浅谈自动焊接在储罐安装中的应用

【摘要】 对于容量大的倒装储罐还应该摸索出立缝自动焊的施工经验。

【关键词】自动焊接;储罐安装

1.目前国内大型储罐安装的现状及发展

1.1我国是1985年从日本引进10万立米浮顶储罐的设计、施工技术,在秦皇岛首建;

1.2大型储罐的钢材仍有部分进口、焊材(尤其是药芯立焊丝)绝大多数采用进口;

1.3自动焊机主要配件仍然采用进口元件;

2.储罐自动焊接的应用

由于自动焊接具有效率高、质量好的特点,在国内外大型储罐建设中已普遍采用,是一种成型的焊接应用技术。

2.1目前国内储罐焊接采用的自动焊设备有三种:

2.1.1埋弧自动横焊机(主要用于储罐横缝焊接);

2.1.2数控自动气电立焊机(主要用于储罐立缝焊接);

2.1.3埋弧角/平自动焊机(主要用于平缝、角缝的焊接)。

2.2自动焊在储罐焊接上的适用性及特点

2.2.1大多应用在大容量、正装罐上;

2.2.2 综合考虑安全性、技措用料需用量及大吨位吊车的使用情况目前大容量、倒装罐安装正在逐渐试应用;

2.2.3根据经济性的对比小容量、倒装罐自动焊应用相对较少;

2.2.4采用自动焊接设备焊接时,要求部件加工精度高、焊缝组对质量要求高,同时具有相应的部件加工设备、吊装设备;

2.2.5适用于板厚d=12毫米以上的焊接;

2.2.6可进行罐底板焊接、罐壁板焊接、罐底板与罐壁板之间的角缝焊接。

3.储罐自动焊接常见缺陷产生的原因及预防措施

3.1横缝自动焊接常见缺陷及预防措施

3.1.1外观缺陷

(1)打底焊缝成型不良:典型三种形式

①正确打底焊缝形状;

②熔深过大,易产生高温裂纹;

③根部熔合不良,易产生夹渣。

产生原因:焊丝位置及角度不对

预防措施:合理摆正焊丝与壁板角度及位置;

(2)烧穿一般情况下发生在打底焊缝。

产生原因:

①焊丝与罐壁角度不对,焊丝距根部太近;

②组装间隙过大;

③ 焊接电流过大;

预防措施:

①根据焊接方案调节好焊丝角度和距离;

②尽量做到符合焊接要求的组对质量,否则,正面手工打底焊接并进行清渣处理;

③按照焊接工艺调节焊接参数,焊接过程中进行微调;

(3)外观焊缝成型不良

产生原因:焊丝位置不正确,焊接参数不对

预防措施:严格执行焊接规范

3.1.2熔合不良

此种现象多发生在焊缝层间或焊缝与母材间

产生原因:

①焊丝距根部太近

②电流过小或电压过低

③焊接速度过快

预防措施:严格执行焊接规范

3.1.3气孔

有表面和内部气孔,当表面有气孔时,内部一定有气孔

产生原因:焊缝中有水分存在

预防措施:

①焊前必须去除坡口中的水分、锈及其他杂物;当湿度超过85%时,焊前必须进行烘烤,早晨焊接前,最好对坡口加热;

②焊剂必须按照说明进行烘干;焊接结束后要收回,不得在焊机内过夜;

③焊接过程中,焊剂保护层不得过薄或过厚。焊剂拖带距坡口边缘15毫米左右,焊剂过薄,保护性不够,焊剂过厚,内部气体不易溢出。焊剂反复使用后,要筛掉其中的粉末。

3.1.4夹渣

产生原因:

①焊丝位置距根部较远

②对口间隙过大,手工打底焊时焊渣未除净

③背面焊缝清根不彻底

④焊接电压过低

预防措施:按照焊接规范施焊,打底焊背面焊清渣必须彻底。

3.2立缝焊接常见缺陷及预防措施

3.2.1外观缺陷

焊缝表面缺肉

产生原因:

①坡口表面尺寸大于铜滑块尺寸

②焊接电压小于规定值

③焊丝位置过于靠近根部

预防措施:

①选择合适的铜滑块、严格遵守焊接工艺参数

②焊缝边缘出现凸起(未平滑过渡)

产生原因:

①坡口尺寸小于铜滑块尺寸

②滑块与钢板有间隙

预防措施:选择合适的铜滑块、滑块与钢板间隙为0.5-1mm为佳

产生原因:

①滑块中心与坡口中心偏移

②错口量过大

预防措施:滑块中心与坡口中心必须对正;控制错边量

3.2.2未熔合

产生原因:

①电压低于规定值

②焊丝摆动时偏向一侧

③背部垫板偏移中心

④坡口间隙过小

⑤焊丝端部发生弯曲

预防措施:焊丝摆动要居中,按照规范调整好焊接工艺参数。组对间隙要符合要求。

3.2.3气孔

在产生的气孔中,条状气孔比例较大。

产生原因:

① 保护气体co2纯度不够,含水量超过标准;

②气体流量过大或过小;流量过小保护不完全,流量过大形成涡流,使空气带入;

③ 金属熔池位置不合适;熔池过低,co2气体保护不好,熔池过高容易堵塞co2气体出口。

④ 铜垫板漏水或水溅在坡口内;

⑤ 坡口内附有水汽;

预防措施:选择co2气体纯度高于99.5%,含水量不大于0.005%(质量);选择合适的气体流量30L/min;焊接前,特别是早晨及湿度达到85%的天气必须进行烘烤,除去水分;

3.2.4焊缝表面夹渣裂缝

焊缝表面夹渣裂缝的现象是:裂缝横向分布,宽度0.5-2mm不等,缝中有夹渣,深度距表面2-3mm.

产生原因:

①铜滑块不均匀上升,有急剧跳动现象;

②焊丝距铜滑块过近;

预防措施:检查铜滑块,不得有疤痕、飞溅物,同时检查铜滑块经过的钢板表面,不得有任何有碍滑块滑动的东西存在;保证焊丝在坡口内的正确位置,通常焊丝摆至最前端时距滑块4-6mm较合适;

综合以上所述,为保证焊接质量还应做到:

(1)加强焊接材料及焊具的管理和使用;

(2)加强基本功训练,熟练调节焊接条件。焊接前,正确调整好电流、电压、速度、焊丝伸出长度及位置角度等。焊接过程中,立焊通过直接观察进行微调修正;横焊通过改变焊接速度和导向指针调节焊丝位置。

(3)导电嘴的磨损程度直接影响焊接电弧的稳定性,一般情况下,立焊缝6-8米更换一次,横焊缝焊丝消耗25kg更换一次。

4.储罐自动焊机的使用

4.1储罐底板自动焊

常见底板连接方式有搭接和对接,采用SADW埋弧角/平缝自动焊机施焊,适用于对接式中幅板、搭接式中幅板、中幅板与边板的对(搭)接焊缝、边板与壁板的角焊缝等。由于罐底板面积大而且焊道多,在实际的焊接过程中,最大的问题是焊接变形的控制,应针对不同的底板排板方式,采用不同的焊接顺序。

4.1.1焊接顺序同手工焊接

4.1.2对接接头自动焊接之前,应进行手工焊或气保焊封底,以防烧穿;手工焊封底的形式见图:如底板太厚无法做到时,可采用封底焊后碎丝填充的办法。

4.1.3搭接接头自动焊接之前,可不必进行手工焊封底,但要求一次焊接成形,如底板太厚无法做到时,搭接接头也可以进行手工焊封底。

4.1.4边缘板对接接头自动焊接之前,应对板端部根据经验进行反变形处理;

4.2罐壁板焊接

横焊缝焊接正装罐利用罐壁板上边缘作为焊接轨道,倒装罐需现场制作临时轨道。

4.2.1焊接时,根据储罐容量情况采用多台焊机沿圆周方向均匀分布,同时开始焊接。焊接速度尽量一致,沿同一方向进行焊接。

4.2.2埋弧焊所用的焊丝和焊剂在焊接前应作适当处理,焊丝表面应保持光洁,清除油、锈等有害杂质,焊剂在焊前应按规定进行烘干,以消除焊剂中的水分。

4.2.3同一条焊缝上装配间隙的误差不应超过1mm,接头的错边量应控制在不超过接头板厚的10%,最大不超过3mm;焊接坡口内外侧15-20mm清除干净氧化皮、油锈等。

4.2.4先焊接外口,单面焊接完毕后,背面进行清根,后用手工电弧焊进行封底焊,每次焊机起焊点应错开600mm以上距离,防止初焊产生缺陷;如果局部间隙过大,达不到焊接要求,应先从正面用手工焊打底,正面磨掉焊渣后开始焊接。

4.2.5壁板立焊缝的焊接采用数控自动气电立焊机、背面强制水冷成型依据使用自动焊机的数量,焊接时电源线的长度等,在罐体周围布置适量的自动焊机电源点,一般2~3台。确定每台焊机所焊的立缝焊道数量,使焊机在罐体上均布作业。

4.2.6 焊前先检查焊丝剩余量及CO2气体剩余量以及CO2减压加热器是否完好;调整焊机升降轨道和需焊焊道是否平行;固定好焊枪、确保焊接过程中不会形成急弯,影响送丝;检查导电嘴的磨损情况,需要时及时更换;焊前将坡口内的油污、水分、泥砂等杂质清理干净。