CN115070164B - 厚板锥节纵环缝的埋弧焊接工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种厚板锥节纵环缝的埋弧焊接工艺，能实现锥节纵环缝的埋弧焊接。其包括以下步骤：对分瓣锥节纵缝焊接部位进行坡口加工，采用外U型内V坡口形式；将锥节组装后通过夹持工装安装在变位机上，变位机旋转锥节纵缝至水平面位置；对焊丝、坡口及坡口两侧进行清理；使用埋弧焊依次进行各个纵缝焊缝外口的打底、填充；对锥节纵缝背面焊缝清根并依次进行内口的打底、填充；依次进行锥节纵缝外口的盖面层、锥节内口的盖面层焊接；加工锥节环缝坡口；依次进行锥节环缝的打底、填充、盖面层焊接。
Description
技术领域
本发明涉及一种厚板锥节纵环缝的埋弧焊接工艺，具体涉及一种厚板锥节纵环缝的埋弧焊接工艺，属于焊接工艺技术领域。
背景技术
在压力容器制作中随着压力、温度的升高，容器的板厚也随之增加，而现有的锥节压制工艺中，50mm以上的锥节成型均采用分瓣组装方式即将整个锥节分割为几瓣，根据锥节的弧度分别压制，之后整体组装。由于其拼对组装方式，锥节纵环缝的焊接一般采用焊条电弧焊甚至氩弧焊进行焊接，焊接质量对操作者的技能水平依赖性较大，特别是针对厚板焊接，焊接时间长，操作者精力、体力的下降、责任心的下降等主观因素对焊接质量的负面影响较大，因操作原因产生缺陷的可能性就越大。
而分瓣锥节的组装坡口一般选择双V型坡口，坡口角度多采用60°～70°，考虑安全的作业条件，锥节组装后多采用手工立焊方式，焊接难度大，采用传统焊条电弧焊，焊接效率低。
发明内容
本发明目的是提供了一种厚板锥节纵环缝的埋弧焊接工艺，能实现锥节纵环缝的埋弧焊接，亦通过对坡口形式的优化，改变手工立焊焊接方法，减少焊材填充量，提高施焊效率同时保证焊接质量。
本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
一种厚板锥节纵环缝的埋弧焊接工艺，包括以下步骤：
(1)对分瓣锥节纵缝焊接部位进行坡口加工，采用外U型内V坡口形式；
(2)将锥节组装后通过夹持工装安装在变位机上，固定牢靠，变位机旋转锥节纵缝至水平面位置；
(3)对焊丝、坡口及坡口两侧油污、铁锈杂质进行清理，露出金属光泽；
(4)使用埋弧焊依次进行各个纵缝焊缝外口的打底、填充；
(5)对锥节纵缝背面焊缝清根并依次进行内口的打底、填充；
(6)依次进行锥节纵缝外口的盖面层、锥节内口的盖面层焊接；
(7)加工锥节环缝坡口，采用外U型内V坡口形式，调整锥节位置；
(8)依次进行锥节环缝的打底、填充、盖面层焊接。
上述厚板锥节纵环缝的埋弧焊接工艺基础上，步骤(1)中坡口U型坡口单边角度10～12°，根部圆弧R为8～10mm，V型坡口单边角度30～35°，V型坡口深度与板厚δ成比例关系，30≤δ≤50mm，深度h＝sin(δ/1000*π)*δ，50＜δ≤80mm，深度h＝sin(δ/1000*π)*(δ-30)，钝边2mm，间隙0mm。
上述厚板锥节纵环缝的埋弧焊接工艺基础上，步骤(2)中夹持工装在锥节中心位置焊接H型钢，并在H型钢端部钻孔，在锥节端部横***钢，槽钢型号16#～18#，槽钢与H型钢采用螺栓连接，螺栓规格为M24～M30，数量至少4件。
上述厚板锥节纵环缝的埋弧焊接工艺基础上，步骤(2)纵缝焊接时处于水平位置，水平度偏差小于5mm。
上述厚板锥节纵环缝的埋弧焊接工艺基础上，步骤(4)纵缝外口打底、填充厚度小于2/3外口厚度，纵缝里口打底、填充厚度小于2/3内口厚度。
上述厚板锥节纵环缝的埋弧焊接工艺基础上，步骤(5)中纵缝外口及内口的焊接顺序为同一方向依次焊接。
上述厚板锥节纵环缝的埋弧焊接工艺基础上，步骤(7)中环缝坡口形式采用外U型内V坡口形式，根部圆弧R为8～10mm，V型坡口单边角度30～35°，U型坡口深度至少2/3板厚，V型坡口深度5～10mm，钝边2mm，间隙0mm。
上述厚板锥节纵环缝的埋弧焊接工艺基础上，步骤(7)坡口的中心线垂直与锥节中心线，即锥节处于水平位置时，坡口角度为垂直方向。
上述厚板锥节纵环缝的埋弧焊接工艺基础上，焊接工艺包括：
1)打底、填充焊接：焊接电流为450-550A，焊接电压为28-35V，焊接速度为35-45cm/min；
2)盖面层焊接：焊接电流为480-580A，焊接电压为30-38V，焊接速度为35-40cm/min。
本发明的优点在于：
1、将传统的双V型坡口，坡口角度60°～70°优化为外U型内V坡口形式，坡口角度20°～24°，减少焊材填充量约30％。
2、锥节纵、环缝由原来的焊条电弧焊优化为埋弧焊接，焊接效率提升2倍以上。
3、锥节纵缝的焊接采用交叉依次焊接，能有效减少焊接变形，保证锥节焊后整体圆度。
4、焊接位置由立焊方式转变为平焊方式，降低了焊接难度，提高焊接质量。
总之，本发明通过改变坡口型式，采用变位机辅助焊接，优化纵缝焊接顺序，调整焊接位置，实现了厚板锥节纵环缝的埋弧焊接，减少焊材填充量的同时，大幅度的提升了纵环缝的焊接效率，有效降低焊工劳动强度，保证锥节焊缝焊接质量，具有良好的实际应用之价值。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
图1为本发明纵缝埋弧焊接示意图；
图2为本发明纵缝焊接接头和坡口形式；
图3为本发明环缝焊接接头和坡口形式。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步说明。但不构成对本发明的限制。应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
如图1-图3所示，一种材质为Q345R规格为Φ2500/Φ1300×90mm的厚板分瓣锥节埋弧焊接，包括以下步骤：
1)对三瓣锥节纵缝焊接部位进行坡口加工，采用外U型内V坡口形式，U型坡口单边角度12°，根部圆弧R10mm，V型坡口单边角度30°，U型坡口深度60mm，V型坡口深度360mm，钝边2mm，间隙0mm；
2)制作锥节夹持工装1，在锥节2中心位置焊接H型钢，型号为350*350*10mm,并在H型钢端部钻孔，在锥节2端部横***钢，槽钢型号16#，槽钢与H型钢采用螺栓连接，螺栓规格为M24，数量4件。
3)将锥节2组装后通过夹持工装1及卡盘3安装在变位机4上，固定牢靠，变位机4旋转锥节2纵缝至水平面位置，平面度偏差3mm；
4)对焊丝、坡口及坡口两侧油污、铁锈等杂质进行清理，露出金属光泽；
5)使用埋弧焊进行纵缝焊缝外口的打底、填充，焊接厚度50mm，焊接顺序为顺时针焊接，焊接完一道纵缝后旋转变位机4将下一道纵缝至水平位置；
6)外口打底7、填充6焊接完成后，对锥节2纵缝背面焊缝清根，并将内口旋转至水平位置，进行内口的打底、填充焊接，焊接厚度25mm，顺时针焊接；
7)再次进行锥节2纵缝外口的盖面层5焊接，依然按照顺时针焊接，最后进行锥节2内口的盖面层焊接；
8)焊接过程中始终测量锥节2的大小口尺寸，防止焊接变形；
9)锥节2环缝坡口形式采用外U型内V坡口形式，根部圆弧R为10mm，V型坡口单边角度30°，U型坡口深度75mm，V型坡口深度10～15mm，钝边2mm，间隙0mm；
10)使用变位机4将锥节2调整至水平位置，锥节2环缝的坡口的中心线垂直与锥节2中心线，坡口为竖直方向，进行锥节2环缝的埋弧焊接；
11)打底、填充焊接：焊接电流为450-550A，焊接电压为28-35V，焊接速度为35-45cm/min；
12)盖面层焊接：焊接电流为480-580A，焊接电压为30-38V，焊接速度为35-40cm/min。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种厚板锥节纵环缝的埋弧焊接工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)对分瓣锥节纵缝焊接部位进行坡口加工，采用外U型内V坡口形式；
(2)将锥节组装后通过夹持工装安装在变位机上，固定牢靠，变位机旋转锥节纵缝至水平面位置；
(3)对焊丝、坡口及坡口两侧油污、铁锈杂质进行清理，露出金属光泽；
(4)使用埋弧焊依次进行各个纵缝焊缝外口的打底、填充；
(5)对锥节纵缝背面焊缝清根并依次进行内口的打底、填充；
(6)依次进行锥节纵缝外口的盖面层、锥节内口的盖面层焊接；
(7)加工锥节环缝坡口，采用外U型内V坡口形式，调整锥节位置；
(8)依次进行锥节环缝的打底、填充、盖面层焊接；
步骤(1)中坡口U型坡口单边角度10～12°，根部圆弧R为8～10mm，V型坡口单边角度30～35°，V型坡口深度与板厚δ成比例关系，30≤δ≤50mm，深度h＝sin(δ/1000*π)*δ，50＜δ≤80mm，深度h＝sin(δ/1000*π)*(δ-30)，钝边2mm，间隙0mm；步骤(2)中夹持工装在锥节中心位置焊接H型钢，并在H型钢端部钻孔，在锥节端部横***钢，槽钢型号16#～18#，槽钢与H型钢采用螺栓连接，螺栓规格为M24～M30，数量至少4件。
2.如权利要求1所述厚板锥节纵环缝的埋弧焊接工艺，其特征在于，步骤(2)纵缝焊接时处于水平位置，水平度偏差小于5mm。
3.如权利要求1所述厚板锥节纵环缝的埋弧焊接工艺，其特征在于，步骤(4)纵缝外口打底、填充厚度小于2/3外口厚度，纵缝里口打底、填充厚度小于2/3内口厚度。
4.如权利要求1所述厚板锥节纵环缝的埋弧焊接工艺，其特征在于，步骤(5)中纵缝外口及内口的焊接顺序为同一方向依次焊接。
5.如权利要求1所述厚板锥节纵环缝的埋弧焊接工艺，其特征在于，步骤(7)中环缝坡口形式采用外U型内V坡口形式，根部圆弧R为8～10mm，V型坡口单边角度30～35°，U型坡口深度至少2/3板厚，V型坡口深度5～10mm，钝边2mm，间隙0mm。
6.如权利要求1所述厚板锥节纵环缝的埋弧焊接工艺，其特征在于，步骤(7)坡口的中心线垂直于锥节中心线，即锥节处于水平位置时，坡口角度为垂直方向。
7.如权利要求1所述厚板锥节纵环缝的埋弧焊接工艺，其特征在于，焊接工艺包括：
1)打底、填充焊接：焊接电流为450-550A，焊接电压为28-35V，焊接速度为35-45cm/min；
2)盖面层焊接：焊接电流为480-580A，焊接电压为30-38V，焊接速度为35-40cm/min。
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