專利名稱：大型燈泡貫流式機(jī)組機(jī)座的焊接及變形控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)座的焊接及變形控制方法，特別是涉及一種大型燈泡貫流式機(jī)組機(jī)座的焊接及變形控制方法。
背景技術(shù)：
機(jī)座是定子的核心部件，結(jié)構(gòu)龐大、剛性強(qiáng)、分兩瓣，其機(jī)座壁板厚為110mm，直徑為Φ6840mm，高度為3200mm，重量達(dá)65t。由于機(jī)座是過流面，嚴(yán)禁焊縫滲漏，對(duì)焊縫的質(zhì)量要求高，探傷按美國ASME標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，對(duì)焊接變形的控制要求也高，如焊接變形過大，尤其是機(jī)座內(nèi)壁裝鐵芯的部分變形過大，將會(huì)導(dǎo)致后序無法加工，嚴(yán)重時(shí)會(huì)報(bào)廢。同時(shí)由于焊接量較大，焊接過程中很容易產(chǎn)生焊接變形和缺陷，在機(jī)座焊接過程中，必須嚴(yán)格控制焊接工藝和采用合理、有效防焊接變形措施。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明目的在于提供一種大型燈泡貫流式機(jī)組機(jī)座的焊接及變形控制方法，解決在機(jī)座焊接過程中，焊接變形過大尤其是機(jī)座內(nèi)壁裝鐵芯的部分變形過大而導(dǎo)致后序無法加工，嚴(yán)重時(shí)會(huì)報(bào)廢的問題，使機(jī)座焊接完畢后完全滿足圖紙及技術(shù)要求。
本發(fā)明的發(fā)明目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的大型燈泡貫流式機(jī)組機(jī)座的焊接及變形控制方法，它包括以下三項(xiàng)措施(1)焊接方法的選擇通過焊接工藝性試驗(yàn)選用抗裂性好、焊縫韌好，焊接應(yīng)力和變形小的，便于全位置焊接的80％Ar+20％CO2富氬混合氣體保護(hù)焊的焊接方法。
(2)工藝?yán)畈贾谩?br> (3)焊接工藝的控制。
其中，所述的工藝?yán)畈贾么胧┌?1)為防止上、下圓環(huán)與機(jī)座相連的焊縫焊接量大導(dǎo)致上下圓板出現(xiàn)繞度變形，特在其圓周方向裝點(diǎn)12根三角形工藝加強(qiáng)筋進(jìn)行支撐，強(qiáng)制焊件在焊接時(shí)不能自由收縮。
(2)在機(jī)座上中下三層分別加足夠強(qiáng)度的工藝?yán)?無縫鋼管140×10)，以防止機(jī)座焊接過程中，焊縫收縮及退火時(shí)應(yīng)力不均布釋放，造成扭曲變形。
所述的焊接工藝的控制措施包括(1)線能量的控制在焊接過程中，線能量必須有所限制，為有效控制線能量，焊材H08Mn2SiA焊絲，焊接速度120～140mm/min，線能量2200J/mm。
(2)焊接坡口選擇和焊前打磨由于機(jī)座的焊縫都要求清根焊透，所以選擇對(duì)稱U型坡口，焊前對(duì)坡口兩側(cè)50mm范圍內(nèi)的氧化皮、鐵銹及其雜物等打磨至金屬光澤。
(3)焊接方式和層間溫度控制在施焊時(shí)采用多層多道焊接，每焊完一層，應(yīng)徹底清除焊渣等雜質(zhì)后方可施焊下一層，每一層必須保持層間溫度，層間溫度不低于預(yù)熱溫度且不高于預(yù)熱溫度30度，按此方法直至焊完為止。
(4)層間去應(yīng)力每焊一層用風(fēng)槍振動(dòng)的方法來減小焊接應(yīng)力，振動(dòng)時(shí)溫度避免出現(xiàn)在200～300℃之間；(5)焊接順序和方向先焊收縮量大的焊縫，施焊時(shí)進(jìn)行多人對(duì)稱施焊，同一條焊縫應(yīng)正反對(duì)稱交替施焊，根據(jù)焊縫長(zhǎng)度對(duì)稱分段同時(shí)施焊，每個(gè)焊工施焊的范圍也應(yīng)采用分段、倒退焊法，每段長(zhǎng)度為300～500mm。
焊前預(yù)熱溫度為110～130℃。
焊后消除機(jī)座焊接應(yīng)力的退火工藝參數(shù)為(1)人爐溫度≤200℃；(2)升溫速度400℃以前80℃～100℃/h，400℃以后≤20℃/h；(3)保溫溫度600℃～650℃；(4)保溫時(shí)間5小時(shí)；(5)冷卻速度400℃以上≤24℃/h，400℃以下≤120℃/h；(6)出爐溫度≤150℃/h。
針對(duì)厚板焊接，在焊縫正焊接完成后，背縫采用碳弧氣刨清根，接著打磨清根后留下的滲碳層。
本發(fā)明針對(duì)電站大型燈泡貫流式機(jī)組的核心部件機(jī)座結(jié)構(gòu)龐大、剛性強(qiáng)，對(duì)焊縫質(zhì)量和焊接變形要求高等問題，提出了一種大型燈泡貫流式機(jī)組機(jī)座的焊接及變形控制方法，解決在機(jī)座焊接過程中，焊接變形過大尤其是機(jī)座內(nèi)壁裝鐵芯的部分變形過大而導(dǎo)致后序無法加工，嚴(yán)重時(shí)會(huì)報(bào)廢的問題，使機(jī)座焊接完畢后完全滿足圖紙及技術(shù)要求，在機(jī)座焊接完成后，按ASME標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)過探傷檢測(cè)合格，具有方法簡(jiǎn)單、實(shí)用、可靠的優(yōu)點(diǎn)。


圖1工藝?yán)钆挪夹问绞疽庵校?-工藝?yán)睿?-工藝三角加強(qiáng)筋
具體實(shí)施例方式
下面通過實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案大型燈泡貫流式機(jī)組機(jī)座的焊接及變形控制方法，它包括焊接方法的選擇、工藝?yán)畈贾煤秃附庸に嚨目刂迫?xiàng)措施，其中，焊接方法的選擇措施為由于母材為Q235的焊接性、抗裂性、韌性等綜合性能指標(biāo)都比較好，通過焊接工藝性試驗(yàn)選用抗裂性好、焊縫韌好，焊接應(yīng)力和變形小的，便于全位置焊接的80％Ar+20％C02富氬混合氣體保護(hù)焊的焊接方法，所選焊接材料為H08Mn2SiA焊絲，其直徑為Φ.2。
工藝?yán)畈贾么胧┤鐖D1，包括為防止上、下圓環(huán)與機(jī)座相連的焊縫焊接量大導(dǎo)致上下圓板出現(xiàn)繞度變形，特在其圓周方向裝點(diǎn)12根三角形工藝加強(qiáng)筋進(jìn)行支撐，強(qiáng)制焊件在焊接時(shí)不能自由收縮。
防止機(jī)座焊接過程中，焊縫收縮及退火時(shí)應(yīng)力不均布釋放，造成扭曲變形。在機(jī)座上中下三層分別加足夠強(qiáng)度的工藝?yán)?無縫鋼管Φ140×10)。
焊接工藝的控制措施包括線能量的控制線能量就是熔焊時(shí)由焊接能源輸入給單位長(zhǎng)度焊縫上的熱量。在焊接過程中，線能量必須有所限制，當(dāng)線能量太大時(shí)，焊縫熱影區(qū)內(nèi)易產(chǎn)生魏氏組織，致使接頭性能(如沖擊韌性等)不合格。線能量過小時(shí)，焊縫熱影響區(qū)可能會(huì)出現(xiàn)淬硬組織，造成焊縫裂紋，通過對(duì)母材進(jìn)行焊接工藝實(shí)驗(yàn)，線能量控制在2200J/mm左右，在焊接過程中，控制線能量指標(biāo)的最直接接方法是控制焊接速度。其焊接工藝參數(shù)電壓20～25V 電流220～230A保護(hù)氣體80％Ar+20％CO2氣體流量15～20L/min 電流極性直流反接 焊接速度120～140mm/min伸出長(zhǎng)度15mm 送絲方式等速送絲焊接坡口選擇和焊前打磨對(duì)于厚板焊接坡口型式的選擇尤為重要，由于機(jī)座的焊縫都要求清根焊透，所以選擇對(duì)稱U型坡口。焊前對(duì)坡口兩側(cè)50mm范圍內(nèi)的氧化皮、鐵銹及其雜物等打磨至金屬光澤。
焊接方式和層間溫度控制在施焊時(shí)采用多層多道焊接，多層多道焊接的顯微組織較細(xì)，熱影響區(qū)窄，接頭的延性和韌性比較好，后焊道對(duì)前焊道起退火作用。每焊完一層，應(yīng)徹底清除焊渣等雜質(zhì)后方可施焊下一層，每一層必須保持層間溫度，層間溫度不低于預(yù)熱溫度且不高于預(yù)熱溫度30度，按此方法直至焊完為止。
層間去應(yīng)力和清根后打磨每施焊一層(第一層和最后一層除外)用風(fēng)槍振動(dòng)的方法來減小焊接應(yīng)力，振動(dòng)時(shí)溫度維持在100～150℃或400℃以上，避免在200～300℃之間，因?yàn)榇藭r(shí)金屬處于蘭脆階段，錘擊焊縫容易斷裂。對(duì)于厚板焊接，在焊縫正焊接完成后，背縫采用碳弧氣刨清根，這時(shí)背縫清根后母材表面由于高溫作用產(chǎn)生一層厚度為2mm的滲碳層，具有很高的淬硬傾向，如果不將其徹向底磨除，而是直接進(jìn)行背縫施焊，則這部分焊縫填充金屬的機(jī)械性能的韌性下降，只有將滲碳層徹底磨掉，然后再進(jìn)行背縫施焊，才能確保焊接質(zhì)量。
焊接順序和方向一般先焊的焊縫容易使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變形，因此先焊收縮量大的焊縫。施焊時(shí)應(yīng)盡量進(jìn)行多人對(duì)稱施焊，同一條焊縫應(yīng)正反對(duì)稱交替施焊，根據(jù)焊縫長(zhǎng)度對(duì)稱分段同時(shí)施焊，每個(gè)焊工施焊的范圍也應(yīng)采用分段、倒退焊法，每段長(zhǎng)度以300～500mm為宜。
焊前預(yù)熱及焊后退火去應(yīng)力焊前預(yù)熱可以減少接頭焊后冷卻速度，減少焊接應(yīng)力及變形避免產(chǎn)生淬硬組織，是防止產(chǎn)生裂紋有效措施，預(yù)熱功當(dāng)量溫度需適當(dāng)，過高的預(yù)熱溫度會(huì)造成接頭韌性和延性不合格，采用磁鋼式履帶式電熱器，對(duì)機(jī)座進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度為110℃～130℃，焊后消除機(jī)座焊接應(yīng)力而進(jìn)行退火，并做好相應(yīng)的記錄。退火工藝參數(shù)為(1)入爐溫度≤200℃(2)升溫速度400℃以前80～100℃/h，400℃以后≤20℃；(3)保溫溫度600℃～650℃(4)保溫時(shí)間5小時(shí)(5)冷卻速度400℃以上≤24℃/h，400℃以下≤120℃/h(6)出爐溫度≤150℃/h。
權(quán)利要求
1.大型燈泡貫流式機(jī)組機(jī)座的焊接及變形控制方法，其特征在于(1)線能量的控制焊接方法富氬混合氣體保護(hù)焊，焊材為焊絲，焊接速度120～140mm/min，線能量2200J/mm；(2)焊接坡口和焊前打磨對(duì)稱U型坡口，焊前對(duì)坡口兩側(cè)50mm范圍內(nèi)的氧化皮、鐵銹及其雜物等打磨至金屬光澤；(3)焊接方式和層間溫度控制多層多道焊接，每焊完一層，徹底清除焊渣等雜質(zhì)后方可施焊下一層，每一層必須保持層間溫度，層間溫度不低于預(yù)熱溫度且不高于預(yù)熱溫度30度；(4)層間去應(yīng)力每焊一層用風(fēng)槍振動(dòng)的方法來減小焊接應(yīng)力，振動(dòng)時(shí)溫度避免出現(xiàn)在200～300℃之間；(5)焊接順序和方向先焊收縮量大的焊縫，施焊時(shí)進(jìn)行多人對(duì)稱施焊，同一條焊縫應(yīng)正反對(duì)稱交替施焊，根據(jù)焊縫長(zhǎng)度對(duì)稱分段同時(shí)施焊，每個(gè)焊工施焊的范圍也應(yīng)采用分段、倒退焊法，每段長(zhǎng)度為300～500mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型燈泡貫流式機(jī)組機(jī)座的焊接及變形控制方法，其特征在于焊前預(yù)熱溫度為110～130℃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型燈泡貫流式機(jī)組機(jī)座的焊接及變形控制方法，其特征在于焊后消除機(jī)座焊接應(yīng)力的退火工藝參數(shù)為(1)入爐溫度≤200℃；(2)升溫速度400℃以前80℃～100℃/h，400℃以后≤20℃/h；(3)保溫溫度600℃～650℃；(4)保溫時(shí)間5小時(shí)；(5)冷卻速度400℃以上≤24℃/h，400℃以下≤120℃/h；(6)出爐溫度≤150℃/h。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型燈泡貫流式機(jī)組機(jī)座的焊接及變形控制方法，其特征在于針對(duì)厚板焊接，在焊縫正焊接完成后，背縫采用碳弧氣刨清根，接著打磨清根后留下的滲碳層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型燈泡貫流式機(jī)組機(jī)座的焊接及變形控制方法，其特征在于在機(jī)座圓周方向裝點(diǎn)有12根三角形工藝加強(qiáng)筋。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型燈泡貫流式機(jī)組機(jī)座的焊接及變形控制方法，其特征在于在機(jī)座上中下三層分別加足夠強(qiáng)度的工藝?yán)睢?br> 全文摘要
本發(fā)明公開了一種大型燈泡貫流式機(jī)組機(jī)座的焊接及變形控制方法，包括焊接方法的選擇、工藝?yán)畈贾煤秃附庸に嚨目刂迫?xiàng)措施。本發(fā)明解決大型燈泡貫流式機(jī)組機(jī)座焊接過程中因焊接變形過大，尤其是機(jī)座內(nèi)壁裝鐵芯的部分變形過大而導(dǎo)致后序無法加工，嚴(yán)重時(shí)會(huì)報(bào)廢的問題，使機(jī)座焊接完畢后完全滿足圖紙及技術(shù)要求，按ASME標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)過探傷檢測(cè)合格，具有方法簡(jiǎn)單、實(shí)用、可靠的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B23K33/00GK1951620SQ20061002226
公開日2007年4月25日 申請(qǐng)日期2006年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月15日
發(fā)明者嚴(yán)祥兵, 秦仲君, 陳海 申請(qǐng)人:四川東風(fēng)電機(jī)廠有限公司