煤气柜柜底板防焊接变形的控制方法

倪淑梅

（中国十七冶集团有限公司，安徽 马鞍山 243000）

国内冶金行业炼钢系统，在煤气柜底板安装焊接时，大面积的底板拼装，柜底板会出现拱起现象，必须割开处理，平直后进行补焊，达到设计要求的平直度为止。

1 焊接变形原因分析

1.1 纵向收缩变形

在焊接时，焊缝及其附近金属由于在高温下的自由变形受到阻碍，在焊接方向上发生收缩，产生了压缩塑性变形，在柜底板焊接中，最长的纵向焊缝长达数千米，随着焊缝熔敷金属截面积的增加而增加，随着焊件截面积的减少而减少。

1.2 横向收缩变形

构件焊接后在垂直焊缝方向发生收缩，横向变形沿着焊缝长度上的分布是不均匀的，因为先焊接的焊缝的横向收缩对后焊接的焊缝产生一个挤压作用，使后者产生更大横向压缩变形，焊接的横向收缩沿着焊接方向是由小到大逐渐增长的，达到一定长度后趋于稳定。对角焊缝和丁字接头的横向收缩，板材越厚其刚度越大，横向收缩越小，点固焊越大、越密，工装夹具的刚度越大，横向变形也就越小。

1.3 角变形

焊缝的截面积外宽内窄，横向收缩变形在焊缝的厚度方向分布不均匀，对接搭接和丁字接头焊接时，焊正面的变形大，背面的变形小，结果就形成焊件平面偏转，两侧向上翘起的一个角度，即形成角变形。

1.4 波浪变形

焊接后存在于平板中的内应力，一般情况下在焊缝附近是拉应力，离开焊缝较远的区域产生压应力，在压应力的作用下，平板可能失稳，结果造成柜底板产生波浪变形。

2 控制方法

通过在柜底基础上划出十字基准线，即X-O-Y坐标，在中心大圆内均匀分布设置A、B、C、D4个中幅板焊接区域，再设置紧靠中幅板圆周外围的圆环形边幅板I、紧靠边幅板I圆周外围的圆环形边幅板II、紧靠边幅板II圆周外围的圆环形边环板三大焊接区域；再以O为中心沿X轴方向铺设第一块中心定位板，并在其中点割1个¢110mm中心孔，然后将其安放就位，并开3个¢80mm的中心经纬仪架设孔；依次沿X、Y轴向铺设十字基准板；在A、B、C、D4个区域内按先铺设X轴方向板，再铺设Y轴方向板的次序铺设整个柜底中幅板，底板铺设工程中应边铺设边点焊，点焊长度和间距依铺设位置的板料刚性大小而定，一般点焊长度约20mm；边幅板I、边幅板II及边环板的铺设待中幅板铺设点焊完毕，先铺设边幅板I，再边环板，最后再铺设边幅板II。其具体步骤是：

2.1 划出十字基准线

在煤气柜柜底基础验收合格后，在柜底基础上划出十字基准线，即X-O-Y坐标。

2.2 设置焊接区域

在X-O-Y坐标系上，设置A、B、C、D4个中幅板焊接区域，以及边幅板I、边幅板II、边环板共四大焊接区域。

2.3 铺设中心定位板

再以O为中心沿X轴方向铺设第一块中心定位板。并在其中点割1个¢110mm中心孔，然后将其安放就位，并开3个¢80mm的中心经纬仪架设孔。

2.4 依次铺设十字基准板

依次沿X、Y轴向铺设十字基准板。

2.5 铺设整个柜底中幅板

在A、B、C、D4个区域内按先铺设X轴方向板，再铺设Y轴方向板的次序铺设整个柜底中幅板。

2.6 底板铺设边点焊

底板铺设工程中应边铺设边点焊，点焊长度和间距依铺设位置的板料刚性大小而定，一般点焊长度约20mm。

2.7 铺设边幅板

边幅板I、边幅板II及边环板的铺设待中幅板铺设点焊完毕，先铺设边幅板I，再边环板，最后再铺设边幅板II。

2.8 焊接中幅板

中心幅板焊接时先焊A、B、C、D4个区域的各自焊缝，焊接时应先焊板材宽度方向焊缝，再焊长度方向的焊缝；焊接时焊工应对称排布，用交替倒退法焊接；4个区域各自焊好后同时焊接4个区域的接缝。

2.9 焊接边幅板

由16名焊工均匀排布同时焊接边环板与边幅板II的接缝，然后再焊边幅板I与边幅板II接缝，最后焊接边幅板与中幅板焊缝。

2.10 焊缝真空试验

焊接完毕后对所有焊缝进行100%抽真空试验。

3 附图说明（见图1）

图1

4 实施效果

该控制方法不仅能有效地解决因大面积的底板拼装，柜底板会出现拱起现象的质量问题，而且该项施工方法使用安全可靠，节省工期，确保施工质量，提高施工效率，节约施工成本。公司承担的转炉煤气柜施工中，我们利用这种转炉煤气柜柜底板防焊接变形的施工方法进行煤气柜柜底板的施工，柜底板焊接时没出现起拱现象，焊缝100%合格，提前7d完成施工任务，降低施工成本达10多万元。

[1] 傅荣柏.焊接变形的控制技术[M].北京：机械工业出版社，2006.

[2] 中国石油天然气集团公司.GBJ128-2003立式圆筒形钢制焊接油罐施工及验收规范[S].北京：中国计划出版社.

[3] 中国市政工程华北设计研究院.CECS186：2005 多边形稀油密封储气柜工程施工质量验收规程[S].北京：中国计划出版社，2005.