呂鑫 齊躍

摘 要：焊接彎管由多個(gè)斜口管節(jié)組成，其組裝精度及焊接質(zhì)量主要取決于節(jié)間相貫線的放樣精度和節(jié)間坡口尺寸精度。各管節(jié)如按鋼管中徑展開放樣，受鋼板厚度影響，會(huì)造成很大尺寸偏差。文章以DN1500彎管為例，分析尺寸偏差原因，并提出彎管節(jié)間相貫線及坡口的修正方法。

關(guān)鍵詞：焊接彎管；相貫線；坡口；修正

前言

彎管廣泛應(yīng)用于水利、石油、化工等領(lǐng)域，制作方法常用熱煨、冷彎和焊接。焊接彎管通常由多節(jié)組成。小直徑焊接彎管各節(jié)接口可以直接用數(shù)控切割機(jī)加工。大直徑彎管各節(jié)仍需先將板材在切割機(jī)上加工出相貫線、坡口，再進(jìn)行卷制、焊接。彎管上下節(jié)間相貫線按鋼管中徑展開，受鋼板厚度影響，會(huì)出現(xiàn)偏差。為了保證彎管的組裝精度及焊接質(zhì)量，需要嚴(yán)格控制彎管節(jié)間相貫線及坡口尺寸偏差。

1 偏差分析

現(xiàn)以DN1500彎管為例，分析彎管節(jié)間相貫線及坡口尺寸出現(xiàn)偏差的原因（如圖1）。

圖1 理論中徑圖樣

參數(shù)：彎管中徑1500mm，鋼管壁厚20mm，V形內(nèi)坡口50°。

各節(jié)彎管如以鋼板中徑展開下料、卷制后，將出現(xiàn)圖2左圖存在的問題：a點(diǎn)鋼管外徑重疊，b點(diǎn)鋼管外徑有間隙。如將第Ⅱ節(jié)鋼管按接口尺寸放置在第Ⅰ節(jié)鋼管上，即出現(xiàn)圖2右圖現(xiàn)象：彎管中心線出現(xiàn)位移，偏離理論設(shè)計(jì)位置。

圖2

2 節(jié)間相貫線修正

現(xiàn)提出如下修正辦法：見圖3

（1）畫出彎管中心線。（2）以彎管中心線為基準(zhǔn)，畫出鋼板厚度（開坡口）的輪廓線。（3）延長(zhǎng)彎管中心線相交鋼管外徑于a點(diǎn)、b點(diǎn)。（4）將彎管第Ⅰ節(jié)、第Ⅱ節(jié)沿a- b直線分開。（5）將彎管第Ⅰ節(jié)、第Ⅱ節(jié)以鋼管外徑為基準(zhǔn)把坡口補(bǔ)全。（6）延長(zhǎng)彎管第Ⅰ節(jié)、第Ⅱ節(jié)中線相交鋼管輪廓線于點(diǎn)c、c1，d、d1。（7）連接點(diǎn)c、c1、c2、c3，d、d1、d2、d3。（8）以新圖形為基準(zhǔn)對(duì)鋼管進(jìn)行展開下料。即可得到彎管實(shí)際相貫線。

圖3

彎管各節(jié)間環(huán)縫的焊接，需要做焊接工藝評(píng)定，以保證焊接質(zhì)量。焊縫坡口的角度是焊接工藝的一項(xiàng)重要參數(shù)。彎管節(jié)間V形內(nèi)坡口角度為50°，即鋼管單邊坡口25°。若在鋼板下料時(shí)利用數(shù)控切割機(jī)的旋轉(zhuǎn)割炬以25°角度加工坡口，待卷制成鋼管后，即會(huì)出現(xiàn)圖4出現(xiàn)的問題：a點(diǎn)角度變大，b點(diǎn)角度變小。

圖4

計(jì)算a點(diǎn)角度變大，b點(diǎn)角度變小的具體數(shù)值。如圖5，在 O1點(diǎn)、O2點(diǎn)鋼板坡口角度為25°，在a點(diǎn)鋼板坡口角度為β，在b點(diǎn)鋼板坡口角度為α。角度α、β可在圖上直接量出。

圖5

圓弧O1-a-O2上任一點(diǎn)m所對(duì)應(yīng)的開料坡口角度γ計(jì)算：

m點(diǎn)在水平中性軸上的對(duì)應(yīng)點(diǎn)為m（x）

圓弧O1-b-O2上任一點(diǎn)n所對(duì)應(yīng)的開料坡口角度γ計(jì)算：

n點(diǎn)在水平中性軸上的對(duì)應(yīng)點(diǎn)為n（x）

3坡口修正

鋼板坡口加工修正：如圖（6）所示

（1）將彎管第一節(jié)沿修正后的尺寸以 進(jìn)行展開。（2）用以上坡口角度計(jì)算辦法對(duì)各點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算。（3）鋼板下料時(shí)，先按展開線切割鋼板，不同時(shí)加工坡口。（4）在開好料的鋼板上人工標(biāo)記坡口角度，為降低工作量，以區(qū)段坡口角度與理論計(jì)算坡口角度誤差在1°以內(nèi)為宜。（5）按標(biāo)記坡口角度對(duì)鋼板進(jìn)行坡口加工。（6）將加工好坡口的鋼板進(jìn)行卷制，即可得到坡口均勻，位置精確的彎管相貫線接口。

圖6

4 結(jié)束語(yǔ)

在大直徑焊接彎管制作工程中，通過(guò)以上修正辦法，可以得到精確可靠的位置尺寸和坡口尺寸，有助于保證制造質(zhì)量。本文所提出的彎管節(jié)間相貫線及坡口修正方法，是作者工作中的經(jīng)驗(yàn)，希望能對(duì)從事彎管制造、安裝、檢驗(yàn)的技術(shù)工作者提供參考。

參考文獻(xiàn)

[1]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，第1卷.-5版.化學(xué)工業(yè)出版社，2007.11.

[2]焊接手冊(cè)，第一卷.中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)焊接學(xué)會(huì)編.機(jī)械工業(yè)出版社，2008.1.

作者簡(jiǎn)介：呂鑫（1980-），男，漢族，遼寧丹東人，工程師，主要從事水工金屬結(jié)構(gòu)制作安裝工作。

齊躍（1982-），男，漢族，遼寧丹東人，工程師，主要從事起重機(jī)設(shè)計(jì)工作。