[發明專利]一種高精度控制焊接變形的工藝方法

在審

• 申請號: 201911364277.1
• 申請日: 2019-12-26
• 公開（公告）號: CN111014994A
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 袁林;梁修福;王言偉;劉建波;楊平
• 申請（專利權）人: 煙臺國冶冶金水冷設備有限公司
• 主分類號: B23K31/00
• 分類號: B23K31/00
• 代理公司: 煙臺雙聯專利事務所(普通合伙) 37225
• 代理人: 申國棟

本發明公開了一種高精度控制焊接變形的工藝方法，該方法體現在對焊接結構中形位公差的有效控制上，包括準備階段、定位階段和焊接階段。準備階段完成耳軸塊組合和扇形塊各自的加工裝配以及焊縫坡口的加工；定位階段找正耳軸位置，然后設置標記裝置，便于在焊接階段對耳軸的偏移情況進行檢測；焊接階段采用對稱、同步的方式進行焊接，并通過標記和千分表監測變形情況，實時調整焊接參數。本發明改變了常規工藝，先完成兩個耳軸部分的精加工后再裝配組焊，通過采用高精度的檢測控制方法、合理的焊接順序以及靈活的控制手段，使得焊接應力處于相對較低且呈對稱平衡的狀態，從而達到控制接變形、保證工件精度的目的。

技術領域

本發明涉及一種焊接方法技術領域，具體涉及一種高精度控制焊接變形的工藝方法。

背景技術

托圈是煉鋼過程中用來承托鋼包、繞耳軸旋轉、來實現傾倒鋼液完成煉鋼作業的重要部件。托圈的構成主要包括由兩件耳軸塊和兩件扇形塊連接在一起構成的環狀主體，兩件耳軸塊組合和兩件扇形塊間隔設置，托圈還包括兩件分別安裝在兩件耳軸塊上的耳軸。

耳軸是用來裝配軸承、實現繞軸旋轉的支撐件。如果不能保證兩個耳軸的同軸度要求，在托圈支撐鋼包和鋼液滿負荷大重量的工況下，很容易造成設備的損壞甚至引發事故。

通常保證焊接構件的加工精度的工藝措施是在構件焊接完成后進行焊后熱處理，消應后進行機加工達到精度要求。但是托圈尺寸非常大，直徑一般為7米以上，扇形塊102的箱體高度達為2米以上，箱體上下蓋板的厚度達100mm以上，箱體內外側的圓弧側板厚度達60mm以上，總重量一般在40噸以上，如此巨大的體積和重量，常見的機床都無法對耳軸完成一次性加工來保證同軸度的要求。如果兩個耳軸分別加工，則難以保證耳軸的同軸度。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提出了一種高精度控制焊接變形的工藝方法，其目的是：在焊接加工過程中對形位公差進行有效控制，實現構件焊后的低應力狀態，確保滿足耳軸同軸度等精度要求。

本發明的技術方案如下：

一種高精度控制焊接變形的工藝方法，用于焊接托圈，所述托圈包括兩件相對設置的耳軸塊組合和兩件相對設置的扇形塊，耳軸塊組合和扇形塊間隔設置，耳軸塊組合與兩端所相鄰的扇形塊之間待通過焊接方式相連接以構成托圈的環形主體，所述耳軸塊組合是由耳軸塊與耳軸組對焊接后機加工而成；所述耳軸上設有中心孔；焊接方法的特征在于包括以下步驟：

（A）準備階段：

準備平臺，在平臺上按托圈的設計尺寸以一比一的比例放地樣；

完成耳軸塊組合和扇形塊各自箱體的組對焊接以及耳軸的精加工，并完成耳軸塊組合與扇形塊之間四組箱型對接接頭的坡口加工；

（B）定位階段：

在平臺上固定有耳軸支撐座，將耳軸塊組合放置在耳軸支撐座上，并以地樣為基準，找正耳軸塊組合的位置；然后在兩組耳軸塊組合上分別安裝標記裝置，并在平臺上設置標記檢測裝置；并將耳軸塊組合固定在耳軸支撐座上，將扇形塊放置在平臺上的彈性支撐部件上；

（C）焊接階段：

對兩組耳軸塊組合和兩組扇形塊之間形成的四組箱型對接接頭進行同步、對稱施焊，焊接過程中使用標記檢測裝置實時監測標記裝置的位置，判斷耳軸塊組合是否發生偏移，根據偏移方向實時調整焊接參數。

作為本方法的進一步改進：耳軸塊組合與扇形塊的型箱結構均包括上下兩個蓋板和內外兩個側板；耳軸塊的蓋板伸出于內外側板，扇形塊的內外側板伸出于蓋板，對于每組箱型對接接頭：耳軸塊的內外側板與扇形塊的內外側板構成內外兩條側板對接焊縫，耳軸塊的上下蓋板與扇形塊的上下蓋板分別構成上下兩條蓋板對接焊縫，耳軸塊的上下蓋板與扇形塊的內外側板構成四條蓋板側板焊縫，上方內側和外側各一條蓋板側板焊縫，下方內側和外側各一條蓋板側板焊縫；