专利名称：插入式大斜管与筒体接头的焊接变形控制方法
技术领域：
本发明涉及一种插入式大斜管与化工筒体焊接的变形控制方法，属于焊接技术领域。
背景技术：
目前，在整体煤气化联合循环发电系统(Integrated Gasification Combined Cycle，简称IGCC)中，插入式大斜管11与气体返向室筒体12的焊接接头结构如图1所示。 该接头焊缝厚度大，焊接工作量极其巨大，上锅专利“插入式接管与筒体非直角相交接头焊接方法”(专利号CN200610024861. 9)中，采用马鞍形埋弧自动焊、平焊位置、分段焊接的方法焊接大斜管与气体返向室筒体，大大提高了焊接生产效率，缩短了制造周期，且焊接质量得到了有效保证，避免了此类接头焊缝难以返修的难题，取得了良好的效果。插入式大斜管与气体返向室筒体焊接接头由于焊缝体积大，焊接周期长，且产品结构对两者之间的尺寸精度有较高的要求，因此，如何控制该类焊接接头的变形是一个非常大的难题。而对此类大型接头，一旦焊接变形量超过标准要求，将很难采用有效的方法加以校正，结果将是灾难性的。上锅专利“插入式接管与筒体非直角相交接头焊接方法”中， 采用在焊缝根部筒体外侧周向均勻布置刚性固定筋板的方式防止焊接变形，取得了一定的效果，但采用此方法所取得的效果具有不确定性。本发明利用一种测量设备实时对接头的变形量进行监控，与刚性固定法结合使用，根据测量数据及时采取措施调整焊接变形量。。
发明内容
本发明的目的是提供一种控制插入式大斜管与大型化工筒体接头焊接变形的方法，利用全站型电子速测仪，在插入式大斜管与化工筒体焊接过程中，对插入式大斜管与化工筒体的接头的变形量进行测量，并根据测量数据及时通过调整焊接顺序及工艺，来控制接头的焊接变形，满足产品尺寸要求。为了达到上述目的，本发明提供了一种插入式大斜管与筒体接头的焊接变形控制方法，该方法包含以下具体步骤
步骤1 采用气割的方法在筒体侧部开孔；
步骤2:装配插入式大斜管与筒体，在接头外侧周向均勻布置防变形的刚性固定筋板并焊妥；
步骤3 通过布局在筒体和插入式大斜管上的测点，采用全站型电子速测仪对筒体与大斜管的接头尺寸进行测量，放α角反变形余量，该α角为筒体轴向中心线与大斜管轴向中心线之间的夹角；
步骤4 采用马鞍形焊机焊接插入式大斜管与筒体的下部焊缝，直至焊满； 步骤5 焊接插入式大斜管与筒体的中下部焊缝，通过布局在筒体和插入式大斜管上的测点，采用全站型电子速测仪测量夹角β，该夹角β是大斜管轴向中心线与筒体接头处中心线之间的夹角，在焊接过程中，控制夹角β保持180° ；步骤6 上移焊接平台并焊接插入式大斜管与筒体的中上部焊缝；通过布局在筒体和插入式大斜管上的测点，采用全站型电子速测仪测量夹角β，在焊接过程中，控制夹角β 保持180° ；
步骤7 上移焊接平台，焊妥上部焊缝。上述的插入式大斜管与筒体接头的焊接变形控制方法，其中，在所述的步骤3中， 考虑接头焊接过程中，大斜管与筒体之间的夹角α有向角度变小的方向变化的趋势，装配时预先放反变形余量。该α角反变形余量大于0°，且小于等于0.5°。上述的插入式大斜管与筒体接头的焊接变形控制方法，其中，在所述的步骤4及步骤5中，控制夹角β保持180°的步骤具体为若夹角β向正方向偏移，则停止焊接同方向一侧焊缝，仅焊接与偏移方向相反一侧的焊缝，直至再次测量后，偏移角度回到公差允许范围以内；若夹角β反方向偏移，则反之。上述的插入式大斜管与筒体接头的焊接变形控制方法，其中，所述的夹角β偏移角度的公差允许范围为士0.1°。本发明的技术方案是利用全站型电子速测仪，与刚性固定的方法相结合，在插入式大斜管与筒体进行马鞍形埋弧自动焊过程中，对接头的变形量进行测量，并根据测量数据及时通过调整焊接顺序及工艺，控制接头的焊接变形，产品合格率高，焊接质量得到有效保证，能满足产品尺寸要求，方法简单，对控制此类大型插入式接头的焊接变形有非常良好的效果。
图1为传统插入式大斜管与筒体焊接结构的示意图。图2为本发明的插入式大斜管与筒体焊接变形控制的示意图。图3为本发明的图2的A向示意图。
具体实施例方式以下结合附图中图2及图3和实施例对本发明作进一步说明。 实施例IGCC气体返向室插入式接管21尺寸内直径为1620mm，壁厚为^Omm;筒体22尺寸内直径为4400mm，壁厚为230mm。采用专利CN200610024861. 9所述的方法进行插入式大斜管21和筒体22之间的焊接接头，焊接过程中，对接头变形进行控制，其主要步骤为
步骤1 采用气割的方法在筒体22侧部开孔。步骤2 如图2所示，装配插入式大斜管21与筒体22，在接头外侧周向均勻布置防变形的刚性固定筋板23并焊妥。步骤3 通过布局在筒体22和插入式大斜管21上的测点27，采用全站型电子速测仪26对接头尺寸进行测量，放α角反变形余量0.08°，即实际α为45. 08°，该α角为筒体轴向中心线与大斜管轴向中心线之间的夹角。步骤4 采用马鞍形焊机M (焊机是通过吊车吊入筒体内部的，通过支撑钢管将其固定于大斜管内壁)，焊接插入式大斜管21与筒体22下部焊缝，直至焊满，并将焊机和平台 25上移。步骤5 焊接插入式大斜管21与筒体22的中下部焊缝。通过布局在筒体22和插入式大斜管21上的测点27，采用全站型电子速测仪沈测量图3的A向图所示大斜管与筒体之间的夹角β。该夹角β是大斜管轴向中心线与筒体接头处中心线之间的夹角，如图 3。筒体22和大斜管21上分别布置5个以上测点，其中3个测点力求均布在同一圆周平面上，另外测点则分布于筒体其余位置。测点布局的作用是，通过测点数据，经全站仪运算可模拟筒体和大斜管的形状，从而求出筒体与大斜管之间的夹角β。分析角度方向并采取相应措施，控制夹角β保持180° :若夹角β向正方向偏移，则停止焊接同方向一侧中下部焊缝，仅焊接与偏移方向相反一侧的中下部焊缝，直至再次测量后，偏移角度回到公差允许范围士0. 1°以内；若β反方向偏移，则反之。步骤6 上移焊接平台25并焊接插入式大斜管21与筒体22的中上部焊缝。通过布局在筒体22和插入式大斜管21上的测点27，采用全站型电子速测仪沈测量大斜管21 与筒体22之间的夹角β，如图3所示。分析角度方向并采取措施控制夹角β保持180°， 其措施与步骤5中所述相同。步骤7 上移焊接平台25，并焊接完成上部焊缝。通过上述焊接工艺和变形控制方法，成功完成了插入式大斜管与大型化工筒体的焊接工作，焊后超声波探伤一次合格。中间热处理结束后，通过全站型电子速测仪测量接头尺寸，α角偏移值为0.02°，β角偏移值为0.04°，完全满足图纸的尺寸要求。尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
权利要求
1.一种插入式大斜管与筒体接头的焊接变形控制方法，其特征在于，该方法包含以下具体步骤步骤1 采用气割的方法在筒体(22)侧部开孔；步骤2 装配插入式大斜管(21)与筒体(22)，在大斜管与筒体的接头外侧周向均勻布置焊接防变形的刚性固定筋板(23)；步骤3 通过布局在筒体(22)和插入式大斜管(21)上的测点(27)，采用全站型电子速测仪(26)对筒体与大斜管的接头尺寸进行测量，放α角反变形余量，该α角为筒体轴向中心线与大斜管轴向中心线之间的夹角；步骤4 采用马鞍形焊机(24)焊接插入式大斜管(21)与筒体(22)的下部焊缝，直至焊俩；步骤5 焊接插入式大斜管(21)与筒体(22)的中下部焊缝，通过布局在筒体(22)和插入式大斜管(21)上的测点(27)，采用全站型电子速测仪(26)测量夹角β，该夹角β是大斜管轴向中心线与筒体接头处中心线之间的夹角，在焊接过程中，控制夹角β保持180° ；步骤6 焊接插入式大斜管(21)与筒体(22)的中上部焊缝；通过布局在筒体(22)和插入式大斜管(21)上的测点(27)，采用全站型电子速测仪(26)测量大斜管(21)与筒体(22) 之间的夹角β，在焊接过程中，控制夹角β保持180° ；步骤7:焊接上部焊缝。
2.如权利要求1所述的插入式大斜管与筒体接头的焊接变形控制方法，其特征在于， 在所述的步骤3中，该α角反变形余量大于0°，且小于等于0.5°。
3.如权利要求1所述的插入式大斜管与筒体接头的焊接变形控制方法，其特征在于， 在所述的步骤4及步骤5中，控制夹角β保持180°的步骤包含若夹角β向正方向偏移， 则停止焊接同方向一侧焊缝，仅焊接与偏移方向相反一侧的焊缝，直至再次测量后，偏移角度回到公差允许范围以内；若夹角β反方向偏移，则反之。
全文摘要
本发明公开了一种插入式大斜管与筒体接头的焊接变形控制方法，包含步骤1在筒体侧部开孔；步骤2装配插入式大斜管与筒体，在接头外侧焊接固定筋板；步骤3对筒体与大斜管的接头尺寸进行测量，放α角反变形余量；步骤4焊接下部焊缝；步骤5焊接中下部焊缝，通过全站型电子速测仪测量夹角β，在焊接过程中，控制夹角β为180°；步骤6焊接中上部焊缝；测量夹角β，在焊接过程中，控制夹角β为180°；步骤7焊接上部焊缝。本发明利用全站型电子速测仪，与刚性固定的方法相结合，在插入式大斜管与筒体焊接过程中，控制接头的焊接变形，产品合格率高，焊接质量得到有效保证，方法简单，对控制大型插入式接头的焊接变形非常有效。
文档编号B23K9/095GK102380690SQ20111007746
公开日2012年3月21日 申请日期2011年3月30日 优先权日2011年3月30日
发明者傅育文, 张伯弟, 王继宁 申请人:上海锅炉厂有限公司