馬鳳杰

（華電曹妃甸重工裝備有限公司技術部，河北 唐山 063210）

箱型梁隔板焊接工藝淺析

馬鳳杰

（華電曹妃甸重工裝備有限公司技術部，河北 唐山 063210）

華電曹妃甸重工裝備有限公司產(chǎn)品的承重結構為箱型梁，實際生產(chǎn)中多在箱型梁中增加多個隔板，為提高鋼板的使用率，通常對隔板進行拼焊。本文對隔板拼接過程以及加強圈焊接過程中焊接參數(shù)以及焊接順序的選擇進行了研究。

隔板；變形；焊接參數(shù)；焊接順序

0 引言

華電曹妃甸重工裝備有限公司是國內(nèi)沿?，F(xiàn)代化重工裝備制造基地之一，主要產(chǎn)品有裝船機、卸船機、斗輪堆取料機、圓形料場堆取料機、翻車機、海洋風電、皮帶機、壓力容器。公司產(chǎn)品的承重結構為箱型梁，箱型梁的優(yōu)點是承載載荷大、穩(wěn)定性強、結構重量輕、截面抗扭剛度大。在箱梁的結構構造上，為了抵抗箱梁截面形狀變形、限制截面變形和扭轉共同引起的橫向彎曲畸變應力和縱向正應力，改善荷載橫向分布，約束截面扭曲，多在箱型梁中增加多個隔板，如圖1所示。

圖1

為提高鋼板的使用率，公司在拆圖的過程中會將隔板分割成兩部分或者是四部分。在后續(xù)的鉚焊工序?qū)⒏舭暹M行拼接。

1 隔板制作

公司采用的隔板大多數(shù)板中是空口，在制作過程中要求隔板的對接焊縫必須為熔透焊縫且斷開位置不能在圓弧切點之內(nèi)。

（1）準備。按照圖紙及焊接規(guī)范要求對需要制作坡口的零件切割坡口，坡口應該用半自動或者刨邊機制出，不允許采用碳棒刨出。隔板坡口形式詳見圖2。坡口應保持平整，不得有裂紋、分層、夾渣等缺陷，焊前應將坡口表面及兩側的水、氧化物、油污、銹、熔渣等雜質(zhì)清除。

圖2 隔板拼接坡口

（2）焊接。采用GMAW（焊絲采用ER 50-6，保護氣體為混合氣80%Ar+20%CO2）或者是FCAW（焊絲為Y J501-1，保護氣體為100%CO2）。隔板拼接時兩側必須加引、熄弧板，焊后割除，并打磨割邊，要求熔透焊接。焊接規(guī)范詳見表1。

（3）檢驗。隔板拼接完成后報檢，對接縫做100%UT檢驗。確保每個隔板有一條焊縫做100%UT檢驗，若不合格則焊縫返修后對每條拼接縫做100%UT檢驗。隔板尺寸直接影響箱體裝配質(zhì)量，因此其長度、寬度尺寸及對角線誤差均控制在合理范圍之內(nèi)。用鋼卷尺、鋼直尺檢查隔板的長、寬及對角線尺寸，用鋼直尺檢查隔板平面度。

2 加強圈焊接

為了提高隔板的支撐力，通常會在隔板的空口處焊接加強圈。根據(jù)加強圈尺寸制作靠板，火工折彎隔板加強圈，隔板加強圈不需要探傷。詳見圖3。

表1 隔板拼接焊接工藝

圖3 加強圈煨彎

煨好彎的加強圈點焊到隔板里面，然后按照圖紙要求焊接。隔板厚度一般為6 mm、8 mm、10 mm，鋼板較薄，由于拼板焊縫、對接焊縫，焊縫數(shù)量多，焊接量較大，因此隔板容易產(chǎn)生扭轉變形，因此要嚴格控制焊接順序。焊接順序為（1，2，3）：先焊接加強圈的四個圓角，然后再焊橫縱焊縫，各個焊縫的焊接方向要一致。隔板加強圈焊接順序詳見圖4。

3 結論

由于隔板厚度以及焊接量的原因，若在焊接過程中不能很好的控制焊接參數(shù)以及焊接順序，隔板特別容易發(fā)生扭轉變形。在焊接過程中嚴格控制焊接參數(shù)（焊接電流、焊接電壓、焊接速度）以及保證正確的焊接順序，既能夠提高焊接效率，也能夠控制焊接變形。

圖4 加強圈焊接順序

[1]付榮柏，等.焊接變形的控制與矯正[J].機械工業(yè)出版社，2006.08.

[2]谷學準，田建鋒，李大為，于娜，李曉堃，等.海洋平臺箱型梁焊接變形及控制[M].中國造船，2014.11.

圖1 轉子軸向剖面圖

以轉子軸對稱的結構特點為依據(jù)，設計了4節(jié)點四邊形軸對稱單元，進而對網(wǎng)格進行劃分。在對網(wǎng)格進行劃分過程中，需考慮到一些易 出現(xiàn)應力集中的區(qū)域，并進一步對這些區(qū)域采取局部加密措施。從單元劃分上來看，一共劃分了36353個單元；從節(jié)點來看，一共有39253個節(jié)點，因網(wǎng)格太密，未能將整體的網(wǎng)格給出來，但是可得出清晰的局部網(wǎng)格，如圖2所示。

圖2 轉子局部網(wǎng)格（左為調(diào)節(jié)級，右為中壓第2級）

在明確上述思路之后，需做好的的工作包括：

（1）對前冷態(tài)起動曲線下熱應力計算加以優(yōu)化?；谄饎悠陂g，涵蓋的過程有三：其一，高壓缸預暖；其二，中速暖機；其三，升負荷。從沖轉至起動，一共用了7.5個小時。值得注意的是，在沖轉之后，切缸需使用偏小的溫升率，確保切機組的負荷能夠得到有效提高。（2）在對溫升分配進行調(diào)整之后，需對轉子熱應力進行計算。為了使轉子起動熱應力得到有效減小，并實現(xiàn)轉子壽命損耗的降低，有必要修改冷態(tài)起動曲線，進而使沖轉階段的溫度及溫升率得到有效提高。（3）為了使汽輪機轉子表面的最大熱應力得到有效降低，同時使轉子的壽命得到有效延長，有必要對溫升分布前后熱應力進行調(diào)整。

4 結語

通過本文的探究，在認識到汽輪機起動過程溫升分配會對轉子熱應力產(chǎn)生影響的情況下，需對溫升分配加以合理調(diào)整，以此使轉子熱應力得到有效減小。而對于本次提到的亞臨界660 MW高中壓轉子來說，有必要適用全新的溫升分配模型，以此確保轉子最大熱效應比使用原起動曲線在很大程度得到有效降低。此外，還有必要在對起動曲線進行設計過程中，選取合理的溫升分配方式，從而使起動過程轉子熱應力得到有效降低，當轉子壽命得到有效延長的情況下，便能夠使起動時間得到有效縮短。相信通過一系列策略的實施，汽輪機在運行過程中的可靠性及安全性將能夠得到有效提高，進一步為生產(chǎn)效益的提升奠定夯實的基礎。

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1671-0711（2016）10（上）-0094-02