一种带有连通管结构的弹性油箱装配焊接工艺方法

摘要

本发明涉及带有连通管的弹性油箱底盘装配工艺方法。弹性油箱底盘装配后调平固定于变位机(翻转架)平台上，采用L型拉筋与楔形板施加预紧力与反变形。相邻弹性油箱之间装焊支撑拉筋。利用变位机(翻转架)平台调整弹性油箱底盘焊接位置，进行全位置焊接，焊接完成后进行焊缝检验，并拆除拉筋及刚性固定，测量尺寸及清理。本发明利用刚性固定结合反变形及施加预紧力解决了带有连通管式弹性油箱底盘尺寸控制的关键性工艺问题。本发明具有制作成本低廉、工艺流程合理简洁、能够产品尺寸性能、提高产品的性价比等优点。

说明书

技术领域

本发明涉及一种带有连通管结构的弹性油箱装配焊接工艺方法。

背景技术

以往水轮发电机弹性油箱的装配焊接工艺是弹性油箱装配到底盘上后在自由状态下进行焊接。由于连通管的焊接收缩应力，采用这种方法装焊的弹性油箱虽工艺方法简单，生产周期短，但在弹性油箱焊接结束后尺寸测量时，可能36出现底盘平面度尺寸较差的情况，影响弹性油箱的垂直度，随底盘厚度变薄、直径变大，底盘不平度尺寸也受到较大影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种保证弹性油箱焊接后产品尺寸的一种带有连通管结构的弹性油箱装配焊接工艺方法。本发明的技术方案为：

1)底盘下料加工：底盘材料采用普通碳素结构钢板Q235或低合金结构钢Q345，下料后压平、加工，使底盘平面度不大于0.05mm；

2)按照图纸要求使用锻造、铸造及加工方法制造弹性油箱、支铁及圆环；

3)按照图纸要求装配弹性油箱、支铁及圆环，并焊接支铁与弹性油箱焊缝；

4)按照图纸要求，装配弹性油箱、连通管与底盘，使用螺栓把紧，使弹性油箱与底盘间隙不大于0.5mm；

5)刚性固定：将弹性油箱放置于变位机平台上，并调平；在相邻弹性油箱上表面装焊支撑拉筋，在底盘周围固定L型拉筋，并使用楔形板将底盘压紧；

6)调整变形量：使用激光跟踪仪，测量底盘使用楔形版压紧后的变形量，调整楔形板的压紧力，使底盘变形量为1.1mm～1.3mm；

7)焊接连通管：转动变位机平台，使连通管处于易于焊接的位置，预热温度不低于80℃，焊接方法为熔化极气体保护焊，混合气体积配比78％氩气加22％二氧化碳，焊接顺序为先沿单一方向焊接每只连通管一侧焊缝，再跳跃焊接对侧连通管焊缝；

8)焊缝检验：在弹性油箱充油孔位置充入压缩空气，在连通管周边焊缝涂抹肥皂水，对漏气处进行修补；

9)拆卸刚性固定装置及拉筋，测量弹性油箱底盘尺寸并清理。

技术效果：

带有连通管的弹性油箱一般由弹性油箱、连通管、底盘、支铁、圆环等组成。为保证产品力学性能，弹性油箱一般是锻钢加工制造，连通管一般为20#无缝钢管制造，底盘一般是采用普通碳素结构钢板Q235或低合金结构钢Q345制作。由于锻钢的焊接性能原因，焊接连通管焊缝时必须预热至80℃以上，温度变化的同时焊接施加的收缩应力导致弹性油箱内应力产生较大的变化，导致弹性油箱底盘平面度尺寸受到影响。

本发明深入分析了弹性油箱底盘平面度尺寸及弹性油箱垂直度尺寸变化的原因及变形量，研究发现，弹性油箱垂直度尺寸与底盘平面度相关，底盘平面度尺寸变化的主要原因是连通管焊接过程中的焊接应力及焊前预热冷却后温度变化产生的应力。本发明采用拉筋联接相邻弹性油箱，对弹性油箱底盘进行刚性固定，并且施加一定的预紧力和反变形量，增大产品整体刚度，解决底盘平面度变化问题。

弹性油箱底盘在焊接过程中，由于焊接应力及预热导致的变形趋势主要是外缘向上翘起，弹性油箱向圆心倾斜，如果单纯外缘进行刚性固定，虽然焊接过程中变形量较小，但是在拆除刚性固定后，随着弹性油箱底盘残余应力的释放，弹性油箱底盘尺寸难以得到有效保证。

鉴于弹性油箱底盘外缘具有向上翘起的变形趋势。本发明采用刚性固定结合预紧力与反变形的方式，进行刚性固定的同时施加一定的反变形与预紧力，焊接过程中的变形趋势得到一定的约束，对于弹性油箱底盘的平面度尺寸有积极意义。

为了进一步的控制焊接收缩变形，针对焊接连通管过程中的焊接收缩问题，在焊接收缩方向(即连通管轴向方向)装配支撑拉筋，控制连通管周边焊缝的焊接收缩，对改善弹性油箱底盘平面度尺寸有良好作用。

本发明针对由于支撑拉筋及刚性固定于平台上所导致的焊接空间不足问题进行解决，传统装配方式中，弹性油箱底盘是在高度1.5m左右的支墩上进行装配焊接，以满足进行全位置焊接的要求。采用新的装配方式以后，由于拉筋及刚性固定平台的原因，平放位置焊接空间不足。本发明针对此问题，将弹性油箱底盘固定于变位机(翻转架)平台上，利用变位机(翻转架)平台，调节弹性油箱底盘焊接位置，可以满足进行全位置焊接的条件。

本发明是带有连通管的弹性油箱底盘装配的新途径，相邻弹性油箱间支撑拉筋，控制了连通管焊接过程中的焊接收缩；弹性油箱底盘的外缘进行刚性固定及反变形，避免了应力释放导致的弹性油箱底盘外缘翘起；刚性固定在变位机(翻转架)平台上，解决了刚性固定及支撑拉筋后焊接空间不足的问题。

使用本发明的工艺方法制作的弹性油箱，底盘平面度问题得以解决，兼顾了经济性和实用性，解决了弹性油箱底盘由于焊接变形引起的底盘平面度超差的问题。

附图说明

图1是弹性油箱底盘俯视示意图。

图2是弹性油箱底盘主视示意图。

具体实施方式

本发明的目的是提供一种保证弹性油箱底盘焊接后产品尺寸的带有连通管的弹性油箱底盘装配工艺方法。本发明的技术方案为：

(1)底盘下料加工：底盘材料采用普通碳素结构钢板Q235或低合金结构钢Q345，下料后压平、加工，使底盘平面度不大于0.05mm；(2)按照图纸要求使用锻造、铸造及加工方法制造弹性油箱1、支铁及圆环；(3)按照图纸要求装配弹性油箱1、支铁及圆环，并焊接支铁与弹性油箱焊缝；(4)按照图纸要求，装配弹性油箱1、连通管与底盘，使用螺栓把紧，使弹性油箱与底盘间隙不大于0.5mm；(5)刚性固定：将弹性油箱放置于变位机平台上，并调平。在相邻弹性油箱上表面装焊支撑拉筋2，在底盘周围固定L型拉筋3，并使用楔形板4将底盘压紧；(6)调整变形量：使用激光跟踪仪，测量底盘使用楔形板4压紧后的变形量，调整楔形板4的压紧力，使底盘变形量为1.1mm～1.3mm(7)焊接连通管：转动变位机平台，使连通管处于易于焊接的位置，预热温度不低于80℃，焊接方法为熔化极气体保护焊，混合气体积配比78％氩气加22％二氧化碳(78％Ar+22％CO2)，焊接顺序为先沿单一方向焊接每只连通管一侧焊缝，再跳跃焊接对侧连通管焊缝；(8)焊缝检验：在弹性油箱1充油孔位置充入压缩空气，在连通管周边焊缝涂抹肥皂水，对漏气处进行修补。(9)拆卸刚性固定装置3及拉筋2，测量弹性油箱底盘尺寸并清理。

如图2所示，弹性油箱底盘装配后，放置于变位机(翻转架平台)上，并用垫片5调平。如图1在相邻弹性油箱1上表面装焊支撑拉筋2，在弹性油箱底盘外缘布置刚性固定装置，即L型拉筋3及楔形板4。

如图2所示利用手锤及楔形板4调节弹性油箱底盘反变形量，并使用激光跟踪仪测量反变形量。

需用装备：

●气割枪

●螺旋千斤顶

●手锤

●激光跟踪仪

●数控铣床

●天然气供气系统

●熔化极气体保护焊机

●混合气供气系统

●焊接变位机

具体工艺步骤：

(1)底盘下料加工：底盘材料采用普通碳素结构钢板Q235或低合金结构钢Q345，下料后压平、加工，使底盘平面度不大于0.05mm；

(2)按照图纸要求使用锻造、铸造及加工方法制造弹性油箱1、支铁及圆环；

(3)按照图纸要求装配弹性油箱1、支铁及圆环，并焊接支铁与弹性油箱1焊缝；

(4)按照图纸要求，装配弹性油箱1、连通管与底盘，使用螺栓把紧，使弹性油箱与底盘间隙不大于0.5mm；

(5)刚性固定：将弹性油箱放置于变位机平台上，并调平。在相邻弹性油箱上表面装焊支撑拉筋2，在底盘周围固定L型拉筋3，并使用楔形板4将底盘压紧；

(6)调整变形量：使用激光跟踪仪，测量底盘使用楔形板4压紧后的变形量，调整楔形板4的压紧力，使底盘变形量为1.1mm～1.3mm；

(7)焊接连通管：转动变位机平台，使连通管处于易于焊接的位置，预热温度不低于80℃，焊接方法为熔化极气体保护焊，混合气体积配比78％氩气加22％二氧化碳(78％Ar+22％CO2)，焊接顺序为先沿单一方向焊接每只连通管一侧焊缝，再跳跃焊接对侧连通管焊缝；

(8)焊缝检验：在弹性油箱1充油孔位置充入压缩空气，在连通管周边焊缝涂抹肥皂水，对漏气处进行修补。

(9)拆卸刚性固定装置3及拉筋2，测量弹性油箱底盘尺寸并清理。

本发明是带有连通管的弹性油箱底盘装配的新途径，相邻弹性油箱间支撑拉筋，控制了连通管焊接过程中的焊接收缩；弹性油箱底盘的外缘进行刚性固定及反变形，避免了应力释放导致的弹性油箱底盘外缘翘起；刚性固定在变位机(翻转架)平台上，解决了刚性固定及支撑拉筋后焊接空间不足的问题。

使用本发明的工艺方法制作的弹性油箱底盘，底盘平面度问题得以解决，兼顾了经济性和实用性，解决了弹性油箱底盘由于焊接变形引起的底盘平面度超差的问题。