承載臂焊接方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種承載臂焊接方法，依據(jù)承載臂結(jié)構(gòu)特點及工藝裝備特點，采用規(guī)定的焊接步驟與方法，控制變形程度；對于無法退火處理的焊縫，采取有意在承受拉應(yīng)力區(qū)域表面形成壓縮性質(zhì)的應(yīng)力集中使之遠(yuǎn)離拉伸性質(zhì)的應(yīng)力集中狀態(tài)，達到消除有害應(yīng)力集中狀態(tài)，提高承載能力的目的。
【專利說明】承載臂焊接方法
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:本發(fā)明涉及一種承載臂焊接方法。
[0002]【背景技術(shù)】:伴隨著汽輪發(fā)電機的單機容量的不斷增加，發(fā)電機定子的外廓尺寸和重量都大幅度增加，由于鐵路建筑接近界限和橋梁活載荷標(biāo)準(zhǔn)限制，百萬千瓦以上等級的發(fā)電機定子由于超重超限嚴(yán)重，運輸面臨嚴(yán)峻問題；為滿足過橋限制要求，新設(shè)計的車輛必須千方百計降低結(jié)構(gòu)重量，提高結(jié)構(gòu)承載強度，采用高強度材料制造等措施；承載臂是發(fā)電機定子運輸車的關(guān)鍵承載結(jié)構(gòu)，超過400噸的發(fā)電機定子的重量要施加到承載臂的中段，支撐點為承載臂兩端與兩組轉(zhuǎn)向架群連接的心盤及旁承，承載臂要承擔(dān)巨大的彎矩及剪切力及運輸沖擊載荷，由于重量限制，該承載臂需要采用強度極限為800等級的鋼板焊接，且設(shè)計結(jié)構(gòu)安全裕度較低，對焊接操作提出很高的要求，如果采用以往技術(shù)進行焊接，會產(chǎn)生危害性焊縫應(yīng)力集中帶來安全隱患，或焊接變形嚴(yán)重而無法滿足使用要求；危害性焊縫應(yīng)力集中是指在承受拉應(yīng)力區(qū)域的焊縫存在拉伸性質(zhì)的應(yīng)力集中，特別是表層，如果存在這種拉伸性質(zhì)的應(yīng)力集中，極易誘發(fā)裂紋缺陷，并在靜力及運輸沖擊載荷的共同作用下不斷擴張延伸而斷裂，造成嚴(yán)重的事故；應(yīng)力集中是焊接過程難以消除的普遍現(xiàn)象，除拉伸性質(zhì)的應(yīng)力集中外，還有壓縮性質(zhì)的應(yīng)力集中，而這種壓縮性質(zhì)的應(yīng)力集中則不會誘發(fā)裂紋缺陷；結(jié)構(gòu)不存在應(yīng)力集中是介于拉伸性質(zhì)的應(yīng)力集中與壓縮性質(zhì)的應(yīng)力集中之間的理想狀態(tài)，所以在受到高強度拉應(yīng)力的結(jié)構(gòu)表面應(yīng)避免應(yīng)力集中或有意形成壓縮性質(zhì)的應(yīng)力集中使之遠(yuǎn)離拉伸性質(zhì)的應(yīng)力集中狀態(tài)采用熱處理方法可以改善應(yīng)力集中現(xiàn)象，但受到熱處理爐尺寸限制，承載臂長度尺寸超過30米，無法整體進行整體改善應(yīng)力集中處理。
[0003]
【發(fā)明內(nèi)容】
:本發(fā)明的目的是提供一種承載臂焊接方法，依據(jù)承載臂結(jié)構(gòu)特點及工藝裝備特點，采用規(guī)定的的焊接步驟與方法，控制變形程度；對于無法退火處理的焊縫，采取有意在承受拉應(yīng)力區(qū)域表面形成壓縮性質(zhì)的應(yīng)力集中使之遠(yuǎn)離拉伸性質(zhì)的應(yīng)力集中狀態(tài)，達到消除有害應(yīng)力集中狀態(tài)，提尚承載能力的目的。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種承載臂焊接方法，承載臂按退火爐尺寸限制分段，分別焊接成型，分段退火改善應(yīng)力集中現(xiàn)象，再組焊成型；組焊時焊接次序為:首先焊接上部幅板和下部幅板，上部幅板和下部幅板焊接同時進行，焊縫分三層，共六次焊接完成，每次焊量為總焊量的六分之一；每次焊接后清除氧化皮、探傷合格后再進行下一步焊接；上部幅板和下部幅板組焊完成后進行跨接垂直幅板焊接，首先焊接水平焊縫，然后焊接垂直焊縫；焊接完成后采用乙炔火焰對上部幅板和下部幅板的焊縫進行加熱，加熱溫度3500C -400。。，保溫 5-10ho
[0005]技術(shù)效果:由于承載臂長度尺寸超過30米，而一般退火爐長度一般不超過15米，所以承載臂按退火爐尺寸限制進行分段焊接成型，即可以改善焊縫應(yīng)力集中現(xiàn)象，也便于保證尺寸精度；組焊成型后由于尺寸原因無法采用退火的方法改善焊縫應(yīng)力集中現(xiàn)象，所以采用下列方法造成下幅板外表面形成壓縮性質(zhì)的應(yīng)力集中使之遠(yuǎn)離拉伸性質(zhì)的應(yīng)力集中狀態(tài)，達到消除有害應(yīng)力集中狀態(tài)，提尚承載能力的目的:首先焊接上部幅板和下部幅板，焊縫分三層，由于焊接收縮原因，后焊接的焊縫的收縮現(xiàn)象會造成前一次焊接的焊縫產(chǎn)生壓縮效應(yīng)，所以使幅板外表面形成輕微的壓縮性質(zhì)的應(yīng)力集中；跨接垂直幅板焊接水平焊縫產(chǎn)生的焊接收縮以及垂直焊縫產(chǎn)生的焊接收縮進一步加強了幅板外表面形成的壓縮性質(zhì)的應(yīng)力集中程度，并使拉伸性質(zhì)的應(yīng)力集中現(xiàn)象轉(zhuǎn)移到垂直幅板上，消除了下幅板外表面的有害應(yīng)力集中；上部幅板和下部幅板焊接同時進行的組焊時焊接次序保證了整體變形對稱，避免結(jié)構(gòu)尺寸超差；焊接完成后采用乙炔火焰對上部幅板和下部幅板的焊縫進行加熱，可以進一步改善焊縫的應(yīng)力分布狀態(tài)。

【專利附圖】

【附圖說明】
:
[0006]圖1為分為兩段的承載臂示意圖。
[0007]圖2為分為兩段承載臂組焊示意圖。
[0008]圖3為焊接示意圖。
[0009]圖4為圖3的A-A剖視圖。
[0010]圖5為圖3的B-B剖視圖。
[0011]圖6為完成組焊的承載臂示意圖。

【具體實施方式】
:
[0012]現(xiàn)以將承載分為兩段為例，如圖1所示，承載臂按退火爐尺寸限制分為兩段，分別焊接成型，分段退火改善應(yīng)力集中現(xiàn)象；圖2為兩段承載臂組焊示意圖；如圖3所示，組焊時焊接次序為，首先焊接上部幅板I和下部幅板2，上部幅板I和下部幅板2焊接同時進行，焊縫分三層，共六次焊接完成，每次焊量為總焊量的六分之一；每次焊接后清除氧化皮、探傷合格后再進行下一步焊接；上部幅板I和下部幅板2組焊完成后進行跨接垂直幅板3焊接；如圖4所示，首先焊接水平焊縫4 ;如圖5所示，然后焊接垂直焊縫5 ;焊接完成后采用乙炔火焰對上部幅板I和下部幅板2的焊縫3進行加熱，加熱溫度350°C -400°C，保溫5-10h;承載臂按退火爐尺寸限制進行分段焊接成型，即可以改善焊縫應(yīng)力集中現(xiàn)象，也便于保證尺寸精度；組焊成型后由于尺寸原因無法采用退火的方法改善焊縫應(yīng)力集中現(xiàn)象，所以采用下列方法造成下幅板外表面形成壓縮性質(zhì)的應(yīng)力集中使之遠(yuǎn)離拉伸性質(zhì)的應(yīng)力集中狀態(tài)，達到消除有害應(yīng)力集中狀態(tài)，提尚承載能力的目的:首先焊接上部幅板和下部幅板，焊縫分三層，由于焊接收縮原因，后焊接的焊縫的收縮現(xiàn)象會造成前一次焊接的焊縫產(chǎn)生壓縮效應(yīng)，所以使幅板外表面形成輕微的壓縮性質(zhì)的應(yīng)力集中；跨接垂直幅板焊接水平焊縫產(chǎn)生的焊接收縮以及垂直焊縫產(chǎn)生的焊接收縮進一步加強了幅板外表面形成的壓縮性質(zhì)的應(yīng)力集中程度，并使拉伸性質(zhì)的應(yīng)力集中現(xiàn)象轉(zhuǎn)移到垂直幅板上，消除了下幅板外表面的有害應(yīng)力集中；上部幅板和下部幅板焊接同時進行的組焊時焊接次序保證了整體變形對稱，避免結(jié)構(gòu)尺寸超差。
【權(quán)利要求】
1.一種承載臂焊接方法，其特征是:承載臂按退火爐尺寸限制分段，分別焊接成型，分段退火改善應(yīng)力集中現(xiàn)象，再組焊成型；組焊時焊接次序為:首先焊接上部幅板(I)和下部幅板(2)，上部幅板(I)和下部幅板(2)焊接同時進行，焊縫(3)分三層，共六次焊接完成，每次焊量為總焊量的六分之一；每次焊接后清除氧化皮、探傷合格后再進行下一步焊接；上部幅板(I)和下部幅板(2)組焊完成后進行跨接垂直幅板(4)焊接，首先焊接水平焊縫(5)，然后焊接垂直焊縫￠);焊接完成后采用乙炔火焰對上部幅板(I)和下部幅板(2)的焊縫(3)進行加熱，加熱溫度350°C _400°C，保溫5-10h。
【文檔編號】B23K31/02GK104475998SQ201410706884
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月28日
【發(fā)明者】梁洪濤, 佟本華, 李春輝, 李濱, 喬宏來, 柴冠英, 牟松 申請人:哈爾濱電機廠有限責(zé)任公司