专利名称：Hrsg余热炉组装的焊接方法
技术领域：
本发明涉及到一种HRSG余热炉组装的焊接方法。
背景技术：
HRSG锅炉不同于我们以往生产的其他电站锅炉，其主要表现为所有受热面均采用螺旋鳍片管，集箱上不采用管接头形式，而是螺旋鳍片管以全焊透角焊缝形式直接焊在集箱上。HRSG锅炉与常规锅炉相比，具有循环效率高、可靠性好、重量轻、尺寸小、启动速度快、耗水量低、建造周期短、投资费用省和环保性能优越等优点。为了使HRSG项目成为公司新的经济增长点，公司在上海已建成年产4套9F级的HRSG锅炉生产场地。并已成功制造了数台HRSG模块。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种HRSG余热炉组装的焊接方法，提高锅炉循环效率、节能、投资费用省和环保性能。在HRSG锅炉制造中，其制造难点在于螺旋鳍片管与集箱的组装和最终的模块总装。本发明的目的是这样实现的，HRSG余热炉组装的焊接方法，其特征在于螺旋鳍片管与集箱的装配、焊接顺序；1).每根集箱上需焊两排螺旋鳍片管，每排共有23根管子；首先装焊位于集箱中心位置的23根管子，在管子上半部45°处进行点固焊，点焊两点，点焊长度约2mm，如图1 所示，待整排管子焊接结束及检验合格后，再装焊位于集箱45°处的23根管子，点焊程序同上，装配间隙约3mm，如间隙过小，会造成下半部封底时产生内凹；间隙过大，焊瘤，且在随后电焊盖面时，由于焊缝较宽造成外表成形不美观。2).螺旋鳍片管与集箱全焊透角焊缝的焊接；A.第一步焊接位于集箱中心位置的一排螺旋鳍片管子，采用氩弧焊封底加手工电焊盖面方法；氩弧焊封底焊时应将电弧热量相对集中在集箱盆子口上，待盆子口熔化后再加焊丝，钨极略作左右摆动，尽量把焊丝往上行的熔池内塞，焊丝不宜加的太多，以免发生未焊透现象；封底时应控制好熔池的温度和上行的速度，确保封底焊缝的平整；B.集箱与管子角焊缝采用连弧焊操作法非常困难，焊接时必须控制好温度；如操作不当在集箱与管子角焊缝的熔合线处容易产生咬边等缺陷，所以盖面时焊缝宽度要让熔池铺开来达到，而不是把焊条直接拨到需要的尺寸上；焊接下半部时电弧需压紧，而上半部电弧可稍松一点，以利于焊缝成形美观；为了能使底部的焊缝呈圆滑过渡，焊接时应采用剔熔池的方法，即在底部焊缝焊接时，先焊1/4圆周长度，在后1/4长度焊接时，让电弧的热量充分熔化需要接头的部位，看见熔池将往下掉的时候，轻轻往里一挖，铁水就掉下来了，然后不断电弧将这个缺口补平，再按照正常的焊速往上焊，这样焊出的接头平整而美观；盖面时注意电弧的热量偏向集箱一侧，焊条与集箱呈60° ；C.当焊接位于集箱45°处的另外一排管子时，由于先焊的一排管子阻碍了后焊的一排管子的组装，所以氩弧焊封底时应从5点 4点的中间位置起弧，在底部6点有一段倒拖焊；由于装配间隙是3mm，而焊丝直径为2. 4mm，所以只要把焊丝的一半直径放在间隙里，然后用电弧打在坡口上，再加焊丝的方法，倒拖焊就会产生内凹；为了避免底部接头，在倒拖转化到上行过程时，手腕要随着管子而转动，让电弧熔化盆子口，钨极稍作左右摆动， 加焊丝上行至7 8点中间熄弧；封底第2步、第3步人可以站在集箱的外面，焊第3步用左手操作手把。 3).电焊盖面操作顺序；电焊盖面的顺序与氩弧焊封底一样，采用连弧焊；连弧焊盖面时焊条与集箱呈45°，盖面第1步，起头不要太高，在7点上面一点就可以了，起头太高的话，倒拖段容易夹渣，焊缝厚度较薄。盖面第2步时在接头处可以永剔熔池的方法让接头平整，焊第2步、第3步时，要左右小幅摆动，电弧松一点，这样焊出来的焊缝外形美观；第2 步收弧时，要在熄弧处再点焊一下，以防缩孔，第3步收弧时需要再点焊，以防接头高出。
在进行模块总装时，难度最大的是将23根管子与水平呈60°的U型弯头与管排进行组装对接焊；U型弯头的半径为R，R = 60mm，焊口至U型弯头外则距离为L，L = 160mm, 焊口至管排梳形板距离为H，H = 100mm，U型弯头与U型弯头中心间距为A，A = 80mm，管排共有5排，管排与管排间距为M，M = 120mm，如图2、图3 ；这里所述的是第二排的焊接操作法，因为第二排与第一排之间无法采用垫高的方法，故施焊位置最难。HRSG余热炉组装的焊接方法，其特征在于模块组装焊接，焊接时需要手施焊，为了加快速度，应从中间向两边装配；中间向右边组装，对施焊位置来讲难度最大，因为左手焊时有障碍，有前一根焊好的弯头；1).采用填充焊丝为TGS-50，Φ2. 4;该焊丝流动性好，焊透性强，熔池温度高，极易产生焊瘤，如果间隙小，由于施焊位置部佳，往往会产生内凹等缺陷；所以装配间隙应控制在1.5 2mm之间；底部起弧时，焊缝容易高于母材，在接头时易造成未焊透缺陷，所以在起弧时加热与焊接上行的速度要保持协调；2).焊接内侧时，由于间距小，手把的开关必须在弯头半圆外控制，视线从弯头间的缝隙看进去，在弯头水平位置的外则作为视线的唯一最佳选择点，底部的间隙无法看到， 只能看到另一边坡口，需凭感觉焊接；3).氩弧焊手把的喷嘴110°左右，所以喷嘴与焊缝之间的倾角在焊接时尽量接近垂直，才不会导致单边，产生未熔合缺陷；4).施焊前清理焊接区域各20mm范围内的油、锈、留20 30丝的钝边，保护气流量约为7 9L/min ；为方便控制温度，用短弧焊接，衰减电流小一些，长度短一些，焊丝用 TGS-50 Φ 2. 4，电流 95 100Α ；5).先焊底部1/4时，为便于接头，起弧点必须过6点，尽量靠近7点；焊丝折成能利于加丝的园弧状，起弧后即送焊丝，由于管壁薄，在7点 6点的这段位置，焊丝要离开焊缝，顺着电弧移动，焊丝少加一点，焊的薄一点，这样就会保证焊透；6点 3点的这一段，焊速要快一点；在底部接头时，用左手控制焊把，先起弧在焊好的焊缝口上，让其加热熔化并加焊丝，如果温度过高，焊接过程中可以用衰减法来施焊；6).上半部焊接时，焊速要快，焊丝靠住间隙中心不要离开电弧，直至12点收弧， 上部接头时，离接口 2 3mm时，让电弧热量充分熔化两边接口并迅速递加焊丝，直至接口填满，稍加焊丝熄弧；7).氩弧焊盖面时，钨极在坡口范围内左右摆动，为防止焊缝过高，可在坡口内两边加焊丝；上部盖面时，焊丝不要离开焊缝，用衰减法控制熔池温度，用快速的加丝来降低温度，以免温度过高而导致盖面层金属下坠，产生热气孔和焊瘤等缺陷。本发明所焊焊缝， 不仅外观成形饱满，接头平整，而且用内窥镜检查，内部接头圆滑，根部透度均勻，焊后经 100% MT检查全部合格。解决了 HRSG余热炉焊接困难的问题，提高了锅炉循环效率、节能、投资费用省和环保性能。
图1为本发明两排螺旋鳍片管的点焊两点的位置示意图；图2为本发明U型弯头与管排进行组装对接焊的结构示意图；图3为本发明管排与管排间距示意图；1.点焊，2. U型弯头，3. U型弯头半径R，4.焊口至管排梳形板距离为H，5. U型弯头与U型弯头中心间距为A，6.管排梳形板，7.焊口，8.焊口至U型弯头外则距离为L，9.焊口 b，10.管排与管排间距为Μ。
具体实施方式
；下面结合附图对本发明作进一步说明；HRSG余热炉组装的焊接方法，其特征在于螺旋鳍片管与集箱的装配、焊接顺序；1).每根集箱上需焊两排螺旋鳍片管，每排共有23根管子；首先装焊位于集箱中心位置的23根管子，在管子上半部45°处进行点固焊，点焊两点，点焊长度约2mm，如图1 所示，待整排管子焊接结束及检验合格后，再装焊位于集箱45°处的23根管子，点焊程序同上，装配间隙约3mm，如间隙过小，会造成下半部封底时产生内凹；间隙过大，会有焊瘤， 且在随后电焊盖面时，由于焊缝较宽造成外表成形不美观；2).螺旋鳍片管与集箱全焊透角焊缝的焊接；A.第一步焊接位于集箱中心位置的一排螺旋鳍片管子，采用氩弧焊封底加手工电焊盖面方法；氩弧焊封底焊时应将电弧热量相对集中在集箱盆子口上，待盆子口熔化后再加焊丝，钨极略作左右摆动，尽量把焊丝往上行的熔池内塞，焊丝不宜加的太多，以免发生未焊透现象；封底时应控制好熔池的温度和上行的速度，确保封底焊缝的平整；B.集箱与管子角焊缝采用连弧焊操作法非常困难，焊接时必须控制好温度；如操作不当在集箱与管子角焊缝的熔合线处容易产生咬边等缺陷，所以盖面时焊缝宽度要让熔池铺开来达到，而不是把焊条直接拨到需要的尺寸上；焊接下半部时电弧需压紧，而上半部电弧可稍松一点，以利于焊缝成形美观；为了能使底部的焊缝呈圆滑过渡，焊接时应采用剔熔池的方法，即在底部焊缝焊接时，先焊1/4圆周长度，在后1/4长度焊接时，让电弧的热量充分熔化需要接头的部位，看见熔池将往下掉的时候，轻轻往里一挖，铁水就掉下来了，然后不断电弧将这个缺口补平，再按照正常的焊速往上焊，这样焊出的接头平整而美观；盖面时注意电弧的热量偏向集箱一侧，焊条与集箱呈60° ；C.当焊接位于集箱45°处的另外一排管子时，由于先焊的一排管子阻碍了后焊的一排管子的组装，所以氩弧焊封底时应从5点 4点的中间位置起弧，在底部6点有一段倒拖焊；由于装配间隙是3mm，而焊丝直径为2. 4mm，所以只要把焊丝的一半直径放在间隙里，然后用电弧打在坡口上，再加焊丝的方法，倒拖焊就会产生内凹；为了避免底部接头，在倒拖转化到上行过程时，手腕要随着管子而转动，让电弧熔化盆子口，钨极稍作左右摆动， 加焊丝上行至7 8点中间熄弧；封底第2步、第3步人可以站在集箱的外面，焊第3步用左手操作手把；3).电焊盖面操作顺序；电焊盖面的顺序与氩弧焊封底一样，采用连弧焊；连弧焊盖面时焊条与集箱呈45°，盖面第1步，起头不要太高，在7点上面一点就可以了，起头太高的话，倒拖段容易夹渣，焊缝厚度较薄。盖面第2步时在接头处可以永剔熔池的方法让接头平整，焊第2步、第3步时，要左右小幅摆动，电弧松一点，这样焊出来的焊缝外形美观；第2 步收弧时，要在熄弧处再点焊一下，以防缩孔，第3步收弧时需要再点焊，以防接头高出。HRSG余热炉组装的焊接方法，其特征在于模块组装焊接，焊接时需要手施焊，为了加快速度，应从中间向两边装配；中间向右边组装，对施焊位置来讲难度最大，因为左手焊时有障碍，有前一根焊好的弯头；1).采用填充焊丝为TGS-50，Φ 2. 4 ；该焊丝流动性好，焊透性强，熔池温度高，极易产生焊瘤，如果间隙小，由于施焊位置部佳，往往会产生内凹等缺陷；所以装配间隙应控制在1.5 2mm之间；底部起弧时，焊缝容易高于母材，在接头时易造成未焊透缺陷，所以在起弧时加热与焊接上行的速度要保持协调；2).焊接内侧时，由于间距小，手把的开关必须在弯头半圆外控制，视线从弯头间的缝隙看进去，在弯头水平位置的外则作为视线的唯一最佳选择点，底部的间隙无法看到， 只能看到另一边坡口，需凭感觉焊接；3).氩弧焊手把的喷嘴110°左右，所以喷嘴与焊缝之间的倾角在焊接时尽量接近垂直，才不会导致单边，产生未熔合缺陷；4).施焊前清理焊接区域各20mm范围内的油、锈、留20 30丝的钝边，保护气流量约为7 9L/min ；为方便控制温度，用短弧焊接，衰减电流小一些，长度短一些，焊丝用 TGS-50 Φ 2. 4，电流 95 100Α ；5).先焊底部1/4时，为便于接头，起弧点必须过6点，尽量靠近7点；焊丝折成能利于加丝的园弧状，起弧后即送焊丝，由于管壁薄，在7点 6点的这段位置，焊丝要离开焊缝，顺着电弧移动，焊丝少加一点，焊的薄一点，这样就会保证焊透；6点 3点的这一段，焊速要快一点；在底部接头时，用左手控制焊把，先起弧在焊好的焊缝口上，让其加热熔化并加焊丝，如果温度过高，焊接过程中可以用衰减法来施焊；6).上半部焊接时，焊速要快，焊丝靠住间隙中心不要离开电弧，直至12点收弧， 上部接头时，离接口 2 3mm时，让电弧热量充分熔化两边接口并迅速递加焊丝，直至接口填满，稍加焊丝熄弧；7)氩弧焊盖面时，钨极在坡口范围内左右摆动，为防止焊缝过高，可在坡口内两边加焊丝；上部盖面时，焊丝不要离开焊缝，用衰减法控制熔池温度，用快速的加丝来降低温度，以免温度过高而导致盖面层金属下坠，产生热气孔和焊瘤等缺陷。
权利要求
1.HRSG余热炉组装的焊接方法，其特征在于螺旋鳍片管与集箱的装配、焊接顺序；1).每根集箱上需焊两排螺旋鳍片管，每排共有23根管子；首先装焊位于集箱中心位置的23根管子，在管子上半部45°处进行点固焊，点焊两点，点焊长度约2mm，待整排管子焊接结束及检验合格后，再装焊位于集箱45°处的23根管子，点焊程序同上，装配间隙约 3mm，如间隙过小，会造成下半部封底时产生内凹；间隙过大，会有焊瘤，且在随后电焊盖面时，由于焊缝较宽造成外表成形不美观；2).螺旋鳍片管与集箱全焊透角焊缝的焊接；A.第一步焊接位于集箱中心位置的一排螺旋鳍片管子，采用氩弧焊封底加手工电焊盖面方法；氩弧焊封底焊时应将电弧热量相对集中在集箱盆子口上，待盆子口熔化后再加焊丝，钨极略作左右摆动，尽量把焊丝往上行的熔池内塞，焊丝不宜加的太多，以免发生未焊透现象；封底时应控制好熔池的温度和上行的速度，确保封底焊缝的平整；B.集箱与管子角焊缝采用连弧焊操作法非常困难，焊接时必须控制好温度；如操作不当在集箱与管子角焊缝的熔合线处容易产生咬边的缺陷，所以盖面时焊缝宽度要让熔池铺开来达到，而不是把焊条直接拨到需要的尺寸上；焊接下半部时电弧需压紧，而上半部电弧可稍松一点，以利于焊缝成形美观；为了能使底部的焊缝呈圆滑过渡，焊接时应采用剔熔池的方法，即在底部焊缝焊接时，先焊1/4圆周长度，在后1/4长度焊接时，让电弧的热量充分熔化需要接头的部位，看见熔池将往下掉的时候，轻轻往里一挖，铁水就掉下来了，然后不断电弧将这个缺口补平，再按照正常的焊速往上焊，这样焊出的接头平整而美观；盖面时注意电弧的热量偏向集箱一侧，焊条与集箱呈60° ；C.当焊接位于集箱45°处的另外一排管子时，由于先焊的一排管子阻碍了后焊的一排管子的组装，所以氩弧焊封底时应从5点 4点的中间位置起弧，在底部6点有一段倒拖焊；由于装配间隙是3mm，而焊丝直径为2. 4mm，所以只要把焊丝的一半直径放在间隙里，然后用电弧打在坡口上，再加焊丝的方法，倒拖焊就会产生内凹；为了避免底部接头，在倒拖转化到上行过程时，手腕要随着管子而转动，让电弧熔化盆子口，钨极稍作左右摆动，加焊丝上行至7 8点中间熄弧；封底第2步、第3步人可以站在集箱的外面，焊第3步用左手操作手把；3).电焊盖面操作顺序；电焊盖面的顺序与氩弧焊封底一样，采用连弧焊；连弧焊盖面时焊条与集箱呈45°，盖面第1步，起头不要太高，在7点上面一点就可以了，起头太高的话，倒拖段容易夹渣，焊缝厚度较薄。盖面第2步时在接头处可以永剔熔池的方法让接头平整，焊第2步、第3步时，要左右小幅摆动，电弧松一点，这样焊出来的焊缝外形美观；第2步收弧时，要在熄弧处再点焊一下，以防缩孔，第3步收弧时需要再点焊，以防接头高出。
2.HRSG余热炉组装的焊接方法，其特征在于模块组装焊接，焊接时需要手施焊，为了加快速度，应从中间向两边装配；中间向右边组装，对施焊位置来讲难度最大，因为左手焊时有障碍，有前一根焊好的弯头；1).采用填充焊丝为TGS-50，Φ2. 4;该焊丝流动性好，焊透性强，熔池温度高，极易产生焊瘤，如果间隙小，由于施焊位置部佳，往往会产生内凹等缺陷；所以装配间隙应控制在 1.5 2mm之间；底部起弧时，焊缝容易高于母材，在接头时易造成未焊透缺陷，所以在起弧时加热与焊接上行的速度要保持协调；2).焊接内侧时，由于间距小，手把的开关必须在弯头半圆外控制，视线从弯头间的缝隙看进去，在弯头水平位置的外则作为视线的唯一最佳选择点，底部的间隙无法看到，只能看到另一边坡口，需凭感觉焊接；3).氩弧焊手把的喷嘴110°左右，所以喷嘴与焊缝之间的倾角在焊接时尽量接近垂直，才不会导致单边，产生未熔合缺陷；4).施焊前清理焊接区域各20mm范围内的油、锈、留20 30丝的钝边，保护气流量约为7 9L/min ；为方便控制温度，用短弧焊接，衰减电流小一些，长度短一些，焊丝用 TGS-50 Φ 2. 4，电流 95 100Α ；5).先焊底部1/4时，为便于接头，起弧点必须过6点，尽量靠近7点；焊丝折成能利于加丝的园弧状，起弧后即送焊丝，由于管壁薄，在7点 6点的这段位置，焊丝要离开焊缝， 顺着电弧移动，焊丝少加一点，焊的薄一点，这样就会保证焊透；6点 3点的这一段，焊速要快一点；在底部接头时，用左手控制焊把，先起弧在焊好的焊缝口上，让其加热熔化并加焊丝，如果温度过高，焊接过程中可以用衰减法来施焊；6).上半部焊接时，焊速要快，焊丝靠住间隙中心不要离开电弧，直至12点收弧，上部接头时，离接口 2 3mm时，让电弧热量充分熔化两边接口并迅速递加焊丝，直至接口填满， 稍加焊丝熄弧；7)氩弧焊盖面时，钨极在坡口范围内左右摆动，为防止焊缝过高，可在坡口内两边加焊丝；上部盖面时，焊丝不要离开焊缝，用衰减法控制熔池温度，用快速的加丝来降低温度，以免温度过高而导致盖面层金属下坠，产生热气孔和焊瘤等缺陷。
全文摘要
HRSG余热炉组装的焊接方法，在于螺旋鳍片管与集箱的组装和模块总装；所述的螺旋鳍片管与集箱的组装，是在每根集箱上焊两排螺旋鳍片管，每排共有23根管子；螺旋鳍片管与集箱全焊透角焊缝的焊接，采用氩弧焊封底加手工电焊盖面方法；模块组装焊接，焊接时需要手施焊，应从中间向两边装配。本发明所焊焊缝，不仅外观成形饱满，接头平整，焊后经100％MT检查全部合格。解决了HRSG余热炉焊接困难的问题，提高了锅炉循环效率、节能、投资费用省和环保性能。
文档编号B23K9/16GK102151953SQ20111004786
公开日2011年8月17日 申请日期2011年2月23日 优先权日2011年2月23日
发明者谢志庆 申请人:格菱动力设备(中国)有限公司