[发明专利]一种大型承插件的焊接方法

说明书

本发明公开了一种大型承插件的焊接方法，其特征在于包括以下焊接流程：1)对插设在钢板内的钢管进行点焊组装定位；2)焊接前对组装好的承插件进行预热；3)采用埋弧焊、气体保护焊或者手工焊进行焊接，当钢板A面坡口焊接到H/2处，再进行钢板B面坡口焊接。本发明通过对承插件进行预热、控制焊接顺序、对焊缝表面进行处理等工艺，有效的改善焊接过程中的残余应力的大小和分布，能够降低大型承插件在焊接过程与热处理过程中残余应力释放出现裂纹的可能性，降低生产过程中的成本，并减少焊缝返修缩短工期。

技术领域

本发明属于焊接技术领域，具体涉及一种大型承插件的焊接方法。

背景技术

大型的钢制承插件主要应用在风电、石油、海洋以及核电等重要设备中，其制造以焊接构件为主，焊接是最重要的工艺工序。很多风电、石油等行业的大型承插件以现场拼装焊接为主，在现场拼装条件恶劣，构件的残余应力控制方面比在工厂内预制要差的很多，而且在构件经过热处理后由于残余应力的释放会导致变形开裂。不仅如此焊接残余应力对焊接构件本身的影响也很大，静载时会导致应力集中，引起变形开裂，降低受压构件的稳定性，降低结构刚度和疲劳强度，降低焊件加工精度和尺寸稳定性，会引起应力腐蚀开裂，尤其是在焊接大型构件过程中，由于大的板厚导致焊接量比较大，残余应力也相对较大，引起开裂的可能性更大。

改善焊接顺序、对承插件预热等等是目前焊接过程中改善残余应力的方法，但是不同的焊接顺序以及不同区域的预热的温度对残余应力的影响很大，因此，针对当前的大型承插件的焊接方法需要进一步改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种降低残余应力的大型承插件的焊接方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种大型承插件的焊接方法，其特征在于包括以下焊接流程：

1)对插设在钢板内的钢管进行点焊组装定位；

2)焊接前对组装好的承插件进行预热；

3)采用埋弧焊、气体保护焊或者手工焊进行焊接，当钢板A面坡口焊接到H/2处，再进行钢板B面坡口焊接；进行B面焊接前对B面进行清根处理，即将A面的打底部分清理；当B面坡口焊接到H/2时再完成A面的焊接，然后再完成B面的焊接；

4)对A面焊缝和B面焊缝进行处理在钢板与钢管之间形成圆滑过渡面；

5)在过渡面处焊接角焊缝。

作为优选，所述步骤1)中点焊之前采用火焰加热进行预热，采用手工焊条进行对称点焊，且电焊时两个连续焊点不在钢板的同一个半面上。通过对称点焊以及电焊时两个连续焊点不在钢板的同一个半面上可以降低应力集中，避免后期的应力集中累计。

作为优选，所述步骤2)将加热片覆盖在钢板的A面和B面进行预热，加热片的加热温度为180～220℃，保温0.5～2h，并采用保温棉进行保温；在进行步骤3)时，去掉加热片，在焊接过程中，坡口位置温度为180～220℃，距离坡口0～100mm处温度不得低于150℃，距离坡口100～200mm处温度需要不得低于100℃。坡口温度保持在180～220℃可以有效的降低焊接残余应力，而温度超过220℃会迅速增加热影响区宽度，使得热影响区组织粗化影响其力学性能；在距离钢管300mm的范围内，钢板的温度形成由里到外逐渐降低的温度区间，各个区域范围内焊接温度差有效控制在30～70℃内，可以改善巨大的温度差带来的焊接残余应力分布不均的情况。

为有利于焊接残余应力更好的释放，作为优选，所述步骤3)中当钢板A面坡口或者B面坡口的单层焊缝道数≥3道时，焊道方向按照从钢管到钢板焊完一层后再从钢板到钢管的顺序交替进行。

作为优选，所述步骤3)中清理深度为4～6mm。清根深度太浅3mm以下，会增加焊接缺陷的可能性，清根深度太深大于6mm以上，会增加焊缝深度增加残余应力。