论干燥机管束干燥机封头部件制造工艺改善

论文导读：mm；筋板材料为Q245R，厚度为26mm，原焊接工艺为手工电弧焊，焊条直径4mm，在筋板定位后，按顺时针方向依次焊接每块筋板，一方面由于手工电弧焊线能量大，焊缝较厚，焊接应力较大；另一方面，由于焊接工作顺序不合理，各个筋板之间会相互影响，而且由于焊接工作量大，各个筋板焊接的间隔时间长，由于焊接顺序的影响，各个筋板的应力存在较大
摘要：在管束干燥机封头部件的加强筋板的焊接过程中原采用焊条电弧焊工艺，此法生产效率低、劳动强度大、成本高，且焊接应力大且不均匀，造成封头失圆，造成下一步装配困难。用药芯焊丝电弧焊接工艺替代焊条电弧焊工艺，并优化焊接顺序，效果明显。
关键词：药芯焊丝电弧焊 焊接顺序 替代
管束干燥机是间接加热接触式干燥机，它广泛应用于轻工、食品、粮食等行业的松散物料、如粉状、颗粒状无太大粘性的物料。管束干燥机管束部的制造过程中的焊接工作主要集中在封头部件上，除传动轴及人孔与封头的焊接工作外，为提高封头部件的刚性，在封头内侧共计有8块加强筋板需通过焊接与封头连接，因此焊接工作量大，造成焊接应力集中，为消除焊接应力封头部件在焊接结束后会进行消除应力热处理。
原制造工艺为采用焊条电弧焊，按顺时针方向依次焊接8块筋板，生产成本高、效率比较低，且工人劳动强度大。并且在生产过程中发现，由于焊接工作量大，焊接应力难以控制，在封头组件热处理后，随着焊接应力的释放，有时会造成圆度不满足要求，造成下一步装配问题。

一、分析问题原因，

以一台800平方的管束为例，封头材料为Q245R，厚度28mm；筋板材料为Q245R，厚度为26mm，原焊接工艺为手工电弧焊，焊条直径4mm，在筋板定位后，按顺时针方向依次焊接每块筋板，一方面由于手工电弧焊线能量大，焊缝较厚，焊接应力较大；另一方面，由于焊接工作顺序不合理，各个筋板之间会相互影响，而且由于焊接工作量大，各个筋板焊接的间隔时间长，由于焊接顺序的影响，各个筋板的应力存在较大的差别，因而在热处理后，随着应力的释放，存在焊接变形，而由于各个筋板的应力不一致，会造成封头圆度不能达到要求。

二、用FCAW工艺的替代手工电弧焊工艺的可行性分析

药芯焊丝电弧焊，即FCAW，除具有CO2保护焊的优点外，还具有，生产效率高，焊缝质量好，焊接工艺性能好，节约熔敷金属，成本低，一种高效，优质，低耗，节能的焊接方法。FCAW与焊条电弧焊相比，具有较高的焊接效率（焊接效率是焊条电弧焊的3倍），焊缝成形好状，外观平滑美观。同时，由于焊丝直径较细，电源于：硕士毕业论文www.7ctime.com
流密度大，电弧穿透力强，电弧热量集中，对于必须开坡口的焊接，一般坡口角度可以由焊条电弧焊的60度左右减小为30～40度，钝边可以相应增大2～3mm，根部间隙可以相应减少1～2mm。采用FCAW焊接工艺，可以通过合理设计焊接接头，达到减少焊缝金属的目的，相应地可以减少焊接应力。
针对国内生产药芯焊丝质量不稳定的问题，采购同一厂家的同型号的多批次的焊丝（型号为E501T-1，标准号为GB/T10045-2001《碳钢药芯焊丝》）进行工艺性试验，在平板上进行平铺焊接试验，试验结果如下：当焊接电流在140～280之间变化时，电弧想对稳定；焊缝金属流动性好，飞溅较实芯焊丝小；焊缝金属宽度较宽，厚度较；熔敷效率达到80～90%；焊缝金属表面光滑整齐。不同批次的焊丝质量稳定。
GB/T10045-2011《碳钢药芯焊丝》规定型号为E501T-1焊丝熔敷金属抗拉强度值为不小于480MPa，而GB713-2008规定厚度为16～36mm的Q245R钢板的抗拉强度为400～520MPa。NB/T47015规定焊材的选用原则是焊缝金属的力学性能应高于或等于母材规定的限值，或是满足设计文件的要求。因此该焊丝能适用于Q245R的焊接。况且，在焊丝的时候，还可以对生产厂家提出焊丝熔敷金属抗拉强度值的范围，而通过焊接工艺评定，拉伸试样和冲击试样的试验值都符合规范的要求。
FCAW焊接工艺适用于管束干燥机封头部件的焊接，既可以提高生产效率，减轻劳动强度，降低生产成本。同时通过合理的坡口设计和焊接线能量的控制，达到减少熔敷金属量和焊接应力的效果。

三、采用更合理的焊接顺序

管束干燥机的封头部件内均匀分布8块筋板，该焊接结构截面形状对称，焊缝布置也对称，采用按顺时针方向依次焊接筋板的制造工艺，焊后出现变形，且各部分变形不一致，主要是装配和焊接顺序不合理引起。对于具有对称结构的焊接工作，应有成对的焊工对称进行焊接，这样可以使各焊缝引起的变形抵消一部分。
同时文献1中指出，对单个T形接头而言，获得的热量是影响焊后变论文导读：
形的主要原因，先焊一道焊缝，再进行另一道焊缝的方式，T形接头获得的热量最少，最终所获得的角变形最小，且由于后道焊缝对前一道焊缝的回火作用，焊接接头的残余应力部分得到释放，残余拉应力最小，但由于T形接头两侧焊缝填充的不均匀性，所产生的拉应力、变形也是不均匀的。
采用新的制造工艺，在筋板装配定位后，由两名焊工对对称的两块筋板同时施焊，对每块筋板采用先焊一侧，再焊另一侧的工艺，可以减小焊接应力及各个焊接接头之间应力的相互影响。
在采用药芯焊丝电弧焊工艺替代原有焊条电弧焊，并优化焊接顺序后，在生产实践中取得良好的效果。新的制造工艺虽然不能完全消除变形，但焊接变形较原来减小，且变形均匀。生产效率大大提高，劳动强度、生产成本有所降低。在提高质量的同时，也取得了不小的经济效益。
参考文献

1、焊接顺序对T形接头残余应力和变形的影响 《焊接学报》2011年10月第10期

2、中国机械工程师学会焊接学会编。焊工手册