CN113751907B - 一种dmcl焊接机壳控制弯曲变形的焊接方法 - Google Patents

一种dmcl焊接机壳控制弯曲变形的焊接方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种DMCL焊接机壳控制弯曲变形的焊接方法，其步骤包括：先将止推密封体和支撑密封体与中分面法兰拼装焊接；将第一端板、第一中间端板与第一外壳板拼装焊接成第一中间端板组件，将第二端板、第二中间端板与第三外壳板拼装焊接成第二中间端板组件；再将第一中间端板组件、第二中间端板组件及第二外壳板分别与中分面法兰组件拼装焊接形成焊接后的DMCL焊接壳体组件；最后将焊接后的DMCL焊接壳体组件消应力处理后分别拼装焊接内部各支撑环及导流板形成DMCL焊接机壳。本发明提供的DMCL焊接机壳控制弯曲变形的焊接方法，能够控制DMCL焊接机壳中分面法兰的弯曲变形量。

Description

一种DMCL焊接机壳控制弯曲变形的焊接方法
技术领域
本发明涉及DMCL焊接机壳加工技术领域，特别涉及一种DMCL焊接机壳控制弯曲变形的焊接方法。
背景技术
DMCL离心压缩机是构成裂解气压缩机组的低压缸压缩机，其定子机壳采用了对称形式的焊接结构。参见图1，DMCL焊接机壳主要由中分面法兰1、位于中分面法兰1左右两端的止推密封体2和支撑密封体3，位于中分面法兰1左右两端的第一端板4和第二端板5、位于中分面法兰1中间的第一中间端板6和第二中间端板7、位于第一端板4和第一中间端板6之间的第一外壳板8、位于第二端板5和第二中间端板7之间的第三外壳板9、位于第一中间端板6和第二中间端板7之间的第二外壳板10、及内部支撑环11和导流板12等结构件进行焊接而成，在设计上呈现为阶梯形式的对称结构，焊接机壳的材料为16Mn或Q345R。相对于普通焊接机壳，DMCL焊接机壳主要不同体现在外壳板采用了对称的分段结构，每个外壳板都是通过相邻的左右端板或中间端板与中分面法兰进行拼装组立而呈现整体的焊接机壳，最后在焊接壳体内部分别拼装支撑环、及导流板等部件形成DMCL焊接机壳。由此可知，普通焊接机壳的左右端板与外壳板仅仅形成了两道环焊缝，而DMCL焊接机壳的特殊结构，第一端板和第二端板、第一中间端板和第二中间端板与第一、第二及第三各外壳板之间形成了六道环焊缝。因此，相对于普通焊接机壳，DMCL焊接机壳拼装焊接时极大地增加了环焊缝数量与焊接量。由于各环焊缝横向收缩的累加效果，容易造成DMCL焊接机壳出现较为严重的弯曲变形，其变形量往往可达15mm左右，严重超出了中分面法兰的平面加工余量。因此，当前亟需一种能够控制DMCL焊接机壳弯曲变形的焊接方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种DMCL焊接机壳控制弯曲变形的焊接方法，通过改进DMCL焊接机壳拼装组立方式、调整焊接顺序，从而控制DMCL焊接机壳中分面法兰的弯曲变形量。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种DMCL焊接机壳控制弯曲变形的焊接方法，包括如下步骤：
将止推密封体和支撑密封体分别与中分面法兰拼装焊接形成中分面法兰组件；
将第一端板、第一中间端板与第一外壳板拼装组立形成第一中间端板组件，将第二端板、第二中间端板与第三外壳板拼装组立形成第二中间端板组件；
将第一中间端板组件和第二中间端板组件采用背靠背形式组立，在第一外壳板和第三外壳板外侧焊接U形筋板固定，在第一端板与第一中间端板之间、第二端板与第二中间端板之间分别焊接钢管固定；
将第一端板和第一中间端板分别与第一外壳板焊接，将第二端板与第二中间端板分别与第三外壳板焊接；
将焊接后的第一中间端板组件和第二中间端板组件消应力处理；
去掉焊接在第一外壳板和第三外壳板外侧的U形筋板及焊接在第一端板与第一中间端板之间、第二端板与第二中间端板之间钢管；
以中分面法兰组件为基准，将第一中间端板组件、第二中间端板组件及第二外壳板分别与中分面法兰组件拼装组立形成DMCL焊接壳体组件；
将拼装组立后的DMCL焊接壳体组件的各焊缝分别焊接形成焊接后的DMCL焊接壳体组件；
将焊接后的DMCL焊接壳体组件消应力处理；
以消应力处理后的DMCL焊接壳体组件为基准，分别拼装焊接内部各支撑环及导流板形成DMCL焊接机壳；
将DMCL焊接机壳消应力处理；
检验消应力处理后的DMCL焊接机壳的中分面法兰的平面度，平面度数据为≤5mm。
进一步地，所述U形筋板与第一外壳板及第三外壳板采用圆周等分五点方式进行焊接。
进一步地，所述U形筋板的两端与第一外壳板和第三外壳板之间分别采用间断焊接方式焊接，且每焊接100mm间断200mm。
进一步地，所述钢管采用ф190mmX10mm的钢管，所述钢管与所述第一端板及第一中间端板、第二端板及第二中间端板分别采用圆周等分五点方式进行焊接，且每根所述钢管与所述第一外壳板和第三外壳板内侧的径向距离均为80～100mm。
进一步地，所述钢管与所述第一端板、第一中间端板、第二端板及第二中间端板之间分别采用间断焊接方式焊接，且每焊接50mm间断50mm，焊角高度不低于10mm。
进一步地，所述第一端板和第一中间端板与第一外壳板的焊接，及第二端板和第二中间端板与第三外壳板的焊接均采用MAG焊接方法进行打底、填充及罩面处理，且各焊缝全部满焊。
进一步地，所述拼装组立后的DMCL焊接壳体组件各焊缝的焊接均采用MAG焊接方法进行打底、填充及罩面处理，且各焊缝全部满焊。
进一步地，所述焊接采用牌号为H08Mn2SiA、直径为ф1.2mm的焊丝，焊接电流为230-280A、焊接电压为30-34V，罩面焊缝允许横向摆动焊接。
进一步地，所述第一中间端板组件和第二中间端板组件消应力处理的消应力温度为630℃±10℃，保温时间不低于8小时；所述焊接后的DMCL焊接壳体组件消应力处理的消应力温度为620℃±10℃，保温时间不低于8小时；所述DMCL焊接机壳消应力处理的消应力的温度为600℃±10℃，保温时间不低于8小时。
本发明提供的一种DMCL焊接机壳控制弯曲变形的焊接方法，改进和优化DMCL焊接机壳各外壳板、左右端板以及中间端板与中分面法兰的整体拼装方式为分段拼装方式，先进行左右端板、中间端板及两侧外壳板的拼装组立，形成两个中间端板组件。然后将两个中间端板组件采用背靠背的整体拼装组立方式在外侧采用U形筋板、在内侧采用钢管对两中间端板组件各部件之间进行刚性支撑固定，最后对两中间端板组件各部件之间的环焊缝进行焊接，部件能保证各部件间的整体刚性，而且能够初步控制焊接过程中中分面法兰的变形。
并且，在两中间端板组件与中分面法兰拼装焊接时，先对两中间端板组件进行消应力处理，然后拆除U形筋板和钢管，再将两中间端板组件与中分面法兰拼装焊接。不仅能够防止在焊接后拆除U形筋板和钢管造成的组件变形，而且还能保证两中间端板组件与中分面法兰在拼装焊接过程中的轴向尺寸。
同时，由于两中间端板组件在焊接后进行了消应力处理，在拆除U形筋板和钢管后，两中间端板组件相当于两个单件，在此基础上进行第一中间端板组件、第二外壳板、第二中间端板2与中分面法兰的拼装焊接时，只有第二外壳板与第一中间端板组件、第二中间端板组件间的两道环焊缝。不仅达到了减少环焊缝数量与焊接总量的目的，而且还能进一步控制两中间端板组件与中分面法兰焊接过程中中分面法兰的变形量。
附图说明
图1为本发明实施例提供的DMCL焊接机壳的结构剖面图；
图2为本发明实施例提供的DMCL焊接机壳控制弯曲变形的焊接方法中第一中间中间端板组件与第二中间端板组件背靠背焊接U形筋板和钢管后的剖面图；
图3为本发明实施例提供的DMCL焊接机壳控制弯曲变形的焊接方法中第一中间中间端板组件与第二中间端板组件背靠背焊接U形筋板和钢管后的截面图。
附图标记：
1-中分面法兰、2-止推密封体、3-支撑密封体、4-第一端板、5-第二端板、6-第一中间端板、7-第二中间端板、8-第一外壳板、9-第三外壳板、10-第二外壳板、11-支撑环、12-导流板、13-U形筋板、14-钢管。
具体实施方式
参见图1，DMCL焊接机壳包括中分面法兰1，焊接在位于中分面法兰1左右两端的止推密封体2和支撑密封体3，分别焊接中分面法兰1左右两端的止推密封体2和支撑密封体3上第一端板4和第二端板5，焊接在中分面法兰1中间的第一中间端板6和第二中间端板7，焊接在第一端板4和第一中间端板6之间且两底端与中分面法兰1纵向焊接的第一外壳板8，焊接在第二端板5和第二中间端板7之间且两底端与中分面法兰1纵向焊接的的第三外壳板9，焊接在第一中间端板6和第二中间端板7之间且两底端与中分面法兰纵向焊接的第二外壳板10，及焊接在第一中间端板6、第二中间端板7和第二外壳板10内部之间的支撑环11和导流板12等结构件。
根据控制DMCL焊接机壳中分面法兰弯曲变形的要求，本发明实施例提供的一种DMCL焊接机壳控制弯曲变形的焊接方法，通过改进DMCL焊接机壳拼装组立方式、调整焊接顺序，进而达到控制DMCL焊接机壳中分面法兰弯曲变形的目的。其具体的工艺过程包括如下步骤。
步骤1)将止推密封体2和支撑密封体3分别与中分面法兰1拼装焊接形成中分面法兰组件。
步骤2)将第一端板4、第一中间端板6与第一外壳板8拼装组立形成第一中间端板组件，将第二端板5、第二中间端板7与第三外壳板9拼装组立形成第二中间端板组件。
步骤3)将第一中间端板组件和第二中间端板组件采用背靠背形式组立，在第一外壳板8和第三外壳板9外侧焊接U形筋板13进行固定，在第一端板4与第一中间端板6之间、第二端板5与第二中间端板7之间分别焊接钢管14进行固定。如图2和图3所示。
步骤4)将第一端板4和第一中间端板6分别与第一外壳板8焊接在一起，将第二端板5与第二中间端板7分别与第三外壳板9焊接在一起。
步骤5)将焊接后的第一中间端板组件和第二中间端板组件继续消应力处理。
步骤6)去掉焊接在第一外壳板8和第三外壳板9外侧的U形筋板13及焊接在第一端板4与第一中间端板6之间、第二端板5与第二中间端板7之间钢管14。
步骤7)以中分面法兰组件为基准，将第一中间端板组件、第二中间端板组件及第二外壳板10分别与中分面法兰组件拼装组立形成DMCL焊接壳体组件。
步骤8)将拼装组立后的DMCL焊接壳体组件的各焊缝分别焊接形成焊接后的DMCL焊接壳体组件。
步骤9)将焊接后的DMCL焊接壳体组件进行消应力处理。
步骤10)以消应力处理后的DMCL焊接壳体组件为基准，分别拼装焊接内部各支撑环11及导流板12形成DMCL焊接机壳。
步骤11)将DMCL焊接机壳消应力处理；
步骤12)检验消应力处理后的DMCL焊接机壳的中分面法兰的平面度，平面度数据为≤5mm。
其中，U形筋板13与第一外壳板8及第三外壳板9采用圆周等分五点方式进行焊接。并且，U形筋板13的两端与第一外壳板8和第三外壳板9之间分别采用间断焊接方式焊接，且每焊接100mm间断200mm。
其中，钢管14采用的是ф190mmX10mm的钢管，钢管14与第一端板4及第一中间端板6、第二端板5及第二中间端板7分别采用圆周等分五点方式进行焊接，且每根钢管14与第一外壳板8和第三外壳板9内侧的径向距离为80～100mm。并且，钢管14与第一端板4、第一中间端板6、第二端板5及第二中间端板7之间也分别采用间断焊接方式焊接，且每焊接50mm间断50mm，焊角高度不低于10mm。
其中，第一端板4和第一中间端板6与第一外壳板8的焊接，及第二端板5和第二中间端板7与第三外壳板9的焊接均采用MAG焊接方法进行打底、填充及罩面处理，且各焊缝全部满焊。拼装组立后的DMCL焊接壳体组件各焊缝的焊接也采用MAG焊接方法进行打底、填充及罩面处理，且各焊缝全部满焊。其中，焊接采用牌号为H08Mn2SiA、直径为ф1.2mm的焊丝，焊接电流为230-280A、焊接电压为30-34V，罩面焊缝允许横向摆动焊接。
其中，第一中间端板组件和第二中间端板组件消应力处理的消应力温度为630℃±10℃，保温时间不低于8小时。焊接后的DMCL焊接壳体组件消应力处理的消应力温度为620℃±10℃，保温时间不低于8小时。DMCL焊接机壳消应力处理的消应力的温度为600℃±10℃，保温时间不低于8小时。
下面以以H3193型DMCL焊接机壳为例，对本发明提供的一种DMCL焊接机壳控制弯曲变形的焊接方法做具体说明。其中，DMCL焊接机壳为上半机壳，其中分面法兰1朝下，以两端止推密封体2和支撑密封体3为测量基准，中分面法兰1的最大变形量不能超过14mm。
首先，将中分面法兰1与止推密封体2和支撑密封体3进行拼装焊接形成水平法兰组件。若焊接后中分面法兰1存在变形则进行修平处理，使其平面度≤2mm。
将第一端板4(即左侧端板)、第一外壳板8与第一中间端板6拼装组立形成第一中间端板组件，将第二端板5(即右侧端板)、第三外壳板9与第二中间端板7分别进行拼装组立，形成第二中间端板组件。
参见图2和图3，将第一中间端板组件和第二中间端板组件采用背靠背形式进行组立，外侧用U形筋板13的两端分别焊接在第一外壳板8和第三外壳板9上将第一中间端板组件和第二中间端板组件固定。为了使第一中间端板组件和第二中间端板组件有效固定，使用五个U形筋板13沿着第一外壳板8和第三外壳板9的半圆周等分五点进行焊接固定，即，五个U形筋板13的两端分别焊接在第一外壳板8和第三外壳板9的半圆周的0°、45°、90°、135°、180°角度位置上。并且，U形筋板13两端分别与第一外壳板8和第三外壳板9采用间断焊缝方式焊接，即采用间断焊接，焊缝不连续，且每焊接100mm间断200mm，焊角高度不低于10mm，以便提高U形筋板13与第一外壳板8和第三外壳板9的连接强度，增加刚性。同时，在第一端板4与第一中间端板6之间沿着半圆周等分五点焊接五根ф190mmX10mm的厚度钢管14进行连接加固，即，五根钢管14两端分别焊接在第一端板4与第一中间端板6半圆周的0°、45°、90°、135°、180°角度位置上。同样，在第二端板5与第二中间端板7之间沿着半圆周等分五点焊接ф190mmX10mm的厚度钢管14进行连接加固，即，五根钢管14两端分别焊接在第二端板5与第二中间端板7半圆周的0°、45°、90°、135°、180°角度位置上。并且，每根钢管14距离第一外壳板8和第三外壳板9内侧的距离为80～100mm。而且，每根钢管14与第一端板4、第一中间端板6、第二端板5及第二中间端板7之间的焊接采用间断焊缝方式焊接，即采用间断焊接，焊缝不连续，且每焊接50mm间断50mm，焊角高度不低于10mm，以便提高钢管与第一端板4、第一中间端板6、第二端板5及第二中间端板7之间的连接强度，增加刚性。采用上述的刚性支撑方式可以确保两中间端板组件在焊接过程中不产生焊接变形，从而可以确保左右端板与中间段端部的相对轴向距离。
对两中间端板组件中各部件之间的环缝焊采用MAG焊接方法进行打底、填充及罩面处理，且确保各环缝全部满焊。焊接时调整两中间端板组件的摆放角度至各环焊缝为1G位置(即水平位置)，必要时可以采用垫方箱的形式进行调整，确保外壳板与端板之间环缝在焊接时都能到达近似水平的位置。采用直流反接，多层多道焊焊接，焊丝牌号为H08Mn2SiA，直径为ф1.2mm。焊接电流为230-280A，焊接电压为30-34V,罩面焊缝允许横向摆动焊接，确保焊缝成形美观。
在两中间端板组件被U形筋板13和钢管14固定的情况下，将其整体进行消应力处理。消应力的温度为630℃±10℃，保温时间不低于8小时。
采用切割方式去除固定在第一外壳板8和第三外壳板9外侧上的U形筋板13以及固定在第一端板4与第一中间端板6之间、第二端板5与第二中间端板7之间的钢管14，阶梯形成第一中间端板组件与第二中间端板组件。
在中分面法兰组件上标记好第一中间端板组件和第二端板组件在中分面法兰上的拼装位置线，再以中分面法兰组件为基准，将两中分端板组件开口方向朝下，通过吊具与天车将两中间端板组件整体吊运至中分面法兰上方，以拼装位置线为准，将两中间端板组件开口方向朝下拼装组立在中分面法兰组件上，同时将第二外壳板10拼装组立在两中间端板组件之间的中分面法兰组件上，形成DMCL焊接壳体组件。
对拼装组立后的DMCL焊接壳体组件的各焊缝分别进行焊接。先进行第一外壳板8、第三外壳板9及第二外壳板10分别与中分面法兰1的纵向焊缝的焊接，第一中间端板6和第二中间端板7与第二外壳板10之间的环形焊缝的焊接。焊接时采用MAG焊接方法进行打底、填充及罩面处理，且确保各环缝全部满焊。首先进行第一外壳板8、第三外壳板9及第二外壳板10分别与中分面法兰1的纵向焊缝的焊接，焊接时调整焊接壳体的摆放角度为1G位置，直流反接，多层多道焊，焊丝牌号为H08Mn2SiA，直径为ф1.2mm，焊接电流为230-280A，焊接电压为30-34V，罩面焊缝允许横向摆动焊接，确保焊缝成形美观。其次进行第一中间端板6、第二中间端板7与第二外壳板10的环形焊缝的焊接，焊接时调整焊接壳体的摆放角度为1G位置，直流反接，多层多道焊，焊丝牌号为H08Mn2SiA，直径为ф1.2mm，焊接电流为230-280A，焊接电压为30-34V，罩面焊缝允许横向摆动焊接，确保焊缝成形美观。最后进行第一端板4与止推密封体2之间的焊接，第二端板5与支撑密封体3之间的焊接，第一中间端板6、第二中间端板7分别与中分面法兰1之间的焊接，焊接时调整焊接壳体的摆放角度为1G位置，直流反接，多层多道焊，焊丝牌号为H08Mn2SiA，直径为ф1.2mm，焊接电流为230-280A，焊接电压为30-34V，罩面焊缝允许横向摆动焊接，确保焊缝成形美观。
将焊接后的DMCL焊接壳体组件整体进炉消应力处理，消应力的温度为620℃±10℃，保温时间不低于8小时。
以消应力处理后的DMCL焊接壳体组件为基准，分别依次拼装、焊接内部的各支撑环11与各导流板12，然后再焊接除构成焊接壳体之外的其他部件，即主要分布在各端板间与支撑环11直接连接的型腔内部构成机壳流道的部件，得到DMCL焊接机壳。
再将DMCL焊接机壳整体进炉消应力处理，消应力的温度为600℃±10℃，保温时间不低于8小时。
最后将消应力处理后的DMCL焊接机壳上平台复检中分面法兰1整体的平面度，检测结果其中分面法兰1的平面度数据为≤5mm，完全能够满足DMCL焊接机壳对其中分面法兰弯曲变形的要求。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种DMCL焊接机壳控制弯曲变形的焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：
将止推密封体和支撑密封体分别与中分面法兰拼装焊接形成中分面法兰组件；
将第一端板、第一中间端板与第一外壳板拼装组立形成第一中间端板组件，将第二端板、第二中间端板与第三外壳板拼装组立形成第二中间端板组件；
将第一中间端板组件和第二中间端板组件采用背靠背形式组立，在第一外壳板和第三外壳板外侧焊接U形筋板固定，在第一端板与第一中间端板之间、第二端板与第二中间端板之间分别焊接钢管固定；
将第一端板和第一中间端板分别与第一外壳板焊接，将第二端板与第二中间端板分别与第三外壳板焊接；
将焊接后的第一中间端板组件和第二中间端板组件消应力处理；
去掉焊接在第一外壳板和第三外壳板外侧的U形筋板及焊接在第一端板与第一中间端板之间、第二端板与第二中间端板之间钢管；
以中分面法兰组件为基准，将第一中间端板组件、第二中间端板组件及第二外壳板分别与中分面法兰组件拼装组立形成DMCL焊接壳体组件；
将拼装组立后的DMCL焊接壳体组件的各焊缝分别焊接形成焊接后的DMCL焊接壳体组件；
将焊接后的DMCL焊接壳体组件消应力处理；
以消应力处理后的DMCL焊接壳体组件为基准，分别拼装焊接内部各支撑环及导流板形成DMCL焊接机壳；
将DMCL焊接机壳消应力处理；
检验消应力处理后的DMCL焊接机壳的中分面法兰的平面度，平面度数据为≤5mm。
2.根据权利要求1所述的DMCL焊接机壳控制弯曲变形的焊接方法，其特征在于：所述U形筋板与第一外壳板及第三外壳板采用圆周等分五点方式进行焊接。
3.根据权利要求1所述的DMCL焊接机壳控制弯曲变形的焊接方法，其特征在于：所述U形筋板的两端与第一外壳板和第三外壳板之间分别采用间断焊接方式焊接，且每焊接100mm间断200mm。
4.根据权利要求1所述的DMCL焊接机壳控制弯曲变形的焊接方法，其特征在于：所述钢管采用ф190mmX10mm的钢管，所述钢管与所述第一端板及第一中间端板、第二端板及第二中间端板分别采用圆周等分五点方式进行焊接，且每根所述钢管与所述第一外壳板和第三外壳板内侧的径向距离均为80～100mm。
5.根据权利要求4所述的DMCL焊接机壳控制弯曲变形的焊接方法，其特征在于：所述钢管与所述第一端板、第一中间端板、第二端板及第二中间端板之间分别采用间断焊接方式焊接，且每焊接50mm间断50mm，焊角高度不低于10mm。
6.根据权利要求1所述的DMCL焊接机壳控制弯曲变形的焊接方法，其特征在于：所述第一端板和第一中间端板与第一外壳板的焊接，及第二端板和第二中间端板与第三外壳板的焊接均采用MAG焊接方法进行打底、填充及罩面处理，且各焊缝全部满焊。
7.根据权利要求1所述的DMCL焊接机壳控制弯曲变形的焊接方法，其特征在于：所述拼装组立后的DMCL焊接壳体组件各焊缝的焊接均采用MAG焊接方法进行打底、填充及罩面处理，且各焊缝全部满焊。
8.根据权利要求6或7任一项所述的DMCL焊接机壳控制弯曲变形的焊接方法，其特征在于：所述焊接采用牌号为H08Mn2SiA、直径为ф1.2mm的焊丝，焊接电流为230-280A、焊接电压为30-34V，罩面焊缝允许横向摆动焊接。
9.根据权利要求1所述的DMCL焊接机壳控制弯曲变形的焊接方法，其特征在于：所述第一中间端板组件和第二中间端板组件消应力处理的消应力温度为630℃±10℃，保温时间不低于8小时；所述焊接后的DMCL焊接壳体组件消应力处理的消应力温度为620℃±10℃，保温时间不低于8小时；所述DMCL焊接机壳消应力处理的消应力的温度为600℃±10℃，保温时间不低于8小时。
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