張明亮　潘世杰　張燕

摘要：轉(zhuǎn)子“T”型鋼是電站鍋爐空氣預(yù)熱器的重要部件，它起著對空氣及煙氣的旁路密封作用，轉(zhuǎn)子T型鋼的產(chǎn)品質(zhì)量直接影響著工地現(xiàn)場安裝及加工，直接影響著空氣預(yù)熱器的運行性能，若達不到質(zhì)量要求及設(shè)備密封效果，會造成能源消耗大，降低設(shè)備使用壽命，提高運行成本等影響。

關(guān)鍵詞：空氣預(yù)熱器；轉(zhuǎn)子“T”型鋼；焊接變形；工裝胎具；焊接順序

1、前言

本文介紹的是電站鍋爐空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子“T”型鋼的制作方法（產(chǎn)品結(jié)構(gòu)如下附圖一），轉(zhuǎn)子T型鋼的外圓弧直徑一般在10～20米范圍內(nèi)（因爐型大小而異），單件弧長在1.5～2.5m范圍；每段“T”型鋼是由1件弧形板及1件環(huán)形板焊接而成，弧形板厚度一般為10～16mm， 環(huán)形板厚度一般為8～10mm（材質(zhì)Q345）； “T”型鋼的尺寸精度要求非常高，外圓弧R公差要求2mm以內(nèi)，環(huán)形板平面度要求2mm以內(nèi)，環(huán)形板相對于弧形板垂直度要求2mm以內(nèi)；由于為“T”型+弧型結(jié)構(gòu)，鋼板厚度薄，剛性差，且連接焊縫通長滿焊（焊縫高度6～10mm），在裝配及焊接過程中極易造成扭曲變形，無法進行校正，造成產(chǎn)品報廢。因此，我們必須制定出科學(xué)合理的工藝方案及有效的工藝措施來保證產(chǎn)品質(zhì)量。

2、制作方案分析

在結(jié)構(gòu)件焊接變形的處理上，一般可采取以下幾種方法：

第一、機械加工的方法，產(chǎn)品各零件在裝配前預(yù)留加工余量，裝配焊接后通過加工的方法保證產(chǎn)品尺寸。

第二、預(yù)留焊接變形余量，若構(gòu)件焊接完成后僅存在長度或?qū)挾确较虻淖冃?，而長度或?qū)挾确较蚩赏ㄟ^切割或加工去除材料的方法能保證產(chǎn)品外形尺寸，則可采用預(yù)留一定的余量，待焊接完成后切割或加工去除端部材料即可。

第三、通過焊接變形控制的方法，即預(yù)防或減小焊接變形的措施。一般可采取剛性固定法、預(yù)制反變形法或通過合理的焊接順序、合理的工藝路線等方法來控制，此方法適用于彎曲、扭曲、角變形的控制。

3、制作方案的制定

根據(jù)以上制作方案分析，我們可采用以下兩種方案來進行制作：

3.1、機械加工的方法，焊接完成后通過加工弧形板外圓弧來保證R精度，此方法能精確的保證外R圓弧精度尺寸要求，同時，也會造成如下問題：

第一、提高了生產(chǎn)成本，因每件“T”型鋼弧長在1.5米以上，需要采用大型數(shù)控加工設(shè)備進行加工，加工成本高，另因加工切削，需要預(yù)留加工余量，增加了材料成本。

第二、提高了生產(chǎn)周期，因為數(shù)量多，加工切削速度慢，延長了生產(chǎn)時間，無法按時交付，無法滿足用戶。

第三、保證不了產(chǎn)品截面尺寸的一致性，因為僅加工弧形板外R，無法保證弧形板內(nèi)R與外R的一致性，造成弧形板厚薄不均勻，保證不了產(chǎn)品整體安裝后的一致性。

第四、未能解決環(huán)形板的平面度及與弧形板的垂直度要求。

3.2、焊接變形控制的方法，可以通過如下四個方面控制：

第一、長度方向預(yù)留收縮余量，制作完成后切割兩端，保證弧長及弦長尺寸；

第二、通過預(yù)制反變形的方法來保證尺寸，按照焊接收縮變形原理，此弧形結(jié)構(gòu)在焊接完成后弧度會張開，即R尺寸會變大，弧頂拱高會變小，因此，根據(jù)變形尺寸預(yù)制反變形；

第三、通過焊接工裝胎具的定位夾緊來保證產(chǎn)品尺寸；

第四、通過焊接順序的控制來減小焊接變形量；

通過以上兩種方案分析，通過機械加工的方法不可取，因此，我們選用焊接變形控制的方案來制作。

4、焊接變形控制工藝方案實施過程

4.1、下料切割控制

弧形板下料切割時兩端預(yù)留卷弧直線段余量200mm，在產(chǎn)品焊接完成后切割去除；環(huán)形板R圓弧下料切割時，拱高按弧長每米加大1mm；同理，弧形板弧頂高尺寸也按每米加大1mm的尺寸進行調(diào)整；

4.2、工裝胎具夾緊定位

裝配時采用定位夾緊工裝胎具來進行夾緊，工裝由燕尾槽平臺、定位弧板、支撐架、頂端夾緊桿、側(cè)面夾緊桿組成（如下附圖二），裝配順序為：

4.2.1、 將“T”型鋼弧形板貼緊定位弧板，注意中心對齊，然后用頂端夾緊桿夾緊。

4.2.2、裝配環(huán)形板，注意中心對齊，兩側(cè)用側(cè)面夾緊桿夾緊，內(nèi)弧面用頂端夾緊桿夾緊。

4.3焊接順序控制：

采用對稱及分段退焊的焊接方法，焊接時由兩名焊工在正面、背面同時進行，先同時焊接完成中間段①位置處焊縫，然后按照②③④⑤⑥⑦順序完成其余段焊縫（如下附圖三），注意退焊方向由外向內(nèi)，正面、背面同時同步進行，焊接時可采用氣體保護焊，焊絲ER50-6，焊接電流250～280A，電壓32～36V，焊接速度40～60cm/min。對于因夾緊螺桿阻擋的小段焊接部位，可在其他部位焊接完成后臨時松開焊接完成后再夾緊。

焊接完成后松開夾緊螺桿，取出“T”型鋼組件，檢測弧度、平面度、垂直度等尺寸，合格后切割去除長度兩端余量，打磨平整切割端面。

5、結(jié)論

本文通過預(yù)留焊接變形余量、預(yù)制反變形、剛性固定法、焊接順序控制等多方面相結(jié)合的方法來控制焊接變形，保證了產(chǎn)品質(zhì)量，提高了生產(chǎn)效率，節(jié)約了生產(chǎn)成本，經(jīng)實踐驗證，采用以上工藝方案制作的產(chǎn)品符合相應(yīng)的技術(shù)質(zhì)量要求。

參考文獻：

【1】焊接手冊 第2版（中國機械工程學(xué)會焊接學(xué)會 編） 機械工業(yè)出版社