CN107127430A - 压力容器复合板的焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种焊接方法，具体的说是一种压力容器复合板的焊接方法。依次包含以下步骤：对两块复合板的待焊侧加工焊接用坡口；在两块复合板朝向容器内的一侧放置衬板，并将衬板封住坡口朝向容器内的一侧；采用气体保护焊对坡口朝向容器内的一侧进行焊接形成第一焊缝；采用埋弧焊对坡口的剩余部分进行焊接，并形成第二焊缝。同现有技术相比，由于本发明加工方法中在两块复合板朝向容器内的一侧放置衬板，封住坡口朝向容器内的一侧，使得压力容器复合板实现单面焊双面成型；采用气体保护焊对坡口朝向容器内的一侧进行焊接，减少背面清根的工作量；采用埋弧焊对剩余部分进行焊接，提高效率并改善工人劳动环境，减轻工人劳动强度。

Description

压力容器复合板的焊接方法
技术领域
本发明涉及一种焊接方法，具体的说是一种压力容器复合板的焊接方法。
背景技术
目前压力容器复合板主要是采用焊条电弧焊、埋弧焊、钨极氩弧焊进行焊接。实际应用中发现，对复合板的焊接一般采用双面X坡口，如图1所示，焊接过程需要先焊接内侧，然后外侧采用碳弧气刨清根，清根操作后需要手工打磨干净气刨引起的渗碳层，然后再继续进行焊接，降低了焊接效率；另外碳弧气刨深度一般需要达到10mm以上才有效，这部分的热影响区在碳弧气刨和焊接的双重热过程的作用下，容易出现焊接缺陷，造成焊缝质量不稳定。且对内侧进行焊接时需要对复合板进行保护，防止焊机、焊剂、工人操作等对复合板造成污染；并且采用双面X坡口焊接，内侧的熔敷金属多，焊接过程会更多的提高复合界面的温度，引起结合强度降低等焊接缺陷。
因此，如何提高压力容器复合板的焊接效率，保护复合板在焊接过程中不受焊机、焊剂等污染，并改善工人的劳动环境，减轻工人劳动强度，是目前需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种压力容器复合板的焊接方法，实现提高压力容器复合板的焊接效率，保护复合板在焊接过程中不受焊机、焊剂等污染，并改善工人的劳动环境，减轻工人劳动强度。
为了实现上述目的，本发明的实施方式提供了一种压力容器复合板的焊接方法，依次包含以下步骤：
S1、对两块复合板的待焊侧加工焊接用坡口；其中，被加工后所成型的坡口包含位于其中一块复合板待焊侧的第一坡面和位于另一块复合板待焊侧的第二坡面，且所述第一坡面与所述第二坡面从朝向容器外的一侧至朝向容器内的一侧逐渐靠拢；
S2、在两块复合板朝向容器内的一侧放置衬板，并将所述衬板封住所述坡口朝向容器内的一侧；
S3、采用气体保护焊对所述坡口朝向容器内的一侧进行焊接，并在完成焊接后形成暴露于容器内侧的第一焊缝；
S4、采用埋弧焊对所述坡口的剩余部分进行焊接，并在完成焊接后形成暴露于容器外侧的第二焊缝。
相对于现有技术而言，焊接坡口包含位于其中一块复合板待焊侧的第一坡面和位于另一块复合板待焊侧的第二坡面，且第一坡面与第二坡面从朝向容器外的一侧至朝向容器内的一侧逐渐靠拢，同时两块复合板朝向容器内的一侧还放置衬板，并将衬板封住坡口朝向容器内的一侧，对压力容器复合板的焊接只需要从朝向容器外的一侧进行焊接即可将两块复合板焊接在一起，实现单面焊双面成型，在提高焊接效率的同时，由于在焊接过程中衬板封住了坡口朝向容器内的一侧，使得复合板的内侧不会受到焊机、焊剂等污染；并且在本发明的实施方式中，采用气体保护焊对坡口朝向容器内的一侧进行焊接，利用外加气体作为电弧介质保护熔滴、熔池金属及焊接区高温金属免受周围空气的有害作用，获得良好的暴露于容器内的第一焊缝，有效减少背面清根的工作量；采用埋弧焊对坡口的剩余部分进行焊接，埋弧焊焊接质量稳定、生产效率高、焊缝质量高、劳动条件好的特点，使得本发明的实施方式能够达到提高效率并改善工人的劳动环境，减轻工人劳动强度的目的。
进一步的，在所述步骤S1中，所述坡口的第一坡面从朝向容器外的一侧至朝向容器内的一侧依次包含第一倾斜段、与所述第一倾斜段相连的第一竖直段；所述坡口的第二坡面从朝向容器外的一侧至朝向容器内的一侧依次包含第二倾斜段、与所述第二倾斜段相连的第二竖直段；其中，所述第一焊缝为对所述第一竖直段与所述第二竖直段之间进行焊接形成的焊缝；所述第二焊缝为对所述第一倾斜段与所述第二倾斜段之间进行焊接形成的焊缝。第一坡面包含第一倾斜段、与第一倾斜段连接的第一竖直段，第二坡面包含第二倾斜段、与第二倾斜段连接的第二竖直段，第一竖直段与第二竖直段可以防止根部被烧穿，且对第一竖直段与第二竖直段之间进行焊接形成朝向容器内的第一焊缝，对第一倾斜段与第二倾斜段之间进行焊接形成朝向容器外的第二焊缝，坡口的这种形式可以使压力容器复合板实现单面焊双面成型，且通过此种形式的坡口进行焊接时，焊缝填充金属少，节省焊接材料，还可减少母材熔入焊缝金属中的比例，降低焊缝中的含碳量，防止产生焊接裂纹。
进一步的，所述第一竖直段与所述第一倾斜段连接的部分为圆弧过渡；所述第二竖直段与所述第二倾斜段连接的部分为圆弧过渡。第一竖直段与第一倾斜段、第二竖直段与第二倾斜段之间分别通过圆弧过渡，使得焊接更加方便，进一步提高焊接效率。
进一步的，所述第一竖直段高度与所述第二竖直段高度相同，且均小于或等于1mm。第一竖直段与第二竖直段的高度要保证防止根部被烧穿，同时要保证第一层焊缝能焊透，进一步保证焊缝质量。
进一步的，所述第一竖直段与所述第二竖直段之间的间距为4mm～6mm。
进一步的，在所述步骤S2中，所述衬板为陶瓷衬板。陶瓷衬板封住坡口朝向容器内的一侧，使得对压力容器复合板实现单面焊双面成型，既能双面一次成型，又能使第一焊缝成型饱满，焊迹整齐。从而能够保证焊接质量，提高工作效率，并且还能极大的改善焊工工作条件。
进一步的，在所述步骤S2之前还包含如下步骤：对所述坡口朝向容器内的一侧进行点焊固定。点焊固定使得坡口朝向容器内一侧的两坡面之间的距离保持一致，使得两复合板待焊侧之间的距离保持在预设值，增加复合板的稳定性，进而使得第一焊缝、第二焊缝的质量得到保证。
进一步的，在所述步骤S2之前还包含如下步骤：对所述第一坡面、所述第二坡面、所述第一坡面四周、所述第二坡面四周进行打磨。对坡口内侧及边缘复合板表面进行打磨，防止坡口边缘的杂质影响焊接质量，进一步避免出现夹渣等焊接缺陷。
进一步的，所述步骤S3之前还包含如下步骤：对所述第一坡面、所述第二坡面进行预热。对第一坡面、第二坡面进行预热能够减缓焊后冷却速度，避免产生裂纹，同时预热可减少焊接区域压力容器复合板之间的温度差，避免产生焊接裂纹，并且预热能改善接头塑性，减小焊后残余应力，进一步保证焊接质量。
具体的说，预热温度大于或等于100℃，且焊接温度小于或等于250℃。
进一步的，所述步骤S4之后还包含如下步骤：对所述第一焊缝表面、所述第二焊缝表面进行修磨；对所述第一焊缝、所述第二焊缝进行探伤。对第一焊缝、第二焊缝表面进行修磨，进一步提高焊缝质量，对第一焊缝、第二焊缝进行探伤，检测第一焊缝、第二焊缝是否达到焊接要求，保证焊接完成后焊件合格。
附图说明
图1为背景技术中双面X坡口的结构示意图；
图2为本发明第一实施方式的压力容器复合板的焊接方法流程图；
图3为本发明第一实施方式的压力容器复合板的焊接方法中坡口结构示意图；
图4为本发明第二实施方式的压力容器复合板的焊接方法流程图；
图5为本发明第三实施方式的压力容器复合板的焊接方法流程图；
图6为本发明第四实施方式的压力容器复合板的焊接方法流程图；
图7为本发明第五实施方式的压力容器复合板的焊接方法流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。
本发明的第一实施方式涉及一种压力容器复合板的焊接方法，如图2所示，依次包含以下步骤：
步骤101、对两块复合板的待焊侧加工焊接用坡口，如图3所示；其中，被加工后所成型的坡口包含位于其中一块复合板待焊侧的第一坡面1和位于另一块复合板待焊侧的第二坡面2，且第一坡面与第二坡面从朝向容器外的一侧至朝向容器内的一侧逐渐靠拢；
步骤102、在两块复合板朝向容器内的一侧放置衬板，并将衬板封住坡口朝向容器内的一侧；
步骤103、采用气体保护焊对坡口朝向容器内的一侧进行焊接，并在完成焊接后形成暴露于容器内侧的第一焊缝；
步骤104、采用埋弧焊对坡口的剩余部分进行焊接，并在完成焊接后形成暴露于容器外侧的第二焊缝。
通过上述内容不难发现，相对于现有技术而言，焊接坡口包含位于其中一块复合板待焊侧的第一坡面1和位于另一块复合板待焊侧的第二坡面2，且第一坡面1与第二坡面2从朝向容器外的一侧至朝向容器内的一侧逐渐靠拢，同时两块复合板朝向容器内的一侧还放置衬板，并将衬板封住坡口朝向容器内的一侧，对压力容器复合板的焊接只需要从朝向容器外的一侧进行焊接即可将两块复合板焊接在一起，实现单面焊双面成型，在提高焊接效率的同时，由于在焊接过程中衬板封住了坡口朝向容器内的一侧，使得复合板的内侧不会受到焊机、焊剂等的污染；本发明的实施方式中，采用气体保护焊对坡口朝向容器内的一侧进行焊接，利用外加气体作为电弧介质保护熔滴、熔池金属及焊接区高温金属免受周围空气的有害作用，获得良好的暴露于容器内的第一焊缝，有效减少背面清根的工作量；采用埋弧焊对坡口的剩余部分进行焊接，埋弧焊焊接质量稳定、生产效率高、焊缝质量高、劳动条件好的特点，使得本发明的实施方式能够达到提高效率并改善工人的劳动环境，减轻工人劳动强度的目的。
具体的说，坡口的第一坡面1从朝向容器外的一侧至朝向容器内的一侧依次包含第一倾斜段11、与第一倾斜段11相连的第一竖直段12；坡口2的第二坡面2从朝向容器外的一侧至朝向容器内的一侧依次包含第二倾斜段21、与第二倾斜段21相连的第二竖直段22；其中，第一焊缝为对第一竖直段12与第二竖直段22之间进行焊接形成的焊缝；第二焊缝为对第一倾斜段11与第二倾斜段21之间进行焊接形成的焊缝。第一竖直段12与第二竖直段22可以防止根部被烧穿，且对第一竖直段12与第二竖直段22之间进行焊接形成朝向容器内的第一焊缝，对第一倾斜段11与第二倾斜段21之间进行焊接形成朝向容器外的第二焊缝，坡口的这种形式可以使压力容器复合板实现单面焊双面成型，且利用此种坡口焊接时，焊缝填充金属少，节省焊接材料，还可减少母材熔入焊缝金属中的比例，降低焊缝中的含碳量，防止产生裂纹等焊接缺陷。
此外，第一竖直段12与第一倾斜段11连接的部分为圆弧过渡，第二竖直段22与第二倾斜段21连接的部分为圆弧过渡。由于第一竖直段12与第一倾斜段11、第二竖直段22与第二倾斜段21之间分别通过圆弧过渡，使得焊接更加方便，进一步提高焊接效率。
具体的说，第一竖直段12与第二竖直段22的高度相同，如图3所示，第一竖直段12与第二竖直段22高度均为a，且均小于或等于1mm。第一竖直段12与第二竖直段22的高度要保证防止根部被烧穿，同时要保证第一层焊缝能焊透，本实施方式中第一竖直段12与第二竖直段22均小于或等于1mm，进一步保证焊接的质量。
进一步的，第一竖直段12与第二竖直段22之间的间距为b，如图3所示，其中b为4mm～6mm。
另外，在步骤102中，在两块复合板朝向容器内的一侧放置陶瓷衬板。陶瓷衬板封住坡口朝向容器内的一侧，使得对压力容器复合板实现单面焊双面成型，既能双面一次成型，又能使第一焊缝成型饱满，焊迹整齐。从而能够保证焊接质量，提高工作效率，并且还能极大的改善焊工的工作条件。
本发明的第二实施方式涉及一种压力容器复合板的焊接方法，第二实施方式是在第一实施方式的基础上作了进一步改进，其主要改进在于：如图4所示，在步骤102之前还包含步骤105，对坡口朝向容器内的一侧进行点焊固定。点焊固定使得坡口朝向容器内一侧的两坡面之间的距离保持一致，使得两复合板待焊侧之间的距离保持在预设值，增加复合板的稳定性，进而使得第一焊缝、第二焊缝的质量得到保证，也进一步保证焊接质量。
本发明的第三实施方式涉及一种压力容器复合板的焊接方法，第三实施方式是在第一实施方式的基础上作了进一步改进，其主要改进在于：如图5所示，在步骤102之前还包含步骤106，对第一坡面1、第二坡面2、第一坡面1的四周、第二坡面2的四周进行打磨。对坡口内侧及边缘复合板表面进行打磨，防止坡口边缘的杂质影响焊接质量，进一步避免出现夹渣等焊接缺陷。
本发明的第四实施方式涉及一种压力容器复合板的焊接方法，第四实施方式是在第三实施方式的基础上作了进一步改进，其主要改进在于：如图6所示，在步骤103之前还包含步骤107，对第一坡面1、第二坡面2进行预热。通过对第一坡面1、第二坡面2进行预热能够减缓焊后的冷却速度，有利于焊缝金属中扩散氢的溢出，避免产生氢致裂纹等焊接缺陷；同时预热可减少焊接区域压力容器复合板之间的温度差，降低了焊接应力，另一方面降低焊接应变速率，避免产生焊接裂纹；另外预热有利于降低热影响区的最高硬度，放置产生冷裂纹；并且预热能改善接头塑性，减小焊后残余应力，进一步保证焊接质量。
具体的说，预热温度大于或等于100℃，且焊接温度小于或等于250℃。焊前预热温度根据材料的碳当量来选择，压力容器复合板为碳钢，碳当量在0.4％～0.6％，且厚度一般大于25mm,预热温度为100℃～200℃，在本实施方式中，预热温度为100℃。且焊接温度过高会引起热影响区晶粒粗大，使焊缝强度及低温冲击韧性下降，温度过低则可能在焊接过程中产生裂纹，因此本实施方式中焊接温度为小于或等于250℃。
本发明的第五实施方式涉及一种压力容器复合板的焊接方法，第五实施方式是在第四实施方式的基础上作了进一步改进，其主要改进在于：如图7所示，在步骤104之后还包含如下步骤，步骤108、对第一焊缝表面、第二焊缝表面进行修磨；步骤109、对第一焊缝、第二焊缝进行探伤。可以知道，对第一焊缝、第二焊缝表面进行修磨，可进一步提高焊缝质量；对第一焊缝、第二焊缝进行探伤，可检测第一焊缝、第二焊缝是否达到焊接要求，保证焊接完成后焊件合格。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (11)

1.一种压力容器复合板的焊接方法，其特征在于，包含以下步骤：
S1、对两块复合板的待焊侧加工焊接用坡口；其中，被加工后所成型的坡口包含位于其中一块复合板待焊侧的第一坡面和位于另一块复合板待焊侧的第二坡面，且所述第一坡面与所述第二坡面从朝向容器外的一侧至朝向容器内的一侧逐渐靠拢；
S2、在两块复合板朝向容器内的一侧放置衬板，并将所述衬板封住所述坡口朝向容器内的一侧；
S3、采用气体保护焊对所述坡口朝向容器内的一侧进行焊接，并在完成焊接后形成暴露于容器内侧的第一焊缝；
S4、采用埋弧焊对所述坡口的剩余部分进行焊接，并在完成焊接后形成暴露于容器外侧的第二焊缝。
2.根据权利要求1所述的压力容器复合板的焊接方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述坡口的第一坡面从朝向容器外的一侧至朝向容器内的一侧依次包含第一倾斜段、与所述第一倾斜段相连的第一竖直段；
所述坡口的第二坡面从朝向容器外的一侧至朝向容器内的一侧依次包含第二倾斜段、与所述第二倾斜段相连的第二竖直段；
其中，所述第一焊缝为对所述第一竖直段与所述第二竖直段之间进行焊接形成的焊缝；
所述第二焊缝为对所述第一倾斜段与所述第二倾斜段之间进行焊接形成的焊缝。
3.根据权利要求2所述的压力容器复合板的焊接方法，其特征在于，所述第一竖直段与所述第一倾斜段连接的部分为圆弧过渡；所述第二竖直段与所述第二倾斜段连接的部分为圆弧过渡。
4.根据权利要求2所述的压力容器复合板的焊接方法，其特征在于，所述第一竖直段高度与所述第二竖直段高度相同，且均小于或等于1mm。
5.根据权利要求2所述的压力容器复合板的焊接方法，其特征在于，所述第一竖直段与所述第二竖直段之间的间距为4mm～6mm。
6.根据权利要求1所述的压力容器复合板的焊接方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述衬板为陶瓷衬板。
7.根据权利要求1所述的压力容器复合板的焊接方法，其特征在于，在所述步骤S2之前还包含如下步骤：对所述坡口朝向容器内的一侧进行点焊固定。
8.根据权利要求1所述的压力容器复合板的焊接方法，其特征在于，在所述步骤S2之前还包含如下步骤：对所述第一坡面、所述第二坡面、所述第一坡面四周、所述第二坡面四周进行打磨。
9.根据权利要求1所述的压力容器复合板的焊接方法，其特征在于，所述步骤S3之前还包含如下步骤：对所述第一坡面、所述第二坡面进行预热。
10.根据权利要求9所述的压力容器复合板的焊接方法，其特征在于，预热温度大于或等于100℃，且焊接温度小于或等于250℃。
11.根据权利要求1所述的压力容器复合板的焊接方法，其特征在于，所述步骤S4之后还包含如下步骤：
对所述第一焊缝表面、所述第二焊缝表面进行修磨；
对所述第一焊缝、所述第二焊缝进行探伤。
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