大型凹箱形梁结构件的焊接变形控制

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1、?焊接?大 型凹箱形梁 结构 件的焊 接 变形控 制上海趁设一路桥机摊设备有限公司武廷虎摘要针对大型凹箱形梁的结构特点及焊后变形 情况,合理设计坡口形式,制定切实可行的装配焊接工 艺,采用?焊及手工 电弧焊相结合的方法成功地控制了焊接变形,构件焊接质量满足设计要求。? ? ! ? #? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? !? ? ? ? ? ? ? ? ?,? ? ? ? ?,?讲? ? ? ?讲? ? ? ? ? ? ?,? ? ? ? ? ?,? ? ? ? ? ? ? ?关?询凹箱形梁娜接工艺变形控翻美国中信钢厂板坯连铸机结晶器振动装置设备的改造,是我国冶金设备第一

2、次打入美国市场的重点项目,产品具有? ?年代国际先进水平。图纸由西安重型机械研究所设计,上海重型矿山机械公司负责全套设备的制造。?构件分析全套设备改造 由于受钢厂基础结构条件的限制,其中振动台架、固定台架、横梁三大构件的设计全部呈凹箱形梁结构?图?。构件重量 分别为?、?、?,外形尺寸分别 为? ? ?、? ? ?、? ? ? ?,内凹尺寸 分别 为? !?,? ?、? ?,材料为? ! ,板厚绝大 多 数采用 25: nm、 3omm、 4omm、 somm等几种规格,箱形体内均分别丑有冷却通水道和水箱。焊后,水箱须经水压试验,压 力1.2、l.6MPa。构件凹形内外开挡尺寸允许误差Zmm,

3、平面度尺且且且且l l l l l l l l ll l l l l l l l l l l, , ,) l l l舀舀舀舀舀舀l ! ! !l l l l l l l l l l l l l l l l l1 1 1 1 1 ( ( (l l l r r rl . . . . . . .ll l l l l ll l ll l l l l21 1 1 阵阵_二二二一一匕 _二_ 图1构件简图 ( a)振动台架(b )固定台架(e)横 梁娜接199 2 (12)寸允许误 差2、3m m。焊缝设计的K形和单边V形坡口约占各构件焊缝的7 0万。对于这样一种大厚度、大拘束力、特殊形状的大型结构,娜后

4、昌产生多种焊接变形,例如:(l )纵向、橄向收缩变形,造成构件相通水钱和水箱装配位t偏移,(2)凹箱形梁结 构 裤 脚开尺变形,拢尺变形,上下分叉翘变形;(3)弯曲变形,(4)扭曲变形。焊接生产中,一般单箱形梁和双箱形梁较多,就是双箱形梁的生产,通常也是采用小拼大的焊接结构生产过程。先拆成若干个单箱形梁,然后合成装焊成双箱形梁。在长期焊接中,人们已掌握和积累了一套控制该类箱形梁鳍构焊接变形的工艺方法和经验。凹箱形梁结构焊接国内几乎较少 见到。制作时,不能拆成单件生产,只能整体组装,整体焊接,焊接变形很难控制。焊接难度比一般结构大得多。引起凹箱形梁焊接变形的关键在 于厚缝相对于构件中性轴严重不对

5、称。当然,还有其它一些原因,例如:冷作装配顺序、烨接顺序、焊接工艺方法、焊接参数、接头形式和坡口等,因此,对凹箱形梁的焊接,不能单独从一个方面孤立考虑防止和减少焊接变形,而是应该进行旅合分析,采取相应措施,制定 出较切合实际的有效的焊接工艺。状。考虑到构件纵横向收缩,底盖板、主筋板及有关相接零件按1.2多、1.5形放 伸缩余量。各加工面放1 0m m加工余量。(4)在焊接矫正后的“U”箱形体内就位放置焊接好的各类冷却水管。(5)凹箱形梁从纵向看,沿中心轴线构件呈对称性,从横向看,构件中心轴呈不对称性。焊缝离中性轴越远,说 明焊接变形越严重。根据构件形状特点,我们在凹箱形梁开口内端增加一根2 0

6、钢工字梁,沿构件中心轴线两侧又增加两根2 0钢工字梁支撑。实践证明,此工艺方法确实有效,减少和牵制了构件的各种变形。(6)焊前对焊道和坡口内油、锈等污物进行清理。1冲作魏巴工艺吸序人1焊前准备 (1 )构件接头形式墓水是T形接头,在 保证构件焊缝强度的条件下,力求减少焊缝截面,以减少焊接变形,尽量选用K形坡口,少用或不用单边V形坡口,坡口形 式及尺寸见表1。(2)构件刚性较大,为获得稳定的焊接质t,定位焊采用抗裂性能较好的E 4315低级旅性焊条,妇二m,定位焊缝长度4 0、5 0mm,间距250、300mm。(3)在平台上放置已拼好的凹形底板,雄后划线帮上各相关就位的竖筋成“U”箱形3娜接方

7、法和娜簇瓜序3。 1焊接方法选用以C O:焊为主,手工电弧焊为辅的工艺方法。 CO:焊 丝 为H osMnZSi,叻1.Zm m,手工电弧焊采用E4 31 5碱性低氢焊条(直流反接)。构件中Q235A与ICrisN igT i焊接,采用El一23一 13一16焊条(A 302),ICr18 Ni g Ti冷却水管采用E O一1 9一 10Nb一16(A132)焊条。焊接参数见 表2。3 .2焊接顺序(l)焊接“U”箱形体内全部筋板、侧板、底板焊缝,要求先焊接筋板与筋板、侧板垂直焊缝(宜采用立焊),然后焊接筋板、侧板与底板焊缝。(2)依次焊接侧板与盖板焊缝、塞焊焊缝和支座焊缝等,最后焊接冷却水管

8、与箱体焊缝(如果先焊冷却水管与箱体焊缝,如箱体变形严重,矫正 后管子焊缝有可能被拉裂)。(3)在焊缝相对构件 中性轴不对称的情况下,原则上先焊接靠近中性轴的接头焊缝,然后焊接与中性轴最远的接头焊缝。焊接时,由两名焊工从构件 中、公向两侧,然后转弯时对称焊接。如果构件作的。翻身焊接或单人焊接,焊接1992(1之)!,. . . . .旧. . .表1坡口形式及尺寸坡口形式焊缝要求d1 (幻 区m)赵 扣口扣以P, ,们,b(mm)C(口m)H (口.)K (m m)勺 n八O,工勺q幼,自,., 翻 ,自, .2 2 2价 21 026 0 6 0 5 0肠5 04 54 05 05 0 4 0

9、 5 0 5 1 ) 4 04 0 5 03 02 55 0 2 5印3 0305022肠23飞30,r又丫上丁l s el/召!7丫咨寸次今q丈, . . . 月月闷月1 勺弓.十.卜1 1,j书之一 叹、一一召洲、目.产日产、.尸Z目卜,办书l卜.吹fL气. . 尸尸洲/夕飞. 尸尹r J洲7一口卜卜心叹目心目习抽. , 乙J J 6 孟.夕/一仔l曰曰日.、F厂匕尸扮叫闷叨g 护怜卜胜护价/ 1J Z / l气/“夕之沁州、山大、愈盔鑫阳哪臀1注.1.表中听示 均为三大构件巾主要拼板、侧筋板坡口和焊缝尺寸,2.表中单面或双面坡口角焊缝K值未标,均为平焊缝。衰2娜续.橄烽条及焊丝焊材规格

10、(幻 。.区)焊接电流 (A )电弧电压 (V )气体流t(L/m还)适用范围E O一 19一 10Nb一 16El一 23一 13一 16E冰 3 158 0 10 0120 15 0160 18 01 60 18 020n一24018n一21019 2 115 2018名不诱钢管对接接头娜接18书不锈钢+Q235异种 钢焊接电35钢焊接 Q23引纲焊接Q 235钢焊接焊接顺序应作相应变化,见图2。(4)构件 9 0。转角处焊缝,一个方向的焊缝焊完后,另一垂直方向焊缝,采用立焊并多焊8 0, “。二 。,以保证焊缝的连续性和致密、三_八4娜后检脸采取上述工艺焊接三大构件后,经测试整体变形量几

11、乎很小,没有出现多种复杂综合性变形。凹内外口尺寸均在1、Zm m范围内,平爆接1992(12)面度z、3mm。经1.21.6Mpa水压试验,保压1、Zh,构件焊缝无渗透现象,达到了图纸设计要求。图2(a )主侧筋板双人焊接( c )主 侧筋板单人焊接(d)焊接顺序( b)横筋板焊接(d)转角90主m J J筋板焊 接5热处理为消除焊接残余应力,改善和提高焊缝金属综合力学性能,稳定结构尺寸,构件焊后进行6 00、6 50保温3 h,随炉冷却的热处理。目前该设备己在美国安装结束,经调试运行,一次获得成功。构件的制 造 质量,平面度,焊接变形的控制,得到了 美国同行的好评。, .二口山,l. . .

12、 . . .e e e slg妇|a:。|C一/ .、一了、9翻.10n口. . . . . . . . 刀. . .1乃超低碳含钥不锈钢自动埋弧焊工艺试验及应用抚顺机械厂于显庆高磊赵德全摘典通过对o o C r17N i 1 4Mo Z钢的自 动埋弧焊工艺试验及焊剂匹配结果 分析,确定了合适的焊接材料及焊接工艺参数,并应用于产品焊按。STUDYANDAPPLICATIONOFSAWFORULTRA一 LOWCARBONSTAINLESSSTEELWITHMOCONTENTYu Xianqingeta lAbstr a etSub mer郎da reweldingstudystainless

13、steel w ith matehedflu x seleetion arefor00C r17N i14Mo2arliedoutther esults above,thereasonablewel dingProeedureandFromsuitablematerials a re deter mined.Nowadays, theProeess15aPpliedintoP loduetion.关铂词自动坦弧娜超低成奥氏体不拐栩工艺试脸近年来随着石油、化工 工业的发展,含钥奥氏体不锈钢的应 用日益增多,其中以0Cr18-N i12MoZT i和ooC:7N i14MoZ两个钢种使用最为广泛,主要用于制造石油化工设备中抗硫酸、磷酸、醋酸的零部件。例如,用 于晴纶生产的换热设备,山于容器中的工艺介质含有硫氰酸钠,而选用3 16L型超低碳含钥奥氏体不锈钢制造。材料中的铝用以抗点腐蚀,超低碳用以抗品间腐蚀。为获得高质量商效率的焊接接头,对00Cr17N i14Mo2钢进行了自动埋弧焊 工艺试验并在实际 产 品中应用。