摘　要：通过对大中型储罐底板焊接变形产生原因的分析，结合生产实践，制订了大中型储罐控制底板焊接变形的工岂措施.施T过程中取得较好效果。

　　在石化行业中立式储罐一般是由很多钢板拼接制作而成，关键的部位之一是底板，底板焊接最不易控制的是变形。其中波浪变形最常见。采用合理的焊接方法和工艺可以有效地避免应力集中，提高罐底施工质量。本文以中原油田建设集团承建的10000m3油罐底板焊接为例，对大中型储罐底板焊接变形产生的原因及控制措施进行讨论。

　　一、 概述

　　10000m3储罐内径为30m，罐底边缘板材质为16MnR，厚度为10mm;罐底中幅板材质为Q235-B，厚度为8mm。其化学成分和力学性能分别见表1表2。

　　表1 16MnR和Q235-B钢板的化学成分 %

　　表2 16MnR和Q235-B钢板的力学性能

　　二、焊接应力分析[1]

　　底板焊接后变形的主要原因是由于搭焊接焊缝的纵向、横向的收缩以及环形角焊纵向收缩造成的底板变形。

　　1.两薄板搭接角焊应力的分析

　　两板搭接角焊施焊时，焊接面温度高，非焊接面温度低，温度高的一面产生压缩塑性变形较大。冷却时，沿板厚出现不均匀的收缩，产生了角变形。如果在薄板搭接缝两侧外加横向水平力，两板在近似钢性固定条件下施焊，这样焊后角变形很小。此时焊缝应力很小，而横向应力对焊接变形起主导作用，如图1所示。

　　图1 薄板搭接焊缝应力分析

　　2.纵向应力引起的变形

　　电弧从板的一端施焊到另一端过程中，对薄板进行加热，由于中间温度高，受到两边温度低的金属反作用而产生压力。中间的应力与两边的应力是相互影响的，所以在焊后冷却时，中间部分产生拉应力，而在两边金属内部产生压应力，并达到相互平衡，最终焊缝纵向产生收缩变形，如图2所示。

　　由经验得知：薄板搭接连续角焊缝纵向收缩量为0.2～0.4mm/m。这样纵向收缩量很小，对底板焊接影响不大，可由搭对余量来弥补。

　　3.横向应力引起的变形

　　在平行及方向相反的两外力作用下两板搭接焊时，其施焊过程中是有先后的。先焊的一部分焊缝，因受后焊部分对它的压缩作用，减低了横向拉应力的数值，而邻近焊缝区域内金属因受热产生的膨胀，受到相邻冷金属的约束，产生压缩塑性变形，随热源移动，各点不断重复这种过程。冷却后，同钢杆在加热膨胀受阻时的情况相似，生成横向收缩变形。由经验得知：对于4-8mm厚的钢板搭接连续角焊横向收缩量为0.8～1.0mm/m。

　　三、焊接变形的控制

　　1.常见防变形措施

　　1.1边缘板外缘300mm的焊接

　　根据焊接规范要求[2]，边缘板的组对采用不等间隙，外侧先焊的部分较小，为6～7 mm，内侧较大，为8～12 mm，以便在先焊外侧300 mm的过程中，由于焊缝的热收缩间隙归于一致，保证焊后边缘板的平整度，防止出现局部突起。

　　1.2中幅板搭接缝的焊接

　　焊接顺序总的原则先焊短缝，再焊长缝，最后焊预留收缩缝，从中心向四周放射性焊接。首先使中幅板由单块焊接成两块一组，再由两块一组焊成四块一组，以此类推。相邻的焊缝不宜同时施焊，应该隔一道焊一道。手弧焊封底从中间向两端采用分段退焊法焊接，分段长度以250-300mm为宜.每层焊道的接头应错开50～100mm。

　　1.3边缘板与中幅板之间收缩缝的焊接

　　中幅板与边缘板的接口作为环向预留收缩缝在组对时不点焊固定，而采用龙门卡具和斜铁固定。焊接时先焊边缘板的径向预留缝，再焊中幅板的预留缝，最后才焊环向收缩缝。

　　2.改进焊接工艺防变形措施

　　将焊接工艺改进为CO2气体保护自动焊打底、埋弧自动焊盖面，可减少和预防焊接变形。焊接变形包括角变形及弯曲变形等。

　　2.1 角变形

　　若以V型坡口对接后焊接，由于焊缝截面的形状不对称(上宽下窄)，因而焊缝沿厚度方向上的横向收缩不均匀(上大下小)，引起左、右两钢板绕焊缝的轴线转动(翘起)形成角焊缝，如图2所示。如果使熔深加大，熔宽减小，那么焊缝的下部所受到的横向收缩必然要均匀得多，产生的角变形也就小。CO2气体保护焊缝的横向收缩，相比手工焊焊缝的横向收缩均匀。CO2气

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