CN109773419B - 一种30mm以上厚板容器壳体与凸缘的焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种30mm以上厚板容器壳体与凸缘的焊接方法，主要包括凸缘孔加工、凸缘孔外单边坡口“K”型坡口a加工、壳体与凸缘组对、凸缘孔外坡口焊接、凸缘孔内单边坡口“K”型坡口b加工、凸缘孔内坡口焊接六个步骤，该方法将凸缘传统的“V”型坡口改进为“K”型坡口，焊材填充量减少了约10％，施焊效率提高20％以上；壳体采用预留钝边与凸缘组对焊接，钝边加强了凸缘的刚性固定，有效降低了凸缘的组对难度，组对效率提高50％以上；凸缘与壳体分段对称焊接，有效减少了焊接应力，消除了凸缘焊接过程中的变形量，垂直度和水平度均满足设备使用工艺要求；保证焊接质量的同时提高了焊接效率，满足30mm以上厚板容器壳体与凸缘焊接要求。
Description
技术领域
本发明涉及容器壳体凸缘焊接领域，具体涉及一种30mm以上厚板容器壳体与凸缘的 焊接方法。
背景技术
在化工生产中，反应釜是常见的带有搅拌装置的容器，常用于完成磺化、硝化、烃化、 聚合、缩合等工艺过程，搅拌器一般通过凸缘与容器相连，通过外部电机的转动带动搅拌轴 转动，使容器内物料充分混合反应，因此搅拌装置的安装是反应釜制作中最重要的环节，一 旦搅拌装置安装偏斜，一方面造成搅拌轴受偏斜力影响搅拌装置的使用寿命，另一方面搅拌 的偏斜往往造成容器内物料积聚，影响装置的运行效果，严重时可能导致装置紧急停车，造 成重大经济损失。搅拌装置通过凸缘与壳体连接，一般不对凸缘进行二次加工，因此凸缘与 壳体焊接的垂直度与水平度是影响凸缘找正的最直接因素，传统的容器壳体与凸缘采用V型 50°外坡口焊接，焊接工作量大，凸缘与壳体变形量大，不能有效的保证凸缘的垂直度和水 平度，需要浪费大量的人力和物力进行修复。
发明内容
针对上述现有技术存在的不足，本发明提供一种30mm以上厚板容器壳体与凸缘的焊 接方法，减少了凸缘与壳体的焊接工作量，解决了凸缘焊接变形量大的难题，有效的保证 凸缘焊接的水平度和垂直度，提高了设备制作质量的同时有效降低了制作风险。
为实现以上目的，本发明采用下述技术方案：
一种30mm以上厚板容器壳体与凸缘的焊接方法，包括如下步骤：
(1)凸缘孔加工：在厚板容器壳体上，利用机床加工出凸缘孔，凸缘孔内径较凸缘外 径小1-5mm，利用修磨设备修磨凸缘孔内表面，凸缘孔内表面粗糙度Ra6.3-Ra1.6。
(2)凸缘孔外单边坡口(“K”型坡口a)加工：利用火焰切割或坡口加工设备在凸缘孔壳体外边缘加工单边坡口，第一单边坡口与垂直方向的夹角α角度为30-50°，根据板 厚预留钝边，钝边范围10-50mm；利用磨光机或其他修磨设备将单边坡口及20mm范围内锈 等杂质污物进行彻底清理。
(3)壳体与凸缘组对：水平度≤1mm，垂直度≤1mm，通过预留钝边实现凸缘的刚性固 定。
(4)凸缘孔外单边坡口(“K”型坡口a)焊接：焊缝打底层采用
焊条手工焊接；填充层采用
焊条手工焊接；盖面层采用
焊条手工焊接。
(5)凸缘孔内单边坡口(“K”型坡口b)加工：利用气刨在凸缘孔壳体内边缘加工单边坡口，第二单边坡口与垂直方向的夹角β角度为30-50°；利用磨光机或其他修磨设备 将单边坡口及20mm范围内锈等杂质污物进行彻底清理。
(6)凸缘孔内单边坡口(“K”型坡口b)焊接：焊缝打底层采用
焊条手工焊接；填充层采用
焊条手工焊接；盖面层采用
焊条手工焊接。
所述步骤(4)中，焊缝打底层焊接电流100-160A，电弧电压20-24V，焊接速度 15-20cm/min；焊缝填充层焊接电流130-180A，电弧电压20-24V，焊接速度15-20cm/min； 焊缝盖面层焊接电流130-180A，电弧电压20-24V，焊接速度15-20cm/min。
所述步骤(6)中，焊缝打底层焊接电流100-160A，电弧电压20-24V，焊接速度 15-20cm/min；焊缝填充层焊接电流130-180A，电弧电压20-24V，焊接速度15-20cm/min； 焊缝盖面层焊接电流130-180A，电弧电压20-24V，焊接速度15-20cm/min。
本发明的有益效果：
本发明提供了一种30mm以上厚板容器壳体与凸缘的焊接方法，该方法保证焊接质量 的同时提高了焊接效率，满足30mm以上厚板容器壳体与凸缘焊接要求，该工艺存在以下优点：
1、将凸缘传统的“V”型坡口改进为“K”型坡口，焊材填充量减少了约10％，施焊效率提 高20％以上。
2、壳体采用预留钝边与凸缘组对焊接，钝边加强了凸缘的刚性固定，有效降低了凸缘 的组对难度，组对效率提高50％以上。
3、凸缘与壳体分段对称焊接，有效减少了焊接应力，消除了凸缘焊接过程中的变形量， 垂直度和水平度均满足设备使用工艺要求。
附图说明
图1为本发明凸缘孔外单边坡口(“K”型坡口a)结构示意图。
图2为本发明凸缘孔内单边坡口(“K”型坡口b)结构示意图。
图中，1、凸缘，2、壳体，3、预留钝边，α、第一单边坡口与垂直方向的夹角，β、 第一单边坡口与垂直方向的夹角
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有 指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理 解的相同含义。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，以便于同行业技术人员的理解：
实施例1：
一种30mm以上厚板容器壳体与凸缘的焊接方法，容器壳体厚度为30mm，材质为Q345R, 先利用机床在容器壳体上加工出凸缘孔，凸缘孔内径较凸缘外径小1mm，利用修磨设备修 磨凸缘孔内表面，凸缘孔内表面粗糙度Ra6.3，再利用气刨在凸缘孔壳体外边缘加工单边 坡口(“K”型坡口a)，第一单边坡口与垂直方向的夹角α角度为30°，钝边3长度为10mm；通过调整壳体与凸缘的相对位置，将凸缘焊接在钝边3上，确保水平度0.2mm，垂直 度0.2mm；采用焊条手工焊接工艺焊接“K”型坡口a，焊缝打底层采用
焊条手工焊 接、填充层采用
焊条手工焊接、盖面层采用
焊条手工焊接，焊接参数及 100％射线检测结果见表1。
表1焊接参数及100％射线检测结果
再利用气刨在凸缘孔壳体内边缘加工单边坡口(“K”型坡口b)，第一单边坡口与垂直方向的夹角β角度30，利用磨光机将单边坡口及20mm范围内锈等杂质污物进行彻底清理；采用焊条手工焊接工艺焊接“K”型坡口b，焊缝打底层采用
焊条手工焊接、 填充层采用
焊条手工焊接、盖面层采用
焊条手工焊接，焊接参数及100％ 射线检测结果见表2。
表2焊接参数及100％射线检测结果
实施例2：
一种30mm以上厚板容器壳体与凸缘的焊接方法，容器壳体厚度为40mm，壳体材质为 S30408，先利用机床在容器壳体上加工出凸缘孔，凸缘孔内径较凸缘外径小5mm，利用修磨 设备修磨凸缘孔内表面，凸缘孔内表面粗糙度Ra1.6，再利用气刨在凸缘孔壳体外边缘加 工单边坡口(“K”型坡口a)，第一单边坡口与垂直方向的夹角α角度为50°，钝边3长度 为50mm；通过调整壳体与凸缘的相对位置，将凸缘焊接在钝边3上，确保水平度0.4mm，垂 直度0.4mm；采用焊条手工焊接工艺焊接“K”型坡口a，焊缝打底层采用
焊条手工 焊接、填充层采用
焊条手工焊接、盖面层采用
焊条手工焊接，焊接参数 及100％射线检测结果见表3。
表3焊接参数及100％射线检测结果
再利用气刨在凸缘孔壳体内边缘加工单边坡口(“K”型坡口b)，第一单边坡口与垂直方向的夹角β角度50°，利用磨光机将单边坡口及20mm范围内锈等杂质污物进行彻底清理；采用焊条手工焊接工艺焊接“K”型坡口b，焊缝打底层采用
焊条手工焊接、 填充层采用
焊条手工焊接、盖面层采用
焊条手工焊接，焊接参数及100％ 射线检测结果见表4。
表4焊接参数及100％射线检测结果
实施例3：
一种30mm以上厚板容器壳体与凸缘的焊接方法，容器壳体厚度为60mm，壳体材质Q345R,先利用机床在容器壳体上加工出凸缘孔，凸缘孔内径较凸缘外径小3mm，利用修磨设备修磨凸缘孔内表面，凸缘孔内表面粗糙度Ra3.5，再利用气刨在凸缘孔壳体外边缘加工单边坡口(“K”型坡口a)，第一单边坡口与垂直方向的夹角α角度为45°，钝边3长度 为30mm；通过调整壳体与凸缘的相对位置，将凸缘焊接在钝边3上，确保水平度0.8mm，垂 直度0.8mm；采用焊条手工焊接工艺焊接“K”型坡口a，焊缝打底层采用
焊条手工 焊接、填充层采用
焊条手工焊接、盖面层采用
焊条手工焊接，焊接参数 及100％射线检测结果见表5。
表5焊接参数及100％射线检测结果
再利用气刨在凸缘孔壳体内边缘加工单边坡口(“K”型坡口b)，第一单边坡口与垂直方向的夹角β角度45°，利用磨光机将单边坡口及20mm范围内锈等杂质污物进行彻底清理；采用焊条手工焊接工艺焊接“K”型坡口b，焊缝打底层采用
焊条手工焊接、 填充层采用
焊条手工焊接、盖面层采用
焊条手工焊接，焊接参数及100％ 射线检测结果见表6。
表6焊接参数及100％射线检测结果
以上3个实施例应用该工艺后，均消除了凸缘焊接过程中的变形量，垂直度和水平度 均符合设备使用工艺要求。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对发明保护范围的限 制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要 付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围内。
Claims (4)
1.一种30mm以上厚板容器壳体与凸缘的焊接方法，其特征在于：步骤为：
（1）凸缘孔加工：在厚板容器壳体上，利用机床加工出凸缘孔，凸缘孔内径较凸缘外径小1-5mm，利用修磨设备修磨凸缘孔内表面，凸缘孔内表面粗糙度Ra6.3- Ra1.6；
（2）凸缘孔外单边坡口——“K”型坡口a 加工：利用火焰切割或坡口加工设备在凸缘孔壳体外边缘加工单边坡口，第一单边坡口与垂直方向的夹角α角度为30-50°，根据板厚预留钝边，钝边范围10-50mm；利用磨光机或其他修磨设备将单边坡口及20mm范围内杂质污物进行彻底清理；
（3）壳体与凸缘组对：水平度≤1mm，垂直度≤1mm，通过预留钝边实现凸缘的刚性固定；
（4）凸缘孔外单边坡口——“K”型坡口a 焊接：焊缝打底层采用φ4.0mm焊条手工焊接；焊缝填充层采用φ4.0mm焊条手工焊接；焊缝盖面层采用φ4.0mm焊条手工焊接；焊缝打底层焊接电流100-160A，电弧电压20-24V，焊接速度15-20cm/min；焊缝填充层焊接电流130-180A，电弧电压20-24V，焊接速度15-20cm/min；焊缝盖面层焊接电流130-180A，电弧电压20-24V，焊接速度15-20cm/min；
（5）凸缘孔内单边坡口——“K”型坡口b 加工：利用气刨在凸缘孔壳体内边缘加工单边坡口，第二单边坡口与垂直方向的夹角β角度为30-50°；利用磨光机或其他修磨设备将单边坡口及20mm范围内杂质污物进行彻底清理；
（6）凸缘孔内单边坡口——“K”型坡口b 焊接：焊缝打底层采用φ4.0mm焊条手工焊接；焊缝填充层采用φ4.0mm焊条手工焊接；焊缝盖面层采用φ4.0mm焊条手工焊接；焊缝打底层焊接电流100-160A，电弧电压20-24V，焊接速度15-20cm/min；焊缝填充层焊接电流130-180A，电弧电压20-24V，焊接速度15-20cm/min；焊缝盖面层焊接电流130-180A，电弧电压20-24V，焊接速度15-20cm/min。
2.根据权利要求1所述的一种30mm以上厚板容器壳体与凸缘的焊接方法，其特征在于：所述步骤（1）中凸缘孔内径较凸缘外径小3-4mm，凸缘孔内表面粗糙度Ra4.5- Ra3.2。
3.根据权利要求1所述的一种30mm以上厚板容器壳体与凸缘的焊接方法，其特征在于：所述步骤（2）中第一单边坡口与垂直方向的夹角α角度为35-45°，钝边范围20-30mm。
4.根据权利要求1所述的一种30mm以上厚板容器壳体与凸缘的焊接方法，其特征在于：所述步骤（5）中第二单边坡口与垂直方向的夹角β角度为35-45°。
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