弱鋼性桶形零件的組對焊接

李寧

摘 要：在弱鋼性零件加工的過程之中，很容易出現(xiàn)變形的情況。特別是對于弱鋼性桶形零件來講，如果出現(xiàn)變形，那么整個產(chǎn)品的質(zhì)量都會受到嚴重的影響。在焊接的過程之中，因為受到局部高溫的影響，如果焊接的處理不當，就很容易導(dǎo)致加工精度達不到要求。文中從實際產(chǎn)品的生產(chǎn)情況出發(fā)，針對弱鋼性桶形零件的特點，盡可能減少各種因素帶來的不良影響，就如何更好地完成弱鋼性桶形零件的組對焊接進行探討，以期可以獲得更加穩(wěn)定、質(zhì)量更好的產(chǎn)品。

關(guān)鍵詞：弱鋼性 桶形零件 組對焊接

中圖分類號：TV547.6 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）06（a）-0118-02

近年來，隨著工業(yè)的快速發(fā)展，人們對于各種機械零件的質(zhì)量、可靠性的要求越來越高，在零件焊接的過程之中，會受到諸多因素的影響，如果不能夠有效控制，那么將會對零件的焊接質(zhì)量帶來嚴重的影響，嚴重時甚至是可能會導(dǎo)致零件報廢。因此，如何在進行焊接的過程之中有效控制焊接質(zhì)量，對于零件加工非常重要。

1 產(chǎn)品描述

筆者工廠有產(chǎn)品如圖1所示。該產(chǎn)品屬薄壁件與法蘭組焊。該產(chǎn)品尺寸較大，受場地與設(shè)備限制，在組對焊接過程中只能水平放置。產(chǎn)品的法蘭與桶件組對焊接同軸度要求Φ2 mm，精度要求較高。產(chǎn)品的壁厚4 mm是薄壁件。鋼性較差。

2 難點分析

由于該產(chǎn)品壁厚與直徑的比值較大，鋼性非常差，在組對法蘭前自然水平放置狀態(tài)下，口部圓度誤差可達到50 mm左右。在與法蘭組對中如不采取措施無法進行組對焊接工作。另外，該產(chǎn)品的同軸度要求也比較高，因此在組對工作中法蘭與筒體的錯邊量的控制顯得格外重要。

3 焊接坡口形式分析

考慮到該產(chǎn)品的同軸度要求較高，最初法蘭的坡口定為圖2的樣式，前端帶有一段定位直口，這樣當筒體裝入直口后其產(chǎn)品的同軸度就可以得到有效的保證。但在實際組裝過程中發(fā)現(xiàn)因為筒體的鋼性太差無法組裝到位。后又考慮改變坡口形式，改為如圖3樣式，使之和筒體形成對接坡口，這樣相對容易，但對同軸度的保證需要采取相應(yīng)措施。

4 組對方法與措施

在組對工作中，研究人員設(shè)計了相對簡單的工裝，如圖4所示，研究人員稱之為包帶。該包帶分為上下兩個部分，其組裝后內(nèi)徑尺寸剛好為產(chǎn)品的外圓直徑，上下兩部分間距30 mm，包帶壁厚為20 mm，寬度為150 mm。用該工裝可將產(chǎn)品的法蘭與筒體箍在一起，通過旋緊兩側(cè)螺栓，可將筒體與法蘭固定到位，并且可以調(diào)節(jié)焊接間隙（如圖5所示）。

在操作過程中，研究人員發(fā)現(xiàn)在旋緊螺絲的過程中隨著旋緊力的加大，在包帶兩側(cè)的耳片附近，筒壁會與包帶之間產(chǎn)生間隙如圖6所示。AB、CD之間會形成間隙，究其原因是因為在旋緊螺絲過程中除了上下的力量之外，還會形成一個分力F，它會使包帶圖示方向收縮，將筒壁向內(nèi)頂出間隙，它與包帶上螺栓的位置密切相關(guān)，螺栓越靠外側(cè)，這種情況越嚴重，反之則改善許多。在確定螺栓孔位置要注意這點，應(yīng)該盡量靠近包帶內(nèi)側(cè)。鑒于以上情況，研究人員在組焊過程中調(diào)節(jié)好焊接間隙旋緊螺栓后，先將法蘭與筒壁吻合較好的AD段與BC段點焊固定，再次旋轉(zhuǎn)螺絲，這時，AB與DC段吻合情況也非常好，再將這兩段點焊固定。

組對完成后，為防止松掉包帶，焊點崩開，因此先不拆卸包帶，在產(chǎn)品內(nèi)側(cè)先用氬弧焊焊接一遍，再拆卸包帶。然后將產(chǎn)品外側(cè)坡口處的焊瘤熔渣等打磨干凈，最后進行施焊。

5 結(jié)語

通過以上的組對方法和采取的措施，解決了該產(chǎn)品因鋼性差與法蘭無法順利組對的問題，并且同軸度也得到了有效保證，使該薄壁筒形零件順利通過驗收。

在壓力容器的設(shè)計原則中要求避免采用剛性過大的焊接結(jié)構(gòu)。這是因為剛性大就會導(dǎo)致焊接構(gòu)件在施焊的時候會在膨脹與收縮的時候受到約束進而產(chǎn)生出較大的焊接應(yīng)力，而使得整個殼體容易因為操作條件的波動變形受到約束而產(chǎn)生彎曲應(yīng)力。所以在設(shè)計之中要盡可能地避免。而在此產(chǎn)品之中采用的是弱鋼性零件，如不采取措施無法進行組對焊接工作，這些都使得焊接難度增大，文中所提出的方法只是針對該產(chǎn)品來講的，是否普遍適用還需要進一步分析。

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