一种大型筒式钢制储罐底板焊接方法
【专利摘要】本发明公开了一种大型筒式钢制储罐底板焊接方法：首先，预制中幅板、边缘板和壁板，并进行罐底板的铺设；其次，在中幅板的横向短接缝焊接完成后，采用装配卡具对中幅板与边缘板的搭接部分进行固定，再进行每带中幅板的焊接；然后，对边缘板进行局域划分，采用对称隔缝跳焊法和多层多道焊对对接焊缝施焊；边缘板焊接完成后，在罐内侧一周的边缘板上设置加固装置，再逐一完成壁板与边缘板的焊接；最后，拆除装配卡具，分区域对称焊接中幅板与边缘板搭接焊缝，完成底板的焊接。本发明采用了适当的装配和合理的焊接顺序，在大面积薄板焊接施工过程中，有效地控制了焊接应力的集中，减小了焊接变形。
【专利说明】
-种大型筒式钢制储罐底板焊接方法
技术领域
[0001] 本发明设及设备焊接方法，特别设及一种大型筒式钢制储罐底板焊接方法。
【背景技术】
[0002] 储値値底板多义用16MnR钢制造，是由外围一周板厚16mm的边缘板和板厚8mm的中 幅板搭接焊接而成。罐底板与最后一带壁板之间圆周角焊缝连接，由于此处受力较大，此处 焊接之后将产生较大的收缩力，必须采取适当的装配、焊接顺序。否则，很容易使罐底板产 生失稳变形、使之离开渐青砂浆垫层向上拱起高达几公分。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种焊接顺序合理、壁板与边缘板 之间的焊接收缩不影响中幅板之间焊接的大型筒式钢制储罐底板焊接方法。
[0004] 本发明所采用的技术方案是：一种大型筒式钢制储罐底板焊接方法，包括W下步 骤：
[0005] (1)预制中幅板、边缘板和壁板，并进行罐底板的铺设；
[0006] (2)对中幅板的横向短接缝采用反变形措施利用多层多道焊完成焊接，使其焊接 为长条带状，此时，连接而成的长条板的焊接处于自由收缩状态；
[0007] (3)在中幅板与边缘板的搭接部分采用装配卡具进行固定；
[000引（4)采用由内到外分段倒退焊将每带中幅板依照由内到外的顺序逐带连接起来， 并采用多层多道焊多次成型，完成中幅板的焊接；
[0009] (5)中幅板焊接完成后，调整与边缘板伸缩缝的搭接量，切割不规则的多余部分；
[0010] (6)将呈环形分布的边缘板进行局域划分，并在各自对应的区域内，对对称的对接 焊缝从中间向两侧进行定位焊；
[0011] (7)待各自区域内的定位焊完成后，采用对称隔缝跳焊法和多层多道焊对对接焊 缝施焊，每焊接完一层进行清理打磨，同时辅W键击，完成边缘板的焊接；
[0012] (8)边缘板焊接完成后，将壁板同轴放置在环形边缘板上；
[0013] (9)在罐内侧一周的边缘板上设置一圈槽钢，并在底板拱起的部位压平后固定筋 板，所述槽钢和筋板组成底板加固装置；
[0014] (10)对壁板与边缘板的圆周角焊缝划分对称区域，在对称区域内沿同一方向分段 倒退焊，逐一完成壁板与边缘板的焊接，待圆周角焊缝冷却后，拆除步骤(9)中的加固装置；
[0015] (11)拆除步骤(3)中的装配卡具，并依照步骤(6)和步骤(7)边缘板焊接方法，分区 域对称焊接中幅板与边缘板的搭接焊缝，完成底板的焊接；
[0016] (12)底板焊接完成后，做真空试漏检查、消除残余应力、并实测检查平整度。
[0017] 步骤(3)中所述的装配卡具为L型结构，其短边的端部固定在所述边缘板上，其长 边与所述中幅板相卡和。
[0018] 步骤(9)中所述的槽钢采用弧形构件加工技术加工而成;所述筋板为直角Ξ角型 结构，其直角边一侧压在所述槽钢上，一侧与壁板内侧固定连接。
[0019] 本发明的有益效果是：
[0020] 1、本发明边缘板与中幅板之间的搭接焊缝采用装配卡具进行固定，不阻碍底板焊 接的收缩变形，使它能够比较自由的收缩；
[0021] 2、本发明焊接壁板与底板圆周角焊缝时，采用槽钢和筋板进行加固，有效控制底 板焊接变形；
[0022] 3、本发明采用了合理的焊接顺序，在大面积薄板焊接施工过程中，有效地控制了 焊接应力的集中，减小了焊接变形。
【附图说明】
[0023] 图1:本发明中幅板焊接顺序示意图；
[0024] 图2:本发明装配卡具结构示意图；
[0025] 图3:本发明边缘板焊接顺序示意图；
[0026] 图4:本发明加固装置结构示意图。
[0027] 附图标注：1、中幅板;2、边缘板;3、中幅板与边缘板的搭接焊缝;4、装配卡具;5、壁 板;6、槽钢;7、筋板。
【具体实施方式】
[0028] 下面结合附图对本发明作进一步的描述。
[0029] 如附图1至图4所示，一种大型筒式钢制储罐底板焊接方法，包括W下步骤：
[0030] -、预制中幅板1、边缘板2和壁板5,并铺设底板
[0031] 中幅板1由若干矩形钢板构成，边缘板2由若干扇形边缘钢板构成，壁板5为圆筒形 钢板;在渐青砂浆垫层上按照基础中屯、十字线和设计排版图敷设底板。
[0032] 二、中幅板1的焊接
[0033] 中幅板1的焊接顺序如图1所示。由于中幅板1面积大、板薄、焊缝多且长，焊缝收缩 变形大，因此，中幅板1的焊接应采用多名焊工对称焊，并采取由内到外、先短后长的原则。 首先，对中幅板1的横向短接缝W约70mm的间距、采用反变形措施利用多层多道焊完成焊 接，使其焊接为长条带状，此时，连接而成的长条板的焊接处于自由收缩状态，注意中幅板1 端部300mm不进行焊接;其次，在中幅板与边缘板的搭接焊缝3采用装配卡具4进行固定，其 目的是不阻碍底板的收缩变形，其中，所述装配卡具4为L型结构，其短边的端部固定在所述 边缘板2上，其长边与所述中幅板1相卡和(如图2所示）；然后，为减小焊接应力和焊接变形， 采用由内到外分段(每段长度W250mm~300mm为宜)倒退焊将每带中幅板1依照由内到外的 顺序逐带连接起来，并采用多层多道焊多次成型，完成中幅板1的焊接;待中幅板1焊接完成 后，调整与边缘板2伸缩缝的搭接量，切割不规则的多余部分。
[0034] Ξ、边缘板2的焊接
[0035] 首先，将呈环形分布的边缘板2进行局域划分，划分为对角的四个区域，四个区域 的焊接顺序如图3所示，并在各自对应的区域内布置技术水平相当，人员数量相同的焊接人 员，对对称的对接焊缝从中间W每段70mm向两侧进行定位焊;待各自区域内的定位焊完成 后，采用对称隔缝跳焊法和多层多道焊对对接焊缝施焊，每焊接完一层进行清理打磨，同时 辅W键击，完成边缘板2的焊接。对接焊缝施焊时，也可采用反变形法，W防止焊接产生过大 的变形。
[0036] 四、壁板5与边缘板2的圆周角焊缝焊接
[0037] 壁板5与边缘板2的圆周角焊缝的焊接，必须采取防变形措施，防止焊后底板拱起。 首先，边缘板2焊接完成后，将壁板5同轴放置在环形边缘板2上;其次，在罐内侧一周的边缘 板2上设置一圈槽钢6,所述槽钢6采用弧形构件加工技术加工而成，并在底板拱起的部位压 平后固定筋板7,所述筋板7为直角Ξ角型结构，其直角边一侧压在所述槽钢6上，一侧与壁 板5内侧固定连接，所述槽钢6和筋板7组成底板加固装置;然后，对壁板5与边缘板2的圆周 角焊缝划分对称区域，同时，对称布置焊工，在对称区域内沿同一方向分段倒退焊，并尽量 采用小范围焊接，逐一完成壁板5与边缘板2的焊接;最后，待圆周角焊缝冷却后，拆除所述 加固装置。所述加固装置的设置和上述壁板5与边缘板2的圆周角焊缝焊接方法，能有效的 控制焊接变形。
[0038] 五、中幅板与边缘板的搭接焊缝3的焊接
[0039] 拆除所述装配卡具4,并依照边缘板2的焊接方法，分区域对称焊接中幅板与边缘 板的搭接焊缝3,完成底板的焊接。
[0040] 六、真空试漏检查、消除残余应力、并实测检查平整度
[0041] 真空试漏检查:底板焊接完成后，做真空试漏检查无泄漏为合格。
[0042] 消除残余应力:采用爆破法消除残余应力。待底板全部焊接完毕后，施工工程爆破 导线，沿所有焊缝布设，待检查完毕后，引爆，爆炸产生的冲击波对底板产生的塑形变形，能 够使残余应力二次重分布和应力减弱。
[0043] 实测检查平整度:罐底板铺设组焊完成后，实测检查平整度，平整度不符合要求时 应进行局部处理。当引起凸变形时，先用氧气乙烘火焰加热凸起部位（加热溫度不能超过 900°C)，加热次数不允许超过两次;焊接后应采用真空(真空度不低于300mm隶柱)试漏法检 验，不漏为合格。当引起凹变形时，可根据凹陷直径长度用角钢或槽钢制作一口型架，在口 架上平面中间钻成一个大于螺栓直径2~3mm的孔，然后将口形架跨放在凹陷两侧点焊牢 固，最后将穿入架孔中螺栓中屯、位置，利用反力架旋紧螺母进行处理;在旋紧螺母的同时， 利用火焰在凹陷部位进行环向加热，边加热边旋紧螺母，凹陷即可平整。
[0044] 本发明中，在焊接操作过程中尽量使用相同的焊接设备、焊接参数，严格按照技术 交底布置焊工站位，使整体焊接变形控制到最小。
[0045] (1)焊接参数的选择
[0046] 手工电弧焊的规范参数包括:焊条直径、焊接电流、电弧电压(弧长）、焊接速度等。 其中最主要的参数是焊接电流和焊接速度，运两个参数决定了焊接过程的线能量，也决定 了焊缝金属的性能。
[0047] 因为底板为薄板焊接时选用Φ 3.2及Φ 4.0二种焊条施焊，Φ 3.2焊条用于定位焊 接。手工电弧焊立、横、仰焊电流比平焊电流小10%左右，低氨型焊条电流比酸性焊条电流 大10%左右。所用焊接电流匹配参数如表1所示：
[004引表1焊接电流匹配参数表
[0049]
[0050] (2)焊接技术
[0051] 手工电弧焊焊工的操作技术对焊缝的质量将起决定性作用。其内容包括引弧、收 弧、运条方式、焊条倾角和焊道接头方式等。该煤气柜底板引弧要求严格，决不允许任意在 容器钢板表面非焊接部位引弧。焊缝端收弧时不能突然焰灭电弧，应将焊条停止前移，维持 一段时间，W填满弧坑。手工电弧焊时，可W采用各种方式运条。最常用的运条方式是W焊 缝轴线为中屯、的对称横向摆动。摆动速度和宽度取决于所需要的焊缝形状和尺寸。
[0052] 表2手工电弧焊中的焊条倾角 [0化3]
【主权项】
1. 一种大型筒式钢制储罐底板焊接方法，其特征在于，包括以下步骤： (1) 预制中幅板、边缘板和壁板，并进行罐底板的铺设； (2) 对中幅板的横向短接缝采用反变形措施利用多层多道焊完成焊接，使其焊接为长 条带状，此时，连接而成的长条板的焊接处于自由收缩状态； (3) 在中幅板与边缘板的搭接部分采用装配卡具进行固定； (4) 采用由内到外分段倒退焊将每带中幅板依照由内到外的顺序逐带连接起来，并采 用多层多道焊多次成型，完成中幅板的焊接； (5) 中幅板焊接完成后，调整与边缘板伸缩缝的搭接量，切割不规则的多余部分； (6) 将呈环形分布的边缘板进行局域划分，并在各自对应的区域内，对对称的对接焊缝 从中间向两侧进行定位焊； (7) 待各自区域内的定位焊完成后，采用对称隔缝跳焊法和多层多道焊对对接焊缝施 焊，每焊接完一层进行清理打磨，同时辅以锤击，完成边缘板的焊接； (8) 边缘板焊接完成后，将壁板同轴放置在环形边缘板上； (9) 在罐内侧一周的边缘板上设置一圈槽钢，并在底板拱起的部位压平后固定筋板，所 述槽钢和筋板组成底板加固装置； (10) 对壁板与边缘板的圆周角焊缝划分对称区域，在对称区域内沿同一方向分段倒退 焊，逐一完成壁板与边缘板的焊接，待圆周角焊缝冷却后，拆除步骤(9)中的加固装置； (11) 拆除步骤(3)中的装配卡具，并依照步骤(6)和步骤(7)边缘板焊接方法，分区域对 称焊接中幅板与边缘板搭接焊缝，完成底板的焊接； (12) 底板焊接完成后，做真空试漏检查、消除残余应力、并实测检查平整度。2. 根据权利要求1所述的大型筒式钢制储罐底板焊接方法，其特征在于，步骤(3)中所 述的装配卡具为L型结构，其短边的端部固定在所述边缘板上，其长边与所述中幅板相卡 和。3. 根据权利要求1所述的大型筒式钢制储罐底板焊接方法，其特征在于，步骤(9)中所 述的槽钢采用弧形构件加工技术加工而成;所述筋板为直角三角型结构，其直角边一侧压 在所述槽钢上，一侧与壁板内侧固定连接。
【文档编号】B23K9/02GK105834551SQ201610343942
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年5月20日
【发明人】李凯, 王亚敏, 常喜, 李宝玉, 王见胜, 李晶, 王雪, 陈维坤, 王桂川, 张媛媛, 王源
【申请人】中冶天工集团天津有限公司