文档介绍：罐式集装箱罐体的焊接技术探讨
——摘自《焊接技术》 2003．5金
陵石化工程质量监督站 郝幼淮 供稿者：技术管理部 方琰 摘要 ：罐式集装箱的罐体是一种薄壁
压力容器，它的
对罐
［
、亠
圈 2
式宁
制。能否减小焊缝错边量和控制焊接变形取决于
所用的压紧方式和压 紧力的大小
控制焊缝错边量和焊接变形，可将对接的钢板和筒节强制在一基准平面上。对
于钢板，基准平面采用一块被加工过的厚钢板；对圆形筒节，基准面可以是被加
工过的钢环。按照这一思路，试验小组设计了一套保证错边量不超标和控制焊接
变形的工装。工装使用的原理见图 2
3. 1. 1 工艺试验的基准
工艺试验的基准是一块
1000mmx600mmx24m 带有加工定位成形
的刚性钢板。该定位成形槽对单面焊双 成形是至
关重要的。 定位是指调整确定 缝间隙，成形是使
被对接的钢板的背面 缝按此槽成形。 经过多次试
验，最终确 在刚性钢板上加工 3mmxm
的成形槽
图耳廉度压飯及餐力詔
疋
(见图 3)
3.
带有预挠度的压板
控制错边量和焊接变形的压紧方式采用带一定挠度的压板压紧罐体钢板。试
验用压板的尺寸为： 1000mmx62mmx20mrffi 紧力的大小取决于压板预先加工出的挠度人压板尺寸的确定和压板压紧力的计算可按材料力学的有关公式“进行，压
板压紧力 P 取值范围为 13 — 15kN, 挠度和压紧力的大小计算如下：取 x 坐标系如
图4所示。
由梁的静力平衡条件，得 :
式中： Q 为均布朝荷； P 为压紧力 * f 为压板杞度。
根据简支梁的中点挠度公式
384 ￡/ (2)
式中： / 为压板的挠度 (rnm) ； E 为材料的弹性模就
5^
(二 192 ￡/，
丿为截曲惯性矩 (mm 4 ),
3
式中：
Q235B 的弹性模量 E= 200xl0 Pa 。
⑴ 求工艺试验压板的高度 h| 压板长度 l= 1000mm 板厚 b = 20mm 压紧力 P=l5kN;
挠度 i=5mm 代人式⑸得 h i=62mm 即工艺试验压板的实际尺寸为 1000mm
x 62mm 20mm
(2) 求生产验证压板的高度 h 2 :压板长度 1 = 3500mm 板厚 b = 24mm 压紧力
P=15kN 挠度 i =20mm 代入式 ⑸ 得h 2 =128mm 即生产验证压板的实际尺寸 为
3500mmx128mXn24mm
用工装施以足够大的力 P,把对接钢板紧紧地压在刚性钢板上，使罐体钢板的
错边量控制在 0- ，施焊过程中对接的钢板便不能产生位移变形， 且能平衡由
于电弧引起的热膨胀和冷收缩。经测试，钢板在拼焊后焊缝两侧的温度在 100 — 200 °C左右，
通过最高温度线膨胀系数的计算，板材伸长在％左右，焊接变 形比预想的要好，实践证明上述
压紧方案是合理的。
3. 2 焊接工艺参数的确定
罐式集装箱的罐体是一种特殊的压力容器， 一般罐体设计壁厚是 4-6mm 用
焊条电弧焊和埋弧焊进行双面焊接，在进行规模化生产时，就会显示出费工费
时且容易引起人为的焊接质量波动。为了获得稳定的焊接质量，试制小组对罐
体的对接焊缝采用的单面焊双面一次成形的混合气体保护焊。
混合气体保护焊的熔滴过渡方式之一是短路过渡，飞溅小，表面成形光滑。
由于混合气体保护焊焊接电流密度大，电弧的热量集中，因此焊接速度快，生
产效率高。保护气流还能对焊件起一定的冷却作用，能有效地防止薄板