CN107570838A - 一种锅炉波纹内胆焊接工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锅炉波纹内胆焊接工艺，包括轧制、焊接前处理、焊接处理操作、焊接后打磨处理。焊接处理操作过程包括从管壁内侧焊接、用碳弧气刨从管壁外侧去除焊剂缺陷和从管壁外侧的焊接操作，设置为两层的焊接操作实现的焊接稳定性高，且双层的焊接实现了不同的焊剂与内胆的融合连接，则不同的焊剂与焊丝配合实现的焊接稳定性不同，尤其是内层选用SJ501焊剂、外层选用SJ101焊剂，两者的耐腐蚀性能结构强度不同，所以配合用于内胆的焊接中，实现的内胆接口处焊接稳定性高，不易出现裂纹，安全性能高。
Description
技术领域
本发明涉及锅炉焊接技术领域，特别涉及一种锅炉波纹内胆焊接工艺。
背景技术
锅炉内经常进行高温加热，它由数排钢管组成，钢管分布于锅炉炉膛四周，传统的焊接工艺总是会出现裂纹。裂纹的存在很大程度上是因为当前的焊接工艺中，普遍采用焊条电弧焊、埋弧焊、融化极气体保护焊、等离子焊、电渣焊等。锅炉、压力容器等全焊透焊接结构，其焊接接头都是按照等强度设计的，焊接接头的强度的减弱或韧性不足，都会导致整个焊接接头提前失效，甚至造成严重的灾难性后果。
公布号为CN105689858A的中国专利公开了一种锅炉焊接工艺方法：穿过管板的中心孔深入锅筒内，把埋弧焊的机头固定在装备的横梁上进行焊接，熔化焊丝、焊剂和母材金属而形成焊缝，填充金属可采用实心焊丝和药芯焊丝，应用比率约占20％，接头坡口制备简易粗丝埋弧焊可使用高达1000A的焊接电流，最高熔敷率为20kg/h可以一次行程焊透厚度30mm以下钢板的对接接头。
该锅炉的焊接工艺采用埋弧焊的焊接工艺方法，其实际使用过程中仍可能会存在焊接接口在长时间的使用后出现裂纹，存在极大的安全隐患。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种锅炉波纹内胆焊接工艺，旨在提高焊接的稳定性以降低安全隐患。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种锅炉波纹内胆焊接工艺，包括如下的步骤：
步骤1：轧制：将钢板使用轧机弯折成圆管状，接缝对齐；
步骤2：焊接前处理：焊接前锅炉焊口处打磨除锈，打磨至显现金属光泽；
步骤3：焊接处理操作
(1)从管壁内侧焊接，焊剂选用SJ501，焊丝规格选用H08MnA，焊接厚度选择管壁厚度的2/3～3/4；
(2)再用碳弧气刨从管壁外侧进行处理，去除焊接缺陷；
(3)从管壁外侧焊接，焊剂选用SJ101，焊丝规格选用H08MnA，焊接厚度选择管壁厚度的2/5～3/5；
步骤4：焊接后打磨处理：利用打磨工具对焊接表面磨平处理。
通过上述技术方案，首先轧制的过程能够使得钢板卷曲形成圆管状，方便接缝对齐；紧接着焊接前的打磨除锈操作能够使得焊口处保持清洁，减少焊口处的锈迹、油渍、污渍造成的焊接受到影响的现象；在焊接的处理过程中，首先从管壁内侧的焊接，选择焊剂为SJ501，焊剂SJ501是铝钛型酸性烧结焊剂，具有优良的焊接工艺性能、电弧燃烧稳定、脱渣性能好，焊缝成型美观，具有较强的抗气孔能力；紧接着利用碳弧气刨对从管壁外侧进行处理，除去凹凸不平的焊剂、方便下一步的焊接操作；紧接着从管壁外侧再一次的进行焊接处理，选择焊剂为SJ101，焊剂SJ101是氟碱型烧结焊剂，具有优良的焊接工艺性能，电弧燃烧稳定，焊缝成型美观，脱渣容易，焊缝成型美观，脱渣容易，与焊丝H08MnA配合，形成焊接结构稳定；整个内胆的焊接过程较之常规的单层的焊接操作，本申请的两层的焊接操作实现的焊接稳定性高，焊接牢固，很大程度上降低了安全隐患。
本发明进一步设置为：步骤2中焊口打磨处理后利用清洗剂进行清理。
通过上述技术方案，清洗剂的清洗操作能进一步的对焊口处清理干净，减少了污渍、油渍的影响。
本发明进一步设置为：清洗剂包括如下组分，盐酸10～15份、柠檬酸钠10～15份、脂肪醇聚氧乙烯醚4～5份、乙醇5～10份、硬脂酸酯4～5份、辛基酚聚氧乙烯醚4～5份、乙二胺四乙酸二钠10～15份、苯甲酸钠10～15份、十二烷基苯磺酸钠10～15份、水50～80份。
通过上述技术方案，盐酸可以溶解焊口处的氧化皮、在清洗剂中形成Fe2+、Fe3+，柠檬酸钠、乙二胺四乙酸二钠、苯甲酸钠和十二烷基苯磺酸钠作为助洗剂能够加快氧化皮的溶解从而增强清洗的效果，脂肪醇聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚作为非离子表面活性剂在酸性条件下相互配合能够起到良好的协同效果，很好的分散、扩散板材上存在的油渍，方便油渍与板材脱离。
本发明进一步设置为：步骤3中在焊接前对焊口进行预热处理，预热处理采用光辉热处理，预热温度设置为160～180℃。
通过上述技术方案，预热处理操作一方面能够去除焊口处的水分，另一方面预热操作能够减少在焊接的过程中出现的骤热造成的焊接受到影响的现象。
本发明进一步设置为：步骤3中的焊接速度选择35～40cm/min。
通过上述技术方案，焊接速度选择在该范围内实现的焊接效果好，焊剂均能够充分熔融焊接。
本发明进一步设置为：步骤3中的焊剂SJ501、焊剂SJ101的规格均为10～40目。
通过上述技术方案，焊剂的规格选择在该范围内实现焊接的操作过程中操作稳定性高。
本发明进一步设置为：打磨工具采用自动打磨装置，打磨压力通过砂布轮与钢管表面的接触电流大小控制。
通过上述技术方案，打磨工具采用自动打磨装置，减少打磨过程中产生的废屑对工作人员的影响。
本发明进一步设置为：步骤4中打磨结束后焊接接口处刷涂有耐腐蚀漆层。
通过上述技术方案，耐腐蚀漆的刷涂能够一定程度上增加焊缝处的耐腐蚀性能，焊接处耐腐蚀性能提高，使用寿命更长。
综上所述，本发明对比于现有技术的有益效果为：
1、焊接处理操作过程包括从管壁内侧焊接、用碳弧气刨从管壁外侧去除焊剂缺陷和从管壁外侧的焊接操作，设置为两层的焊接操作实现的焊接稳定性高，且双层的焊接实现了不同的焊剂与内胆的融合连接，则不同的焊剂与焊丝配合实现的焊接稳定性不同，尤其是内层选用SJ501焊剂、外层选用SJ101焊剂，两者的耐腐蚀性能结构强度不同，所以配合用于内胆的焊接中，实现的内胆接口处焊接稳定性高，不易出现裂纹，安全性能高；
2、焊口处经过打磨后再利用清洗剂清洗，实现焊接前焊口的处理比较干净，焊接操作方便；
3、焊接接口处刷涂的耐腐蚀漆层能够进一步的增加焊接接口处的耐腐蚀程度，则焊接接口处耐腐蚀性能更高，不易出现裂缝，使用寿命更长。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
一种锅炉波纹内胆焊接工艺，包括如下的步骤：
步骤1：轧制：将钢板使用轧机弯折成圆管状，接缝对齐；
步骤2：焊接前处理：焊接前锅炉焊口处打磨除锈，打磨至显现金属光泽；
步骤3：焊接处理操作
(1)从管壁内侧焊接，焊剂选用SJ501，焊丝规格选用H08MnA，焊接厚度选择管壁厚度的2/3；
(2)再用碳弧气刨从管壁外侧进行处理，去除焊接缺陷；
(3)从管壁外侧焊接，焊剂选用SJ101，焊丝规格选用H08MnA，焊接厚度选择管壁厚度的3/5；
步骤4：焊接后打磨处理：利用打磨工具对焊接表面磨平处理。
实施例2
一种锅炉波纹内胆焊接工艺，包括如下的步骤：
步骤1：轧制：将钢板使用轧机弯折成圆管状，接缝对齐；
步骤2：焊接前处理：焊接前锅炉焊口处打磨除锈，打磨至显现金属光泽，且焊口打磨处理结束后利用清洗剂对焊口处进行清理；
其中清洗剂包括如下重量份数的组分，盐酸10份、柠檬酸钠10份、脂肪醇聚氧乙烯醚4份、乙醇5份、硬脂酸酯4份、辛基酚聚氧乙烯醚4份、乙二胺四乙酸二钠10份、苯甲酸钠10份、十二烷基苯磺酸钠10份、水50份；盐酸的质量分数为5％；
步骤3：焊接处理操作
(1)焊接前对焊口进行预热处理，预热处理采用光辉热处理，预热温度设置为160～180℃；从管壁内侧焊接，焊剂选用SJ501，焊丝规格选用H08MnA，焊接厚度选择管壁厚度的2/3，焊接速度为35cm/min；
(2)再用碳弧气刨从管壁外侧进行处理，去除焊接缺陷；
(3)从管壁外侧焊接，焊剂选用SJ101，焊丝规格选用H08MnA，焊接厚度选择管壁厚度的3/5，焊接速度为40cm/min；
步骤4：焊接后打磨处理：利用打磨工具对焊接表面磨平处理，打磨工具采用自动打磨装置，打磨压力通过砂布轮与钢管表面的接触电流大小控制；
打磨结束后焊接接口处刷涂有耐腐蚀漆层，耐腐蚀漆层包括如下重量分数的组分，水150份、水玻璃20份、硅溶胶10份、滑石粉5份、氢氧化钠1份、铂1份、乙烯基酯玻璃鳞片1份、羟乙基纤维素0.5份、助剂10份，助剂包括成膜助剂、增稠剂、润湿剂、流平剂、消泡剂、分散剂。
实施例3
一种锅炉波纹内胆焊接工艺，包括如下的步骤：
步骤1：轧制：将钢板使用轧机弯折成圆管状，接缝对齐；
步骤2：焊接前处理：焊接前锅炉焊口处打磨除锈，打磨至显现金属光泽，且焊口打磨处理结束后利用清洗剂对焊口处进行清理；
其中清洗剂包括如下重量份数的组分，盐酸11份、柠檬酸钠11份、脂肪醇聚氧乙烯醚4份、乙醇6份、硬脂酸酯4份、辛基酚聚氧乙烯醚4份、乙二胺四乙酸二钠11份、苯甲酸钠11份、十二烷基苯磺酸钠11份、水55份；盐酸的质量分数为5％；
步骤3：焊接处理操作
(1)焊接前对焊口进行预热处理，预热处理采用光辉热处理，预热温度设置为160℃；从管壁内侧焊接，焊剂选用SJ501，焊丝规格选用H08MnA，焊接厚度选择管壁厚度的2/3，焊接速度为35cm/min；
(2)再用碳弧气刨从管壁外侧进行处理，去除焊接缺陷；
(3)从管壁外侧焊接，焊剂选用SJ101，焊丝规格选用H08MnA，焊接厚度选择管壁厚度的3/5，焊接速度为40cm/min；
步骤4：焊接后打磨处理：利用打磨工具对焊接表面磨平处理，打磨工具采用自动打磨装置，打磨压力通过砂布轮与钢管表面的接触电流大小控制；
打磨结束后焊接接口处刷涂有耐腐蚀漆层，耐腐蚀漆层包括如下重量分数的组分，水155份、水玻璃21份、硅溶胶11份、滑石粉6份、氢氧化钠1份、铂1份、乙烯基酯玻璃鳞片1份、羟乙基纤维素0.6份、助剂11份，助剂包括成膜助剂、增稠剂、润湿剂、流平剂、消泡剂、分散剂。
实施例4
一种锅炉波纹内胆焊接工艺，包括如下的步骤：
步骤1：轧制：将钢板使用轧机弯折成圆管状，接缝对齐；
步骤2：焊接前处理：焊接前锅炉焊口处打磨除锈，打磨至显现金属光泽，且焊口打磨处理结束后利用清洗剂对焊口处进行清理；
其中清洗剂包括如下重量份数的组分，盐酸12份、柠檬酸钠12份、脂肪醇聚氧乙烯醚5份、乙醇6份、硬脂酸酯5份、辛基酚聚氧乙烯醚5份、乙二胺四乙酸二钠12份、苯甲酸钠12份、十二烷基苯磺酸钠12份、水60份；盐酸的质量分数为5％；
步骤3：焊接处理操作
(1)焊接前对焊口进行预热处理，预热处理采用光辉热处理，预热温度设置为165℃；从管壁内侧焊接，焊剂选用SJ501，焊丝规格选用H08MnA，焊接厚度选择管壁厚度的7/10，焊接速度为36cm/min；
(2)再用碳弧气刨从管壁外侧进行处理，去除焊接缺陷；
(3)从管壁外侧焊接，焊剂选用SJ101，焊丝规格选用H08MnA，焊接厚度选择管壁厚度的5/10，焊接速度为39cm/min；
步骤4：焊接后打磨处理：利用打磨工具对焊接表面磨平处理，打磨工具采用自动打磨装置，打磨压力通过砂布轮与钢管表面的接触电流大小控制；
打磨结束后焊接接口处刷涂有耐腐蚀漆层，耐腐蚀漆层包括如下重量分数的组分，水165份、水玻璃23份、硅溶胶13份、滑石粉7份、氢氧化钠2份、铂2份、乙烯基酯玻璃鳞片3份、羟乙基纤维素0.7份、助剂13份，助剂包括成膜助剂、增稠剂、润湿剂、流平剂、消泡剂、分散剂，助剂包括成膜助剂、增稠剂、润湿剂、流平剂、消泡剂、分散剂。
实施例5
一种锅炉波纹内胆焊接工艺，包括如下的步骤：
步骤1：轧制：将钢板使用轧机弯折成圆管状，接缝对齐；
步骤2：焊接前处理：焊接前锅炉焊口处打磨除锈，打磨至显现金属光泽，且焊口打磨处理结束后利用清洗剂对焊口处进行清理；
其中清洗剂包括如下重量份数的组分，盐酸13份、柠檬酸钠13份、脂肪醇聚氧乙烯醚4份、乙醇7份、硬脂酸酯5份、辛基酚聚氧乙烯醚5份、乙二胺四乙酸二钠13份、苯甲酸钠13份、十二烷基苯磺酸钠13份、水70份；盐酸的质量分数为5％；
步骤3：焊接处理操作
(1)焊接前对焊口进行预热处理，预热处理采用光辉热处理，预热温度设置为160～180℃；从管壁内侧焊接，焊剂选用SJ501，焊丝规格选用H08MnA，焊接厚度选择管壁厚度的2/3，焊接速度为37cm/min；
(2)再用碳弧气刨从管壁外侧进行处理，去除焊接缺陷；
(3)从管壁外侧焊接，焊剂选用SJ101，焊丝规格选用H08MnA，焊接厚度选择管壁厚度的7/10，焊接速度为37cm/min；
步骤4：焊接后打磨处理：利用打磨工具对焊接表面磨平处理，打磨工具采用自动打磨装置，打磨压力通过砂布轮与钢管表面的接触电流大小控制；
打磨结束后焊接接口处刷涂有耐腐蚀漆层，耐腐蚀漆层包括如下重量分数的组分，水190份、水玻璃24份、硅溶胶14份、滑石粉8份、氢氧化钠2份、铂2份、乙烯基酯玻璃鳞片4份、羟乙基纤维素0.8份、助剂14份，助剂包括成膜助剂、增稠剂、润湿剂、流平剂、消泡剂、分散剂。
实施例6
一种锅炉波纹内胆焊接工艺，包括如下的步骤：
步骤1：轧制：将钢板使用轧机弯折成圆管状，接缝对齐；
步骤2：焊接前处理：焊接前锅炉焊口处打磨除锈，打磨至显现金属光泽，且焊口打磨处理结束后利用清洗剂对焊口处进行清理；
其中清洗剂包括如下重量份数的组分，盐酸15份、柠檬酸钠15份、脂肪醇聚氧乙烯醚5份、乙醇5份、硬脂酸酯5份、辛基酚聚氧乙烯醚5份、乙二胺四乙酸二钠15份、苯甲酸钠15份、十二烷基苯磺酸钠15份、水80份；盐酸的质量分数为5％；
步骤3：焊接处理操作
(1)焊接前对焊口进行预热处理，预热处理采用光辉热处理，预热温度设置为180℃；从管壁内侧焊接，焊剂选用SJ501，焊丝规格选用H08MnA，焊接厚度选择管壁厚度的3/4，焊接速度为35cm/min；
(2)再用碳弧气刨从管壁外侧进行处理，去除焊接缺陷；
(3)从管壁外侧焊接，焊剂选用SJ101，焊丝规格选用H08MnA，焊接厚度选择管壁厚度的2/5，焊接速度为40cm/min；
步骤4：焊接后打磨处理：利用打磨工具对焊接表面磨平处理，打磨工具采用自动打磨装置，打磨压力通过砂布轮与钢管表面的接触电流大小控制；
打磨结束后焊接接口处刷涂有耐腐蚀漆层，耐腐蚀漆层包括如下重量分数的组分，水200份、水玻璃25份、硅溶胶15份、滑石粉10份、氢氧化钠2份、铂2份、乙烯基酯玻璃鳞片5份、羟乙基纤维素1份、助剂15份，助剂包括成膜助剂、增稠剂、润湿剂、流平剂、消泡剂、分散剂。
其次，刷涂耐腐蚀涂层之前，对焊点处进行无损探伤，存在缺陷应立即清楚，重新进行焊接操作。
实验检测
外观：刷涂耐腐蚀漆层之前要求焊缝边缘圆弧过渡到母材，焊缝外表均匀，工艺美观。
| 检测项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 |
| 外观 | 合格 | 合格 | 合格 | 合格 | 合格 | 合格 |
分析实施例1-6的实验结果，实施例1-6的外观均符合焊接的要求。
以上所述仅是本发明的示范性实施方式，而非用于限制本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附的权利要求确定。
Claims (8)
1.一种锅炉波纹内胆焊接工艺，其特征是：包括如下的步骤：
步骤1：轧制：将钢板使用轧机弯折成圆管状，接缝对齐；
步骤2：焊接前处理：焊接前锅炉焊口处打磨除锈，打磨至显现金属光泽；
步骤3：焊接处理操作
（1）从管壁内侧焊接，焊剂选用SJ501，焊丝规格选用H08MnA，焊接厚度选择管壁厚度的2/3~3/4；
（2）再用碳弧气刨从管壁外侧进行处理，去除焊接缺陷；
（3）从管壁外侧焊接，焊剂选用SJ101，焊丝规格选用H08MnA，焊接厚度选择管壁厚度的2/5~3/5；
步骤4：焊接后打磨处理：利用打磨工具对焊接表面磨平处理。
2.根据权利要求1所述的一种锅炉波纹内胆焊接工艺，其特征是：步骤2中焊口打磨处理后利用清洗剂进行清理。
3.根据权利要求2所述的一种锅炉波纹内胆焊接工艺，其特征是：清洗剂包括如下重量份数的组分，盐酸10~15份、柠檬酸钠10~15份、脂肪醇聚氧乙烯醚4~5份、乙醇5~10份、硬脂酸酯4~5份、辛基酚聚氧乙烯醚4~5份、乙二胺四乙酸二钠10~15份、苯甲酸钠10~15份、十二烷基苯磺酸钠10~15份、水50~80份。
4.根据权利要求1所述的一种锅炉波纹内胆焊接工艺，其特征是：步骤3中在焊接前对焊口进行预热处理，预热处理采用光辉热处理，预热温度设置为160~180℃。
5.根据权利要求1所述的一种锅炉波纹内胆焊接工艺，其特征是：步骤3中的焊接速度选择35~40cm/min。
6.根据权利要求1所述的一种锅炉波纹内胆焊接工艺，其特征是：步骤3中的焊剂SJ501、焊剂SJ101的规格均为10~40目。
7.根据权利要求1所述的一种锅炉波纹内胆焊接工艺，其特征是：打磨工具采用自动打磨装置，打磨压力通过砂布轮与钢管表面的接触电流大小控制。
8.根据权利要求1所述的一种锅炉波纹内胆焊接工艺，其特征是：步骤4中打磨结束后焊接接口处刷涂有耐腐蚀漆层。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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