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组对焊接对法兰平面度

更新时间 2021-04-17 17:45 阅读

　　1概述
　　法兰加工质量直接关系到密封效果和密封性能，组对间隙的均匀性和间隙，是直接影响法兰焊接变形的主要因素，因此，在实际进行组对焊接过程中，要加强对法兰孔制作偏差的控制。可采用刚性固定方式，在法兰背面连接法兰盖，进而控制法兰外角焊缝。在实际的生产当中，我们经常遇到两个法兰的连接。当法兰的直径比较大的时候，两个连接的平面都会有比较高的平面度要求。在实际的生产当中，经常会在法兰下部不远处有主焊道组对焊接。原来经过加工合格的法兰面在焊接之后，平面度会变化，导致法兰连接达不到设计要求。下面我们就以甲板吊基座为例进行讨论。甲板吊的基本尺寸如下：
　　下基座：外径为2800mm，板厚为22mm，材质为NV D36，高度为7500mm的圆柱筒体;
　　上基座：和下基座连接处的外径为2800mm，板厚为22mm，材质为NV D36;顶部外径为2910mm，材质为NV E36，厚度是85mm，高度为2500mm的斜锥筒且顶部加工完成后平面度为0.133mm。如图1所示：
　　现在的工序是焊接上基座和下基座并保证上基座法兰平面度小于0.2mm，焊道要求100%通过超声波无损探伤检测;
　　2组对
　　理论上上下基座的理论外径都是2800mm，实际的筒体的直径不一致，组对的时候需要使用千斤顶，码板进行挤压以便调整错位。在调整的时候，其实上面的平面度已经变形，组对的基本步骤是：
　　1）以筒体外径的某一点为基准点，在筒体外围分12等分加码板。先把码板焊接到下基座上，调整错位然后由两个焊工对称把码板焊接到上基座上面;
　　2）测量平面度;
　　3）找出组对中最大间隙点和平面度中的最高点。
　　如果法兰平面中的相对高点正好在最大间隙处，直接由焊工用焊接工艺规程中规定的较大电流，较小电压焊接相应区域，电焊长度为70mm左右，间隔300mm左右。如果最大间隙不是在最高平面度隙处，先堆焊间隙，然后由焊工按照先高点，后低点的顺序进行点焊。点焊高点时候用较大电流，较小电压进行点焊。后面的低点反之。此是用焊接应力调整法兰面的平面度。
　　4）再次测量平面度，完成组对。本次组对之后，测量出来的平面度测量值如下：
　　3内部焊接
　　根据测量结果，可以发现，现在的平面度已经超出了设计要求的范围，所以我们要设计一个较好的焊接程序，调整平面度。焊接的时候要注意焊接顺序和对称焊接。一般需要两名水平相当的焊工同时作业。根据组对的结果制定如下的焊接顺序，简图图2所示：
　　1）基于第7点左右是最高的点，所以先由两名焊工同时焊接。一名焊工从8点和9点的中心附近往7点焊接，另外一名焊工从5点和6点的中点往7点焊接。这是考虑由焊接的应力作用，把最高点往下拉;
　　2）然后一名焊工从10点往11点焊接，另外一名焊工从4点往5点焊接;
　　3）第三步是一名焊工从8点和9点的中点往9点焊接，另外一名焊工由5点和6点的中点往5点焊接;
　　4）第四步是由一名焊工从9點往10点方向焊接，另外一名焊工是从3点4点焊接;图2 内部焊接顺序
　　5）第五步是由一名焊工从1点往2点焊接
　　另外一名焊工从11点往12点焊接;
　　6）第六步是由一名焊工由1点往12点焊接，另外一名焊工从3点往2点焊接。
　　以上是基于特定的平面度制定的焊接顺序，制定的原则是先高点焊接。高点区域最好是有1mm左右的间隙，没有的话打磨出间隙，但不要超过2mm;最后焊接最低点;高点要焊接电流稍大，电流稍小。低点区域是电流稍小，电压稍大。高点热量聚集，低点热量分散。
　　4气刨
　　内部焊接完成之后，应该对外部进行气刨了。由于是在现场焊接且要保证焊接质量，最好是进行气刨。气刨需要内部焊接冷却之后在进行。气刨完成之后最好是进行MT检测，以确保没有缺陷。气刨之后，需要进行平面度的测量，本次试验气刨完成的平面度结果为0.157mm，具体数据如下：
　　气刨的原则一般是从高点向两边气刨，气刨也应该是两个人同时对称气刨。
　　5外部焊接
　　通过上一步气刨后的平面度结果，可以看出，平面度的低点仍然在7点附近，低点已经转移到10点附近。可以参照结果，平面度仍然在设计要求范围之内，所以焊接顺序就按照简单对称的原则，由高点开始。简单对称的焊接顺序请参照图3外部焊
　　接顺序所示：
　　数字1～12是法兰外径的12个等分点，①～④是两名焊工的焊接顺序，应该是基本同时焊接的。通过如上述的方法，我们最终测量出实际的数据是如下所示：
　　最后通过测量结果可知，最终的结果是满足设计要求的。
　　6结论
　　根据我们实践可以得知，像这种大的法兰面下部的焊接，内部焊接之后的结果是非常重要的。当内部焊接结果良好的时候，最终平面度的良好率达到80%以上。但是在实际的生产当中，有很多因素是不能受控制的。特别是组对的时候，受到拉，压，热变形等因素的影响，变形方向也是不定的，所以多次平面度测量工作就十分的重要了。我们的经验总结如下：
　　a）组对的时候控制组对对法兰平面度的影响。当所有的组对完成后，要测量一遍平面度。平面度的结果良好的时候，我们就从最高点开始点焊，待点焊完成之后再测量一遍平面度。有大的间隙的话，在内部焊接开始之前要先用小直径焊丝堆焊间隙，间隙最好小于0.2mm;
　　b）合理安排内部焊接顺序。当组对结果实在是没有办法调节的时候，合理安排焊接顺序。可以通过焊接顺序调节平面度。基本原则就是先焊接高点，后焊接低点。高点保证有间隙，低点焊接之前保证没有间隙或者小间隙。
　　c）气刨的时候最好两人对称作业。气刨对平面度的影响特别的小。当气刨的时候保证是两人对称进行的。
　　d）外部焊接根据气刨的结果合理安排焊接。气刨完成之后，如果结果满足设计要求，就按照一般的外部焊接顺序由高点开始焊接。如果焊接结果不良时，就先填充完成高点，连续的焊接填充完成;低点就是缓慢焊接填充，一道焊接完全冷却之后，再焊接另外一道，直到填充完成。完成之后再按照外部焊接顺序盖面。