[發明專利]大型不銹鋼筒體焊接變形控制輔具及焊接變形控制方法

有效

• 申請號: 201010143905.6
• 申請日: 2010-04-08
• 公開（公告）號: CN101797671A
• 公開（公告）日: 2010-08-11
• 發明（設計）人: 劉恩清;杜壽濤;劉玉平
• 申請（專利權）人: 中國第一重型機械股份公司;中國第一重型機械集團大連加氫反應器制造有限公司
• 主分類號: B23K37/00
• 分類號: B23K37/00
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 高永德

技術領域

本發明屬于焊接技術領域，尤其涉及焊接變形控制，具體適用于大型不銹 鋼筒體類件的焊接變形控制。

背景技術

目前，在鋼制容器中等厚度筒體的制作工藝中，一般在筒節縱縫焊接之后， 需要在卷板機上對筒體進行校形，或采用熱校形(如火焰校形)，校形的主要目 的是克服縱縫焊接產生的角變形。這種制作工藝，對于一些大型筒體，尤其是 筒體需要在現場完成，不具備焊后機械校形條件的，難以保證不變形；采用熱 校形的方法會對筒體材料的性能產生不利影響，在也不適合采用時，控制焊接 變形一直是一個工藝難題。

發明內容

本發明的目的是提供一種焊接變形控制輔具及使用該輔具控制焊接變形的 方法。

本發明的技術方案是：大型不銹鋼筒體焊接變形控制輔具，由平板和頂絲 構成，其特征在于所述平板包括內弧平板和外弧平板，內弧平板是一塊一邊為 凸圓弧形邊的平板，外弧平板是一塊一邊為凹圓弧形邊的平板，內弧平板的圓 弧形邊的圓弧半徑與不銹鋼筒體的內圓半徑相同，外弧平板的圓弧形邊的圓弧 半徑與不銹鋼筒體的外圓半徑相同；所述頂絲設置在內弧平板上，由2-6個構 成，頂絲對稱固定連接在平板的與不銹鋼筒體的縱焊縫相對點的兩邊，頂絲的 頂端朝向平板的圓弧形邊。

本發明的所述的大型不銹鋼筒體焊接變形控制輔具，其特征在于所述內弧 平板和外弧平板為弧長300～1000mm的平板。

本發明的所述的大型不銹鋼筒體焊接變形控制輔具，其特征在于所述頂絲 位置在平板的與不銹鋼筒體的縱焊縫相對點的兩側距與不銹鋼筒體的縱焊縫相 對的點20～80mm范圍內。

應用本發明的大型不銹鋼筒體焊接變形控制輔具控制焊接變形的方法，其 特征在于所述的方法包括以下步驟：

1)在裝焊平臺上按筒體內外圓周畫出筒體內外圓周的裝配基準線，作為裝焊 筒體的參照基；

2)將筒體弧段吊裝到步驟1)畫出筒體內外圓周的裝配基準線的平臺上， 將筒體弧段與平臺上的裝配基準線對位，測量筒體縱縫兩側在自由狀態下與平 臺上的裝配基準線不附線的筒體的弧段的長度和角度，確定需剛性拘束范圍；

3)按步驟2)測量出的與平臺上的裝配基準線不附線的筒體的弧段的長 度和角度，將符合該需剛性拘束范圍的筒體焊接變形控制輔具，沿筒體縱縫點 焊在筒體內外圓周上，點焊時留出變形范圍和坡口間隙，筒體焊接變形控制輔 具按每隔300～900mm安裝一套的間距均布；

4)交替對筒體的內外坡口施焊，并根據筒體縱縫變形情況調整焊接順序；

5)在施焊過程中，當變形超出裝配基準線范圍時，調整筒體焊接變形控制 輔具上的頂絲，進行輔助拘束，使變形不超出裝配基準線范圍。

本發明的所述的應用本發明的大型不銹鋼筒體焊接變形控制輔具控制焊接 變形的方法，其特征在于所述的均布的筒體焊接變形控制輔具，一道筒體的縱 縫最少均布3套。

本發明的原理是：利用焊接自身產生的焊接應力校正筒體縱縫變形。由奧 氏體不銹鋼的物理特性可知，奧氏體不銹鋼的熱膨脹系數較大，約為普通碳鋼 的1.6倍，導熱系數小，約為普通碳鋼的1/4倍，而收縮率較普通碳鋼大，奧 氏體不銹鋼在焊接溫度場的作用下產生較大的熱膨脹和冷卻收縮過程，這個過 程對焊縫區域產生非常大的熱應力和收縮應力。運用焊接過程產生的焊接應力， 校正縱縫焊接產生的角變形，從而使筒體在焊后不再進行機械校形，仍能保證 筒體的圓度公差。

本發明的突出優點是：1、本方法避免了筒體的焊后機械校形和熱校形工序， 既節省了工序，又能保證焊接筒體的精度要求；2、筒體焊接過程中的變形量， 通過筒體與輔具間的間隙大小可以直接觀察到，進而通過調整焊接方法、改變 焊接順序、調節拘束強度三種技術措施中的一種或幾種并用達到調節變形量大 小的效果；3、筒體焊接變形控制輔具構造簡單，制作容易，并可根據不附線的 筒體的弧段的長度和角度隨時制作，適應性強；4、應用該方法控制筒體焊接變 形，方法簡單，易于掌握，效果顯著。

附圖說明

本發明共有附圖2幅，其中

圖1是本發明的輔具結構示意圖，

圖2是本發明的輔具工作布置示意圖。

附圖中，1、輔具外弧平板，2、輔具內弧平板，3、頂絲，4、筒體， e、坡口間隙。

具體實施方式