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风机机壳焊接变形原因及矫正方法分析

风机机壳焊接变形原因及矫正方法分析

应国富

(浙江亿利达风机股份有限公司,台州 318056)

【摘要】风机是我国第二、三产业中应用较广的通风换气设备,随着我国市场经济体制的转型,风机在不同产业中具有较大的市场应用前景。但目前风机应用中存在机壳焊接变形的问题,影响风机应用效果与运行效率,是风机行业发展的重要阻力问题。基于此,本文分析风机即可焊接变形问题的原因与矫正方法。

【关键词】风机;机壳焊接;变形原因;矫正方法

    风机由叶轮、机壳、传动系统、发电机、控制系统、轴承等部件组成,每个部件都发挥着不可替代的作用,其中风机机壳是保障风机正常运行的关键部件,负责风机叶轮吹出的气体并控制气体流向。风机机壳中存在的焊接变形问题严重影响机壳在风机运行中正常发挥作用,本文将分析风机机壳焊接变形问题与影响因素,分析具体矫正方法。

一、风机机壳存在的焊接变形问题

 我国大部分风机生产行业内机壳均采用钢板材质构成,焊接工作对钢板产生双向应力,若受力不均则容易导致钢板失稳形成变形,即为风机机壳中存在的焊接变形问题[1]。风机机壳焊接的常规形式通过将焊件充分加热、加压,利用高温或高压作用于机壳钢板,改变钢板形态而完成焊接。但若焊接过程中对加热、加压环节控制不当,机壳钢板中部分区域受热或受压不均,则容易发生变性,导致焊接不紧密,直接影响风机机壳的后期作用与风机运行效率。根据相关资料显示,风机机壳中存在的焊接变形问题,可按照不同变形因素分为纵向变形、横向变形、角变形、弯曲变形、扭曲变形以及波浪变形几种变形形式,下文将具体介绍以上几种变形形式的影响因素。

二、风机机壳焊接变形的影响因素

不同类型风机机壳焊接变形问题的影响因素较复杂,其中纵向变形是指钢板在焊接结束冷却阶段,焊接端口熔融焊丝聚集量与收缩量不平衡,纵向收缩形成变形;横向变形是指机壳钢板焊接中各个部分受热不均,焊接后钢板冷却时横向收缩力过大而导致横向变形[2];角变形是指机壳钢板单面焊接时双面受热不均,导致收缩力分布不均,热度更高一面向热度低的一面收缩,形成角度变形;弯曲变形是指机壳钢板焊接过程中受热不均对钢板结构的影响,形成不规则的弯曲变形,在风机机壳焊接中最为常见;扭曲变形则指风机机壳在焊接过程中横断面由焊接到冷却阶段受力不均形成的扭曲变形;波浪变形是指风机机壳钢板较薄部分冷却阶段残余应力过大形成的波浪形变形[3]。综上可知,影响风机机壳焊接变形最为普遍的因素可概括为受热不均与受力不均两大因素,为提高风机机壳焊接效果,下文将对于以上因素提出具体的矫正方法。

三、风机机壳焊接变形的矫正方法

风机机壳焊接变形问题可以通过变形后的矫正、变形前的质量控制两方面方法,提高风机机壳的焊接效果与质量,矫正方法是在机壳钢板已发生变性后的补救措施,包括机械矫正、温度控制矫正等方法,使风机机壳钢板恢复至正常水平;质量控制则需要重点排除易导致机壳焊接变形的因素,减少风机机壳发生焊接变形问题的几率,从根源处预防风机机壳焊接变形问题。目前风机机壳制造过程中已普遍应用焊接质量控制方法,在焊接过程设计科学、合理的钢板焊接焊缝与布局,分散应力与温度;制定合理装配、焊接顺序,提高机壳焊接效率;根据不同钢板厚度选择科学、合理焊接技术,避免不同厚度钢板应用相同焊接技术导致的受力不均问题[4]。

风机机壳焊接变形的后期矫正方法中应用较多的为机械矫正方法,实际应用中成本投入较少,经济性较高,适用于塑性较佳材质的机壳钢板,原因在于机械矫正的原理为利用较大的机械压力,作用于钢板变形部位,使其在压力作用下恢复至正常状态,若钢板材质不佳则容易损坏机壳钢板,无法达到矫正目的。对于角变形、扭曲变形等变形程度较大的风机机壳,需要在发现风机机壳钢板变形后,利用吨位较大的压力机械,通过较大压力作用于变形机壳钢板,矫正钢板变形部位恢复至正常状态;对于横向变形、纵向变形、弯曲变形等变形程度较小的风机机壳,则无需利用较大机械,根据机壳钢板的不同变形位置与特征,可直接应用锤子等工具敲击矫正,若机壳钢板焊接变形原因为焊缝收缩,则需对准焊缝位置敲击,使机壳钢板焊缝恢复至平滑状态,后再次焊接保证焊接严密。

温度控制矫正方法是对于不同材质、不同类型风机机壳钢板焊接变形均可适用的矫正方法,其矫正原理为通过高、低温度控制的方式,改变机壳钢板形态,有效矫正焊接变形的机壳钢板,原理大致与焊接工作一致。温度控制矫正方法实际应用中可将分为高温矫正、中温矫正与低温矫正三个部分,其中高温矫正的温度在700-800℃间,中温矫正的温度在600-700℃间,低温矫正的温度则在500-600℃间,实际矫正工作中需要根据风机机壳钢板的焊接变形程度、钢板材质、耐受性等多方面考虑,制定合理的矫正方案[5]。另外,考虑到机械矫正方法与温度控制矫正方法的不同优势,还可结合两种矫正方法,在结构、变形复杂的机壳钢板中进行矫正,在适于机械矫正的部位应用机械矫正,在适于高温矫正的部位应用高温矫正,从而进一步保障机壳焊接变形矫正效率。

四、结语

风机机壳焊接变形是影响风机正常运行的重要影响因素,本文根据更积极可焊接变形问题的影响因素,提出机械矫正、温度控制矫正等矫正方法与焊接质量控制方法。风机制造企业通过以上方法完善机壳焊接全过程管理,不仅可以提高焊接变形问题的矫正效率,而且可以在焊接前控制质量,降低焊接变形问题发生几率,提升焊接安全性。为进一步提升风机行业内机壳焊接质量,企业还需根据自身特征制定适于本企业的管理方案,减少行业内焊接变形问题,推动风机行业运行效率与机壳焊接技术水平。

【参考文献】

[1]孙桂花,金锐,陈建军.风机机壳焊接变形原因及矫正方法[J].风机技术,2012,11(06):56-57.

[2]于华.试析焊接件变形的原因、种类和矫正方法[J].工业技术,2012,14(01):88.

[3]王大闯.薄板结构件焊接变形的控制与矫正方法[J].技术与市场,2013,20(07):190.

[4]薛志军.浅谈钢结构焊接变形及其预防[J].科技向导,2013,19(06):170.

[5]冯皓凯.浅谈高炉鼓风机自动控制系统及电气控制技术研究与应用[J].河南科技,2013,04(2):63-34.

 

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