CN107639359A - 一种用于厚壁容器筒体纵缝坡口的改进型焊接工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于厚壁容器筒体纵缝坡口的改进型焊接工艺，适用于100mm以上板厚的钢板，首选计算钢板的碾长量；在钢板上划出净料线和中线；进行预弯、卷制成型；气割去除容器筒体节上的三辊卷板机的压头；根据净料线进行窄间隙U型坡口的加工；返回三辊卷板机进行成型收口、卷圆、找正；最后进入焊接工序；焊接完成后，对容器筒体节进行校圆，节省了大量焊材，降低了劳动强度，提高了生产效率，焊缝的一次合格率也大大提高，具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于厚壁容器筒体纵缝坡口的改进型焊接工艺，属于焊接技术领域。
背景技术
目前，很多化工厂、电厂，都需要安装众多的大型容器，为了确保容器的高强度要求，大型容器采用钢板卷制筒体制成，在钢板卷制成型后，拼接焊缝都是采用气割方式制作坡口，现有方式一般为X型双面坡口，如图1所示，具体过程如下：在钢板预弯成型后，通过盘尺测量筒体两端圆周尺寸，记录碾长量，划出气割线，气割去除压头，并气割X型双面坡口。但是，在钢板预弯过程中，筒体外圆周长需要靠有经验的操作者进行控制，碾长量无法得到统一，因人为因素造成相邻筒体的直径误差较大，导致筒体之间组对过程中会有局部错边量超出技术条件要求的情况，这种情况处理起来较为麻烦。
而且，气割方式制作坡口的表面会存在淬硬层，需要打磨去除；坡口的表面质量完全靠人为控制，在实际操作中会有沟槽、割渣等表面缺陷，增加焊接过程中产生焊接缺陷的风险。同时，X型双面坡口的焊缝熔敷金属量比较大，浪费很多焊材和人力，焊接周期长，费时费力。
发明内容
本发明目的是为了克服现有的气割方式制作的X型双面坡口，焊接过程中产生焊接缺陷的风险大，焊缝熔敷金属量比较大，焊接周期长，费时费力等问题。本发明的用于厚壁容器筒体纵缝坡口的改进型焊接工艺，适用于100mm以上板厚的钢板，节省了大量焊材，降低了劳动强度，提高了生产效率，焊缝的一次合格率也大大提高，具有良好的应用前景。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种用于厚壁容器筒体纵缝坡口的改进型焊接工艺，包括以下步骤，
步骤（A），测量用于制作容器筒体的钢板板厚，钢板板厚比需要制作的容器筒体壁厚大2-4mm；
步骤（B），计算钢板的碾长量；
步骤（C），在钢板上划出净料线、中线、预弯线和检查线，所述中线为钢板的中心线，所述净料线为去除压头的容器筒体的本体线，即压头线；所述检查线位于净料线的内侧，且距离净料线100mm；所述预弯线位于距离净料线内侧，且且距离净料线400mm，所述预弯线到净料线之间为钢板的预弯位置；
步骤（D），预弯、成型，利用三辊卷板机的压头分别对钢板的两个端部进行预弯，钢板的预弯完成后进行卷制成型，形成容器筒体节；
步骤（E），在容器筒体节上划出气割线，气割线平行于净料线且位于且的外侧，两者的间距为5mm，从而增加5mm的加工余量；
步骤（F），根据气割线，气割去除三辊卷板机的压头；
步骤（G），根据净料线，对容器筒体节进行冲压加工坡口，坡口为窄间隙U型坡口；
步骤（H），将容器筒体节返回三辊卷板机进行成型收口、卷圆、找正，控制坡口中线上的焊缝对接处的坡口错边量和端口纵向错边量；
步骤（I），采用窄间隙焊枪，自动焊接容器筒体节的坡口，完成坡口焊接；
步骤（J），焊接完成后，对容器筒体节进行校圆。
前述的用于厚壁容器筒体纵缝坡口的改进型焊接工艺，步骤（A），所述用于制作容器筒体的钢板板厚在100mm以上。
前述的用于厚壁容器筒体纵缝坡口的改进型焊接工艺，步骤（B），根据公式（1），计算钢板的碾长量，
ΔL=πDm- L=π(Di+S)- L （1）
其中，L为容器筒体节的展开长度，单位为mm；Dm为容器筒体节的平均直径，单位为mm；Di为容器筒体节的内径，单位为mm；S为制作容器筒体节钢板的板厚，单位为mm；ΔL为钢板碾长量 ，单位为mm。
前述的用于厚壁容器筒体纵缝坡口的改进型焊接工艺，步骤（D），利用三辊卷板机的压头分别对钢板的两个端部进行预弯，三辊卷板机的上辊轴线与划出的预弯线或者净料线平行，再进行预弯操作。
前述的用于厚壁容器筒体纵缝坡口的改进型焊接工艺，步骤（D），钢板的预弯完成后进行卷制成型，在卷制成型工序中需要保证钢板纵向轴线垂直于三辊卷板机的卷辊轴线。
前述的用于厚壁容器筒体纵缝坡口的改进型焊接工艺，步骤（G），所述窄间隙U型坡口的底部到容器筒体节的边缘预留有8mm±0.5mm的钝边，所述钝边用于焊接打底时防止焊穿；所述窄间隙U型坡口的底部为圆角过渡，且窄间隙U型坡口的两侧边均向外倾斜设置，倾斜角度为与垂直方向的夹角1.1°。
前述的用于厚壁容器筒体纵缝坡口的改进型焊接工艺，步骤（H），所述坡口错边量小于等于2cm，端口纵向错边量小于等于3cm。
前述的用于厚壁容器筒体纵缝坡口的改进型焊接工艺，步骤（J），焊接完成后，对容器筒体节进行校圆，校圆过程中控制三辊卷板机的上辊压下量，确保对构成容器筒体的每个成容器筒体的碾长量相同。
本发明的有益效果是：本发明的用于厚壁容器筒体纵缝坡口的改进型焊接工艺，适用于100mm以上板厚的钢板，首选计算钢板的碾长量；在钢板上划出净料线和中线；进行预弯、卷制成型；气割去除容器筒体节上的三辊卷板机的压头；根据净料线进行窄间隙U型坡口的加工；返回三辊卷板机进行成型收口、卷圆、找正；最后进入焊接工序；焊接完成后，对容器筒体节进行校圆，节省了大量焊材，降低了劳动强度，提高了生产效率，焊缝的一次合格率也大大提高，具有良好的应用前景。
附图说明
图1是现有的X型双面坡口的剖视图；
图2是本发明的钢板上划出净料线、中线和检查线的位置关系图；
图3是本发明的窄间隙U型坡口的剖视图。
具体实施方式
下面将结合说明书附图，对本发明做进一步说明。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
本发明的用于厚壁容器筒体纵缝坡口的改进型焊接工艺，适用于100mm以上板厚的钢板制作厚壁容器筒体的过程，包括以下步骤，
步骤（A），测量用于制作容器筒体的钢板板厚，钢板板厚比需要制作的容器筒体壁厚大2-4mm；
步骤（B），计算钢板的碾长量，具体过程，如公式（1）所示，
ΔL=πDm- L=π(Di+S)- L （1）
其中，L为容器筒体节的展开长度，单位为mm；Dm为容器筒体节的平均直径，单位为mm；Di为容器筒体节的内径，单位为mm；S为制作容器筒体节钢板的板厚，单位为mm；ΔL为钢板碾长量 ，单位为mm；
以2.25Cr1Mo材质筒体为例，其容器筒体的外直径为φ5013mm，实测厚度172mm，钢板的碾长量约为20mm，误差控制在1.5mm范围；
步骤（C），在钢板上划出净料线、中线和检查线，所述中线为钢板的中心线，用于钢板找正，平行于中心线成型，减少端头纵向错边，所述净料线为去除压头的容器筒体的本体线，即压头线；所述检查线位于净料线的内侧，且距离净料线100mm，该检查线为后续坡口加工作为参考尺寸；所述预弯线位于距离净料线内侧，且且距离净料线400mm，所述预弯线到净料线之间为钢板的预弯位置，各线的位置关系，如图2所示，1为中线，2为净料线，3为检查线；以2.25Cr1Mo材质筒体为例，其容器筒体外直径为φ5013mm，理论壁厚168mm，实测厚度172mm，以172mm计算出周长为16281mm，根据20mm碾长量算，净料线为16261mm，检查线尺寸为16061mm；
步骤（D），预弯、成型，利用三辊卷板机的压头分别对钢板的两个端部进行预弯，钢板的预弯完成后进行卷制成型，形成容器筒体节，利用三辊卷板机的压头分别对钢板的两个端部进行预弯，三辊卷板机的上辊轴线与划出的净料线或者预弯线平行，再进行预弯操作，钢板的预弯完成后进行卷制成型，在卷制成型工序中需要保证钢板纵向轴线垂直于三辊卷板机的卷辊轴线；
步骤（E），在容器筒体节上划出气割线，气割线平行于净料线且位于且的外侧，两者的间距为5mm，从而增加5mm的加工余量；
步骤（F），根据气割线，气割去除三辊卷板机的压头；
步骤（G），根据净料线，对容器筒体节进行冲压加工坡口，坡口为窄间隙U型坡口，所述窄间隙U型坡口的底部到容器筒体节的边缘预留有8mm±0.5mm的钝边，钝边用于焊接打底时防止焊穿；所述窄间隙U型坡口的底部为圆角过渡，且窄间隙U型坡口的两侧边均向外倾斜设置，倾斜角度为与垂直方向的夹角1.1°，根据倾斜角度，能够计算出窄间隙U型坡口的宽度和深度有关，窄间隙U型坡口的形状如图3所示；
步骤（H），将容器筒体节返回三辊卷板机进行成型收口、卷圆、找正，控制坡口中线上的焊缝对接处的坡口错边量≤2mm和端口纵向错边量≤3mm；
步骤（I），采用窄间隙焊枪，自动焊接容器筒体节的坡口，完成坡口焊接；
步骤（J），焊接完成后，对容器筒体节进行校圆，校圆过程中控制三辊卷板机的上辊压下量，确保对构成容器筒体的每个成容器筒体的碾长量相同。
综上所述，本发明的用于厚壁容器筒体纵缝坡口的改进型焊接工艺，适用于100mm以上板厚的钢板，首选计算钢板的碾长量；在钢板上划出净料线和中线；进行预弯、卷制成型；气割去除容器筒体节上的三辊卷板机的压头；根据净料线进行窄间隙U型坡口的加工；返回三辊卷板机进行成型收口、卷圆、找正；最后进入焊接工序；焊接完成后，对容器筒体节进行校圆，节省了大量焊材，降低了劳动强度，提高了生产效率，焊缝的一次合格率也大大提高，具有良好的应用前景。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (8)
1.一种用于厚壁容器筒体纵缝坡口的改进型焊接工艺，其特征在于：包括以下步骤，
步骤（A），测量用于制作容器筒体的钢板板厚，钢板板厚比需要制作的容器筒体壁厚大2-4mm；
步骤（B），计算钢板的碾长量；
步骤（C），在钢板上划出净料线、中线、预弯线和检查线，所述中线为钢板的中心线，所述净料线为去除压头的容器筒体的本体线，即压头线；所述检查线位于净料线的内侧，且距离净料线100mm；所述预弯线位于距离净料线内侧，且且距离净料线400mm，所述预弯线到净料线之间为钢板的预弯位置；
步骤（D），预弯、成型，利用三辊卷板机的压头分别对钢板的两个端部进行预弯，钢板的预弯完成后进行卷制成型，形成容器筒体节；
步骤（E），在容器筒体节上划出气割线，气割线平行于净料线且位于且的外侧，两者的间距为5mm，从而增加5mm的加工余量；
步骤（F），根据气割线，气割去除三辊卷板机的压头；
步骤（G），根据净料线，对容器筒体节进行冲压加工坡口，坡口为窄间隙U型坡口；
步骤（H），将容器筒体节返回三辊卷板机进行成型收口、卷圆、找正，控制坡口中线上的焊缝对接处的坡口错边量和端口纵向错边量；
步骤（I），采用窄间隙焊枪，自动焊接容器筒体节的坡口，完成坡口焊接；
步骤（J），焊接完成后，对容器筒体节进行校圆。
2.根据权利要求1的用于厚壁容器筒体纵缝坡口的改进型焊接工艺，其特征在于：步骤（A），所述用于制作容器筒体的钢板板厚在100mm以上。
3.根据权利要求1的用于厚壁容器筒体纵缝坡口的改进型焊接工艺，其特征在于：步骤（B），根据公式（1），计算钢板的碾长量，
ΔL=πDm- L=π(Di+S)- L （1）
其中，L为容器筒体节的展开长度，单位为mm；Dm为容器筒体节的平均直径，单位为mm；Di为容器筒体节的内径，单位为mm；S为制作容器筒体节钢板的板厚，单位为mm；ΔL为钢板碾长量 ，单位为mm。
4.根据权利要求1的用于厚壁容器筒体纵缝坡口的改进型焊接工艺，其特征在于：步骤（D），利用三辊卷板机的压头分别对钢板的两个端部进行预弯，三辊卷板机的上辊轴线与划出的预弯线或者净料线平行，再进行预弯操作。
5.根据权利要求1的用于厚壁容器筒体纵缝坡口的改进型焊接工艺，其特征在于：步骤（D），钢板的预弯完成后进行卷制成型，在卷制成型工序中需要保证钢板纵向轴线垂直于三辊卷板机的卷辊轴线。
6.根据权利要求1的用于厚壁容器筒体纵缝坡口的改进型焊接工艺，其特征在于：步骤（G），所述窄间隙U型坡口的底部到容器筒体节的边缘预留有8mm±0.5mm的钝边，所述钝边用于焊接打底时防止焊穿；所述窄间隙U型坡口的底部为圆角过渡，且窄间隙U型坡口的两侧边均向外倾斜设置，倾斜角度为与垂直方向的夹角1.1°。
7.根据权利要求1的用于厚壁容器筒体纵缝坡口的改进型焊接工艺，其特征在于：步骤（H），所述坡口错边量小于等于2cm，端口纵向错边量小于等于3cm。
8.根据权利要求1的用于厚壁容器筒体纵缝坡口的改进型焊接工艺，其特征在于：步骤（J），焊接完成后，对容器筒体节进行校圆，校圆过程中控制三辊卷板机的上辊压下量，确保对构成容器筒体的每个成容器筒体的碾长量相同。
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