第七章式储罐的焊接

第七章式储罐的焊接
第七章⽴式储罐的焊接
⽴式储罐是由罐底、罐壁、罐顶及附件等部分通过焊接⽅式连接⽽成，焊接是储罐建造的主要⼯序，对储罐的施⼯质量具有决定性意义。

第⼀节概述
⼀、储罐焊接的⼀般要求
储罐建造对焊接的主要质量要求是：焊缝强度、韧性达到设计要求，焊接变形控制在规定范围之内，焊缝外观及内在质量符合设计标准等。

为保证储罐焊接质量符合要求，需在⼈、机、料、法、环等⽅⾯严格控制。

储罐焊接的⼀般要求如下。

1．⼈员要求
从事储罐焊接的焊⼯，必须按TSG Z6002-2010《特种设备焊接操作⼈员考核细则》的规定考核合格，并应取得相应项⽬的资格后，⽅可在有效期间内担任合格项⽬范围内的焊接⼯作。

2．设备要求
选⽤的焊接设备应能满⾜焊接⼯艺要求，焊机配备的电流表、电压表应在计量检定周期内。

3．焊接材料要求
（1）储罐焊接施⼯选⽤的焊接材料应符合设计⽂件及焊接⼯艺规程的要求。

不同强度等级钢号的碳素钢、低合⾦钢钢材间的焊接，选⽤的焊接材料应保证焊缝⾦属的抗拉强度⾼于或等于强度较低⼀侧母材抗拉强度下限值，且不超过强度较⾼⼀侧母材标准规定的上限值。

（2）焊接材料应有专⼈负责保管、烘⼲和发放。

焊材库房的设置和管理应符合JB/T 3223-1996《焊接材料质量管理规程》的有关规定；
（3）焊条和焊剂应按产品说明书的要求烘⼲；
（4）焊条电弧焊时，焊条应存放在合格的保温筒内；焊丝在使⽤前应清除铁锈和油污等。

4．焊接⼯艺要求
（1）焊接前，施⼯单位必须有合格的焊接⼯艺评定报告。

焊接⼯艺评定应符合NB/T 47014-2011《承压设备焊接⼯艺评定》的有关规定；但当单道焊厚度⼤于19mm时，应对每种厚度的对接接头单独进⾏评定。

（2）焊接⼯艺评定应包括T形接头⾓焊缝。

T形接头⾓焊缝试件的制备和检验，应符合GB 50128-2005《⽴式圆筒形钢制焊接储罐施⼯及验收规范》附录A的规定。

（3）不同强度等级钢号的碳素钢、低合⾦钢钢材间焊接时，焊接⼯艺应与强度较⾼侧钢材的焊接⼯艺相同。

（4）施⼯单位应根据评定合格的焊接⼯艺评定报告编制焊接⼯艺规程，并经现场技术负责⼈批准。

（5）焊前预热应按焊接⼯艺规程进⾏。

预热应均匀，预热范围不应⼩于焊缝中⼼线两侧各三倍板厚，且不应⼩于100mm ；预热温度应采⽤测温仪在距焊缝中⼼线50mm 处对称测量。

焊前预热的焊缝，其焊接层间温度不应低于预热温度。

5．环境要求
当出现下列情况之⼀时，应采取有效的防护措施后再进⾏焊接。

（1）⾬天或雪天和雾天；
（2）采⽤⽓体保护焊时风速超过2m/s ，采⽤其他⽅法焊接时风速超过8m/s ；
（3）焊接环境温度：碳素钢焊接时低于-20℃；低合⾦钢焊接时低于-10℃；不锈钢焊接时低于-5℃；标准屈服强度⼤于
390MPa 的低合⾦钢焊接时低于0℃；
（4）⼤⽓相对湿度在90％以上。

⼆、储罐焊接接头型式
⽴式储罐的焊接接头有对接接头、T 形接头和搭接接头等型式。

储罐焊接接头型式是由结构形式、分布部位、钢板规格、选⽤焊接⼯艺等因素共同确定的。

1．⽴式储罐罐底板的接头型式
⽴式储罐底板接头可采⽤搭接、对接(带垫板)或者⼆者的结合，对较厚板宜选⽤对接。

罐底板接头型式如图7-1（a ）、（b ）、（c ）所⽰。

采⽤搭接时，中幅板之间的搭接宽度应不⼩于5倍板厚，且不应⼩于30mm ；中幅板应搭接在环形边缘板的上⾯，搭接宽度不应⼩于60mm 。

采⽤对接时，焊缝下⾯应设厚度不⼩于3mm 的垫板。

⽴式储罐内径⼩于12.5m 时，罐底可不设环形边缘板；⽴式储罐内径⼤于或等于12.5m 时，罐底宜设环形边缘板。

考虑到收缩变形，环形边缘板焊接接头组对时宜采⽤不等间隙，采⽤焊条电弧焊时，外侧间隙宜为6～7mm ，内侧间隙宜为8～12mm ；采⽤⽓体保护焊时，外侧间隙宜为3～5mm ，内侧间隙宜为6～8mm 。

罐底边缘板厚度≤6mm 时，在边缘板最外侧300～400mm 应处理成对接（可不开坡⼝）并加装垫板，焊接间隙不宜⼩于6mm ，对接与搭接的交叉处应局部加热后再进⾏锤击，使垫板与边缘板贴紧后再焊接，如图7-2（a ）所⽰；罐底边缘板厚度＞
6mm 时，⼀般采⽤带垫板的V 形坡⼝对接接头，如图7-2（b ）所⽰。

边缘板与底圈壁板相焊的部位应做成平滑⽀撑⾯。

（c ）带垫板对接接头
（b ）不同种厚度搭接接头
图7-1 储罐底板的接头形式
（a ）同种厚度搭接接头
三层钢板重叠处，上层钢板应做切⾓处理，如图7-3所⽰。

2.⽴式储罐壁板接头型式
储罐罐壁的纵缝、环缝设计均采⽤对接接头。

1）纵缝坡⼝型式
纵缝坡⼝型式有I 型、V 型和X 型，如图7-4。

⽓电⽴焊的对接接头，厚度⼩于或等于24mm 的壁板宜采⽤单⾯坡⼝；厚度⼤于24mm 的壁板宜采⽤双⾯坡⼝；其间隙为4～6mm ；钝边不⼤于2mm ，坡⼝宽度为16～18mm 。

2）环缝坡⼝型式
环缝坡⼝型式有I 型、单V 型和K 型，如图7-5。

环缝埋弧焊的对接接头，厚度⼩于或等于12mm 的宜采⽤单⾯坡⼝；厚度⼤于12mm 的宜采⽤双（a ）I 型坡⼝
（c ）X 形坡⼝
图7-4 储罐壁纵向焊缝对接接头坡⼝形式
（b ）V 型坡⼝
δ1
δ2
b
δ1
δ2
b
δ1
b
L
2L
2/3L S
A
A
图7-3 搭接接头三层钢板重叠部分的切⾓
（a ）罐底边缘板厚度≤6mm 时（b ）罐底边缘板厚度＞6mm 时
图7-2 罐底边缘板接头⽰意图
⾯坡⼝；坡⼝的⾓度为45±2.5o；钝边不⼤于2mm，间隙为0～1mm。

3.⼤⾓缝接头
⽴式储罐底圈壁板与边缘板之间的T形接头⾓焊缝俗称⼤⾓缝。

其罐壁外侧焊脚尺⼨及罐壁内侧竖向焊脚尺⼨，应等于底圈壁板和边缘板两者中较薄件的厚度，且不应⼤于13mm；罐壁内侧径向焊脚尺⼨，宜取1.0～1.35倍边缘板厚度，见图7-6（a）；当边缘板厚度⼤于13mm时，罐壁内侧可开坡⼝，7-6（b）。

4.拱顶与浮顶的接头型式
1）拱顶的接头型式
拱顶顶板的连接可采⽤对接或搭接。

采⽤搭接时，搭接宽度不得⼩于5倍板厚，且不⼩于25mm；顶板外表⾯的搭接焊缝应采⽤连续满⾓焊，内表⾯的搭接焊缝可根据使⽤要求及结构受⼒情况确定焊接形式。

拱顶顶板与罐壁采⽤弱连接结构时，顶板与包边⾓钢只在外侧连续⾓焊，焊脚尺⼨不⼤于4.5mm。

拱顶结构件和顶板⾃⾝的拼接焊缝应全焊透。

2）浮顶的的接头型式
浮顶的船舱底板、船舱顶板和单盘板的最⼩公称厚度不宜⼩于 4.5mm，均采⽤搭接接头，搭接宽度不应⼩于25mm。

舱底板、
船舱顶板以及单盘板上表⾯的搭接焊缝，应采⽤连续满⾓焊，下表⾯可采⽤间断焊；⽀柱和其他刚性较⼤的构件周围300内，应采⽤连续⾓焊。

船舱径向隔板、环向隔板、外边缘环板本⾝的拼接，应采⽤全熔透对接焊缝。

图7-5 储罐壁环向焊缝对接接头坡⼝形
（a）I型坡⼝（b）单V型坡⼝（c）K型坡⼝
δ
内外
δ
1
2
b
δ
内外
δ
1
2
b
δ
内外
δ
1
2
b
图7-6 底圈壁板与边缘板之间的T形接头
（a）罐壁板不开坡⼝（b）罐壁板单⾯开坡⼝
三、储罐常⽤焊接⽅法
储罐可采⽤焊条电弧焊、埋弧⾃动焊、⽓体保护焊、⽓电⽴焊等⽅法施焊。

国内外在⼤型浮顶储罐的建造中，罐体普遍采⽤⾃动焊⼯艺，技术已相当成熟；但在拱顶储罐的施⼯中，国内普遍使⽤的仍为焊条电弧焊，⾃动焊、半⾃动焊应⽤较少。

这⾥对⽴式储罐常⽤焊接⽅法进⾏简单介绍。

1．焊条电弧焊（SMAW）
焊条电弧焊是⽤⼿⼯操纵焊条进⾏焊接的电弧焊⽅法。

它是以焊丝外部涂有药⽪的焊条作电极和填充⾦属，电弧是在焊条的端部和被焊⼯件表⾯之间燃烧。

涂料在电弧热作⽤下⼀⽅⾯可以产⽣⽓体以保护电弧，另⼀⽅⾯可以产⽣熔渣覆盖在熔池表⾯，防⽌熔化⾦属与周围⽓体相互作⽤，同时，熔渣与熔化⾦属产⽣物理化学反应或添加合⾦元素，改善焊缝⾦属性能。

焊条电弧焊原理⽰意图见图7-7。

图7-7 焊条电弧焊原理⽰意图
其主要优点是设备简单，维护⽅便；操作灵活，适应性强；应⽤范围⼴。

其主要缺点是对焊⼯操作技术要求⾼，焊⼯培训费⽤⼤；劳动条件差；⽣产效率低；不适于1mm以下的薄板焊接。

焊条电弧焊现阶段仍然是国内储罐施⼯中最为常⽤的焊接⽅法，应⽤⽐例很⼤，尤其是在拱顶储罐的焊接施⼯中，在⼤型浮顶储罐施⼯中主要应⽤于浮顶、附件的焊接及底板、壁板的打底、定位焊。

2．埋弧⾃动焊（SAW）
埋弧焊是⼀种电弧在焊剂层下燃烧进⾏焊接的电弧焊⽅法。

它是利⽤焊丝与焊件之间在焊剂层下燃烧的电弧产⽣热量，熔化焊丝、焊剂和母材⾦属⽽形成焊缝，连接被焊件。

在埋弧焊中，颗粒状焊剂对电弧和焊接区起保护和合⾦化作⽤，⽽焊丝则作为填充⾦属。

埋弧焊原理⽰意图见图7-8。

其主要优点是⽣产效率⾼；焊缝质量好；节省焊接材料和电能；劳动条件好。

其主要缺点是
焊接位置受限，只能在⽔平或倾斜度不⼤的位置施焊；设备⽐较复杂，灵活性差，仅适⽤于长焊缝的焊接；焊接薄板较困难；对⽓孔的敏感性较⼤。

埋弧⾃动焊是⼤型储罐建造中应⽤最早的⾃动焊⽅法，主要⽤于⼤型储罐底板平缝、壁板环缝和⼤⾓缝的焊接。

埋弧⾃动焊在⼤型储罐施⼯中使⽤⼴泛、⼯艺多样，根据⼯艺特点、施焊位置和焊接设备的不同⼜可分为壁板（正装、倒装）埋弧⾃动横焊、壁板双⾯埋弧⾃动横焊、罐底⼤⾓缝埋弧⾃动平⾓焊、罐底板埋弧⾃动平焊和碎丝填充埋弧⾃动平焊等。

3．熔化极⽓体保护焊（GMAW）
熔化极⽓体保护焊是利⽤焊丝与⼯件间产⽣的电弧作热源将⾦属熔化的焊接⽅法。

焊接过程中，电弧熔化焊丝和母材形成的熔池及焊接区域在惰性⽓体或活性⽓体的保护下，可以有效地阻⽌周围环境空⽓的有害作⽤。

熔化极⽓体保护焊原理⽰意图见图7-9。

图7-9 熔化极⽓体保护焊⼯作原理⽰意图
CO2⽓体保护焊是储罐施⼯中使⽤最为⼴泛的熔化极⽓体保护焊。

其主要优点是焊接⽣产效率较⾼；操作简单；成本低；适⽤范围⼴；对油、锈不敏感；冷裂倾向⼩；明弧焊便于监视焊接过程，有利于机械化操作。

其主要缺点是施焊材质受限；弧光强；抗风能⼒弱。

CO2半⾃动焊可⽤于储罐底板、壁板、固定顶、浮顶和附件等部位的焊接施⼯，其不仅焊缝美观，效率⾼，质量好，变形⼩，⽽且减少了打磨量，在储罐施⼯中应进⼀步推⼴。

⽬前储罐施⼯中，CO2半⾃动焊多采⽤实芯焊丝，成本较低；也有部分采⽤药芯焊丝的，进⼀步提⾼了焊接效率。

但其对风⾮常敏感，现场使⽤时，焊接区域需增加防风设施；另外，其辅助机具较多，搬运⿇烦，不适⽤于⾼空作业。

4．⽓电⽴焊（EGW）
⽓电⽴焊是由普通熔化极⽓体保护焊和电渣焊发展⽽形成的⼀种熔化极⽓体保护电弧焊⽅法，焊缝⼀次成形，是⼀种⾼效焊接技术。

它利⽤类似于电渣焊所采⽤的⽔冷滑块挡住熔融的⾦属，使之强迫成形，以实现⽴向位置的焊接。

通常采⽤外加单⼀⽓体（如CO2）或混合⽓体（如Ar＋CO2）作保护⽓体。

在焊接电弧和熔滴过渡⽅⾯，⽓电⽴焊类似于普通熔化极⽓体保护焊，⽽在焊缝成形和机械系统⽅⾯⼜类似于电渣焊。

⽓电⽴焊原理⽰意图见图7-10。

⽓电⽴焊适⽤于厚度范围12～80mm的中厚钢板焊接，其单⾯焊厚度⼀般在25mm以下，带摆动时可扩⼤到35mm，超过35mm 应采⽤双⾯焊；⼤型浮顶储罐的壁板厚度⼀般在10～40mm之间，⾮常适合使⽤⽓电⽴焊。

⽬前，⽓电⽴焊在⼤型浮顶储罐建造中，主要⽤于壁板纵缝的焊接，它焊接⽣产效率⾼，质量好，成本低。

且⽓电⽴焊采⽤的坡⼝⾓度相⽐其他焊接⽅法要⼩得多，熔敷效率更⾼，更节约焊材，相同条件下，其焊材的⽤量只有熔化极⽓体保护焊的三分之⼀。

第⼆节焊接设备与机具
⽴式储罐焊接⼯作量⼤，所需的焊接设备和机具较多。

合适的焊接设备不仅能够使焊接⼯艺得到有效的执⾏，确保焊接质量，⽽且能够提⾼焊接施⼯效率。

熟悉和掌握常⽤的储罐焊接设备和机具，是储罐焊接施⼯技术⼈员⼀项重要的基础业务⼯作。

⼀、焊条电弧焊设备
焊条电弧焊电源既有交流电源，也有直流电源，但在储罐⼯程焊接施⼯中多采⽤直流电源。

直流电源包括直流弧焊发电机、弧焊整流器和逆变弧焊整流器三类。

1）直流弧焊发电机
直流弧焊发电机因造价⾼，能耗⾼，效率低，噪声⼤，维护费⽤⾼，现已基本淘汰，很少使⽤。

2）弧焊整流器
弧焊整流器是静态的直流弧焊电源，具有噪声⼩、空载损耗⼩、惯性磁偏吹较⼩、维修⽅便等特点；在有电⽹供电场合，弧焊整流器已取代直流弧焊电动发电机。

使⽤较为⼴泛的是晶闸管弧焊整流器，⼜称为可控硅弧焊整流器，其外特性形状借助控制晶闸管导通⾓来实现。

储罐焊接施⼯常⽤的晶闸管弧焊整流器及其性能见表7-1。

表7-1 常⽤晶闸管弧焊整流器型号及主要技术参数
型号额定输
⼊容量
/kVA
电源
电压
/V
额定⼯
作电压
/V
额定焊
接电流
/A
电流调
节范围
/A
额定负载
持续率
/%
⽤途
ZX5—400B 32 380 36 400 40～400 60 焊条电弧焊、⼿⼯钨极氩弧焊焊、碳弧⽓刨电源
ZX5—630B 53 380 40 630 63～630 60
逆变弧焊整流器是⼀种新型、⾼效、节能直流焊接电源，推⼴使⽤这种换代产品已普遍受到各个国家的重视。

我国已形成ZX7系列产品。

逆变焊机特有的静特性及良好的动态特性，使它具有效
图7-10 ⽓电⽴焊原理⽰意图
率⾼、空载损耗⼩、输出电流稳定、节能、节材、焊机体积⼩、质量轻等优点。

国产ZX7系列常⽤规格的逆变弧焊机性能见表7-2。

表7-2 ⼏种国产ZX7系列逆变弧焊电源型号及主要技术参数
型号ZX7—315S/ST ZX7—400S/ST ZX7—500S/ST
电源3相 380V 50/60HZ
额定输⼊容量/kVA 16 21 30
额定焊接电流/A 315 400 500
焊接电流调节范围/A 30～315 40～400
Ⅰ挡50～175
Ⅱ挡140～500 空载电压/V 70～80
额定负载持续率/% 60
效率（%）80 83 82
⽤途“S”：为焊条电弧焊电源；“ST”：为焊条电弧焊、氩弧焊两⽤电源。

⼆、埋弧⾃动焊设备
⽤于⽴式储罐焊接施⼯的埋弧⾃动焊设备有：埋弧⾃动焊平焊机、埋弧⾃动横焊机、埋弧⾃动平⾓焊机等。

不同焊接设备⼚家的⽣产的焊机结构虽然各不相同，但产品都具有相近的原理和特性，⾃动埋弧焊机在结构上包括弧焊整流器、⾃动焊机头和⾏⾛机构三⼤部分，相互之间由⼀条多芯电缆连接。

控制箱、送丝电机、焊车电机的电源均由弧焊整流器内部的控制变压器提供。

1．埋弧⾃动平焊机
埋弧⾃动平焊机（见图7-11）在储罐施⼯中主要⽤于罐底板对接接头。

焊机的⾏⾛导向机构多采⽤轮式⼩车，结构简单，应⽤最为普遍，但直线⾏⾛精度不是很⾼；也有采⽤⾛轮在导轨上⾏⾛的，可改善这⼀问题。

罐底板对接接头的焊接有两种焊接⼯艺：⼀种是普通埋弧⾃动平焊；另⼀种是碎丝填充埋弧⾃动平焊（见图7-12）。

碎丝填充埋弧⾃动平焊在焊接前，先在坡⼝内填充⼀定厚度的碎焊丝，施焊时能⼀次熔透成型，可显著提⾼焊接熔敷速度，缩短焊接作业时间，节约焊剂⽤量。

埋弧焊进⾏罐底板焊接时，因热输⼊⽐较⾼，穿透⼒较⼤，虽然罐底板对接接头下都有垫板，但也很容易焊穿，所以施焊前，必须⽤焊条电弧焊或CO2半⾃动焊进⾏打底焊接。

图7-11 埋弧⾃动平焊机
图7-12 碎丝填充埋弧⾃动平焊
碎焊丝
2．埋弧⾃动平⾓焊机
埋弧⾃动平⾓焊机（见图7-13）在储罐施⼯中主要⽤于⼤型储罐底圈壁板与边缘板的T 形⾓接头，即⼤⾓缝。

焊机由吸附于罐壁的磁吸附驱动轮提供驱动⼒，借助置于底板或平台上的⽀撑轮⾏⾛，对⼤⾓缝进⾏焊接。

3
．埋弧⾃动横焊机
埋弧⾃动横焊机在储罐施⼯中主要⽤于⼤型储罐壁板环缝的焊接。

根据储罐正装法和倒装法组装⼯艺的不同，分为正装储罐埋弧⾃动横焊机和倒装储罐埋弧⾃动横焊机。

正装储罐埋弧⾃动横焊机⼜分为单⾯埋弧⾃动横焊机和双⾯同步埋弧⾃动横焊机。

1）正装储罐单⾯埋弧⾃动横焊机
正装储罐单⾯埋弧⾃动横焊机（见图7-14）主要⽤于正装法⼤型储罐壁板环缝的焊接。

其⾏⾛驱动机构安装在⾏⾛框架的上部，以罐壁上边缘为导向沿罐壁⾏⾛。

单⾯多层多道焊接，壁板环缝单⾯焊接完成后，背⾯清根，再按⼯艺要求进⾏背⾯的焊接。

2）正装储罐双⾯同步埋弧⾃动横焊机
正装储罐双⾯同步埋弧⾃动横焊机（见图7-15）是在正装储罐单⾯埋弧⾃动横焊机基础上改进研发的，其就是将两套单⾯埋弧⾃动横焊设备组装到⼀个焊接⾏⾛机架上。

施焊时，主机架骑跨在罐壁上，以罐壁上边缘为导向沿罐壁⾏⾛，双⾯焊枪前后保
持⼀定距离同时焊接；其初层焊道外侧焊接时，内侧焊剂拖带上有焊剂同步保护根部熔池；且内侧焊接时，⼜将根部重新熔化，在焊剂的保护下，既可有效消除焊缝内部缺陷，⼜可获得良好的外部成型以利于后续焊道的焊接。

与单⾯埋弧⾃动横焊机相⽐，可以避免背⾯清根程序，减少焊接机架的内外吊装次数，⼯效提
图7-13 埋弧⾃动平⾓焊机
图7-14 正装储罐单⾯埋弧⾃动横焊机
⾼，节约⼈⼒、设备台班，降低焊材消耗；同时，由于前置焊枪的热效应，后置焊枪可以采⽤⽐单⾯焊较少的能量输⼊来完成等量的焊缝，节能效果明显。

3）倒装储罐埋弧⾃动横焊机
倒装储罐环缝⾃动埋弧焊机（如图7-16）主要⽤于倒装法⼤型储罐壁板环缝的焊接。

需在罐壁内外两侧各铺设⼀条与罐壁板环缝平⾏的圆形轨道（内侧轨道铺设于罐底边缘板上，外侧轨道铺设在储罐基础四周），将埋弧⾃动横焊机置于轨道之上，⾏进并焊接。

三、⽓电⽴焊焊机
⽓电⽴焊焊机（如图7-17）主要⽤于⼤型储罐壁板纵缝的焊接。

⽓电⽴焊设备主要组成部分包括：携焊机头升降的机械系统、快速送丝系统、⽔冷强迫成型系统、焊接电源及供（保护）⽓系统、焊枪及焊枪摆动控制系统、焊接过程⾃动控制系统。

图7-15
正装储罐双⾯同步埋弧⾃动横焊机
图7-16 倒装储罐埋弧⾃动横焊机
图7-17 ⽓电⽴焊焊机
四、CO 2半⾃动焊设备
CO 2半⾃动焊设备系统组成见图7-18、图7-19所⽰，包括CO 2焊机、控制箱、送丝机、焊枪、遥控盒、CO 2⽓体减压表及流量计、冷却⽔循环装置（⽤于⼤电流焊接时焊枪冷却等。

常⽤国产CO 2半⾃动焊设备型号及参数，见表7-3。

表
7-3
常⽤国产CO 2半⾃动焊设备型号及参数
型号
焊接电源
送丝机
焊枪⾏⾛⼩车输⼊电压 /V 输⼊电压 /V 外特性额定输出
电流
/A
额定负载持续率 /% 焊丝直径 /mm 送丝速度 /（m/min ）
送丝
⽅式 NB-500 380 53 晶闸管整
流、平 500
60 0.8～2.4 — 推丝鹅颈式焊枪 YM505KEV 380 — 晶闸管整
流、平 500
60 1.2～1.6 — 推丝鹅颈式焊枪 NBC1-500-1 380 75 硅整流、平 500 75 1.2～2.0 8 推丝鹅颈式焊枪 NB-400 380 67 IGBT 逆变
式 350 50 1.0～1.2 2～18 推丝鹅颈式焊枪 NBC-630
380
—
晶闸管整流、平
630
60
1.0～1.6
2～16
推丝
鹅颈式焊枪
四、储罐施⼯焊接机具
1．焊条烘⼲保温设备
主要⽤于焊条在焊前的烘⼲及保温，减少或防⽌因焊条药⽪吸湿⽽造成在焊接过程中形成⽓孔、裂纹等缺陷。

常⽤的焊条烘⼲、保温设备见表7-4。

表7-4 常⽤的焊条烘⼲、保温设备
设备类型
型号
容量/kg 主要功能
⾃动远红外电焊条烘⼲箱
RDL4—30 30 采⽤远红外线辐射加热、⾃动控温、不锈钢材料作炉膛、分层抽屉结构，最⾼烘⼲温度可达500℃，100kg 容量以下的烘⼲设备设有保温储藏箱
RDL4系列电焊条烘⼲箱代替YHX 、ZYH 、ZYHC 、DH 系列，使⽤性能不变
RDL4—60 60 RDL4—100 100 RDL4—200 200 RDL4—300 300 RDL4—500
500
图7-19 CO 2半⾃动⽓保焊机焊接设备实物
图7-18 CO 2半⾃动⽓保焊机焊接设备的组成
2．焊条保温桶
焊条保温筒是焊⼯焊条电弧焊操作现场必备的辅具，携带⽅便。

将已烘⼲的焊条放在保温筒内供现场使⽤，起到防粘泥⼟、防潮、防⾬淋等作⽤，能够避免使⽤过程中焊条药⽪的含⽔率上升。

焊条从烘⼲箱取出后，应⽴即放⼊焊条保温筒内送到施⼯现场。

在现场施焊时，逐根由保温桶内取出使⽤，常⽤的焊条保温桶型号及技术数据见表7-5。

表7-5 常⽤的焊条保温桶型号及技术数据
绝缘性能/m
3．焊⼯⾯罩及护⽬玻璃
焊⼯⾯罩及护⽬玻璃是为防⽌焊接时的飞溅物、强烈弧光及其他辐射对焊⼯⾯部及颈部灼伤的⼀种遮蔽⼯具，有⼿持式和头盔式两种。

护⽬玻璃安装在⾯罩正⾯，⽤来减弱弧光强度，吸收由电弧发射的红外线、紫外线和⼤多数可见光线。

焊接时，焊⼯通过护⽬玻璃观察熔池情况，正确掌握和控制焊接过程，避免眼睛受弧光灼伤。

护⽬玻璃有各种⾊泽，⽬前以墨绿⾊的为多，为改善防护效果，受光⾯可以镀铬。

护⽬玻璃的颜⾊有深浅之分，应根据焊接电流⼤⼩、焊⼯年龄和视⼒情况来确定，护⽬玻璃⾊号、规格选⽤见表7-6。

护⽬镜使⽤时在其两⾯应加⼀块同尺⼨的透明玻璃，护⽬镜⽚夹在中间，这样可以有效的保护护⽬镜⽚不会被熔滴飞溅沾污和烫坏。

表7-6 焊⼯护⽬玻璃镜⽚选⽤表
4．碳弧⽓刨设备
碳弧⽓刨是利⽤碳电极（即碳棒）和⾦属⼯件之间产⽣的电弧热迅速将⼯件局部加热到熔融状态，同时借压缩空⽓流的动量把熔融⾦属吹除，从⽽实现刨削⾦属的⼀种⼯艺⽅法，如图7-20所⽰。

在储罐施⼯中，碳弧⽓刨主要⽤于双⾯焊时清除背⾯焊根以及清除焊缝中的缺陷。

碳弧⽓刨设备主
要由碳弧⽓刨枪、电源和压缩空⽓源等组成，见图7-21所⽰。

碳弧⽓刨电源采⽤具有陡降特性的直流焊机，其额定电流应⼤于碳弧⽓刨所需的电流。

选⽤额定电流为500A 的直流弧焊电源即能满⾜⼀般电弧⽓刨的需求。

碳弧⽓刨枪是碳弧⽓刨的主要⼯具。

碳弧⽓刨枪应满⾜以下要求：能牢固地夹持碳棒，导电良好，压缩空⽓喷射集中稳定，更换碳棒⽅便，外壳绝缘良好，重量轻，使⽤灵活⽅便。

碳弧⽓刨枪按压缩空⽓喷射⽅式分为侧⾯送风式和圆周送风式两种。

第三节储罐底板的焊接
罐底板⾯积⼤且焊道多，在焊接过程中，最⼤的问题是焊接变形的控制。

罐底的焊接，应采⽤收缩变形最⼩的焊接⼯艺及焊接顺序，通常其焊接顺序如图7-22所⽰：
浮顶储罐容积较⼤，罐底板厚度较厚，多采⽤对接接头；拱顶储罐容积相对较⼩，罐底板厚度相对较薄，多采⽤搭接接头（容积较⼤的拱顶储罐底板也有设计成对接接头的）。

先以浮顶储罐底板对接接头为例，简述罐底的焊接操作要点。

⼀、浮顶储罐底板焊接
1．定位焊
定位焊前，原点焊处要⽤砂轮清除，使储罐底板处于⾃由状态。

定位焊多采⽤焊条电弧焊，其焊缝原则上不再清除，因此，其焊接⼯艺应与正式焊接要求相同。

定位焊的引弧点要⽤砂轮打磨处
图7-20 碳弧⽓刨⽰意图
1—刨削⽅向； 2—碳棒进给； 3—碳棒； 4—⽓刨枪； 5—压缩空⽓流； 6—⼯件
图7-21 碳弧⽓刨设备构成⽰意图
图7-22 罐底板的焊接顺序
边缘板外 300 m m 焊接罐底中幅板焊接
龟甲缝焊接
在第⼀圈壁板安装之前焊完
边缘板其余部分焊接待⼤⾓缝焊接完
理，定位焊时应使垫板与底板贴合紧密，其焊缝长度应在50mm 以上，间距⼀般为300～500mm 。

2．边缘板焊接
1）边缘板外300mm 的焊接
由于边缘板与罐壁板内外⼤⾓缝焊接后会产⽣⼀定程度的收缩及⾓变形，因此在罐壁板组装之前，⼀般只对位于罐壁板下⽅从边缘板外缘向内350～400mm 的⼀段对接焊缝进⾏焊接，此段焊缝多采⽤焊条电弧焊，由多名焊⼯均匀分布、对称隔缝施焊，焊接⽅向为由内向外边缘焊接，施焊时要特别注意边缘板与垫板接触⾯的两侧，保证其融合良好。

为保证边缘板外缘端头的焊接质量，需在边缘板对接焊缝的外端加收弧板，收弧板的厚度、坡⼝形式应与边缘板相同，焊完后把收弧板割下并⽤砂轮打磨光滑。

边缘板外300mm 焊缝的焊接形式，见图7-23。

2）边缘板其余部分的焊接
边缘板其余部分焊缝应在在罐底与罐壁连接的⾓焊缝焊完之后，边缘板与中幅板之间的收缩缝焊接之前，焊接完成。

此段焊缝可采⽤焊条电弧焊，也可采⽤更⾼效的焊条电弧焊打底+埋弧焊填充、盖⾯⼯艺。

3．中幅板焊接
中幅板对接接头焊接，通常采⽤焊条电弧焊或CO 2半⾃动焊进⾏打底，埋弧⾃动焊或碎丝填充埋弧焊填充、盖⾯，其中，以CO 2半⾃动焊打底+碎丝填充埋弧⾃动焊填充、盖⾯⼯艺最为⾼效。

中幅板焊接前应编制焊接顺序图，如图7-24所⽰，其基本原则为“先焊短缝，后焊长缝，对称进⾏焊接”，打底焊宜采⽤分段退焊或跳焊法；埋弧⾃动焊填充、盖⾯，宜采⽤隔缝同向施焊；焊接长缝时，宜由中⼼开始，向两侧进⾏；距收缩缝300mm 范围内的中幅板间的焊接接头，应在中幅板与环形边缘板组对后再焊接。

施焊时⼀定要遵循正确的焊接顺序，这样才能够使得每⼀条焊缝焊接时均匀、⾃由的收缩，使焊接变形降低到最⼩。

A
A
A--A
图7-23 边缘板外侧300mm 对接焊缝焊接⽰意图
收弧板
≥300mm
每层焊道接头
错开50mm 以上
且对于上图中编号顺序为5及6的长焊缝⽽⾔，变形控制已不是单纯依靠严格执⾏焊接顺序所能解决的了，实际焊接过程中，还必须采取必要强制性的焊接变形控制措施，见图7-25。

此法亦适⽤于其它形式较长焊缝的变形控制，如：龟甲缝焊接等。

打底焊为防⽌起弧处产⽣⽓孔，应采⽤退弧引弧法；打底焊缝外观检查不得有超标的缺陷存在，且外型要平整，凹凸不平处要⽤砂轮打磨平整，并保持⼀定焊⾁厚度（5m左右），防⽌埋弧⾃动焊填充、盖⾯时烧穿。

埋弧⾃动焊填充、盖⾯时，焊接过程中要随时注意焊枪是否瞄准焊缝位置，防⽌焊偏；为保证焊缝成型良好，应检查起焊后最初500mm长焊缝的成型情况，并适时地加以适当调整。

采⽤碎丝填充埋弧⾃动焊填充、盖⾯时，碎焊丝填充应控制与中幅板表⾯平齐，可采⽤钢板尺或其它⼯具刮平；焊接过程为保证碎丝的熔化,焊接⼯艺参数应保持在规定范围内。

埋弧焊焊剂在使⽤前应按要求充分烘⼲，施焊时，焊剂不要堆的过⾼，保持其透⽓性，并适时更换新焊剂。

槽钢
龙门板
钢楔⼦
分段退焊
图7-25 中幅板焊缝防变形⽰意图
4．龟甲缝焊接
龟甲缝是指罐底边缘板与罐底中幅板间的焊缝。

龟甲缝的组对应在⼤⾓缝焊接完成后进⾏，应在⼀天内完成龟甲缝部位的切割、组对和定位焊⼯作，并安装防变形卡具。

组对完成后，应先焊与其相交的中幅板焊缝，再焊边缘板剩余焊缝，最后焊龟甲。