干式气柜的焊接变形及控制
2015/10/28 9:12:06 点击： 文章来源：www.jshhcc.com
我公司承建 的20O00m3干式气柜，直径中34377rnm，壁 高 28500rnm，主体 材质选 用 o235一B。气柜采用全封闭薄壁板加钢结构形式，即柜壁部分外部为型材，内部为薄壁板( =4 6mm)对接；柜顶内部为钢结构骨架，外层为 4nma薄板封闭，柜底中幅板采用 =4．5nma钢板搭接 ，边缘 板为 =6rom对接 ，柜内为随气量升降的活塞及支架和 T形挡板 。由于其结构复杂，薄板 、型材联接 以焊接为主，加之面积较 大，焊 缝较 长 (仅 柜壁 环缝 就长 达 1900多米)，因此在焊接过程 中，几乎所有类型的焊接变形都不同程度 的存在 ，有时互相叠加 ，严重影响施工质量 。
1 焊接变形原因分析
由于绝大多数焊接方法都采用局部加热，故不可避免地产生焊接应力和焊接变形 ，焊接变形主要是由残存在构件中的焊接应力决定 的，但是在施工过程中实际影响因素是多方面的，主要有以下几点 ：
由于绝大多数焊接方法都采用局部加热，故不可避免地产生焊接应力和焊接变形 ，焊接变形主要是由残存在构件中的焊接应力决定 的，但是在施工过程中实际影响因素是多方面的，主要有以下几点 ：
1．1 焊接方法
对于各种焊接方 法由于热源加热集中程度不同，使其产生的变形也不同。在相同条件下，气焊 、手工焊、埋弧自动焊、气体保护焊、电子束焊所产生的焊接变形依次减小 ，但是 由于各种焊接方法有其自身的优点 ，在焊接方法的选用上还要考虑诸多因素。
1．2 焊接电流 、速度
焊接线能量是影响焊接变形的主要因素 ，而焊接电流和速度是影响线能量的决定因素。一般来说 ，焊接电流越大，则变形越大 ；焊接速度越快，变形越小。在相同线能量下 ，用大电流快焊速比小电流慢焊速加热集中程度高，收缩、弯曲变形都会减小这些因素都会 在焊接工艺中根据工艺评定规定下来 。
1．3 焊缝长度和坡口型式
焊缝长度是由工件来决定的 ，焊缝越长变形就越大。坡口内空间越大 ，变形就越大．但是可以通过调整焊接顺序来平衡 。坡 口形式不同，变形也不一样 ，相同条件下 ，单面 “v”形坡 口的角变形大于“u”形坡口；单面“v”、“u”形坡口焊缝角变形大于双面对称型 ，而不开坡 口焊缝 变形最小。另外装配间隙越大 ，变形就越大，而用断续焊代替连续焊 ，变形就减小，但强度会下降。在气柜施工中，由于其容积较大，决定了焊缝就必然要长，但由于板材较薄，大部分接头不用开坡口。
1．4 焊缝位置 、布置及结构刚性
焊缝位置的影响，在结构刚性不大时 ，焊缝在结构中布置对称 ，或焊缝截面重心 与接头截面重心在同一位置上 ，施焊顺序合理 ，则变形最小。当焊缝布置不对称或过 于集 中时 ，变形就越大 。焊件结构刚性主要取决于结构截面的形状 、尺寸和布置，受同样大小的力 ，刚性大的结构变形就小 ，刚 小的变形就大，焊接变形 总是沿着 刚性约束最小 的方向进行在气柜施工 中，大面积的薄板结构其刚性很小 ，焊缝过于集中，这些都给焊接变形的控制带来了难度。
1．5 装配和焊接顺序
在装配过程 中，由于装配顺序 的不同 ，所产生的变形也不同，对较大的工件应先分成单元组装 ，焊后再总装 ；在多道焊或长焊缝焊接时，由于焊接次序的不同，也会产生不 同的变形 ，如形状对称的“x”形坡口焊缝 ，只有对称施焊或交替控制施焊才能使两边角变形最小。
在装配过程 中，由于装配顺序 的不同 ，所产生的变形也不同，对较大的工件应先分成单元组装 ，焊后再总装 ；在多道焊或长焊缝焊接时，由于焊接次序的不同，也会产生不 同的变形 ，如形状对称的“x”形坡口焊缝 ，只有对称施焊或交替控制施焊才能使两边角变形最小。
1．6 组对形式及质量
在大面积施焊过程中，对接要 比搭接变形小，但是组对的好坏也直接影响焊接变形 ，强行组对焊后易产生错边变形和局部失稳 ，组对 隙小匀 ，也容易产生变形。
2 控制及纠正措施
在大面积施焊过程中，对接要 比搭接变形小，但是组对的好坏也直接影响焊接变形 ，强行组对焊后易产生错边变形和局部失稳 ，组对 隙小匀 ，也容易产生变形。
2 控制及纠正措施
施工过程中，我们根据 以上 的分析和气柜各部位结构的特征 ，分别制定有效的控制措施 ，使其成形良好。
2．1 柜底及活塞盘
柜底及活塞盘施工中除边缘外全部采 用搭接 ，板厚为 4．5mm、施焊面积较大 ，焊缝较长，失稳变形比较突出，为此采取 以下措施 ：
①采用大电流快速施焊一次成形 ；②先焊短缝 ，后焊长缝 ，最后焊“人”字缝 ，并在边缘板内侧留出收缩缝，待大角缝焊后再焊此缝；③焊长缝及“人”字缝时，隔缝跳焊 ，在焊每道长缝时从中间向两边分段退焊；④焊后用木锤敲击焊缝施放应力，减小焊接变形。
2．2 柜壁侧板
柜壁 侧 板 安装 中，第 1层 和第 19层 板厚 为6mna，第 2～13层为 45mm，第 14～18层 为 4mna，圆周均布 18根立柱(I22a)，每层上部设有 110×70×7加强角钢 ，抗风圈处为 125x8，根据其特点采用以下措施：①综合考虑多方面因素，采用 CO：气体保护焊焊接所有对接缝，由于其热源加热集中程度高，产生变形小 ；②根据整体 布局合 理安排装配顺序，先预制成单片，再把预制好的单片连在一起，便于整体质量的控制和安装；③单片预制时，在胎具上组装、焊接，有利于控制和防止施焊中变形 ；④壁板在胎具上 自然成型 ，利用加强角钢来定型，加强角钢成型时20mrn径向收缩量；⑤先把壁板拼在一起，焊后再组焊加强角钢和立柱 ，距现场组对焊缝最近的加强角钢只点固不焊 ，待现场环缝焊完后再焊；⑥组焊配件时，应根据不同的要求，选取不同的焊接规范 ，必要时增加刚性固定 防止变形；⑦组对时不允许强力组对 ，而且间隙均匀 ，以防错边 变形 和凹 凸变形 ；⑧对变形较大的地 方用机械方法或火焰矫形法处理
柜壁 侧 板 安装 中，第 1层 和第 19层 板厚 为6mna，第 2～13层为 45mm，第 14～18层 为 4mna，圆周均布 18根立柱(I22a)，每层上部设有 110×70×7加强角钢 ，抗风圈处为 125x8，根据其特点采用以下措施：①综合考虑多方面因素，采用 CO：气体保护焊焊接所有对接缝，由于其热源加热集中程度高，产生变形小 ；②根据整体 布局合 理安排装配顺序，先预制成单片，再把预制好的单片连在一起，便于整体质量的控制和安装；③单片预制时，在胎具上组装、焊接，有利于控制和防止施焊中变形 ；④壁板在胎具上 自然成型 ，利用加强角钢来定型，加强角钢成型时20mrn径向收缩量；⑤先把壁板拼在一起，焊后再组焊加强角钢和立柱 ，距现场组对焊缝最近的加强角钢只点固不焊 ，待现场环缝焊完后再焊；⑥组焊配件时，应根据不同的要求，选取不同的焊接规范 ，必要时增加刚性固定 防止变形；⑦组对时不允许强力组对 ，而且间隙均匀 ，以防错边 变形 和凹 凸变形 ；⑧对变形较大的地 方用机械方法或火焰矫形法处理
2．3 柜顶
柜顶施工中，顶板全部为 d=4mm薄板 ，整体为球形 ，为了减小焊接变形，把焊缝 布置在骨架上，即以骨架单元格为排板单元 ，每张板对应 一个骨架单元格 ，板与板 间留 12utna问隙 ，各自独立焊接 ，顶板拼接时采用对接双面焊 。
柜顶施工中，顶板全部为 d=4mm薄板 ，整体为球形 ，为了减小焊接变形，把焊缝 布置在骨架上，即以骨架单元格为排板单元 ，每张板对应 一个骨架单元格 ，板与板 间留 12utna问隙 ，各自独立焊接 ，顶板拼接时采用对接双面焊 。
2．4 柜顶骨架及 内部构件
骨架(柜顶 )、活塞支架 、T形挡板及其架 台均由型材构成，组装前原材料应进行矫正，焊接时采用反变形法或刚性 固定法来 防止变形 ，焊后变形较大者可用火焰矫形法处理。
3 结束语
总之 ，在气柜 的施工中由于其结构的复杂性和影响焊接变形因素的多样性，使其成型困难得多；同时，为保证气柜运 行 良好 ，设计对施工质量要 求较高，因此必须采取有力措施进行控制。在 200o0气柜施工过程中，通过 以上措施的实施 ，使各种焊接变形基本上得到了有效控制。
骨架(柜顶 )、活塞支架 、T形挡板及其架 台均由型材构成，组装前原材料应进行矫正，焊接时采用反变形法或刚性 固定法来 防止变形 ，焊后变形较大者可用火焰矫形法处理。
3 结束语
总之 ，在气柜 的施工中由于其结构的复杂性和影响焊接变形因素的多样性，使其成型困难得多；同时，为保证气柜运 行 良好 ，设计对施工质量要 求较高，因此必须采取有力措施进行控制。在 200o0气柜施工过程中，通过 以上措施的实施 ，使各种焊接变形基本上得到了有效控制。
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