透等不良成形。清根处理后再利用焊条电弧焊或(半)自动电弧焊进行填充焊接直至最后的盖面焊接。清根的方法主要是砂轮打磨和碳弧气刨，砂轮打磨主要用于小型焊件，而对于像球罐这样的大型焊接结构，目前清根主要采用碳弧气刨或亚等离子气刨等。气刨清根本身虽然是一个效率较高的方法，但是存在浪费能源和金属材料的问题，且施工条件差，如噪声大、有强烈的弧光污染以及环境污染大等弊端。因此上述两种措施或方法对于像厚壁球罐的第一道打底焊道的背面成型都存在不适用和一定的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以彻底摒弃打底焊道的背面清根工序的实现电弧焊全位置单面焊双面成形的工艺措施或方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的实现电弧焊全位置单面焊双面成形方法，包括步骤：

A、球罐球瓣的准备，具体包括：

A1、根据设计图纸，组织球瓣块的下料，包括下料尺寸大小、坡口形状及坡口尺寸等；

A2、根据球罐安装的顺序规范，进行球瓣块的组装点固；

B、填充涂料的准备，具体包括：

B1、根据工艺要求，准备铸造成形材料和增塑性材料，所述铸造成形材料包括石英砂、水玻璃，所述增塑性材料包括钛白粉和白泥；

B2、根据工艺要求称重铸造成形材料和增塑性材料并进行干拌均匀，然后添加粘接剂并进行湿搅拌，形成类似铸造型砂的湿涂料；

C、球瓣块的点固组装和间隙处安放胶条，具体包括：

C1、根据球罐安装工艺确定球罐瓣块的安装顺序，然后按照坡口组对技术要求进行组装；

C2、手工装填坡口间隙胶条，即将坡口间隙空间塞满、塞紧胶条，胶条可自制或市场购买；

D、填涂过程，具体包括：

D1、准备一自动或手动螺旋式挤压填料机，将准备就绪的湿涂料送进挤压机；

D2、在坡口一侧填充湿涂料，填充至与钢板面平齐，填充后要及时挤压结实，并设法防止涂料脱落；

D3、晾干填充湿涂料使其固化，当涂料固化到用手指甲压不出痕迹后应及时撕除间隙内的胶条；

D4、填充涂料的烘干，当胶条撕除后可利用气焊火焰进行适当烘干或自然晾干，烘干温度根据涂料成分进行事前评定确定；

E、焊缝焊接，具体包括：

E1、涂料烘干后，按照焊接工艺进行焊接打底层即第一道打底焊道的焊接；

E2、打底层焊接完毕后清除背面的填充涂料，清除方法采用手工或机械均可，但是清除后要对打底焊道背面进行必要的检查以防残留涂料造成焊接夹杂；

E3、背面填充层的焊接，在清理背面填充涂料后就可以进行背面填充层的焊接；

E4、其它焊层的焊接，其它层的焊接都采用和常规焊接方法一样的工艺。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的实现电弧焊全位置单面焊双面成形方法，可以彻底摒弃打底焊道的背面清根工序。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的叙述，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。

本发明的实现电弧焊全位置单面焊双面成形方法，其较佳的具体实施方式是：

包括步骤：

A、球罐球瓣的准备，具体包括：

A1、根据设计图纸，组织球瓣块的下料，包括下料尺寸大小、坡口形状及坡口尺寸；

A2、根据球罐安装的顺序规范，进行球瓣块的组装点固；

B、填充涂料的准备，具体包括：

B1、根据工艺要求，准备铸造成形材料和增塑性材料，所述铸造成形材料包括石英砂、水玻璃，所述增塑性材料包括钛白粉和白泥；

B2、根据工艺要求称重铸造成形材料和增塑性材料并进行干拌均匀，然后添加粘接剂并进行湿搅拌，形成类似铸造型砂的湿涂料；

C、球瓣块的点固组装和间隙处安放胶条，具体包括：

C1、根据球罐安装工艺确定球罐瓣块的安装顺序，然后按照坡口组对技术要求进行组装；

C2、手工装填坡口间隙胶条，即将坡口间隙空间用塞满、塞紧胶条，胶条可自制或市场购买；

D、填涂过程，具体包括：

D1、准备一自动或手动螺旋式挤压填料机，将准备就绪的湿涂料送进挤压机；

D2、在坡口一侧填充湿涂料，填充至与钢板面平齐，填充后要及时挤压结实，并设法防止涂料脱落；

D3、晾干填充湿涂料使其固化，当涂料固化到用手指甲压不出痕迹后应及时撕除间隙内的胶条；

D4、填充涂料的烘干，当胶条撕除后就可利用气焊火焰适当烘干进行烘干或自然晾干，烘干温度根据涂料成分进行事前评定确定；

E、焊缝焊接，具体包括：

E1、涂料烘干后，按照焊接工艺进行焊接打底层即第一道打底焊道的焊接；

E2、打底层焊接完毕后清除背面的填充涂料，清除方法采用手工或机械均可，但是清除后要对打底焊道背面进行必要的检查以防残留涂料造成焊接夹杂；

E3、背面填充层的焊接，在清理背面填充涂料后就可以进行背面填充层的焊接；

E4、其它焊层的焊接，其它层的焊接都采用和常规焊接方法一样的工艺。所述步骤B1中，在填充涂料中，所述石英砂占60～80份，所述钛白粉占10～20份，所述白泥占10～20份；

所述石英砂中含二氧化硅92％以上，所述水玻璃采用模数为2.5～2.7浓度为39°Be'的钾：钠＝1：1的水玻璃。

本发明的实现电弧焊全位置单面焊双面成形方法，可以彻底摒弃打底焊道的背面清根工序。事先制备耐高温柔性耐火材料即湿涂料，该材料是利用粘接剂将铸造石英砂及其它配方材料经搅拌混合成具有一定粘稠度和湿度的涂料(类似于具有一定粘度和湿度的铸造型砂)待用。在球瓣块点固后，首先在球罐瓣对接间隙内紧实地插入填充胶条，胶条可以由具有一定弹性和厚度的橡胶带或橡胶软细管自制，根据间隙的大小可插入一片或几片以整齐占据间隙空间，然后利用专用成形工具在背面坡口处填附一定量的耐火材料并将其压实。填充厚度可根据坡口形式而定，对于X型坡口可将背面坡口填满或只填充一部分。待填充耐火材料干燥固化后即可在另一侧撕除间隙中的胶条而露出对缝间隙(钝边)，然后可利用火焰加热填充的耐火材料使其完全干燥，以防止在焊接过程中因涂料的存在给焊道增氢。待耐火材料干燥而附着于坡口后就可以进行打底焊接。待打底焊接完毕而清除耐火材料后即可形成打底焊道的背面成型，接下来即可进行后续的焊接。而对于Y型坡口，若焊接工艺和施工条件允许在无坡口侧进行施焊，则无坡口侧的第一道打底焊的背面的成型方法与X型坡口相同；若焊接工艺和施工条件只允许在有坡口侧进行打底施焊，则可事先将耐火材料装填压实于由较易于弯曲的槽型材料内，刮平露出面后贴合与球瓣对接处的无破口处并压紧固定，待槽型材料内的耐火材料完全干燥后即可在有坡口的一侧进行打底施焊，待打底焊接完毕而除去槽型材料后即可形成打底焊道的背面成型，接下来即可进行后续的焊接。

具体实施例：

1、球罐球瓣的准备。

1)根据图纸设计要求，组织球瓣块的下料，包括尺寸大小，坡口形状及尺寸等。

2)根据球罐安装顺序规范，进行球瓣块的组装点固。

2、填充涂料的准备

1)根据工艺要求，准备铸造成形材料和增塑性材料，所述铸造成形材料包括石英砂、水玻璃，所述增塑性材料包括钛白粉和白泥；

2)石英砂采用含二氧化硅92％以上，其含量为60～80％；水玻璃采用模数为2.5～2.7的钾钠(1：1)水玻璃，其浓度为39°Be'左右，其它增塑材料有钛白粉10～20％，白泥10～20％。

2)根据工艺要求称重铸造成形材料和增塑性材料并进行干拌均匀，然后添加粘接剂并进行湿搅拌，形成类似铸造型砂的湿涂料；

3、球瓣块的点固组装

1)根据球罐安装工艺确定球罐瓣块的安装顺序，然后按照坡口组对技术要求进行组装。

2)手工装填坡口间隙胶条。

4、填涂过程

1)准备一自动或手动螺旋式挤压填料机，将准备就绪的湿涂料送进挤压机；。

2)手工装填坡口间隙胶条，即将坡口间隙空间用塞满、塞紧胶条，胶条可自制或市场购买。

3)在坡口一侧填充湿涂料，填充至与钢板面平齐，填充后要及时挤压结实，并设法防止涂料脱落；

4)晾干填充湿涂料使其固化。当涂料固化到用手指甲压不出痕迹后应及时撕除间隙内的胶条。

5)填充涂料的烘干，当胶条拆除后可利用气焊火焰进行适当烘干或自然晾干，烘干温度根据涂料成分进行事前评定确定。

5、焊缝焊接

1)涂料烘干后就可以按照焊接工艺进行焊接打底层。

2)打底层焊接完毕后清除背面的填充涂料，清除方法可采用手工或机械均可，但是清除后要对打底焊道背面进行必要的检查以防残留涂料造成焊接夹杂。

3)背面填充层的焊接，在清理背面填充涂料后就可以进行背面填充层的焊接。

4)其它焊层的焊接，其它层的焊接都可以采用和常规焊接方法一样的工艺。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (2)

1.一种实现电弧焊全位置单面焊双面成形方法，其特征在于，包括步骤：

A、球罐球瓣的准备，具体包括：

A1、根据设计图纸，组织球瓣块的下料，包括下料尺寸大小、坡口形状及坡口尺寸；

A2、根据球罐安装的顺序规范，进行球瓣块的组装点固；

B、填充涂料的准备，具体包括：

B1、根据工艺要求，准备铸造成形材料和增塑性材料，所述铸造成形材料包括石英砂、水玻璃，所述增塑性材料包括钛白粉和白泥；

B2、根据工艺要求称重石英砂和增塑性材料并进行干拌均匀，然后添加水玻璃并进行湿搅拌，形成类似铸造型砂的湿涂料；

C、球瓣块的点固组装和间隙处安放胶条，具体包括：

C1、根据球罐安装工艺确定球罐瓣块的安装顺序，然后按照坡口组对技术要求进行组装；

C2、手工装填坡口间隙胶条，即将坡口间隙空间塞满、塞紧胶条，胶条可自制或市场购买；

D、填涂过程，具体包括：

D1、准备一自动或手动螺旋式挤压填料机，将准备就绪的湿涂料送进挤压机；

D2、在坡口一侧填充湿涂料，填充至与钢板面平齐，填充后要及时挤压结实，并设法防止涂料脱落；

D3、晾干填充湿涂料使其固化，当涂料固化到用手指甲压不出痕迹后应及时撕除间隙内的胶条；

D4、填充涂料的烘干，当胶条撕除后利用气焊火焰进行烘干或自然晾干，烘干温度根据涂料成分进行事前评定确定；

E、焊缝焊接，具体包括：

E1、涂料烘干后，按照焊接工艺进行焊接打底层即第一道打底焊道的焊接；

E2、打底层焊接完毕后清除背面的填充涂料，清除方法采用手工或机械均可，但是清除后要对打底焊道背面进行必要的检查以防残留涂料造成焊接夹杂；

E3、背面填充层的焊接，在清理背面填充涂料后就可以进行背面填充层的焊接；

E4、其它焊层的焊接，其它层的焊接都采用和常规焊接方法一样的工艺。

2.根据权利要求1所述的实现电弧焊全位置单面焊双面成形方法，其特征在于，所述步骤B1中，在填充涂料中，所述石英砂占60～80份，所述钛白粉占10～20份，所述白泥占10～20份；

所述石英砂中含二氧化硅92％以上，所述水玻璃采用模数为2.5～2.7浓度为39°Be'的钾：钠＝1：1的水玻璃。