專利名稱：一種水冷壁底錐組對焊接、熱處理裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及本發(fā)明涉及水冷壁底錐焊接方法，尤其涉及一種新型高效氣化爐水冷壁連接底錐組對焊接、熱處理裝置及方法。
背景技術(shù)：
煤化工產(chǎn)業(yè)在國民經(jīng)濟中發(fā)揮越來越大的作用；“氣化爐”內(nèi)件主要由多段圓筒形水冷膜式壁組成；水冷壁底錐為一種高效氣化爐中連接激冷管圓筒膜式壁與輔助激冷器的部件。水冷壁底錐由環(huán)形鍛件、異型彎管、異型扁鋼、異型扁鋼、堆焊層通過焊接組成，為消除堆焊后應(yīng)力，還需要進行焊后熱處理。水冷壁底錐中環(huán)形鍛件另一端與激冷管連接，夕卜錐面α與輔助激冷器內(nèi)錐面配合，因此，要求水冷壁底錐焊接及熱處理后有較好的幾何形狀。但是水冷壁底錐由64道環(huán)焊縫、128道角焊縫與大面積環(huán)形堆焊層組成，焊后還要進行整體高溫退火處理，焊接應(yīng)力與變形非常大，無法滿足使用要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種減小焊接應(yīng)力與變形的水冷壁底錐組對焊接、熱處理裝置及方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:一種水冷壁底錐組對焊接、熱處理裝置，該裝置包括對接裝置和焊接熱處理裝置；水冷壁底錐由環(huán)形鍛件、異型彎管、第一異型扁鋼、第二異型扁鋼以及堆焊層通過焊接組成；所述對接裝置包括對接裝置底座、對接裝置底座上固定設(shè)置的4個定位塊、定位環(huán)及定位圈；所述焊接熱處理裝置包括底座、底座上設(shè)置的環(huán)槽、壓板及支撐筒，所 述環(huán)槽與環(huán)形鍛件相配合，所述壓板與底座連接并壓緊環(huán)形鍛件，所述的支撐筒設(shè)置在底座與定位環(huán)之間，支撐底座與定位環(huán)。進一步地，所述定位環(huán)包含一個與異型彎管外錐面配合的內(nèi)錐面，異型彎管的外錐面通過定位圈、螺栓與定位環(huán)的內(nèi)錐面配合定位。進一步地，所述定位環(huán)的內(nèi)止口與對接裝置底座外止口配合，并通過螺栓連接定位。進一步地，環(huán)形鍛件通過螺栓固定在定位塊上，定位塊對環(huán)形鍛件進行外圓定位與端面支撐定位。一種水冷壁底錐組對焊接、熱處理方法，該方法的步驟包括:
步驟1、將待焊接的環(huán)形鍛件與對接裝置底座對接，將定位環(huán)與對接裝置底座連接；步驟2、將待焊接的異型彎管裝在定位環(huán)上，異型彎管的兩管端對準環(huán)形鍛件上的兩相鄰?fù)ǖ溃?br> 步驟3、進行管口對接焊縫的焊接；
步驟4、完成管口對接焊縫的焊接后，取下對接裝置底座，進行被4個定向塊遮擋處的4件異型彎管與環(huán)形鍛件的焊接； 步驟5、完成所有異型彎管與環(huán)形鍛件的對接焊接后，將工件連同定位環(huán)一起裝入焊接熱處理裝置上，環(huán)形鍛件上端落入底座的環(huán)槽內(nèi)進行定位；
步驟6、用一周32件壓板將環(huán)形鍛件壓緊，定位環(huán)與底座之間通過支撐筒支撐，并用螺栓將兩者固定；
步驟7、完成定位夾緊后，進行第一異型扁鋼、第二異型扁鋼與異型彎管內(nèi)側(cè)的交替焊
接；
步驟8、進行環(huán)形堆焊層的焊接；
步驟9、焊接完成后，將焊接熱處理裝置連同焊接后的水冷壁底錐、定位環(huán)一起入爐進行高溫回火處理即可。進一步地，將定位環(huán)的內(nèi)止口與對接裝置底座的外止口對接，并通過螺栓定位。進一步地，將異型彎管外錐面與定位環(huán)內(nèi)錐面對接，并用定位圈及螺栓將兩者固定。本發(fā)明的技術(shù)方案產(chǎn)生的技術(shù)效果如下:對接裝置將環(huán)形鍛件與異型彎管完成對接焊縫的焊接，通過定位環(huán)、定位圈及螺栓進行連接，異型彎管與定位環(huán)的內(nèi)錐面配合，進行夾緊與定位，避免焊接過程中異型彎管彎曲使焊接變形，同時在兩種異型扁鋼與異型彎管的焊接過程中，通過壓板壓緊環(huán)形鍛件，同樣是避免彎曲變形的發(fā)生；焊接過程結(jié)束后，將焊接熱處理裝置同焊后水冷壁底錐一起入爐高溫回火，同樣是考慮到焊接應(yīng)力與變形，消除堆焊后應(yīng)力，保證焊后水冷壁底錐的幾何形狀。


圖1本發(fā)明水冷壁底錐軸向結(jié)構(gòu)示意圖。圖2本發(fā)明圖1的E-E剖切結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明圖1的F-F剖切結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明環(huán)形鍛件軸向結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本發(fā)明圖4的K-K剖切結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為本發(fā)明對接裝置的剖切面圖。圖7為本發(fā)明對接裝置的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖8為本發(fā)明定位環(huán)與水冷壁底錐的定位夾緊剖面圖。圖9為本發(fā)明定位環(huán)與水冷壁底錐及焊接熱處理裝置定位夾緊的剖面圖。圖10為本發(fā)明定位環(huán)與水冷壁底錐及焊接熱處理裝置的定位夾緊俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標注為:1、水冷壁底錐；2、環(huán)形鍛件；3、異型彎管；4、第一異型扁鋼；5、第二異型扁鋼，6、環(huán)形堆焊層；7、對接裝置；8、定位環(huán)；9、對接裝置底座；10、定位塊；11、定位圈；12、螺栓；13、焊接熱處理裝置；14、底座；15、壓板；16、支撐筒。
具體實施例方式下面結(jié)合

及實施例對本發(fā)明作進一步描述。實施例一
如圖1、2、3、4、5、6、7、8、9、10所示，一種水冷壁底錐I組對焊接、熱處理裝置，水冷壁底錐由環(huán)形鍛件2、異型彎管3、第一異型扁鋼4、第二異型扁鋼5以及環(huán)形堆焊層6通過焊接組成，該裝置包括對接裝置7和焊接熱處理裝置13 ;所述對接裝置包括對接裝置底座9、對接裝置底座上固定設(shè)置的對環(huán)形鍛件進行外圓定位與端面支撐定位的4個定位塊10、內(nèi)止口與對接裝置底座外止口通過螺栓配合定位的定位環(huán)8及定位圈11,其中定位塊與環(huán)形鍛件通過螺栓定位；定位環(huán)內(nèi)側(cè)含有一個與異型彎管配合的內(nèi)錐面，異型彎管的外錐面與定位環(huán)的內(nèi)錐面配合并通過定位圈進行圓周定位，同時利用螺栓12定位夾緊。所述焊接熱處理裝置包括底座14、底座上設(shè)置一與環(huán)形鍛件相配合的環(huán)槽、兩端均與底座通過螺栓連接并壓緊環(huán)形鍛件的一周32件壓板15及支撐底座與定位環(huán)的支撐筒16，同時通過一周20件螺栓將定位環(huán)與底座固定；壓板一端通過螺栓與底座連接，另一端也通過螺栓連接在環(huán)槽旁邊的底座上，壓緊垂直壓緊環(huán)形鍛件，防止第一異型扁鋼、第二異型扁鋼交替與異型彎管焊接時彎曲變形；支撐筒用于支撐底座與定位環(huán)，避免定位環(huán)與異型彎管之間發(fā)生變形。其中，定位環(huán)內(nèi)錐面的錐度與異型彎管外錐面的錐度相同，實現(xiàn)貼緊配合。實施例二
一種水冷壁底錐組對焊接、熱處理方法，各工件與裝置的定位夾緊結(jié)構(gòu)如圖6、7、8、9、10所示,該方法的步驟包括:
步驟1、將環(huán)形鍛件與對接裝置底座上的4個定向塊通過螺栓連接，螺栓穿過環(huán)形鍛件通道對環(huán)形鍛件進行圓周定位，并夾緊環(huán)形鍛件，定向塊對環(huán)形鍛件進行外圓定位與端面支撐定位；
步驟2、定位環(huán)內(nèi)止口與對接裝置底座的外止口配合定位，用螺栓進行圓周定向、夾緊定位環(huán)；
步驟3、將待焊接的異型彎管外錐面與定位環(huán)內(nèi)錐面配合，并通過定位圈及螺栓連接，進行圓周定位，異型彎管的兩管端對準環(huán)形鍛件上的兩相鄰?fù)ǖ溃?br> 步驟4、進行除被4個定向塊遮擋處的4件異型彎管之外的28個異型彎管與環(huán)形鍛件的管口對接焊縫的焊接；
步驟5、完成28個異型彎管與環(huán)形鍛件的管口對接焊縫的焊接，取下對接裝置底座，進行被4個定向塊遮擋處的4件異型彎管與環(huán)形鍛件的焊接；
步驟6、完成所有異型彎管與環(huán)形鍛件的對接焊接后，工件不得從定位環(huán)上卸下，將工件連同定位環(huán)一起裝入焊接熱處理裝置上，環(huán)形鍛件上端落入底座的環(huán)槽內(nèi)進行定位；步驟7、用一周32件壓板將環(huán)形鍛件壓緊，定位環(huán)與底座之間通過支撐筒支撐，并用一周20件螺栓將兩者固定；
步驟8、完成定位夾緊后，將第一異型扁鋼、第二異型扁鋼交替與異型彎管內(nèi)側(cè)焊接，形成圓環(huán)異型面；
步驟9、在連接成的圓環(huán)異型面上堆焊3毫米厚的環(huán)形堆焊層；
步驟10、焊接完成后，不松開螺栓，將焊接后的水冷壁底錐連同焊接熱處理裝置及定位環(huán)一同入爐進行高溫回火處理即可。本實施例中的對接裝置與焊接熱處理裝置均為實施例一中所述，在此不再贅述。
權(quán)利要求
1.一種水冷壁底錐組對焊接、熱處理裝置，其特征在于:該裝置包括對接裝置和焊接熱處理裝置；水冷壁底錐由環(huán)形鍛件、異型彎管、第一異型扁鋼、第二異型扁鋼以及堆焊層通過焊接組成；所述對接裝置包括對接裝置底座、對接裝置底座上固定設(shè)置的4個定位塊、定位環(huán)及定位圈；所述焊接熱處理裝置包括底座、底座上設(shè)置的環(huán)槽、壓板及支撐筒，所述環(huán)槽與環(huán)形鍛件相配合，所述壓板與底座連接并壓緊環(huán)形鍛件，所述的支撐筒設(shè)置在底座與定位環(huán)之間，支撐底座與定位環(huán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水冷壁底錐組對焊接、熱處理裝置，其特征在于:所述定位環(huán)包含一個與異型彎管外錐面配合的內(nèi)錐面，異型彎管的外錐面通過定位圈、螺栓與定位環(huán)的內(nèi)錐面配合定位。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水冷壁底錐組對焊接、熱處理裝置，其特征在于: 所述定位環(huán)的內(nèi)止口與對接裝置底座外止口配合，并通過螺栓連接定位。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水冷壁底錐組對焊接、熱處理裝置，其特征在于:環(huán)形鍛件通過螺栓固定在定位塊上，定位塊對環(huán)形鍛件進行外圓定位與端面支撐定位。
5.一種應(yīng)用權(quán)利要求1 4的水冷壁底錐組對焊接、熱處理方法，其特征在于:該方法的步驟包括: 步驟1、將待焊接的環(huán)形鍛件與對接裝置底座對接，將定位環(huán)與對接裝置底座連接； 步驟2、將待焊接的異型彎管裝在定位環(huán)上，異型彎管的兩管端對準環(huán)形鍛件上的兩相鄰?fù)ǖ溃? 步驟3、進行管口對接焊縫的焊接； 步驟4、完成管口對接焊縫的焊接后，取下對接裝置底座，進行被4個定向塊遮擋處的4件異型彎管與環(huán)形鍛件的焊接； 步驟5、完成所有異型彎管與環(huán)形鍛件的對接焊接后，將工件連同定位環(huán)一起裝入焊接熱處理裝置上，環(huán)形鍛件上端落入底座的環(huán)槽內(nèi)進行定位； 步驟6、用一周32件壓板將環(huán)形鍛件壓緊，定位環(huán)與底座之間通過支撐筒支撐，并用螺栓將兩者固定； 步驟7、完成定位夾緊后，進行第一異型扁鋼、第二異型扁鋼與異型彎管內(nèi)側(cè)的交替焊接； 步驟8、進行環(huán)形堆焊層的焊接； 步驟9、焊接完成后，將焊接熱處理裝置連同焊接后的水冷壁底錐、定位環(huán)一起入爐進行高溫回火處理即可。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水冷壁底錐組對焊接、熱處理方法，其特征在于:將定位環(huán)的內(nèi)止口與對接裝置底座的外止口對接，并通過螺栓定位。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水冷壁底錐組對焊接、熱處理方法，其特征在于:將異型彎管外錐面與定位環(huán)內(nèi)錐面對接，并用定位圈及螺栓將兩者固定。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種新型高效氣化爐水冷壁連接底錐組對焊接、熱處理裝置及方法，水冷壁底錐1由環(huán)形鍛件2、異型彎管3、第一異型扁鋼、第二異型扁鋼及環(huán)形堆焊層6組成。首先，先將32根異型彎管兩端管口與環(huán)形鍛件相鄰的兩通道對接在一起，再將第一異型扁鋼、第二異型扁鋼交替與異型彎管內(nèi)側(cè)焊接在一起，形成圓環(huán)異型面；之后在連接成的圓環(huán)異型面上堆焊3毫米厚的耐熱層；最后，將焊接完成的水冷壁底錐入爐高溫回火處理。本發(fā)明公開的水冷壁底錐組對焊接、熱處理裝置及方法，減少了水冷壁底錐焊接過程中的變形及彎曲，保證了焊后水冷壁底錐的幾何形狀。
文檔編號C21D9/50GK103157917SQ20131010157
公開日2013年6月19日 申請日期2013年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月27日
發(fā)明者徐紀高, 周禮新, 冷雪峰, 齊浩, 王鴻雁 申請人:開封空分集團有限公司