一种钢管塔空心球体及其焊接制备工艺的制作方法

本发明涉及输电线路球节点焊接领域，具体涉及一种钢管塔空心球体及其焊接制备工艺。

背景技术

随着舟山跨海钢管塔的设计应用，空心球体连接将广泛应用，但空心球体连接节点焊接在大多数铁塔制作单位均未有加工经验，未形成统一高效的作业指导方案，亦无借鉴之所。为满足空心球受力要求，其内部密布经纬加强筋，空心球内部加强筋其焊接顺序及应力的消除很大程度决定了球体的质量，在应力消除方面，目前普遍做法不能确保应力的消除。球体的赤道焊缝焊接难度较大，由于球体板厚较厚，大量的焊接使球体的表面硬度增加，增大了焊缝的裂纹敏感性，形成安全隐患。且球体的坡口问题未有强力的技术支持，综上，以目前的焊接水平很难确保一次合格率。

技术实现要素：

本发明的所要解决的技术问题在于提供一种钢管塔空心球体及其焊接制备工艺，增加了空心球体的受力需求，保证了焊接的合格率。

本发明采用以下技术方案解决上述技术问题的：

一种钢管塔空心球体，其特征在于，包括焊接成球体的两个结构相同的空心半球体；

所述空心半球体包括球体和加强筋，加强筋垂直焊接在球体内部表面；

所述加强筋包括纬向加强筋和纵向加强筋，所述纬向加强筋与纵向加强筋之间互相垂直；

所述纬向加强筋包括第一纬向加强筋、第二纬向加强筋和第三纬向加强筋，所述第一纬向加强筋、第二纬向加强筋、和第三纬向加强筋半径依次增大；

所述纵向加强筋包括第一纵向加强筋和第二纵向加强筋，所述第一纵向加强筋间隔设置，相邻两个第一纵向加强筋之间的夹角为30-60°；所述第二纵向加强筋间隔设置，相邻两个第二纵向加强筋之间的夹角为30-60°。

进一步地，所述第一纵向加强筋和第二纵向加强筋在同一平面内。

进一步地，所述第一纵向加强筋和第二纵向加强筋不在同一平面内

进一步地，所述相邻两个第一纵向加强筋之间的夹角为45°，所述相邻两个第二纵向加强筋之间的夹角为45°。

这种钢管塔空心球体的焊接制备工艺，包括以下步骤：

1)焊前准备：对所有焊接面进行抛光处理，直至漏出金属光泽；

2)加强筋焊接：将加强筋与空心半球体进行对口装配，进行焊接，加强筋的焊接顺序依次为：第一纬向加强筋、第一纵向加强筋、第二纬向加强筋、第二纵向加强筋和第三纬向加强筋，所述焊接采用工二氧化碳与氩气混合气气体保护焊，焊丝为￠1.2mm气体保护焊焊丝，焊接电流为350-360，电压为35-40；

3)空心球体焊接：

(1)制备钢空心半球体坡口为30°，对所有焊接面进行抛光处理，直至漏出金属光泽，将钢管塔空心球体的两个半球体进行对口装配，并确认被焊接的部位及其边缘无凹坑及其他表面缺陷；

(2)首先用手工二氧化碳与氩气混合气气体保护焊，焊丝为￠1.2mm气体保护焊焊丝，焊接电流为330-350，电压为35-40；

(3)采用爬坡焊接的方式利用气冷式氩弧焊枪打底焊接一层焊层，焊丝选用￠2.5mm，jq.tg50专用焊丝；钨极为￠3.2mm，氩气流量开始时是20-28l/min；施焊时氩气流量保持在20l/min左右，氩气纯度99.95％以上，焊接电弧电压电流为205-225，焊接速度为70-80mm/min；

(4)内部盖面：采用手工二氧化碳与氩气混合气气体保护焊，焊丝为￠1.2mm气体保护焊焊丝，盖面焊接电流为350-360，电压为35-40；

(5)外部盖面：常温冷却12h后对球体进行6次盖面，盖面时采用手工二氧化碳与氩气混合气气体保护焊，焊丝为￠1.2mm气体保护焊焊丝，前5次盖面焊接电流为330-350，电压为35-40，最后一次盖面的电流为350-360，电压为35-40。

进一步地，所述盖面需对表面进行打磨抛光前处理，盖面后需用低温对焊缝进行回火处理。

进一步地，所述低温为20-60℃。

本发明的优点在于：

本发明一种钢管塔空心球体，其内部密布经纬加强筋，受力能力强；

本发明中空心球内部加强筋其焊接制备工艺提高了球体的质量；同时空心球体的焊接采用氩弧焊打底，多层盖面的方法实现，在应力消除方面，采用常温冷却及去应力回火相结合的方式实现，充分解决由于应力未消除而产生的焊接缺陷，也能较好解决焊缝由于坡口角度尺寸而导致的未熔透等焊接缺陷。

附图说明

图1为本发明一种钢管塔空心球体实施例1示意图；

图2为本发明一种钢管塔空心球体实施例1结构俯视图；

图3为本发明一种钢管塔空心球体实施例1结构俯视图。

具体实施方式

以下结合附图说明对本发明进行详细的描述。

实施例1

一种钢管塔空心球体，包括焊接成球体的两个结构相同的空心半球体；

所述空心半球体包括球体1和加强筋2，加强筋2垂直焊接在球体1内部表面；

所述加强筋2包括纬向加强筋21和纵向加强筋22，所述纬向加强筋21与纵向加强筋22之间互相垂直；

所述纬向加强筋21包括第一纬向加强筋211、第二纬向加强筋212和第三纬向加强筋213，所述第一纬向加强筋211、第二纬向加强筋212和第三纬向加强筋213半径依次增大；

所述纵向加强筋22包括第一纵向加强筋221和第二纵向加强筋222，所述第一纵向加强筋221间隔设置，相邻两个第一纵向加强筋221之间的夹角为45°；所述第二纵向加强筋222间隔设置，相邻两个第二纵向加强筋222之间的夹角为45°。

所述第一纵向加强筋221和第二纵向加强筋222在同一平面内。

这种钢管塔空心球体的焊接制备工艺，步骤包括：

1)焊前准备：对所有焊接面进行抛光处理，直至漏出金属光泽；

2)加强筋焊接：将加强筋与空心半球体进行对口装配，进行焊接，加强筋的焊接顺序依次为：第一纬向加强筋、第一纵向加强筋、第二纬向加强筋、第二纵向加强筋和第三纬向加强筋，所述焊接采用工二氧化碳与氩气混合气气体保护焊，焊丝为￠1.2mm气体保护焊焊丝，焊接电流为350，电压为35；

3)空心球体焊接：

(1)制备钢空心半球体坡口为30°，对所有焊接面进行抛光处理，直至漏出金属光泽，将钢管塔空心球体的两个半球体进行对口装配，并确认被焊接的部位及其边缘无凹坑及其他表面缺陷；

(2)首先用手工二氧化碳与氩气混合气气体保护焊，焊丝为￠1.2mm气体保护焊焊丝，焊接电流为330，电压为35；

(3)采用爬坡焊接的方式利用气冷式氩弧焊枪打底焊接一层焊层，焊丝选用￠2.5mm，jq.tg50专用焊丝；钨极为￠3.2mm，氩气流量开始时是20l/min；施焊时氩气流量保持在20l/min左右，氩气纯度99.95％以上，焊接电弧电压电流为205，焊接速度为70mm/min；

(4)内部盖面：采用手工二氧化碳与氩气混合气气体保护焊，焊丝为￠1.2mm气体保护焊焊丝，盖面焊接电流为350，电压为35；

(5)外部盖面：常温冷却12h后对球体进行6次盖面，盖面时采用手工二氧化碳与氩气混合气气体保护焊，焊丝为￠1.2mm气体保护焊焊丝，前5次盖面焊接电流为330，电压为35，最后一次盖面的电流为350，电压为35-40。

盖面需对表面进行打磨抛光前处理，盖面后需用20℃对焊缝进行回火处理。

实施例2

一种钢管塔空心球体，包括焊接成球体的两个结构相同的空心半球体，即左半球体10和右半球体20；

所述空心半球体包括球体1和加强筋2，加强筋2垂直焊接在球体1内部表面；

所述加强筋2包括纬向加强筋21和纵向加强筋22，所述纬向加强筋21与纵向加强筋22之间互相垂直；

所述纬向加强筋21包括第一纬向加强筋211、第二纬向加强筋212和第三纬向加强筋213，所述第一纬向加强筋211、第二纬向加强筋212和第三纬向加强筋213半径依次增大；

所述纵向加强筋22包括第一纵向加强筋221和第二纵向加强筋222，所述第一纵向加强筋221间隔设置，相邻两个第一纵向加强筋221之间的夹角为45°；所述第二纵向加强筋222间隔设置，相邻两个第二纵向加强筋222之间的夹角为45°。

所述第一纵向加强筋221和第二纵向加强筋222不在同一平面内。

这种钢管塔空心球体的焊接制备工艺，步骤包括：

1)焊前准备：对所有焊接面进行抛光处理，直至漏出金属光泽；

2)加强筋焊接：将加强筋与空心半球体进行对口装配，进行焊接，加强筋的焊接顺序依次为：第一纬向加强筋、第一纵向加强筋、第二纬向加强筋、第二纵向加强筋和第三纬向加强筋，所述焊接采用工二氧化碳与氩气混合气气体保护焊，焊丝为￠1.2mm气体保护焊焊丝，焊接电流为360，电压为40；

3)空心球体焊接：

(1)制备钢空心半球体坡口为30°，对所有焊接面进行抛光处理，直至漏出金属光泽，将钢管塔空心球体的两个半球体进行对口装配，并确认被焊接的部位及其边缘无凹坑及其他表面缺陷；

(2)首先用手工二氧化碳与氩气混合气气体保护焊，焊丝为￠1.2mm气体保护焊焊丝，焊接电流为350，电压为40；

(3)采用爬坡焊接的方式利用气冷式氩弧焊枪打底焊接一层焊层，焊丝选用￠2.5mm，jq.tg50专用焊丝；钨极为￠3.2mm，氩气流量开始时是28l/min；施焊时氩气流量保持在20l/min左右，氩气纯度99.95％以上，焊接电弧电压电流为225，焊接速度为80mm/min；

(4)内部盖面：采用手工二氧化碳与氩气混合气气体保护焊，焊丝为￠1.2mm气体保护焊焊丝，盖面焊接电流为360，电压为40；

(5)外部盖面：常温冷却12h后对球体进行6次盖面，盖面时采用手工二氧化碳与氩气混合气气体保护焊，焊丝为￠1.2mm气体保护焊焊丝，前5次盖面焊接电流为350，电压为40，最后一次盖面的电流为360，电压为40。

盖面需对表面进行打磨抛光前处理，盖面后需用60℃对焊缝进行回火处理。

在盖面之后即完成了对球对接的整体焊接工作，经过常温下自然冷却26小时后，对焊缝进行超声波无损探伤，经探伤检测，整条赤道焊缝的一级焊缝合格率高。

这种钢管塔空心球体，其内部密布经纬加强筋，受力能力强；空心球内部加强筋其焊接制备工艺提高了球体的质量，同时这种钢管塔空心球体的焊接工艺有效保证了焊接的一次合格率，防止消除缺陷而导致其他缺陷的产生，极大提升了工作效率及质量水平。在今后空心球体的焊接作业中有很大的借鉴作用，也能较好运用于其他焊接工件的施焊。

以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。