CN109570802A - 一种防止法兰焊接变形的焊接方法和焊接平台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种防止法兰焊接变形的焊接方法和焊接平台，首先将两个法兰对接设置，并固定这两个法兰；然后对两个法兰与对应的筒体按照相同的焊接方法同时进行焊接。将两个法兰对接并固定，其中一个法兰会对另一个法兰形成反方向的力，这两个法兰就构成了相互制约变形的工装，起到防变形焊接工装的作用，减小焊接变形量，而且不用再额外投制工装，降低了制造成本。而且，对两个法兰与对应的筒体按照相同的焊接方法同时进行焊接，两个法兰采用完全相同的焊接方式能够保证法兰两侧受热均匀，有效减小法兰两侧温度变化差值，减小焊接变形量，提升焊接效率。

Description

一种防止法兰焊接变形的焊接方法和焊接平台

技术领域

本发明涉及一种防止法兰焊接变形的焊接方法和焊接平台。

背景技术

筒体与法兰的焊接方法主要是法兰与筒体铆接后进行单体焊接，在没有焊接工装或优化焊接工艺的情况下，其焊接变形量较大。追溯焊接变形的原因，主要是由于焊件受焊接过程中产生的不均匀温度场的影响而产生的变形，焊接变形与焊件的形状尺寸、材料的物理性能及焊接方法等因素有关。在不能改变法兰结构设计的情况下，优化焊接工艺及制作焊接工装是最好的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种防止法兰焊接变形的焊接方法和焊接平台，用以解决采用现有的焊接方式在法兰与筒体焊接后，法兰产生变形的问题。

为实现上述目的，本发明包括以下技术方案。

一种防止法兰焊接变形的焊接方法，包括以下步骤：

(1)将两个法兰对接设置，并固定这两个法兰；

(2)对两个法兰与对应的筒体按照相同的焊接方法同时进行焊接。

将两个法兰对接并固定，其中一个法兰会对另一个法兰形成反方向的力，这两个法兰就构成了相互制约变形的工装，起到防变形焊接工装的作用，减小焊接变形量，而且不用再额外投制工装，降低了制造成本。而且，对两个法兰与对应的筒体按照相同的焊接方法同时进行焊接，两个法兰采用完全相同的焊接方式能够保证法兰两侧受热均匀，有效减小法兰两侧温度变化差值，减小焊接变形量，提升焊接效率。

进一步地，在对两个法兰进行对接之前，先将各法兰与对应的筒体通过点焊进行连接。先将各法兰与对应的筒体通过点焊进行连接，初步固定法兰与筒体，能够便于后续的焊接。

进一步地，所述焊接方法还包括步骤(3)，步骤(3)的过程为：焊接完成后解除所述两个法兰的对接。

一种防止法兰焊接变形的焊接平台，包括两个焊机，先将两个法兰对接设置，并固定这两个法兰，然后通过两个焊机对两个法兰与对应的筒体按照相同的焊接方法同时进行焊接。

将两个法兰对接并固定，其中一个法兰会对另一个法兰形成反方向的力，这两个法兰就构成了相互制约变形的工装，起到防变形焊接工装的作用，减小焊接变形量，而且不用再额外投制工装，降低了制造成本。而且，对两个法兰与对应的筒体按照相同的焊接方法同时进行焊接，两个法兰采用完全相同的焊接方式能够保证法兰两侧受热均匀，有效减小法兰两侧温度变化差值，减小焊接变形量，提升焊接效率。

进一步地，在对两个法兰进行对接之前，先将各法兰与对应的筒体通过点焊进行连接。先将各法兰与对应的筒体通过点焊进行连接，初步固定法兰与筒体，能够便于后续的焊接。

进一步地，焊接完成后解除所述两个法兰的对接。

附图说明

图1是本发明提供的防止法兰焊接变形的焊接方法实施示意图；

图2是本发明提供的一种具体的法兰结构的立体结构图；

图3是本发明提供的法兰结构的主视图；

图4是图3中沿A-A的剖视图；

图1中，1为法兰，2为筒体，3为螺栓，4为焊缝；图2-4中，11为法兰部分，12为防变形支撑部分，13为管体部分。

具体实施方式

焊接方法实施例

本实施例提供一种能够防止法兰焊接变形的焊接方法，通过法兰对接的方式实现法兰的焊接。

先将法兰1与筒体2通过点焊进行连接，初步固定法兰1与筒体2，便于后续顺利实施焊接，当然，在能够保证顺利实施焊接的前提下，也不用初步固定法兰1与筒体2。那么，法兰1与筒体2之间就形成了焊缝4，焊缝4具体为环形的焊缝，称为环焊缝。然后，如图1所示，将两个法兰1对接设置，并通过螺栓3将对接的法兰1拧紧固定，这两个法兰1就构成了相互制约变形的工装，而且，两个法兰1之间形成相互反方向的力，能够相互制约变形。在将对接的法兰1拧紧固定后，对两个法兰1与对应的筒体2之间的环焊缝4同时、同方向、同工艺进行焊接，即按照相同的焊接方法同时进行焊接。采用完全相同的焊接方式能够保证这两个法兰1两侧受热均匀，有效减小法兰1两侧温度变化差值，减小焊接变形量，提升焊接效率。其中，采用的焊接方法可以为现有的焊接工艺，但是不管采用什么样的焊接工艺，都需保证对这两个法兰采用相同的焊接工艺。相同的焊接工艺表示对应的焊接设备以及焊接参数均相同，在法兰两侧形成能量相近的热源，保证法兰两侧受热变形的力值相近，方向相反，从而减小变形。

焊接完成后等工件冷却后去掉螺栓3，解除两个法兰1的对接。

该焊接方法适用于各种类型的法兰，尤其适用于高径法兰。以下给出一种具体的法兰结构。

如图2和图3所示，法兰结构包括法兰部分11、防变形支撑部分12和管体部分13，法兰部分11与管体部分13相互联通，法兰部分11的内孔径与管体部分13的内径的大小关系不作限定，作为一个具体的实施方式，法兰部分11的内孔径与管体部分13的内径相等。管体部分13的远离法兰部分11的一端为焊接端(即图1中的焊缝4)。

焊接端远离法兰部分11设置，焊接端与法兰部分11保持一定距离，减少因焊接产生的热量对法兰部分11的影响，因此，整个法兰设计为高径法兰。作为一个具体实施方式，如图3所示，法兰部分11与管体部分13的连接处与焊缝位置的距离h大于或者等于3倍的法兰部分11的厚度。

防变形支撑部分12设置在法兰部分11与管体部分13的连接处。防变形支撑部分12的作用是：防止焊缝受热冷却后收缩而造成的法兰倾斜。

为了提高防变形支撑强度，本实施例中，防变形支撑部分12的直径由靠近法兰部分11的一端向远离法兰部分11的一端逐渐减小。其中，如果防变形支撑部分12的直径按照非线性变化关系进行变化的话，防变形支撑部分12的外周面整体上不是平面，比如：整体上呈现的是凸出的圆角结构或者凹陷的圆角结构，这两个结构的防变形支撑强度不高，作为一个优化的实施方式，防变形支撑部分12的直径由靠近法兰部分11的一端向远离法兰部分11的一端按照线性变化关系逐渐减小，即防变形支撑部分12的外周面整体上为一个平面，如图3和4所示，那么，防变形支撑部分12整体上为倒角支撑机构，即法兰部分11与管体部分13之间增加倒角支撑，能够有效提升防变形支撑强度。并且，为了进一步提升支撑效果，如图4所示，在不影响螺纹装配的情况下，防变形支撑部分12的径向宽度L(即倒角距离L)大于或者等于法兰部分11的厚度，当然，倒角处不能用圆角代替。另外，防变形支撑部分12的位置应给螺纹孔预留足够的装配位置。

以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。

焊接平台实施例

本实施例提供一种焊接平台，包括两个焊机，通过这两个焊机实现法兰焊接。

先将法兰1与筒体2通过点焊进行连接，初步固定法兰1与筒体2，便于后续顺利实施焊接，当然，在能够保证顺利实施焊接的前提下，也不用初步固定法兰1与筒体2。那么，法兰1与筒体2之间就形成了焊缝4，焊缝4具体为环形的焊缝，称为环焊缝。然后，如图1所示，将两个法兰1对接设置，并通过螺栓3将对接的法兰1拧紧固定，这两个法兰1就构成了相互制约变形的工装，而且，两个法兰1之间形成相互反方向的力，能够相互制约变形。在将对接的法兰1拧紧固定后，利用两个焊机对两个法兰1与对应的筒体2之间的环焊缝4按照相同的焊接方法同时进行焊接。为了保证焊接的效率，可以将这两个法兰1放置在滚轮架上进行焊接。采用完全相同的焊接方式能够保证这两个法兰1两侧受热均匀，有效减小法兰1两侧温度变化差值，减小焊接变形量，提升焊接效率。其中，采用的焊接方法可以为现有的焊接工艺，但是不管采用什么样的焊接工艺，都需保证对这两个法兰采用相同的焊接工艺。相同的焊接工艺表示对应的焊接设备以及焊接参数均相同，在法兰两侧形成能量相近的热源，保证法兰两侧受热变形的力值相近，方向相反，从而减小变形。

焊接完成后等工件冷却后去掉螺栓3，解除两个法兰1的对接。

该焊接平台适用于各种类型的法兰，尤其适用于高径法兰。以下给出一种具体的法兰结构。

如图2和图3所示，法兰结构包括法兰部分11、防变形支撑部分12和管体部分13，法兰部分11与管体部分13相互联通，法兰部分11的内孔径与管体部分13的内径的大小关系不作限定，作为一个具体的实施方式，法兰部分11的内孔径与管体部分13的内径相等。管体部分13的远离法兰部分11的一端为焊接端(即图1中的焊缝4)。

焊接端远离法兰部分11设置，焊接端与法兰部分11保持一定距离，减少因焊接产生的热量对法兰部分11的影响，因此，整个法兰设计为高径法兰。作为一个具体实施方式，如图3所示，法兰部分11与管体部分13的连接处与焊缝位置的距离h大于或者等于3倍的法兰部分11的厚度。

防变形支撑部分12设置在法兰部分11与管体部分13的连接处。防变形支撑部分12的作用是：防止焊缝受热冷却后收缩而造成的法兰倾斜。

为了提高防变形支撑强度，本实施例中，防变形支撑部分12的直径由靠近法兰部分11的一端向远离法兰部分11的一端逐渐减小。其中，如果防变形支撑部分12的直径按照非线性变化关系进行变化的话，防变形支撑部分12的外周面整体上不是平面，比如：整体上呈现的是凸出的圆角结构或者凹陷的圆角结构，这两个结构的防变形支撑强度不高，作为一个优化的实施方式，防变形支撑部分12的直径由靠近法兰部分11的一端向远离法兰部分11的一端按照线性变化关系逐渐减小，即防变形支撑部分12的外周面整体上为一个平面，如图3和4所示，那么，防变形支撑部分12整体上为倒角支撑机构，即法兰部分11与管体部分13之间增加倒角支撑，能够有效提升防变形支撑强度。并且，为了进一步提升支撑效果，如图4所示，在不影响螺纹装配的情况下，防变形支撑部分12的径向宽度L(即倒角距离L)大于或者等于法兰部分11的厚度，当然，倒角处不能用圆角代替。另外，防变形支撑部分12的位置应给螺纹孔预留足够的装配位置。

Claims (6)

1.一种防止法兰焊接变形的焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将两个法兰对接设置，并固定这两个法兰；

(2)对两个法兰与对应的筒体按照相同的焊接方法同时进行焊接。

2.根据权利要求1所述的防止法兰焊接变形的焊接方法，其特征在于，在对两个法兰进行对接之前，先将各法兰与对应的筒体通过点焊进行连接。

3.根据权利要求1所述的防止法兰焊接变形的焊接方法，其特征在于，所述焊接方法还包括步骤(3)，步骤(3)的过程为：焊接完成后解除所述两个法兰的对接。

4.一种防止法兰焊接变形的焊接平台，其特征在于，包括两个焊机，先将两个法兰对接设置，并固定这两个法兰，然后通过两个焊机对两个法兰与对应的筒体按照相同的焊接方法同时进行焊接。

5.根据权利要求4所述的防止法兰焊接变形的焊接平台，其特征在于，在对两个法兰进行对接之前，先将各法兰与对应的筒体通过点焊进行连接。

6.根据权利要求4所述的防止法兰焊接变形的焊接平台，其特征在于，焊接完成后解除所述两个法兰的对接。