储罐自动焊机改进及焊接工艺技术_自动焊接工艺改进
储罐自动焊机改进及焊接工艺技术由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“自动焊接工艺改进”。
储罐自动焊机改进及焊接工艺技术 研究成果推广应用总结报告
一、概况
储罐自动焊机改进及焊接工艺技术研究项目，于2007年11月经大庆石油管理局组织验收鉴定，获局科技进步三等奖。该研究成果已经在2007年承建的大庆油田南三油库15万m3储罐施工中应用，积累了气电自动立焊机技术改进及储罐控制焊接变形、CO2半自动焊的施工经验。本次项目推广工作由大庆油田建设集团安装公司技术质量部和第十三工程处承担，于2008年选择在大连沙坨子原油罐区储罐制造工程和新港海滨南海二期工程（共4座10万m3储罐）实施推广应用。
二、推广内容及应用情况
1、储罐自动焊机改进
2007年在开展储罐自动焊机改进及焊接工艺技术研究过程中，对原有2台美国林肯气电自动立焊机实施技术改进（包括：控制系统、行走系统、焊枪滑动调节装置、水冷系统）获得成功。在总结经验的基础上，2008年应用该项技术成果针对2台南京奥特气电自动立焊机存在的技术缺陷实施技术改进。其实施技术改进的主要原因如下：
1）该焊机焊接系统是通过升降电机丝杆传动机构提升焊接小车，焊接小车和轨道立柱共同组成机械传动系统，焊接小车通过轨道爬升实施焊接。轨道为单面铝合金制作，强度不高，施工及存放期间易发生不可恢复的塑性变形，导致焊接小车上的焊枪定位不准，影响焊接质量；小车车体为铸铁结构，材料脆性较大，行走轮易损坏。
2）该焊机水冷系统回水压力为3Kg/cm2,但水管的承受压力达不到这个强度，经常发生爆裂现象。致使焊接热量过大，造成焊接中断的现象。
3）该焊机的送丝管与焊枪之间是丝扣连接，施焊过程中焊丝易与送丝管发生卡丝现象。由于以上原因，这两台焊机一直处于闲置状态，现该焊机所采用技术已经淘汰，为发挥作用必须对其进行改造。
4）技术改进方案
根据该焊机的结构形式及原理，针对其存在的问题，我们准备对以下几部分分系统进行改造：
a.行走系统：
原焊机提升机构为焊接小车方式，齿轮齿条啮合，磁铁吸附壁板，主要针对轨道及焊接小车进行改造。改为铝合金可变形配合软钢性轨道，韩国进口的行走小车及焊枪托架，以保证提升行走的稳定性，行走速度可调整。
焊枪托架用于保持焊枪位置，托架与托架互相加紧，由旋钮固定。需要变换焊枪角度时，松开旋钮可在0～15o范围内任意调整。
行走导轨为3.3m～3.6m的铝合金轨道，由6个电磁铁与母材吸附固定。b.水冷系统
主要调整原焊机水冷系统的冷却水压力，针对原水管耐压强度不足，且易受温度影响，不利于野外施工的问题，更换原焊机水管，增加水管承压能力，保证冷却水输送畅通。
c.送丝系统
原送丝管与焊枪之间是丝扣连接，丝扣与焊丝发生摩擦增加了送丝的阻力，现按照市场较为先进的送丝管对原送丝管进行更换，改造后送丝管与焊枪为一体化结构，保证了施焊过程中不因为卡丝而发生断弧的现象。
2、技术成果推广应用情况
1）气电自动立焊机技术改进后应用情况
技术改进后的2台美国林肯和2台南京奥特气电自动立焊机，技术性能良好，达到国内同类产品领先水平。2台美国林肯气电自动立焊机，2007年和2008年先后在大庆油田南三油库15万m3储罐工程和大连沙坨子原油罐区储罐制造工程2座10万m3储罐施工中应用，2台南京奥特气电自动立焊机2008年在大连新港海滨南海二期工程2座10万m3储罐施工中应用，效果良好，全部壁板焊缝一次射线检测合格率达到97%以上，焊缝外观检查一次合格率99%。机械性能达到母材标准，满足使用要求。2）浮船板CO2半自动焊焊接工艺推广应用
在施工过程中为了保证焊接质量，采用焊接防风工装（实用新型专利，见图1）。经三项工程现场实际应用，采用CO2半自动焊焊接工艺与采用手工电弧焊接焊工艺相比焊接速度平均提高1以上倍，煤油试漏和真空试漏一次合格率达98%。
图1 现场使用的CO2气保焊防风装置
3）罐底、罐壁、浮船控制焊接变形工艺技术推广应用
①采用预留焊缝收缩量、防变形夹具等变形控制措施及半自动CO2气体保护焊打底，碎丝埋弧焊填充盖面焊接工艺，使填充焊与盖面焊一次完成，减小焊缝收缩量，焊接变形显著减小。此外，在施工过程中，采用合理地焊接顺序。由中心向四周对称排列，便于在焊接过程中均布焊工、等速、同步施焊，较好的控制了底板的变形。
②采用F形支架（实用新型专利，见图2）控制底层壁板的垂直度及水平度，为整个罐体变形控制奠定了坚实的基础。然后将控制变形渗透到每层壁板的组对之中，做到瞻前顾后，组对调整有依据，以保证总体垂直和水平为主，对每层壁板进行层层测量，层层把关。此外，在对壁板的焊接收缩控制上，预留焊接收缩量，来保证罐壁周长和椭圆度，使底圈壁板及整体垂直度都得到了很好的保证，拆除后底圈壁板垂直度实测≤3mm，整体垂直度符合标准要求。
图2 F形支架
③浮船变形控制主要从三个方面进行控制：
一是为保证浮船施工的稳定性和减少浮船板组装时的变形，采用星型结构的浮船临时组装胎具（实用新型专利，见图3），使浮船组装达到平整；
图3 星型结构平台现场安装图
二是控制浮船焊接顺序，具体方法如下：
a.浮顶外边缘板、环形隔板及径向隔板的焊接，应先焊立焊缝，后焊角焊缝；
b.浮顶底板及浮顶顶板宜先与桁架点焊定位后，再进行自身搭接焊缝的焊接。
c.浮顶底板的焊接采用拘束法施焊，具体顺序为：上表面点焊罐顶底板→浮顶底板仰脸密封焊→浮顶底板上表面缝焊接。这种方法组对点焊后分两层施焊，可减少应力集中过大而产生焊接变形。
d.浮顶隔板和浮顶顶板的连接焊缝在浮顶底板都组焊完之后进行。施焊时，焊工对称均布同方向采用分段退步焊进行。
三是采用CO2半自动焊焊接工艺，5mm焊角高度可一次成型，同时焊接速度加快，避免手工电弧焊需二遍成型造成焊缝再次受热引起的变形。
经三项工程现场实际应用，储罐总体变形量符合设计和立式圆筒形钢制焊接储罐施工及验收规范GB50128-2005要求。
3、效益分析
1）气电自动立焊机技术改进共节省设备购置费用300万元。
2007年改进2台美国林肯气电立焊机（包括：控制系统、行走系统、焊枪滑动调节装置、水冷系统），每台投入32万元，如果购置新气电立焊机需要99万元，每台节约设备购置费用67万元。改进2台焊机共节省设备购置费用134万元。
2008年改进2台南京奥特气电自动立焊机（行走系统、水冷系统、送丝系统），每台投入16万元，每台节约设备购置费用83万元。改进2台焊机共节省设备购置费用166万元。
2）浮船采用CO2半自动焊工艺，焊接速度提高1倍。
①施工15万立方米储罐浮船，采用手工电弧焊工艺常规施工需要焊工50人，20天（按存焊接工时计算），每座节省人工500个工日。
②施工10万立方米储罐浮船，采用手工电弧焊工艺需要焊工36人，20天（按存焊接工时计算），每座节省人工360个工日，4座共计节省人工1440个工日。
合计节约人工费=1940工日×44.5元（定额人工费）=86330元=8.633万元 3）社会效益
通过该项技术成果推广应用，实施气电自动立焊机技术改进增加了公司的大型储罐施工能力，与现有的横焊设备配合达到同时具备四个储罐施工台班组同时施工的能力，解决目前横、立焊机数量不配套、无备用的情况，扩大年施工能力40%以上。同时，使公司大型储罐施工质量得到稳步提高，赢得了很好的企业信誉，社会效益显著，对今后企业的技术进步与发展起到了推动作用。
三、结语
经过对储罐自动焊机的改进和配套施工技术的研究及现场实施推广应用，我们已掌握了大型储罐自动焊机技术改进和储罐施工的各项关键技术，在大型储罐施工方面已达到了国内先进水平。经技术改进的气电立焊机技术性能达到国内同类产品领先水平。
