倪淑梅

摘 要：本文通過轉爐煤氣柜底板焊接時產(chǎn)生焊接變形的原因分析，總結、制定出相應的解決辦法，有效地防止焊接變形。

關鍵詞：煤氣柜底板；焊接變形；控制方法

中圖分類號：TU758 文獻標識碼：A 文章編號：1671-3362（2013）08-100-01

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，平直后進行補焊，達到設計要求的平直度為止。

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，因為先焊接的焊縫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，結果就形成焊件平面偏轉，兩側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)應力，一般情況下在焊縫附近是拉應力，離開焊縫較遠的區(qū)域產(chǎn)生壓應力，在壓應力的作用下，平板可能失穩(wěn)，結果造成柜底板產(chǎn)生波浪變形。

2 控制方法

通過在柜底基礎上劃出十字基準線，即X-O-Y坐標，在中心大圓內(nèi)均勻分布設置A、B、C、D4個中幅板焊接區(qū)域，再設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為中心沿X軸方向鋪設第一塊中心定位板，并在其中點割1個?110mm中心孔，然后將其安放就位，并開3個?80mm的中心經(jīng)緯儀架設孔；依次沿X、Y軸向鋪設十字基準板；在A、B、C、D4個區(qū)域內(nèi)按先鋪設X軸方向板，再鋪設Y軸方向板的次序鋪設整個柜底中幅板，底板鋪設工程中應邊鋪設邊點焊，點焊長度和間距依鋪設位置的板料剛性大小而定，一般點焊長度約20mm；邊幅板I、邊幅板II及邊環(huán)板的鋪設待中幅板鋪設點焊完畢，先鋪設邊幅板I，再邊環(huán)板，最后再鋪設邊幅板II。其具體步驟是：

2.1 劃出十字基準線

在煤氣柜柜底基礎驗收合格后，在柜底基礎上劃出十字基準線，即X-O-Y坐標。

2.2 設置焊接區(qū)域

在X-O-Y坐標系上，設置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 鋪設中心定位板

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

2.4 依次鋪設十字基準板

依次沿X、Y軸向鋪設十字基準板。

2.5 鋪設整個柜底中幅板

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

2.6 底板鋪設邊點焊

底板鋪設工程中應邊鋪設邊點焊，點焊長度和間距依鋪設位置的板料剛性大小而定，一般點焊長度約20mm。

2.7 鋪設邊幅板

邊幅板I、邊幅板II及邊環(huán)板的鋪設待中幅板鋪設點焊完畢，先鋪設邊幅板I，再邊環(huán)板，最后再鋪設邊幅板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

焊接完畢后對所有焊縫進行100%抽真空試驗。

3 附圖說明（見圖1）

（a）柜底板布設示意 （b）焊接順序示意

1.中幅板 2.邊幅板 I 3.邊幅板II 4.邊環(huán)板 5.焊縫中心

6.焊接方向 7.焊縫 8.墊板

4 實施效果

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。公司承擔的轉爐煤氣柜施工中，我們利用這種轉爐煤氣柜柜底板防焊接變形的施工方法進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，降低施工成本達10多萬元。

參考文獻

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