热风炉炉壳焊接技术的探讨

摘要:热风炉炉壳是由不同材质和不同规格壁厚的板材拼接而成,热风炉拱顶部分材质为Q345B,下部为Q235B,且板厚不同,且其拱顶部分为高温区段,且温度和压力不断变化,因此热风炉炉壳的焊接是安装的关健工序。

关键词:热风炉 炉壳 焊接

炉壳钢板厚,刚性大,焊接易产生较大的应力,控制不当易产生裂纹。横焊逢全采用手工电弧焊。焊接时,先焊内焊逢,由8-12位焊工按逆时针方向、用长肉法一层一层地焊接;内焊逢焊满后焊外焊缝,焊外焊逢时,先用气刨清根、打磨清理干净平整后,同样用长肉法一层一层焊接,直至满焊。热风炉炉壳焊接的关键是高温区段的焊接,要点是防止近缝区的应力腐蚀裂纹的产生。当壳体的焊接残余应力较大时,由于生产过程中聚集在高温区段的硫化氢等腐蚀性气体的浸润,会使近缝区产生细小的应力腐蚀裂纹,这种晶间腐蚀型的龟裂裂纹常常会随着应力的大小而扩展,严重影响了热风炉的正常工作与使用寿命。

热风炉炉皮制作的壳体分瓣热压成型后,施工方现场安装焊接,要点是采取正确的焊接方法和合理的焊接顺序,确保焊接质量以及焊后消除或减缓焊缝区的焊接残余应力,这些都是防止高温区段壳体内近缝区产生应力腐蚀裂纹的有效措施。能够确保热风炉良好的使用性能和寿命。

1 焊接裂纹的预防措施

炉壳钢板厚,刚性大,焊接量大,焊接易产生较大的焊接残余应力。控制不当易产生冷裂纹。由于钢板厚,手工电弧焊时,焊缝冷却速度快,不利于气体逸出,且易产生淬硬组织,出现冷裂纹。

1.1 控制焊接残余应力

(1）合理设计坡口形式尺寸。适当减小坡口角度及焊缝填充量。 (2）采用合理的安装顺序。每段炉壳在地面拼装,立缝焊接完后,再安装就位。便于焊接立缝时炉壳自由收缩,以减小焊接残余应力。

(3）进行焊前预热:预热采用智能温控电加热设备进行。在坡口间隙调整适当,点焊固定后,并将电加热器固定在焊缝两侧,启动电加热器对焊缝坡口及其两侧进行预热,以减缓焊缝区域的温度梯度。

(4）采用合理的焊接顺序。每段炉壳的立缝同时、同步对称焊接。每条横焊缝由多名焊工均布同时、同向、同步进行焊接。且焊接时焊接工艺参数一致。炉壳横焊缝局部间隙过大时,先采用堆焊的方式进行调整。禁止在坡口间隙过大的情况下,直接将上下炉壳焊接连接,以尽可能使炉壳焊接应力与变形同步,减小焊接残余应力。

(5）手工电弧焊时,采用多层多道焊,控制焊条摆幅,减小线能量。 1.2 减少焊缝中氢含量的措施

(1）焊接前认真清理坡口表面及附近炉壳.采用砂轮机打磨清除油、锈等污物。

(2）加强焊条、焊剂的烘烤、领用、发放、回收管理。禁止使用锈蚀的焊丝、焊条。

(3）采取有效的防风、防雨措施。

(4）采取预热、消氢措施。炉壳定位焊时采用火焰预热。正式焊接方法采用手工电弧焊时,采用电加热片伴随预热,确保预热均匀一致,焊后立即进行消氢处理。

(5）采用高韧性、超低氢型焊条进行定位焊、打底焊。防止根部裂纹的出现。

1.3 焊接连续进行

(1）将焊工沿热风炉炉壳圆周均匀分布,同时同向退步逆向施焊,在焊接过程当中和焊接完成后,焊工都要对焊缝首先进行自检,若发现有气孔、夹渣、咬边等缺陷时,要及时清除处理。

(2）采用小线能量进行焊接,焊接时一次性焊完,中间不停顿,以保持焊接层间温度,焊接的层间温度不能低于预热温度,但也不能高出预热温度太多,每层焊前必须采用测温仪测试焊缝的温度,一定要保证施焊所要求的层间温度。

(3）焊接顺序:焊接时采用内外焊缝交替焊的方法,先焊内焊缝,焊满后用气刨机在背面清根,用磨光机将外焊缝坡口表面打磨干净、平整,然后焊接外焊缝,完成整个焊缝的焊接。

(4）完后进行消氢与消除应力退火处理。

2 夹渣、中间未焊透的预防措施

(1)焊接前检查坡口质量,坡口表面应无缺棱、割痕、无运条死角。 (2)焊接过程中逐层逐道清渣,焊接过程中形成的死角,应及时用砂轮打磨清除并圆滑过渡。

(3)背面焊接前碳弧气刨清根彻底,且过渡圆滑,并用砂轮打磨清除渗碳层,露出正焊根部焊道的金属光泽。

3 焊接的检验 3.1 外观质量检查

(1）焊缝施焊完毕,焊工要将焊缝表面的药渣及飞溅物清理干净,然后进行外观检查。

(2）合格标准:

不允许有表面裂纹、表面气孔、表面夹渣、熔合性飞溅等缺陷。 咬边和表面凹陷:深度不大于0.5mm,长度不大于焊缝全长的10％,且小于100mm;表面加强高,不大于3mm;焊缝宽度,盖过每边2mm;对口错边,不大于3mm。

3.2 焊接检验分外观检查和超声波探伤检查

炉壳焊接完毕24h后方可进行外观检查,焊缝外观不低于GB50236-98表11.3.2中Ⅲ级。外观检查合格后进行无损探伤检测。超声波探伤按JB4730-94进行,Ⅱ级合格,探伤比例为20%。

4 结语

实践证明采取以上措施,我们热风炉的焊接检验一次合格,使焊口拍片一次合格。大大的降低了成本,提高了功效。为热风炉以后的安装焊接打下基础,集累了宝贵的经验。

参考文献

[1]JB/ZQ3687 手工电弧焊的焊接规程. [2]SDZ019-1985 焊接通用技术条件.