CN112935665A - 双排薄壁不锈钢集箱焊接的定位工装及集箱的焊接方法 - Google Patents

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徐祥久
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刘智君
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黄超
宋建
常小猛
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Abstract

双排薄壁不锈钢集箱焊接的定位工装及集箱的焊接方法。不锈钢材质热膨胀系数较大，焊接变形量大，且由于不锈钢材质特殊，热校后需要进行整体固溶化处理，增加了生产成本，如何控制焊接变形和焊接质量是薄壁不锈钢集箱面临解决的问题。本发明组成包括：固定支撑板（3）、两个活动支撑板（1）、连接板（4）和支撑螺钉（5），所述的固定支撑板的上部具有两个对称设置的斜面，每个斜面上都放有所述的活动支撑板，所述的固定支撑板的两端通过螺钉固定有所述的连接板，所述的连接板上螺纹连接有支撑螺钉。本发明用于双排薄壁不锈钢集箱焊接。

Description

双排薄壁不锈钢集箱焊接的定位工装及集箱的焊接方法
技术领域
本发明涉及一种双排薄壁不锈钢集箱焊接的定位工装及集箱的焊接方法。
背景技术
随着产品类型的不断转型升级，石油化工领域乙烯冷却急速换热器装置由于高温高压的工作条件，集箱与管接头采用奥氏体不锈钢SA-213TP321H材料，集箱规格为Φ355.6×16，总长L=3190mm，其中δ/D≤0.1，（δ-管子壁厚，D-管子外径），管接头直径为上排Φ48×5，节距B=127mm，下排Φ73×7.01，节距B=127mm。焊接时，被焊金属在热源的作用下，发生局部受热和局部熔化，由于受热不均匀和焊缝周围金属约束产生焊接应力与变形。不锈钢材质热膨胀系数较大，焊接变形量大，且由于不锈钢材质特殊，热校后需要进行整体固溶化处理，增加了生产成本，如何控制焊接变形和焊接质量是薄壁不锈钢集箱面临解决的问题。
发明内容
本发明的目的是解决目前薄壁不锈钢集箱焊接变形和焊接质量的问题，提供一种改进了管接头焊接坡口型式，通过防变形工装，增加集箱的整体强度，调整焊接顺序的双排薄壁不锈钢集箱焊接的定位工装及集箱的焊接方法。
上述的目的通过以下的技术方案实现：
一种双排薄壁不锈钢集箱焊接的定位工装，该双排薄壁不锈钢集箱焊接定位工装包括固定支撑板、两个活动支撑板、连接板和支撑螺钉，所述的固定支撑板的上部具有两个对称设置的斜面，每个斜面上都放有所述的活动支撑板，所述的固定支撑板的两端通过螺钉固定有所述的连接板，所述的连接板上螺纹连接有支撑螺钉。
所述的双排薄壁不锈钢集箱焊接的定位工装，所述的固定支撑板的板面上焊接有多个挡板。
一种双排薄壁不锈钢集箱的焊接方法，该方法包括如下步骤：
步骤一：改进管接头开孔结构；
将管接头设置为座式结构，接集箱端设置为45°马鞍形坡口，集箱开孔尺寸与管接头内径相同；
步骤二：安装集箱内部防变形工装；
步骤三：利用跳焊方法进行分层焊接；
焊接过程中由于焊缝位置热量集中，同时焊缝处受到周围金属材料的挤压变形，焊接应力增大，通过调整焊接顺序，利用跳焊方法，焊接顺序为1→4→7→10→13→16→19→22；2→5→8→11→14→17→20→23；3→6→9→12→15→18→21→24；焊接时序号1管接头第一层熔焊金属焊接完成继续焊接序号4管接头的第一层，依次类推，直至全部管接头的第一层焊接完成后再焊接第二层，直至管接头全部焊接成型，减少了瞬时热输入量；同时管接头采用M-GTAW封底并焊妥，降低热输入量，最终控制焊接变形；
步骤四：将梳型板用于固定轴向和圆周方向的形位尺寸。
所述的双排薄壁不锈钢集箱的焊接方法，所述的步骤二的具体过程为：装焊管接头前将防变形工装装入集箱内部，该工装利用斜铁原理，先把固定支撑板放进集箱内部，再将活动支撑板沿固定支撑板的斜面推进利用两个斜面的挤压胀紧集箱内壁，受力部位与管接头位置同侧，通过增加集箱的刚性来提高抗焊接变形能力，管接头焊接完成后利用支撑螺钉将活动支撑板顶出。。
有益效果：
1.本发明将管接头坡口设置为马鞍形坡口，减少了熔焊金属量，通过集箱内部防变形工装，增加集箱的整体强度，同时通过调整了确焊接顺序；增加了管接头定位梳型板，通过减少了焊接变形量，降低了生产周期。
2.本发明利用跳焊方法，焊接时序号1管接头第一层熔焊金属焊接完成继续焊接序号4管接头的第一层，依次类推，直至全部管接头的第一层焊接完成后再焊接第二层，直至管接头全部焊接成型，减少了瞬时热输入量；同时管接头采用M-GTAW封底并焊妥，降低热输入量，最终控制焊接变形。
3.本发明有效的控制了薄壁不锈钢集箱的焊接变形，提高了产品质量，为不锈钢集箱生产制造提供了方法，降低了生产周期。
附图说明：
附图1为专用防变形工装示意图；
附图2为管接头焊接顺序示意图；
附图3为梳型板定位工装示意图；
附图4为改进管接头开孔结构示意图之一；
附图5为改进管接头开孔结构示意图之二；
附图6为管接头开孔原结构示意图；
图中：1、活动支撑板；2、挡板；3、固定支撑板；4、连接板；5、支撑螺钉；6、集箱；7、管接头。
具体实施方式：
实施例1：
一种双排薄壁不锈钢集箱焊接的定位工装，该双排薄壁不锈钢集箱焊接定位工装包括固定支撑板3、两个活动支撑板1、连接板4和支撑螺钉5，所述的固定支撑板的上部具有两个对称设置的斜面，每个斜面上都放有所述的活动支撑板，所述的固定支撑板的两端通过螺钉固定有所述的连接板，所述的连接板上螺纹连接有支撑螺钉。
实施例2：
根据实施例1所述的双排薄壁不锈钢集箱焊接的定位工装所述的固定支撑板的板面上焊接有多个挡板2。
实施例3：
一种双排薄壁不锈钢集箱的焊接方法，该方法包括如下步骤：
步骤一：改进管接头开孔结构；
将管接头设置为座式结构，接集箱端设置为45°马鞍形坡口，集箱开孔尺寸与管接头内径相同；
步骤二：安装集箱内部防变形工装；
步骤三：利用跳焊方法进行分层焊接；
焊接过程中由于焊缝位置热量集中，同时焊缝处受到周围金属材料的挤压变形，焊接应力增大，通过调整焊接顺序，利用跳焊方法，焊接顺序为1→4→7→10→13→16→19→22；2→5→8→11→14→17→20→23；3→6→9→12→15→18→21→24；焊接时序号1管接头第一层熔焊金属焊接完成继续焊接序号4管接头的第一层，依次类推，直至全部管接头的第一层焊接完成后再焊接第二层，直至管接头全部焊接成型，减少了瞬时热输入量；同时管接头采用M-GTAW封底并焊妥，降低热输入量，最终控制焊接变形；
步骤四：将梳型板用于固定轴向和圆周方向的形位尺寸。
实施例4：
根据实施例3所述的双排薄壁不锈钢集箱的焊接方法，所述的步骤二的具体过程为：装焊管接头前将防变形工装装入集箱内部，该工装利用斜铁原理，先把固定支撑板放进集箱内部，再将活动支撑板沿固定支撑板的斜面推进利用两个斜面的挤压胀紧集箱内壁，受力部位与管接头位置同侧，通过增加集箱的刚性来提高抗焊接变形能力，管接头焊接完成后利用支撑螺钉将活动支撑板顶出。

Claims (4)

1.一种双排薄壁不锈钢集箱焊接的定位工装，其特征是：该双排薄壁不锈钢集箱焊接定位工装包括固定支撑板、两个活动支撑板、连接板和支撑螺钉，所述的固定支撑板的上部具有两个对称设置的斜面，每个斜面上都放有所述的活动支撑板，所述的固定支撑板的两端通过螺钉固定有所述的连接板，所述的连接板上螺纹连接有支撑螺钉。
2.根据权利要求1所述的双排薄壁不锈钢集箱焊接的定位工装，其特征是：所述的固定支撑板的板面上焊接有多个挡板。
3.一种权利要求1-2之一所述的双排薄壁不锈钢集箱的焊接方法，其特征是：该方法包括如下步骤：
步骤一：改进管接头开孔结构；
将管接头设置为座式结构，接集箱端设置为45°马鞍形坡口，集箱开孔尺寸与管接头内径相同；
步骤二：安装集箱内部防变形工装；
步骤三：利用跳焊方法进行分层焊接；
焊接过程中由于焊缝位置热量集中，同时焊缝处受到周围金属材料的挤压变形，焊接应力增大，通过调整焊接顺序，利用跳焊方法，焊接顺序为1→4→7→10→13→16→19→22；2→5→8→11→14→17→20→23；3→6→9→12→15→18→21→24；焊接时序号1管接头第一层熔焊金属焊接完成继续焊接序号4管接头的第一层，依次类推，直至全部管接头的第一层焊接完成后再焊接第二层，直至管接头全部焊接成型，减少了瞬时热输入量；同时管接头采用M-GTAW封底并焊妥，降低热输入量，最终控制焊接变形；
步骤四：将梳型板用于固定轴向和圆周方向的形位尺寸。
4.根据权利要求3所述的双排薄壁不锈钢集箱的焊接方法，其特征是：所述的步骤二的具体过程为：装焊管接头前将防变形工装装入集箱内部，该工装利用斜铁原理，先把固定支撑板放进集箱内部，再将活动支撑板沿固定支撑板的斜面推进利用两个斜面的挤压胀紧集箱内壁，受力部位与管接头位置同侧，通过增加集箱的刚性来提高抗焊接变形能力，管接头焊接完成后利用支撑螺钉将活动支撑板顶出。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN116100213A (zh) * 2023-04-11 2023-05-12 四川科新机电股份有限公司 一种大型不锈钢薄板焊接防变形装置及方法

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