專利名稱：空分鋁塔立式組對焊接方法
技術領域：
本發明涉及一種焊接方法，尤其涉及ー種可有效降低空氣分離裝置中鋁塔現場組焊過程中焊后錯邊量和垂直度超差，并減少組對エ裝卡具對塔壁造成損傷的空分鋁塔立式組對焊接方法。
背景技術：
大型鋁制空氣分離裝置的核心設備是由鋁鎂合金材料制成的壓カ塔、低壓塔和主冷凝器組成的精餾塔及粗氬塔(通稱為鋁塔)，其高度一般超過50米。由于鋁鎂合金材料的強度相對較低，為便于運輸和安裝，通常將其分段運輸至安裝現場后，再在空分冷箱內進行立式組對焊接。傳統焊接方法是采用大型起重機將上塔吊起，再利用預先焊在塔壁上的支撐平臺設置千斤頂來調整垂直度，然后根據上塔高度和重量放置8至12個千斤頂配合起重
機對上塔進行支撐，同時在對接部位的外塔壁上至少焊接8塊(14-20)X100X800 (mm)的防變形加強板，然后對焊縫進行焊接，焊接過程中難免會產生鋁塔垂直度、錯變量超差，甚至產生棱角變形；待焊縫焊接完畢后再將上述エ裝一一拆除，并割掉支撐平臺及防變形加強板，不僅費時費力，對塔壁也造成一定的損傷。中國專利公開了ー種高壓容器底封頭與裙座的焊接方法及其焊接件(CN1360991A)，其過程大致包括在底封頭與裙座間制作一個帶有內伸翹角的環形件作為中間焊接件，將內伸翹角倒置套在底封頭上，焊接翹角與底封頭之間的ー圈環下部角焊縫，焊后翻轉清根，再焊接主體上端與底封頭之間的ー圈環上部角焊縫，最后將裙座套在主體下端內側向下伸出的擋環上，兩者間形成內窄外寬的坡ロ，然后焊接坡ロ所在的環向焊縫后清根。雖然此種焊接方法有效的克服或減輕了現有技術方法帶來的成本高、效率低、耗材多，加工過程復雜等缺點，但此種焊接方法只適用于高壓容器底封頭與裙座的焊接。
發明內容
本發明主要是提供了ー種加工過程簡單，可有效減少空分鋁塔現場組焊后的垂直度和錯邊量超差，保證接縫的焊接撓度，提高鋁塔現場組對焊接質量和效率，并減少組對エ裝卡具對塔壁造成損傷的空分鋁塔立式組對焊接方法，解決了現有技術中存在的鋁塔組對焊接費時費力，垂直度和錯邊量易超差，同時エ裝夾具會對塔壁造成不同程度的損傷等的技術問題。本發明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的一種空分鋁塔立式組對焊接方法，包括如下步驟
1)預先在靠近上塔下端ロ的外環面上設置3至4個千斤頂(上塔)支撐平臺，在靠近下塔上端ロ的外環面上設置與千斤頂上塔支撐平臺對應的千斤頂下塔支撐平臺；
2)安裝下塔；再用起重機將上塔吊至下塔的正上方，使千斤頂上塔支撐平臺與千斤頂下塔支撐平臺一一對應，然后在千斤頂上塔支撐平臺與對應的千斤頂下塔支撐平臺間設置千斤頂；3)利用起重機和千斤頂調整上塔垂直度及上塔相對下塔的錯邊量至規定要求；
4)對上、下塔的對接縫進行點固焊；
5)對上、下塔的對接縫進行對稱間斷式焊接并形成若干段短焊縫；
6)對稱補焊步驟5)中所述相鄰短焊縫間對應的接縫，使上、下塔間短焊縫首尾相接后形成一封閉圓環；
7)對整條焊縫進行蓋面焊；
8)拆除千斤頂上塔支撐平臺和千斤頂下塔支撐平臺；
其中的步驟I)和步驟2)可以互換，步驟3)至步驟7)在步驟I)和步驟2)之后順序進行，步驟8)可以在步驟5)之后的任意步驟進行。首先在上、下塔的對接端口外壁上設置 千斤頂的支撐平臺，再將上塔吊送至下塔的上方，并通過起重機和千斤頂調整上塔垂直度和錯邊量，再對兩者的對接處點焊固定，完成組對定位；再對對接縫進行間斷式焊接并形成若干段短焊縫，使短焊縫均布在環形對接縫上，再補焊短焊縫間的余留接縫，使短焊縫首尾相接后形成一封閉圓環，間斷式焊接時的分段式短焊縫不僅起到定位的作用，且由于短焊縫焊接應カ較小，對鋁塔焊接時造成的錯邊、焊縫收縮等影響都十分有限，之后再連接各短焊縫并形成封閉焊接環時，由于上塔與下塔的相對位置已經固定，并被分解成獨立的小塊區域，因此焊接應カ使二者間的相對變形量減小，為后續焊接作業奠定了堅實的抗變形基礎，從而克服了傳統焊接導致的錯變量和垂直度超差的問題；首先完成短焊縫的焊接，對預防棱角變形也十分有利，同時由于短焊縫及連接短焊縫的焊接均為對稱焊，即將環形對接縫均分為三至四份，由三或四個焊エ在對稱位置上同時焊接，因此焊接時即便發生微量變形，由于焊エ位于圓周對接縫的均分位置上，其焊接變形也可相互抵消，使上塔始終持在垂直位置上，相對傳統的焊接方法加工過程簡單，在焊接過程中利用自身短焊縫的剛性克服了鋁塔的垂直度和錯邊量變化，又保證了焊縫的焊接撓度，從而提高了鋁塔現場組對焊接質量和效率，同時由于組對エ裝卡具大大減少，使エ裝卡具對塔壁造成損傷相対減少，整個焊接過程省時省力，工作效率高。作為優選，所述步驟4)或步驟5)后，檢測塔垂直度或上塔相對下塔的錯邊量，并在上塔偏移的反方向增加焊接量進行調整。通過上塔偏移的反方向增加焊接量即可增加反向的變形量，以達到用焊接作業的方式調整垂直度的目的，調節方法簡單有效。作為優選，所述步驟2)中上塔下端面與下塔上端面間的距離為6mm至10mm。合理的對接縫距離既滿足調節需要，又可保證焊接質量。作為優選，所述步驟5)中的短焊縫三次焊接完成，第一次焊接完成打底焊接，第二次完成整個焊縫深度的50%，第三次焊接完成整個焊縫深度的90%。分三次完成短焊縫焊接既能滿足鋁鎂合金焊接的獨特要求，又可最大程度的減少焊接變形，保證上、下塔的垂直度和錯邊量，提高焊接質量，其中預留約10%作為最后的蓋面焊縫。作為優選，所述步驟5)中的短焊縫長度為100±10mm，短焊縫間距為450±50mm。為了便于后續的焊接作業，短焊縫的成型應該底部長上面逐漸短；短焊縫長度過長會使變形量増加，短焊縫長度過短時會降低定位的作用。作為優選，所述步驟7)中的蓋面焊為對稱焊接。對稱蓋面焊既能夠保證塔體的垂直度，又可以部分消除焊接殘余應力，防止垂直度和錯邊量超差，還能提高焊縫的外觀質量使其更加美觀。
作為優選，在焊接過程中不斷調整起重機的起重力，使起重機的起重力保持在上塔重量的20%至50%。起重力接近上塔重量時可以避免焊接過程中對焊縫的壓カ，20%至50%的起重力可以避免由于起吊中心點與上塔重心偏離導致的受カ不對稱，并進ー步產生的垂直度變化。由于焊接過程中的收縮會導致起重機和起重噸位的増加，從而影響焊接質量，因此需要在焊接過程中不斷調整起重機的起重力，使之起重噸保持在規定的范圍內。作為優選，所述千斤頂上塔支撐平臺和千斤頂下塔支撐平臺焊接在護板上，護板平行焊接在上塔或下塔外壁面上。將千斤頂上、下塔支撐平臺焊接在護板上，并通過護板焊接固定在上、下塔外壁上，拆除時即可將護板上的千斤頂上、下塔支撐平臺割除，使護板保留在上、下塔外壁上，以避免千斤頂上、下塔支撐平臺拆除時對上、下塔產生損害。因此，本發明的空分鋁塔立式組對焊接方法具有下述優點有效的避免了焊接過程中上、下塔產生錯邊超差；降低了焊接過程導致的鋁塔垂直度變化；大大降低了エ裝卡具對塔壁的損傷，使鋁塔安裝質量得到提高，同時節省了預制及拆除エ裝、卡具的人工エ時，節約了成本。
具體實施例方式 下面通過實施例，對本發明的技術方案作進ー步具體的說明。實施例
本發明的空分鋁塔立式組對焊接方法，包括如下步驟
1)預先在靠近上塔下端ロ的外環面上焊接4塊護板，4塊護板在上塔的圓周面上均布，再于4塊護板上焊接4個千斤頂上塔支撐平臺，在靠近下塔上端ロ的外環面上同樣設置與千斤頂上塔支撐平臺對應的4個千斤頂下塔支撐平臺；
2)安裝下塔，再用起重機將上塔吊至下塔的正上方，使千斤頂上塔支撐平臺與千斤頂下塔支撐平臺一一對應，且上、下塔的間距為8mm，再在千斤頂上塔支撐平臺與對應的千斤頂下塔支撐平臺間設置千斤頂；
3)利用起重機和千斤頂調整上塔垂直度及上塔相對下塔的錯邊量至規定要求；
4)對上、下塔的對接縫每隔450mm進行點固焊，點焊焊縫長為30mm，期間不斷檢測塔垂直度或上塔相對下塔的錯邊量，并在上塔偏移的反方向增加焊接量進行調整；
5)將上、下塔的對接縫均分為四份，短焊縫的焊接分三次完成；第一次由四名焊エ在對稱位置上2人為ー組采用雙面雙弧同步焊完成打底焊縫，沿同一方向進行間斷式焊接并形成若干段短焊縫，短焊縫長約100mm，短焊縫間距約為450 mm ;第二次為填充焊，完成整個焊縫深度的50%左右，第三次焊接完成整個焊縫深度的90%左右，焊接過程中不斷檢測塔垂直度的變化情況，如果發現上塔偏移，則應該在其反方向增加焊接量進行調整；
6)對稱補焊步驟5)中相鄰短焊縫間對應的接縫，即由四名焊エ在均分位置上沿同一方向同時焊接，使上、下塔間短焊縫首尾相接后形成一封閉圓環；相鄰焊縫分兩次完成焊接，在対稱的前提下第一次為雙面雙弧同步焊完成打底焊，第二次焊接為填充焊，直接填充至焊縫總量的90%左右；
7)對整條焊縫進行蓋面焊，100%完成整個焊縫的焊接工作；
8)卸下千斤頂，起重機卸載，從護板上面割除千斤頂上、下塔支撐平臺；
在焊接過程中不斷調整起重機的起重力，使起重機的起重力保持在上塔重量的30%。本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發明的構思作舉例說明。本發明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發明的精神或者超越所附權利 要求書所定義的范圍。
權利要求
1.一種空分鋁塔立式組對焊接方法，其特征在于包括如下步驟 1)預先在靠近上塔下端ロ的外環面上設置3至4個千斤頂上塔支撐平臺，在靠近下塔上端ロ的外環面上設置與千斤頂上塔支撐平臺對應的千斤頂下塔支撐平臺； 2)安裝下塔，再用起重機將上塔吊至下塔的正上方，使千斤頂上塔支撐平臺與千斤頂下塔支撐平臺一一對應，然后在千斤頂上塔支撐平臺與對應的千斤頂下塔支撐平臺間設置千斤頂； 3)利用起重機和千斤頂調整上塔垂直度及上塔相對下塔的錯邊量至規定要求； 4)對上、下塔的對接縫進行點固焊； 5)對上、下塔的對接縫進行對稱間斷式焊接并形成若干段短焊縫； 6)對稱補焊步驟5)中所述相鄰短焊縫間對應的接縫，使上、下塔間短焊縫首尾相接后形成一封閉圓環； 7)對整條焊縫進行蓋面焊； 8)拆除千斤頂上塔支撐平臺和千斤頂下塔支撐平臺； 其中的步驟I)和步驟2)可以互換，步驟3)至步驟7)在步驟I)和步驟2)之后順序進行，步驟8)可以在步驟5)之后的任意步驟進行。
2.根據權利要求I所述的空分鋁塔立式組對焊接方法，其特征在于所述步驟4)或步驟5)后，檢測塔垂直度或上塔相對下塔的錯邊量，并在上塔偏移的反方向增加焊接量進行調整。
3.根據權利要求I或2所述的空分鋁塔立式組對焊接方法，其特征在于所述步驟2)中上塔下端面與下塔上端面間的距離為6mm至10mm。
4.根據權利要求I或2所述的空分鋁塔立式組對焊接方法，其特征在于所述步驟5)中的短焊縫三次焊接完成，第一次焊接完成打底焊接，第二次完成整個焊縫深度的50%，第三次焊接完成整個焊縫深度的90%。
5.根據權利要求I或2所述的空分鋁塔立式組對焊接方法，其特征在于所述步驟5)中的短焊縫長度為100 ± 10mm，短焊縫間距為450 ± 50mm。
6.根據權利要求I或2所述的空分鋁塔立式組對焊接方法，其特征在于所述步驟7)中的蓋面焊為對稱焊接。
7.根據權利要求I或2所述的空分鋁塔立式組對焊接方法，其特征在于在焊接過程中不斷調整起重機的起重力，使起重機的起重力保持在上塔重量的20%至50%。
8.根據權利要求I或2所述的空分鋁塔立式組對焊接方法，其特征在于所述千斤頂上塔支撐平臺和千斤頂下塔支撐平臺焊接在護板上，護板平行焊接在上塔或下塔外壁面上。
全文摘要
本發明公開了一種焊接方法，提供了一種加工過程簡單，可有效降低空分鋁塔現場組焊后的垂直度和錯邊量超差狀況，并減少組對工裝卡具對塔壁造成損傷的空分鋁塔立式組對焊接方法，解決了現有技術中存在的鋁塔組對質量難以保證，焊接費時費力，工裝夾具會對塔壁造成不同程度的損傷等的技術問題，其過程大致包括，先將上、下塔上對應設置千斤頂支撐平臺，再將上塔吊運至下塔上方后設置千斤頂并調整垂直度和錯邊量，點固焊上、下塔接縫，再圍繞鋁塔的周圍對環形的接縫進行對稱的間斷式焊接并形成若干段短焊縫，再焊接短焊縫間預留的接縫，最后進行蓋面焊。
文檔編號B23K31/02GK102773619SQ201210223220
公開日2012年11月14日 申請日期2012年7月2日 優先權日2012年7月2日
發明者孫樸 申請人:林德工程(杭州)有限公司