姜筱琛

摘 要：大型罐底板由于其面積比較大，在焊接過程中容易發(fā)生大面積的變形現(xiàn)象，變形的類型有很多中，如縱向變形、橫向變形、角變形以及彎曲變形等，嚴重影響著大型罐底板的承載能力，也影響著罐底板的使用壽命。因此，本文對其變形的類型進行了分析，以此來提出了相應變形的措施，為相關(guān)部門提供參考。

關(guān)鍵詞：大型罐底板 焊接變形 防變形措施

中圖分類號：TG441 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）07（b）-0052-02

大型罐底板多用于石油化工領(lǐng)域、國防領(lǐng)域以及糧油儲存領(lǐng)域等，在制作大型罐時，最重要的環(huán)節(jié)就是底板的焊接，然而在焊接過程中，受焊縫長度和寬度的影響，經(jīng)常會出現(xiàn)大面積變形的現(xiàn)象，當焊縫的長度縮短時會變形，焊縫的寬度減少時也會發(fā)生變形。如果發(fā)生變形的情況，就會影響到大型罐底板的承載能力，影響其使用壽命，因此，本文對于大型罐底板焊接變形與防變形措施的研究就具有非?，F(xiàn)實的意義。

1 大型罐底板焊接變形的類型

在大型罐底板焊接過程中經(jīng)常會出現(xiàn)大面積的縱向收縮變形、橫向收縮變形、彎曲變形、角變形以及波浪式變形等。

1.1 縱向收縮變形

縱向收縮變形主要是指某一個焊件在焊接后，在跟焊縫長度平行的方向上發(fā)生的收縮變形。當在鋼板上進行焊接時，受焊波的影響，在縱向焊接時就會產(chǎn)生變形現(xiàn)象，其隨著焊縫的長度、焊縫變形的面積以及焊縫兩側(cè)壓縮塑性變形的面積增加而增加。

1.2 橫向收縮變形

橫向收縮變形主要是指當某一焊件在跟焊縫垂直的方向焊接后，發(fā)生變形的現(xiàn)象。相對應的兩塊鋼板在對接焊時，會產(chǎn)生橫向變形，受板厚、坡口形式、坡口角度以及間隙的影響，就會產(chǎn)生大面積的橫向收縮變形。

1.3 彎曲變形

彎曲變形主要是指，在沿著厚度或者偏心的位置進行焊接過程中，其內(nèi)部的焊縫就會引起鋼板平面的彎曲現(xiàn)象。并且只要是焊縫不在構(gòu)件截面中性軸上時，不管是橫向收縮，還是縱向收縮，都會使得其發(fā)生彎曲變形的現(xiàn)象。

1.4 角變形

角變形主要是指沿著厚度的方向，內(nèi)焊縫寬度的改變就會發(fā)生角變形的現(xiàn)象。在焊接過程中，受焊接區(qū)板材厚度的影響，會發(fā)生角變形的現(xiàn)象，當焊接區(qū)板材厚度不均勻時，就會產(chǎn)生橫向收縮，從而引發(fā)回轉(zhuǎn)變形，并且在焊接角時，受焊縫橫向收縮的影響，受焊縫厚度不一的影響，也會經(jīng)常性地發(fā)生角收縮的現(xiàn)象，這種也叫角變形。

1.5 波浪式變形

在大型罐底板焊接過程中，其焊后構(gòu)件產(chǎn)生形式為波浪型，就稱之為波浪式變形，其隨著焊縫的尺寸和焊接線能量的變化而變化。

2 大型罐底板焊接變形的控制措施

2.1 合理的焊接順序

為了控制大型罐底板焊接變形，可以采用合理的焊接順序，首先要從組裝邊緣板開始，然后在組裝中幅板，并保留100mm的縫隙，讓組裝的多塊中幅板搭在邊緣板上，然后開始焊接，先將中幅板進行焊接，在焊接中幅板時，要從里往外地進行焊接，將多個中幅板焊接在一起。其次在焊接焊縫，因為焊縫的長度比較長，收縮力也比較大，在焊接時要注意保持焊縫的自由收縮，這樣才能保證焊接收縮量不會被邊緣板所阻礙，從而使大型罐底板的整體結(jié)構(gòu)不會變形。然后在開始焊接邊緣板，邊緣部內(nèi)部不用焊接，直接焊接外部，并要等到邊緣板跟壁板之間的焊縫收縮后在開始焊接邊緣板。等到邊緣板焊接完成后，將收縮后的中幅板進行切焊，再對這一部分的焊縫進行焊接，這樣焊縫收縮后就會受到邊緣板的強力阻礙，從而使得整個中幅板受到拉伸作用，而不會產(chǎn)生波浪變形。

2.2 分段焊接法

分段焊接法，也就是倒退焊法。其主要是指先依次對各個段進行焊接，讓每一段的終點跟上一段的起始點相重合，以此類推。如果每段焊接的長度比較短，當焊接完某段的焊縫時，并且達到上一段的起點時，兩者的溫差不是很大，如果每段焊接的長度比較長時，兩端的溫差就比較大，也許當某段的終點焊接到上一段的起點時，起點的溫度就已經(jīng)完全冷卻了，這樣巨大的溫度差就會產(chǎn)生發(fā)生大面積的變形。因此，在大型罐底板焊接過程中為了避免發(fā)生大面積的變形現(xiàn)象，必須要保證每一段的長度不易太長，長度必須要保證不能超出焊接完一根電焊條所能完成的長度。

2.3 減少焊接加熱次數(shù)

在大型罐底板焊接過程中，還可以通過減少焊縫加熱次數(shù)來控制焊接變形，如可以在焊接中幅板焊縫時，采用一次填充焊縫的方式，提高焊縫的焊接速度，以此來控制焊接變形。

3 大型罐底板焊接變形的案列分析

本文以中央儲備糧某直屬庫大型油罐底板焊接為例，來談防變形的控制措施。中央儲備糧某直屬庫大型油罐底板的直徑18m，由中幅板和弓形邊緣板組成，使用板厚 δ=16mm，橫向為對接焊，縱向為搭接焊。

3.1 焊接過程中的變形類型

該氣柜整個底板焊接過程中會發(fā)生以下幾種變型的類型：中幅板受大面積的縱焊縫的影響，最易產(chǎn)生大面積的波浪式變形；弓形邊緣板焊接，受對接焊縫和環(huán)形焊縫的影響，極易引發(fā)收縮式變形現(xiàn)象；壁板主要是受壁板的立焊縫和角環(huán)形焊縫的影響，極易產(chǎn)生收縮式變形和角變形。

3.2 焊接過程中的防變形措施

3.2.1 中幅板的焊接

在焊接中幅板時，為了防止焊接變形，首先要對中幅板進行鋪設，而且要保證以鋼板的中心線為主進行對接式的鋪設，然后在對對接處進行焊接，采用倒退焊接的方式進行交錯式焊接，也就是說讓每條焊縫在焊接時分成兩塊來錯開式的焊接，每焊接完一根，倒退一根，最后在整體的焊接，這樣就能讓其能夠自由收縮，防止焊接過程中的變形。

3.2.2 邊緣板的焊接

在焊接邊緣板時，也是先將邊緣板進行鋪設，鋪設成弓形，讓每塊邊緣板看上去像扇形，其外圈是圓形的形狀，內(nèi)圈則是平口，讓其鋪設結(jié)束以后，形成一個外圓內(nèi)棱的形狀。然后再對其進行焊接，焊接時也是采用倒退焊接的方式，讓兩塊板和兩塊板對接的方式進行焊接，在焊接過程中，要注意不要焊接邊緣板對稱的4條焊縫，留出多余的收縮縫隙，為后期的調(diào)整打好基礎，這樣就能防止邊緣板在焊接時發(fā)生變形的情況。

3.2.3 壁板焊接

在焊接壁板的過程中，首先在安裝壁板時就要注意留出壁板的收縮量，還要留出4條對稱的能夠收縮的縫隙，為后期的收縮調(diào)整做好基礎。在焊接時采用加強板來控制焊口，以此來防止焊接壁板時發(fā)生變形的情況，而且在焊接完成后，還要跟邊緣板進行對接，對接時也要留出跟邊緣板之間的收縮縫，縫隙要大于300mm，而且要交錯進行。同時在焊接壁板跟邊緣板時，也是采用倒退焊縫法，可以用一個 45°支撐架來進行固定，以此來防止焊接時發(fā)生的角變形的現(xiàn)象。

3.2.4 中幅板與邊緣板的環(huán)焊接

在中幅板跟邊緣板的環(huán)進行焊接時，也是采用倒退焊接法對其環(huán)焊縫進行焊接，在焊接時將焊縫調(diào)整成最小的單元，再進行焊接，最后再對整體進行處理。在整個大型罐底板進行焊接時，除了油管采用立焊的焊接方式外，其他的焊縫都是采用倒退焊接的方法進行焊接。

4 結(jié)語

綜上所述，在大型罐底板焊接過程中，經(jīng)常會發(fā)生大面積的變形現(xiàn)象，如縱向收縮變形、橫向收縮變形、彎曲變形、角變形以及波浪式變形等，嚴重影響著大型罐底板的承載能力。因此，在焊接過程中，必須要采用合理的焊接順序、采用分段退焊的方法，以及減少焊接加熱次數(shù)的方式來對其進行控制，從而延長其使用壽命。

參考文獻

[1] 魏海軍.淺談油田地面建設大型儲罐罐底板焊接防變形措施[J].工程技術(shù)：引文版，2015（10）：268.

[2] 杜少華.淺析大型儲罐罐底的焊接變形機理及各種影響因素[J].城市建設理論研究：電子版，2013（9）.

[3] 顧書兵.淺談大型儲罐底板焊接及變形控制措施[J].城市建設理論研究：電子版，2012（1）.

[4] 郭強.淺析大型儲罐罐底的焊接變形機理及各種影響因素[J].商品與質(zhì)量·建筑與發(fā)展，2014（7）.

[5] 柯春明.淺談大型儲罐底板焊接及變形控制措施[J].科技資訊，2011（14）：107.endprint