摘要：本文首先分析了柜底板对于煤气柜的意义，其次阐述了煤气柜柜底板焊接变形的原因，最后煤气柜柜底板焊接变形的控制措施加以总结。
关键词：柜底板焊接；变形原因；措施
1煤气柜的功能特点
现代煤气柜主要的功能为储存工业以及民用煤气，煤气柜主要分为干式煤气柜以及湿式煤气柜两种，干式煤气柜为用稀（干）油或柔膜密封的活塞式结构。煤气柜的钟罩、塔及活塞为活动式结构，承受气体压力并保证良好的密封性能，其安装精度要求较高。现代居民常用的煤气柜主要为一万五立方米的稀油密封干式煤气柜，干式煤气柜可以储气最大工作压力为5KPa，煤气柜的主要钢结构是氧气转炉钢制作。对于煤气柜设计的主要要求就是柜底板焊接平整、光滑、严密，柜底板设计对于整个煤气柜具有重要意义，但是现在焊接技术在焊接柜底板时会有一些影响因素导致柜底板变形，本文主要对煤气柜柜底板焊接变形的原因及措施进行分析。
2柜底板焊接变形原因分析
2.1焊缝长度引起纵向收缩变形
在柜底板进行焊接时，由于柜底板一些金属材料在经受高温的影响在焊缝方向收缩，产生了压缩变形。在柜底板进行焊接时，因为柜底板的焊接结构都为钢制材料，焊接温度较高。而且，在柜底板因为纵向焊接缝隙较长，熔敷金属面积就会增加，焊件截面积就会减少[1]。
2.2焊件质量横向收缩变形
构件在垂直方向焊接完成后，垂直方向会发生一些收缩，垂直方向发生的收缩作用会对垂直方向产生一个作用力，且横向变形是不定性的。横向变形会不定性的沿着焊缝方向进行分布，而且不仅在垂直方向会有一个作用力，已经焊接焊缝的横向收缩也会对其他没有焊接的焊缝产生一个挤压作用，然后后焊接的焊缝会更为严重横向收缩作用，横向收缩的作用力是有限的，焊缝横向收缩会因为达到一定长度而停止收缩。焊缝的横向收缩变形会因为材质的不同而改变，当板材厚度增加，横向收缩就会越小，点固焊越大、越密，工装夹具的刚度越大，横向变形也就越小[2]。
2.3焊缝截面积引起角变形
在进行柜底板焊接时，焊缝截面积的大小会影响纵向收缩作用的大小，横向收缩变形会因为焊缝的厚度变形形状分布不均匀。当进行对接、搭接和钉子接头焊接时，焊缝截面积正面变形大，焊缝背面截面积变形小，横向收缩作用大小不均匀，结果就造成焊件正面和反面发生偏转两侧向上翘起一个角度形成角变形[2]。
2.4内应力引起波浪变形
一般情况下，焊接完成后存在于平板中的内应力会转变成拉应力，拉应力会对焊缝较远的地方形成压应力，压应力的形成可能会导致平板失稳，容易造成柜底板产生波浪变形。针对在柜底板进行焊接的过程中出现的纵向收缩、横向收缩、角变形、波浪变形等情况，要从问题产生的本质进行控制，控制焊接工艺和柜底板组装工艺，利用一些工装夹具、千斤顶等一些刚性固定装配代替定位焊接，科学合理解决焊接过程中产生的变形问题[3]。
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3柜底板焊接变形控制措施
3.1设计控制变形措施
焊缝的长度、截面积是影响焊件纵向收缩以及横向收缩的重要因素，在进行焊接时，主要是控制焊接质量，防治焊缝之间产生缝隙，导致煤气泄漏，因此，焊缝的尺寸和长度直接影响焊接工作量和焊接变形的大小。故在选择焊缝尺寸和形式的时候要结合实际情况，尽量选择减少焊缝长度、焊缝截面积进行焊接，这样不但增加焊接工作质量还提高了焊接工作效率。在进行焊缝焊接时，减少不必要的焊缝，这样可以更好地控制焊缝变形的程度。
3.2工艺控制措施
焊接工艺是影响煤气柜柜底板变形的主要因素之一，焊接工人的施工水平直接影响煤气柜柜底板焊接的质量高低。焊接工人在选择焊接工艺时合理地选择焊接方法，一般采用高温的方法进行焊接，这会严重影响除焊缝位置其他位置变形，如果采用焊接线能量较低的焊接方法将会有效防止焊接变形，焊接施工人员在进行煤气柜柜底板焊接时，要严格遵守焊接工序，焊接工序主要是从焊件中心向两端进行焊接，然后再从较长的焊缝向短焊缝进行焊接，正确的焊接工序可以大大提高焊接效率。
4柜底板的焊接流程
在进行焊接的过程中，第一应该装配焊接中幅板，中幅板是焊接工作的中心，中幅板焊接完成之后再焊接余下的边缘板，然后在进行中幅板与边缘板的整合，对中幅板与边缘板之间的焊缝进行焊接。第二幅板焊接时应该遵循先焊接长焊缝，在焊接短焊缝的原则，先进行长焊缝的连接，在焊接短焊缝可以有效减少焊接的工作量，增加焊接工作效率。第三进行焊缝焊接，通过以往的经验，长焊缝焊接要采用从中间向两端逐步焊接的方式，这样焊接方式可以减少纵向和横向收缩变形量。第四煤气柜柜底板在进行焊接过程中，应该运用对称施焊来进行对称结构的焊接，对于不对称结构就先焊接焊缝比较少的一部分，在焊接焊缝比较多的一部分，这样可以保证煤气柜柜底板的结构稳定性，而且还可以利用这种方式减少变形量。第五焊接后，利用手锤立即锤击焊缝区，手锤锤击的作用力可以抵消变形的收缩量。
5柜底板检测方法
根据中国工程建设标准化协会标准CECS186：2005{多边形稀油密封储气柜工程施工质量验收规程》、GB50205—2001{钢结构施工质量验收规范》和设计图纸要求，柜底板平整度≤0．002D（柜底板直径）且~60mm[4]，为了让柜底板的焊接质量更符合变形监测的要求，要做出具体的检测方法进行柜底板监测，这样才能保证柜底板的质量。可以用钢线拉丝监测，从柜底板中心四周辐射拉线，总共要用二十四条钢丝，每一条检测三点，一共检测七十二点，直到检测结果符合检测要求为止。
结束语
综上所述，影响煤气柜柜底板焊接变形的主要原因有柜底板截面积、焊缝长度、尺寸等，这些影响因素在一定程上造成了煤气柜柜底板的纵向收缩变形、横向收缩变形、角变形以及波浪变形等，所以针对这些问题制定相关的解决方法，主要是设计控制变形、工艺控制变形，通过这两方面可以有效的减少煤气柜柜底板变形，保证煤气柜对底板质量，提高柜底板焊接工作效率。
参考文献：
[1]倪淑梅.煤气柜柜底板防焊接变形的控制方法[J].中国建筑金属结构，2013，（16）：100-100.
[2]逄芳，高荣华，田洪林.浅谈30万立煤气柜柜底板安装及焊接变形控制[J].城市建设理论研究（电子版），2013，（29）.
[3]国忠齐，常喜，王亚敏，等.威金斯式煤气柜底板焊接工艺研究与应用[J].焊接技术，2015，44（9）：131-136.
[4]刘英杰，陈群，葛延，等.布帘密封煤气柜底板、活塞板及顶板焊接控制[J].科技创新导报，2010，（26）：122.
论文作者:李廷江,李富,韦斌
论文发表刊物:《电力设备》2020年第2期
论文发表时间:2020/4/30