钢衬安装环缝焊接变形的处理方法及工艺

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摘要：文章介绍了某大型水电站钢衬安装环缝焊接变形的相关情况，及详细有效的处理方法，和工艺。对同类型的工程施工有很好的借鉴作用。

关键词 ：双相不锈钢复合板；焊接工艺；焊接变形；变形处理

中图分类号：TG44文献标识码：A文章编号：

某大型水电站泄洪中孔钢衬管壁采用双相不锈钢复合板，不锈钢复合钢板复材采用4mm厚的00Cr22Ni5Mo3N(2205)钢板，基材为26mm厚的Q345C钢板。破口形式为2/3双V形坡口、坡口45º、钝边2mm装配间隙3mm。中孔钢衬每孔的总长为24.768m，共分为8节。进口段最大孔口内孔尺寸为16.994*7.163m。焊接时原工艺为先焊基层，碳弧气刨清根打磨后焊接过渡层，最后在过渡层上焊接覆层。

钢衬安装环缝手工电弧焊工艺参数表

在第一孔钢衬安装施焊过程中由于现场管理人员不够重视、工序及焊接参数控制不严格致使环缝底板及侧板产生较大凹曲变形（最大局部变形量为mm）；同时变形没有及时处理、之后钢衬下面已被土建钢筋穿扎密实，人及施工器具已无法进入。故已无法在钢衬底部的碳钢面实施校正手段。该复合板采用爆炸复合形成制作而成，所以也不能直接在复层（不锈钢层）加外力校正，否则容易引起不锈钢层与碳钢层分离。本文主要讲如何在复合（不锈钢面）施工对产生的变形进行校正。

采用30mm厚Q345钢板制作成T型校正架，制作时要充分保证其强度及稳定性，校正架拉板底部要开双面500坡口。具体尺寸见附图。

将返修部位按500mm间隔分段、划线，标出要焊接T型校正架的部位，将T型校正架焊接部位不锈钢用碳弧气刨刨掉，并打磨掉渗碳层， 将T型校正架与环峰碳钢部位按焊透要求焊接，保证与T型校正架拉板等强度，焊接时使用CHE507焊条。

把将要架设千斤顶的部位清扫干净，垫上垫板、架设千斤顶，千斤顶要架在焊缝变形凹曲线的尾段端，测量此时变形量。

将各千斤顶同时顶紧，并尽量做到顶千斤顶时均匀受力，记录数据。把将要处理的焊缝用碳弧气刨刨成便于施焊的U型破口，破口深度约25mm，破口根部不易过窄，与T型校正架根部焊缝衔接处坡口不易过陡，以便于返修焊缝与T型校正架下端未处理的焊缝充分熔合，T型校正架焊接处的原复合钢板下的碳钢焊缝不在刨除，将作为处理后焊缝的一部分。

碳弧气刨过程中应趁余热迅速顶千斤顶，同一T型校正架下的两千斤顶要同时顶压、保证受力均匀。边顶边测量变化情况，直至下陷焊缝处高出平面3~5mm（测量长度应为1000mm钢板尺），（在此过程中如果千斤顶顶不动则可对刨开焊缝根部进行火焰加热）经检查合格后对焊缝进行清理打磨，磨掉渗碳层，焊接前要对刨缝进行着色，观察有无裂纹，如有裂纹需将裂纹刨掉然后再进打磨着色处理，直至确定无裂纹才能开焊。

焊接须挑选能够从事一、二类焊缝焊接的有丰富焊接经验并持有证合格焊工证焊工施焊。

焊接前需对所用焊条进行烘烤，E5015（CHE507）、A042及CHS2209焊前均须经350℃烘焙1小时。以上焊接均采用Φ3.2焊条、采用分层分道退步焊（分段退步焊顺序见后图）焊接时CHE507焊接电流不大于130A；电弧电压21-25V;线能量小于45KJ/cm,层间温度不大于120℃。不锈钢焊条焊接电流不大于110A；电弧电压20-24V;线能量小于20KJ/cm,层间温度不大于100℃，每层焊层厚度3~5mm。

每道焊缝焊完后应立即趁热对焊缝采取锤击，减弱焊接应力，焊接到距不锈钢表面6mm时停止施焊，对焊接变形进行检查，最后一道盖面焊需等层间温度冷却后施焊，以减小焊接收缩量。

在焊接过程中要随时检查T型校正架焊缝是否出现裂纹，及受力变形情况，保证施工安全。检查千斤顶受力情况，调整千斤顶受力保证焊接过程中不出现焊缝下凹。

焊缝焊完后、去除T型校正架、并将T型校正架焊接部位打磨干净、并仔细检查无表面缺陷后按要求补焊不锈钢过渡层及表面层。全面检查尺寸并打磨合格后进行无损探伤检查。

实验证明该工艺的处理效果是很理想的。处理后消除了凹曲变形，焊后焊缝周围表面平整，焊缝超声波探伤符合要求。

参考文献：

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[2] SL36-92《水工金属结构焊接通用技术条件》.

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[4] GB/T983-1995《不锈钢焊条》.

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[6] GB985《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝破口的基本型式与尺寸》.