專利名稱：大型真空法蘭的現場拼接工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及大型法蘭的現場拼接技術，尤其涉及一種大型真空法蘭的現場拼接工藝。
背景技術：
法蘭又叫法蘭盤或凸緣盤。法蘭是使管子與管子相互連接的零件，連接于管端，法蘭連接或法蘭接頭，是指由法蘭、墊片及螺栓三者相互連接作為一組組合密封結構的可拆連接，在真空技術中通用的連接接口都是外接式的，如固定式真空法蘭、活套式真空法蘭、 真空快卸法蘭和卡鉗式真空法蘭等，密封方式有橡膠圈密封、金屬密封和動密封等，這些連接接口的特點是一個法蘭盤通過一段接管與真空容器的筒體連接。一些大型的真空法蘭由于尺寸較大，不便于運輸以及現場的焊接工作，目前常采用將大型真空法蘭均分為四部分， 便于運輸，然后到現場進行拼接，在拼接的過程中，如果采用傳統的拼接方法，拼接后的法蘭平整度和圓整度會超出允許的公差范圍，最終有可能因變形大而導致整只法蘭報廢，故采用何種拼接工藝可以使得拼接后的法蘭平整度和圓整度在允許的公差范圍內，成為了一個有待解決的難題。
發明內容
本發明的目的在于解決傳統的大型真空法蘭現場拼接后易變形，拼接后法蘭的平整度和圓整度超出允許的公差范圍的問題，提供一種大型真空法蘭的現場拼接工藝，其可以有效的控制法蘭的拼接變形，使得法蘭拼接后平整度和圓整度在允許的公差范圍內，具有便于法蘭的運輸和現場的施工的優點。本發明的目的是通過以下技術方案來實現一種大型真空法蘭的現場拼接工藝，包括如下步驟制作拼接平臺、制作法蘭內圓支撐工裝、坡口加工、組裝、焊接；制作拼接平臺根據法蘭直徑切割圓弧板a，其寬度比法蘭內外徑各大50mm，圓弧板a加工完成后，組對拼裝，并在圓弧板a的背面焊接加強筋，最終拼成圓形，并在中間做十字支撐，找出圓心，以中心校準平臺水平面，并在其上作出法蘭內徑和外徑基準線；制作法蘭內圓支撐工裝以法蘭內徑尺寸制作圓弧板b，兩塊圓弧板b之間用鋼管連接，并在兩圓弧板b之間焊接剛性固定支撐，在圓弧板b的外側、且對齊與法蘭的拼接處均開設有焊接用豁口；坡口加工坡口采用雙U型，坡口高度兩邊一致，角度單邊為15 18°，鈍邊為 1. 5 2. Omm,坡口采用碳弧氣刨加工而成，組裝之前必須把坡口兩側和坡口內的氧化物、 雜質、鐵銹打磨干凈，露出金屬光澤；組裝組裝時考慮焊縫的收縮、對口的錯邊量、圓整度，預留間隙2. 5 3. 0mm，用手工氬弧焊定位，定位焊長度30mm，焊縫兩端點固有引弧板和熄弧板；焊接焊接時的環境溫度不低于5°C，首先采用氬弧焊對焊法打底，然后用手工電弧焊焊接，并采用立焊位，在四拼接處由四名焊工同時焊接，采用同樣的焊接電流和焊接速度，焊接過程中為避免焊縫枝晶粗大和過熱區晶粒粗化，以至增大偏析程度，采用小的焊接熱輸入快速焊工藝，并降低層間溫度，前一層焊縫冷卻后再焊接后一層焊縫，層間溫度不宜過高，以避免焊縫過熱而產生裂紋。所述法蘭采用0Crl8Ni9奧氏體不銹鋼材料，厚度為100mm，寬度為150mm，直徑為 4000mm。制作拼接平臺的步驟中，圓弧板a的厚度為30mm，寬度比法蘭內外徑各大50mm，所述加強筋的厚度為10mm，高度為150mm，且在拼接平臺作法蘭內徑和外徑基準線時，需向外擴大10mm，作為法蘭焊后的收縮余量。制作法蘭內圓支撐工裝的步驟中，所述圓弧板b的厚度為30mm，寬度為150mm。焊接步驟中，焊接采用的焊機型號為ZXT-400STG，且直流反接，焊條牌號為A107， 焊條直徑為Φ 4. 0mm，焊接前對焊條進行250 350°C烘干，保溫2小時后放入保溫筒內待用，焊接時電流為110 130A，電壓為22 MV，焊接速度為100 120mm/min。本發明的有益效果為通過制作拼接平臺，可以保證大型真空法蘭拼接后平整度在允許的公差范圍，通過制作法蘭內圓支撐工裝，可以保證法蘭拼接后的圓整度在允許的公差范圍，該工藝總體步驟簡單，可以有效的控制大型真空法蘭的拼接變形，使得法蘭拼接后平整度和圓整度在允許的公差范圍內，具有便于法蘭的運輸和現場的施工的優點。
下面根據附圖和實施例對本發明作進一步詳細說明。圖1為本發明所述的現場拼接法蘭的裝配示意圖。圖2為本發明所述的坡口的結構示意圖。圖3為本發明所述的法蘭拼接平臺的結構示意圖。圖4為本發明所述的法蘭內圓支撐工裝的結構示意圖。圖中1、圓弧板a ;2、加強筋；3、圓弧板b ;4、固定支撐；5、鋼管；6、法蘭。
具體實施例方式如圖1 4所示實施例中，本發明所述的大型真空法蘭的現場拼接工藝，包括五個步驟制作拼接平臺、制作法蘭內圓支撐工裝、坡口加工、組裝、焊接。本實施例中，法蘭6采用0Crl8Ni9奧氏體不銹鋼材料，厚度為100mm，寬度為150mm，直徑為4000mm。在制作拼接平臺的步驟中，根據法蘭6直徑切割圓弧板al，其寬度比法蘭6內外徑各大50mm，圓弧板al的厚度為30mm，圓弧板al加工完成后，組對拼裝，并在圓弧板al的背面焊接加強筋2，加強筋2的厚度為10mm，高度為150mm，最終拼成圓形，并在中間做十字支撐，找出圓心，以中心校準平臺水平面，并在其上作出法蘭6內徑和外徑基準線，劃線過程中需向外擴大10mm，作為法蘭6焊后的收縮余量。在制作法蘭內圓支撐工裝的步驟中，以法蘭6內徑尺寸制作圓弧板b3，圓弧板b3 的厚度為30mm，寬度為150mm，兩塊圓弧板b3之間用鋼管5連接，并在兩圓弧板b 3之間焊接剛性固定支撐4，在圓弧板b 3的外側、且對齊與法蘭6的拼接處均開設有焊接用豁口。
在坡口加工步驟中，坡口采用雙U型，坡口高度兩邊一致，角度單邊為15 18°， 鈍邊為1. 5 2. 0mm，坡口采用碳弧氣刨加工而成，組裝之前必須把坡口兩側和坡口內的氧化物、雜質、鐵銹打磨干凈，露出金屬光澤。在組裝步驟中，組裝時考慮焊縫的收縮、對口的錯邊量、圓整度，預留間隙2. 5 3. 0mm，用手工氬弧焊定位，定位焊長度30mm，焊縫兩端點固有引弧板和熄弧板。在焊接步驟中，焊接時的環境溫度不低于5°C，首先采用氬弧焊對焊法打底，然后用手工電弧焊焊接，并采用立焊位，在四拼接處由四名有焊工同時焊接，采用同樣的焊接電流和焊接速度，焊接采用的焊機型號為ZXT-400STG，且直流反接，焊條牌號為A107，焊條直徑為Φ 4. 0mm，焊接前對焊條進行250 350°C烘干，保溫2小時后放入保溫筒內待用，焊接時電流為110 130A，電壓為22 MV，焊接速度為100 120mm/min，焊接過程中為避免焊縫枝晶粗大和過熱區晶粒粗化，以至增大偏析程度，采用小的焊接熱輸入快速焊工藝，并降低層間溫度，由于此法蘭拼接是多層焊，故需等前一層焊縫冷卻后再焊接后一層焊縫，層間溫度不宜過高，以避免焊縫過熱而產生裂紋。采用此工藝進行大型真空法蘭的現場拼接后，法蘭的平整度和圓整度均能控制在允許的公差范圍內。
權利要求
1.一種大型真空法蘭的現場拼接工藝，其特征在于，包括如下步驟制作拼接平臺、制作法蘭內圓支撐工裝、坡口加工、組裝、焊接；制作拼接平臺根據法蘭直徑切割圓弧板a，其寬度比法蘭內外徑各大50mm，圓弧板a 加工完成后，組對拼裝，并在圓弧板a的背面焊接加強筋，最終拼成圓形，并在中間做十字支撐，找出圓心，以中心校準平臺水平面，并在其上作出法蘭內徑和外徑基準線；制作法蘭內圓支撐工裝以法蘭內徑尺寸制作圓弧板b，兩塊圓弧板b之間用鋼管連接，并在兩圓弧板b之間焊接剛性固定支撐，在圓弧板b的外側、且對齊與法蘭的拼接處均開設有焊接用豁口；坡口加工坡口采用雙U型，坡口高度兩邊一致，角度單邊為15 18°，鈍邊為1.5 2. 0mm，坡口采用碳弧氣刨加工而成，組裝之前必須把坡口兩側和坡口內的氧化物、雜質、鐵銹打磨干凈，露出金屬光澤；組裝組裝時考慮焊縫的收縮、對口的錯邊量、圓整度，預留間隙2. 5 3. 0mm，用手工氬弧焊定位，定位焊長度30mm，焊縫兩端點固有引弧板和熄弧板；焊接焊接時的環境溫度不低于5°C，首先采用氬弧焊對焊法打底，然后用手工電弧焊焊接，并采用立焊位，在四拼接處由四名焊工同時焊接，采用同樣的焊接電流和焊接速度， 焊接過程中為避免焊縫枝晶粗大和過熱區晶粒粗化，以至增大偏析程度，采用小的焊接熱輸入快速焊工藝，并降低層間溫度，前一層焊縫冷卻后再焊接后一層焊縫，層間溫度不宜過高，以避免焊縫過熱而產生裂紋。
2.根據權利要求1所述的大型真空法蘭的現場拼接工藝，其特征在于，所述法蘭采用 0Crl8Ni9奧氏體不銹鋼材料，厚度為100mm，寬度為150mm，直徑為4000mm。
3.根據權利要求1所述的大型真空法蘭的現場拼接工藝，其特征在于，制作拼接平臺的步驟中，圓弧板a的厚度為30mm，寬度比法蘭內外徑各大50mm，所述加強筋的厚度為 10mm，高度為150mm，且在拼接平臺作法蘭內徑和外徑基準線時，需向外擴大10mm，作為法蘭焊后的收縮余量。
4.根據權利要求1所述的大型真空法蘭的現場拼接工藝，其特征在于，制作法蘭內圓支撐工裝的步驟中，所述圓弧板b的厚度為30mm，寬度為150mm。
5.根據權利要求1所述的大型真空法蘭的現場拼接工藝，其特征在于，焊接步驟中，焊接采用的焊機型號為ZXT-400STG，且直流反接，焊條牌號為A107，焊條直徑為Φ 4. 0mm,焊接前對焊條進行250 350°C烘干，保溫2小時后放入保溫筒內待用，焊接時電流為110 130A,電壓為22 24V，焊接速度為100 120mm/min。
全文摘要
本發明公開一種大型真空法蘭的現場拼接工藝，包括如下步驟制作拼接平臺、制作法蘭內圓支撐工裝、坡口加工、組裝、焊接。通過制作拼接平臺，可以保證大型真空法蘭拼接后平整度在允許的公差范圍，通過制作法蘭內圓支撐工裝，可以保證法蘭拼接后的圓整度在允許的公差范圍，該工藝總體步驟簡單，可以有效的控制大型真空法蘭的拼接變形，使得法蘭拼接后平整度和圓整度在允許的公差范圍內，具有便于法蘭的運輸和現場的施工的優點。
文檔編號B23K9/00GK102423825SQ20111026892
公開日2012年4月25日 申請日期2011年9月7日 優先權日2011年9月7日
發明者何桂華, 張曉峰 申請人:無錫市創新化工設備有限公司