[发明专利]一种接管与壳体为安放式结构的组焊方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种接管与壳体的组焊方法，特别是一种接管与壳体为安放式结构的组焊方法，属于压力容器焊接技术领域。

背景技术

在压力容器行业，通常需要在壳体（筒体或封头）上组焊接管，当压力容器的接管内径较小时、接管壁厚与壳体壁都较大时、或压力容器需要应用在疲劳载荷、大温度梯度场合时，通常要采用的组装形式为安放式，即接管不插入壳体内，而是接管安放于壳体上，如图3所示，为了保证焊缝焊透，至少待施焊处的接管内壁具有凸出于接管内壁并可插入壳体安装孔内的环状垫板（环状垫板与接管为一体结构），待焊接结束后，再对接管内部进行镗孔作业，至少需要将环状垫板镗掉。这种方法虽然能够保证焊缝焊透、确保焊接质量，但是不足之处在于：由于接管内壁具有环状垫板，这就增加了材料成本，并且焊后还需要进行镗孔作业，降低了生产效率，增加了制造成本。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种接管与壳体为安放式结构的组焊方法，操作简单、实用性强、有利于推广应用、易于实现，能够保证焊缝焊透、确保焊接质量的同时，提高了生产效率，降低了制造成本。

本发明采用的技术方案如下：

一种接管与壳体为安放式结构的组焊方法，包括以下步骤：

步骤1、将接管一端形成外坡口；

步骤2、将壳体开设安装孔；

步骤3、将具有坡口的接管一端安放固定在开设有安装孔的壳体外壁；

步骤4、将陶瓷衬垫紧贴安装于接管内壁与安装孔孔壁上；

步骤5、从接管外侧对接管与壳体进行焊接。

采用上述技术方案时，首选进行步骤1、将接管一端形成外坡口。如果坡口为内坡口或内外坡口（K形坡口），由于接管内径较小（d≤400mm），那么施焊时接管内壁与安装孔孔壁结合处是难以进行施焊的；而通常接管采用锻造工艺制成，如果锻造的接管没有同时形成外坡口，此时需要采用机加工方法加工形成外坡口；如果锻造的同时接管一端形成了外坡口，此时坡口无需再进行机加工。然后进行步骤2、将壳体开设安装孔。安装孔与接管相匹配。明显的步骤1和步骤2是可以交换，还可以同时进行的。然后进行步骤3、将具有坡口的接管一端安放固定在开设有安装孔的壳体外壁。接管可通过筋板焊接固定于壳体上，并使接管的内壁与安装孔的孔壁向匹配，接管与安装孔的轴线相同，以保证步骤4能够顺利的进行。然后进行步骤4、将陶瓷衬垫紧贴安装于接管内壁与安装孔孔壁上。陶瓷衬垫包括衬垫块和设置于衬垫块背面的铝箔胶带，陶瓷衬垫与粘贴于接管内壁与安装孔孔壁上，使得陶瓷衬垫的成形槽（成形槽位于衬垫块正面）匹配于接管内壁与安装孔孔壁之间的间隙。然后进行步骤5、从接管外侧对接管与壳体进行焊接。作为优选，通过焊条电弧焊采用适宜的焊接工艺参数对接管与壳体进行焊接。由于采用了陶瓷衬垫的设计，无需再进行清根作业（由于接管内径较小，清根作业也是难以进行的），就能够焊接形成满足要求的焊接接头。并且，由于采用了本发明的组焊方法，接管与壳体焊接后，无需再对接管内部进行镗孔作业，能够减少接管与壳体的组焊工序；本发明操作简单、实用性强、有利于推广应用、易于实现，能够保证焊缝焊透、确保焊接质量的同时，提高了生产效率，降低了制造成本。

进一步的，步骤1中，坡口为单V形坡口或J形坡口。当坡口为机加工而成时，单V形坡口加工成型简单，J形坡口加工相对较复杂。

进一步的，步骤1中，坡口为J形坡口，且坡口的根部半径R为6mm-13mm。

进一步的，步骤1中，坡口的角度α为20°-50°。如果坡口的角度α过小，不便于施焊，焊缝根部容易产生熔合不良的情况；如果坡口的角度α过大，则填充金属量将增加，便导致焊接成本增加，焊接应力增大，也会降低生产效率。

进一步的，步骤1中，坡口的钝边c≤3mm。如果坡口的钝边c过大，焊缝根部容易出现熔合不良，产生凹凸状纹路，接管内侧的焊缝与母材（接管与壳体）过渡较粗燥，焊缝背面质量不够理想。

进一步的，步骤1中，接管的内径d为100mm-450mm。如果接管的内径d过小，不便于安装陶瓷衬垫；如果接管的内径d过大时，此时由于便于清根，便可采用内外坡口形式，而无需采用陶瓷衬垫；当然，采用陶瓷衬垫的方案也是可行的，即，步骤1中，接管的内径d还可以大于450mm。

进一步的，步骤2中，安装孔的直径D等于接管的内径d。有利于陶瓷衬垫的安装。