CN102922096A - 大型铝塔现场组对焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种焊接方法，提供了工序简单，可明显提高生产效率及大幅度降低工人的劳动强度，把组对点固焊、打底焊融为一体，减小铝塔错边量的大型铝塔现场组对焊接方法，解决了现有技术中存在的铝塔组对焊接工序烦复，费时费力，焊接过程铝塔变形量大，垂直度和错边量易超差，工人的劳动强度高，效率低等技术问题，其过程大致包括，先将上、下塔上对应设置千斤顶支撑挡板，再将上塔吊运至下塔上方后调整垂直度和错边量，在上下塔的0°和180°位置采用双人同步氩弧并形成若干段短焊缝，且期间不断调节错边量，再对短焊缝填充焊，然后焊接短焊缝间的间隙接缝，再对间隙接缝填充焊，最后进行盖面焊。

Description

大型铝塔现场组对焊接方法

技术领域

本发明涉及一种焊接方法，尤其涉及一种可明显提高了生产效率及大幅度降低了工人的劳动强度，把组对点固焊、打底焊融为一体，减小铝塔错边量的大型铝塔现场组对焊接方法。

背景技术

大型铝制空气分离装置的核心设备是由铝镁合金材料制成的压力塔、低压塔和主冷凝器组成的精馏塔及粗氩塔（通称为铝塔），其直径一般3至5米，高度一般超过50米。由于铝镁合金材料的强度相对较低，为便于运输和安装，通常将其分段运输至安装现场后，再在空分冷箱内进行立式组对焊接。传统焊接方法是采用大型起重机将上塔吊起，再利用预先焊在塔壁上的支撑平台设置千斤顶来调整垂直度，然后根据上塔高度和重量放置4至8个千斤顶配合起重机对上塔进行支撑，同时在对接部位的外塔壁上至少焊接8块的防变形加强板，然后对焊缝进行焊接，焊接过程中难免会产生铝塔垂直度、错边量超差，甚至产生棱角变形；待焊缝焊接完毕后再将上述工装一一拆除，并割掉支撑平台及防变形加强板，不仅费时费力，对塔壁也造成一定的损伤。

中国专利公开了一种高压容器底封头与裙座的焊接方法及其焊接件（CN1360991A），其过程大致包括：在底封头与裙座间制作一个带有内伸翘角的环形件作为中间焊接件，将内伸翘角倒置套在底封头上，焊接翘角与底封头之间的一圈环下部角焊缝，焊后翻转清根，再焊接主体上端与底封头之间的一圈环上部角焊缝，最后将裙座套在主体下端内侧向下伸出的挡环上，两者间形成内窄外宽的坡口，然后焊接坡口所在的环向焊缝后清根。虽然此种焊接方法有效的克服或减轻了现有技术方法带来的成本高、效率低、耗材多，加工过程复杂等缺点，但此种焊接方法只适用于高压容器底封头与裙座的焊接。

发明内容

本发明主要是提供了一种工序简单，可明显提高了生产效率及大幅度降低了工人的劳动强度，把组对点固焊、打底焊融为一体，减小铝塔错边量的大型铝塔现场组对焊接方法，解决了现有技术中存在的铝塔组对焊接工序烦复，费时费力，焊接过程铝塔变形量大，垂直度和错边量易超差，工人的劳动强度高，效率低等的技术问题。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种大型铝塔现场组对焊接方法，包括如下步骤：

1）在上塔的下端口外边沿标记出0°和180°刻度线，在下塔的上端口外边沿标记出0°和180°刻度线；

2）计算上、下塔理论错边量，并在上塔的下端口外边沿及下塔的上端口外边沿对应标记出若干条对中刻度线；

3）在靠近上塔下端口的外环面上沿周向均布焊接若干个上塔千斤顶支撑挡板，在靠近下塔上端口的外环面上焊接若干个与上塔千斤顶支撑挡板对应的下塔千斤顶挡板；

4）安装下塔并调整垂直度，再用起重机将上塔吊至下塔的正上方，使上塔上的0°刻度线与下塔上的0°刻度线相对应，上塔上的180°刻度线与下塔上的180°刻度线相对应，并将千斤顶分别放置在下塔千斤顶挡板上，然后使上塔下端口外的上塔千斤顶支撑挡板对应顶置在千斤顶上；

5）利用起重机和千斤顶调整上塔垂直度及上塔与下塔对接缝间的间隙；

6）定位焊：分别以上、下塔的0°和180°刻度线位置为起点，采用双人同步氩弧焊，形成均匀分布的若干段短焊缝；

7）打底焊：再分别以上、下塔的0°和180°刻度线位置为起点，采用双人同步氩弧焊，对步骤6）中的短焊缝进行填充焊接至近塔壁外表面；

8）拆除千斤顶，上、下塔千斤顶支撑挡板，移除起重机； 

9）再焊接步骤7）中的短焊缝间的间断焊缝，使上、下塔间短焊缝首尾相接后形成一封闭圆环；

10）对步骤9）中的间断焊缝进行填充焊接至近塔壁外表面；

11）对上、下塔间的整条焊缝进行盖面焊；

其中的步骤1）和步骤2）可以互换，步骤3）至步骤11）在步骤1）和步骤2）之后顺序进行。

错边量是指上、下塔内外壁面的不平整度，通过把传统的铝塔组对焊接方法中的错边量调整（俗称捻缝）和打底焊接两道工序合二为一，即将0°和180°两个点同步进行捻缝和打底焊接，优点在于：一是把捻缝和打底焊接同步进行，一方面节省了工装卡具的焊接及拆除的工作量，从而提高了工作效率、降低了劳动强度；二是捻缝打底焊缝进行补强焊接，使得补强焊缝抵抗变形的能力远远高于塔缝焊接过程的焊接应力，从而解决了铝塔在焊接过程中出现错边量超差的问题；三是由于打底或者补强焊缝的强度足以满足对上塔的支撑作用，因此起重机占用时间比传统方法减少50%以上；四是由于取消了固定和补强工装卡具的使用，大幅度降低了塔壁上焊接工作量，与传统方法相比，塔壁焊接量可减少80%，明显的提高了铝塔组对质量。

作为优选，所述步骤6）过程中，实时检测上、下塔上对应的对中刻度线的错位变化，并在对中刻度线偏移方向的反方向增加错边量进行调整。在焊接过程中如发现上、下塔上相对应的对中刻度线发生错位变化，即通过千斤顶在凸出的上塔或下塔外壁面上，即通过反方向增加错边量来调整错边量，以确保捻缝过程中错边量始终处于公差范围内，调节方法简单有效。

作为优选，所述步骤6）中的短焊缝长度为100至120mm，短焊缝间距为300至500 mm，熔敷金属厚度为4至6mm。短焊缝长度过长会使变形量增加，短焊缝长度过短时会降低定位和防止焊接变形的作用，足够的熔敷金属厚度保证了上、下塔的连接强度。

作为优选，所述步骤6）或步骤10）中，短焊缝或间断焊缝填充至距离上、下塔壁外表面1至2mm。补强焊接使得补强焊缝抵抗变形的能力远远高于塔缝焊接过程的焊接应力，从而解决了铝塔在焊接过程中出现错边量超差的问题。

因此，本发明的大型铝塔现场组对焊接方法具有下述优点：把捻缝和打底焊合二为一，简化了工序，既节省了塔壁对口点固焊工序，又节省了大量辅助工装卡具材料，大幅度降低了工人的劳动强度同时免去了卡具焊接和焊接对塔壁的损伤，效率高质量好，尤其解决了焊接过程中易出现错边量超差的问题；捻缝完成即短焊缝打底焊接完成，再对短焊缝进行填充焊接后即可卸掉千斤顶和起重机全部载荷，上塔重量由短焊缝承受，起重机使用时间大大减少。

具体实施方式：

下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例： 

本发明的大型铝塔现场组对焊接方法，包括如下步骤：

1）在上塔的下端口外边沿标记出0°和180°刻度线，在下塔的上端口外边沿标记出0°和180°刻度线；

2）计算上、下塔理论错边量，即：错边量=上、下塔的周长差/π/2，并满足错边量小于塔壁厚度20%的标准规定，并在上塔的下端口外边沿及下塔的上端口外边沿对应标记出若干条对中刻度线；

3）在靠近上塔下端口的外环面上沿周向均布焊接4个上塔千斤顶支撑挡板，在靠近下塔上端口的外环面上焊接4个与上塔千斤顶支撑挡板对应的下塔千斤顶挡板；

4）安装下塔并调整垂直度，再用起重机将上塔吊至下塔的正上方，使上塔上的0°刻度线与下塔上的0°刻度线相对齐，上塔上的180°刻度线与下塔上的180°刻度线相对齐，并将千斤顶分别放置在下塔千斤顶挡板上，然后使上塔下端口外的上塔千斤顶支撑挡板对应顶置在千斤顶上；

5）起重机卸载50%后通过千斤顶调整上塔垂直度及上塔与下塔对接缝间的间隙，间隙为8±2mm，同时对上塔垂直度进行调整，使其在对称的4个方向同时满足小于8mm偏差的要求；

6）定位焊：分别以上、下塔的0°和180°刻度线位置为起点，采用双人同时顺时针或逆时针进行同步氩弧焊，形成均匀分布的若干段短焊缝，其中短焊缝长度为110mm，短焊缝间距为400 mm，熔敷金属厚度为5 mm，且在焊接过程中，需实时检测上、下塔上对应的对中刻度线的错位变化，并采用千斤顶在对中刻度线偏移方向的反方向增加错边量进行调整；

7）打底焊：再分别以上、下塔的0°和180°刻度线位置为起点，采用双人同步氩弧焊，对步骤6）中的短焊缝进行填充焊接至距离上、下塔壁外表面1至2mm； 

8）拆除千斤顶，上、下塔千斤顶支撑挡板，移除起重机； 

9）再焊接步骤7）中的短焊缝间的间断焊缝，使上、下塔间短焊缝首尾相接后形成一封闭圆环；

10）对步骤9）中的间断焊缝进行填充焊接至距离上、下塔壁外表面1至2mm；

11）对上、下塔间的整条焊缝进行盖面焊；

其中的步骤1）和步骤2）可以互换，步骤3）至步骤11）在步骤1）和步骤2）之后顺序进行。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明的构思作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (4)

1.一种大型铝塔现场组对焊接方法，其特征在于：包括如下步骤：

1）在上塔的下端口外边沿标记出0°和180°刻度线，在下塔的上端口外边沿标记出0°和180°刻度线；

2）计算上、下塔理论错边量，并在上塔的下端口外边沿及下塔的上端口外边沿对应标记出若干条对中刻度线；

3）在靠近上塔下端口的外环面上沿周向均布焊接若干个上塔千斤顶支撑挡板，在靠近下塔上端口的外环面上焊接若干个与上塔千斤顶支撑挡板对应的下塔千斤顶挡板；

4）安装下塔并调整垂直度，再用起重机将上塔吊至下塔的正上方，使上塔上的0°刻度线与下塔上的0°刻度线相对应，上塔上的180°刻度线与下塔上的180°刻度线相对应，并将千斤顶分别放置在下塔千斤顶挡板上，然后使上塔下端口外的上塔千斤顶支撑挡板对应顶置在千斤顶上；

5）利用起重机和千斤顶调整上塔垂直度及上塔与下塔对接缝间的间隙；

6）定位焊：分别以上、下塔的0°和180°刻度线位置为起点，采用双人同步氩弧焊，形成均匀分布的若干段短焊缝；

7）打底焊：再分别以上、下塔的0°和180°刻度线位置为起点，采用双人同步氩弧焊，对步骤6）中的短焊缝进行填充焊接至近塔壁外表面；

8）拆除千斤顶，上、下塔千斤顶支撑挡板，移除起重机； 

9）再焊接步骤7）中的短焊缝间的间断焊缝，使上、下塔间短焊缝首尾相接后形成一封闭圆环；

10）对步骤9）中的间断焊缝进行填充焊接至近塔壁外表面；

11）对上、下塔间的整条焊缝进行盖面焊；

其中的步骤1）和步骤2）可以互换，步骤3）至步骤11）在步骤1）和步骤2）之后顺序进行。

2.根据权利要求1所述的大型铝塔现场组对焊接方法，其特征在于：所述步骤6）过程中，实时检测上、下塔上对应的对中刻度线的错位变化，并在对中刻度线偏移方向的反方向增加错边量进行调整。

3.根据权利要求1或2所述的大型铝塔现场组对焊接方法，其特征在于：所述步骤6）中的短焊缝长度为100至120mm，短焊缝间距为300至500 mm，熔敷金属厚度为4至6mm。

4.根据权利要求1或2所述的大型铝塔现场组对焊接方法，其特征在于：所述步骤6）或步骤10）中，短焊缝或间断焊缝填充至距离上、下塔壁外表面1至2mm。