冷加工封头的焊缝余高打磨及焊缝厚度控制

冷加工封头的焊缝余高打磨及焊缝厚度控制

摘要: 阐述了在执行GB150- 1998 标准过程中冷加工封头有关焊缝余高打磨、焊缝修磨后厚度方面存在的问题。通过对国内外有关标准、规范对比研究后提出: 先拼板后成形的封头, 在成形前应对有碍封头成形的焊缝余高进行打磨并使其与母材齐平, 建议采用“焊缝打磨后的厚度不应小于设计厚度”及“焊缝打磨后其表面允许低于母材表面, 但不得超过0. 8mm” 的要求, 而且设计单位应在封头设计图样上注明封头的设计厚度, 以作为质量控制的依据。管道切割机，相贯线切割机
关键词: 封头　焊缝余高　管道切割机,便携式切割机,便携式数控切割机,相贯线切割机,数控相贯线切割机

0 　前言
　在 GB150 《钢制压力容器》的 “制造、检验与验收” 条款中 , 1998版比1989版增加了 “先拼板后成形的封头拼接焊缝 , 在成形前应打磨与母材齐平” 的规定 (第10. 2. 3. 1款 ) , 其目的在于提高封头加工水平 , 减少因焊缝余高造成的局部形状突变 ,改善焊接接头的应力水平。与此同时 , 该标准的1998版删除了1989版中原“焊缝修磨处的厚度应不小于设计厚度 ,超过此要求时允许焊补 , 焊缝修磨范围内的斜度至少为 3 ∶ 1 ” 的条款 ( 10. 3. 3. 6)。由于以上条款属原则性的定性规定 , 没有明确定量的要求 , 由此在封头生产和销售上产生了下列看法: 既然标准要求 “封头拼缝应打磨与母材齐平”, 就可认为与 “焊缝打磨不得低于母材” 具有等同的含义 , 从而成为 GB150- 1998标准中引伸出的一条新的要求。现在已有用户要求以此作为封头订货和验收的质量标准 , 要求封头制造厂按此执行。因此 , 只要焊缝有少许低于母材 , 哪怕小于 0. 5mm, 就认为是质量不合格而提出异议。管道切割机,便携式切割机,便携式数控切割机,相贯线切割机,数控相贯线切割机

1 产生问题的原因
之所以产生上述问题 , 就标准本身而言主要原因是:
　( 1)标准对 “先拼板后成形的封头拼接焊缝 , 在成形前应打磨与母材齐平”中 “齐平”的目的是什么 , 应达到什么要求等 , 都未作明确规定。
　( 2)标准中规定的是: “成形前应打磨与母材齐平” , 那么成形后是否也要 “齐平” 呢? 对此未作说明。
　( 3)没有提出对成形后焊缝表面修磨后的质量标准。管道切割机,便携式切割机,便携式数控切割机,相贯线切割机,数控相贯线切割机
　因此 , 如何正确理解和认识GB150- 1998标准中封头拼缝打磨的要求 , 是否等同于“焊缝打磨不得低于母材” ,生产和检验中应如何贯彻执行 ,成为封头质量标准应解决的问题之一。本文对此进行分析讨论 , 以便在容器行业中取得共识 , 以利于标准的贯彻执行。

2 有关标准和规范对焊缝打磨表面修磨后的质量规定及其分析
　为正确理解焊缝打磨的规定 , 有必要了解有关标准对此所作的规定 , 现将标准中的有关规定列于下表。

通过上述对各标准规定的条款分析 ,可知:
　( 1) “焊缝打磨后的厚度不应小于设计厚度”的要求, GB150- 89 、JIS B8270 、ASM E 、HGB18- 89是一致的。
　( 2) JIS B8270和 ASME标准除上述规定外 ,同时要满足: “厚度减薄量应不超过 0. 8mm或相邻表面公称厚度的 10 %中的较小值”。
　( 3) GB150- 1998取消了 “焊缝修磨处的厚度应不小于设计厚度 , 超过此要求时允许焊补 ,焊缝修磨范围内的斜度至少为 3 ∶ 1 ”条款 ,从而会引申出 “焊缝打磨不得低于母材” 的要求。管道切割机,便携式切割机,便携式数控切割机,相贯线切割机,数控相贯线切割机
　( 4) JB/ T4735- 1997 《钢制焊接常压容器》中 “为消除焊接接头表面缺陷或机械损伤而经打磨的焊接接头厚度应不小于母材的厚度”的规定 , 将造成封头焊缝表面缺陷 , 如咬边、模具损伤等表面缺陷无法处理。　　

( 5) “先拼板后成形的封头拼接焊缝 ,在成形前应打磨与母材齐平”应是封头制造厂对部分特殊成形封头制造的工艺要求。管道切割机，相贯线切割机

3 　对GB150- 1998规定的理解和执行
　( 1) “先拼板后成形的封头拼接焊缝 ,在成形前应打磨与母材齐平”的目的在于提高封头加工水平 , 减少因焊缝余高造成的局部形状突变 , 改善焊接接头的应力水平。因此 , 除图样规定全部去除焊缝余高的要求外 , 如采用 “对有碍封头成形的焊缝余高 , 在成形前应进行打磨去除” 一说更为恰当。
　( 2)成形前是否全部去除焊缝余高 ,取决于成形方法与成形工艺。一般讲 , 冲压封头在成形前只需去除内表面与外表面直边、小r部焊缝余高 , 而需压鼓后成形的封头 , 必须全部去除焊缝余高。管道切割机,便携式切割机,便携式数控切割机,相贯线切割机,数控相贯线切割机
　( 3)成形前焊缝与母材的齐平不等于成形后的齐平。标准要求的是焊缝成形前的齐平 ,至于成形后焊缝与母材是否齐平并未要求。成形后焊缝与母材是否齐平与成形工艺、材料性能、焊接工艺等有密切的联系。如不锈钢封头 , 由于焊缝晶粒粗大、强度低于母材 , 在冷加工后焊缝中心表面将产生收缩沟 , 从而使焊缝表面略低于母材。对于板厚≤ 4mm并采用手工焊焊接的不锈钢 , 若成形前焊缝全部打磨与母材齐平 , 冷成形时因焊缝强度低于母材而产生整条焊缝拉裂。
　由于标准没有规定成形后焊缝与母材也要齐平 , 也未规定焊缝厚度的允许减薄量 , 因而往往会引申出 “焊缝不得低于母材” 的要求。
　( 4) GB150- 1998没有规定焊缝打磨深度的允许量。
　GB150- 1998删除了原 “焊缝修磨处的厚度应不小于设计厚度 ,超过此要求时允许焊补 ,焊缝修磨范围内的斜度至少为 3 ∶ 1 ” 的条款( 10. 3. 3. 6)。封头在焊接、加工过程中 , 因焊接接头错边、变形、咬边、模具拉伤、焊缝返修等原因 , 焊缝最终不可能达到完全与母材齐平 , 有必要规定焊缝打磨深度的允许量。一般来讲 , 清除 0. 5mm深的咬边或加工缺陷 , 其打磨深度大约为 0. 7mm。笔者建议等同采用 JISB8270- 1993或 ASM E的规定 , 这样较为合理。
　( 5) JB /T4735- 1997对封头的焊接接头打磨要求 “焊接接头厚度应不小于母材的厚度” ,在生产过程中是难以执行的。管道切割机，相贯线切割机

4 　结论
　( 1)先拼板后成形的封头拼接焊缝 ,在成形前应对有碍封头成形的焊缝余高进行打磨并与母材齐平 , 而不是全部焊缝余高。
　( 2)正确理解标准规定的目的 ,不要引申出“焊缝打磨不得低于母材” 的要求。
　( 3)明确焊缝打磨深度的允许值。建议采用“焊缝打磨后的厚度不应小于设计厚度”及 “焊缝打磨后其表面允许低于母材表面 , 但不得超过 0. 8mm” 的要求。
　( 4)设计单位应在封头设计图样上注明封头的设计厚度 , 以作为质量控制的依据。

本文作者：安存喜(宜兴北海封头有限公司) 胡兆吉 (南昌大学)管道切割机，相贯线切割机