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1、论文（二） 新疆东风锅炉制造安装有限责任公司保证燃油锅炉焊接质量的工艺措施一、 前言随着我国政府对环境保护的重视，大中城市中使用燃油（气）锅炉取代燃煤锅炉以提供热源的单位愈来愈多，有能力的锅炉生产厂家纷纷生产燃油（气）锅炉。但燃油（气）锅炉由于其使用特点（体积小、起动频繁、筒体直接受火焰加热等）及结构特点，其制造难度很大。特别是筒体的组装焊接，对焊缝质量要求高，施焊难度大。设计一个合理的焊接工艺对保证焊接质量起着至关重要的作用。本文以我厂生产的6T/h燃油（气）热水锅炉为例，对锅筒的焊接工艺作详细介绍。二、 燃油（气）锅炉的结构特点燃油锅炉的锅筒是由波形炉胆和锅壳组焊而成的，其结构形式如图1：
2、图1锅壳直径为2236 mm，材料为20g，厚度为16 mm，波形炉胆直径为1060 mm，材料为20g，材料厚度14 mm。采用波形炉胆是为了抵消锅炉频繁加热、冷却引起的热胀冷缩，波形炉胆一般采用模具热压成形。波形炉胆和锅壳由两端的管板联结，所有焊缝均为全焊透的对接焊缝，并按GB3323 钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级 进行100%X射线检查，达到级以上为合格。为了便于传热，波形炉胆与锅壳轴线并不重合，由此构成波形炉胆与锅壳的最小间隙不足200mm，给焊工施焊造成很大的困难。三、 燃油锅炉的焊接工艺整个锅筒的装配工艺：锅壳壳体先与管板焊接；波形炉胆与管板焊接；然后将两组件对装并焊接。前两
3、道工序比较简单，采用不开坡口或开V型坡口的自动埋弧焊，一般锅炉厂家都有能力完成。工艺难点在最后一道工序，即波形炉胆与锅壳的组装。为了保证组装后的焊缝坡口尺寸，波形炉胆与管板及锅壳与管板装配时，要选配组装，以保证两组件装配后的尺寸L1（管板的外圆直段端到波形炉胆另一端）和L2（管板的的内圆直段端到波形炉胆另一端，在图1中，L1和L2重合）相等。如果L1和L2的长度差大于2mm以上，锅壳与波形炉胆装配时两端的焊缝C1、C2坡口间隙就无法保证，直接影响氩弧焊打底的焊接质量，最终导致焊缝不合格。控制L1、L2的长度差成了整个焊接工艺的关键。我们将波形炉胆与管板 组装完成后，量出长度L1；锅壳的一节先与
4、管板焊接，测量L2，以（L1-L2）的值来决定最后一节锅壳的下料尺寸，经过这样装配的锅壳，L1和L2的长度差一般都可控制在1mm左右，完全能满足焊接的要求。1. 锅壳、波形炉胆与管板的焊接这类焊缝坡口型式如图2，一般采用不开坡口的对接焊缝，埋弧自动焊正反两遍焊成。焊完一遍后，碳弧气刨挑焊根，埋弧自动焊再焊另一面。采用的焊接工艺参数如表1。表1焊接电流焊接电压焊接速度焊丝材料焊剂种类630-650A30-32V400mm/minH08AHJ431图3图2波形炉胆与管板的焊接中，由于管板的不对称分布，较难采用埋弧自动焊，一般采用手工电弧焊分多层焊接。焊缝坡口尺寸示意如图3。焊接工艺参数如表2。表2
5、焊缝层次焊接电流电弧电压焊接材料1140-160A24-26VE4315 3.22-3170-190A25-27VE4315 4.0 焊接完成后，所有焊缝按要求进行100%射线探伤，达到GB3323规定的级以上为合格。对不合格焊缝，要进行及时返修，以免锅壳和波形炉胆对装后增大返工难度。2. 锅壳与波形炉胆的焊接锅壳与波形炉胆对装完成后，最难处理的是最后两道焊缝，一条是波形炉胆与管板的焊缝C1，另一条是锅壳与管板的焊缝C2（见图1）。由于波形炉胆与锅壳下部的间隙过小，C1、C2都无法采用双面焊，焊缝一旦产生缺陷，无法返修。必须保证焊缝C1、C2100%无缺陷。经过反复试验、比较，对C1焊缝我们决
6、定采用氩弧焊打底、手工电弧焊盖面。对C2焊缝采用氩弧焊打底、手工电弧焊中间层、埋弧自动焊盖面的焊接方法。并按照蒸气锅炉安全技术监察规程的规定对两种方法进行了焊接工艺评定。其焊接工艺参数见表3。经检验，焊缝机械性能合格，焊接接头经X射线探伤检查，未发现有不允许的缺陷存在。实际施焊中，先焊C1焊缝，在锅筒内部（焊缝背部）用手工电弧焊分三至四处进行点焊，以保证焊缝间隙稳定，点焊部位都是容易施焊部位。将焊接坡口附近20mm范围内清理干净。氩弧焊打底焊时，采用单面焊双面成形工艺，起焊点不能位于锅筒下部，以使焊工有一个适应过程，在底部施焊时处于最佳状态。一人施焊，另一人转动锅筒，使焊缝始终处于平焊状态，然
7、后采用手工电弧焊分二至三层进行盖面，焊接参数如表3。表3焊缝焊接方法焊接材料焊层序号焊接电流A电弧电压V焊接速度mm/min气体流量L/minC1手工氩弧焊TIG-J502.0190-11021-2315手工电弧焊E4315 4.02-3170-19025-27C2手工氩弧焊TIG-J502.0190-11021-2315手工电弧焊E4315 4.02170-19025-27埋弧自动焊H08A4.02-3620-65030-32450-500C2焊缝焊接时，氩弧焊打底同C1。氩弧焊打底焊的焊道厚度一般仅有2-3mm，不足以承受埋弧自动焊的电弧冲力，直接采用埋弧自动焊盖面，有可能产生漏焊现象，C
8、2焊缝又过长，再用氩弧焊焊第二层，成本过大。因此第二层采用手工电弧焊作为过渡层，然后采用埋弧自动焊盖面。埋弧自动焊时，由于波形炉胆在锅筒内不处于中心位置，筒体转动时，当波形炉胆处于中垂线一侧上升位置时，焊接速度会变小，甚至会出现转动速度为零或反向转动现象；当波形炉胆转动到中垂线另一侧处于下降位置时，焊接速度会变大，甚至会突然加速。如果不克服这些现象，肯定会产生焊接缺陷。采用配重的形式或人工控制方法可解决锅筒转动的不平衡问题，使焊接速度均匀一致。焊接完成后对C1和C2进行外观检查和射线探伤。按照上述焊接工艺，我厂生产了五台6T燃油锅炉的锅筒，其关键焊缝的探伤合格率始终保持在100%，其产品焊接试板的机械性能的各项指标全部合格。四、 结论燃油（气）锅炉结构复杂，焊接难度大，选择合适的装配顺序、控制装配时的关键尺寸、制定合理的焊接工艺是保证其焊接质量的关键。- 6 -
