一种减小箱型轨道焊接变形的焊接方法 |
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| 申请号 | CN202210615164.X | 申请日 | 2022-06-01 | 公开(公告)号 | CN114713946B | 公开(公告)日 | 2022-09-27 |
| 申请人 | 石家庄阀门一厂股份有限公司; | 发明人 | 申旭纳; 陈鲲; 金珊; 康彦亭; 张晓亮; 王仁付; 姚小阔; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供了一种减小箱型轨道 焊接 变形 的焊接方法，箱型轨道包括 底板 ；盖板与底板平行，第一 立板 垂直安装于盖板与底板之间，T型 导轨 位于盖板正上方；焊接方法包括以下步骤：S1、使用夹具固定两根箱型轨道；S2、对第一立板与底板的结合处进行焊接；S3、对一个箱型轨道的盖板与第一立板的结合处、盖板与T型导轨的结合处进行焊接；S4、按照与步骤S3相同的工艺对另一箱型轨道的盖板与第一立板的结合处、盖板与T型导轨结合处进行焊接；S5、检验 焊缝 ，焊缝合格后采用振动时效处理消除应 力 。本发明的焊接方法解决了现有焊接方法变形大、箱型轨道的直线度满足不了实际设备需求的问题。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种减小箱型轨道焊接变形的焊接方法，其特征在于， |
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| 说明书全文 | 一种减小箱型轨道焊接变形的焊接方法技术领域[0001] 本发明属于箱型轨道焊接技术领域，涉及一种减小箱型轨道焊接变形的焊接方法。 背景技术[0002] 目前全球能源危机依然很严峻，因此很有必要发展核电领域，而核电设备中需要根据核电设备所需要的环境条件和空间条件，非标定制一些不同功能的非标设备。屏蔽室/乏组件倾斜运输机主要用于将破损组件密封罐、薄壁密封筒或转运吊篮从接收水池转运至屏蔽室间，以及反向操作。而屏蔽室/乏组件倾斜运输机正向箱型轨道因长期处于水下，因此设计材质为不锈钢材质。此材质有良好的耐腐蚀性，但此不锈钢材质焊接过程容易出现焊接变形，从而增加了焊接的困难性。 [0003] 另外，屏蔽室/乏组件倾斜运输机正向箱型轨道是由多节箱型轨道结构拼接而成，拼接时要求拼接处的间隙小于1mm，箱型轨道在3个方向的错边量小于等于0.2mm，且需要确保3个箱型轨道面在整个长度范围内的直线度小于1mm。因此给箱型轨道的焊接提出了控制其焊接变形的要求。 [0004] 一般的焊接过程中为防止不锈钢变形的方法有很多，比如焊前反变形处理、焊接过程刚性固定、焊接方法选择、焊接工艺参数调整、焊后时效处理等方法。而不锈钢箱型轨道焊接时的焊前反变形不容易控制，只能通过选择合适的焊接方式、调整焊接电流、焊接顺序、焊后时效处理等方法来减小箱型轨道的焊接变形。本发明结合以往的焊接方法，针对这种细长、不锈钢材质的箱型轨道结构提供了一个可靠的夹具，并结合焊前预留加工余量，提出了一种减小箱型轨道焊接变形的焊接方法。 发明内容[0005] 为实现上述目的，本发明提供一种减小箱型轨道焊接变形的焊接方法，解决了现有技术中存在的焊接变形较大，后期校直起来较困难，箱型轨道的直线度满足不了实际设备需求的问题。 [0008] 焊接方法包括以下步骤： [0009] S1、使用夹具固定两根箱型轨道； [0010] S2、对第一立板与底板的结合处进行焊接； [0011] S3、对一个箱型轨道的盖板与第一立板的结合处、盖板与T型导轨的结合处进行焊接； [0012] S4、对另一箱型轨道的盖板与第一立板的结合处、盖板与T型导轨的结合处进行焊接； [0015] 进一步地，箱型轨道内部设置有与第一立板垂直连接的第二立板，第二立板同时与底板垂直连接。 [0016] 进一步地，所述步骤S2的具体方法为：在箱型轨道长度方向，从箱型轨道中心向两端交叉对称焊接，先断续焊再满焊；在箱型轨道截面方向，先对第一立板与底板之间的结合处的任一位置采用断续焊进行焊接，接着对两根箱型轨道的第一立板与底板之间的结合处的其他位置交叉焊接，焊接方法为断续焊；断续焊完成后，再按照断续焊的顺序将断续的段进行满焊。 [0017] 进一步的，所述步骤S3的具体方法为：拆除夹具；在箱型轨道长度方向，从箱型轨道中心向两端交叉对称焊接，先断续焊再满焊；在箱型轨道截面方向，将盖板与第一立板的结合处的任一位置进行断续焊，然后将同一箱型轨道的盖板与第一立板的结合处的另一位置、盖板与T型导轨的结合处采用断续焊进行交叉焊接；接下来按照断续焊的顺序将断续的段进行满焊。 [0018] 进一步地，所述步骤S4的具体方法为：在箱型轨道长度方向，从箱型轨道中心向两端交叉对称焊接，先断续焊再满焊；在箱型轨道截面方向，将所述另一箱型轨道的盖板与第一立板的结合处的任一位置进行断续焊，然后将盖板与第一立板的结合处的另一位置、盖板与T型导轨的结合处采用断续焊进行交叉焊接；接下来按照断续焊的顺序将断续的段进行满焊。 [0019] 进一步地，所述断续焊每段焊200mm，焊点间隔200mm。 [0020] 进一步地，所述盖板与T型导轨结合处的焊接工艺为手工氩弧焊，其余位置焊接工艺为焊条电弧焊；所述手工氩弧焊使用的焊丝为直径φ2.0mm的ER321焊丝，焊脚高度3mm；所述焊条电弧焊使用的焊条为直径φ4.0mm的A132焊条，焊脚高度5mm；所述箱型轨道的材料为321不锈钢。 [0021] 进一步地，焊接前底板预留厚度余量，焊接后机加工底板。 [0022] 进一步地，所述夹具为长方体形，侧面开有横向凹槽，所述横向凹槽用于嵌入两根箱型轨道的底板；横向凹槽的正上方开有穿透到横向凹槽的孔，用于安装螺栓或其他紧固件以紧固底板；所述开有横向凹槽的面的上下两侧设置有倒角。 [0023] 本发明的有益效果是 [0024] 1.本发明的箱型轨道背靠背并使用夹具夹紧可以使箱型轨道焊接时产生的变形相互校正； [0025] 2.本发明的焊接顺序可以有效减小焊接变形； [0027] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0028] 图1是本发明实施例的焊接方法流程图。 [0029] 图2是本发明实施例的箱型轨道结构示意图。 [0030] 图3是本发明实施例的箱型轨道长度方向焊接顺序示意图。 [0031] 图4是本发明实施例的箱型轨道安装及箱型轨道截面方向焊接顺序示意图。 [0032] 图5是本发明实施例的夹具主视图。 [0033] 图6是图5的俯视图。 [0034] 图中，1.T型导轨，2.盖板，3.第一立板，4.底板，5.第二立板，6.夹具。 具体实施方式[0035] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0036] 如图1所示，本发明提供了一种减小箱型轨道焊接变形的焊接方法，包括以下步骤： [0037] S1、使用夹具6固定两根箱型轨道： [0038] 将两根拼装好的箱型轨道的底板4紧贴并在贴合处两侧按图3‑图4用夹具6工装卡紧，夹具6每隔500mm一个，夹具工装结构如图5‑图6所示；箱型轨道内部设置有与第一立板3垂直连接的第二立板5，第二立板5同时与底板4垂直连接，第二立板5之间的间距为500mm，第二立板5用于支撑箱型轨道，防止箱型轨道在焊接过程中产生较大变形；采用螺栓固定夹具6，防止夹具6松动导致焊道崩开；箱型轨道背靠背并使用夹具6夹紧可以使箱型轨道焊接时产生的变形相互校正； [0039] S2、对第一立板3与底板4的结合处进行焊接： [0040] 如图3所示，在箱型轨道长度方向，从箱型轨道中心向两端交叉对称焊接，先断续焊再满焊；如图4所示，在箱型轨道截面方向，先对第一立板3与底板4之间的结合处的任一位置采用断续焊进行焊接，接着对两根箱型轨道的第一立板3与底板4之间的结合处的其他位置交叉焊接，焊接方法为断续焊；断续焊完成后，再按照断续焊的顺序将断续的段（未焊接端）进行满焊，先断续焊再满焊可以减小热变形； [0041] S3、对一个箱型轨道的盖板2与第一立板3的结合处、盖板2与T型导轨1的结合处进行焊接： [0042] 拆除夹具，在箱型轨道长度方向，从箱型轨道中心向两端交叉对称焊接，先断续焊再满焊；在箱型轨道截面方向，将盖板2与第一立板3的结合处的任一位置进行断续焊，然后将同一箱型轨道的盖板2与第一立板3的结合处的另一位置、盖板2与T型导轨1的结合处采用断续焊进行交叉焊接；接下来按照断续焊的顺序将断续的段（未焊接段）进行满焊； [0043] S4、按照与步骤S3相同的工艺对另一箱型轨道的盖板2与第一立板3的结合处、盖板2与T型导轨1的结合处进行焊接： [0044] 在箱型轨道长度方向，从箱型轨道中心向两端交叉对称焊接，先断续焊再满焊；在箱型轨道截面方向，将另一箱型轨道的盖板2与第一立板3的结合处的任一位置进行断续焊，然后将盖板2与第一立板3的结合处的另一位置、盖板2与T型导轨1的结合处采用断续焊进行交叉焊接；接下来按照断续焊的顺序将断续的段（未焊接段）进行满焊； [0045] S5、检验焊缝，焊缝合格后采用振动时效处理消除应力。 [0046] 按照本发明的焊接顺序，可以有效减小焊接变形；本发明的焊接方法可以将较长箱型梁箱型轨道焊接变形控制在2mm以内，大大降低焊接变形。 [0047] 进一步地，如图2所示，所述箱型轨道中盖板2与底板4平行；两个第一立板3垂直安装于盖板2与底板4之间；所述T型导轨1位于盖板2正上方。 [0048] 进一步地，所述断续焊每段约焊200mm（一根焊条焊量），焊接距离过长中间过程需更换焊条会使焊道存在接缝，过短会影响焊接效率，断续焊中焊点间隔200mm。 [0049] 进一步地，所述盖板2与T型导轨1结合处的焊接工艺为手工氩弧焊（GTAW），因为盖板2与T型导轨1结合处需要焊脚高度小而氩弧焊可以满足焊接要求，且手工氩弧焊对箱型轨道产生热变形小；其余位置焊接工艺为焊条电弧焊（SMAW）。 [0050] 进一步地，所述手工氩弧焊使用的焊丝为直径φ2.0mm的ER321焊丝，焊脚高度3mm；所述焊条电弧焊使用的焊条为直径φ4.0mm的A132焊条，焊脚高度5mm。 [0051] 进一步地，焊前，预留机加工余量，焊后去除焊接部分变形：焊前底板4的预留厚度余量4mm，焊后机加工箱型导轨底板4，保证箱型轨道底部平整。 [0052] 进一步地，如图5‑图6所示，所述夹具6为长方体形，侧面开有横向凹槽，横向凹槽用于嵌入两根箱型轨道的底板4；横向凹槽的正上方开有穿透到横向凹槽的孔，用于安装螺栓或其他紧固件以紧固底板4；所述开有横向凹槽的面的上下两侧设置有倒角。 [0053] 在一些实施方式中，所述箱型轨道的材料为321不锈钢，材料牌号06Cr18Ni11Ti，其化学成分如表1所示，常温力学性能如表2所示。 [0054] 表1 321不锈钢的化学成分（质量分数）（%） [0055] [0056] 表2 321不锈钢的室温力学性能 [0057] [0058] 所述ER321焊丝的化学成分及力学性能如表3和表4。 [0059] 表3 ER321不锈钢焊丝化学成分（质量分数）（%） [0060] [0061] 表4 ER321不锈钢焊丝的室温力学性能 [0062] [0063] 所述A132焊条对应的焊条化学成分及力学性能如表5和表6。 [0064] 表5 A132不锈钢焊条化学成分（质量分数）（%） [0065] [0066] 表6 A132不锈钢焊条的室温力学性能 [0067] [0068] 进一步地，本发明的焊接工艺参数如表7所示： [0069] 表7 焊接工艺参数 [0070] |
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