CN114669955B - 一种预防管板结构焊接变形的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种预防管板结构焊接变形的方法,涉及大型管板结构焊接领域,采用预变形、临时拉筋刚性固定、焊接顺序优化等相结合的新工艺,控制方法包括以下步骤:依次进行组对拼点;预变形;焊接临时拉筋;焊接外筋板标记的安装位置焊缝;打底焊内侧环形坡口焊缝;焊接外筋板焊缝;填充盖面焊内侧环焊缝;拆除临时拉筋;焊接外侧环焊缝;底板钻孔等步骤完成圆筒组件的整体焊接和加工;通过本发明降低塔筒底板焊接变形程度明显,仅需单次加热矫形且无需添加工工序即可达到技术要求,大幅降低制造成本。

Description

一种预防管板结构焊接变形的方法
技术领域
本发明属于控制管板结构焊接技术领域,尤其涉及一种预防管板结构焊接变形的方法。
背景技术
在货船、养殖场、垃圾中转站等场所,采用抓料机抓取和移动物料,塔筒作为抓料机固定基座,塔筒的底板平整度直接影响设备运行的稳定性,通常要求较高的平面度。在塔筒构件中,塔筒的底板与圆筒之间的坡口角焊缝、外筋板两侧的角焊缝,都会导致底板的焊接变形加剧、平整度变差;
针对此问题,通常做法有两种:其一,对底板厚度设置工艺余量,在焊接完成后,机加工铣削底板背面凸起区域,直至整个背面平面度满足设计图纸要求,此法最大缺点是机加工设备要求高、铣削量大、机加工耗时长,导致制造成本过高;其二,采用多次火焰矫形,圆筒与底板的坡口角焊缝焊接过程中,为防止焊接变形过度导致难以矫形,实时监控底板背面平面度,当平面度超过8mm,暂停焊接,将塔筒吊装至马腿,火焰矫形至平面度±3mm,然后继续焊接,再次监控底板焊接变形,周而复始,直至焊接完成,此法最大缺点是多次火焰矫形导致制造周期过长。总之,塔筒底板受到焊接热影响产生的焊接变形,导致制造成本过高。
发明内容
发明目的:为了克服现有技术中的不足,本发明提供一种预防管板结构焊接变形的方法,本发明通过预变形、刚性固定、焊接顺序优化等相结合的新工艺,大幅降低塔筒底板焊接变形,将底板平面的变形量由超过20mm减小到3mm以内,仅需单次火焰矫形,且无需添加工工序即可达到技术要求,降低生产周期与能源消耗及人力投入等制造成本。
技术方案:第一方面,本发明提供一种抓料机塔筒构件管板结构的焊接方法,包括:
组装圆筒组件,并在圆筒组件的表面分别标记若干外筋板的安装位置;
对组装后的圆筒组件进行预变形工序;
对经过预变形工序的圆筒组件焊接临时拉筋;
在若干外筋板标记的安装位置依次进行坡口角焊缝,并将所有外筋板拼点在对应的安装位置上;
在圆筒组件的内侧与底板焊接内侧环焊缝,并采用两轮分段对称焊接完成打底焊;
焊接外筋板与圆筒组件拼点处的角焊缝,使所有外筋板与圆筒组件依次完成焊缝的打底焊,并在打底焊的基础上按照打底焊的顺序依次对所有外筋板的焊缝进行填充焊和盖面焊;
再次焊接内侧环焊缝,在内侧环焊缝的打底焊的基础上进行填充焊和盖面焊,并按照内侧环焊缝打底焊的顺序完成所有内侧环焊缝的填充焊和盖面焊;
利用拆除设备拆除圆筒组件上的临时拉筋;
在圆筒组件的外侧与底板焊接的外侧环焊缝,将外侧环焊缝分割成数段,采用分段跳焊方法对所有外侧环焊缝的打底焊进行填充焊和盖面焊,从而完成圆筒组件的整体焊接。
在进一步的实施例中,所述圆筒组件包括:圆筒、底板以及座圈,圆筒的一端安装在底板上,另一端与座圈径向安装,所述圆筒靠近座圈的一端还分别标记有若干内筋板的安装位置。
在进一步的实施例中,所述若干外筋板的安装位置位于圆筒的外径面上和位于圆筒外径面一侧的底板边缘处。
所述若干内筋板的安装位置位于圆筒的内径面上和位于圆筒的内径面一侧的座圈内边沿处,若干内筋板采用多层多道焊接工序固定在对应的安装位置上,从而增加座圈刚度。
在进一步的实施例中,对组装后的圆筒组件进行预变形工序的方法包括:
将圆筒组件翻转并吊装至马腿上,在圆筒组件背面进行相应区域的循环加热,直至底板外沿在冷却后向上翘起,并根据翘起程度、方向结束预变形工序,其中,相应区域为圆筒在底板映射区域的背面,与圆筒径向截面面积相等且相同包括:内径截面区域和外径截面区域。
在进一步的实施例中,在若干外筋板标记的安装位置依次进行坡口角焊缝,并将所有外筋板拼点在对应的安装位置上的方法包括:
在经过预变形工序的圆筒组件翻转并吊装至变位机固定,以标记外筋板的安装位置为参照,在相邻两个安装位置的中间焊接临近拉筋;
在若干外筋板标记的安装位置依次进行坡口角焊缝,并将所有外筋板拼点在对应的安装位置上;其中采用多层多道焊接工序完成坡口角焊缝的焊接,每焊接一处并焊缝附近尚处在高温时段,将外筋板拼点在外筋板的安装位置,直至所有外筋板完成与对应安装位置的拼点为止。
在进一步的实施例中,多层多道焊接工序包括:打底焊、填充焊、盖面焊;多层多道焊接工序的顺序为打底焊为初始工序,在打底焊基础上进行填充焊,以及在填充焊完成后进行盖面焊。
在进一步的实施例中,在圆筒组件的内侧与底板焊接内侧环焊缝,并采用两轮分段对称焊接完成打底焊的方法为;
将圆筒内侧与底板环焊缝均分为偶数段,此处焊缝为坡口角焊缝;
采用打底焊填满坡口角,每层焊接的顺序相同,每一层焊缝均分两轮分段对称焊接,第一轮焊接选择从第一个分段焊缝开始,焊接完成后转至与第一个分段焊缝对称的第二个分段焊缝,再次选择位于第一个分段焊缝和第二个分段焊缝中心位置处的其它分段焊缝进行焊接,直至完成所有分段焊缝的焊接,其中,在焊接所有的分段焊缝的排序原则均是选择与上一段焊缝具有间隔的下一段焊缝进行焊接,结束第一轮焊接,第二轮焊接选择第一轮第一条分段焊缝旁边的分段焊缝,按照第一轮焊接的排序原则完成整体焊缝的焊接。
在进一步的实施例中,焊接外筋板与圆筒组件拼点处的角焊缝,使所有外筋板与圆筒组件依次完成焊缝的打底焊,并在打底焊的基础上按照打底焊的顺序依次进行填充焊和盖面焊的方法包括:
先在焊接外筋板与圆筒的焊缝处进行打底焊,并顺时针依次完成所有外筋板与圆筒的焊缝的打底焊,再在外筋板与圆筒焊缝打底焊的基础上且按照打底焊的顺序依次进行填充焊和盖面焊,直至达到设计图纸要求的焊脚尺寸;
完成外筋板与圆筒的焊缝,再次对随机选择的第一个外筋板与底板的焊缝进行打底焊焊接,焊接完成后再次选择与第一个外筋板对称的第二个外筋板进行打底焊,第二个外筋板焊接完成后,再次选择位于第一个外筋板、第二个外筋板中心位置处的外筋板进行打底焊,直至所有外筋板完成打底焊,依照打底焊的顺序进行填充焊和盖面焊。
在进一步的实施例中,利用拆除设备拆除圆筒组件上的临时拉筋的方法包括:
先采用电弧气刨清除临时拉筋焊缝的焊肉,直至剩余靠近底板和/或圆筒表面的焊肉;
剩余靠近底板和/或圆筒表面的焊肉通过电动打磨去除。
在进一步的实施例中,在圆筒组件的外侧与底板焊接的外侧环焊缝,将外侧环焊缝分割成数段,采用分段跳焊方法对所有外侧环焊缝的打底焊进行填充焊和盖面焊的方法包括:
将焊缝分割成数段,并从中选择第一分段焊缝开始打底焊,此处焊缝为坡口角焊缝;
焊接完成后转至与第一分段对称的第二分段焊缝重新开始打底焊,然后选择与位于第一分段焊缝和第二分段焊缝中心位置处的分段焊缝开始打底焊,直至完成所有分段焊缝的打底焊,依照打底焊顺序进行填充焊和盖面焊,填充焊和盖面焊使外侧环焊缝的焊脚尺寸满足设计图纸要求后停止。
在进一步的实施例中,还包括在焊后加工通孔与螺纹孔,避免底板通孔受焊接影响而变形。
有益效果:本发明与现有技术相比具有以下优点:
采用反变形、刚性固定、焊接顺序优化等相结合的新工艺,降低塔筒底板焊接变形程度明显。
在塔筒拼点之后,在底板下表面的特定位置火焰加热,使底板预先相反变形,变形量与取消预变形焊后底板变形量相当,以解决焊后结构刚度增大导致矫形困难的难题;
利用圆筒与底板之间外筋板的刚性支撑作用,增加结构刚度,降低坡口角焊缝焊接导致的底板变形量,即先焊接外筋板的角焊缝,再焊接圆筒与底板的坡口角焊缝;
外筋板焊接时,先焊外筋板与圆筒之间角焊缝,后焊外筋板与底板角焊缝,外筋板与圆筒之间形成的刚性结构可以支撑底板,减小底板的焊接变形;
最先焊接外筋板遮挡区域的焊缝,为降低此处焊接所导致的结构变形,利用拉筋的刚性支撑作用,临时增加外筋板附近管板结构的刚度,控制焊接变形;
圆筒内侧与底板的坡口角焊缝先于外侧焊缝进行打底焊接,增加外侧坡口角焊缝焊接时圆筒内侧的结构刚度,降低底板外沿焊接变形的程度。
圆筒外侧与底板之间坡口角焊缝焊接时,采用分段跳焊,以外筋板作为焊缝隔断分界限,将焊缝分成若干分段焊缝,将圆筒轴线中心对称的分段焊缝分为一组,先后完成该组分段焊缝的打底焊,然后打底与前两个分段焊缝间隔大致相同的分段焊缝,直至完成所有分段焊缝的打底焊,依照打底焊顺序进行填充和盖面。
通过预变形、刚性固定、焊接顺序优化等相结合的新工艺,大幅降低塔筒底板焊接变形,将底板平面的变形量由超过20mm减小到3mm以内,仅需单次火焰矫形,且无需添加工工序即可达到技术要求,降低生产周期与能源消耗及人力投入等制造成本。
附图说明
图1是本发明抓料机塔筒结构示意图。
图2是图1中座圈1、圆筒3与底板4组成的圆筒组件实施图。
图3是图2标注响应加热区域的仰视图。
图4是图2圆筒组件焊接拉筋7的示意图。
图5是图4横截面示意图。
图6是图4圆筒组件焊接外筋板的示意图。
图7是图6的俯视图。
图8是图6左半边的截面图。
图9是图8中K部的局部放大图。
图10是图6横截面的示意图。
图11是本发明抓料机塔筒结构的正视图。
图12是本发明抓料机塔筒结构的俯视图。
附图标记:座圈1、外筋板2、圆筒3、底板4、油池组件5、内筋板6、临时拉筋7、内侧环焊缝31、外侧环焊缝32、内径截面区域半径R1、外径截面区域半径R2。
实施方式
为了更充分理解本发明的技术内容,下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明,但不局限于此。
某型号抓料机塔筒制造过程,所有材料均为S355D钢,如图1所示,其底板4板厚36mm,外径1950mm,内径1000mm,圆筒3高度415mm,外径1220 mm,壁厚36 mm,其内外两侧均开坡口,坡口角度45°,坡口深度12mm,钝边12mm;外筋板2共15个,板厚25mm,倒角C45°×30mm,均布在圆筒3外侧与底板4之间,外筋板2两侧角焊缝焊脚尺寸18mm。圆筒组件包括:座圈1、外筋板2、圆筒3、底板4、油池组件5、内筋板6等部件。
结合图2至图12进一步说明本实施例的焊接方法,其中,内侧环焊缝分段焊接的排序编号I~VIII、所有外筋板的编号A/B/C/D/E/F/G/H/J/K/L/M/N/P/R、外侧环焊缝分段焊接的排序编号A1~A15;包括如下步骤:
步骤1:组装圆筒3组件,并在圆筒3组件的表面分别标记若干内筋板6的安装位置和若干外筋板2的安装位置;
将圆筒3与底板4、座圈1组对拼点,合成圆筒组件,如图2所示,并在圆筒3与底板4表面标记内筋板2与外筋板6的放置位置。
步骤2:对组装后的圆筒组件进行预变形工序;
将圆筒组件翻转180°,将底板4背面朝上,吊装至马腿上,用丙烷在空气燃烧的火焰在底板4背面的相应区域循环加热,直至底板4外沿在冷却后向上翘起3-4mm,停止火焰加热。相应区域为圆筒3在底板4映射区域的背面,与圆筒3径向截面面积相等且相同包括:内径截面区域和外径截面区域参考图3,内径截面区域位于外径截面区域内侧,内径截面区域半径R1为550 mm,外径截面区域半径R2为630 mm。
步骤3:对经过预变形工序的圆筒组件焊接临时拉筋7;
将圆筒组件翻转180°,吊装至变位机固定,以圆筒3与底板4表面外筋板2的标记的安装位置为参照,在相邻两个标记的安装位置的中间焊接临时拉筋7,共计15根,如图4所示,临时增加结构刚度,减少底板4焊接变形。临时拉筋7长度在350-450 mm范围,横截面不小于40 mm×40 mm,采用常规半自动MAG焊,焊接电流240-280 A,电压29-30 V,焊脚尺寸12-15 mm,每根临时拉筋7的两端焊缝长度40-60 mm。
步骤4:在若干外筋板2标记2的安装位置依次进行坡口角焊缝,并将所有外筋板2拼点在对应的安装位置上;
焊接外筋板2标记的安装位置焊缝,此处为坡口角焊缝,角焊缝焊脚尺寸24mm,采用多层多道焊完成,为方便后续焊缝的顺利施焊,打底、填充、盖面的焊缝长度逐级减少,打底焊长度75-85 mm,填充焊长度60-70 mm,盖面焊长度45-55 mm,对于每个标记的安装位置,打底、填充、盖面依次完成,共计15处,每焊接完成1处,趁着焊缝附近尚处在150℃以上的高温,在标记的安装位置处拼点外筋板2,外筋板2两侧均需点焊,外筋板2拼点后,再次以相同条件焊接相邻标记的安装位置的焊缝,直至15个标记的安装位置全部焊接和所有外筋板2全部拼点完成。
步骤5:在圆筒组件的内侧与底板4焊接内侧环焊缝31,并采用两轮分段对称焊接完成打底焊;
将圆筒3内侧与底板内侧环焊缝31均分为8段,每段焊缝长450.8 mm分段焊缝分别标号为I~VIII,见图5,打底焊共2层填满坡口,两层焊接的顺序相同,每一层焊缝均分2轮分段对称焊接,首轮焊接顺序为I-V-III-VII,第2轮焊接顺序为II-VI-IV-VIII,每焊接一段焊缝之前,都要通过变位机调整工件姿态,保证焊接姿态为平焊或横焊,促进坡口侧壁熔透良好。
步骤6:焊接外筋板2与圆筒组件拼点处的焊缝,使所有外筋板2与圆筒组件依次完成焊缝的打底焊,并在打底焊的基础上按照打底焊的顺序依次对所有外筋板2的焊缝进行填充焊和盖面焊;
首先焊接外筋板2与圆筒3焊缝,通过变位机翻转工件将塔筒调整至筒体水平,使焊缝处于平焊位置,焊接外筋板2与圆筒3的角焊缝,打底完成后翻转工件,如图6所示,顺时针依次焊接各个外筋板2的焊缝,直至所有外筋板2先打底焊一遍,再按照打底焊顺序,焊接各外筋板2焊缝的填充与盖面焊,直至达到设计图纸要求的焊脚尺寸18mm。随后焊接外筋板2与底板4打底焊,翻转工件至塔筒直立姿态,此时外筋板2与底板4的所有角焊缝均处于平角焊姿态,如图7所示,15个外筋板2依次编号A/B/C/D/E/F/G/H/J/K/L/ M/N/P/R,依次对编号A-J-E-M-C-L-G-P-B-K-F-N-D-H-R外筋板2两侧角焊缝进行打底焊,打底焊焊脚尺寸8mm,所有外筋板2焊缝打底焊完成后,依打底焊顺序进行填充和盖面焊。
步骤7:再次焊接内侧环焊缝31,在内侧环焊缝31的打底焊的基础上进行填充焊和盖面焊,并按照内侧环焊缝31打底焊的顺序完成所有内侧环焊缝31的填充焊和盖面焊;
将内侧环焊缝31均分为8段,见图5,内侧环焊缝31的填充盖面与打底焊焊接顺序一致,每层焊缝分2轮分段对称焊接,多层多道焊,直至焊脚尺寸达到24mm,如图8和图9所示。
步骤8:利用拆除设备拆除圆筒组件上的临时拉筋7;
为避免外侧环焊缝32的焊接过程受到干涉,将临时拉筋7拆除。为了提高拆除效率并保证底板4与圆筒3外表面不受损伤,采用电弧气刨与电动打磨相结合的方法,临时拉筋7焊缝的大部分焊肉由电弧气刨清除,而靠近底板4与圆筒3近表面的焊肉通过电动打磨去除。
步骤9:在圆筒组件的外侧与底板4焊接的外侧环焊缝32,将外侧环焊缝32分割成数段,采用分段跳焊方法对所有外侧环焊缝32的打底焊进行填充焊和盖面焊;
焊接底板4与圆筒3外侧除标记的安装位置以外的外侧环焊缝32,外筋板7将外侧环焊缝32分割成15段,编号依次为A1~A15;
参考图10,采用分段跳焊方法;先打底焊,坡口经过打底焊2层填满,焊接顺序为A1-A9-A5-A12-A3-A11-A7-A14-A2-A10-A6-A13-A4-A8-A15,打底焊完成后,依照打底焊顺序进行填充和盖面焊,直至外侧环焊缝32的焊脚尺寸达到24mm,如图9所示,每段焊缝的两端均与两侧焊缝的端部连接,焊后修磨焊缝表面,以保证分段焊缝收尾交接处过渡平滑与丰满。
步骤10:焊后底板4钻孔
为避免底板4通孔受焊接影响而变形,选择焊后加工通孔与螺纹孔。按照设计要求,在底板4相应位置钻通孔30个,其直径34mm,螺纹孔3个,其直径21mm。
此外若干内筋板6的安装位置位于圆筒3的内径面上和位于圆筒的内径面一侧的座圈1内边沿处,若干内筋板6采用多层多道焊接工序固定在对应的安装位置上,从而增加座圈1刚度。
本发明采用反变形、刚性固定、焊接顺序优化等相结合的新工艺,降低塔筒底板焊接变形程度明显;
在塔筒拼点之后,在底板下表面的特定位置火焰加热,使底板预先相反变形,变形量与取消预变形焊后底板变形量相当,以解决焊后结构刚度增大导致矫形困难的难题;利用圆筒与底板之间外筋板的刚性支撑作用,增加结构刚度,降低坡口角焊缝焊接导致的底板变形量,即先焊接外筋板的角焊缝,再焊接圆筒与底板的坡口角焊缝;外筋板焊接时,先焊外筋板与圆筒之间角焊缝,后焊外筋板与底板角焊缝,外筋板与圆筒之间形成的刚性结构可以支撑底板,减小底板的焊接变形;最先焊接外筋板遮挡区域的焊缝,为降低此处焊接所导致的结构变形,利用拉筋的刚性支撑作用,临时增加外筋板附近管板结构的刚度,控制焊接变形;圆筒内侧与底板的坡口角焊缝先于外侧焊缝进行打底焊接,增加外侧坡口角焊缝焊接时圆筒内侧的结构刚度,降低底板外沿焊接变形的程度;圆筒外侧与底板之间坡口角焊缝焊接时,采用分段跳焊,以外筋板作为焊缝隔断分界限,将焊缝分成若干分段焊缝,将圆筒轴线中心对称的分段焊缝分为一组,先后完成该组分段焊缝的打底焊,然后打底与前两个分段焊缝间隔大致相同的分段焊缝,直至完成所有分段焊缝的打底焊,依照打底焊顺序进行填充和盖面;通过预变形、刚性固定、焊接顺序优化等相结合的新工艺,大幅降低塔筒底板焊接变形,将底板平面的变形量由超过20mm减小到3mm以内,仅需单次火焰矫形,且无需添加工工序即可达到技术要求,降低生产周期与能源消耗及人力投入等制造成本。
以上仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变形,这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种预防管板结构焊接变形的方法,其特征在于,包括:
组装圆筒组件,并在圆筒组件的表面分别标记若干外筋板的安装位置;
对组装后的圆筒组件进行预变形工序,预变形工序的方法包括:
将圆筒组件翻转并吊装至马腿上,在圆筒组件背面进行相应区域的循环加热,直至底板外沿在冷却后向上翘起3-4mm,使底板预先相反变形,变形量与取消预变形焊后底板变形量相当,并根据翘起程度、方向结束预变形工序,其中,相应区域为圆筒在底板映射区域的背面,与圆筒径向截面面积相等且相同包括:内径截面区域和外径截面区域;
对经过预变形工序的圆筒组件焊接临时拉筋,在经过预变形工序的圆筒组件翻转并吊装至变位机固定,以标记外筋板的安装位置为参照,在相邻两个安装位置的中间焊接临近拉筋;
在若干外筋板标记的安装位置依次进行坡口角焊缝,并将所有外筋板拼点在对应的安装位置上,依次进行坡口角焊缝,并将所有外筋板拼点在对应的安装位置上的方法包括:
采用多层多道焊接工序完成坡口角焊缝的焊接,每焊接一处并焊缝附近尚处在高温时段150℃以上,将外筋板拼点在外筋板的安装位置,外筋板两侧均需点焊,外筋板拼点后,再次以相同条件焊接相邻标记的安装位置的焊缝直至所有外筋板完成与对应安装位置的拼点为止;
多层多道焊接工序包括:打底焊、填充焊、盖面焊;多层多道焊接工序的顺序为打底焊为初始工序,在打底焊基础上进行填充焊,以及在填充焊完成后进行盖面焊,其中,坡口角焊缝,角焊缝焊脚尺寸24mm,打底、填充、盖面的焊缝长度逐级减少,打底焊长度75-85 mm,填充焊长度60-70 mm,盖面焊长度45-55 mm;
在圆筒组件的内侧与底板焊接内侧环焊缝,并采用两轮分段对称焊接完成打底焊;
焊接外筋板与圆筒组件拼点处的角焊缝,使所有外筋板与圆筒组件依次完成焊缝的打底焊,并在打底焊的基础上按照打底焊的顺序依次对所有外筋板的焊缝进行填充焊和盖面焊;
再次焊接内侧环焊缝,在内侧环焊缝的打底焊的基础上进行填充焊和盖面焊,并按照内侧环焊缝打底焊的顺序完成所有内侧环焊缝的填充焊和盖面焊;
利用拆除设备拆除圆筒组件上的临时拉筋;
在圆筒组件的外侧与底板焊接的外侧环焊缝,将外侧环焊缝分割成数段,采用分段跳焊方法对所有外侧环焊缝的打底焊进行填充焊和盖面焊,完成圆筒组件的整体焊接。
2.根据权利要求1所述的预防管板结构焊接变形的方法,其特征在于,所述圆筒组件包括:圆筒、底板以及座圈,圆筒的一端安装在底板上,另一端与座圈径向安装,所述圆筒靠近座圈的一端还分别标记有若干内筋板的安装位置。
3.根据权利要求2所述的预防管板结构焊接变形的方法,其特征在于,所述若干外筋板的安装位置位于圆筒的外径面上和位于圆筒外径面一侧的底板边缘处;所述若干内筋板的安装位置位于圆筒的内径面上和位于圆筒的内径面一侧的座圈内边沿处。
4.根据权利要求1所述的预防管板结构焊接变形的方法,其特征在于,在圆筒组件的内侧与底板焊接内侧环焊缝,并采用两轮分段对称焊接完成打底焊的方法为;
将圆筒内侧与底板环焊缝均分为偶数段,此处焊缝为坡口角焊缝;
采用打底焊填满坡口角,每层焊接的顺序相同,每一层焊缝均分两轮分段对称焊接,第一轮焊接选择从第一个分段焊缝开始,焊接完成后转至与第一个分段焊缝对称的第二个分段焊缝,再次选择位于第一个分段焊缝和第二个分段焊缝中心位置处的其它分段焊缝进行焊接,直至完成所有分段焊缝的焊接,其中,在焊接所有的分段焊缝的排序原则均是选择与上一段焊缝具有间隔的下一段焊缝进行焊接,结束第一轮焊接,第二轮焊接选择第一轮第一条分段焊缝旁边的分段焊缝,按照第一轮焊接的排序原则完成整体焊缝的焊接。
5.根据权利要求1所述的预防管板结构焊接变形的方法,其特征在于,焊接外筋板与圆筒组件拼点处的角焊缝,使所有外筋板与圆筒组件依次完成焊缝的打底焊,并在打底焊的基础上按照打底焊的顺序依次进行填充焊和盖面焊的方法包括:
先在焊接外筋板与圆筒的焊缝处进行打底焊,并顺时针依次完成所有外筋板与圆筒的焊缝的打底焊,再在外筋板与圆筒焊缝打底焊的基础上且按照打底焊的顺序依次进行填充焊和盖面焊,直至达到设计图纸要求的焊脚尺寸;
完成外筋板与圆筒的焊缝,再次对随机选择的第一个外筋板与底板的焊缝进行打底焊焊接,焊接完成后再次选择与第一个外筋板对称的第二个外筋板进行打底焊,第二个外筋板焊接完成后,再次选择位于第一个外筋板、第二个外筋板中心位置处的外筋板进行打底焊,直至所有外筋板完成打底焊,依照打底焊的顺序进行填充焊和盖面焊。
6.根据权利要求1所述的预防管板结构焊接变形的方法,其特征在于,利用拆除设备拆除圆筒组件上的临时拉筋的方法包括:
先采用电弧气刨清除临时拉筋焊缝的焊肉,直至剩余靠近底板和/或圆筒表面的焊肉;
剩余靠近底板和/或圆筒表面的焊肉通过电动打磨去除。
7.根据权利要求1所述的预防管板结构焊接变形的方法,其特征在于,在圆筒组件的外侧与底板焊接的外侧环焊缝,将外侧环焊缝分割成数段,采用分段跳焊方法对所有外侧环焊缝的打底焊进行填充焊和盖面焊的方法包括:
将焊缝分割成数段,并从中选择第一分段焊缝开始打底焊,此处焊缝为坡口角焊缝;
焊接完成后转至与第一分段对称的第二分段焊缝重新开始打底焊,然后选择与位于第一分段焊缝和第二分段焊缝中心位置处的分段焊缝开始打底焊,直至完成所有分段焊缝的打底焊,依照打底焊顺序进行填充焊和盖面焊,填充焊和盖面焊使外侧环焊缝的焊脚尺寸满足设计图纸要求后停止。
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103711066A (zh) * 2013-12-04 2014-04-09 中铁宝桥集团有限公司 新型钢箱梁顶板单元结构及制作方法
CN105834551A (zh) * 2016-05-20 2016-08-10 中冶天工集团天津有限公司 一种大型筒式钢制储罐底板焊接方法
CN106271155A (zh) * 2016-08-30 2017-01-04 苏州海陆重工股份有限公司 高温气冷堆中下堆芯壳底座中的外筋板焊接方法
CN106270921A (zh) * 2016-08-30 2017-01-04 苏州海陆重工股份有限公司 高温气冷堆中下堆芯壳底座中的内筋板焊接方法
CN108747065A (zh) * 2018-05-22 2018-11-06 南京宝色股份公司 一种大规格薄壁ta5合金带t型筋板片的制造工艺
CN110695616A (zh) * 2018-07-10 2020-01-17 北京京盛泰华金属结构有限公司 钢结构箱型柱加工工艺
CN110756964A (zh) * 2019-12-04 2020-02-07 珠海东方重工有限公司 H型钢构焊接前反变形处理工艺
CN111940955A (zh) * 2020-08-14 2020-11-17 武汉市人防工程专用设备有限责任公司 一种大型钢结构焊接平台的校正方法
CN112372105A (zh) * 2020-06-30 2021-02-19 中国二十二冶集团有限公司 钢结构焊接预热装置及其施工方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103711066A (zh) * 2013-12-04 2014-04-09 中铁宝桥集团有限公司 新型钢箱梁顶板单元结构及制作方法
CN105834551A (zh) * 2016-05-20 2016-08-10 中冶天工集团天津有限公司 一种大型筒式钢制储罐底板焊接方法
CN106271155A (zh) * 2016-08-30 2017-01-04 苏州海陆重工股份有限公司 高温气冷堆中下堆芯壳底座中的外筋板焊接方法
CN106270921A (zh) * 2016-08-30 2017-01-04 苏州海陆重工股份有限公司 高温气冷堆中下堆芯壳底座中的内筋板焊接方法
CN108747065A (zh) * 2018-05-22 2018-11-06 南京宝色股份公司 一种大规格薄壁ta5合金带t型筋板片的制造工艺
CN110695616A (zh) * 2018-07-10 2020-01-17 北京京盛泰华金属结构有限公司 钢结构箱型柱加工工艺
CN110756964A (zh) * 2019-12-04 2020-02-07 珠海东方重工有限公司 H型钢构焊接前反变形处理工艺
CN112372105A (zh) * 2020-06-30 2021-02-19 中国二十二冶集团有限公司 钢结构焊接预热装置及其施工方法
CN111940955A (zh) * 2020-08-14 2020-11-17 武汉市人防工程专用设备有限责任公司 一种大型钢结构焊接平台的校正方法

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