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1、安徽机电职业技术学院焊接标准的应用 课程设计工业锅炉筒体纵焊缝焊接工业锅炉筒体纵焊缝焊接 工艺规范工艺规范系 （部）：机械工程系班 级：焊接 3121姓 名：朱海涛指导教师：张帅谋2013 201 4 学年第 一 学期20mm20mm 22g22g 工业锅炉筒体双面埋弧焊纵焊缝焊接工艺工业锅炉筒体双面埋弧焊纵焊缝焊接工艺一、母材技术状况一、母材技术状况22g 钢材焊接性分析:碳钢的焊接性主要取决于含碳量，随着含 碳量的增加，焊接性逐渐变差。22g 钢材中碳、硅、锰含量少，所 以，通常情况下不会因焊接而引起严重硬化组织和淬硬组织。这种 钢的塑性和韧性优良，焊接接头的塑性和韧性也好。通常情况下，
2、焊接时一般不需要预热、控制层间温度和后热，焊后也不必采用热 处理改善组织，既整个焊接过程中不需要特殊的工艺措施。特殊情 况下，进行预热后热和热处理能更高的力学性能要求。 22g 化学成分,见表 1化学元素CSiMnPS 成分含量 0.22%0.10.30%0.50.90%0.035%0.035%20g 力学性能，见表 2屈服点s抗拉强度b伸长率 断面收缩率冲击韧度aK硬度 HBS185MPa380MPa25%55%27J热轧钢 156二、焊接坡口二、焊接坡口 22g 锅筒埋弧焊坡口置备，根据 GB/T324-1988(等效于 ISO2553)焊 缝符号表示法：规定了推荐的坡口形式和尺寸。 1、
3、焊接选择坡口形式和尺寸应考虑下列因素： a. 焊缝填充金属尽量少； b. 避免产生缺陷； c. 减少残余焊接变形与应力； d. 有利于焊接防护； e. 焊工操作方便； f. 复合钢板的坡口应有利于减少过渡层焊缝金属的稀释率。坡口形式 图 1焊道分布 图 22、焊坡口置备注意事项（1） 、碳素钢和标准抗拉强度不大于 540MPa 的碳锰低合金钢可 采用冷加工 ,也可采用热加工方法置备坡口。 （2） 、标准抗拉强度大于 540MPa 的碳锰低合金钢、铬钼低合金 钢和高合金钢宜采用冷加工法.若采用热加工方法,对影响焊接质量 的表面层,应用冷加工方法去除。 （3） 、焊接坡口应保持平整,不得有裂纹、分
4、层、夹渣等缺陷, 尺寸符合图样规定。 （4） 、坡口表面及两侧应将水、铁锈、油污、积渣和其它有害 杂质清理干净。 纵焊缝对口错边量控制应符合下表 3对口处名义厚度过n1012n5050错边量n /52.5n /16 且不大于 10三、埋弧焊焊接材料：三、埋弧焊焊接材料： 根据 ISO/4174 或 GB/T1247-1990埋弧焊用焊丝和焊剂规定 选择适用的埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂。焊丝牌号按 GB/T4957 和 GB/T3429 其主要参数如下，表 4牌号 成分MnCSiSPNiCuCrH08A0.30-0.550.100.030.0300.0300.300.200.20H08MnA0.
5、80-1.100.100.070.0300.0300.300.200.20H10Mn21.50-1.900.120.070.0350.0350.300.200.20焊剂 HJ431 是熔炼型高锰高硅低氟焊剂。为棕红色至浅黄色玻 璃状颗粒，粒度为 2.5-0.45mm（8-40 目）等。可交直流两用，直流 焊时焊丝接正极。焊接工艺性能良好，脱渣容易，成形美观。配合 H08A、H08MnA、H10MnSi 等焊丝，可焊接低碳钢及某些低合金钢， 如 16Mn，15MnV 等结构，如锅炉、船舶、压力容器等。也可用于电 渣焊及铜的焊接。焊剂按规定烘干、保温;焊丝需去除油、锈;保护 气体应保持干燥。 熔敷
6、金属机械性能，见表 5牌号成分屈服强度 Mpa抗拉强度 Mpa延伸率(%)冲击值 J（）H08A3304102227H08MnA3304102227H10Mn233041022-四、预热温度、层间温度的选择四、预热温度、层间温度的选择 依据 JB/T4709-2007钢制压力容器焊接规程及 GB/T150钢 制压力容器标准释义。 根据母材的化学成分、焊接性、厚度、焊接接头的拘束度、焊 接方法和焊接环境等综合考虑预热、层间温度、后热及焊后热处理 要求。 预热、层间温度、热处理温度及焊接检验，见表 6焊 缝坡口形式焊接 方法焊材 规格预热 后热层间 温度热处理检验筒 体 纵 缝 接 头埋弧焊 （S
7、AW)H08MnA5HJ431预热100后热200-250 /2h60900- 980/70m in580- 650/2.3 h100% RT + 20% UT五、埋弧焊工艺参数的选择五、埋弧焊工艺参数的选择 埋弧焊的焊接参数主要有：焊接电流、电弧电压、焊接速度、 焊丝直径、电流种类、焊剂粒度、焊丝倾角和伸出长度等。 1、焊接电流 一般焊接条件下，焊缝熔深与焊接电流成正比。 随着焊接电流 的增加，熔深和焊缝余高都有显著增加，而焊缝的宽度变化不大。 同时，焊丝的熔化量也相应增加，这就使焊缝的余高增加。随着焊 接电流的减小，熔深和余高都减小。 2、电弧电压 电弧电压的增加，焊接宽度明显增加，而熔深
8、和焊缝余高则有 所下降。但是电弧电压太大时，不仅使熔深变小，产生未焊透，而 且会导致焊缝成形差、脱渣困难，甚至产生咬边等缺陷。所以在增 加电弧电压的同时，还应适当增加焊接电流。 3、焊接速度 当其他焊接参数不变而焊接速度增加时，焊接热输入量相应减 小，从而使焊缝的熔深也减小。焊接速度太大会造成未焊透等缺陷。 为保证焊接质量必须保证一定的焊接热输入量，提高生产率而提高 焊接速度的同时，应相应提高焊接电流和电弧电压。 4、焊丝直径与伸出长度 当其他焊接参数不变而焊丝直径增加时，弧柱直径随之增加， 即电流密度减小，会造成焊缝宽度增加，熔深减小。反之，则熔深 增加及焊缝宽度减小。当其他焊接参数不变而焊
9、丝长度增加时，电 阻也随之增大，伸出部分焊丝所受到的预热作用增加，焊丝熔化速 度加快，结果使熔深变浅，焊缝余高增加，因此须控制焊丝伸出长 度，不宜过长。 焊丝规格与参考电流，见表 7直径（mm）2.02.53.24.05.0 电流（A）3004003504504255254755755506505、焊丝倾角 焊丝的倾斜方向分为前倾和后倾。倾角的方向和大小不同，电 弧对熔池的力和热作用也不同，从而影响焊缝成形。当焊丝后倾一 定角度时，由于电弧指向焊接方向，使熔池前面的焊件受到了预热 作用，电弧对熔池的液态金属排出作用减弱，而导致焊缝宽而熔深 变浅。反之，焊缝宽度较小而熔深较大，但易使焊缝边缘产生
10、未熔 合和咬边，并且使焊缝成形变差。 6、焊剂粒度 焊剂粒度应根据所使用的焊接电流来选择，细颗粒的焊剂适用于大的焊接电流，能获得较大的熔深和宽而平坦的焊缝表面。如在 小的焊接电流下使用细颗粒焊剂，因焊剂层密封性较好，气体不宜 逸出，则在焊缝表面留下斑点。相反，如在大电流下使用粗颗粒焊 剂，则因焊剂层保护不良而在焊缝表面形成凹坑或者出现粗糙的波 纹。焊剂颗粒度与参考电流，见表 8颗粒度/mm2.50.250.281.43焊接电流/A600600120022g 板厚 20mm,埋弧焊焊接，采用单面 V 形坡口，留 24mm 间 隙，中间钝边 12mm，坡口度数为 60 ，焊接时带焊剂垫，焊材采 取
11、 H08A 或 H08MnA，焊剂为 HJ431,焊接速度 2025m/h,电流 500600A,电压 3640V。 20mm 22g 工业锅炉筒体双面埋弧焊纵焊缝焊接工艺参数，见表 9焊接方法焊接材料规格/mm焊接电流/A电弧电压/V焊接速度/(m/h)SAW5.065080036402535六、埋弧焊操作事项六、埋弧焊操作事项在操作过程中须要特殊注意事项： 1、埋弧焊操作技术 (1)对接直焊缝焊接技术 对接直焊缝的焊接方法有两种基本类 型，即单面焊和双面焊。根据钢板厚度又可分为单层焊、多层焊， 又有各种衬垫法和无衬垫法。 焊剂垫法埋弧自动焊。在焊接对接焊缝时，为了防止熔渣和 熔池金属的泄漏
12、，采用焊剂垫作为衬垫进行焊接。焊剂垫的焊剂与 焊接用的焊剂相同。焊剂要与焊件背面贴紧，能够承受一定的均匀 的托力。要选用较大的焊接规范，使工件熔透，以达到双面成形。 多层埋弧焊。对于较厚钢板，一次不能焊完的，可采用多层 焊。为了保证焊透，正面焊时要焊透工件厚度的 4050，背面 焊时必须保证焊透 6070。在实际操作中一般很难测出熔深， 经常是靠焊接时观察熔池背面颜色来判断估计，所以要有一定的经 验。第一层焊时，规范不要太大，既要保证焊透，又要避免裂纹等 缺陷。每层焊缝的接头要错开，不可重叠。(2)对接环焊缝焊接技术，圆形简体的对接环缝的埋弧焊要采用 带有调速装置的滚胎。如果需要双面焊，第一遍
13、需将焊剂垫放在下 面简体外壁焊缝处。将焊接小车固定在悬臂架上，伸到筒体内焊下 平焊。焊丝应偏移中心线下坡焊位置上。第二遍正面焊接时，在筒 体外，上平焊处进行施焊。 (3)埋弧半自动焊 埋弧半自动焊主要是软管自动焊，其特点 是采用较细直径(2mm 或 2mm 以下)的焊丝，焊丝通过弯曲的软管送 入熔池。电弧的移动是靠手工来完成，而焊丝的送进是自动的。半 自动焊可以代替自动焊焊接一些弯曲和较短的焊缝，主要应用于角 焊缝，也可用于对接焊缝。2、埋弧焊的安全操作技术 (1)埋弧焊机操作人员必须经过电弧焊接工作的专门培训，持证 上岗，非本机操作人员，严禁擅自操作设备。 (2)作业前检查电缆绝缘情况，如有
14、损坏立即停止使用，确认各 部导线连接良好，控制箱外壳和接线板上的罩壳盖好。 (3)作业过程中，操作人员要精神集中，正确操作，注意机械情 况，不得擅自离岗或将机器交给其他无证人员操作，严禁无关人员 进入作业区。 (4)作业工程中，任何人员均不得蹬上龙门架顶层平台进行观察、 检修或检查工作。如必须蹬顶作业，必须先停车断电。 (5)控制箱和焊机外壳应可靠的接地(零)和防止漏电。接线板罩 壳必须盖好。 (6)埋弧自动焊机的小车轮子要有良好绝缘，导线应绝缘良好， 工作过程中应理顺导线，防止扭转及被熔渣烧坏。 (7)焊接进行中，不许铲药皮、清渣，铲药皮清渣时要戴护目镜。(8)认真及时做好保养工作，保持机械
15、完好状态，机械不得带病 工作，运转中发现不正常，立即停机断电检查，排除故障方可使用。(9)操作人员下班时，要将机械停放在待命位置，关机断电，锁 好电闸箱，清理现场杂物，焊渣。 (10)半自动埋弧焊的焊把应有固定放置处，以防短路。 (11)埋弧自动焊熔剂的成分里含有氧化锰等对人体有害的物质。 焊接时虽不像手弧焊那样产生可见烟雾，但将产生一定量的有害气体和蒸气。所以，在工作地点最好有局部的抽气通风设备。七、工艺评定过程七、工艺评定过程根据 JB/T4708/4709-2000钢制压力容器焊接工艺评定进行 以下试验，并满足下表 10 所涉及的要求.力学性能，表 10冲击试验b/pab/pa5(%)弯曲角度/()(d=3a)缺口形式试验温度/AKV/J其他420-530420-5302052052424100100V V50502727-1、力学试验 2、弯曲试验 3、冲击试验 4、RT 试验八、工艺规程指导书八、工艺规程指导书14mm 20g 工业锅炉筒体双面埋弧焊纵焊缝焊接工艺规程指导书，见表 11单位名称 xxx 工程建设公司 焊接工艺指导书编号 WPS-2013-001 日期 20131/11/7 焊接工艺评定报告编号 xxx-2013-001 焊接方法 埋弧焊 机械化程度（手工、半自动、自动） 自动 编制人 程新奇 日期 2013/11/7 批准
