淺談本鋼6#高爐爐頂大門更換的焊接工藝

謝添宇

摘 要：焊接工程對于爐頂大門的更換是非常重要的，要保證爐頂大門的施工質量，其關鍵是要消除焊接應力，控制焊接變形。要想解決爐頂大門焊接工程變形這一問題，需要在施工前進行仔細研究，找出焊接變形出現的原因，然后在施工前制定一個完整的施工方案，在施工時嚴格按照施工方案進行施工，從而減少焊接出現變形。本篇文章就是根據以往的經驗，對焊接變形提出相應的解決方案。

關鍵詞：高爐爐頂焊接；焊接變形； 工藝

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.09.051

1 引言

本溪鋼鐵公司6#高爐采用無料鐘裝料爐頂，高爐爐頂大門是高爐檢修時更換溜槽及高爐煤氣點火的主要安裝通道，正常生產時爐頂法蘭需同時承受爐內壓力（0.2Mpa）及高溫（300℃）左右，于此同時，在爐頂焊接時爐殼表面會受到很大的應力，從而會導致爐殼表面破裂，所以在進行爐頂焊接工程時，不能一味的盲目焊接，而是需要按照一定的焊接工藝對其進行焊接，從而減少爐殼表面破裂的情況，焊接工藝應該如圖所展示的那樣，從而來提高焊接的質量以及防止焊接出現變形的情況。

2 爐頂法蘭焊前檢查及確認

2.1 坡口清理

在進行焊接之前，對坡口處進行處理是極其重要的一個步驟，所以，為了保證焊接質量，在焊接前需要把坡口處以及坡口周圍五十毫米左右的污水、油漬等臟的地方處理干凈，從而為焊接提供質量保證。如果遇到K形坡口，則在吊裝前就需要對其清理干凈。

2.2 定位焊

定位焊的位置大約在外側坡口處，尋找一個最佳位置進行焊接，定位焊的長度以及間距都應該控制在一定的范圍之內，焊兩層，在焊接預熱時應該選用氧——乙炔焰的方法進行預熱。

2.3 坡口精度的復查

即使在裝配完成之后也不可以放松，在完成之后還需要對一些地方進行檢查，像坡口面、坡口間隙之間，對其檢查是否存在缺陷，對于那些不合格的地方要及時的做好標記，以便在焊接時可以處理掉這些缺陷，從而使焊接質量得到保障。

2.4 大間隙堆焊

坡口之間正常的間隙應該是三毫米以下，所以對于那些間隙大于四毫米的坡口，在焊接前應該進行堆焊，從而使坡口之間的間隙處于正常的范圍內，在進行堆焊時同樣也需要進行預熱，在堆焊時也要對坡口出處理干凈，堆焊要按照一定的步驟進行，千萬不可隨意的進行堆焊，在完成一層堆焊時，一定要仔細檢查，確定堆焊無誤后，才可以進行下一層的堆焊。

2.5 無間隙處的氣刨

在焊接時如果遇到那些沒有間隙的坡口也是不合格的，對于沒有間隙的坡口，可以對其進行氣刨工程，在進行氣刨工程時，也會有一定的要求，就是要求氣刨應該大于兩毫米。在進行氣刨工程前同樣也需要進行預熱，在氣刨完成之后，要對氣刨施工的地方進行打磨，直到打磨出金屬光澤時，才可以停止對氣刨的打磨。

2.6 分段焊接

整條焊縫前后分兩個部分。大門的左右為第一部分，同時安排6個焊工，左右各三個，每個1米安排一個焊工，自上而下同時進行施工。大門的上下為第二部分，當大門左右施焊完畢后，安排4個焊工，從大門的上下方中間部分向兩邊同時進行施焊，如圖2所示。

3 爐頂法蘭正式焊接

在焊接準備完成之后，在正式焊接時也需要按照一定得步驟進行，其焊接步驟如下：

首先需要進行外側預熱，外側預熱時內層需要達到一定的溫度，除了第一層，其余的各層應該相同速度進行焊接。內測焊接達到坡口的三分之二時，則需要對內側進行預熱，如果內測溫度達到時，外側就可進行氣刨，在氣刨完成后，需要對氣刨之處進行打磨，直到打磨到一定程度時才可以停止。等這些工程都完成后則需要進行共同檢查，只有檢查通過才可以進行焊接。

內外側的焊接技術要求是相同的，都需要對其進行預熱，只不過是外側焊縫焊完后，進行外側焊縫的預熱，焊完內側未焊完的三分之一坡口深度的焊縫。

4 焊接應力的消除

導致爐頂大門焊接工程變形從而形成裂紋的最主要的一個原因就是焊接應力，焊接應力也主要分為兩種，焊接應力對焊接工程也有著危害，其危害可以從兩個方面進行考慮

（1）對結構完整性的影響。焊接應力可以導致整個焊接工程變形，從而使爐殼表面形成裂痕。

（2）對結構服役性能的影響。因為焊接應力對焊接工程有著極大的破壞，焊接應力對焊接材料會造嚴重的腐蝕，從而會影響整個焊接工程的質量，使其產生變形。

對于本論文案例——爐頂大門焊接來說，由于是初冬季節，爐內溫度過高，環境溫度比較低，冷熱交替很容易導致殘余的應力，導致焊完投入生產后極易造成大門變形。對此，我們采用加載法，從而達到松弛應力的目的。

5 結束語

在進行焊接工程時，一定要按照一定的焊接順序，利用焊接收縮的效果，從而控制法蘭面不水平度。在冬季進行焊接時，為了減少焊接出現變形，在進行焊接的過程中，應該注意對其進行預熱以及后期溫度的處理。如果按照工藝焊接對其進行焊接，則可以使焊接內部的質量能夠有百分之百的保證。

參考文獻：

[1]中國機械工程學會焊接學會編.焊接結構設計手冊[M].北京：機械工業出版社，1990（03）.

[2]中華人民共和國國家標準：《鋼結構工程施工質量驗收規范》[S]. （GB50205-2001），北京：中國計劃出版社，2002.

[3]中華人民共和國國家標準：《鋼結構設計規范》[S].GB50017 - 2003，北京：中國計劃出版社，2003.