一種燃機(jī)大管徑排氣道的焊接方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于大管徑的管道焊接的技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種燃機(jī)大管徑排氣道的焊接方法。
【背景技術(shù)】
[0002]燃機(jī)排氣道的主管道殼體為大直徑薄壁圓筒結(jié)構(gòu)，并且內(nèi)部無加強(qiáng)支撐，其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較差，在制造過程中容易出現(xiàn)較大的焊接、熱處理變形。由于鋼板原材料的板幅限制，主管道殼體需要進(jìn)行拼焊，較為傳統(tǒng)的焊接方法為按殼體展開尺寸分塊下料后拼焊成整板，再卷制成圓筒，最后焊接合口焊縫，此方法的有以下缺點:板材拼焊后無法進(jìn)行熱處理改善其焊接接頭性能；焊后進(jìn)行成型加工易造成焊縫和熱影響區(qū)易產(chǎn)生裂紋；受設(shè)備和場地的限制，整板進(jìn)行卷制難度較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)中上述的不足，本發(fā)明提供一種燃機(jī)大管徑排氣道的焊接方法，該方法不僅控制了殼體焊接變形、保證了筒體圓度，而且確保了焊接接頭塑性和韌性，極大地降低了產(chǎn)生裂紋的風(fēng)險。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的解決方案是:一種燃機(jī)大管徑排氣道的焊接方法，該方法包括以下步驟:A、從原材料板下料，形成主管道殼體的拼焊塊，在拼焊塊邊緣開坡口，卷制拼焊塊。B、將拼焊塊拼接組裝形成圓筒，采用點焊方式初步固定連接相鄰的拼焊塊，在圓筒內(nèi)焊接加強(qiáng)工裝。C、預(yù)熱拼焊塊，主管道殼體的焊接連接采用先環(huán)向焊接再縱向焊接的焊接順序，且分別在環(huán)向焊接和縱向焊接時都采用對稱焊接的焊接方法，相鄰拼焊塊的焊接連接采用分段退焊的焊接工藝；采用分段退焊的焊接工藝，在主管道殼體兩端分別焊接連接環(huán)形法蘭和鋸齒法蘭。D、在步驟C中，當(dāng)焊接變形達(dá)到2_時停止焊接，進(jìn)行消氫處理，換對稱位置繼續(xù)施焊；每完成一條焊縫，則進(jìn)行消氫處理，整體焊接完成后對主管道殼體進(jìn)行熱處理；將加強(qiáng)工裝與主管道殼體切割分離。
[0005]進(jìn)一步地，加強(qiáng)工裝包括三層圓環(huán)板，圓環(huán)板的圓心位置設(shè)置有托盤，托盤與圓環(huán)板之間焊接有若干放射狀支撐筋，放射狀支撐筋之間焊接有加強(qiáng)筋；三層圓環(huán)板之間設(shè)置有支撐立柱和斜支撐件；三層托盤之間焊接有支撐管。
[0006]進(jìn)一步地，將主管道殼體與平臺壓緊固定，且環(huán)形法蘭朝下、鋸齒法蘭朝上，在平臺上標(biāo)記出抽汽支管道投影在平臺上的定位線；以定位線為基準(zhǔn)，切割抽汽支管道的安裝孔，用工裝固定支管道法蘭；以定位線和支管道法蘭為基準(zhǔn)，將抽汽支管道裝配在安裝孔內(nèi)，在抽汽支管道與主管道殼體之間固定加強(qiáng)支撐；焊前局部預(yù)熱，采用分段退焊將抽汽支管道與主管道殼體焊接連接，焊后消氫處理。
[0007]進(jìn)一步地，抽汽支管道由三段拼接管段焊接而成，拼接管段由鋼板卷制焊接而成，拼接管段兩端預(yù)留15mm — 20mm的配作余量。
[0008]進(jìn)一步地，抽汽支管道設(shè)置有三組。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0010]1、主管道殼體內(nèi)焊接加強(qiáng)工裝，提高殼體的整體強(qiáng)度和剛度，有利于控制殼體拼焊縫焊接變形，保證整個筒體圓度。
[0011]2、焊前對施焊部位預(yù)熱，降低焊接結(jié)構(gòu)的拘束度，減緩焊后的冷卻速度，有利于焊縫金屬中擴(kuò)散氫的逸出，減小焊接殘余應(yīng)邊，降低冷裂紋敏感性，確保焊接接頭塑性、韌性，極大的降低產(chǎn)生裂紋的風(fēng)險。
[0012]3、先環(huán)向焊接再縱向焊接，并且采用對稱焊接和分段退焊的焊接工藝，減小焊接時焊縫的拘束度，減小焊接產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，并避免焊接應(yīng)力集中。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明的燃機(jī)大管徑排氣道的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2為本發(fā)明的加強(qiáng)工裝的俯視圖。
[0015]圖3為本發(fā)明的加強(qiáng)工裝的主視圖。
[0016]圖4為本發(fā)明的拼焊塊的展開圖。
[0017]圖5為本發(fā)明的主管道殼體的結(jié)構(gòu)簡圖。
[0018]附圖中:
[0019]I一主管道殼體；2—環(huán)形法蘭；3—鋸齒法蘭；5—抽汽支管道；6—支管道法蘭；7—加強(qiáng)工裝；71—圓環(huán)板；72—托盤；73—放射狀支撐筋；74—加強(qiáng)筋；75—支撐立柱；76—斜支撐件；H1—第一焊縫；H2—第二焊縫；H3—第三焊縫；H4—第四焊縫；H5—第五焊縫。
【具體實施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
[0021]本發(fā)明提供一種燃機(jī)大管徑排氣道的焊接方法，燃機(jī)大管徑排氣道的結(jié)構(gòu)如附圖1所示，該方法包括以下步驟:
[0022]A、從原材料板下料，形成主管道殼體I的拼焊塊，在拼焊塊邊緣開坡口，卷制拼焊塊。
[0023]B、將拼焊塊拼接組裝形成圓筒，采用點焊方式初步固定連接相鄰的拼焊塊，如附圖2和附圖3所示，在圓筒內(nèi)焊接加強(qiáng)工裝7，加強(qiáng)工裝7包括三層圓環(huán)板71，圓環(huán)板71的圓心位置設(shè)置有托盤72，托盤72與圓環(huán)板71之間焊接有若干放射狀支撐筋73，放射狀支撐筋73之間焊接有加強(qiáng)筋74 ;三層圓環(huán)板71之間設(shè)置有支撐立柱75和斜支撐件76 ;三層托盤72之間焊接有支撐管。主管道殼體I內(nèi)焊接加強(qiáng)工裝7，提高殼體的整體強(qiáng)度和剛度，有利于控制殼體拼焊縫焊接變形，保證整個筒體圓度。
[0024]C、拼焊塊預(yù)熱，溫度為200?300°C，持續(xù)保溫，降低焊接結(jié)構(gòu)的拘束度，減緩焊后的冷卻速度，有利于焊縫金屬中擴(kuò)散氫的逸出，減小焊接殘余應(yīng)邊，降低冷裂紋敏感性。主管道殼體I的焊接連接采用先環(huán)向焊接再縱向焊接的焊接順序，且分別在環(huán)向焊接和縱向焊接時都采用對稱焊接的焊接方法，相鄰拼焊塊的焊接連接采用分段退焊進(jìn)行施焊，每段焊縫施焊長度不宜超過2m ;采用分段退焊的焊接工藝，在主管道殼體I兩端分別焊接連接環(huán)形法蘭2和鋸齒法蘭3。
[0025]舉例說明:主管道殼體I由五件拼焊塊焊接而成，拼焊塊的展開圖如附圖4所示，主管道殼體I的結(jié)構(gòu)簡圖如附圖5所示，按照先環(huán)向焊接再縱向焊接和對稱焊接的焊接順序，則先焊接第一焊縫Hl和第五焊縫H5，再焊接第二焊縫H2和第四焊縫H4，最后再對合焊接第三焊縫H3。
[0026]D、在步驟C中，焊接時隨時監(jiān)測變形情況，并根據(jù)變化情況調(diào)整焊接順序，當(dāng)焊接變形達(dá)到2_時應(yīng)停止焊接并進(jìn)行消氫熱處理，換對稱位置繼續(xù)施焊，減小焊接時焊縫的拘束度，減小焊接產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，并避免焊接應(yīng)力集中。每完成一條焊縫，則進(jìn)行消氫處理，溫度為250?300°C，保持此溫度15分鐘以上，然后保溫緩冷，使焊縫中的氫及時溢出，防止產(chǎn)生延遲裂紋。整體焊接完成后對主管道殼體I進(jìn)行熱處理，溫度為730°C -750°C，保持此溫度120分鐘以上，然后保溫緩冷。焊后熱處理能改善焊接接頭塑性、韌性等機(jī)械性能，并進(jìn)一步消除殘余應(yīng)力。熱處理完后，將加強(qiáng)工裝7與主管道殼體I切割分離。
[0027]將主管道殼體I與平臺壓緊固定，且環(huán)形法蘭2朝下、鋸齒法蘭3朝上，在平臺上標(biāo)記出抽汽支管道5投影在平臺上的定位線；以定位線為基準(zhǔn)，切割抽汽支管道5的安裝孔，用工裝固定支管道法蘭6 ;以定位線和支管道法蘭6為基準(zhǔn)，將抽汽支管道5裝配在安裝孔內(nèi)，在抽汽支管道5與主管道殼體I之間固定加強(qiáng)支撐；焊前局部預(yù)熱，采用分段退焊將抽汽支管道5與主管道殼體I焊接連接，焊后消氫處理。抽汽支管道5由三段拼接管段焊接而成，拼接管段由鋼板卷制焊接而成，拼接管段兩端預(yù)留15_ — 20_的配作余量；抽汽支管道5設(shè)置有三組。
【主權(quán)項】
1.一種燃機(jī)大管徑排氣道的焊接方法，該方法包括以下步驟: A、從原材料板下料，形成主管道殼體(I)的拼焊塊，在拼焊塊邊緣開坡口，卷制拼焊塊； B、將拼焊塊拼接組裝形成圓筒，采用點焊方式初步固定連接相鄰的拼焊塊，在圓筒內(nèi)焊接加強(qiáng)工裝(7); C、預(yù)熱拼焊塊，主管道殼體(I)的焊接連接采用先環(huán)向焊接再縱向焊接的焊接順序，且分別在環(huán)向焊接和縱向焊接時都采用對稱焊接的焊接方法，相鄰拼焊塊的焊接連接采用分段退焊的焊接工藝；采用分段退焊的焊接工藝，在主管道殼體(I)兩端分別焊接連接環(huán)形法蘭⑵和鋸齒法蘭(3); D、在步驟C中，當(dāng)焊接變形達(dá)到2_時停止焊接，進(jìn)行消氫處理，換對稱位置繼續(xù)施焊；每完成一條焊縫，則進(jìn)行消氫處理；整體焊接完成后對主管道殼體(I)進(jìn)行熱處理；將加強(qiáng)工裝(7)與主管道殼體(I)切割分離。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃機(jī)大管徑排氣道的焊接方法，其特征是:所述的加強(qiáng)工裝(7)包括三層圓環(huán)板(71)，圓環(huán)板(71)的圓心位置設(shè)置有托盤(72)，托盤(72)與圓環(huán)板(71)之間焊接有若干放射狀支撐筋(73)，放射狀支撐筋(73)之間焊接有加強(qiáng)筋(74);三層圓環(huán)板(71)之間設(shè)置有支撐立柱(75)和斜支撐件(76);三層托盤(72)之間焊接有支撐管。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃機(jī)大管徑排氣道的焊接方法，其特征是:將主管道殼體(I)與平臺壓緊固定，且環(huán)形法蘭(2)朝下、鋸齒法蘭(3)朝上，在平臺上標(biāo)記出抽汽支管道(5)投影在平臺上的定位線；以定位線為基準(zhǔn)，切割抽汽支管道(5)的安裝孔，用工裝固定支管道法蘭￠);以定位線和支管道法蘭(6)為基準(zhǔn)，將抽汽支管道(5)裝配在安裝孔內(nèi)，在抽汽支管道(5)與主管道殼體(I)之間固定加強(qiáng)支撐；焊前局部預(yù)熱，采用分段退焊將抽汽支管道(5)與主管道殼體(I)焊接連接，焊后消氫處理。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃機(jī)大管徑排氣道的焊接方法，其特征是:所述的抽汽支管道(5)由三段拼接管段焊接而成，拼接管段由鋼板卷制焊接而成，拼接管段兩端預(yù)留15mm一20mm的配作余量。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃機(jī)大管徑排氣道的焊接方法，其特征是:所述的抽汽支管道(5)設(shè)置有三組。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種燃機(jī)大管徑排氣道的焊接方法，該方法包括以下步驟：將拼焊塊拼接組裝形成圓筒，采用點焊方式初步固定連接相鄰的拼焊塊，在圓筒內(nèi)焊接特制的加強(qiáng)工裝；預(yù)熱拼焊塊，主管道殼體的焊接連接采用先環(huán)向焊接再縱向焊接和對稱焊接的焊接順序，且相鄰拼焊塊的焊接連接采用分段退焊的焊接工藝；當(dāng)焊接變形達(dá)到2mm時停止焊接，進(jìn)行消氫處理，換對稱位置繼續(xù)施焊；每完成一條焊縫都進(jìn)行消氫處理，完成整體焊接后進(jìn)行熱處理。本發(fā)明方法不僅控制了殼體焊接變形、保證了筒體圓度，而且確保了焊接接頭塑性和韌性，極大地降低了產(chǎn)生裂紋的風(fēng)險。
【IPC分類】B23K31/02, B23K31/00, B23K101/06
【公開號】CN105057905
【申請?zhí)枴緾N201510496428
【發(fā)明人】楊光明, 楊勇, 楊才軍, 張勇
【申請人】德陽東汽電站機(jī)械制造有限公司
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年8月13日