一种控制法兰焊接变形的方法技术

本发明专利技术公开了一种控制法兰焊接变形的方法，该方法包括以下步骤：在连接组成一整体筒体的多节筒节的连接端部均对接法兰，相应组装成多节带法兰筒节；将所述相邻两节带法兰筒节上的一对组合法兰进行相向组合：组合时，先在各对组合法兰的两个组合面之间沿圆周方向加垫多个垫片，再通过对穿多个工艺螺栓将各对组合法兰把紧，多个垫片和多个工艺螺栓均沿所述组合法兰的外圆周方向均匀布设；采用埋弧自动焊机对所述带法兰筒节的法兰与筒节筒体进行焊接；拆除多个工艺螺栓且应均匀对称进行拆除。本发明专利技术工艺步骤简单且使用操作方便，在保证法兰平面度在合格范围内的同时，施焊完后也不需对法兰进行再加工。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及焊接变形控制
，尤其是涉及一种控制法兰焊接变 形的方法。
技术介绍
风力发电为国家大力提倡开发的清洁绿色能源，在风电设备的制造 中，其塔简制造质量的好坏，直接关系到设备运行的可靠性和安全性。由于塔简简体与其端部对接的法兰焊接完成后，法兰的平面度要求高，因而 法兰与塔简简体的焊接变形控制，是保证塔简制造质量的关键控制点之一。在实际加工制作过程中，法兰由煅造件加工而成，塔简简体由钢板巻焊而成，并且法兰与塔简简体不在同一地点加工，各自加工完成后，再将其焊接成一整体。因为考虑到设备配置及加工成本问题，在法兰与塔简简体焊接为一整 体后，不再进行机械加工，而法兰与塔简简体焊接时法兰的平面度靠焊接 工艺进行保证。现有的焊接工艺中， 一般是将法兰与塔简简体的对接焊缝 的坡口设在内壁，之后再采用小线能量进行焊接，从而控制法兰的变形在 允许的范围内。如果法兰焊接后的平面度超过允许的误差，则釆用手工研 磨的方式，进行修整，以达到合格要求。但是，当大型塔简简体与法兰连 接焊缝的坡口设在外壁时，其变形控制则比较难。另外，技术施工合同中要求允许顶部法兰内翻最大为0.5mm，而联结法兰和底部法兰内翻最大为 1.5mm，且所有法兰均不允许外翻，所以控制法兰外翻和法兰的平面度是 在焊接过程中的重点
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一 种控制法兰焊接变形的方法，其工艺步骤简单且使用操作方便，在保证法 兰平面度在合格范围内的同时，施焊完后也不需对法兰进行再加工。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是 一种控制法兰焊接变形的方法，其特征在于该方法包括以下步骤步骤一、在连接组成一整体简体的多节简节的连接端部均对接法兰， 相应组装成多节带法兰简节，相邻两个带法兰简节通过二者连接端部所对 接的一对规格相同的组合法兰进行连接；所述法兰与各简节简体间的连接 辉缝坡口设置在所述简节简体的外壁上，所述法兰的厚度为40~135mm;步骤二、将所述相邻两节带法兰简节上的一对组合法兰进行相向组 合组合时，先在各对组合法兰的两个组合面之间沿圆周方向加垫多个垫 片，再通过对穿多个工艺螺栓将各对组合法兰把紧，所述多个垫片和多个 工艺螺栓均沿所述组合法兰的外圆周方向均匀布设；所述垫片的厚度为5 =3 ~ 6mm;步骤三、釆用埋弧自动焊机对所述带法兰简节的法兰与简节简体进行 焊接，其焊接过程包括以下步骤(a) 釆用单道多层方式对外缝进行焊接最底层封底焊采用水平焊 方式，所用焊丝直径为小3. 2mm，焊接电流为400 — 450A，焊接电压为32-34V，行走速度为38±3. 8cm/min;封底焊之后，再釆用水平焊方式进行外 缝焊接，其焊接所用焊丝直径为小4. Omm,焊接电流为470 - 550A,焊接电 压为30 - 32V,行走速度为30± 3. Ocm/min;(b) 釆用单道两层方式对内缝进行焊接第一层内缝焊接采用水平 焊或水平焊和上坡焊方式进行焊接，所用焊丝直径为(J)4. Omm,焊接电流 为600 - 650A,焊接电压为32 - 34V，行走速度为35 ± 3. 5cm/min;第二层 内缝焊接采用水平焊或下坡焊方式进行焊接，所用焊丝直径为小4. Omm, 焊接电流为600 ~ 650A，焊接电压为30 32V，行走速度为28±2. Wmin;(c) 釆用水平焊或下坡焊方式在顶部外缝进行焊接，其焊接所用焊丝直径为4)4. Omm，焊接电流为600 — 700A,焊接电压为28 - 32V,行走速 度为18 ~ 28. 6cm/min;步骤四、拆除步骤二中所述的多个工艺螺栓且应均勻对称进行拆除。步骤(a)中所述的进行外缝焊接时分两层进行焊接，两层外缝焊接 所用焊丝直径均为4)4. Omm，焊接电流均为470 - 550A,焊接电压均为30~ 32V，行走速度均为30± 3. Ocm/min。3.按照权利要求l或2所述的，其特征 在于步骤(c)中所述的在顶部外缝焊接时分两层进行焊接，第一层外 缝焊接所用焊丝直径为cj) 4. Omm，焊接电流为600 - 700A，焊接电压为30-32V,行走速度为26土2.6cm/min;第二层外缝焊接所用焊丝直径为c|) 4.0mm，焊接电流为600 — 700A,焊接电压为28 ~ 30V,行走速度为20± 2. Ocm/min;其中，所述第二层在顶部外缝的焊接为盖面焊。所述盖面焊分两道进行。步骤(c)中所述在顶部外缝的焊接为单层焊接且为盖面焊，其焊接 所用焯丝直径为4>4. 0翻，焊接电流为600 ~ 700A,焊接电压为30 3W, 行走速度为26 ± 2. 6cm/min。步骤一中所述的整体简体为风电设备用的塔简；步骤二中所述的将组 合法兰进行相向组合之前，先将所述塔简不直接与法兰相接的多个中间段 简节釆用常规埋弧自动焊接工艺焊接成一整体中间段待用，再成对将所述 整体中间段上下各节简节的法兰与塔简简体进行组装；步骤四中所述拆除 工艺螺栓后，按对应的安装位置，将焊接有法兰的各简节与所述整体中间 段进行常规组装焊接并进行检验和防腐处理。所述垫片用油漆粘贴在所述各组合法兰的组合面上。 步骤一中所述法兰和简节的直径均不小于d) 1500mm;步骤二中所述垫片为50隨x 50mm的矩形垫片且其数量为16个或24个，垫片伸进法兰的内缘10~ 15mm内。步骤一中所述的对法兰与各简节简体进行组装时，所述简节简体的椭圆度不大于3mm;步骤二中所述的对相邻两节带法兰简节的组合法兰进行 相向组合，所述组合法兰进行组合后，其两个组合面之间的坡口间隙不大 于2mm。步骤一中所述的进行两层外缝焊接时，第二层外缝焊接为盖面焊。 本专利技术与现有技术相比具有以下优点，不仅工艺步骤简单且使用操作 方便，采用本工艺方法对法兰与大型简体进行组装和焊接，能够保证法兰 的平面度在合格的范围内，并且施焊完后不需对法兰进行再加工。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图1为本专利技术顶部法兰平面度要求的结构示意图。 图2为本专利技术联结法兰和底部法兰平面度要求的结构示意图。 图3为本专利技术组合法兰进行把合的结构示意图。 附图标记说明l一法兰； 2 —垫片； 3—工艺螺栓；4一简节。具体实施例方式如图l、图2及图3所示，本专利技术所述的控制法兰焊接变形的方法，包 括以下步骤步骤一、在连接组成一整体筒体的多节筒节4的连接端部均对接法兰 1，相应组装成多节带法兰简节，相邻两个带法兰简节通过二者连接端部 所对接的一对规格相同的组合法兰进行连接；所述法兰1与各简节简体间 的连接焊缝坡口设置在所述简节简体的外壁上，所述法兰1的厚度为40~ 135mm。在简节4的连接端部对接法兰1时，具体是通过分别对应设置在 简节4和法兰1上的焊缝坡口进行组装。所述法兰1和简节4的直径均不 小于(f) 1500mm。本实施例中，本步骤中所述的整体简体为风电设备用的塔筒，所述法兰1的直径为(|) 2955 ~ ({> 4000mm，所述简节4的直径为4> 2955 ~ cj) 4000rmn。 其中，顶部法兰内翻最大为0.5mm， 5严0-1. Omm;而联结法兰和底部法 兰内翻最大为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制法兰焊接变形的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：　步骤一、在连接组成一整体筒体的多节筒节（４）的连接端部均对接法兰（１），相应组装成多节带法兰筒节，相邻两个带法兰筒节通过二者连接端部所对接的一对规格相同的组合法兰进行连接；所述法兰（１）与各筒节筒体间的连接焊缝坡口设置在所述筒节筒体的外壁上，所述法兰（１）的厚度为４０～１３５ｍｍ；　步骤二、将所述相邻两节带法兰筒节上的一对组合法兰进行相向组合：组合时，先在各对组合法兰的两个组合面之间沿圆周方向加垫多个垫片（２），再通过对穿多个工艺螺栓（３）将各对组合法兰把紧，所述多个垫片（２）和多个工艺螺栓（３）均沿所述组合法兰的外圆周方向均匀布设；所述垫片（２）的厚度为δ＝３～６ｍｍ；　步骤三、采用埋弧自动焊机对所述带法兰筒节的法兰（１）与筒节筒体进行焊接，其焊接过程包括以下步骤：　（ａ）采用单道多层方式对外缝进行焊接：最底层封底焊采用水平焊方式，所用焊丝直径为φ３．２ｍｍ，焊接电流为４００～４５０Ａ，焊接电压为３２～３４Ｖ，行走速度为３８±３．８ｃｍ／ｍｉｎ；封底焊之后，再采用水平焊方式进行外缝焊接，其焊接所用焊丝直径为φ４．０ｍｍ，焊接电流为４７０～５５０Ａ，焊接电压为３０～３２Ｖ，行走速度为３０±３．０ｃｍ／ｍｉｎ；　（ｂ）采用单道两层方式对内缝进行焊接：第一层内缝焊接采用水平焊或水平焊和上坡焊方式进行焊接，所用焊丝直径为φ４．０ｍｍ，焊接电流为６００～６５０Ａ，焊接电压为３２～３４Ｖ，行走速度为３５±３．５ｃｍ／ｍｉｎ；第二层内缝焊接采用水平焊或下坡焊方式进行焊接，所用焊丝直径为φ４．０ｍｍ，焊接电流为６００～６５０Ａ，焊接电压为３０～３２Ｖ，行走速度为２８±２．８ｃｍ／ｍｉｎ；　（ｃ）采用水平焊或下坡焊方式在顶部外缝进行焊接，其焊接所用焊丝直径为φ４．０ｍｍ，焊接电流为６００～７００Ａ，焊接电压为２８～３２Ｖ，行走速度为１８～２８．６ｃｍ／ｍｉｎ；　步骤四、拆除步骤二中所述的多个工艺螺栓（３）且应均匀对称进行拆除。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周林，马宝惠，袁文德，田艳，何小雄，孙剑峰，常满祥，罗钢，
申请(专利权)人：中国水利水电第三工程局有限公司，中国水电建设集团十五工程局有限公司，中国水利水电第二工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：61[中国|陕西]