CN109623092A - 一种用于锅炉汽包筒体的焊接方法 - Google Patents

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周昊宇
陈锋
沈佑刚
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Abstract

本发明公开了一种用于锅炉汽包筒体的焊接方法，包括：减小第一钝边和第二钝边的长度，并增大第一钝边和第二钝边之间的距离，对第一待焊件和第二待焊件沿其一侧进行氩弧焊，单面焊双面成型；分别对第一待焊件和第二待焊件的两侧进行手工焊；分别对第一待焊件和第二待焊件的两侧进行埋弧自动焊。本发明一种用于锅炉汽包筒体的焊接方法，通过缩短钝边的长度以及增加钝边之间的间距，使氩弧焊能够单面焊双面成型、无需碳弧气刨打磨清根；由于氩弧焊的第一焊缝较薄，手工焊的第二焊缝用于防止埋弧自动焊时焊穿第一焊缝；通过依次进行单面氩弧焊、双面手工焊和双面埋弧自动焊，解决了传统工艺焊接时间长、高强钢易产生裂纹、成本较高等问题。

Description

一种用于锅炉汽包筒体的焊接方法
技术领域
本发明涉及一种用于锅炉汽包筒体的焊接方法。
背景技术
汽包（也称为锅筒）是锅炉中最重要的受压元件，是水质加热、蒸发、过热三过程的连接枢纽，用于保证锅炉正常的水循环和锅炉蒸汽品质，具有一定的蓄热能力，缓和汽压变化速度，保证锅炉安全运行。近年来，由于生物质发电的广泛应用，乙烯等项目的大力发展，对于汽包的需求急剧上升。由于使用工况的不同，汽包的材料也在发生变化，常规的Q345R材料越来越多的被低合金高强钢的13MnNiMoR所代替，更高级别的材料也在不断出现。壁厚从10多毫米到100多毫米，直径从不足1米到4米多，而现有的制造工艺由于存在一定的技术缺陷，导致出现生产效率低、制造周期长、焊接材料使用量多、制造成本高等问题，尤其对于大直径、厚壁汽包的制造，现有技术有待优化完善，以提高焊缝合格率，节约焊接材料，降低工人劳动强度。
传统的焊接坡口采用双面X型结构（如图1所示），钝边为6mm，间隙为0-1mm，该坡口型式适用于埋弧双面焊。为保证焊缝无损检测合格，必须在一侧焊接完成之后，再对另一侧进行碳弧气刨清根，将未焊透的部分去除干净后再对另一侧施焊，该工艺存在费时费力费材的弊端。另外，为避免碳弧气刨后刨槽有残留缺陷，碳弧气刨打磨后需要进行MT或PT检测，检测合格后再进行焊接。但是MT或PT检测需要在冷态下进行，导致冷却停顿时间长；又由于汽包筒体厚度较大，焊接前需要预热，MT或PT检测后还要重新再预热进行焊接，该环节增加了产生焊接裂纹的可能性。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于锅炉汽包筒体的焊接方法，单面焊双面成型、无需碳弧气刨打磨清根，提高了生产效率及焊接质量，降低了焊接成本。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种用于锅炉汽包筒体的焊接方法，用于焊接第一待焊件和第二待焊件，所述第一待焊件的焊接侧沿厚度方向依次包括第一上焊边、第一钝边、第一下焊边，所述第二待焊件的焊接侧沿厚度方向依次包括第二上焊边、第二钝边、第二下焊边，所述第一上焊边和所述第二上焊边向下逐渐收拢，所述第一下焊边和所述第二下焊边向上逐渐收拢，所述第一钝边和所述第二钝边相互平行，所述方法包括以下步骤：
（1）减小所述第一钝边和所述第二钝边的长度，并增大所述第一钝边和所述第二钝边之间的距离，对所述第一待焊件和所述第二待焊件沿其一侧进行氩弧焊，在所述第一下焊边和所述第二下焊边之间、所述第一钝边和所述第二钝边之间、所述第一上焊边和所述第二上焊边之间形成第一焊缝；
（2）分别对所述第一待焊件和所述第二待焊件的两侧进行手工焊，在所述第一下焊边和所述第二下焊边之间、所述第一上焊边和所述第二上焊边之间形成第二焊缝；
（3）分别对所述第一待焊件和所述第二待焊件的两侧进行埋弧自动焊，在所述第一下焊边和所述第二下焊边之间、所述第一上焊边和所述第二上焊边之间形成第三焊缝，所述第二焊缝位于所述第一焊缝和所述第三焊缝之间。
优选地，设置所述第一钝边与所述第二钝边的长度为1.5-2.5mm。
优选地，设置所述第一钝边与所述第二钝边之间的距离为2.5-3.5mm。
优选地，步骤（2）中，控制所述第二焊缝的厚度，使其能够用于防止埋弧自动焊时将所述第一焊缝焊穿。
优选地，所述第一上焊边和所述第二上焊边构成U形。
更优选地，所述第一下焊边和所述第二下焊边构成U形或V形。
更进一步优选地，U形的两条直边分别与竖直方向成α夹角，其中8°≤α≤12°。
优选地，用于制备所述第一待焊件、所述第二待焊件的材料包括不锈钢材料或淬硬倾向大的材料。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明一种用于锅炉汽包筒体的焊接方法，通过缩短钝边的长度以及增加钝边之间的间距，使氩弧焊能够单面焊双面成型、无需碳弧气刨打磨清根；由于氩弧焊的第一焊缝较薄，手工焊的第二焊缝用于防止埋弧自动焊时焊穿第一焊缝；通过依次进行单面氩弧焊、双面手工焊和双面埋弧自动焊，解决了传统工艺只能双面焊无法单面焊双面成型、需要气刨清根打磨及MT或PT检测等导致的焊接时间长、高强钢易产生裂纹、生产效率低、生产周期长、制造成本相对较高等问题，具有无焊渣、打底焊免清理的优点。
附图说明
附图1为传统的焊接坡口的结构示意图；
附图2为本发明方法采用的焊接坡口的结构示意图。
其中：1、第一待焊件；2、第二待焊件；3、第一上焊边；4、第一钝边；5、第一下焊边；6、第二上焊边；7、第二钝边；8、第二下焊边。
具体实施方式
下面结合附图来对本发明的技术方案作进一步的阐述。
参见图2所示，上述一种用于锅炉汽包筒体的焊接方法，用于焊接第一待焊件1和第二待焊件2，第一待焊件1的焊接侧沿厚度方向依次包括第一上焊边3、第一钝边4、第一下焊边5，第二待焊件2的焊接侧沿厚度方向依次包括第二上焊边6、第二钝边7、第二下焊边8，第一上焊边3和第二上焊边6向下逐渐收拢，第一下焊边5和第二下焊边8向上逐渐收拢，第一钝边4和第二钝边7相互平行，该方法包括以下步骤：
（1）使第一上焊边3和第二上焊边6构成U形，使其容纳焊材的体积小于相同情况下V形分布的第一上焊边3和第二上焊边6之间能够容纳焊材的体积（为了使喷嘴伸入底部，V形开口较大，U形开口则可以相对较小），降低了焊缝的横截面积，节约了焊材的用量。根据第一待焊件1和第二待焊件2的厚度选取第一下焊边5和第二下焊边8构成的形状：厚度较薄时使第一下焊边5和第二下焊边8构成V形；厚度较厚时使第一下焊边5和第二下焊边8也构成U形。在本实施例中，设置U形的两条直边分别与竖直方向成α夹角，其中8°≤α≤12°；设置第一钝边4与第二钝边7的长度为1.5-2.5mm；设置第一钝边4与第二钝边7之间的距离为2.5-3.5mm。第一钝边4与第二钝边7的长度较常规坡口设置短，第一钝边4与第二钝边7的间距较常规坡口设置长，用于方便氩弧焊时能够单面焊接双面成型。
（2）对第一待焊件1和第二待焊件2沿其一侧进行氩弧焊，在第一下焊边5和第二下焊边8之间、第一钝边4和第二钝边7之间、第一上焊边3和第二上焊边6之间形成第一焊缝。
（3）分别对第一待焊件1和第二待焊件2的两侧进行手工焊，在第一下焊边5和第二下焊边8之间、第一上焊边3和第二上焊边6之间形成第二焊缝；通过增加焊条的数量来控制第二焊缝的厚度，使其能够用于防止埋弧自动焊时将第一焊缝焊穿。
（4）分别对第一待焊件1和第二待焊件2的两侧进行埋弧自动焊，在第一下焊边5和第二下焊边8之间、第一上焊边3和第二上焊边6之间形成第三焊缝，第二焊缝位于第一焊缝和第三焊缝之间。
为了防止渗碳造成的防腐蚀性能下降，不锈钢材料不宜采用碳弧气刨；而淬硬倾向大的材料也不适合碳弧气刨。本发明一种用于锅炉汽包筒体的焊接方法，有效避免了碳弧气刨工序，可以连续施焊，能够用于不锈钢材料及淬硬倾向大的材料的焊接，焊接质量较高。
实施例1：对于直径φ1700mm、壁厚72mm的生物质锅炉汽包筒体的一条主环焊缝，采用老工艺的焊接时间为2天，焊材消耗较多，采用本发明工艺只需1天，焊材消耗较少，焊材节省约15%，且焊接质量较好。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种用于锅炉汽包筒体的焊接方法，用于焊接第一待焊件和第二待焊件，所述第一待焊件的焊接侧沿厚度方向依次包括第一上焊边、第一钝边、第一下焊边，所述第二待焊件的焊接侧沿厚度方向依次包括第二上焊边、第二钝边、第二下焊边，所述第一上焊边和所述第二上焊边向下逐渐收拢，所述第一下焊边和所述第二下焊边向上逐渐收拢，所述第一钝边和所述第二钝边相互平行，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
（1）减小所述第一钝边和所述第二钝边的长度，并增大所述第一钝边和所述第二钝边之间的距离，对所述第一待焊件和所述第二待焊件沿其一侧进行氩弧焊，在所述第一下焊边和所述第二下焊边之间、所述第一钝边和所述第二钝边之间、所述第一上焊边和所述第二上焊边之间形成第一焊缝；
（2）分别对所述第一待焊件和所述第二待焊件的两侧进行手工焊，在所述第一下焊边和所述第二下焊边之间、所述第一上焊边和所述第二上焊边之间形成第二焊缝；
（3）分别对所述第一待焊件和所述第二待焊件的两侧进行埋弧自动焊，在所述第一下焊边和所述第二下焊边之间、所述第一上焊边和所述第二上焊边之间形成第三焊缝，所述第二焊缝位于所述第一焊缝和所述第三焊缝之间。
2.根据权利要求1所述的一种用于锅炉汽包筒体的焊接方法，其特征在于：设置所述第一钝边与所述第二钝边的长度为1.5-2.5mm。
3.根据权利要求1所述的一种用于锅炉汽包筒体的焊接方法，其特征在于：设置所述第一钝边与所述第二钝边之间的距离为2.5-3.5mm。
4.根据权利要求1所述的一种用于锅炉汽包筒体的焊接方法，其特征在于：步骤（2）中，控制所述第二焊缝的厚度，使其能够用于防止埋弧自动焊时将所述第一焊缝焊穿。
5.根据权利要求1所述的一种用于锅炉汽包筒体的焊接方法，其特征在于：所述第一上焊边和所述第二上焊边构成U形。
6.根据权利要求5所述的一种用于锅炉汽包筒体的焊接方法，其特征在于：所述第一下焊边和所述第二下焊边构成U形或V形。
7.根据权利要求5或6所述的一种用于锅炉汽包筒体的焊接方法，其特征在于：U形的两条直边分别与竖直方向成α夹角，其中8°≤α≤12°。
8.根据权利要求1所述的一种用于锅炉汽包筒体的焊接方法，其特征在于：用于制备所述第一待焊件、所述第二待焊件的材料包括不锈钢材料或淬硬倾向大的材料。
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