废热锅炉的焊接结构及焊接方法与流程

本发明涉及锅炉设备技术领域，具体涉及一种废热锅炉的焊接结构及焊接方法。

背景技术：

废热锅炉一般是利用焚烧炉排出的高温烟气，引至锅炉中加热水，产生蒸汽用于民用供暖、也可以用于工业发电。其工作原理，简单来说就是在锅炉中布置加热面（一般是一系列的管道布置在炉膛内），管外流动的水通过管壁与管内的高温烟气进行热交换，从而产生热水或蒸汽，然后再加以利用。其中，废热锅炉直径越做越大，换热管深孔内对接焊应用在越来越多废热锅炉上面。

设备直径φ4180x130mm，筒体板厚导致焊接产生残余应力，残余变形非常大；对制造中心管定位焊接、管板与筒体最终组对焊接提出了非常高的要求。两端中心管采用深孔内焊，中心管对接非常困难，换热管管材精度高，对接时候对焊接要求高，工装要求合适；管板与筒体对接焊，中心换热管与管板对接焊能够保证焊接能够顺利进行是个巨大挑战。焊接顺序、预热工艺、对接焊接任何一个环节出现问题就可能造成换热管或者管板报废，轻者出现制造缺陷，重则报废。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服大型厚壁筒体对接焊接焊接变形、中心管焊接变形影响，提供了一种废热锅炉新的结构及焊接方法，即将焊接变形考虑在内先让管板产生满足要求形变，焊接完成后管板形变基本上满足焊接热应力吸收变形成为合格设备，解决此台废热锅炉加工制造难题。挠性管板本身特点允许薄管板自身有一定程度变形和能够吸收温差应力，相当于金属膨胀节作用。

本发明的目的是这样实现的：

一种废热锅炉的焊接结构，包括筒体、挠性管板、中心管和换热管，所述中心管和换热管设置在筒体内，所述挠性管板设置在筒体的两端，所述挠性管板的外端面设有第一加固型钢，位于筒体一端的挠性管板预先向外变形，所述挠性管板内端面设有凹槽，所述凹槽对应中心管设有凸台，所述凸台设有内孔，所述凸台的内孔与中心管采用深度内孔焊，所述筒体和挠性管板的连接处存在间隙且通过第二加固型钢临时固定，所述筒体和挠性管板的间隙通过对接焊填充。

优选的，所述预先向外变形的挠性管板的变形量为4-6mm。

优选的，所述凹槽的槽底与侧壁设有倒角面，所述倒角面与侧壁、槽底之间通过圆弧过渡。

优选的，所述倒角面与槽底之间的夹角为8-11°。

优选的，所述第一加固型钢通过点焊与扰性管板连接，所述第二加固型钢通过点焊将筒体与挠性管板临时定位。

优选的，所述第一加固型钢设有多个，且平行设置。

优选的，所述第二加固型钢设有多个，均布在筒体和挠性管板的圆周面。

一种废热锅炉的焊接方法，采用上述焊接结构，包括以下步骤：

步骤一、在两个挠性管板的外端面分别点焊第一加固型钢；

步骤二、通过千斤顶将其中一个挠性管板反向变形，得到一定的变形量；

步骤三、计算中心管的长度，中心管的两端同时与两个挠性管板的凸台内孔内孔焊，对管板和筒体的间隙进行实时观察；

步骤四、当管板与筒体间隙达到2-3mm时，在管板与筒体端部点焊第二加固型钢进行临时定位加固；

步骤五、挠性管板与中心管的内孔焊结束后，保留第二加固型钢，对管板和筒体的间隙处进行氩弧焊打底；

步骤六、筒体与挠性管板采用氩弧焊打底手工焊填充3-4遍，用自动焊直至全部焊完，消氢热处理；

步骤七、反向变形的挠性管板变形消失，去除第一加固型钢和第二加固型钢，使焊接应力释放；

步骤八、最后，将换热管的两端分别穿过对应的挠性管板，并通过角焊缝焊接固定。

本发明的有益效果是：

本发明预先通过千斤顶将挠性管板产生一定形变，用于吸收焊缝冷却后收缩变形，达到制造废热锅炉质量优良目的。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1的左视图。

图3为挠性管板的结构示意图。

图4为挠性管板与筒体的焊接放大图。

图5为挠性管板分别与中心管、换热管焊接放大图。

其中：筒体1；挠性管板2；凹槽2.1；倒角面2.1.1；凸台2.2；中心管3；换热管4；第一加固型钢5；第二加固型钢6。

具体实施方式

参见图1-5，本发明涉及一种废热锅炉的焊接结构，包括筒体1、挠性管板2、中心管3和换热管4，所述中心管3和换热管4设置在筒体1内，所述挠性管板2设置在筒体1的两端，所述挠性管板2的外端面设有第一加固型钢5，位于筒体1一端的挠性管板2预先向外变形，所述挠性管板2内端面设有凹槽2.1，所述凹槽2.1对应中心管3设有凸台2.2，所述凸台2.2设有内孔，所述凸台2.2的内孔与中心管3采用深度内孔焊，所述筒体1和挠性管板2的连接处存在间隙且通过第二加固型钢6临时固定，所述筒体1和挠性管板2的间隙通过对接焊填充。

所述预先向外变形的挠性管板的变形量为4-6mm，预先向外变形在挠性管板与中心管内孔焊之前。

所述凹槽2.1的槽底与侧壁设有倒角面2.1.1，所述倒角面2.1.1与侧壁、槽底之间通过圆弧过渡。所述倒角面2.1.1与槽底之间的夹角为8-11°。为了方便挠性管板产生轴向向外的变形量。

所述第一加固型钢5通过点焊与扰性管板2连接，所述第二加固型钢6通过点焊将筒体1与挠性管板2临时定位。

所述第一加固型钢5设有多个，且平行设置。

所述第二加固型钢6设有多个，均布在筒体1和挠性管板2的圆周面。

一种废热锅炉的焊接方法，采用上述焊接结构，包括以下步骤：

步骤一、在两个挠性管板2的外端面分别点焊第一加固型钢，防变形加固；

步骤二、通过千斤顶将其中一个挠性管板反向变形，得到一定的变形量，所述变形量为4-6mm；

步骤三、计算中心管的长度，中心管的两端同时与两个挠性管板的凸台内孔焊，对管板和筒体的间隙进行实时观察，防止收缩过量；

步骤四、当管板与筒体间隙达到2-3mm时，在管板与筒体端部点焊第二加固型钢进行临时定位加固；

步骤五、挠性管板与中心管的内孔焊结束后，保留第二加固型钢，对管板和筒体的间隙处进行氩弧焊打底；

步骤六、筒体与挠性管板采用氩弧焊打底手工焊填充3-4遍，用自动焊直至全部焊完，消氢热处理；

步骤七、反向变形的挠性管板变形消失，去除第一加固型钢和第二加固型钢，使焊接应力释放；

步骤八、最后，将换热管的两端分别穿过对应的挠性管板，并通过角焊缝焊接固定。

实施例：

步骤一、在两个挠性管板2的外端面分别点焊第一加固型钢，防变形加固；

步骤二、通过千斤顶将其中一个挠性管板反向变形，得到一定的变形量，所述变形量为4mm；

步骤三、计算中心管的长度，位于筒体中心的19根φ219mm中心管的两端同时与两个挠性管板的凸台内孔焊，筒体直径φ4180x130mm，对管板和筒体的间隙进行实时观察，防止收缩过量；

步骤四、当管板与筒体间隙达到3mm时，在管板与筒体端部点焊第二加固型钢进行临时定位加固；

步骤五、挠性管板与中心管的内孔焊结束后，保留第二加固型钢，对管板和筒体的间隙处进行氩弧焊打底；

步骤六、筒体与挠性管板采用氩弧焊打底手工焊填充3-4遍，用自动焊直至全部焊完，消氢热处理；

步骤七、反向变形的挠性管板变形消失，去除第一加固型钢和第二加固型钢，使焊接应力释放；

步骤八、最后，将φ76mm换热管的两端分别穿过对应的挠性管板，并通过角焊缝焊接固定。

除上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。

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