CN112719538B - 一种风机基础导管架法兰与主钢管的焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种风机基础导管架法兰与主钢管的焊接方法，包括如下步骤：步骤S1、开设坡口：在风机基础导管架法兰与主钢管的接头制作非对称X型坡口；步骤S2、焊接：将焊枪进行预热，采用右焊法、退焊法和跳焊法的组合焊接方式对区域进行焊接，以退焊法为主，当需要控制焊接变形时候，采用退焊法和跳焊法焊接方式；且药芯焊丝气保焊的焊接喷嘴为锥形喷嘴，提高打底层焊接可靠性，保证根部成型；焊接完对区域进行消氢处理。本发明采用药芯焊丝气保焊，立式装配，相比较埋弧焊，装配过程简单无需大型设备辅助焊接过程通过针对完工要求设计焊接坡口，通过焊接量来控制变形，无需刚性固定装置，焊后残余应力更少。

Description

一种风机基础导管架法兰与主钢管的焊接方法
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，尤其涉及一种风机基础导管架法兰与主钢管的焊接方法。
背景技术
目前风机的风电机组采用“三桩(吸力桩)导管架风机基础”，由吸力桩、导管架和上部箱梁过渡段三个部分组成。法兰和主钢管位于过渡段部分，法兰和主钢管直径均为6700mm，法兰材质为Q355NE(锻件)，壁厚73mm，；主钢管材质为DH36(焊接件)，厚度80mm。焊接完工要求：(1)法兰椭圆度不大于4mm；(2)整个法兰面平面度不大于2mm，30°范围内不得大于0.8mm；(3)法兰内倾度0～1.5mm。
大厚板药芯焊丝气保焊(FCAW)横焊容易产生气孔、夹渣、裂纹、未熔合、未焊透等缺陷，且本次结构完工要求高，焊接变形不好控。
中国专利申请号为CN201210105671.5，公开号为CN102601489A的专利所使用的焊接方法是埋弧焊，装配过程难度大且需要滚轮架等大型设备辅助焊接过程，操作复杂。
中国专利申请号为CN201210347975.2，公开号为CN103659014A的专利中提到需要使用刚性固定，成本高。
发明内容
(一)要解决的技术问题
为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种风机基础导管架法兰与主钢管的焊接方法，无需刚性固定、操作方便、性价比高、制作质量良好，通过本方法可以高效制作满足设计要求的内倾法兰。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
一种风机基础导管架法兰与主钢管的焊接方法，包括如下步骤：
步骤S1、开设坡口：在风机基础导管架法兰与主钢管的接头制作非对称X型坡口；其中，非对称X型坡口的内侧形成先焊区，非对称X型坡口的外侧形成后焊区域；先焊区域的坡口深度为52～55mm，角度50°；后焊区域的坡口深度为18mm，角度55°；非对称X型坡口的钝边部为0～3mm，非对称X型坡口的根部间隙为0～3mm；按照工艺要求加工后，用激光平面仪进行整体测量平面度，达到规范要求、报验合格后焊接；
步骤S2、焊接：将焊枪进行预热，预热温度100～110℃，层间温度100～200℃；打底填充盖面层焊接均采用药芯焊丝气保焊，将非对称X型坡口的焊缝等分4大片区，焊工分组分段进行焊接；
采用右焊法、退焊法和跳焊法的组合焊接方式对先焊区域和后焊区域进行焊接，以退焊法为主，当需要控制焊接变形时候，采用退焊法和跳焊法焊接方式；且药芯焊丝气保焊的焊接喷嘴为锥形喷嘴，提高打底层焊接可靠性，保证根部成型；
对先焊区域3进行先焊，留盖面层；再焊后焊区域4，留盖面层；留盖面层，是为了最后根据测量结果确定盖面层焊接顺序，以起到微调法兰焊接精度的作用；当先焊区域3的盖面层内倾0～1.5mm时，先焊接先焊区域3的盖面层，再焊后焊区域4的盖面层；当先焊区域3的盖面层内倾1.5～3mm时，先焊接后焊区域4的盖面层，再焊先焊区域3的盖面层；焊接完对先焊区域3和后焊区域4进行消氢处理，消氢处理时加热温度为250℃～350℃，保温时间为2h。
进一步地，药芯焊丝气保焊焊接工艺参数为：打底焊：焊接电流190～230A,焊接电压24～29V，焊接速度29.5～35.5cm/min；填充层：焊接电流200～250A，焊接电压25～31V，焊接速度36.5～62cm/min；盖面层：焊接电流170～210A，焊接电压24～28V，焊接速度34.5～65cm/min；气体流量18～25L/min，焊材采用φ1.2mm的TWE-711Ni。
进一步地，将非对称X型坡口的焊缝等分4大片区，每片长度为5260mm，每班次由4名焊工焊接，两班倒焊接不间断，每个焊工每次焊接的部位或长度用石笔标出，每段焊接长度400～600mm。
进一步地，所述焊接过程中，先焊区域的检测过程为：整体打底焊接完毕后，测量一次；再次焊接2层后，测量一次；随后每焊接2～3层后测量一次，以此类推，直至先焊区域焊接剩一层盖面，此时内倾控制在6～8mm；
后焊区域的检测过程为：反刨后，测量一次；外侧每焊接2层测量一次；以此类推，直至外侧焊接剩一层盖面国待风机基础导管架法兰冷却至50℃以下，测量一次，并根据测量结果，确定焊接顺序；最后盖面层焊接应增加监测次数，随时观察风机基础导管架法兰变形情况；先焊区域和后焊区域焊完控制内倾为0～1.5mm。
(三)有益效果
本发明的有益效果是：采用药芯焊丝气保焊，立式装配，相比较埋弧焊，装配过程简单无需大型设备辅助焊接过程通过针对完工要求设计焊接坡口，通过焊接量来控制变形，无需刚性固定装置，焊后残余应力更少。
附图说明
图1为本发明坡口结构示意图。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
一种风机基础导管架法兰与主钢管的焊接方法，如图1所示，包括如下步骤：
步骤S1、开设坡口：在风机基础导管架法兰1与主钢管2的接头制作非对称X型坡口；其中，非对称X型坡口的内侧形成先焊区3，非对称X型坡口的外侧形成后焊区域4；先焊区域3的坡口深度为52～55mm，角度50°；后焊区域4的坡口深度为18mm，角度55°；非对称X型坡口的钝边部5为0～3mm，非对称X型坡口的根部6间隙为0～3mm；按照工艺要求加工后，用激光平面仪进行整体测量平面度，达到规范要求、报验合格后焊接；
步骤S2、焊接：将焊枪进行预热，预热温度100～110℃，层间温度100～200℃；打底填充盖面层焊接均采用药芯焊丝气保焊(FCAW)，将非对称X型坡口的焊缝等分4大片区，焊工分组分段进行焊接；将非对称X型坡口的焊缝等分4大片区，每片长度为5260mm，每班次由4名焊工焊接，两班倒焊接不间断，每个焊工每次焊接的部位或长度用石笔标出，每段焊接长度400～600mm；
采用右焊法、退焊法和跳焊法的组合焊接方式对先焊区域3和后焊区域4进行焊接，以退焊法为主，当需要控制焊接变形时候，采用退焊法和跳焊法焊接方式；且药芯焊丝气保焊(FCAW)的焊接喷嘴为锥形喷嘴，提高打底层焊接可靠性，保证根部成型；
对先焊区域3进行先焊，留盖面层；再焊后焊区域4，留盖面层；留盖面层，是为了最后根据测量结果确定盖面层焊接顺序，以起到微调法兰焊接精度的作用；当先焊区域3的盖面层内倾0～1.5mm时，先焊接先焊区域3的盖面层，再焊后焊区域4的盖面层；当先焊区域3的盖面层内倾1.5～3mm时，先焊接后焊区域4的盖面层，再焊先焊区域3的盖面层；焊接完对先焊区域3和后焊区域4进行消氢处理，消氢处理时加热温度为250℃～350℃，保温时间为2h。
焊接过程中，先焊区域3的检测过程为：整体打底焊接完毕后，测量一次；再次焊接2层后，测量一次；随后每焊接2～3层后测量一次，以此类推，直至先焊区域3焊接剩一层盖面，此时内倾控制在6～8mm。
后焊区域4的检测过程为：反刨后，测量一次；外侧每焊接2层测量一次；以此类推，直至外侧焊接剩一层盖面国待风机基础导管架法兰1冷却至50℃以下，测量一次，并根据测量结果，确定焊接顺序。最后盖面层焊接应增加监测次数，随时观察风机基础导管架法兰1变形情况。先焊区域3和后焊区域4焊完控制内倾为0～1.5mm。
焊接完对先焊区域3和后焊区域4进行消氢处理，消氢处理时加热温度为250℃～350℃，保温时间为2h；其中：药芯焊丝气保焊FCAW焊接工艺参数为：打底焊：焊接电流190～230A,焊接电压24～29V，焊接速度29.5～35.5cm/min；填充层：焊接电流200～250A，焊接电压25～31V，焊接速度36.5～62cm/min；盖面层：焊接电流170～210A，焊接电压24～28V，焊接速度34.5～65cm/min；气体流量18～25L/min，焊材采用φ1.2mm的TWE-711Ni。
整体焊接和消氢完毕，法兰冷却至常温后用激光平面仪进行整体测量，以达到规范要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (4)

1.一种风机基础导管架法兰与主钢管的焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、开设坡口：在风机基础导管架法兰(1)与主钢管(2)的接头制作非对称X型坡口；其中，非对称X型坡口的内侧形成先焊区域(3)，非对称X型坡口的外侧形成后焊区域(4)；先焊区域(3)的坡口深度为52～55mm，角度50°；后焊区域(4)的坡口深度为18mm，角度55°；非对称X型坡口的钝边部(5)为0～3mm，非对称X型坡口的根部(6)间隙为0～3mm；按照工艺要求加工后，用激光平面仪进行整体测量平面度，达到规范要求、报验合格后焊接；
步骤S2、焊接：将焊枪进行预热，预热温度100～110℃，层间温度100～200℃；打底填充盖面层焊接均采用药芯焊丝气保焊，将非对称X型坡口的焊缝等分4大片区，焊工分组分段进行焊接；
采用右焊法、退焊法和跳焊法的组合焊接方式对先焊区域(3)和后焊区域(4)进行焊接，以退焊法为主，当需要控制焊接变形时候，采用退焊法和跳焊法焊接方式；且药芯焊丝气保焊的焊接喷嘴为锥形喷嘴，提高打底层焊接可靠性，保证根部成型；
对先焊区域(3)进行先焊，留盖面层；再焊后焊区域(4)，留盖面层；留盖面层，是为了最后根据测量结果确定盖面层焊接顺序，以起到微调法兰焊接精度的作用；当先焊区域(3)的盖面层内倾0～1.5mm时，先焊接先焊区域(3)的盖面层，再焊后焊区域(4)的盖面层；当先焊区域(3)的盖面层内倾1.5～3mm时，先焊接后焊区域(4)的盖面层，再焊先焊区域(3)的盖面层；焊接完对先焊区域(3)和后焊区域(4)进行消氢处理，消氢处理时加热温度为250℃～350℃，保温时间为2h。
2.如权利要求1所述的一种风机基础导管架法兰与主钢管的焊接方法，其特征在于，药芯焊丝气保焊焊接工艺参数为：打底焊：焊接电流190～230A,焊接电压24～29V，焊接速度29.5～35.5cm/min；填充层：焊接电流200～250A，焊接电压25～31V，焊接速度36.5～62cm/min；盖面层：焊接电流170～210A，焊接电压24～28V，焊接速度34.5～65cm/min；气体流量18～25L/min，焊材采用φ1.2mm的TWE-711Ni。
3.如权利要求1所述的一种风机基础导管架法兰与主钢管的焊接方法，其特征在于，将非对称X型坡口的焊缝等分4大片区，每片长度为5260mm，每班次由4名焊工焊接，两班倒焊接不间断，每个焊工每次焊接的部位或长度用石笔标出，每段焊接长度400～600mm。
4.如权利要求1所述的一种风机基础导管架法兰与主钢管的焊接方法，其特征在于，所述焊接过程中，先焊区域(3)的检测过程为：整体打底焊接完毕后，测量一次；再次焊接2层后，测量一次；随后每焊接2～3层后测量一次，以此类推，直至先焊区域(3)焊接剩一层盖面，此时内倾控制在6～8mm；
后焊区域(4)的检测过程为：反刨后，测量一次；外侧每焊接2层测量一次；以此类推，直至外侧焊接剩一层盖面；待风机基础导管架法兰(1)冷却至50℃以下，测量一次，并根据测量结果，确定焊接顺序；最后盖面层焊接应增加监测次数，随时观察风机基础导管架法兰(1)变形情况；先焊区域(3)和后焊区域(4)焊完控制内倾为0～1.5mm。
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