一种消除金属油罐罐底焊接变形的新方法技术

本发明专利技术涉及机械加工领域，具体地说是涉及一种消除金属油罐罐底板焊接后产生严重变形的焊接新方法。本发明专利技术一种消除金属油罐罐底变形的焊接新方法包括如下步聚：1）排板步骤；2）罐底板与罐壁板焊接步骤　将罐底板与罐壁板外侧角焊缝焊接，再将罐底板与罐壁板内侧角焊缝焊接；3）罐底板顺序焊接步骤。本发明专利技术一种消除金属油罐罐底变形的焊接新方法是施工前按罐底圆面积绘制好排板图，纵横焊缝按顺序先后进行施焊，并计算出收缩率，留足搭接余量，解决了施焊时板与板之间受热胀冷缩作用力所产生的滑移变量及应力集中的危害，可有效地消除累积应力。本发明专利技术一种消除金属油罐罐底变形的焊接新方法适用于500m3～10000m3金属储油罐的制造与加工。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机械加工领域，具体地说是涉及。
技术介绍
金属储油罐的传统制作焊接方法是采用从罐底板中心向外先焊接中幅板，由中心向外，用分段倒退法施焊；罐底与罐壁板连接的环形角焊缝先不焊，等罐底板焊接完毕后再焊罐底板与罐壁板的里外角焊缝。按书本老方法规定必须采用先焊内圈，后焊外圈的施焊次序；边板的搭接焊缝，应由内向外，用分段倒退法施焊；最后焊接边板与中幅板的连接缝。传统焊接罐底的方法由于排板、搭接不合理，焊接顺序混乱造成焊后罐底严重凹凸变形，大中型罐底焊完后受热胀冷缩应力所致使罐底可产生±200mm的凹凸变形，很难保证质量标准技术验收规范要求±50mm的要求。这是由于罐底中心的焊缝线性长度是比较短的，收缩量也小，而逐步以纵横焊缝的划分，一步一步的向外圆周依次施焊，焊缝的连接长度一步比一步长，收缩量也一步比一步大，致使罐底焊完后必然产生凹凸变形，油罐底越大，其变形越高，远远超过了质量标准的要求。而罐底承受压力是油料的变载荷，罐底会经常处于压下和升高的疲劳变形之中，随着时间的延长和罐底的腐蚀损伤，势必会造成罐底的焊缝断裂产生漏油，缩短了油罐的使用寿命。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对现有技术中存在的焊接后产生严重变形的不足，提供一种在油罐底的最外圆周按排板编号，纵横焊缝的编号顺序先后施焊的消除金属油罐罐底焊接变形的新方法。本专利技术通过下述技术方案予以实现:，包括罐壁板、搭接上层底板、搭接下层底板以及用于焊接罐底的角钢头、斜铁和垫板、焊缝、角钢头间距线、焊接顺序指示线、梯形搭接缝、梯形搭接间隙，所述的方法包括如下步聚: 1)罐底板排板步骤在圆形的油罐底按X轴长度方向且中心与X轴重合设置2个2号板，在2号板两侧沿Y轴、负Y轴方向各设置I个长度方向与X轴方向一致的I号板，I号板两外侧各设置一个长度方向与X轴方向一致的6号板，在2个I号板沿Y轴、负Y轴方向两外侧各设置一个长度与Y轴方向一致且中心与Y轴重合的3号板，在Y轴、负Y轴的2个3号板两外侧各设置一个长度与Y轴方向一致的4号板，在X轴、Y轴形成的四个角部即所述的6号板和4号板形成的夹角处各设置I个扇形的5号板；且所有的钢板均为从中心向外侧搭接时中心板的外侧边压在外侧板的内侧边之上； 2)罐底板与罐壁板焊接步骤将罐底板与罐壁板外侧角焊缝焊接，再将罐底板与罐壁板内侧角焊缝焊接； 3)罐底板顺序焊接步骤 a)首先按焊接顺序指示线方向进行焊接，即首选按X轴和Y轴形成的四个角相对的圆弧部位的5号板及与其纵向搭接的4号板按焊接顺序指示线的方向从外圆向中心纵向焊接，且两对角同时从外圆向中心纵向焊接； b )其次是两个4号板与3号板纵向搭接处按焊接顺序指示线方向从外圆向中心纵向焊接，且两对角同时从外圆向中心纵向焊接； c)X轴和Y轴形成的四个角相对的圆弧部位4个5号板的水平直角边分别与搭接的4个6号板水平侧边及5号板与I号板部分水平侧边按焊接顺序指示线方向从外圆向中心横向进行焊接，且两对角同时从外圆向中心纵向焊接； d)X轴上、下外侧设置的4个4号板和2个3号板的水平直边分别与其在水平边搭接的I号板水平外侧边按焊接顺序指示线方向从外圆向中心横向进行焊接； e)2个I号板内侧水平边与其搭接的2个2号板两侧水平边按焊接顺序指示线方向从外圆向中心横向进行焊接； f )设置在X轴上、下两侧的2个I号板垂直端部与4个6号板内侧中端垂直搭接部位按焊接顺序指示线从内向外纵向进行焊接，且两对角处同时中心向外纵向焊接； g)设置在X轴中心线上的2个2号板中间垂直搭接部位按焊接顺序指示线(9)从内向外纵向进行焊接。本专利技术与现有技术相比较有如下有益效果:本专利技术一种消除金属油罐罐底变形的焊接新方法是施工前按罐底圆面积绘制好排板图，板与板之间按本专利技术角钢头和斜铁临时定位，将搭接钢板间隙压严，并在油罐底的最外圆周按排板编号，纵横焊缝按顺序先后进行施焊，按焊缝收缩的焊缝特性算出收缩率，罐底面积越大收缩率越大的原则留足搭接余量，解决了施焊时板与板之间受热胀冷缩作用力所产生的滑移变量，以及所造成的应力集中的危害，可有效消除累积应力。本专利技术在焊接层次上先将外圆周焊缝最长，收缩量和收缩应力最强的部分先处理好，加以定型，即搭接上层底板和搭接下层底板的搭接处采用斜铁压严压实但不固定，由于所有搭接底板之间都处于自由状态，不影响滑移，施焊后冷却所产生的收缩力可以消除焊接应力，可以保障罐底的平整度。而且本专利技术方法在施焊时，随着从罐底外圆向中心按区域施焊，焊缝长度和收缩量也在逐步减少，产生的应力在板与板搭接产生的滑移作用下，也在逐步减弱，不会累积过大，而且受应力作用下，使底板得到拉平。此外，由于罐底外圆周与罐壁的角焊缝处理合理，即先焊接罐壁板和罐底板连接处的外角焊缝、罐壁板和罐底板连接处的内角焊缝的方法所以不会产生罐底外圆周成波浪状变形。本专利技术一种消除金属油罐罐底变形的焊接新方法罐底凸凹不平度不超过±5mm，凸凹差不超过±5 10mm。本专利技术一种消除金属油罐罐底焊接变形的方法解决和消除了金属油罐罐底焊接处产生的凸凹变形的技术难题，使罐底平整稳固，消除了罐底焊接产生的有害应力，确保了技术质量，延长了油罐的使用寿命，节约了原材料，缩短了工期。本专利技术适用于500m3 IOOOOm3金属储油罐的制造与加工。附图说明本专利技术有如下附图: 图1为本专利技术实施例1罐底排板及焊接顺序主视结构不意 图2为本专利技术实施例1罐底剖视结构示意3为本专利技术实施例1罐底与角钢头斜铁定位结构示意 图4为本专利技术实施例1底板角钢头与斜铁定位E — E剖视结构示意 图5为本专利技术实施例1罐底排板结构A — A剖视结构示意 图6为本专利技术实施例1罐底排板结构B — B剖视结构示意 图7为本专利技术实施例1罐底排板结构I局部放大结构示意 图8为本专利技术实施例1罐底排板结构I局部放大D — D剖视结构示意 图9为本专利技术实施例1罐底排板结构II局部放大结构示意 图10为本专利技术实施例1罐底排板结构II局部放大C 一 C剖视结构示意 图11为本专利技术实施例1罐底排板结构III局部放大结构示意 图12是本专利技术梯形搭接缝和垫板设置结构示意图。其中:1、罐壁板；2、搭接上层底板；3、搭接下层底板；4、角钢头；5、斜铁；6、垫板；7、焊缝；8、角钢头间距线；9、焊接顺序指示线；10、梯形搭接缝；11、梯形搭接间隙。图中带“# ”号代表钢板编号，箭头数字1、2、3、4、5、6 — 188代表焊接顺序。具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术技术方案作进一步描述。如图1 一图12所示，包括罐壁板1、搭接上层底板2、搭接下层底板3以及用于焊接罐底的角钢头4、斜铁5和垫板6、焊缝7、角钢头间距线8、焊接顺序指示线9、梯形搭接缝10、梯形搭接间隙11，所述的方法包括如下步聚: I)罐底板排板步骤在圆形的油罐底按X轴长度方向且中心与X轴重合设置2个2号板，在2号板两侧沿Y轴、负Y轴方向各设置I个长度方向与X轴方向一致的I号板，I号板两外侧各设置一个长度方向与X轴方向一致的6号板，在2个I号板沿Y轴、负Y轴方向两外侧各设置一个长度与Y轴方向一致且中心与Y轴重合的3号板，在Y轴、负Y轴的2个3号板两外侧各设置一个长度与Y轴方向一致的4号板，在X轴、Y轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种消除金属油罐罐底焊接变形的新方法，包括罐壁板（1）、搭接上层底板（2）、搭接下层底板（3）以及用于焊接罐底的角钢头（4）、斜铁（5）和垫板（6）、焊缝（7）、角钢头间距线（8）、焊接顺序指示线（9）、梯形搭接缝（10）、梯形搭接间隙（11），其特征在于：所述的方法包括如下步聚：1）罐底板排板步骤　在圆形的油罐底按X轴长度方向且中心与X轴重合设置2个2号板，在2号板两侧沿Y轴、负Y轴方向各设置1个长度方向与X轴方向一致的1号板，1号板两外侧各设置一个长度方向与X轴方向一致的6号板，在2个1号板沿Y轴、负Y轴方向两外侧各设置一个长度与Y轴方向一致且中心与Y轴重合的3号板，在Y轴、?负Y轴的2个3号板两外侧各设置一个长度与Y轴方向一致的4号板，在X轴、Y轴形成的四个角部即所述的6号板和4号板形成的夹角处各设置1个扇形的5号板；且所有的钢板均为从中心向外侧搭接时中心板的外侧边压在外侧板的内侧边之上；2）罐底板与罐壁板（1）焊接步骤　将罐底板与罐壁板（1）外侧角焊缝焊接，再将罐底板与罐壁板（1）内侧角焊缝焊接；3）罐底板顺序焊接步骤　a）首先按焊接顺序指示线（9）方向进行焊接，即首选按X轴和Y轴形成的四个角相对的圆弧部位的5号板及与其纵向搭接的4号板按焊接顺序指示线（9）的方向从外圆向中心纵向焊接，且两对角同时从外圆向中心纵向焊接；b）其次是两个4号板与3号板纵向搭接处按焊接顺序指示线（9）方向从外圆向中心纵向焊接，且两对角同时从外圆向中心纵向焊接；c）X轴和Y轴形成的四个角相对的圆弧部位4个5号板的水平直角边分别与搭接的4个6号板水平侧边及5号板与1号板部分水平侧边按焊接顺序指示线（9）方向从外圆向中心横向进行焊接，且两对角同时从外圆向中心纵向焊接；d）X轴上、下外侧设置的4个4号板和2个3号板的水平直边分别与其在水平边搭接的1号板水平外侧边按焊接顺序指示线（9）方向从外圆向中心横向进行焊接；e）2个1号板内侧水平边与其搭接的2个2号板两侧水平边按焊接顺序指示线（9）方向从外圆向中心横向进行焊接；f）设置在X轴上、下两侧的2个1号板垂直端部与4个6号板内侧垂直端部搭接部位按焊接顺序指示线（9）从中端向外方向进行焊接，且两对角处同时中心向外纵向焊接；g）设置在X轴中心线上的2个2号板中间垂直搭接部位按焊接顺序指示线（9）从中心向外纵向进行焊接。...

【技术特征摘要】
1.一种消除金属油罐罐底焊接变形的新方法，包括罐壁板(I)、搭接上层底板(2)、搭接下层底板(3)以及用于焊接罐底的角钢头(4)、斜铁(5)和垫板(6)、焊缝(7)、角钢头间距线(8)、焊接顺序指示线(9)、梯形搭接缝(10)、梯形搭接间隙(11)，其特征在于:所述的方法包括如下步聚: I)罐底板排板步骤在圆形的油罐底按X轴长度方向且中心与X轴重合设置2个2号板，在2号板两侧沿Y轴、负Y轴方向各设置I个长度方向与X轴方向一致的I号板，I号板两外侧各设置一个长度方向与X轴方向一致的6号板，在2个I号板沿Y轴、负Y轴方向两外侧各设置一个长度与Y轴方向一致且中心与Y轴重合的3号板，在Y轴、负Y轴的2个3号板两外侧各设置一个长度与Y轴方向一致的4号板，在X轴、Y轴形成的四个角部即所述的6号板和4号板形成的夹角处各设置I个扇形的5号板；且所有的钢板均为从中心向外侧搭接时中心板的外侧边压在外侧板的内侧边之上； 2 )罐底板与罐壁板(I)焊接步骤将罐底板与罐壁板(I)外侧角焊缝焊接，再将罐底板与罐壁板(I)内侧角焊缝焊接； 3)罐底板顺序焊接步骤 a)首先按焊接顺序指示线(9)方向进行焊接，即首选按X轴和Y轴形成的四个角相对的圆弧部位的5号板及与其纵向搭接的4号板按焊接顺序指示线(9)的方向从外圆向中心纵向焊接，且两对角同时从外圆向中心纵向焊接； b)其次是两个4号板与3号板纵向搭接处按焊接顺序指示线(9)方向从外圆向中心纵向焊接，且两对角同时从外圆向中心纵向焊接； c)X轴和Y轴形成的四 个角相对的圆弧部位4个5号板的水平直角边分别与搭接的4个6号板水平侧边及5号板与I号板部分水平侧边按焊接顺序指示线(9)方向从外圆向中心横向进行焊接，且两对角同时从外圆向中心纵向焊接； d)X轴上、下外侧设置的4个4号板和2个3号板的水平直边分别与其在水平边搭接的I号板水平外侧边按焊接顺序指示线(9)方向从外圆向中心横向进行焊接； e)2个I号板内侧水平边...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅凤义，
申请(专利权)人：傅凤义，
类型：发明
国别省市：