CN109909686A - 一种筒体纵缝焊接方法 - Google Patents

Abstract

为了解决现有厚板筒体纵缝焊接效率低的问题，本发明提供了一种筒体纵缝焊接方法，包括以下步骤：S1：板材下料；S2：板材卷制成筒体；S3：对筒体进行装夹固定；S4：对焊缝进行第一次焊接，焊接电流大于或等于330A；S5：对焊缝进行第二次焊接；S6：清理。本申请中取消了开坡口的工序，通过提高第一次焊接的焊接电流，极大地提高了焊接电弧的压力和穿透性，使电弧击透板材获得“小孔效应”，产生两面成型优良的焊缝，节约了焊接时间；解决了现有厚板筒体纵缝焊接效率低的问题，同时因为不开坡口，减少了坡口区域的焊接材料，降低了焊接成本。

Description

一种筒体纵缝焊接方法

技术领域

本发明涉及压力容器的筒体纵缝焊接技术领域，尤其涉及一种筒体纵缝焊接方法。

背景技术

目前，很多压力容器的筒体采用厚壁板卷制而成，其板材厚度大于或等于6mm；然后对卷制的拼接缝进行焊接，其拼接缝与筒体轴线平行，也称之为纵缝；对于纵缝的焊接，目前有采用单边开坡口或者双边开坡口的方式，例如中国专利文献CN201410446297.4所公开的一种厚壁筒体纵缝窄间隙焊接坡口加工工艺，其采用两边开坡口的结构；这种方式因为增加了开坡口工序，增加了焊接时间，效率低，同时增加了焊接材料。

针对上述厚板大口径纵缝焊接中，还有一种焊接工艺为：先通过焊枪对筒体内缝进行焊接；接着采用碳弧气刨对焊缝进行清根处理，也类似开坡口工序，为后期焊接提供焊接基础；然后对气刨后的焊缝进行打磨，以便于焊接处组织均匀，致密性好；最后对焊缝进行填充焊接和对焊缝进行盖面焊接。这种焊接方法同样存在清根、填充焊等工序，其焊接效率低，并且因为多次焊接，其焊接质量难以控制，通过探伤检测焊接合格率约90%。

发明内容

为了解决现有厚板筒体纵缝焊接效率低的问题，本发明提供了一种筒体纵缝焊接方法，其目的在于提高焊接效率，减少焊接材料，提高焊接质量。

本发明是这样实现的：一种筒体纵缝焊接方法，

S1：板材下料，对板材的四周进行清理；

S2：板材卷制成筒体，对焊缝两侧进行打磨；

S3：对筒体进行装夹固定；

S4：对焊缝进行第一次焊接，第一次焊接包括用焊枪直接对焊缝焊接，焊接电流大于或等于330A；

S5：对焊缝进行第二次焊接，第二次焊接包括在第一次焊接的基础上通过焊丝焊接；

S6：清理。

本发明在具体使用中，其板材尺寸根据需要进行下料，可等离子数控机床或者通过其它设备下料，下料完成后对板材的四周进行清理，主要清理毛刺、油污、杂质等，让板材的四周整洁；其次通过卷板机对板材进行卷制，让板材形成筒体结构，卷制后对焊缝两侧进行打磨，可通过角磨机打磨，直到打磨至板材露出金属光泽为止，以便于提高焊缝组织的致密性，以及焊缝与母体的连接强度；接着对筒体进行装夹固定，可利用工装进行装夹，即让焊缝在焊接过程中保持位置固定，提高焊接质量；然后对焊缝进行第一次焊接，即进行打底焊接，第一次焊接包括用焊枪直接对焊缝焊接，可不用焊丝，也无需对板材进行开坡口，根据板材厚度可选择焊接电流大于或等于330A；在本申请中通过大电流焊接，利用电弧让母材自溶，让焊缝达到两面成型；当第一次焊接完成后，为了提高焊缝面型的美观度，同时提高焊接质量，接着对焊缝进行第二次焊接，即盖面焊接，第二次焊接包括在第一次焊接的基础上通过焊丝焊接，其焊丝可选择本领域技术人员所熟知的焊丝，尤其是选择型号为CHG-56R，直径1.2mm的焊丝焊接效果最好，其焊缝成型美观，在盖面焊接中，焊接电流可选择150A到520A；最后对焊缝进行清理，然后进行探伤检测。

本申请中取消了开坡口的工序，通过提高第一次焊接的焊接电流，极大地提高了焊接电弧的压力和穿透性，使电弧击透板材获得“小孔效应”，产生两面成型优良的焊缝，节约了焊接时间；相对现有技术而言，取消了清根工艺，也达到了节约焊接时间的效果，相对传统焊接提高效率3-5倍；解决了现有厚板筒体纵缝焊接效率低的问题，同时因为不开坡口，减少了坡口区域的焊接材料，降低了焊接成本。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明，在本申请中纵缝即为板材卷制后待焊接的缝隙，与焊缝等同。

本发明在具体使用中，一种筒体纵缝焊接方法，S1：板材下料，对板材的四周进行清理；S2：板材卷制成筒体，对焊缝两侧进行打磨；S3：对筒体进行装夹固定；S4：对焊缝进行第一次焊接，第一次焊接包括用焊枪直接对焊缝焊接，焊接电流大于或等于330A；S5：对焊缝进行第二次焊接，第二次焊接包括在第一次焊接的基础上通过焊丝焊接；S6：清理。

在本申请第一实施例中，选择材质为Q345R的板材，卷制后筒体直径800mm，板厚6mm，纵缝长度1500mm；对筒体的纵缝按照上述步骤进行焊接，其第四步骤第一次焊接中焊接电流为330A，焊接速度340mm/min，第五步骤第二次焊接中焊接电流为150A，焊接速度160mm/min，焊接完成后对焊缝进行探伤检测，合格率为99.52%。

在本申请第二实施例中，选择材质为SA516-GR70的板材，卷制后筒体直径1500mm，板厚8mm，纵缝长度2000mm；对筒体的纵缝按照上述步骤进行焊接，其第四步骤第一次焊接中焊接电流为380A，焊接速度340mm/min，第五步骤第二次焊接中焊接电流为230A，焊接速度150mm/min，焊接完成后对焊缝进行探伤检测，合格率为99.37%。

在本申请第三实施例中，选择材质为Q345R的板材，卷制后筒体直径2000mm，板厚8mm，纵缝长度2000mm；对筒体的纵缝按照上述步骤进行焊接，其第四步骤第一次焊接中焊接电流为380A，焊接速度340mm/min，第五步骤第二次焊接中焊接电流为430A，焊接速度150mm/min，焊接完成后对焊缝进行探伤检测，合格率为99.45%。

在本申请第四实施例中，选择材质为Q370R的板材，卷制后筒体直径3000mm，板厚10mm，纵缝长度2500mm；对筒体的纵缝按照上述步骤进行焊接，其第四步骤第一次焊接中焊接电流为440A，焊接速度260mm/min，第五步骤第二次焊接中焊接电流为470A，焊接速度130mm/min，焊接完成后对焊缝进行探伤检测，合格率为99.39%。

在本申请第五实施例中，选择材质为Q345R的板材，卷制后筒体直径4000mm，板厚12mm，纵缝长度3000mm；对筒体的纵缝按照上述步骤进行焊接，其第四步骤第一次焊接中焊接电流为470A，焊接速度240mm/min，第五步骤第二次焊接中焊接电流为520A，焊接速度100mm/min，焊接完成后对焊缝进行探伤检测，合格率为99.43%。

在其它实施例中，根据板材厚度，第一次焊接中焊接电流可选择更大，第二次焊接电流也可选择更大。

通过上述各个实施例可知，本申请中取消了开坡口的工序，通过提高第一次焊接的焊接电流，极大地提高了焊接电弧的压力和穿透性，使电弧击透板材获得“小孔效应”，产生两面成型优良的焊缝，节约了焊接时间；相对现有技术而言，取消了清根工艺，也达到了节约焊接时间的效果，相对传统焊接提高效率3-5倍；解决了现有厚板筒体纵缝焊接效率低的问题，同时因为不开坡口，减少了坡口区域的焊接材料，降低了焊接成本。

进一步地，为了提高固定焊缝，本申请第S3步骤中还包括对焊缝进行点焊固定，即在对板材卷制成筒体后，对筒体的纵缝进行固定，便于焊接时施焊均匀，可通过氩弧焊进行对纵缝进行点焊固定，现有技术中，为了提高焊接接头的强度，点焊的焊疤即焊接处越大越好；但在本申请中，若点焊过深，其焊缝处整体组织均匀度低，若点焊过浅，则容易导致焊缝偏离，焊缝固定不牢，本发明在具体应用时其单个点焊的焊接处高度不能高于母材1mm，相邻点焊之间的距离为50-80mm，单个点焊的焊缝长度10-15mm；如此焊接可靠性高，焊接后组织均匀，合格率高。

为了进一步提高焊接质量，在本申请中步骤三种焊缝两侧的间隙≤1mm，焊缝的错边量≤1mm；若焊缝间隙过大或者纵缝的错边量过大，容易导致点焊的焊缝过长或者点焊的焊疤过高，进而导致组织不均匀，降低焊缝质量，若焊缝间隙过小或者纵缝的错边量过小，则提高了卷制难度，需要经过多次调整板材的卷曲形状，提高了卷曲时间和卷曲成本；本发明在具体应用时将点焊前焊缝两侧的间隙控制在小于或等于1mm，焊缝的错边量控制在小于或等于1mm，此时焊接质量高，并且保证了卷曲效率，卷曲成本可控。

为了进一步提高焊接质量，便于板材卷制呈筒体，便于控制卷曲后纵缝的间隙和错边量，在本申请第S1步骤中清理后板材的对角线长度误差≤3mm，构成纵缝的两端面平行度≤1mm。

为了进一步提高焊接质量，在本申请第S2步骤中对焊缝两侧打磨，其包括对距离焊缝20mm内的范围进行打磨，若打磨区域过大，提高了焊接成本，以及延长了焊接时间，若打磨区域过小，则难以保证焊缝质量，本申请重点针对于厚板焊接，在具体使用中对距离焊缝20mm内的范围进行打磨，其焊接质量可靠。

在本申请中对焊缝进行第一次焊接时，可以不加焊丝，节约了焊接材料；相对现有焊接工艺不用对焊缝进行清根，节约了清根成本和节省了时间；同时也不用对焊缝进行填充焊，第一次焊接结束后直接进行第二次焊接，节省了焊接时间，焊接效率提升3-5倍，并且焊接质量好，焊缝面型美观，探伤合格率达到99%以上。

尽管上文对本发明的具体实施方式给予了详细描述和说明，但是应该指明的是，我们可以依据本发明的构想对上述实施方式进行各种等效改变和修改，其所产生的功能作用仍未超出说明书所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种筒体纵缝焊接方法，其特征在于，

S1：板材下料，对板材的四周进行清理；

S2：板材卷制，对焊缝两侧进行打磨;

S3：装夹固定焊缝；

S4：对焊缝进行第一次焊接，第一次焊接包括用焊枪直接对焊缝焊接，焊接电流大于或等于330A；

S5：对焊缝进行第二次焊接，第二次焊接包括在第一次焊接的基础上通过焊丝焊接；

S6：清理。

2.根据权利要求1所述的筒体纵缝焊接方法，其特征在于，第S3步骤中还包括对焊缝进行点焊固定。

3.根据权利要求2所述的筒体纵缝焊接方法，其特征在于，所述点焊高度不能高于母材1mm，点焊距离50-80mm，点焊长度10-15mm。

4.根据权利要求1或2或3所述的筒体纵缝焊接方法，其特征在于，第S1步骤中清理后板材的对角线长度误差≤3mm，构成纵缝的两端面平行度≤1mm。

5.根据权利要求1或2或3所述的筒体纵缝焊接方法，其特征在于，第S2步骤中所述焊缝两侧打磨，其包括对距离焊缝20mm内的范围进行打磨。

6.根据权利要求4所述的筒体纵缝焊接方法，其特征在于，第S2步骤中所述焊缝两侧打磨，其包括对距离焊缝20mm内的范围进行打磨。

7.根据权利要求1或2或3或6所述的筒体纵缝焊接方法，其特征在于，第S3步骤中焊缝两侧的间隙≤1mm，焊缝的错边量≤1mm。

8.根据权利要求5所述的筒体纵缝焊接方法，其特征在于，第S3步骤中焊缝两侧的间隙≤1mm，焊缝的错边量≤1mm。