锅筒球形封头与加强板焊接结构和制造方法与流程

本发明涉及一种锅筒球形封头与加强板焊接结构，具体涉及锅筒球形封头与加强板焊接结构和制造方法，属于锅炉、压力容器等承压设备封头开孔补强技术领域。

背景技术：

长期以来，小容量锅炉锅筒球形封头人孔补强采用安放式加强板外u型自动焊坡口焊接结构，坡口中心线均一直垂直球形封头与加强板组件轴线,存在着球形封头侧坡口局部成形差、坡口宽度大，加强板加工去除多、刚性低、焊接变形大，焊缝消耗熔焊金属多等问题，见图1。

技术实现要素：

本发明的目的是提供锅筒球形封头与加强板焊接结构和制造方法，以解决加强板侧焊缝坡口加工量较大、壁厚减薄多、刚性差。导致长期以来焊缝上部坡口宽度大、焊材料消耗多；加强板焊接变形大、材料利用率低；组件焊接生产效率低、经济效益较差的问题。

锅筒球形封头与加强板焊接结构，包括球形封头、人孔和加强板；

球形封头的一侧开有人孔，人孔的外边缘焊接有加强板，人孔的外边缘与加强板之间的环向焊缝的焊缝中心线均向球形封头侧倾斜。

优选的：加强板为钢板或大口径厚壁无缝钢管。

优选的：人孔的外边缘与加强板之间的环向焊缝的垂直中心线y1向球形封头倾斜7.5°。

优选的：人孔的外边缘焊缝坡口y2向球形封头倾斜13.5°。

优选的：加强板内侧焊缝坡口y3向球形封头倾斜-1.5°。

锅筒球形封头与加强板焊接结构的制造方法，包括以下步骤：

步骤一，球形封头热压成形、划线气割人孔、车人孔的外边缘焊接坡口；

步骤二，加强板气割下料、车加强板内侧焊接坡口；

步骤三，在焊接变位机上装焊球形封头与加强板焊缝。

步骤四，完成焊接，进行二次车加工。

本发明与现有产品相比具有以下效果：

彻底解决了以往锅筒球形封头与加强板焊缝坡口结构和制造方法单一、陈旧、落后的技术难题。技术新颖、实用、先进、可靠。

将球形封头与加强板“焊缝中心线垂直于球形封头与加强板组件轴线”优化改进为“焊缝中心线倾斜于球形封头与加强板组件轴线”、将球形封头加强板材料“由钢板制造”优化改进为“由大口径厚壁无缝钢管制造”。以降低焊接工作量、减小焊接变形，提高经济效益和生产效率。

通过发明锅筒球形封头与加强板焊接结构和制造方法，创新优化锅筒球形封头与加强管焊缝结构和制造技术、提高生产效率和经济效益。

附图说明

图1是传统锅筒球形封头与加强板焊接结构的结构示意图；

图2是本发明所述的锅筒球形封头与加强板焊接结构的结构示意图；

图3是某传统锅筒球形封头与加强板焊接结构的示意图；

图4是锅筒球形封头与加强管、板焊缝新旧对比示意图。

图中：1-球形封头、2-人孔、3-加强板、4-焊缝中心线、5-环向焊缝。

具体实施方式

下面根据附图详细阐述本发明优选的实施方式。

具体实施方式1，如图2和图4所示，本发明所述的锅筒球形封头与加强板焊接结构，包括球形封头1、人孔2和加强板3；

球形封头1的一侧开有人孔2，人孔2的外边缘焊接有加强板3，人孔2的外边缘与加强板3之间的环向焊缝5的焊缝中心线4均向球形封头侧倾斜。

进一步：加强板3为钢板或大口径厚壁无缝钢管。

进一步：人孔2的外边缘与加强板3之间的环向焊缝的垂直中心线y1向球形封头1倾斜7.5°。

进一步：人孔2的外边缘焊缝坡口y2向球形封头1倾斜13.5°。

进一步：加强板3内侧焊缝坡口y3向球形封头1倾斜-1.5°。

一种锅筒球形封头与加强板焊接结构的制造方法，包括以下步骤：

步骤一，球形封头1热压成形、划线气割人孔2、车人孔2的外边缘焊接坡口；

步骤二，加强板3气割下料、车加强板3内侧焊接坡口；

步骤三，在焊接变位机上装焊球形封头1与加强板3焊缝。

步骤四，完成焊接，进行二次车加工。

锅筒球形封头与加强板焊接结构和制造方法，见图2。图2中1为球形封头、2为人孔、3加强板、4焊缝中心线。加强板3为钢板或大口径厚壁无缝钢管材料，焊缝中心线4由焊缝两侧直线平面坡口决定；由于球形封头侧呈弯曲表面形状，焊缝坡口中心线4均向球形封头侧倾斜。

某锅筒球形封头与加强板焊接结构，见图3：

图3某锅筒sr800球形封头人孔补强用加强板内外径d1/d＝695/456mm，外侧自动焊焊缝坡口底部呈圆角、坡口角度y＝6°，焊缝(坡口)中心线垂直加强板中心线,焊缝外表面呈圆角、人孔密封面在球形封头内侧。

可见，球形封头侧焊接坡口下部部分加工、上部是向外弯曲钢板表面，使焊接金属消耗增大。球形封头与加强板焊接组件主要制造工艺流程：球形封头热压成形、划线气割人孔、车外侧焊接坡口→加强板气割下料、车焊接坡口→在滚轮架上装焊球形封头与加强板焊缝→组件二次车加工。由于球形封头与加强板组件外侧自动焊焊缝中心线垂直组件中心线，使得球形封头外侧弯曲表面只能部分(约50％)加工6°平面坡口；使得加强板侧焊缝坡口加工量较大、壁厚减薄多、刚性差。导致长期以来焊缝上部坡口宽度大、焊材料消耗多；加强板焊接变形大、材料利用率低；组件焊接生产效率低、经济效益较差。

按照发明的锅筒球形封头与加强板焊接结构和制造方法，可进行以下技术改进创新，可提高生产效率10～15％，生产效率和经济效益明显提高，见图4：

⑴将焊缝垂直中心线向球形封头侧适当倾斜y1＝7.5°，消除球形封头侧坡口角度不一致和过大问题；

⑵将球形封头侧焊缝坡口同样向球形封头侧适当倾斜至y2＝13.5°，解决加强板加工量过大、刚度削弱大、焊接变形大问题；

⑶将加强板侧焊缝坡口向球形封头侧适当倾斜至y3＝-1.5°，解决加强板加工量过大、刚度削弱大、焊接变形大问题；

⑷将加强板由钢板材料制造改进为由积压大口径厚壁无缝钢管制造，以提高材料利用率、减少资金占用。选用φ697×125厚壁积压钢管。

⑸将组件焊缝焊接由在滚轮架上进行改为在焊接变位机上进行，有效保证焊接质量。

某球形封头与加强板焊接结构和制造方法主要制造工艺流程：球形封头热压成形、划线气割人孔、车外侧焊接坡口→加强管气割下料、车焊接坡口→在焊接变位机上装焊球形封头与加强管焊缝→组件二次车加工。

图4组件焊缝中心线由垂线a1改进为斜线a2后，需要焊接的熔焊金属区域由b1改进为b2，可见b1面积和回转体积要大于b2，因此，节约焊材明显。

本实施方式只是对本专利的示例性说明，并不限定它的保护范围，本领域技术人员还可以对其局部进行改变，只要没有超出本专利的精神实质，都在本专利的保护范围内。

技术特征：

1.锅筒球形封头与加强板焊接结构，其特征在于：包括球形封头(1)、人孔(2)和加强板(3)；

所述球形封头(1)的一侧开有人孔(2)，人孔(2)的外边缘焊接有加强板(3)，人孔(2)的外边缘与加强板(3)之间的环向焊缝(5)的焊缝中心线(4)均向球形封头侧倾斜。

2.根据权利要求1所述的锅筒球形封头与加强板焊接结构，其特征在于：所述加强板(3)为钢板或大口径厚壁无缝钢管。

3.根据权利要求1所述的锅筒球形封头与加强板焊接结构，其特征在于：所述人孔(2)的外边缘与加强板(3)之间的环向焊缝的垂直中心线y1向球形封头(1)倾斜5°～10°。

4.根据权利要求1所述的锅筒球形封头与加强板焊接结构，其特征在于：所述人孔(2)的外边缘焊缝坡口y2向球形封头(1)倾斜10°～15°。

5.根据权利要求1所述的锅筒球形封头与加强板焊接结构，其特征在于：所述加强板(3)内侧焊缝坡口y3向球形封头(1)倾斜0°～-5°。

6.一种基于权利要求1-5任意一项所述的锅筒球形封头与加强板焊接结构的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，球形封头(1)热压成形、划线气割人孔(2)、车人孔(2)的外边缘焊接坡口；

步骤二，加强板(3)气割下料、车加强板(3)内侧焊接坡口；

步骤三，在焊接变位机上装焊球形封头(1)与加强板(3)焊缝；

步骤四，完成焊接，进行二次车加工。

技术总结
锅筒球形封头与加强板焊接结构和制造方法，属于锅炉、压力容器等承压设备封头开孔补强技术领域，本发明锅筒球形封头与加强板焊接结构和制造方法：将球形封头与加强板“焊缝中心线垂直于球形封头与加强板组件轴线”优化改进为“焊缝中心线倾斜于球形封头与加强板组件轴线”、将球形封头加强板材料“由钢板制造”优化改进为“由大口径厚壁无缝钢管制造”。以降低焊接工作量、减小焊接变形，提高经济效益和生产效率。

技术研发人员：袁承春
受保护的技术使用者：哈尔滨锅炉厂有限责任公司
技术研发日：2020.03.24
技术公布日：2020.06.26