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1、西安技师学院10届焊接预备技师班毕业论文题目：钨极氩弧焊管-管对接操作要点姓名：蒋国祥专业：焊接技术及自动化学号： 10JHG117 指导教师：贾靖马江涛时间： 2010/4/30 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 15 页目录摘 要. 1关键词 . 1一、引言 . 2二、焊接材料分析 . 31. 母材成分分析 . 32. 母材力学性能 . 33. 母材焊接性分析 . 3三、焊前准备 . 41. 使用材料及工具 . 42. 焊前加工及清理 . 43. 焊丝选用原则 . 44. 焊接标准 . 4四、 焊接过程 . 51. 定
2、位焊 . 52. 焊接操作工艺要点. 53. 填丝注意事项 . 64.收弧与接头 . 65.收尾方法 . 7五、焊后要求 . 8六、易出现缺陷的防止方法. 91.裂纹的防止 . 92.气孔的防止 . 93.未焊透 . 94.非金属夹杂和夹钨的防止. 10 5.焊缝尺寸超标的预防. 10 六、结束语 . 11 参考文献 . 12 致谢. 13 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 15 页西安技师学院机械系毕业论文第1页 共15页钨极氩弧焊管 - 管对接工艺要点摘 要本文主要描述了在进行钨极氩弧焊时，需要根据焊口的一些实际因素，
3、如母材的焊接性及焊缝实际使用条件，选择合适的焊接设备和焊接材料，通过对材料本身成分分析，选择合适的焊接方法和焊接工艺进行焊接，最后对焊接过程中易出现的问题及缺陷进行分析，提出相应的解决方法和预防措施。关键词：焊接材料、焊接性、引弧、定位焊、选用原则、工艺要点、注意事项、收弧、熄弧精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 15 页西安技师学院机械系毕业论文第2页 共15页一、引言近年来，随着大容量、高参数机组的投人及运行，高温高压受热面管道焊接采用钨极氩弧焊方法日益增多。目前，在火力发电厂，焊接受热面小径管比较成熟的方法是采用全氩弧
4、焊接或氩弧打底、焊条电弧焊盖面的方法进行焊接 , 因此, 针对钨极氩弧焊容易出现的问题做以下讨论。12Cr1MoV 属于Gr-Mo型珠光体耐热钢， 属于低合金钢范畴， 低合金钢焊接的有利一面是能提高抗氧化性和热强化性，不利的一面是增强了脆硬倾向和形成裂纹的时机增大，因此给焊接工作带来了很多困难。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 15 页西安技师学院机械系毕业论文第3页 共15页二、焊接材料分析1. 母材成分分析 :12Cr1MoV 钢的化学成分质量分数 /%C Si Mn P max S max Cr Mo VCu max
5、 Fe 其余2. 母材力学性能 : 12Cr1MoV 钢的常温力学性能抗拉强度Rm/Mpa 屈服强度Rel/Mpa 断后收缩率 A/ % 470 255 20 ：钢材焊接性的好坏取决于它的化学成分，影响最大的是碳元素， 也就是说金属含碳量的多少决定它的可焊性，钢中含碳量增加，淬硬倾向增大，塑性降低，容易产生焊接裂纹。母材属于低合金珠光体型耐热钢，具有较高的热强性能，但由于其具有一定淬硬倾向所以在焊接循环决定的冷却速度条件下，焊缝金属和热影响区易形成冷裂敏感的显微组织，另外，母材中含有 Cr、Mo 、V等元素，在提高了钢的蠕变强度和组织稳定性的同时，这些强烈碳化物形成元素又增加了接头过热区产生再
6、生热裂纹的倾向。12Cr1MoV 具有更大的淬硬倾向，而使热影响区更易产生冷裂纹。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 15 页西安技师学院机械系毕业论文第4页 共15页三、焊前准备： 1.1 工件： 12Cr1MoV 1004mm 1.2 焊机：时代逆变 WS 350 1.3 焊枪： PQ85/150型空冷焊枪1.4 氩气流量计： AT15/30 1.5 钨棒：铈钨极 1.6 焊丝： H08Mn2SiA 1.7 氩气：纯度 99.99% 2. 焊前加工及清理：2.1 坡口形式为： 70V形坡口，对口间隙 225mm ，钝边
7、115 mm ；2.2 焊前清理用角向磨光机将坡口面及坡口两侧10mm 15mm 范围内打磨至露出金属光泽，用圆锉，砂布清理管内侧锈蚀及毛刺，如有必要可用丙酮清洗坡口外表及焊丝。 3. 焊丝选用原则 :手工钨极氩弧焊打底所选用的焊丝，除应满足机械性能要求外， 还应具有良好的可操作性并且不产生缺陷。 从焊接工艺试验的机械性能可以看出，H08Mn2SiA 焊丝打底焊缝的抗拉强度均比其原焊丝HO8A 较高；从无损探伤和现场手工焊接操作性上看，H08A 焊丝打底容易产生气孔，且焊缝成型差；关键在于其 Mn、Si元素的含量。焊缝中 Mn、Si是主要合金化元素，同时也是一种较好的脱氧剂， Si脱氧能力比
8、Mn要强，Mn和Si都能减少焊缝金属中的氧含量，改善焊缝金属的性能，防止气孔产生；另外，Mn可以提高焊缝的强度和韧性，而 Si含量过多时，将会使焊缝金属的塑性和韧性降低。因此，必须使焊缝材料保持适当的Mn/Si比值，该比值愈高， 焊缝金属的韧性愈好，一般认为 Mn/Si2对焊缝韧性不利。4. 焊接标准焊接电流 /A 电压 /V 钨极直径 /mm 喷嘴直径 /mm 氩气流 L/min 钨极伸出度 /mm 焊接速度 mm/min 80100 1517 25 810 57 约5 7 4O60 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 1
9、5 页西安技师学院机械系毕业论文第5页 共15页四、 焊接过程1. 定位焊：1.1 点焊固定采取三点周向对称点焊固定方法，焊点宜小，先从一端始焊然后过渡到另一端，保证焊点熔透无缺陷。1.2 定位焊缝操作要点：定位焊是焊缝的一部分，必须焊牢，不允许有缺陷。定位焊缝不能太高，以免焊接到定位焊缝处接头困难，如果碰到这种情况，最好将定位焊缝磨低些，两端磨成斜坡，以便焊接时接头容易。如果定位焊缝上发现裂纹，气孔等缺陷，应将其打磨掉重焊，绝不允许用重熔的方法修补。1.3 分半逆向焊接，为减少出现气孔可能性，在起焊的六点位置不设点焊固定点。焊枪与工件及焊丝间相对位置见图。2. 焊接操作工艺要点：打底焊应尽量
10、一气呵成，打底层应有一定厚度，如果 10mm 的管子，其厚度应 4mm 。如图 1 ：2.1在仰焊位置 6点以前的 58处A点引弧焊的间距，在平焊时，焊丝与内壁的钝边要平行，保持这样的间距， 焊缝背部不会出现凹陷， 余高大约 0.5-1mm.始焊时，在对口处形成熔池不能击穿将焊丝插入熔池中，借助电弧吹力，使熔滴挤入间隙内并透过，在两侧钝边处已熔化搭成“桥”，以该“桥”为基础逐步施焊。引弧部位在焊接方向前10 mm 左右，绝不允许在管壁上引弧，引弧后，电弧始终保持在间隙中心。2.2 焊接过程中， 由于管子水平固定， 随着焊接位置变化， 焊工的身体也随之移动，为保持平稳，进行仰位焊接时，可同时伸出
11、手指支撑在管上；2.3 采用“二点法”焊接，控制弧长 23mm ，对坡口根部两侧同时加热，捻动送丝，使焊丝端头始终处于氩气保护范围内，边熔化边送丝，焊丝不直接插精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 15 页西安技师学院机械系毕业论文第6页 共15页入熔池。而位于熔池前方，焊丝端头应呈圆形，送丝动作干净利落，控制坡口两侧熔透均匀，以保证管内壁成形均匀。2.4 前半圆焊到平焊位置时，将弧坑填满，在B点收弧，以利于后半圆接头。后半圆在焊接前将接头处打磨出斜面至露出金属光泽，从仰焊位置起焊至平焊位置结束。2.5 收弧时在熄弧前向熔池连
12、送两滴填充金属将熔池移至坡口一侧收弧。熄弧后将喷嘴罩住熔池，待完全冷却变暗后再移开。2.6 每半圆焊接一次完成，中途不停顿。如中途再度起焊，将端头打磨并使焊缝重叠 57 mm 。2.7 焊接时如发现电弧气氛呈蓝色，或者熔池有发泡现象，立即停下修磨，清除缺陷后继续焊接直至完成。2.8 焊接时要掌握好焊枪角度，送丝到位，力求送丝均匀，才能保证焊缝成型美观，焊第二层时，应注意不得将打底层焊道烧穿，防止焊道下凹或反面剧烈氧化。3. 填丝注意事项：3.1 必须等坡口两侧熔化后才能填丝，以免造成熔合不良，填丝时，焊丝应与工件外表夹角成 15左右。填丝要均匀，快慢适当，过快焊缝余量大，过慢则焊缝下凹和咬边，
13、焊丝端应始终处在氩气保护区内。对口间隙大于焊丝直径时，焊丝应跟随电弧同步横向摆动，不得扰动氩气保护层，以防空气侵入。3.2 操作过程中如不慎使钨极与焊丝相碰，发生瞬间短路，将产生很大的飞溅和烟雾，会造成焊缝污染和夹钨，这时应立即停止焊接，用砂轮磨掉被污染处，直至磨出金属光泽。被污染的钨极，应在别处重新引弧熔化掉污染端部或重新磨尖后，方可继续焊接。3.3 撤回焊丝时，不要让焊丝端头撤出保护区以免焊丝端被氧化，在下次进入熔池时，造成氧化物夹渣或产生熔孔。4. 收弧与接头：4.1 收弧不当会影响焊缝质量， 使弧坑过深或产生弧坑裂纹， 甚至造成返修。收弧时，焊把应由内侧坡口处稍向外拉至电弧熄灭，并要注
14、意控制速度，不精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 15 页西安技师学院机械系毕业论文第7页 共15页能过快，以免产生缩孔。接头处所有焊缝无论有无缺陷都要用手砂轮修磨成斜面，然后在焊接方向的反向10 mm 处引弧，将焊把向回移动，直至把原焊缝35 mm长度全部熔化，才开始送丝，直到焊完整个焊口。最后收弧时，一般多采用稍拉电弧， 重叠焊缝 10mm 20mm ， 在重叠部分不加或少加焊丝，速度要快。停弧后，氩气开关应延时 10s左右在关闭， 防止金属在高温下继续氧化。接头时，在熔坑中间或靠后些引弧形成熔池后便可填充焊丝完成接头，
15、“头与头”相接是在焊接水平或斜固定管时，当焊接另一侧的仰焊接头时，只以电弧将接头部位的原起始焊缝端部熔化，形成熔池，便可送丝，完成该处接头。接头质量控制：接头处理要有斜坡不能有死角，重新引弧的位置在原弧坑后面使焊缝重叠5mm-10mm，重叠处一般不填丝，焊丝紧贴坡口与钝边一起熔入、即将焊丝弯成弧形紧贴在坡口间隙处，焊接电弧熔化坡口钝边的同时也熔化焊丝。5. 收尾方法焊接过程在收尾时，应将熔坑填满，把电弧拉向对口的一侧电弧熄灭，最后收尾时，将始焊侧的焊道端熔化，将已熔金属与新熔化的熔池相碰接，再将新出现的熔池填满连接在一起。如有条件可采用电流衰减法，焊接终止时，停止填丝使焊接电流逐渐减小，从而使
16、熔池体积不断缩小，最后断电，焊枪停止行走。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 15 页西安技师学院机械系毕业论文第8页 共15页五、焊后要求1经外观检查后，应立即进行热处理。正火：960980，回火：740760。2. 发现焊缝内部或外部有缺陷时，应进行处理，采取挖补方法时，补焊前仍然需要进行预热，然后重新进行热处理。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 15 页西安技师学院机械系毕业论文第9页 共15页六、易出现缺陷的防止方法1. 裂纹的防止：1.1 选
17、择合适牌号的焊丝，采用低硫磷低杂质元素的焊材；1.2 选择合适的焊接标准参数，采用软标准，以较小的焊接电流和尽可能快的焊速进行焊接；1.3 采用软标准，尽量缩短高温停留时间，减少过热和晶粒长大倾向；1.4 选择合理的焊接接头和坡口形式， 控制焊缝金属中焊丝对母材所占的比例，即控制熔合比；1.5 严格焊前焊道坡口及管内外外表的清理；1.6 采用正确的收弧方式，填满弧坑，减少弧坑裂纹的倾向，选用有电流衰减的焊接设备；1.7 采取合理的焊接顺序焊接，以便减少焊接应力。2. 气孔的防止：2.1 严格焊件坡口外表油、锈、氧化皮和焊丝焊道附近端头部分的清理，尤其注意细管内焊道附近端头部分的清理工作，最后可
18、采用丙酮清洗外表；2.2 提高焊工操作水平，熟练焊接技术，防止焊接时触碰钨极和熔池停留时间过长而送不上丝；2.3 送丝采用“二点法”，送丝过渡熔滴要求快而准，在保证焊缝熔合好的情况下平稳移动，防止熔池过烧、沸腾，焊枪摆动幅度不可过大；2.4 加强硅锰联合脱氧作用，采用脱氧元素含量高的焊丝，尤其是在端头搭接重熔时更应如此；2.5 发现熔池发泡或电弧气氛呈现蓝色即说明已有气孔产生，应立即停下清理打磨后重新施焊；2.6 以左焊法焊接，弧长尽量短。焊缝尽量一次焊完，尽可能减少重复加热和补焊次数，搭头起焊部位用砂轮打磨掉氧化膜后再施焊；2.7 保持合适的焊速，保证焊件、焊枪、焊口三者之间正确的相对位置。
19、3. 未焊透：3.1 提高焊工的操作熟练程度，采用合适的焊接标准焊接; 3.2 采用合理的焊接接头坡口形式，在便于组对的情况下钝边尽量小，为便于精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 15 页西安技师学院机械系毕业论文第10页 共15页焊接，坡口角度应稍大；3.3 严格检查焊缝组对质量。尤其在小钝边接头情况下，应控制组对错边量15mm ；3.4 采取合适的钨极尖端形状，修磨的钨极长度，一般为钨极直径的35倍，末端的最小直径为钨极直径的1/2 1/5, 尖端夹角应采用 3O 为好；3.5 严格焊前清洗，尤其对管内坡口端部附近的氧
20、化膜应清理干净。4. 非金属夹杂和夹钨的防止焊接前仔细清理外表氧化膜， 加强氩气保护效果， 焊丝端头应尽量置于氩气保护范围内， 选择合适的钨极直径及焊接标准，正确修磨钨极夹角， 保持正确的钨极尖端形状，当钨极触粘在焊缝上时，应及时将触粘处修磨掉。5. 焊缝尺寸超标的预防选择合适的焊接标准参数，提高操作技术水平及熟练程度，送丝及时、到位准确、移动一致，正确控制熔池温度。在条件具备的情况下，尽量采用转动焊，当进行全位置焊接时， 应采用逆向分半焊接顺序， 严格控制焊缝的组对质量和对接间隙，坡口钝边厚度应选择适当。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - -
21、-第 12 页，共 15 页西安技师学院机械系毕业论文第11页 共15页六、结束语随着钨极氩弧焊 GTAW应用的日益广泛越来越引起焊接工作者的重视，本文对 GTAW焊接过程中的一些重要步骤进行分析，希望对焊接工作者有所帮助。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 15 页西安技师学院机械系毕业论文第12页 共15页参考文献1 焊接工程师手册/ 陈祝年编 . 机械工业出版社. 2 焊工手册 / 刘云龙编 . 机械工业出版社 . 3 中国机械工程学会焊接方法及设备4 张文钺 . 金属熔焊原理及工艺北京：机械工业出版社，1980 5 丁建生 . 金属学与热处理6 钱昌黔 . 耐热钢焊接北京：水利电力出版社，1988 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 15 页西安技师学院机械系毕业论文第13页 共15页致谢论文的最后，我对我的老师表示感谢，在平时贾老师和马老师对我们严格要求，在学术上严谨、科学的作风一直使我们学习的榜样，在我做论文的每一环节老师们都严格把关，给与我很多科学的建议，在这里表达我深深的敬意和感谢！精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 15 页
