埋弧自動(dòng)焊接工藝在剝皮鼓鼓殼上的應(yīng)用

【摘要】通過(guò)埋弧自動(dòng)焊在Φ5米木材剝皮鼓鼓殼上的具體實(shí)踐，總結(jié)出了大型厚壁筒體在冬季施工時(shí)的焊接特點(diǎn)，并采取了相應(yīng)的焊接工藝措施，取得了良好效果，為大型厚壁筒體的焊接積累了豐富經(jīng)驗(yàn)。

【關(guān)鍵詞】厚壁筒體；埋弧自動(dòng)焊；焊接工藝；焊接特點(diǎn)

木材剝皮在木材生產(chǎn)和用材部門都是一項(xiàng)不可缺少的工序，諸如：木材加工廠、造紙廠、紙漿廠等都分別需要對(duì)原木、小徑木進(jìn)行剝皮。國(guó)內(nèi)外木材剝皮工作經(jīng)歷了手工剝皮、半機(jī)械化剝皮、機(jī)械化剝皮及水力剝皮等幾個(gè)階段，使用剝皮機(jī)已有幾十年的歷史。剝皮機(jī)種類很多，其中剝皮鼓式剝皮機(jī)在生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用最廣，效率高，重載，耐腐蝕性高，生產(chǎn)能力強(qiáng)，安全系數(shù)高，使用壽命長(zhǎng)等都是它的優(yōu)點(diǎn)。但一般剝皮鼓式剝皮機(jī)由于形體尺寸較大，壁厚較大，剝皮鼓鼓殼采用焊接成形，焊接工藝較復(fù)雜。本文通過(guò)埋弧自動(dòng)焊在Φ5米剝皮鼓鼓殼上的具體實(shí)踐，總結(jié)出了大型厚壁筒體在冬季施工時(shí)的焊接特點(diǎn)，并采取了相應(yīng)的焊接工藝措施，取得了良好效果，為大型厚壁筒體的焊接積累了經(jīng)驗(yàn)。

1、焊接方法的確定

剝皮鼓為年產(chǎn)25萬(wàn)噸的大型剝皮機(jī)上的主要設(shè)備之一。剝皮鼓直徑為5000mm（較大），筒體壁厚45mm（較厚），總長(zhǎng)24700mm（較長(zhǎng)），總重約200噸（較重），以半成品形式供貨，運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組對(duì)、焊接。鼓殼材料為Q235C。剝皮鼓整個(gè)鼓體共分了十段，每段有兩個(gè)180°半瓦組合，焊縫有環(huán)形焊縫和縱向焊縫，其中環(huán)形焊縫采用雙面“U”形坡口，縱向焊縫采用雙面“V”形坡口。通過(guò)充分分析剝皮鼓的工作特點(diǎn)，為了保證焊接質(zhì)量和工作效率，決定采用埋弧自動(dòng)焊接。因?yàn)槁窕∽詣?dòng)焊生產(chǎn)率高，成本低，焊接質(zhì)量好，性能穩(wěn)定，焊縫美觀。剝皮鼓鼓體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖及坡口型式如圖1所示：

2.剝皮鼓鼓殼焊接技術(shù)要求

1）不論環(huán)焊縫，還是縱焊縫都要求焊縫全焊透，焊后都要進(jìn)行超聲探傷處理；

2）焊后筒體圓度誤差不能超過(guò)3.0mm；

3）相互連接筒的筒節(jié)垂直度誤差不能超過(guò)1：3000；

4）整個(gè)筒體直線度誤差不能超過(guò)3.5mm。

3.鼓體可焊性分析

剝皮鼓鼓殼材料為Q235C，碳當(dāng)量為0.25，可焊性好。但是鼓殼壁厚達(dá)45mm、每段焊縫長(zhǎng)度接近2500mm，在焊接過(guò)程中，厚板的多層焊易出現(xiàn)焊不透、夾渣、氣孔等焊接缺陷，施工過(guò)程中一旦出現(xiàn)缺陷，再進(jìn)行返修就易引起嚴(yán)重的焊接變形，往往不能達(dá)到鼓殼焊后幾何尺寸的嚴(yán)格要求。所以在焊接過(guò)程中既要保證焊透，又要嚴(yán)格控制焊接變形。尤其是焊接變形更為重要。所以在焊接的過(guò)程中要嚴(yán)格及時(shí)的檢查鼓殼直線度。

4.焊接工藝

1）每對(duì)180°半瓦組對(duì)、焊接：

①每對(duì)180°半瓦的焊接一般在組裝平臺(tái)上進(jìn)行，采用立式焊接，對(duì)接間隙為0，如圖2所示。

②180°半瓦因?yàn)橹亓枯^大，運(yùn)輸過(guò)程由于自重的影響，曲率半徑會(huì)變大，為了把曲率半徑矯正到合理范圍內(nèi)，一般可在180°半瓦縱向坡口附近焊接臨時(shí)節(jié)點(diǎn)，或利用張拉桿件（或倒鏈）進(jìn)行張拉等方法。

③由于焊接過(guò)程中產(chǎn)生熱應(yīng)力，焊縫冷卻后會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力，殘余應(yīng)力的存在可能造成圓筒失圓超標(biāo)，可在筒節(jié)內(nèi)部加臨時(shí)支撐，如圖3所示。

④由于采用多層焊，每層焊高為4—5mm，剝皮鼓鼓殼厚度45mm，所以需要焊9—10層。

⑤焊接順序如圖4所示：

⑥焊接工藝參數(shù)：

焊層焊接電流（A）電弧電壓（V）焊接速度

（cm/min）線能量

（KJ/cm）焊絲伸出長(zhǎng)度

（mm）

外：1420～45032～3438～4020～24.2.235

其余620～67036～3837～4233.6～41.340

2）筒節(jié)環(huán)縫組對(duì)、焊接

①為保證筒體直線度在允許的誤差范圍內(nèi)，環(huán)縫組對(duì)時(shí)根部不留任何間隙，內(nèi)部支撐必須在焊內(nèi)環(huán)縫時(shí)再拆除。

②為了保證筒節(jié)端口平面處在一個(gè)垂直于水平面的位置上。組焊前要用經(jīng)緯儀檢查定位。

③為了隨時(shí)觀察筒體直線度變化情況，沿筒壁四周拉四根鋼絲。

④焊接順序如圖5所示：

⑤焊接工藝參數(shù)：

焊接電流（A）電弧電壓（V）焊接速度（cm/min）線能量（KJ/cm）焊絲伸出長(zhǎng)度（mm）

620～67036～3837～4233.6～41.340

3）焊接過(guò)程中的注意事項(xiàng)：

①由于采用多層焊，焊前將坡口兩側(cè)各25mm范圍內(nèi)清理干凈，并修磨至露出金屬光澤，中間每一焊層熔渣清理干凈，才能繼續(xù)施焊。

②超聲波探傷穿插在整個(gè)施焊過(guò)程中，每一段在焊接前，都要先對(duì)焊縫進(jìn)行初步的外觀檢查，尺寸測(cè)量。焊接過(guò)程中出現(xiàn)的任何裂紋、未熔合、未焊透或條紋夾渣、焊縫間斷、弧坑、焊縫高度不夠或凸出太多等焊接缺陷，在現(xiàn)場(chǎng)必須隨時(shí)發(fā)現(xiàn)隨時(shí)處理，整個(gè)焊縫必須經(jīng)過(guò)打磨，修整，確保獲得優(yōu)質(zhì)的焊接接頭。

③對(duì)施焊過(guò)程中容易形成應(yīng)力集中的焊根和焊趾處，操作時(shí)要盡可能將焊接的殘余應(yīng)力降到最小限度。一般焊前應(yīng)對(duì)焊縫兩側(cè)各150mm范圍內(nèi)進(jìn)行預(yù)熱。

④由于筒體構(gòu)件形體比較大，焊縫區(qū)強(qiáng)度容易降低，其主要原因是焊接時(shí)出現(xiàn)氣孔、夾渣、未焊透等缺陷。同時(shí)焊縫邊緣晶粒粗大，焊接熱影響區(qū)往往被淬硬，塑性降低等原因也影響焊縫區(qū)強(qiáng)度。需選用滿足機(jī)械性能的焊條、焊絲、焊劑，使合金成分接近母材。從而提高焊縫區(qū)的強(qiáng)度。