直焊式隔板操作指导书.docx
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直焊式隔板操作指导书.docx
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直焊式隔板操作指导书
保密资料
不得外传
东汽实业开发有限责任公司
钢结构厂
直焊式隔板操作指导书
(GJ/JB-DQ-001-A-2006)
编制
校对
审核
批准
(GJ/JB-DQ-001-A-2006)
总述
1.1适用范围
本操作指导书适用于直焊式隔板焊接
2材料
汽轮机直焊式隔板涉及到的金属材料有:
Q235-B、Q345、1Cr13
2.1焊接材料
J422(E4303)J506(E5016)ER50-6
ER316L(氩弧焊焊丝)A307(E1-23-13-15)
2.3辅助材料
CO2气体(纯度99.6%)Ar气体(纯度99.9%)
氧气、乙炔、天然气钨电极Φ2、Φ3.2
防飞溅剂、纱布、石棉布、工业用丙酮
3本操作指导书采用标准
DZ2.12.2.1-88《常用焊接材料手册》
DB8.20.2.12《焊接材料管理办法》
DB8.20.2.15《材料管理办法》
DB8.20.1.22《容器合格证、钢印管理办法》
DZ6.5.1-55《焊接缺陷返修工艺守则》
4基本要求
4.1焊工资格
从事本手册涉及产品焊接的焊工应专门培训并考试合格
4.2本操作指导书与产品图样、技术要求、工艺规程、安全操作规程、设备保养规程同时使用。
要求焊工必须严格执行本书所规定的各操作规程和工艺参数
4.3所用材料和焊接材料必须按DB8.20.2.15《材料管理办法》和DB8.20.2.12《焊接材料管理办法》规定检验合格
5工位
5.1设备
aWSE-400型交直流钨极氩弧焊机(空冷或水冷式)
b半自动CO2弧焊机(空冷或水冷式)
c交直流弧焊机
d焊接变位器
e装配定位装置系统
5.2专用及标准工具
a卷尺i撬棍
c角尺j斜铁块
c游标卡尺kCO2加热器
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dCO2、Ar减压-流量计l氧气带、乙炔带
e角型砂轮m氧气减压器、乙炔减压器
f清渣工具组件n割咀1#~4#
g气铣及磨头组件o割矩2#中号枪
h钢丝刷p气割枪、气割咀
6装焊
直焊式隔板由内环、外环、叶片等组合装焊而成,分上、下两半。
其结构复杂,焊接操作难度大。
合理的安排装配顺序、焊接顺序是保证整体装焊质量的关键。
装焊中要注意以下几点:
6.1有些零件待整体装配好后是无法焊接的,必须“边装边焊”
6.1.1内环装焊:
(图1)内环立体简图
6.1.1.1装配要求
1)检查内环体和倒流筋来料尺寸。
其中内环体坡口尺寸误差应≤5mm;倒流筋的圆度应用弧形样板进行检测;
2)装配时首先用三块等高垫块(垫块高度根据图纸计算确定)将内环体在平台上垫平,并测量内环体中分面至90°方向保证等高。
倒流筋用撬棍、斜铁等工具与内环体进行装配,保证圆弧装配间隙≤5mm
3)装配尺寸自检合格后,在固定点焊时采用(图1)所示“1~4”的顺序进行,一面固定后翻身按同样顺序进行另一面的固定。
固定焊缝要求长度≥20mm
6.1.1.2焊接内环要求
1)焊接时采用的方法:
焊接采用“平敷焊”。
具体焊接顺序见(图2),要求先对进汽侧焊接7~9层后翻转零件再焊接出汽侧至焊缝达图纸要求,然后第二次翻身焊接进汽侧焊缝达图纸要求
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(图2)焊接顺序示意图
2)控制焊接变形采用“烙饼法”进行焊接。
按照焊接工艺要求,CO2气保焊的平敷焊接厚度5mm,宽度20mm(单层);堆高层在第一组合层中δ≥20~25mm;翻面焊接第二组合层δ≥30~35mm;第三组合层翻面δ≥40~45mm;第四组合层翻面δ≥50~55mm。
依次递增“翻烙饼”(图2)次数达到图纸尺寸要求(注意看图标注的角缝要求)。
3)对于若用手工焊,则一般焊缝厚度在15mm时就应该开始翻身
4)有关电流、电压及其他工艺参数类似于外环
6.1.2外环装焊
(图3)外环立体简图
6.1.2.1半园锥筒的检查:
先将平台清理干净,放样外环毛坯尺寸线。
放
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样件1半园锥筒毛坯尺寸线,注意0°、30°、45°60°、90°、120°、135°、150°、180°顺时针共计9点专用米字交叉线位置,用2块或3块垫板成33°~38°(图样要求)不等的各角度板检查半园锥板,见(图4)。
装配时注意米字形交错线
6.1.2.2半园筒与半园锥体的装配:
平台上放样并就位简4半园筒,将半园锥板两端的预弯头(成型后有钢印标识)手工切割去除,配件1半园锥板与件4半园筒的角度,要求与工装垫板的结合面紧密。
在保证半园锥板图纸要求33°~38°前提下气割修配与半园筒接配的角度。
注意在修配时多观察半园锥板的弧度变型情况,并按0°、30°、45°、60°、90°、120°、135°、150°、180°检测其相对高度均匀。
点固,按垂直角内弧毛坯尺寸线测量的情况定点角内。
半园锥板一般由2块或3块组成。
第一块装配完工要注意切割第二块拼接线,要注意弧度的下凹线。
见(图5)
6.1.2.3焊接拉筋的布置:
半园锥板点焊牢固后,焊接中分面拉筋。
中分
面拉筋如(图6)
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6.1.2.4半园筒与半园锥板的定位焊接及半园板的装配:
焊接半园锥板与半园筒间内弧4mm焊缝并用打磨、空压风吹等方式清理干净。
装配件2半园板,按图配准半园板与半园锥板的相对位置,装配时注意坡口角度,严禁装配后间隙≥6mm。
对于超过6mm间隙的情况,一定要先在零件状态时对半园板进行补焊后才可再次装配;
6.1.2.5汽封体装焊:
6.1.2.5.1汽封体的装配采用“定位装配法”。
首先将3段拼接的汽封体在装焊平台上按放样尺寸进行装配并点焊牢固,根据图纸要求在件4半园筒上端面以半园筒外圆中心为基准用“地规”划出汽封体外圆线,并自制5件等高垫块在此线处延180°圆周方向均匀定位焊牢,见(图7)
6.1.2.5.2如(图7)所示,汽封体在装配时对于存在圆度超差的情况,可利用卡兰、撬棍、斜铁等工具予以校形,保证汽封体装配位置的
准确
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6.1.2.5.3点焊汽封体要求180°方向均匀5段,每段长度≥100mm,同时注意外侧与内侧应交错进行
6.1.2.6对于其他结构的外环结构形式,其装配顺序基准更改为汽封体时,
需要注意的事项为:
6.1.2.6.1由于汽封体作为基准,则首先在汽封体组焊时必须保证汽封内外圆的精度,平台放样组对时要在中分面及90°方向增加150~180的槽钢拉筋防止焊接变形;同时,汽封体的拼接必须用“清根焊+烙饼法”的方法控制变形,保证焊接质量
6.1.2.6.2装配时,由于是将汽封体坡口向上在平台上进行定位,所以对于汽封体坡口钝边的直径将要求较为严格,在定位后应先检查坡口钝边直径,在发现超差现象时,应先将超差部位进行补焊等处理后方可进行半园筒等的装配
6.1.3焊接要求:
6.1.3.1根据母材及焊接部位所处工作条件选用合适的焊接材料,见表1;焊接参数见表2
表1焊接材料的选择
焊接坡口的位置
母材
焊接材料
焊接方法
半园筒、半园板、汽封体
16Mn(Q345)
J506(E5016)
ER5016(H08Mn2SiA)
手工电弧焊
CO2气体保护焊
半园锥板、衬板、拉筋
Q235-B
半园锥板与叶片
Q235B+1Cr13
ER316L
E1-23-13-15(A307)
手工氩弧焊(TIG)
手工电弧焊
表2半自动CO2气体保护焊焊接规范参数表
焊接层
焊接电流(A)
焊丝
(Φ1.2)
电弧电压(V)
流量计
(L/min)
焊丝伸长
打底
180~220A
ER50-6
18~22V
12
焊丝直径的10~13倍
中间层
260~300A
24~26V
18
表层
230~260A
22~24V
15
6.1.3.2若为手工电弧焊,则焊条直径的选择见表3;焊条焊接参数见表4
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表3焊条直径的选择
焊接部位
焊条直径
焊接坡口根部6mm内
Φ3.2
中间各层
Φ4
焊接坡口表面20mm内
横焊、立焊:
Φ4
平焊:
Φ5或Φ5.8
表4各种直径电焊条焊接电流使用参数表
名称
焊接电流工艺参数值
焊条直径(mm)
Φ2.5
Φ3.2
Φ4.0
Φ5.0
Φ5.8
焊接电流(A)
50~80
100~130
160~210
200~270
260~300
6.1.3.3焊材烘干及保温见表5
表5焊条材料烘干及保温
焊材型号(牌)号
烘干温度℃
时间h
E4303
150~200
1~1.5
E5016
400
1~1.5
E1-23-13-15
250~300
1~1.5
6.1.3.4焊接前的预热见表6
表6钢材焊前预热
钢材型号
厚度(mm)
预热温度℃
Q235-A、Q235-B、20g、25#
≥90
100~150
16Mn
>32
100~150
1Cr13
>15
250~300
6.1.3.5焊接过程控制要素:
1)半园筒、半园锥筒、半园板间焊缝:
1.1对进汽面半园板侧焊接1/3,其电流、电压、流量计参考表2,焊接方法见(图8)。
横焊基本雷同于角焊;横焊时,焊层厚度5mm,宽度要求20~25mm;若立焊时,则焊层厚度7mm,宽度要求30~35mm;
1.2打底焊接时特别要注意不要有气孔,如发现一定要气刨清除、打磨后补平填满。
若不处理,气孔缺陷将翻上层。
CO2焊接的特点是起层较共17页第7页
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快,主要的优势焊接方法是立焊。
对比电流、电压及焊接规范工艺参数,根据电焊选择的原则:
平>横>立>仰。
其焊接速度参数一定要根据厚度和宽度来选择,按(图8)堆焊顺序图所述进行,不要超过极限。
由于焊接件采用中厚板焊接,属滴状过渡,焊接中一般的质量缺陷属于夹渣和未熔合状态。
分析其原因,均在于清渣不净,覆盖层的结合不佳;而颗粒状过渡更多的是粗粒状过渡,焊工操作的弧长大于规定高度(压弧),缺陷的产生中属此三种原因居多。
因此,焊接操作中焊好第一层,清渣干净是优良焊缝的保证
1.3适当控制每道焊缝的厚度:
为保证焊缝质量,减少焊接应力,控制焊接变形,对中厚板焊接时,要采用多层焊、多道焊。
在半自动CO2气体保护焊时中间填充宽度不超过20mm,表面层允许宽一点。
立焊宽度30~35mm
1.4焊接时不要忘了涂飞溅剂,距钢板件40mm涂飞溅剂。
焊枪涂硅油也是防飞溅剂同时也是避免堵塞、粘连焊丝
1.5焊接进汽侧1/3后,对出汽侧焊接半园锥筒与半园筒的焊缝,规范、参数参照表2进行。
堆焊顺序参照内环堆焊顺序进行见(图1)。
举例外环焊接方法,计算进汽面焊接厚度δ50÷3≈18(1/3深),分3次翻转先出汽面焊接深度28mm,翻转(烙饼法)焊接进汽面共计38~42mm深,再翻转出汽面焊接完毕冷却后,准备对汽封体装配
2)汽封体焊缝:
2.1由于汽封体焊接坡口深,考虑到产品重量、安全起吊以及占地面积等因素,焊接时其顺序可进行横焊、立焊。
深度坡口前30mm横焊(先内侧、后外侧),焊接方向从中间往中分面进行。
操作时也可采用分段焊接(L≥600~800mm)每人次进行,达到减少焊接应力和焊接变形的控制能力。
为了提高效率和清渣方便,熔深30mm即可采用立焊(爬坡焊)。
手工电弧焊和半自动CO2气体保护焊电流、电压参照表4、表2。
按照平>横>立>仰电流顺序调整进行。
3)焊接操作技术要求
3.1为了保证获得最佳质量的焊缝,应按照表2、表4选择焊接规范
3.2选择焊接规范时,除了用电流表等测量外,施焊前焊工还应在钢板上进行试焊(非产品引弧板)来判断规范选择是否合适,确认后方可进行施焊。
3.3要适当控制每道焊道的厚度,并采用“烙饼法”控制变形
3.4焊接时焊工应仔细观察熔池,焊完每条焊道要进行自检,在发现焊接缺陷情况下要立即清除,不允许掩盖缺陷
3.5当发现点固焊缝有裂纹及未熔合等缺陷时,应该铲掉并重新焊接,不
允许留在焊缝内
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3.6焊接时要采取各种有效的防止焊接裂纹的措施
3.7因装焊的图纸要求偏差要进行返修,达到合格后清理掉氧化皮等杂滓方可进行焊接(一般是切割或气刨部位)。
要尽量的对称焊接,刚性大的部位焊接时不能随意中止。
施焊的焊缝厚度必须达到坡口深度的1/3以上时方可停止。
对局部应力比较大的焊缝可适当进行锤击
3.8按照质保手册要求,焊缝要打操作者钢印,并在部套简图上做好记录,部套简图由质技组提供(质量记录卡)。
在端面筋板上打上订货号、台份、班组钢印
7回火:
内、外环部套完工后要尽快(24小时内)回火。
回火要求见东汽锻冶科热处理工艺卡执行
8清理:
清理焊渣、焊豆等杂滓,去除外环中分面拉筋,位于非加工面的拉筋气割痕平整,非加工面因缺肉而堆焊的部位要打磨平整。
9检查:
9.1生产现场检查:
在生产制造过程中,质技人员要进行巡回检查,及时发现问题并纠正,提高预防为主,杜绝未遂事件
9.2产品尺寸检查:
凡不符合质量要求的部位由生产班组按有关规定要求进行返修
9.3焊缝外观质量检查:
凡不符合质量要求的部位由操作工按有关规定要求进行返修
9.4清洁度检查:
按照东汽《汽轮机清洁度》(JB4058-1999)标准,焊洁-2要求执行
9.5焊缝无损检验:
按照东汽(DZ7.18.1.42-93)标准执行
9.6整体目视检查见东汽DW801A5055A-2003
10直焊式隔板
直焊式隔板由三大组合件(零件)拼装而成,见(图9)
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10.1内环、叶片、外环都是粗加工过的,在组装前必须进行来料检查(等高线刻度、外环粗加工尺寸、内环板体余量等)
10.2装焊顺序:
10.2.1定位:
将整体加工后的内环吊在专用工装螺旋五爪卡盘定置环内,以及整体外环专用水平工作台内,进行内、外环中分面找正重合装配,用铅垂线测量中分面的重合度,找正好后固定位置,先出汽面后进汽面。
固定位置如(图10)。
拉筋共计16件,进、出汽位置呈“米”字形框架,对称定位焊接;
10.2.2划线:
按照尺寸要求节距进行出汽面圆周等分叶片数划线。
划线前用丙酮、棉纱清洗内环、外环加工的汽道面。
清洁后用游标卡尺在内环上等分叶片数。
等分时注意节距等分前尺寸位置线,有余量一定要放开。
依次等分出每个圆周弧等分不能超过1.5mm;外环平分时注意立车上划有等高位置线,在等高线内划分。
同时要求划出叶片安装角的下点参考位置线,保证每个等分余量控制在1.5mm内
10.2.3试装:
试装位置一般从30°、180°、210°、360°共定位置叶片各2块进行。
试装叶片需进行喉高的控制,喉宽的测量控制,待4点位置按图示喉宽测定节圆直径点进行。
块规的测试注意控制等高线的水平度。
水平喉宽、喉高均符合图纸要求方可进行点固
10.2.4点固:
点固叶片,用氩弧焊连接,点固如(图11)
10.2.5氩弧焊:
氩弧焊时严格控制电弧电压,规范使用参数见表7
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表7氩弧焊气体保护焊焊接规范参数(钸钨极Φ2.4)
焊接层
焊接电流(A)
焊丝
(材料)
点焊电压(V)
流量计L/min
焊丝伸长
mm
底层
140~160
ER316L
16~18
8
10~12
盖层
180~200
ER316L
16~18
12
10~12
10.2.6边装边焊:
为了保证焊缝外观质量,对于出汽边装配叶片,采用氩弧焊每片边装边焊,焊接长度按叶片的背弧度开始至叶尖空约10mm处。
第一遍焊压底层注意高度,第二遍盖面注意焊缝宽度。
焊接一段后要注意观察气体流量,保护效果,以麦黄色成型为佳。
注意焊角高:
氩弧焊Ⅰ区高4mm,Ⅱ区高6mm,Ⅲ区高7mm,Ⅳ区即叶尖10mm范围不焊,区域分布见(图11)
10.2.7上变位器:
上变位器时要求对设备首先进行运转调试,判定安全、正常后将直焊式隔板固定在变位器360°方向均匀5点的固定板上并焊接牢固,角焊肉≥20mm,焊接无误后可翻转变位器
10.2.8手工电弧焊:
手工电弧焊焊接叶片进汽弧段,将转胎旋转至与变位器夹角约82°(仰7°~9°)并定位焊接。
焊接叶片时注意所使用的碱性焊条需保温、烘干。
要求将焊条置于随身携带的保温筒内,随用随取。
按图纸要求角焊尺寸焊接,同时注意接头的清渣,保证焊接质量,达到技术要求
10.2.9焊中分面:
将整体焊接隔板从变位器上取下,在从中分面拆开成上、下两半的直焊式隔板。
按工艺要求补焊中分面,补焊用手工电弧焊或CO2气体保护焊,焊接时注意清渣,电弧、电压按表2、表5严格执行,
10.2.10回火:
参照东汽锻冶科回火工艺执行:
进炉≤100℃,升温≤100℃,回火温度600~620℃,保温(隔板)10小时、(外环)8小时,降温H≤60℃,出炉H≤300℃空冷,见(图12)
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10.2.11清理焊渣,切割拉筋,打磨焊缝,堆焊处需平整
10.2.12检查:
汽道、喉宽、加工余量等在平台上检测并做好记录。
计算通流量符合设计要求。
尺寸检查合格后进行着色检查氩弧焊及手工电弧焊接配处,验收按规定的标准《DB7.8.18.88》执行
11返修:
由于直焊式隔板重量及体积都比较庞大,结构制造要求高、人工装配、焊接困难,对于可能产生的缺陷需要在转出工厂前进行返修;
11.1内环板体大端面补焊:
进、出汽侧板面5mm精加工余量不够的情况,需要在转出前进行补焊。
分析其原因为,焊接的集束应力所致,同时因回火时摆放的不平稳(内环为悬空件),使得理论情况下回火时内环板体应上移而实际为下垂,造成整个节圆直径变小.其补焊方法依据原则为“背靠背固定法”,具体为
11.1.1材料准备:
δ60×80×400条形拉筋12件
δ100×100×100垫块3件
150×250×4500方箱拉筋1件
ER5016Φ1.2焊丝
11.1.2工具:
撬棍、直尺(300)、卷尺(5M)、高度游标卡尺(300)、中分面水平检测直尺、4.5M×3M划线平台、专用直焊式隔板等高检查座(或百分表架杆)、8磅大锤
11.1.3测量及固定:
将需补焊的隔板在划线平台上找正测量,用3个螺旋千斤顶(专用升降工具)、等高检查座(或百分表架杆)找平,调整隔板平行度。
按照附表1(直焊式隔板装焊检查尺寸表)检查并计算各加工面余量后得出所需补焊的端面位置及数据,同时记录在“质量记录卡”上。
需要特别提出的几个关键尺寸为“节圆直径”“内、外环相对高度”、“叶尖与内、外环相对高度”等。
测量基准可依据外环已加工的汽封端面作为基准。
具体“背靠背“固定方法见(图13)直焊式隔板加固拉筋立体草图,见
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(图13)
拉筋分布俯视图见(图14)
两个半付隔板形成进汽面相对,用3个方块拉筋支撑连接,然后用长条拉筋在内、圆圆面固定,拉筋数量见(图14),其位置为圆周均匀分布。
加固拉筋焊接的位置见(图15)拉筋焊接剖视图
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加固焊接拉筋时注意事项:
1)起吊方块拉筋时,要注意拉筋与上下隔板要有连接焊缝;
2)焊接拉筋位置,两个半付隔板各焊一边分开(交叉),严禁焊接在同侧,见(图15),焊肉16~20mm
3)加固焊接拉筋后,中分面拉筋必须布置2件
4)回火时,不允许内环放空不进行垫平。
正确做法是耐火砖支撑内环面
在完成前3个步骤后可进行内环端面的补焊,焊接工艺参数按表2、表4进行。
补焊后回火注意事项按第4条进行
以上为2个半付均需补焊时采用的方法。
若为半圈进行补焊时,其修复方法如下:
11.1.4找正测量出端面所需补焊尺寸,将整个端面按圆周方向分为7段,采用小规范、小电流跳焊进行补焊。
为了控制CO2焊接熔渣,在垂直方向(90°)外环垫高约100mm,焊接角度形成5°~8°,包括其焊接顺序见(图16)
补焊分段进行时,焊接中分面拉筋(方箱),焊接工艺参数按表2、表4进行。
补焊完毕后检查节圆直径,如果直径收缩变小,要切割内环板体,切割的具体位置为90°方向,在内环板体最小直径处用千斤顶支撑并校形节圆直径,要求直径在理论要求基础上撑大2mm,然后用拉筋在外环中分面处固定,补焊切割位置,要求切割位置在补焊前开45°对称钝边坡口,焊接采用清根焊。
焊接后,用长槽钢拉筋在45°、135°方向连接外环端面与方箱拉筋,具体
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见(图17)
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11.2局部夹渣、未熔合补焊:
局部点状的夹渣、未熔合缺陷在加工后的暴露将影响整体外观质量,为此进行的外观返修是非常必要的,其返修方法是采用氩弧焊的焊接,具体方法如下:
11.2.1材料:
棉纱、工业用丙酮、氩弧焊焊丝H08Mn2Si/Φ2.5(CO2焊丝)或Steuite/Φ1.6(因可镍)
11.2.2工具:
角型砂轮、气铣或电铣、旋转挫、扁铲、榔头
12.2.3氩弧焊补焊方法:
将需补焊的缺陷,夹渣、未熔合的地方先用丙酮清洗,棉纱擦净,再用角型砂轮清磨见金属光泽。
补焊时用氩弧焊填丝方法,第一遍由于切削油的渗透,气体保护不佳,在热影响下会出现“黑渣”,用电铣、旋转挫清楚“黑渣”、残迹,磨光见金属本色,第二遍再用氩弧焊填丝则表面质量可满足要求,补焊高度高于母材1mm,此时需要注意的是,在气体保护下,熔敷金属应呈麦黄和银亮色。
最后用抛光砂轮修磨高出母材的熔敷金属部分,修磨至与母材平起。
使用氩弧焊注意事项:
1)清洗残渣,保证清洁度要求
2)在施焊过程中,注意自我保护,防弧光措施必须到位
3)氩弧焊丝的选择原则为:
235-B、16Mn用H08Mn2Si/Φ2.5(CO2焊丝),叶片材料为1Cr13用Steuite/Φ1.6(因可镍)
4)焊接工艺参数见表7补焊过程中严格控制咬边的程度
12.2.4如无氩弧焊的条件,可采用手工电弧焊的方法:
:
将需补焊的缺陷,夹渣、未熔合的地方先用丙酮清洗,棉纱擦净,再用角型砂轮清磨见金属光泽清磨深度3~5mm。
补焊时采用小规范焊接,补焊高度高于母材1mm。
最后用抛光砂轮修磨高出母材的熔敷金属部分,修磨至与母材平起。
使用手工电弧焊注意事项:
1)焊接工艺参数严格按照表4进行;
2)手工电弧焊易形成较大咬边,为此在操作方法上注意收弧时要略有停顿,控制咬边
3)焊条选用E5016/Φ2.5(碳钢)、A307/Φ2.5(不锈钢)
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附表1直焊式隔板装焊尺寸检查表(节圆直径参照)
序号
图号及名称
直径(Φ)
测内径Φ
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- 直焊式 隔板 操作 指导书
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