煤氣柜柜底板防焊接變形的控制方法

倪淑梅

（中國十七冶集團(tuán)有限公司，安徽 馬鞍山 243000）

國內(nèi)冶金行業(yè)煉鋼系統(tǒng)，在煤氣柜底板安裝焊接時，大面積的底板拼裝，柜底板會出現(xiàn)拱起現(xiàn)象，必須割開處理，平直后進(jìn)行補(bǔ)焊，達(dá)到設(shè)計(jì)要求的平直度為止。

1 焊接變形原因分析

1.1 縱向收縮變形

在焊接時，焊縫及其附近金屬由于在高溫下的自由變形受到阻礙，在焊接方向上發(fā)生收縮，產(chǎn)生了壓縮塑性變形，在柜底板焊接中，最長的縱向焊縫長達(dá)數(shù)千米，隨著焊縫熔敷金屬截面積的增加而增加，隨著焊件截面積的減少而減少。

1.2 橫向收縮變形

構(gòu)件焊接后在垂直焊縫方向發(fā)生收縮，橫向變形沿著焊縫長度上的分布是不均勻的，因?yàn)橄群附拥暮缚p的橫向收縮對后焊接的焊縫產(chǎn)生一個擠壓作用，使后者產(chǎn)生更大橫向壓縮變形，焊接的橫向收縮沿著焊接方向是由小到大逐漸增長的，達(dá)到一定長度后趨于穩(wěn)定。對角焊縫和丁字接頭的橫向收縮，板材越厚其剛度越大，橫向收縮越小，點(diǎn)固焊越大、越密，工裝夾具的剛度越大，橫向變形也就越小。

1.3 角變形

焊縫的截面積外寬內(nèi)窄，橫向收縮變形在焊縫的厚度方向分布不均勻，對接搭接和丁字接頭焊接時，焊正面的變形大，背面的變形小，結(jié)果就形成焊件平面偏轉(zhuǎn)，兩側(cè)向上翹起的一個角度，即形成角變形。

1.4 波浪變形

焊接后存在于平板中的內(nèi)應(yīng)力，一般情況下在焊縫附近是拉應(yīng)力，離開焊縫較遠(yuǎn)的區(qū)域產(chǎn)生壓應(yīng)力，在壓應(yīng)力的作用下，平板可能失穩(wěn)，結(jié)果造成柜底板產(chǎn)生波浪變形。

2 控制方法

通過在柜底基礎(chǔ)上劃出十字基準(zhǔn)線，即X-O-Y坐標(biāo)，在中心大圓內(nèi)均勻分布設(shè)置A、B、C、D4個中幅板焊接區(qū)域，再設(shè)置緊靠中幅板圓周外圍的圓環(huán)形邊幅板I、緊靠邊幅板I圓周外圍的圓環(huán)形邊幅板II、緊靠邊幅板II圓周外圍的圓環(huán)形邊環(huán)板三大焊接區(qū)域；再以O(shè)為中心沿X軸方向鋪設(shè)第一塊中心定位板，并在其中點(diǎn)割1個￠110mm中心孔，然后將其安放就位，并開3個￠80mm的中心經(jīng)緯儀架設(shè)孔；依次沿X、Y軸向鋪設(shè)十字基準(zhǔn)板；在A、B、C、D4個區(qū)域內(nèi)按先鋪設(shè)X軸方向板，再鋪設(shè)Y軸方向板的次序鋪設(shè)整個柜底中幅板，底板鋪設(shè)工程中應(yīng)邊鋪設(shè)邊點(diǎn)焊，點(diǎn)焊長度和間距依鋪設(shè)位置的板料剛性大小而定，一般點(diǎn)焊長度約20mm；邊幅板I、邊幅板II及邊環(huán)板的鋪設(shè)待中幅板鋪設(shè)點(diǎn)焊完畢，先鋪設(shè)邊幅板I，再邊環(huán)板，最后再鋪設(shè)邊幅板II。其具體步驟是：

2.1 劃出十字基準(zhǔn)線

在煤氣柜柜底基礎(chǔ)驗(yàn)收合格后，在柜底基礎(chǔ)上劃出十字基準(zhǔn)線，即X-O-Y坐標(biāo)。

2.2 設(shè)置焊接區(qū)域

在X-O-Y坐標(biāo)系上，設(shè)置A、B、C、D4個中幅板焊接區(qū)域，以及邊幅板I、邊幅板II、邊環(huán)板共四大焊接區(qū)域。

2.3 鋪設(shè)中心定位板

再以O(shè)為中心沿X軸方向鋪設(shè)第一塊中心定位板。并在其中點(diǎn)割1個￠110mm中心孔，然后將其安放就位，并開3個￠80mm的中心經(jīng)緯儀架設(shè)孔。

2.4 依次鋪設(shè)十字基準(zhǔn)板

依次沿X、Y軸向鋪設(shè)十字基準(zhǔn)板。

2.5 鋪設(shè)整個柜底中幅板

在A、B、C、D4個區(qū)域內(nèi)按先鋪設(shè)X軸方向板，再鋪設(shè)Y軸方向板的次序鋪設(shè)整個柜底中幅板。

2.6 底板鋪設(shè)邊點(diǎn)焊

底板鋪設(shè)工程中應(yīng)邊鋪設(shè)邊點(diǎn)焊，點(diǎn)焊長度和間距依鋪設(shè)位置的板料剛性大小而定，一般點(diǎn)焊長度約20mm。

2.7 鋪設(shè)邊幅板

邊幅板I、邊幅板II及邊環(huán)板的鋪設(shè)待中幅板鋪設(shè)點(diǎn)焊完畢，先鋪設(shè)邊幅板I，再邊環(huán)板，最后再鋪設(shè)邊幅板II。

2.8 焊接中幅板

中心幅板焊接時先焊A、B、C、D4個區(qū)域的各自焊縫，焊接時應(yīng)先焊板材寬度方向焊縫，再焊長度方向的焊縫；焊接時焊工應(yīng)對稱排布，用交替倒退法焊接；4個區(qū)域各自焊好后同時焊接4個區(qū)域的接縫。

2.9 焊接邊幅板

由16名焊工均勻排布同時焊接邊環(huán)板與邊幅板II的接縫，然后再焊邊幅板I與邊幅板II接縫，最后焊接邊幅板與中幅板焊縫。

2.10 焊縫真空試驗(yàn)

焊接完畢后對所有焊縫進(jìn)行100%抽真空試驗(yàn)。

3 附圖說明（見圖1）

圖1

4 實(shí)施效果

該控制方法不僅能有效地解決因大面積的底板拼裝，柜底板會出現(xiàn)拱起現(xiàn)象的質(zhì)量問題，而且該項(xiàng)施工方法使用安全可靠，節(jié)省工期，確保施工質(zhì)量，提高施工效率，節(jié)約施工成本。公司承擔(dān)的轉(zhuǎn)爐煤氣柜施工中，我們利用這種轉(zhuǎn)爐煤氣柜柜底板防焊接變形的施工方法進(jìn)行煤氣柜柜底板的施工，柜底板焊接時沒出現(xiàn)起拱現(xiàn)象，焊縫100%合格，提前7d完成施工任務(wù)，降低施工成本達(dá)10多萬元。

[1] 傅榮柏.焊接變形的控制技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.

[2] 中國石油天然氣集團(tuán)公司.GBJ128-2003立式圓筒形鋼制焊接油罐施工及驗(yàn)收規(guī)范[S].北京：中國計(jì)劃出版社.

[3] 中國市政工程華北設(shè)計(jì)研究院.CECS186：2005 多邊形稀油密封儲氣柜工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)程[S].北京：中國計(jì)劃出版社，2005.