大型儲罐焊接變形控制方法

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1、大型儲罐焊接變形控制方法　　摘要：隨著產業(yè)結構的調整，工業(yè)發(fā)展突飛猛進。大型儲罐在工業(yè)生產中被廣泛應用。在大面積薄板焊接工程中，焊接變形量的大小是衡量該工程成功與否的重要標志，也是工程質量好環(huán)的關鍵因素之一，因此控制焊接變形是人們十分重視而致力于研究的課題。關鍵詞：焊接變形大面積薄板控制方法中圖分類號：TU74文獻標識碼：A文章編號：一、緒論鋼制儲罐是石油化工生產常用的容器設備，其焊接方法較多，如手工電弧焊、半自動焊接和自動焊接等方法。不管采取哪種焊接方法，在焊接過程中存在的主要問題是焊接變形問題，特別是儲罐底板焊縫多、板厚小，施工中時常會產生較大的波浪變形等。具體分析

2、焊接變形產生主要原因，并采取針對性的措施，將會取得良好的效果。二、焊接變形9焊接變形不僅影響產品的外觀和使用，過大的變形還會導致焊件報廢。要想有效控制焊接變形，必須找到產生焊接變形的原因，然后采取相應的控制方法。大面積薄板焊接變形最根本原因是由于在焊接中局部加熱不均勻,使得構件上各部分金屬產生不均勻的膨脹,冷卻時產生不均勻的收縮。另外這不均勻的熱脹冷縮相互牽制且受到周圍冷金屬的限制,從而產生不同程度的變形。三、控制方法大面積薄板焊接焊縫形式主要為對接和搭接。但這兩種焊縫形式產生的變形基本一樣，除產生橫向收縮和縱向收縮外，如圖一、二所示，還會產生失穩(wěn)翹曲變形如圖三所示，以

3、上三種變形共同作用即產生常見的薄板焊接后的鼓包現象。圖一焊接橫向收縮圖二焊接縱向收縮圖三焊接失穩(wěn)翹曲變形9在實際工程中要想獲得最佳的理想狀態(tài)，就必須讓三種方式的應力和變形合理分布在該結構中，使之相互制約、相互控制，正負變形保持在一個平衡的狀態(tài)下。這一指導思想是控制大面積薄板焊接工程中焊接變形的有效途徑。本文介紹的儲罐鋼板材質均為Q235-B。中幅板之間、內環(huán)板之間為搭接，外環(huán)板之間為對接，中幅板與內環(huán)板、內環(huán)板與外環(huán)板之間為搭接，中幅板呈球面形。底板的結構形式如圖四所示。圖四罐底板焊接布置圖1、技術難點面積大，板壁薄，內、外環(huán)板厚度不一致，為厚板與薄板搭接。9施工前一定

4、要理論與實踐相結合制定合理的施工工藝，稍不注意就會產生較大的凸起，給后續(xù)施工帶來麻煩。重新修理不僅難度大，而且會使生產成本增加。因此，合理選擇施工工藝是建立在靈活掌握變形產生機理的基礎上，也就是要理論與實踐要相結合。2、焊接工藝及剖析(1)如圖五所示，給出了引起焊接應力和變形的主要因素及其內在聯系。圖五應力與變形的主要因素9焊接時局部不均勻的熱輸入是產生焊接應力與變形的決定因素。而熱輸入是通過材料因素、制造因素和結構因素所構成的內拘束度和外拘束度而影響熱源周圍的金屬運動，最終形成焊接應力和變形。材料因素主要為材料特性、熱物理常數及力學性能，在焊接溫度場中，這些特性呈現出

5、決定熱源周圍金屬運動的內拘束度。制造因素（工藝措施、夾持狀態(tài)）和結構因素（構件形狀、厚度及剛性等）則更多地影響著熱源金屬的外拘束度。隨焊接熱過程變化的內應力場和構件變形，稱為焊接瞬態(tài)應力與變化。而焊后，在室溫條件下殘留于構件中的內應力場和宏觀變化，稱為焊接殘余應力與焊接殘余變形。根據多年的實際經驗和理論分析結果，不管哪種形式的底板，在焊接工藝上采取的工藝措施大致相同，其主要措施有：a．先焊短焊縫后焊長焊縫，采取分段退焊，由內向外依次進行。b．中幅板和內環(huán)板之間的焊縫，可由數名焊工均布對稱施焊，并可同時進行。c．內環(huán)板與外環(huán)板的搭接焊縫暫時不焊，留待底層壁板與內環(huán)板角焊縫

6、施焊完畢后在進行焊接。e．焊接后自由收縮f．減少焊接區(qū)與整體結構之間的溫差g．使焊接應力盡量減少并均勻布置（2）如圖六為儲罐底板1/4布置圖9圖六儲罐底板1/4布置圖A、焊接順序：如圖中的中幅板焊縫編號1，首先將其焊接，使板在長度方向通過自由收縮成為整體長條。然后再將標注為A的板焊接為一個整體，再將標注為B的板與標注為A的板焊接為一個整體，以此類推。焊接時將底板根據中心線分為四個大區(qū)，即每90度范圍一個區(qū)，四個區(qū)域內安排若干焊工同時進行焊接。焊接環(huán)板時焊工均布，順著一個方向進行焊接，先焊短縫，待中幅板焊完后焊接內環(huán)板與中幅板的環(huán)縫，內、外環(huán)板之間的環(huán)縫待壁板與外環(huán)板角縫

7、焊完后進行焊接。B、先焊短焊縫后焊長焊縫的基本原理將中幅板焊縫編號1進行焊接，所有中心板都成為焊接后得到自由收縮、基本無應力的若干長條。這屬于在自由收縮狀態(tài)下成型，這樣焊接應力很小，變形也很小。焊接標注為A的板時，將與標注為B的板的焊縫進行點焊，然后焊接標注為A的板，使標注為A的板成為一個整體，然后以此類推進行焊接。這樣也是先焊斷縫后焊長縫，A板與B板焊縫的點焊起到了焊接A板時反變形的作用。9反之，若先焊長縫，然后再去焊短縫，短焊縫收縮時卻受到長縫的限制而不能自由收縮，熱脹時產生壓應力，收縮時產生拉應力，因而存在較大的焊接應力，會產生很大