专利名称：一种超大型矿用磨机筒体装焊方法
技术领域：
本发明涉及筒体装焊方法，尤其是一种超大型矿用磨机筒体装焊方法。
背景技术：
近年来，随着客户需求的变化，(半)自磨机和球磨机的生产，在向大型和超大型 方向转化，中信重机为澳大利亚CPMM公司生产的Φ 12. 2 X 1 Im半自磨机和Φ 7. 9 X 13. 6m 溢流型球磨机(共6组)，是目前世界上同类型磨机中规格最大、单矿产量最大、最先进的磨 机。由于规格太大，在制造过程中，其装焊技术要求之高，难度之大，都是空前的，为此，中信 重机将“超大型磨机筒体装焊”这一课题列为技术攻关项目，通过工艺策划、工艺研究、生产 跟踪，解决了超大型磨机筒体在卷制成形，装配，焊接，吊运、翻转等方面的技术难题，从而 形成了目前较为成熟的超大型磨机筒体装焊制作技术。
发明内容
本技术通过对以下制作内容的控制，探寻出超大型磨机筒体装焊各环节控制质量 的有效途径，创新了超大型磨机筒体装焊的方法。本发明的技术方案是，(1)对钢板坡口的 切割，铆焊方法；(2)对钢板接料方式的控制；(3)对钢板卷制成型的控制；(4)对焊接变形 的控制；(5)对筒体吊运、翻转方式的控制；1)对钢板坡口的切割，铆焊方法；如
图1中所示①下料时按图纸理论尺寸展开下料、放样，要求下料尺寸控制在士0. 5mm以内，对 角线差< 1mm，并按工艺要求留5mm刨边量，并按规定划出检查线。②刨边时先刨出三条直边，待检验合格后再刨焊接坡口 ；当第一条边刨完后，第二 条边与第一条边的90°夹角的误差是通过保证钢板长、宽以及直角三角形的斜边长来控制 的，其尺寸误差在士 1mm。③三直边(图1中的2)刨完后，检查对角线差，若大于1mm，应及时修正；若第一 块板刨完后角度超差，则应及时调整下一块板的角度，以便相互补偿；④铆工接料时两块料摆正后，两侧拉钢线，其直线度< 3mm，对接后整张板的对角 线差< 3mm ；⑤焊接接料焊缝时应先焊两端后焊中间，使出现“旁弯”的可能性降至最小，保证 两侧面的直线度；采用引灭弧板进行焊接，待焊缝焊完后，割去引灭弧板，将多余焊肉割去， 气割线要高于母材4 5mm，然后打磨至与长边坡口面平齐，并进行磁粉探伤。2)对钢板接料方式的控制；3)对钢板卷制成型的控制；如图2、2_1、3中所示，1.摆放平台，平台按图3所示方式布置，用水准仪找正平台，要求平面度< 1.5mm。2. δ 150的半筒节和δ 80的半筒节的筒体板的接料焊缝采用埋弧自动焊焊接，焊 接时点焊引、灭弧板，反面清根，焊接过程中注意多翻转，控制焊接变形，焊后矫正，焊后对焊缝进行超声波探伤检查；3.鉴于δ 150的半筒节和δ 80的半筒节筒体板在卷制过程中的碾长量以及铆工 火焰矫正后筒体板收缩量难以估量，故将筒体板两端的压头量分两次切割，具体措施如下 第一次气割(图2中的5)为铆工压头后割直头(割去压头量)，切割线距净料线的距离为 筒体纵法兰精加工前厚度-2mm，且在与端法兰对接端部局部号割净料缺口，已让出半自动 切割机机身的位置。第二次气割(图2中的4)在圆筒与端法兰的环缝焊接完毕后，再次号 割净料以及坡口，号割采用半自动切割机在焊接滚轮架转胎上进行。在卷板机上对焊接完毕的半筒节钢板进行压头，滚圆；并半自动切割机将两头的 压头区割去(此时的气割为第一次气割)，并在两端割一排3个Φ80的起吊孔(图2中的 9)严格控制圆度，用内卡样板检查间隙不得大于1. 5mm。4.对焊接变形的控制；5.对筒体吊运、翻转方式的控制；如图3-1、4、5、6、6_1、中所示。放地样摆放端法兰一用工艺连接板(内外圆弧板)焊牢，如图4)所示，两端法兰 结合面的间距为B = 65mm。6.端法兰与筒体板的组对装配好的端法兰(图4中的10)—点焊定位工艺板(图4中的11)—分别组对两半 筒壳的筒体板一两两之间用工艺连接板(图4中的12)连接并焊接牢固，焊角尺寸30mm — 吊装另一个装配好的端法兰一一装焊工艺支撑；筒体板与下法兰组对好后，组对上部法兰 时，使用吊垂线的方法将其与下法兰对齐。7.进出料筒节以及中间筒节分别进行两两组对焊接环缝因单个筒节直径大，高度高，上转胎后重心偏高，不利于安全生产，因此采用两两 组对，即进出料筒节以及中间筒节(图5中的13、15)，除纵法兰未装配外，应两两配对，在两 端法兰结合面的内外侧分别装焊16块δ 30的工艺连接板(图5中的16)，焊角尺寸20mm， 吊放至转胎(图5中的17)上进行筒节与端法兰以及筒节与筒节环焊缝的埋弧自动焊接。8.筒节两两组对上转胎操作程序如图5中所示摆放三个高度相等的转胎(图5中的17)，将吨位较大的筒节放在一对有动力的转 胎上，铆工用球磨螺栓将二筒节拉紧，内外焊上工艺板；两两组对时，可先装焊1/3，待小钩 将(图5中的17)(图5中的14)筒体旋转1/3后，再装焊另一部分的工艺连接板。组对并 焊接完工艺连接板后，将中间一个转胎吊走，再将筒体放到转胎上进行环缝的焊接。9.筒节环缝的埋弧自动焊接焊接设备14X10M自动焊接操作机及焊接升降平台(有效升降高度为15M，伸出 7M)；采用直流反接短弧多层多道焊，每层焊完后要清除熔渣，合理运丝，防止在层间边缘出 现未熔合、咬边、气孔的缺陷，严禁在焊件表面引弧，焊接时，要保证连续焊，表面层焊缝焊 后要填满弧坑。考虑筒节厚、拘束度大的原因，焊前要预热80 100°C左右，层间温度控制 在80 200°C之间。焊接工艺规范参数如下表
权利要求
一种超大型矿用磨机筒体装焊方法，其特征在于(1)对钢板坡口的切割，铆焊方法；(2)对钢板接料方式的控制；(3)对钢板卷制成型的控制；(4)对焊接变形的控制；(5)对筒体吊运、翻转方式的控制；下料时按图纸理论尺寸展开下料、放样，要求下料尺寸控制在±0.5mm以内，对角线差≤1mm，并按工艺要求留5mm刨边量，并按规定划出检查线；刨边时先刨出三条直边，待检验合格后再刨焊接坡口；当第一条边刨完后，第二条边与第一条边的90°夹角的误差是通过保证钢板长、宽以及直角三角形的斜边长来控制的，其尺寸误差在±1mm；三直边刨完后，检查对角线差，若大于1mm，应及时修正；若第一块板刨完后角度超差，则应及时调整下一块板的角度，以便相互补偿；铆工接料时两块料摆正后，两侧拉钢线，其直线度≤3mm，对接后整张板的对角线差≤3mm；焊接接料焊缝时应先焊两端后焊中间，使出现“旁弯”的可能性降至最小，保证两侧面的直线度；采用引灭弧板进行焊接，待焊缝焊完后，割去引灭弧板，将多余焊肉割去，气割线要高于母材4～5mm，然后打磨至与长边坡口面平齐，并进行磁粉探伤。
2.根据权利要求1中所述的一种超大型矿用磨机筒体装焊方法，其特征在于摆放平台，用水准仪找正平台，要求平面度< 1.5mm; 150的半筒节和8 80的半筒节的筒体板的接料焊缝采用埋弧自动焊焊接，焊接时点 焊引、灭弧板，反面清根，焊接过程中注意多翻转，控制焊接变形，焊后矫正，焊后对焊缝进 行超声波探伤检查；鉴于S 150的半筒节和S 80的半筒节筒体板在卷制过程中的碾长量以及铆工火焰矫 正后筒体板收缩量难以估量，故将筒体板两端的压头量分两次切割，具体措施如下第一次 气割为铆工压头后割直头(割去压头量)，切割线距净料线的距离为筒体纵法兰精加工前 厚度_2mm，且在与端法兰对接端部局部号割净料缺口，已让出半自动切割机机身的位置； 第二次气割在圆筒与端法兰的环缝焊接完毕后，再次号割净料以及坡口，号割采用半自动 切割机在焊接滚轮架转胎上进行；在卷板机上对焊接完毕的半筒节钢板进行压头，滚圆； 并半自动切割机将两头的压头区割去“此时的气割为第一次气割”，并在两端割一排3个 小80的起吊孔严格控制圆度，用内卡样板检查间隙不得大于1. 5mm ；对焊接变形的控制；对筒体吊运、翻转方式的控制；放地样摆放端法兰一用工艺连接板“内外圆弧板”焊牢，两端法兰结合面的间距为B =65mm ；端法兰与筒体板的组对装配好的端法兰一点焊定位工艺板一分别组对两半筒壳的筒体板一两两之间用工艺 连接板连接并焊接牢固，焊角尺寸30mm —吊装另一个装配好的端法兰一装焊工艺支撑；筒 体板与下法兰组对好后，组对上部法兰时，使用吊垂线的方法将其与下法兰对齐；进出料筒节以及中间筒节分别进行两两组对焊接环缝；因单个筒节直径大，高度高，上转胎后重心偏高，不利于安全生产，因此采用两两组对， 即进出料筒节以及中间筒节，除纵法兰未装配外，应两两配对，在两端法兰结合面的内外侧 分别装焊16块8 30的工艺连接板，焊角尺寸20mm，吊放至转胎上进行筒节与端法兰以及筒节与筒节环焊缝的埋弧自动焊接； 筒节两两组对上转胎操作程序摆放三个高度相等的转胎，将吨位较大的筒节放在一对有动力的转胎上，铆工用球磨 螺栓将二筒节拉紧，内外焊上工艺板；两两组对时，可先装焊1/3，待小钩将筒体旋转1/3 后，再装焊另一部分的工艺连接板；组对并焊接完工艺连接板后，将中间一个转胎吊走，再 将筒体放到转胎上进行环缝的焊接； 筒节环缝的埋弧自动焊接焊接设备14X10M自动焊接操作机及焊接升降平台“有效升降高度为15M，伸出7M”， 采用直流反接短弧多层多道焊，每层焊完后要清除熔渣，合理运丝，防止在层间边缘出现未 熔合、咬边、气孔的缺陷，严禁在焊件表面引弧，焊接时，要保证连续焊，表面层焊缝焊后要 填满弧坑。考虑筒节厚、拘束度大的原因，焊前要预热80 100°C左右，层间温度控制在 80 200°C之间。
3.根据权利要求1中所述的一种超大型矿用磨机筒体装焊方法，其特征在于端法兰 与筒节焊接变形的控制筒节端法兰与筒节采取了“不对称式、外小内大“外侧焊缝的熔深小于或等于板厚的 1/3，内侧焊缝的熔深大于或等于板厚的2/3，钝边4mm”的双U型坡口，R = 6mm,钝边为4mm、 坡口角度10°，这样不仅能够有效的控制端法兰的“勾头”，而且能够减少焊接工作量，缩短 生产周期；焊接顺序先采用C02气保焊的焊接方法将外侧焊缝溜一遍一使用操作机采用 埋弧焊的焊接方法焊内侧焊缝“深度为内侧焊缝深度的二分之一”一再用碳弧气刨在筒体 外侧进行清根，采用埋弧焊焊接完筒体外侧焊缝一最后再将内侧焊缝焊接完毕； 法兰的装焊，将两筒节整体吊起后，再按图5将中间转胎吊入加以支垫，同时将起吊工具装挂好后， 用氧-丙烷火焰割去筒节与筒节间的连接板，将筒节吊下转胎，立方在铆工装配平台上；在装配平台上进行筒节圆度、垂直度、端法兰外园展开长等几何尺寸和形位公差的检 测，超差后由铆工进行矫正；下料人员盘出筒体的外圆圆周长，然后与理论值对比，以确定纵法兰的位置线，然后按 线割出装焊纵法兰的位置线；纵向法兰成对组对，两法兰用螺栓连接，并在外侧点焊工艺板，装配纵法兰必须在装配 平台上进行，以保证其结合面的垂直度及接合面的向心性； 法兰的焊接，由于单筒节最短长度为三米，将单个筒节吊放至转胎上，使纵向法兰的焊缝位置处于 上、下水平位置，以便于上下立体作业“即多组同时工作”，内侧焊缝采用埋弧自动焊焊，外 侧焊缝为药芯焊丝C02气保焊，焊接完一侧后将筒体吊转180°，进行另一侧的焊接，该方 法可成倍缩短焊接时间；纵法兰焊前预热，预热80 100°C左右，层间温度控制在80 250°C之间； 端法兰的堆焊鉴于端法兰“铸钢件”粗加工时为整圆加工，故两端头没有加工余量，故筒节及纵向法 兰焊缝焊接完成后，拆成1/2筒体“瓦片”，开口朝上，装焊堆焊用垫板，法兰端头局部预热， 预热温度150 210°C，采用药芯焊丝C02气保焊①1. 2焊丝进行堆焊，端法兰接负极，焊道搭接宽度8 10mm，单层焊接厚度3mm，最终堆焊厚度10 12mm，焊接电流200 240A，焊 接电压28 30v，焊接速度330 400mm/min，堆焊后去除堆焊用焊接垫板，用内卡样板检 测筒体内圆堆焊层的高低，用砂轮将焊缝打磨到与内壁平齐。
4.根据权利要求1中所述的一种超大型矿用磨机筒体装焊方法，其特征在于将筒节 从转胎重新放置到铆工装配平台上，检测筒体的相关尺寸，若超差有铆工进行火焰矫正至 合格后，由铆工按图纸要求装焊运输支撑，热处理退火时，在热处理炉空间允许的情况下， 尽量两半筒壳把和成一体进炉退火，以减少退火变形，大热退火前一定要把工件修矫好，以 防止退火后的回弹及退火时的再变形，进炉退火时为防止变形，筒节“或1/2筒节” 一定要 竖直放置，大热退火后卸下运输支撑、矫正、尺寸及外观检验、装焊运输支撑、喷丸、油漆。
全文摘要
一种超大型矿用磨机筒体装焊方法，通过对以下制作内容的控制，对钢板坡口的切割，铆焊方法；对钢板接料方式的控制；对钢板卷制成型的控制；对焊接变形的控制；对筒体吊运、翻转方式的控制；该焊接坡口型式，与以往的X型坡口相比，减少了工作量，焊接变形，有利于电焊工的观察和操作。解决了设备起吊条件限制，无法沿袭以往的先接毛料后割净料的工艺方法，创新了“刨净料接净料”高效率操作法。对大厚度钢板卷制成型的质量控制，滚制过程中碾长以及铆工矫正圆度时收缩量不同导致最终成形圆弧段长短不一，工艺上采取了筒体板两端留压头后，割去压头区部分，在操作方法上有独到之处。
文档编号B23K9/235GK101941139SQ20101027058
公开日2011年1月12日 申请日期2010年9月2日 优先权日2010年9月2日
发明者曹林, 段世新 申请人:中信重工机械股份有限公司