一种橡胶膜密封煤气柜底(顶)板的焊接方法

摘要

本发明公开了一种橡胶膜密封煤气柜底(顶)板的焊接方法，该方法包括“选择焊接的规范参数、焊接技术要求、按顺序焊接中部板”等步骤。本方法的优点是：能够有效的控制橡胶膜密封煤气柜底(顶)板的焊接变形和失稳变形，省去了现有技术焊接完成后需要重新修补的繁琐过程，从而在保证焊接质量的基础上，大幅度提高了橡胶膜密封煤气柜的整体施工质量，同时缩短了工期，节约了施工成本。

说明书

技术领域

本发明涉及一种冶金行业的焊接方法，更具体的说，本发明涉及一种 橡胶膜密封煤气柜底(顶)板的焊接方法。

背景技术

近年来，现代化大型转炉炼钢厂越来越多，其配套的煤气回收装置—— 橡胶膜密封煤气柜也相应增多。

橡胶膜密封煤气柜属于一种薄壁压力容器，其柜底板与柜顶板均采用 Q235B钢制造，且由多块板厚3.2mm、4.5mm和6mm的钢板拼焊而成，焊 接工艺复杂，对焊接质量的要求也很高。

本领域技术人员均知，橡胶膜密封煤气柜的柜底板与侧板之间为双面角 焊缝连接，由于此处受力较大，双面角焊缝的焊角尺寸也较大，故易在焊后 产生较大的收缩力，必须采用合适的装配及焊接顺序，否则，很容易使柜底 产生失稳变形，从而离开地基向上拱起高达几百毫米，以至增加重新修补的 繁琐过程，一是焊接质量难以保证，二是耽误工期，并提高施工成本。

发明内容

本发明的目的就是解决上述现有技术的焊接方法易使橡胶膜密封煤气 柜底(顶)板产生变形的问题，并为此提供一种新的橡胶膜密封煤气柜底(顶) 板的焊接方法。该方法的关键在于使煤气柜侧板与柜底板之间的环焊缝能够 比较自由的收缩且不牵连到煤气柜底板的主体。

本发明橡胶膜密封煤气柜底(顶)板的焊接方法包括以下步骤：

1.选择焊接的规范参数：

(1)选择焊条直径为Φ2.5、Φ3.2及Φ4.0的三种焊条施焊，其中直径 为Φ2.5的焊条用于定位焊接；

(2)选择手工电弧焊时，立焊、横焊及仰焊电流比平焊电流小10％左 右，低氢型焊条电流比酸性焊条电流大10％左右，焊接电流匹配参数为：

焊条直径：2.5mm，电流：50～80A；

焊条直径：3.2mm，电流：100～130A；

焊条直径：4.0mm，电流：160～210A；

2.焊接技术要求：

(1)引弧要求严格，决不允许任意在容器钢板表面的非焊接部位引弧 且引弧点必须被电弧完全重熔；

(2)焊缝端收弧时不能突然熄灭电弧，应先将焊条停止前移并维持一 段时间，以填满弧坑；

(3)手工电弧焊时的运条方式是以焊缝轴线为中心的对称横向摆动，摆 动速度和宽度取决于所需要的焊缝形状和尺寸。

(4)焊条倾角和焊道接头方式：

对接，平焊，侧倾角80～90度，前倾角10～15度；

角接，横焊，侧倾角45度，前倾角15～20度；

角接，立焊，侧倾角35～55度，前倾角15～20度；

角接，仰焊，侧倾角30～45度，前倾角10～15度。

3.中部板焊接顺序：

(1)由不进行定位焊接的中心板两端及两侧起，以约75mm的间距对 底板中中部板的横向短接缝进行定位焊接并使之连接成若干带状，但相邻两 块中部板距与内环板搭接部位约300mm处的端部暂不焊接，同时留下不进 行定位焊接X形部分以卡具进行固定。

(2)由中心板处起，以约75mm的间距向周边推进，开始纵向长接缝 的定位焊接，但周边的中部板端部与内环板搭接的部分应保留700mm左右 不焊，同时对三块中部板重叠部位的最上一层板进行切角。

(3)底板中中部板的正式焊接：对以卡具固定的X形部分以由中心向 周边推进的方式进行间断距离为250～300mm的反向退步焊接，对焊接过程中 由于收缩被拉开的定位焊接要立即修补。

(4)底板中外环板1、中环板2和内环板3的焊接：

A.分别焊接中环板和内环板圆周的径向接缝，从周边的4～6个区域段 同时向同一方向焊接；

B.分别焊接所述中环板和内环板的各个搭接缝以及所述内环板与中 部板位于圆拱端部的接缝，最后焊接X形部分圆拱端部与内环板的搭接缝；

C.将所述外环板与所述侧板对接并焊接300mm左右；

D.以八名焊工圆周均布且径向对称的方式进行所述外环板与所述侧 板接触部分的环焊缝焊接；

E.焊接底板上的其余焊缝。

本发明选择了最为合理的焊接参数和最为科学的焊接顺序，克服了现有 技术的诸多缺陷，其有益效果是：

(1)由于对中部板采用了X形焊接顺序，能够有效的控制橡胶膜密封 煤气柜底(顶)板的焊接变形；

(2)由于侧板与底板之间的环焊缝能够自由收缩，能够有效控制橡胶 膜密封煤气柜底(顶)的失稳变形，省去了焊接完成后重新修补的繁琐过程；

(3)由于(1)、(2)的缘故，保证了焊接质量，大幅度提高了橡胶膜 密封煤气柜的整体施工质量，同时缩短了工期，节约了施工成本。

附图说明

图1是橡胶膜密封煤气柜底(顶)板的结构示意图；

图2是图1中外环板与侧板的焊接示意图；

图3是本发明中煤气柜底(顶)板的焊接顺序示意图；

图4是图3中粗黑线部分的卡具布置示意图；

图5是底(顶)板焊接时三块中部板重叠部位切角示意图；

图6是煤气柜环板焊接顺序示意图；

图7是环板整体及局部的焊接方向示意图；

图8是中部板整体及局部的焊接方向示意图。

具体实施方式

为使本发明更容易被清楚理解，下面结合附图和具体实施例对本发明的 技术方案作以详细描述。

图1示出了橡胶膜密封煤气柜底(顶)板的结构状态。

参见图1，所述的橡胶膜密封煤气柜底(顶)板包括同圆心的外环板1 和内环板3，还包括设置在所述外环板1和内环板3之间的中环板2，所述 内环板3的内部设置有中部板4，所述外环板1的边缘设置有侧板5，所述 中部板4的中心部位设置有不进行定位焊接的中心板6。

图2示出了图1中所述外环板1与侧板5的焊接方式。

参见图2，焊接在所述外环板1边缘处的侧板5与所述的外环板1垂直。

图3示出了煤气柜底(顶)板的焊接顺序；图4示出了图3中粗黑线部 分的卡具布置情况；图5示出了底板焊接时三块中部板搭接切角情况；图6 示出了煤气柜环板的焊接顺序；图7示出了环板整体和局部的焊接方向；图 8示出了中部板整体和局部的焊接方向。

参见图3、图4、图5、图6、图7、图8，本发明橡胶膜密封煤气柜底 (顶)板的焊接方法包括以下步骤：

1.选择焊接的规范参数：

(1)焊条直径：煤气柜底板与顶板均为δ≤6mm的薄板，焊接时可选 用直径为Φ2.5、Φ3.2及Φ4.0的三种焊条施焊，其中直径为Φ2.5的焊条用 于定位焊接；

(2)焊接电流：手工电弧焊时，立焊、横焊及仰焊电流比平焊电流小 10％左右，低氢型焊条电流比酸性焊条电流大10％左右，所用焊接电流匹配 参数如下表所示：

焊接电流匹配参数表

2.焊接技术要求：

手工电弧焊的操作技术对焊缝质量起着决定性作用，其内容包括引弧、收 弧、运条方式、焊条倾角和焊道接头方式等。对于所述的橡胶膜密封煤气柜底 (顶)板的焊接来说：

(1)引弧要求严格，决不允许任意在容器钢板表面的非焊接部位引弧，而 且引弧点必须被电弧完全重熔；

(1)焊缝端收弧时不能突然熄灭电弧，应先将焊条停止前移并维持一段时 间，以填满弧坑；

(2)手工电弧焊时可采用各种方式运条，最常用的运条方式是以焊缝轴线 为中心的对称横向摆动，摆动速度和宽度取决于所需要的焊缝形状和尺寸；

(3)焊条倾角和焊道接头方式如下表：

焊条倾角和焊道接头方式表：

接头方式 焊接位置 侧倾角(度) 前倾角(度) 对接 平焊 80～90 10～15 角接 横焊 45 15～20 角接 立焊 35～55 15～20 角接 仰焊 30～45 10～15

3.中部板焊接顺序：

(1)由图3中不进行定位焊接的中心板6两端及两侧起，以约75mm 的间距对底板的横向短接缝进行定位焊接并使之连接成若干带状，但所 述底板中相邻两块中部板4距与内环板3(即图5中所示的三块板)搭接 部位约300mm处的端部暂不焊接，同时留下图3中所示的X形粗线部分 不进行定位焊接而以图4中所示的卡具布置方式进行固定。

(2)横向短接缝焊接完成后，开始纵向长接缝的定位焊接，同样以 约75mm的间距从中心板6处向周边推进，但周边的中部板4端部与内 环板3搭接的部分应保留700mm左右不焊，同时在图5所示的三块板重 叠的最上一层中部板4的底角处进行切角。

(3)底板中中部板4的正式焊接：

对图3中以卡具固定的X形粗线部分以由中心向周边推进的方式进 行间断焊接，间断距离为250～300mm，顺序为图8所示的反向退步焊接。 在图8中，向右的长箭头为总体的焊接方向，向左的短箭头为反向退步的 局部焊接方向。焊接时可根据需要使用抑制歪斜的夹具防止焊缝歪斜， 同时对焊接过程中由于收缩被拉开的定位焊接要立即修补。

(4)底板中外环板1、中环板2和内环板3的焊接：

A.分别焊接中环板2圆周和内环板3圆周的径向接缝，从周边的 4～6个区域段同时向同一方向焊接；

B.分别按照图6、图7中所示的焊接顺序，焊接所述中环板2和 内环板3的各个搭接缝以及所述内环板3与其内部中部板4位于圆拱端 部的接缝，最后焊接图3中所示X形粗线部分的圆拱端部与所述内环板 3的搭接缝；

C.将所述外环板1与所述侧板5对接并焊接300mm左右，但应注 意：此处的焊接长度不能超过350mm，以防止所述侧板5的角焊缝对与 其垂直的所述外环板1产生过大的应力影响；

D.进行所述外环板1与所述侧板5接触部分的环焊缝焊接，焊接 时可分配8名焊工如图6所示的那样圆周均布且径向对称的布置于环焊 缝周围，同时进行焊接；

E.最后焊接底板上的其余焊缝。

本发明橡胶膜密封煤气柜底(顶)板的焊接方法，其焊接要点是：

(1)采用合理、正确的中部板及环板的焊接顺序，尽可能消除温度 场的叠加，尤其是对中部板采用X形焊接顺序，对于降低焊接过程中收 缩对底(顶)板变形程度的影响具有决定意义；

(2)选择合适的焊接参数，包括手工电弧焊规范参数的焊条直径、焊 接电流、以及电弧电压(弧长)和焊接速度，其中以焊接电流和焊接速度 为决定焊接过程线能量和焊缝金属性能的最主要参数；

(3)熟练掌握引弧、收弧、运条方式以及焊条倾角和焊道接头方式 等规范的焊接操作技术，保证焊缝质量。

实践证明，本发明的橡胶膜密封煤气柜底(顶)板的焊接方法，可以 有效控制橡胶膜密封煤气柜底(顶)板的焊接变形，省去了焊接后还要重 新修补的繁琐过程，从而大幅度提高了橡胶膜密封煤气柜的整体施工质 量，同时缩短了施工工期，节约了施工成本。

以上参照附图和实施例对本发明的技术方案进行了示意性描述，该 描述没有限制性。本领域的技术人员应能理解，在实际的应用中，本发 明方法中的各个步骤均可能发生某些细节上的改变，而其他人员在其启 示下也可能做出与其相似的技术方案。特别需要指出的是：只要不脱离 本发明的设计宗旨，所有显而易见的细节变化或相似设计，均包含在本 发明的保护范围之内。