[发明专利]防止蒸汽头板焊接变形的焊接方法及装置

说明书

本发明公开了防止蒸汽头板焊接变形的焊接方法及装置，属于焊接技术领域，所述焊接方法包括如下步骤：选取蒸汽头板，根据蒸汽头板上焊接的蒸汽头筋板的数量利用反变形法制造蒸汽头板焊接变形的相反方向的弧形模具；把蒸汽头板贴合在弧形模具上，用虾弓码夹紧；在蒸汽头板上焊接蒸汽头筋板，焊接蒸汽头筋板的顺序为从中间往两端焊接，且间隔一块筋板焊接，当焊接到两端后，再从中间往两端的方式把中间间隔的蒸汽头筋板依次焊接，完成焊接，焊接完成后，待焊缝冷却至常温后方将蒸汽头板拆卸下来，然后使用油压机对局部的焊接变形进行校平。该方法时焊缝外观优良，构件也美观，保证整个工程不锈钢设备的质量达标，也保证了工厂的安全与高效生产。

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，尤其涉及防止蒸汽头板焊接变形的焊接方法及装置。

背景技术

乌拉圭项目设备(蒸发器2效～7效、表面冷凝器)中，其内件部分蒸汽头板的加工制造是重点也是难点之一。其材质均为ASME SA240M 304，主体板材厚度为16mm，筋板厚度为16mm。在焊接方面虽然采用了CO2不锈钢药芯焊丝焊接，并采用小电流、慢速焊接，焊接角焊缝高度为5mm的焊接工艺，但是由于焊接量较大，仍出现了大小不一的焊接变形。所有蒸汽头基本结构都如图1所示。一般由四个零部件构成，如图中所示1K、2K、3K、4K。每个零部件即主体板与筋板的焊接都会引起局部的焊接变形，若不进行有效控制将会对蒸汽头的整体组装造成不利影响。现介绍蒸汽头板的施焊工艺措施、焊接注意事项和反变形控制。

在焊接过程中膨胀与收缩作用于焊接金属与基材上，焊缝与因局部被加热而形成很大的温度阶梯，冷却时焊接金属试图正常收缩至室温时的体积。但是熔化的焊接金属因基材而受到约束，焊缝金属与基材之间就会产生应力集中。焊缝附近区域因此产生应力集中而伸展或弯曲或变薄，这些超过焊缝金属的屈服应力的集中释放就形成了永久的变形。当焊接温度接近室温，整个基材受到约束而无法变形，金属的伸缩应力就接近屈服应力。如果约束(夹具固定标志或反收缩力)取消，残余应力释放基材将发生迁移，焊接工件将产生变形。金属内部结构因焊接不均匀的加热和冷却产生的内应力叫做焊接应力，由焊接应力造成的变形叫做焊接变形。

焊接残余应力和应变不仅影响到焊接结构尺寸的精度和外形美观度，而且还有可能降低焊接结构的承载能力从而影响其使用性能和使用寿命。焊接变形与残余应力同时残存于焊接结构中，焊接残余变形会造成构件形状和尺寸的变化，如纵向、横向收缩使构件尺寸变短，若超出尺寸公差允许的范围，会使构件报废。

发明内容

本发明的目的在于提供防止蒸汽头板焊接变形的焊接方法及装置，解决现有蒸汽头板焊接时容易变形的技术问题。

防止蒸汽头板焊接变形的焊接方法，所述焊接方法包括如下步骤：

选取蒸汽头板，根据蒸汽头板上焊接的蒸汽头筋板的数量利用反变形法制造蒸汽头板焊接变形的相反方向的弧形模具；

把蒸汽头板贴合在弧形模具上，用虾弓码夹紧；

在蒸汽头板上焊接蒸汽头筋板，焊接蒸汽头筋板的顺序为从中间往两端焊接，且间隔一块筋板焊接，当焊接到两端后，再从中间往两端的方式把中间间隔的蒸汽头筋板依次焊接，完成焊接，

焊接完成后，待焊缝冷却至常温后方将蒸汽头板拆卸下来，然后使用油压机对局部的焊接变形进行校平。

进一步地，所述利用反变形法制造弧形模具的具体哦过程为：

计算蒸汽头板上焊接的蒸汽头筋板的数量，根据样本测量每个蒸汽头筋板焊接冷却后引起蒸汽头板变形的角度，同时测出两块蒸汽头筋板之间的距离，则得到两块蒸汽头筋板之间的蒸汽头板变形弧度为蒸汽头板变形的角度，根据角度制造处弧形模具。

进一步地，所述弧形模具上设置有不锈钢模具垫块，弧形模具两边均使

用支撑杆固定支撑，固定支撑底部固定在直线的导轨上，固定弧形模具

结构。