CN109570935B - 压力筒焊接工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及压力筒焊接技术领域，针对焊接时十分不便的问题，提供了一种压力筒焊接工艺，该技术方案包括以下步骤：a.封头清理并夹持；b.隔板切割倒角，具体如下：切削隔板与封头焊接的侧边以形成与隔板的锐角夹角呈30°‑60°的单边倒角；c.焊接隔板，具体如下：将隔板固定在隔板底部与封头距离3‑5mm处并使隔板与封头垂直，焊接隔板与封头之间的缝隙；d.焊后热处理；e.焊接封头。通过切割隔板形成单边倒角，可将隔板以切割有倒角的一侧远离相邻隔板的方向放置，进而使得焊接时，有足够的操作空间对隔板开有倒角的侧边进行倾斜焊接，使得焊条易于填入隔板与封头的间隙之中，提高焊条熔化以形成焊缝的质量，操作方便。
Description
技术领域
本发明涉及压力筒焊接技术领域，尤其是涉及一种压力筒焊接工艺。
背景技术
随着国防事业不断的发展，在开发新的产品时，需要经过大量的试验，以确保新产品设计的质量达标，其中压力试验是尤其关键的部分。
压力试验时，通常将产品按1：10的比例缩小，然后放置在压力筒中进行最低1万吨的水压试验，直到产品破损为止。
因此，在压力试验过程中，必须保证压力筒无损，而压力筒的薄弱点通常在封闭端部的呈板状的封头处，因此需要对压力筒的封头进行加强，而通常是通过在封头上焊接垂直于封头的隔板以增加其强度，减少封头受压而变形的情况，但焊接时，隔板之间的空间较少，使得焊枪难以伸入，导致焊接时十分不便，因此，还有改善空间。
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压力筒焊接工艺，具有方便操作的优点。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种压力筒焊接工艺，包括以下步骤：
a.封头清理并夹持；
b.隔板切割倒角，具体如下：
切削隔板与封头焊接的侧边以形成与隔板的锐角夹角呈30°-60°的单边倒角；
c.焊接隔板，具体如下：
将隔板固定在隔板底部与封头距离3-5mm处并使隔板与封头垂直，焊接隔板与封头之间的缝隙；
d.焊后热处理；
e.焊接封头。
通过采用上述技术方案，通过切割隔板与封头焊接的侧边呈30°-60°的单边倒角，使得焊接若干隔板时，可将隔板以切割有倒角的一侧远离相邻隔板的方向放置，进而使得焊接时，有足够的操作空间对隔板开有倒角的侧边进行倾斜焊接，使得焊条易于填入隔板与封头的间隙之中，提高焊条熔化以形成焊缝的质量，操作方便；而靠近相邻隔板的一侧由于未设置倒角，使得焊接时无需较大的倾斜角度，只需在隔板外补充焊接以减少漏焊的情况即可，使得相邻隔板之间的空间足以满足焊接需求，方便操作；通过焊后热处理可有效降低变形，提高封头的尺寸精度。
本发明进一步设置为：所述步骤b中，切削隔板与封头焊接的侧边以形成与隔板的锐角夹角呈45°的单边倒角。
通过采用上述技术方案，通过单边倒角呈45°，使得隔板与封头的连接面积较大，同时沿水平方向与沿竖直方向的受力分布均匀，使得隔板与封头的连接稳定性较好。
本发明进一步设置为：所述步骤c中，将隔板固定在隔板底部与封头距离3.5mm处。
通过采用上述技术方案，通过控制隔板与封头的间距为3.5mm使得焊缝宽度较为合适，避免焊条填充过多导致连接强度下降的情况，同时保持足够量的焊条以保证焊接稳定。
本发明进一步设置为：所述步骤c中，先从隔板与封头距离较远的一侧进行第一次焊接，再从隔板与封头距离较近的一侧进行第二次焊接。
通过采用上述技术方案，通过先从隔板与封头距离较远的一侧进行第一焊接，以使得焊条能较好地进入隔板与封头直接的缝隙中，以稳定连接隔板与封头，通过在隔板另一侧进行第二次焊接以补充第一次焊接时未焊透以及漏焊的地方，使得焊接稳定性较强。
本发明进一步设置为：所述步骤d中，将焊接好隔板的封头加热至240-260℃并恒温10-12小时，然后以每小时10-60℃的速率进行降温冷却。
通过采用上述技术方案，减缓焊缝的冷却速度可防止淬硬组织的产生，通过高温恒温，加快焊缝中的扩散氢逸出，降低因过多扩散氢而诱发的冷裂纹或延迟裂纹。
本发明进一步设置为：所述步骤c中，将封头以及隔板预热至140-160℃后再焊接隔板与封头之间的缝隙。
通过采用上述技术方案，有效减少焊接时由于温差较大而产生淬硬组织以及冷裂的情况。
本发明进一步设置为：所述步骤c中，先在封头远离隔板的板面上焊接若干方钢，焊接隔板与封头之间的缝隙时测量封头变形量，当封头变形量过多时，则切割方钢并焊接方钢的切割缝后再继焊接隔板与封头之间的缝隙。
通过采用上述技术方案，通过切割方钢并焊接以利用反作用力约束变形并产生反向变形量，使得变形量减少，进而使得封头的精度较高。
本发明进一步设置为：所述步骤c中，封头远离隔板的表面变形大于2mm时，进行切割方钢并焊接方钢的切割缝的操作。
通过采用上述技术方案，通过封头远离隔板的表面变形大于2mm后马上进行反向变形，避免变形过大，难以调节，并且避免封头变形过大而降低结构强度的情况。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1. 通过切割隔板形成单边倒角，可将隔板以切割有倒角的一侧远离相邻隔板的方向放置，进而使得焊接时，有足够的操作空间对隔板开有倒角的侧边进行倾斜焊接，使得焊条易于填入隔板与封头的间隙之中，提高焊条熔化以形成焊缝的质量，操作方便；
2. 通过焊后热处理可有效降低变形，提高封头的尺寸精度；
3. 通过切割方钢并焊接以利用反作用力约束变形并产生反向变形量，使得变形量减少，进而使得封头的精度较高。
附图说明
图1为本发明中压力筒的结构示意图；
图2为本发明中封头的结构示意图；
图3为本发明中用于示意隔板结构的示意图；
图4为本发明中用于示意焊缝结构的示意图。
图中：1、筒身；2、封头；3、隔板；31、单边倒角；4、焊缝。
具体实施方式
以下结合附图及实施例，对本发明作进一步详细说明。
实施例1
一种压力筒，参照图1以及图2，压力筒包括一端开口的筒体以及封闭筒体端部开口的盖板，筒体包括管状的筒身1以及焊接在筒身1端部的呈板状的封头2，封头2上焊接有若干呈网格状分布的隔板3。
压力筒焊接工艺包括以下具体步骤：
a.封头2清理并夹持，具体如下：
通过高压氮气喷射封头2表面以将封头2表面的杂质吹掉，然后通过夹持装置夹持固定在工作台上。
b.隔板3切割倒角，具体如下：
参照图3，通过夹持装置夹持固定隔板3，通过线切割设备切割隔板3用于与封头2焊接的侧边，以形成与隔板3的锐角夹角为30°的单边倒角31。
c.焊接隔板3，具体如下：
参照图3以及图4，通过夹持装置夹持以固定隔板3，隔板3垂直于封头2，隔板3底部与封头2距离3mm；
在隔板3以及封头2上粘贴加热带，加热隔板3以及封头2至140℃，卸下加热带；
先在封头2远离隔板3的板面上焊接三根横截面长、宽均为150mm的方钢；
然后从隔板3与封头2距离较远的一侧进行第一次焊接，第一次焊接时焊枪与封头2的锐角夹角控制在60°±1°，焊条熔化并填充在隔板3与封头2之间的间隙后经冷却以形成焊缝4；
第一次焊接形成的焊缝4冷却后，从隔板3与封头2距离较近的一侧进行第二次焊接，第二次焊接时，焊枪与封头2的锐角夹角控制在85°±1°，焊条熔化并填充在第一次焊接时漏焊或未焊透的地方并且在冷却后形成完整的焊缝4；
完成第一块隔板3的焊接后，重复本步骤中上述具体步骤进行其余隔板3的焊接，焊接其余隔板3时，将隔板3与封头2距离较远的一侧远离以焊接固定的相邻隔板3，以保证足够的操作空间以对隔板3与封头2距离较远的一侧进行第一次焊接；
焊接其余隔板3时沿隔板3分布的水平方向依次焊接；
焊接隔板3时，每次焊接长度为500mm，每次焊接均一次完成，每焊接500mm后，测量封头2远离方钢的板面的变形量，当封头2的变形量大于2mm时，通过电锯沿垂直于方钢长度方向的方向切割方钢以形成缝隙，切割出的缝隙宽度为2mm±0.5mm，并且焊接方钢因切割而形成的缝隙，通过焊接方钢以产生反向的变形量，进而抵消在封头2远离方钢的板面上焊接隔板3时产生的变形量。
d.焊后热处理，具体如下：
所有隔板3均焊接完毕后，拆卸方钢，然后将焊接好隔板3的底部放入烘箱加热至240℃并恒温12小时，然后以每小时10°的速率降低烘箱温度，以将焊接后隔板3的底部冷却至室温，进而对隔板3进行很好地保护，减少冷裂淬硬等情况。
e.焊接封头2，具体如下：
沿筒身1周向焊接封头2与筒身1以形成压力筒的筒体。
实施例2
一种压力筒，参照图1以及图2，压力筒包括一端开口的筒体以及封闭筒体端部开口的盖板，筒体包括管状的筒身1以及焊接在筒身1端部的呈板状的封头2，封头2上焊接有若干呈网格状分布的隔板3。
压力筒焊接工艺包括以下具体步骤：
a.封头2清理并夹持，具体如下：
通过高压氮气喷射封头2表面以将封头2表面的杂质吹掉，然后通过夹持装置夹持固定在工作台上。
b.隔板3切割倒角，具体如下：
参照图3，通过夹持装置夹持固定隔板3，通过线切割设备切割隔板3用于与封头2焊接的侧边，以形成与隔板3的锐角夹角为45°的单边倒角31。
c.焊接隔板3，具体如下：
参照图3以及图4，通过夹持装置夹持以固定隔板3，隔板3垂直于封头2，隔板3底部与封头2距离5mm；
在隔板3以及封头2上粘贴加热带，加热隔板3以及封头2至150℃，卸下加热带；
先在封头2远离隔板3的板面上焊接三根横截面长、宽均为150mm的方钢；
然后从隔板3与封头2距离较远的一侧进行第一次焊接，第一次焊接时焊枪与封头2的锐角夹角控制在45°±1°，焊条熔化并填充在隔板3与封头2之间的间隙后经冷却以形成焊缝4；
第一次焊接形成的焊缝4冷却后，从隔板3与封头2距离较近的一侧进行第二次焊接，第二次焊接时，焊枪与封头2的锐角夹角控制在85°±1°，焊条熔化并填充在第一次焊接时漏焊或未焊透的地方并且在冷却后形成完整的焊缝4；
完成第一块隔板3的焊接后，重复本步骤中上述具体步骤进行其余隔板3的焊接，焊接其余隔板3时，将隔板3与封头2距离较远的一侧远离以焊接固定的相邻隔板3，以保证足够的操作空间以对隔板3与封头2距离较远的一侧进行第一次焊接；
焊接其余隔板3时沿隔板3分布的水平方向依次焊接；
焊接隔板3时，每次焊接长度为500mm，每次焊接均一次完成，每焊接500mm后，测量封头2远离方钢的板面的变形量，当封头2的变形量大于2mm时，通过电锯沿垂直于方钢长度方向的方向切割方钢以形成缝隙，切割出的缝隙宽度为2mm±0.5mm，并且焊接方钢因切割而形成的缝隙，通过焊接方钢以产生反向的变形量，进而抵消在封头2远离方钢的板面上焊接隔板3时产生的变形量。
d.焊后热处理，具体如下：
所有隔板3均焊接完毕后，拆卸方钢，然后将焊接好隔板3的底部放入烘箱加热至250℃并恒温11小时，然后以每小时30°的速率降低烘箱温度，以将焊接后隔板3的底部冷却至室温，进而对隔板3进行很好地保护，减少冷裂淬硬等情况。
e.焊接封头2，具体如下：
沿筒身1周向焊接封头2与筒身1以形成压力筒的筒体。
实施例3
一种压力筒，参照图1以及图2，压力筒包括一端开口的筒体以及封闭筒体端部开口的盖板，筒体包括管状的筒身1以及焊接在筒身1端部的呈板状的封头2，封头2上焊接有若干呈网格状分布的隔板3。
压力筒焊接工艺包括以下具体步骤：
a.封头2清理并夹持，具体如下：
通过高压氮气喷射封头2表面以将封头2表面的杂质吹掉，然后通过夹持装置夹持固定在工作台上。
b.隔板3切割倒角，具体如下：
参照图3，通过夹持装置夹持固定隔板3，通过线切割设备切割隔板3用于与封头2焊接的侧边，以形成与隔板3的锐角夹角为60°的单边倒角31。
c.焊接隔板3，具体如下：
参照图3以及图4，通过夹持装置夹持以固定隔板3，隔板3垂直于封头2，隔板3底部与封头2距离3.5mm；
在隔板3以及封头2上粘贴加热带，加热隔板3以及封头2至160℃，卸下加热带；
先在封头2远离隔板3的板面上焊接三根横截面长、宽均为150mm的方钢；
然后从隔板3与封头2距离较远的一侧进行第一次焊接，第一次焊接时焊枪与封头2的锐角夹角控制在60°±1°，焊条熔化并填充在隔板3与封头2之间的间隙后经冷却以形成焊缝4；
第一次焊接形成的焊缝4冷却后，从隔板3与封头2距离较近的一侧进行第二次焊接，第二次焊接时，焊枪与封头2的锐角夹角控制在85°±1°，焊条熔化并填充在第一次焊接时漏焊或未焊透的地方并且在冷却后形成完整的焊缝4；
完成第一块隔板3的焊接后，重复本步骤中上述具体步骤进行其余隔板3的焊接，焊接其余隔板3时，将隔板3与封头2距离较远的一侧远离以焊接固定的相邻隔板3，以保证足够的操作空间以对隔板3与封头2距离较远的一侧进行第一次焊接；
焊接其余隔板3时沿隔板3分布的水平方向依次焊接；
焊接隔板3时，每次焊接长度为500mm，每次焊接均一次完成，每焊接500mm后，测量封头2远离方钢的板面的变形量，当封头2的变形量大于2mm时，通过电锯沿垂直于方钢长度方向的方向切割方钢以形成缝隙，切割出的缝隙宽度为2mm±0.5mm，并且焊接方钢因切割而形成的缝隙，通过焊接方钢以产生反向的变形量，进而抵消在封头2远离方钢的板面上焊接隔板3时产生的变形量。
d.焊后热处理，具体如下：
所有隔板3均焊接完毕后，拆卸方钢，然后将焊接好隔板3的底部放入烘箱加热至260℃并恒温10小时，然后以每小时60°的速率降低烘箱温度，以将焊接后隔板3的底部冷却至室温，进而对隔板3进行很好地保护，减少冷裂淬硬等情况。
e.焊接封头2，具体如下：
沿筒身1周向焊接封头2与筒身1以形成压力筒的筒体。
各实施例的焊接好隔板3的底部的变形量如下：
实施例1：封头2靠近隔板3的板面凸起，变形量为+2.3mm；
实施例2：封头2靠近隔板3的板面凸起，变形量为+2.1mm；
实施例3：封头2靠近隔板3的板面凸起，变形量为+2.6mm。
各实施例中封头2的变形量控制在2.1-2.6mm，使得产品的精度非常高。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种压力筒焊接工艺，其特征是：包括以下步骤：
a.封头(2)清理并夹持；
b.隔板(3)切割倒角，具体如下：
切削隔板(3)与封头(2)焊接的侧边以形成与隔板(3)的锐角夹角呈30°-60°的单边倒角(31)；
c.焊接隔板(3)，具体如下：
将隔板(3)固定在隔板(3)底部与封头(2)距离3-5mm处并使隔板(3)与封头(2)垂直，焊接隔板(3)与封头(2)之间的缝隙；
d.焊后热处理；
e.焊接封头(2)；
所述步骤c中，先在封头(2)远离隔板(3)的板面上焊接若干方钢，焊接隔板(3)与封头(2)之间的缝隙时测量封头(2)变形量，当封头(2)变形量过多时，则切割方钢并焊接方钢的切割缝后再继焊接隔板(3)与封头(2)之间的缝隙。
2.根据权利要求1所述的压力筒焊接工艺，其特征是：所述步骤b中，切削隔板(3)与封头(2)焊接的侧边以形成与隔板(3)的锐角夹角呈45°的单边倒角(31)。
3.根据权利要求1所述的压力筒焊接工艺，其特征是：所述步骤c中，将隔板(3)固定在隔板(3)底部与封头(2)距离3.5mm处。
4.根据权利要求3所述的压力筒焊接工艺，其特征是：所述步骤c中，先从隔板(3)与封头(2)距离较远的一侧进行第一次焊接，再从隔板(3)与封头(2)距离较近的一侧进行第二次焊接。
5.根据权利要求1所述的压力筒焊接工艺，其特征是：所述步骤d中，将焊接好隔板(3)的封头(2)加热至240-260℃并恒温10-12小时，然后以每小时10-60℃的速率进行降温冷却。
6.根据权利要求1所述的压力筒焊接工艺，其特征是：所述步骤c中，将封头(2)以及隔板(3)预热至140-160℃后再焊接隔板(3)与封头(2)之间的缝隙。
7.根据权利要求1所述的压力筒焊接工艺，其特征是：所述步骤c中，封头(2)远离隔板(3)的表面变形大于2mm时，进行切割方钢并焊接方钢的切割缝的操作。
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