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我公司承接的欧州太阳能蒸发器设备具有高温高压特点,设备工作温度400℃,工作压力10.4Mpa,壳体材料P355GH,厚度60mm,管板材料P355GH厚度120mm,管板与筒体焊接接头型式如图1,为T型接头,焊接接头检测要求:热处理前后100%UT检测,按EN1714要求,B级合格。
如图1中看到,为便于管程的装配,筒体与管板单侧装配间隙达到6~8mm,为确保产品质量,达到检测要求,我们首先采用焊接顺序为按图2③-①-②-④,节点③管板内侧与筒体相焊处采用手工氩弧焊打底,连续两层焊好后,再连续焊两层手工电弧焊,再焊节点①两层手工电弧焊后埋弧自动焊焊至焊角尺寸30mm,节点②碳弧气刨清根后手工焊至焊角20mm,最后节点④堆焊至筒体母材高度,焊缝经100%UT检验,发现内侧焊缝根部有未焊透、裂纹等超标缺陷。分析原因:由于筒体和管板较厚,材料刚性较大,焊后残余应力很大而设备内侧为确保焊透,采用氩弧焊打底的焊接工艺.氩弧焊打底时由于装配间隙大,焊层薄,焊后温差不均匀在拘束应力作用下焊缝根部易产生裂纹等缺陷,而外观检查不易发现,且节点①焊接过程中增加了对节点③焊缝的拘束应力,焊接缺陷的产生不好的影响。我们反复试验,通过采用如下焊接技术较好地解决了这个问题。
一,安排合理的焊接顺序,增加焊接接头刚性,提高焊接接头抵抗焊接应力变形能力;
二,采用合适的焊接工艺,确保焊缝的焊透性。为此按焊接节点见图2编制焊接顺序①~④。先焊外侧,节点①将原点焊焊缝清理打磨干净后焊缝及母材两侧75mm预热至150℃以上,手工电弧焊打底时由两人对称位置立焊,确保焊透后埋弧自动焊,焊角尺寸不小于30mm,确保此焊接接头的刚性,节点②碳弧气刨清根后手工电弧焊焊至焊角尺寸不小于20mm;再焊内侧,节点③先将原点焊焊缝清理打磨干凈后焊缝及母材两侧75mm预热至150℃以上,氩弧焊两人双侧分段向上焊,焊接长度100mm后,随即手工电弧焊两人双侧在同一起始位置立上焊焊两层,使焊角尺寸达到6~8mm,分段退焊至整圈焊好后,焊缝及母材两侧75mm重新加热到150℃,然后埋弧焊连续堆焊。节点③具体焊接参数如下:
埋弧自动焊时焊丝与筒体内侧边缘距离为1/2d~d(d-焊丝直径),道与道之间焊接焊丝在焊道宽度2/3~3/4处引弧,焊缝重叠不小于1/2d,且盖面焊前焊缝表面距母材表面1~2mm并尽可能找平整,焊缝从一侧平整地焊至另一侧,余高0~3,焊缝表面成形良好。焊后立即石棉保温缓冷,冷至室温后筒体外侧焊缝磨平,焊接接头100%UT检测,验收合格。
由上可以看到:在厚板刚性较大的焊接位置采用氩弧焊时必须充分考虑氩弧焊焊层薄易产生裂纹的特点,只要在控制焊接接头刚性的同时采用分段退步法及时增加接头强度,才能保证焊缝质量。
如图1中看到,为便于管程的装配,筒体与管板单侧装配间隙达到6~8mm,为确保产品质量,达到检测要求,我们首先采用焊接顺序为按图2③-①-②-④,节点③管板内侧与筒体相焊处采用手工氩弧焊打底,连续两层焊好后,再连续焊两层手工电弧焊,再焊节点①两层手工电弧焊后埋弧自动焊焊至焊角尺寸30mm,节点②碳弧气刨清根后手工焊至焊角20mm,最后节点④堆焊至筒体母材高度,焊缝经100%UT检验,发现内侧焊缝根部有未焊透、裂纹等超标缺陷。分析原因:由于筒体和管板较厚,材料刚性较大,焊后残余应力很大而设备内侧为确保焊透,采用氩弧焊打底的焊接工艺.氩弧焊打底时由于装配间隙大,焊层薄,焊后温差不均匀在拘束应力作用下焊缝根部易产生裂纹等缺陷,而外观检查不易发现,且节点①焊接过程中增加了对节点③焊缝的拘束应力,焊接缺陷的产生不好的影响。我们反复试验,通过采用如下焊接技术较好地解决了这个问题。
一,安排合理的焊接顺序,增加焊接接头刚性,提高焊接接头抵抗焊接应力变形能力;
二,采用合适的焊接工艺,确保焊缝的焊透性。为此按焊接节点见图2编制焊接顺序①~④。先焊外侧,节点①将原点焊焊缝清理打磨干净后焊缝及母材两侧75mm预热至150℃以上,手工电弧焊打底时由两人对称位置立焊,确保焊透后埋弧自动焊,焊角尺寸不小于30mm,确保此焊接接头的刚性,节点②碳弧气刨清根后手工电弧焊焊至焊角尺寸不小于20mm;再焊内侧,节点③先将原点焊焊缝清理打磨干凈后焊缝及母材两侧75mm预热至150℃以上,氩弧焊两人双侧分段向上焊,焊接长度100mm后,随即手工电弧焊两人双侧在同一起始位置立上焊焊两层,使焊角尺寸达到6~8mm,分段退焊至整圈焊好后,焊缝及母材两侧75mm重新加热到150℃,然后埋弧焊连续堆焊。节点③具体焊接参数如下:
埋弧自动焊时焊丝与筒体内侧边缘距离为1/2d~d(d-焊丝直径),道与道之间焊接焊丝在焊道宽度2/3~3/4处引弧,焊缝重叠不小于1/2d,且盖面焊前焊缝表面距母材表面1~2mm并尽可能找平整,焊缝从一侧平整地焊至另一侧,余高0~3,焊缝表面成形良好。焊后立即石棉保温缓冷,冷至室温后筒体外侧焊缝磨平,焊接接头100%UT检测,验收合格。
由上可以看到:在厚板刚性较大的焊接位置采用氩弧焊时必须充分考虑氩弧焊焊层薄易产生裂纹的特点,只要在控制焊接接头刚性的同时采用分段退步法及时增加接头强度,才能保证焊缝质量。