專利名稱：Hrsg余熱爐組裝的焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種HRSG余熱爐組裝的焊接方法。
背景技術(shù)：
HRSG鍋爐不同于我們以往生產(chǎn)的其他電站鍋爐，其主要表現(xiàn)為所有受熱面均采用螺旋鰭片管，集箱上不采用管接頭形式，而是螺旋鰭片管以全焊透角焊縫形式直接焊在集箱上。HRSG鍋爐與常規(guī)鍋爐相比，具有循環(huán)效率高、可靠性好、重量輕、尺寸小、啟動速度快、耗水量低、建造周期短、投資費用省和環(huán)保性能優(yōu)越等優(yōu)點。為了使HRSG項目成為公司新的經(jīng)濟增長點，公司在上海已建成年產(chǎn)4套9F級的HRSG鍋爐生產(chǎn)場地。并已成功制造了數(shù)臺HRSG模塊。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是要提供一種HRSG余熱爐組裝的焊接方法，提高鍋爐循環(huán)效率、節(jié)能、投資費用省和環(huán)保性能。在HRSG鍋爐制造中，其制造難點在于螺旋鰭片管與集箱的組裝和最終的模塊總裝。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，HRSG余熱爐組裝的焊接方法，其特征在于螺旋鰭片管與集箱的裝配、焊接順序；1).每根集箱上需焊兩排螺旋鰭片管，每排共有23根管子；首先裝焊位于集箱中心位置的23根管子，在管子上半部45°處進行點固焊，點焊兩點，點焊長度約2mm，如圖1 所示，待整排管子焊接結(jié)束及檢驗合格后，再裝焊位于集箱45°處的23根管子，點焊程序同上，裝配間隙約3mm，如間隙過小，會造成下半部封底時產(chǎn)生內(nèi)凹；間隙過大，焊瘤，且在隨后電焊蓋面時，由于焊縫較寬造成外表成形不美觀。2).螺旋鰭片管與集箱全焊透角焊縫的焊接；A.第一步焊接位于集箱中心位置的一排螺旋鰭片管子，采用氬弧焊封底加手工電焊蓋面方法；氬弧焊封底焊時應(yīng)將電弧熱量相對集中在集箱盆子口上，待盆子口熔化后再加焊絲，鎢極略作左右擺動，盡量把焊絲往上行的熔池內(nèi)塞，焊絲不宜加的太多，以免發(fā)生未焊透現(xiàn)象；封底時應(yīng)控制好熔池的溫度和上行的速度，確保封底焊縫的平整；B.集箱與管子角焊縫采用連弧焊操作法非常困難，焊接時必須控制好溫度；如操作不當(dāng)在集箱與管子角焊縫的熔合線處容易產(chǎn)生咬邊等缺陷，所以蓋面時焊縫寬度要讓熔池鋪開來達到，而不是把焊條直接撥到需要的尺寸上；焊接下半部時電弧需壓緊，而上半部電弧可稍松一點，以利于焊縫成形美觀；為了能使底部的焊縫呈圓滑過渡，焊接時應(yīng)采用剔熔池的方法，即在底部焊縫焊接時，先焊1/4圓周長度，在后1/4長度焊接時，讓電弧的熱量充分熔化需要接頭的部位，看見熔池將往下掉的時候，輕輕往里一挖，鐵水就掉下來了，然后不斷電弧將這個缺口補平，再按照正常的焊速往上焊，這樣焊出的接頭平整而美觀；蓋面時注意電弧的熱量偏向集箱一側(cè)，焊條與集箱呈60° ；C.當(dāng)焊接位于集箱45°處的另外一排管子時，由于先焊的一排管子阻礙了后焊的一排管子的組裝，所以氬弧焊封底時應(yīng)從5點 4點的中間位置起弧，在底部6點有一段倒拖焊；由于裝配間隙是3mm，而焊絲直徑為2. 4mm，所以只要把焊絲的一半直徑放在間隙里，然后用電弧打在坡口上，再加焊絲的方法，倒拖焊就會產(chǎn)生內(nèi)凹；為了避免底部接頭，在倒拖轉(zhuǎn)化到上行過程時，手腕要隨著管子而轉(zhuǎn)動，讓電弧熔化盆子口，鎢極稍作左右擺動， 加焊絲上行至7 8點中間熄??；封底第2步、第3步人可以站在集箱的外面，焊第3步用左手操作手把。 3).電焊蓋面操作順序；電焊蓋面的順序與氬弧焊封底一樣，采用連弧焊；連弧焊蓋面時焊條與集箱呈45°，蓋面第1步，起頭不要太高，在7點上面一點就可以了，起頭太高的話，倒拖段容易夾渣，焊縫厚度較薄。蓋面第2步時在接頭處可以永剔熔池的方法讓接頭平整，焊第2步、第3步時，要左右小幅擺動，電弧松一點，這樣焊出來的焊縫外形美觀；第2 步收弧時，要在熄弧處再點焊一下，以防縮孔，第3步收弧時需要再點焊，以防接頭高出。
在進行模塊總裝時，難度最大的是將23根管子與水平呈60°的U型彎頭與管排進行組裝對接焊；U型彎頭的半徑為R，R = 60mm，焊口至U型彎頭外則距離為L，L = 160mm, 焊口至管排梳形板距離為H，H = 100mm，U型彎頭與U型彎頭中心間距為A，A = 80mm，管排共有5排，管排與管排間距為M，M = 120mm，如圖2、圖3 ；這里所述的是第二排的焊接操作法，因為第二排與第一排之間無法采用墊高的方法，故施焊位置最難。HRSG余熱爐組裝的焊接方法，其特征在于模塊組裝焊接，焊接時需要手施焊，為了加快速度，應(yīng)從中間向兩邊裝配；中間向右邊組裝，對施焊位置來講難度最大，因為左手焊時有障礙，有前一根焊好的彎頭；1).采用填充焊絲為TGS-50，Φ2. 4;該焊絲流動性好，焊透性強，熔池溫度高，極易產(chǎn)生焊瘤，如果間隙小，由于施焊位置部佳，往往會產(chǎn)生內(nèi)凹等缺陷；所以裝配間隙應(yīng)控制在1.5 2mm之間；底部起弧時，焊縫容易高于母材，在接頭時易造成未焊透缺陷，所以在起弧時加熱與焊接上行的速度要保持協(xié)調(diào)；2).焊接內(nèi)側(cè)時，由于間距小，手把的開關(guān)必須在彎頭半圓外控制，視線從彎頭間的縫隙看進去，在彎頭水平位置的外則作為視線的唯一最佳選擇點，底部的間隙無法看到， 只能看到另一邊坡口，需憑感覺焊接；3).氬弧焊手把的噴嘴110°左右，所以噴嘴與焊縫之間的傾角在焊接時盡量接近垂直，才不會導(dǎo)致單邊，產(chǎn)生未熔合缺陷；4).施焊前清理焊接區(qū)域各20mm范圍內(nèi)的油、銹、留20 30絲的鈍邊，保護氣流量約為7 9L/min ；為方便控制溫度，用短弧焊接，衰減電流小一些，長度短一些，焊絲用 TGS-50 Φ 2. 4，電流 95 100Α ；5).先焊底部1/4時，為便于接頭，起弧點必須過6點，盡量靠近7點；焊絲折成能利于加絲的園弧狀，起弧后即送焊絲，由于管壁薄，在7點 6點的這段位置，焊絲要離開焊縫，順著電弧移動，焊絲少加一點，焊的薄一點，這樣就會保證焊透；6點 3點的這一段，焊速要快一點；在底部接頭時，用左手控制焊把，先起弧在焊好的焊縫口上，讓其加熱熔化并加焊絲，如果溫度過高，焊接過程中可以用衰減法來施焊；6).上半部焊接時，焊速要快，焊絲靠住間隙中心不要離開電弧，直至12點收弧， 上部接頭時，離接口 2 3mm時，讓電弧熱量充分熔化兩邊接口并迅速遞加焊絲，直至接口填滿，稍加焊絲熄??；7).氬弧焊蓋面時，鎢極在坡口范圍內(nèi)左右擺動，為防止焊縫過高，可在坡口內(nèi)兩邊加焊絲；上部蓋面時，焊絲不要離開焊縫，用衰減法控制熔池溫度，用快速的加絲來降低溫度，以免溫度過高而導(dǎo)致蓋面層金屬下墜，產(chǎn)生熱氣孔和焊瘤等缺陷。本發(fā)明所焊焊縫， 不僅外觀成形飽滿，接頭平整，而且用內(nèi)窺鏡檢查，內(nèi)部接頭圓滑，根部透度均勻，焊后經(jīng) 100% MT檢查全部合格。解決了 HRSG余熱爐焊接困難的問題，提高了鍋爐循環(huán)效率、節(jié)能、投資費用省和環(huán)保性能。


圖1為本發(fā)明兩排螺旋鰭片管的點焊兩點的位置示意圖；圖2為本發(fā)明U型彎頭與管排進行組裝對接焊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明管排與管排間距示意圖；1.點焊，2. U型彎頭，3. U型彎頭半徑R，4.焊口至管排梳形板距離為H，5. U型彎頭與U型彎頭中心間距為A，6.管排梳形板，7.焊口，8.焊口至U型彎頭外則距離為L，9.焊口 b，10.管排與管排間距為Μ。
具體實施方式
；下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明；HRSG余熱爐組裝的焊接方法，其特征在于螺旋鰭片管與集箱的裝配、焊接順序；1).每根集箱上需焊兩排螺旋鰭片管，每排共有23根管子；首先裝焊位于集箱中心位置的23根管子，在管子上半部45°處進行點固焊，點焊兩點，點焊長度約2mm，如圖1 所示，待整排管子焊接結(jié)束及檢驗合格后，再裝焊位于集箱45°處的23根管子，點焊程序同上，裝配間隙約3mm，如間隙過小，會造成下半部封底時產(chǎn)生內(nèi)凹；間隙過大，會有焊瘤， 且在隨后電焊蓋面時，由于焊縫較寬造成外表成形不美觀；2).螺旋鰭片管與集箱全焊透角焊縫的焊接；A.第一步焊接位于集箱中心位置的一排螺旋鰭片管子，采用氬弧焊封底加手工電焊蓋面方法；氬弧焊封底焊時應(yīng)將電弧熱量相對集中在集箱盆子口上，待盆子口熔化后再加焊絲，鎢極略作左右擺動，盡量把焊絲往上行的熔池內(nèi)塞，焊絲不宜加的太多，以免發(fā)生未焊透現(xiàn)象；封底時應(yīng)控制好熔池的溫度和上行的速度，確保封底焊縫的平整；B.集箱與管子角焊縫采用連弧焊操作法非常困難，焊接時必須控制好溫度；如操作不當(dāng)在集箱與管子角焊縫的熔合線處容易產(chǎn)生咬邊等缺陷，所以蓋面時焊縫寬度要讓熔池鋪開來達到，而不是把焊條直接撥到需要的尺寸上；焊接下半部時電弧需壓緊，而上半部電弧可稍松一點，以利于焊縫成形美觀；為了能使底部的焊縫呈圓滑過渡，焊接時應(yīng)采用剔熔池的方法，即在底部焊縫焊接時，先焊1/4圓周長度，在后1/4長度焊接時，讓電弧的熱量充分熔化需要接頭的部位，看見熔池將往下掉的時候，輕輕往里一挖，鐵水就掉下來了，然后不斷電弧將這個缺口補平，再按照正常的焊速往上焊，這樣焊出的接頭平整而美觀；蓋面時注意電弧的熱量偏向集箱一側(cè)，焊條與集箱呈60° ；C.當(dāng)焊接位于集箱45°處的另外一排管子時，由于先焊的一排管子阻礙了后焊的一排管子的組裝，所以氬弧焊封底時應(yīng)從5點 4點的中間位置起弧，在底部6點有一段倒拖焊；由于裝配間隙是3mm，而焊絲直徑為2. 4mm，所以只要把焊絲的一半直徑放在間隙里，然后用電弧打在坡口上，再加焊絲的方法，倒拖焊就會產(chǎn)生內(nèi)凹；為了避免底部接頭，在倒拖轉(zhuǎn)化到上行過程時，手腕要隨著管子而轉(zhuǎn)動，讓電弧熔化盆子口，鎢極稍作左右擺動， 加焊絲上行至7 8點中間熄?。环獾椎?步、第3步人可以站在集箱的外面，焊第3步用左手操作手把；3).電焊蓋面操作順序；電焊蓋面的順序與氬弧焊封底一樣，采用連弧焊；連弧焊蓋面時焊條與集箱呈45°，蓋面第1步，起頭不要太高，在7點上面一點就可以了，起頭太高的話，倒拖段容易夾渣，焊縫厚度較薄。蓋面第2步時在接頭處可以永剔熔池的方法讓接頭平整，焊第2步、第3步時，要左右小幅擺動，電弧松一點，這樣焊出來的焊縫外形美觀；第2 步收弧時，要在熄弧處再點焊一下，以防縮孔，第3步收弧時需要再點焊，以防接頭高出。HRSG余熱爐組裝的焊接方法，其特征在于模塊組裝焊接，焊接時需要手施焊，為了加快速度，應(yīng)從中間向兩邊裝配；中間向右邊組裝，對施焊位置來講難度最大，因為左手焊時有障礙，有前一根焊好的彎頭；1).采用填充焊絲為TGS-50，Φ 2. 4 ；該焊絲流動性好，焊透性強，熔池溫度高，極易產(chǎn)生焊瘤，如果間隙小，由于施焊位置部佳，往往會產(chǎn)生內(nèi)凹等缺陷；所以裝配間隙應(yīng)控制在1.5 2mm之間；底部起弧時，焊縫容易高于母材，在接頭時易造成未焊透缺陷，所以在起弧時加熱與焊接上行的速度要保持協(xié)調(diào)；2).焊接內(nèi)側(cè)時，由于間距小，手把的開關(guān)必須在彎頭半圓外控制，視線從彎頭間的縫隙看進去，在彎頭水平位置的外則作為視線的唯一最佳選擇點，底部的間隙無法看到， 只能看到另一邊坡口，需憑感覺焊接；3).氬弧焊手把的噴嘴110°左右，所以噴嘴與焊縫之間的傾角在焊接時盡量接近垂直，才不會導(dǎo)致單邊，產(chǎn)生未熔合缺陷；4).施焊前清理焊接區(qū)域各20mm范圍內(nèi)的油、銹、留20 30絲的鈍邊，保護氣流量約為7 9L/min ；為方便控制溫度，用短弧焊接，衰減電流小一些，長度短一些，焊絲用 TGS-50 Φ 2. 4，電流 95 100Α ；5).先焊底部1/4時，為便于接頭，起弧點必須過6點，盡量靠近7點；焊絲折成能利于加絲的園弧狀，起弧后即送焊絲，由于管壁薄，在7點 6點的這段位置，焊絲要離開焊縫，順著電弧移動，焊絲少加一點，焊的薄一點，這樣就會保證焊透；6點 3點的這一段，焊速要快一點；在底部接頭時，用左手控制焊把，先起弧在焊好的焊縫口上，讓其加熱熔化并加焊絲，如果溫度過高，焊接過程中可以用衰減法來施焊；6).上半部焊接時，焊速要快，焊絲靠住間隙中心不要離開電弧，直至12點收弧， 上部接頭時，離接口 2 3mm時，讓電弧熱量充分熔化兩邊接口并迅速遞加焊絲，直至接口填滿，稍加焊絲熄??；7)氬弧焊蓋面時，鎢極在坡口范圍內(nèi)左右擺動，為防止焊縫過高，可在坡口內(nèi)兩邊加焊絲；上部蓋面時，焊絲不要離開焊縫，用衰減法控制熔池溫度，用快速的加絲來降低溫度，以免溫度過高而導(dǎo)致蓋面層金屬下墜，產(chǎn)生熱氣孔和焊瘤等缺陷。
權(quán)利要求
1.HRSG余熱爐組裝的焊接方法，其特征在于螺旋鰭片管與集箱的裝配、焊接順序；1).每根集箱上需焊兩排螺旋鰭片管，每排共有23根管子；首先裝焊位于集箱中心位置的23根管子，在管子上半部45°處進行點固焊，點焊兩點，點焊長度約2mm，待整排管子焊接結(jié)束及檢驗合格后，再裝焊位于集箱45°處的23根管子，點焊程序同上，裝配間隙約 3mm，如間隙過小，會造成下半部封底時產(chǎn)生內(nèi)凹；間隙過大，會有焊瘤，且在隨后電焊蓋面時，由于焊縫較寬造成外表成形不美觀；2).螺旋鰭片管與集箱全焊透角焊縫的焊接；A.第一步焊接位于集箱中心位置的一排螺旋鰭片管子，采用氬弧焊封底加手工電焊蓋面方法；氬弧焊封底焊時應(yīng)將電弧熱量相對集中在集箱盆子口上，待盆子口熔化后再加焊絲，鎢極略作左右擺動，盡量把焊絲往上行的熔池內(nèi)塞，焊絲不宜加的太多，以免發(fā)生未焊透現(xiàn)象；封底時應(yīng)控制好熔池的溫度和上行的速度，確保封底焊縫的平整；B.集箱與管子角焊縫采用連弧焊操作法非常困難，焊接時必須控制好溫度；如操作不當(dāng)在集箱與管子角焊縫的熔合線處容易產(chǎn)生咬邊的缺陷，所以蓋面時焊縫寬度要讓熔池鋪開來達到，而不是把焊條直接撥到需要的尺寸上；焊接下半部時電弧需壓緊，而上半部電弧可稍松一點，以利于焊縫成形美觀；為了能使底部的焊縫呈圓滑過渡，焊接時應(yīng)采用剔熔池的方法，即在底部焊縫焊接時，先焊1/4圓周長度，在后1/4長度焊接時，讓電弧的熱量充分熔化需要接頭的部位，看見熔池將往下掉的時候，輕輕往里一挖，鐵水就掉下來了，然后不斷電弧將這個缺口補平，再按照正常的焊速往上焊，這樣焊出的接頭平整而美觀；蓋面時注意電弧的熱量偏向集箱一側(cè)，焊條與集箱呈60° ；C.當(dāng)焊接位于集箱45°處的另外一排管子時，由于先焊的一排管子阻礙了后焊的一排管子的組裝，所以氬弧焊封底時應(yīng)從5點 4點的中間位置起弧，在底部6點有一段倒拖焊；由于裝配間隙是3mm，而焊絲直徑為2. 4mm，所以只要把焊絲的一半直徑放在間隙里，然后用電弧打在坡口上，再加焊絲的方法，倒拖焊就會產(chǎn)生內(nèi)凹；為了避免底部接頭，在倒拖轉(zhuǎn)化到上行過程時，手腕要隨著管子而轉(zhuǎn)動，讓電弧熔化盆子口，鎢極稍作左右擺動，加焊絲上行至7 8點中間熄?。环獾椎?步、第3步人可以站在集箱的外面，焊第3步用左手操作手把；3).電焊蓋面操作順序；電焊蓋面的順序與氬弧焊封底一樣，采用連弧焊；連弧焊蓋面時焊條與集箱呈45°，蓋面第1步，起頭不要太高，在7點上面一點就可以了，起頭太高的話，倒拖段容易夾渣，焊縫厚度較薄。蓋面第2步時在接頭處可以永剔熔池的方法讓接頭平整，焊第2步、第3步時，要左右小幅擺動，電弧松一點，這樣焊出來的焊縫外形美觀；第2步收弧時，要在熄弧處再點焊一下，以防縮孔，第3步收弧時需要再點焊，以防接頭高出。
2.HRSG余熱爐組裝的焊接方法，其特征在于模塊組裝焊接，焊接時需要手施焊，為了加快速度，應(yīng)從中間向兩邊裝配；中間向右邊組裝，對施焊位置來講難度最大，因為左手焊時有障礙，有前一根焊好的彎頭；1).采用填充焊絲為TGS-50，Φ2. 4;該焊絲流動性好，焊透性強，熔池溫度高，極易產(chǎn)生焊瘤，如果間隙小，由于施焊位置部佳，往往會產(chǎn)生內(nèi)凹等缺陷；所以裝配間隙應(yīng)控制在 1.5 2mm之間；底部起弧時，焊縫容易高于母材，在接頭時易造成未焊透缺陷，所以在起弧時加熱與焊接上行的速度要保持協(xié)調(diào)；2).焊接內(nèi)側(cè)時，由于間距小，手把的開關(guān)必須在彎頭半圓外控制，視線從彎頭間的縫隙看進去，在彎頭水平位置的外則作為視線的唯一最佳選擇點，底部的間隙無法看到，只能看到另一邊坡口，需憑感覺焊接；3).氬弧焊手把的噴嘴110°左右，所以噴嘴與焊縫之間的傾角在焊接時盡量接近垂直，才不會導(dǎo)致單邊，產(chǎn)生未熔合缺陷；4).施焊前清理焊接區(qū)域各20mm范圍內(nèi)的油、銹、留20 30絲的鈍邊，保護氣流量約為7 9L/min ；為方便控制溫度，用短弧焊接，衰減電流小一些，長度短一些，焊絲用 TGS-50 Φ 2. 4，電流 95 100Α ；5).先焊底部1/4時，為便于接頭，起弧點必須過6點，盡量靠近7點；焊絲折成能利于加絲的園弧狀，起弧后即送焊絲，由于管壁薄，在7點 6點的這段位置，焊絲要離開焊縫， 順著電弧移動，焊絲少加一點，焊的薄一點，這樣就會保證焊透；6點 3點的這一段，焊速要快一點；在底部接頭時，用左手控制焊把，先起弧在焊好的焊縫口上，讓其加熱熔化并加焊絲，如果溫度過高，焊接過程中可以用衰減法來施焊；6).上半部焊接時，焊速要快，焊絲靠住間隙中心不要離開電弧，直至12點收弧，上部接頭時，離接口 2 3mm時，讓電弧熱量充分熔化兩邊接口并迅速遞加焊絲，直至接口填滿， 稍加焊絲熄??；7)氬弧焊蓋面時，鎢極在坡口范圍內(nèi)左右擺動，為防止焊縫過高，可在坡口內(nèi)兩邊加焊絲；上部蓋面時，焊絲不要離開焊縫，用衰減法控制熔池溫度，用快速的加絲來降低溫度，以免溫度過高而導(dǎo)致蓋面層金屬下墜，產(chǎn)生熱氣孔和焊瘤等缺陷。
全文摘要
HRSG余熱爐組裝的焊接方法，在于螺旋鰭片管與集箱的組裝和模塊總裝；所述的螺旋鰭片管與集箱的組裝，是在每根集箱上焊兩排螺旋鰭片管，每排共有23根管子；螺旋鰭片管與集箱全焊透角焊縫的焊接，采用氬弧焊封底加手工電焊蓋面方法；模塊組裝焊接，焊接時需要手施焊，應(yīng)從中間向兩邊裝配。本發(fā)明所焊焊縫，不僅外觀成形飽滿，接頭平整，焊后經(jīng)100％MT檢查全部合格。解決了HRSG余熱爐焊接困難的問題，提高了鍋爐循環(huán)效率、節(jié)能、投資費用省和環(huán)保性能。
文檔編號B23K9/16GK102151953SQ20111004786
公開日2011年8月17日 申請日期2011年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月23日
發(fā)明者謝志慶 申請人:格菱動力設(shè)備(中國)有限公司