δ14mm__20g工业锅炉筒体双面埋弧焊纵焊缝焊接工艺.docx

安徽机电职业技术学院焊接标准的应用课程设计说明书系（部）：班级：姓名：指导教师:20132014学年第 二 学期8 14mm 20g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20g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。20g钢材中碳、硅、镒含量少，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，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。20g化学成分，见表1化学兀素CSiMnPS成分含量< 0.20%0.1 0.30%0.5 0.90%< 0.035%< 0.035%20g力学性能，见表2屈服点（TaS抗拉强度T Ab伸长率8断面收缩率冲击韧度aAK硬度HBS> 185MPa> 380MPa>25%>55%>27J热轧钢156二、焊接坡口20g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、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i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的碳镒低合金钢可 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的碳镒低合金钢、铭铝低合金钢和高 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S n< 1012WS nW 50> 50错边量S n/5<2.5S n/16且不大于10三、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。号丝牌号按GB,4957和G/T3429其主詈参数如下,季4牌号MnCSiSP Ni Cu Cr成分H08A0.30-0.55w 0.10w 0.03w 0.030w 0.030w 0.30w 0.20w 0.20H08 MnA0.80-1.10w 0.10w 0.07w 0.030w 0.030w 0.30w 0.20w 0.20H10 Mn21.50-1.90wO.12w 0.07w 0.035w 0.035w 0.30w 0.20w 0.20焊剂HJ431是熔炼型图镒局硅低氟焊剂。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 HIOMnS等焊丝，可焊接 低碳钢及某些低合金钢，如16Mn15M nV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(c)H08A> 330> 410> 22> 27H08 MnA> 330> 410> 22> 27H10 Mn2> 330> 410> 22一 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同 体 纵 缝 接 头0埋弧焊(SAW)H08 A A- A05HJ431预热> 100C后热200-250 C/2h60 C900-980 C/70min580-650 C/2.3h100%RT + 20%UT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，提图生产率而提图焊接速度的同时，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(mr)0 2.00 2.50 3.20 4.00 5.0电流(A)300-400350 450425 525475 575550 6505、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/mm2.5 0.250.28 -1.43焊接电流/AV600600 - 120020g板厚14mm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H08A或H08MnA焊 剂为HJ431,焊接速度2025m/h,电流500600A,电压3640V。S 14mm 20g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)SAW0 5.0650-80036 4025 35六、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，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40%50%,背面焊时必须保证焊透60%70%。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钵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10db/MPad s/MPas（%）弯曲角度/ 0（d=3a）冲击试验其他缺口形式试验温度CAk/J390 530> 205> 25180U形常温> 481、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S 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_W PS-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 批准入日期焊接接头：对接接头简图：（接头形式、坡口形式与尺寸、焊层、焊道布置及顺序）坡口形式：V型衬垫（材料及规格）ZHC-1焊剂衬垫（转盘式焊剂衬垫）其他根据母材厚度确定焊接层数；第一层在焊剂衬垫上焊接。60+30类别号一I一组别号一 与类别号一I 一组别号-1-1 相焊及标准号GB/T 12459-2005钢号20G与标准号GB/T 12459-2005钢号20G相焊厚度范围：角焊缝角焊缝角焊缝不限母材：对接焊缝 14mm 管子直径、壁厚范围：对接焊缝 焊缝金属厚度范围：对接焊缝其他焊接材料：焊材类别焊丝焊剂焊材标准JB/T4709-2007JB/T4709-2007填充金属尺寸5焊材型号F4A2HJ431焊材牌号H08 MnAH08 MnA其他耐蚀堆焊金属化学成分（C rSi HMn rP rs rcr TN HMO rcu其他:焊接位置：对接焊缝的位置平位焊接方向：（向上、向下）向下焊后热处理：温度范围（C ）550C 650C角焊缝位置保温时间(h)50min-80min焊接方向：（向上、向下）预热：预热温度（c）（允许最低值）80 C层间温度（C）（允许最高值）< 300C保持预热时间气体：气体种类混合比流量fL/min ）保护气尾部保护气加热方式背面保护气电特性电流种类：见下表极性：焊接电流范围（A）：见下表电弧电压（V）：见下表（按所焊位置和厚度，分别列出电流和电压范围，记入下表）焊道/焊层焊接 方法填充材料焊接电流电弧电压 （V）焊接速度（cm/min）线能量（KJ/cm）牌号直径电流种 类电流（A）1SAWH08 MnA5交流65080036 4025 3523鸨极类型及直径 喷嘴直径（mm）：熔滴过渡形式焊丝送进速度（cm/min） ：4555技术措施：摆动焊或不摆动：不摆动摆动参数:焊前清理和层间清理：清理干净、露出金属光泽背面清根方法：第一层焊后，背面电弧气刨单道焊或多道焊（每面）：双面单道单丝焊或多丝焊：一单丝导电嘴至工件距离（mm）：锤击：其他：编制程新奇日期2013/1/7 审核日期批准日期注：对每一种母材与焊接材料的组合需分别填表九、参考文献张帅谋.国际焊接标准解读与贯彻.安徽：安徽机电职业技术学院出版社，2009杨松.锅炉压力容器焊接技术.北京：机械工业出版社，20013雷世明,焊接方法与设备.北京：机械工业出版社，20013王小平.金属材料焊接工艺与评定.安徽：安徽机电职业技术学院出版社，2009GB/T4709-2007钢制压力容器焊接规程标准释义.中国标准出版社，2000