壓力容器用法蘭(JB／T470l，JB／1．4702)機加前 毛坯是由內外圓構成的圓環組成。在制造時為了節 約金屬材料，當圓環直徑超過600mm時圓環分成均 勻的四瓣下料，然后拼焊成整體。拼焊法蘭的加工 工序為：劃線——下料并開坡口——拼對法蘭—— 按焊接要求拼縫——校正超差變形——無損檢 測——消除應力熱處理——機加工。在毛坯的拼焊 過程中，經常由于焊接工藝不準確或沒有采用適當 的防變形措施而使得毛坯變成過大。過大的焊接變 形使得毛坯沒有足夠的機加工余量，從而使毛坯件 報廢。因此，控制拼焊法蘭焊接變形量十分重要。

(1)角變形：當拼接焊縫截面關于法蘭厚度中 心線不對稱或焊接工藝采用的不正確時，焊接焊縫 時焊縫區沿板材厚度方向 將產生不均勻的橫向收縮從而引起回轉變形是 角變形。產生角變形的原因是：焊縫的截面上面寬 下面窄，因而橫向收縮量在焊縫厚度方向上不均勻。 上面收縮量大，下面收縮量小結果就形成了焊件的 平面偏移，兩側向上翹起一個角度，如圖l所示。



(2)法蘭周長的變化：法蘭拼接焊縫將引起法 蘭的橫向收縮，一般法蘭由四瓣拼焊而成。若每條 焊縫收縮量為5勰，則法蘭的周長將使法蘭的直徑減少6．4mm。

(3)扭曲變形：從文獻中…我們知道用直通焊 焊接長條板對接焊縫，當焊縫較長時焊縫橫向收縮 沿焊縫方向不均勻。先焊接的收縮小，后焊接收縮 大。對于圓環來說只有內外圓收縮量相等時，收縮 后才仍然是圓環。當內外圓收縮不一致時，收縮量 小的部分在焊接時壓力的作用下將產生上饒。當由 內圓沿直徑方向向外圓焊接時最后從外圓到內圓逐 漸上饒，而遠離焊縫的地方基本上不變形，這樣就形 成了扭曲變形，如圖2所示。當由外圓向內圓焊接 時最后從內圓到外圓逐漸上饒，情況與圖2相反。

通過前面對焊接變形原因的分析我們知道拼焊法蘭焊接變形主要有以上3種，對于每種變形我們 應采取相應的措施控制。

角變形控制：角變形的控制主要可以采用以下 幾種方法：



(1)坡口設計：焊縫尺寸直接關系到變形的大 小，一條焊縫焊縫金屬量越多變形越大。我們知道 一條焊縫焊縫金屬量雙Y型比單U型、單Y型少， 雙U型又比雙Y型少。所以我們焊接較厚的板時， 采用對稱雙U型或者對稱雙Y型焊縫金屬量少焊 接變形小。

(2)對稱焊接：將法蘭拼接成整體講四條焊縫 點焊固定后，用車間天車懸掛，讓兩名焊工對法蘭毛 坯兩面同時焊接，由于焊接時關于中性線兩側的收 縮量基本一致，變形相互抵消最后角變形小。

(3)水平翻邊焊接：拼焊的法蘭較多時，由于車 間的天車數量有限，法蘭采用懸掛對稱焊接不太現 實。我們可以采用水平焊接，但是法蘭兩面不能同 時焊接，就產生了焊接先后的問題。需要先焊接一 面后焊接另一面。若焊接工藝參數相同，焊接第二 面產生的角變形不能完全抵消第一面的角變形，出 現了角變形。原因是先焊面焊縫已經形成，接頭剛 度大大增加，后焊面所所引起的角變形必然減少，解 決的辦法是兩面分層交替焊【2】。具體的做法是：① 將拼焊法蘭四瓣點焊成圓環后，水平放置；②對法蘭 四條焊縫的一邊焊接，焊接時由于是在一面焊接，這 時候會形成一定的角變形；③將法蘭翻邊對焊縫的 另一側焊接，這時候將產生與工序②相反的角變形， 直到產生的角變形與②產生的相互抵消時翻邊焊另 一側。焊接過程中隨時監控角變形。如此多次翻邊 有利于控制角變形。

(4)焊接參數的選擇：焊接變形隨焊接電流和 電弧電壓的增大而增大，隨焊接焊接速度的增快而 減少。其中電弧電壓的影響最明顯。法蘭的拼接焊 縫采用多層焊接，由相關資料我們可知道第一層焊 縫收縮量占總量的80％，所以，在滿足焊透的情況 下，焊縫兩面的第一層應采用較小的電壓、合適的焊 接電流和較小的焊高(提高焊接速度的結果)，這時 熱量小，金屬量少，變形小。

拼焊法蘭的焊接變形有角變形、周長減小、扭曲 變形。采用合適的焊接工藝措施，如加余量、剖口形 式、退焊、焊接參數等能有效的控制焊接變形。