焊接技術(shù)及自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計全

1、畢 業(yè) 設(shè) 計鍋爐筒體（材質(zhì)20g）制造系 別專 業(yè)班 級姓 名學(xué) 號2012 2013 學(xué)年第一學(xué)期畢 業(yè) 設(shè) 計 任 務(wù) 書專業(yè)：焊接技術(shù)及自動化 班級：學(xué)生：一：設(shè)計題目：鍋爐筒體制造（材質(zhì)20g 筒體材料厚度30mm）二：設(shè)計內(nèi)容：分析材料特點、焊縫布置、采用的焊接方法、工藝評定、注意事項三：原始資料（設(shè)計所用材料、設(shè)備等）：現(xiàn)場參觀、咨詢查閱制造焊接等書籍四：完成日期：2012年12月31日指導(dǎo)教師：2012 年11月 3 日簽發(fā)目錄一、前言············

2、·····························4二、材料特點····················

3、;··················5三、焊縫布置······························

4、3;·······6四、焊接方法及焊材的選擇···························7五、焊接工藝評定············

5、······················11六、操作技術(shù)··························

6、3;·········14七、焊接工藝指導(dǎo)書································17八、焊后檢驗·····

7、83;·······························20九、注意事項·················&

8、#183;···················21十、參考資料·····························

9、;·······22十一、結(jié)語·····································23前言鍋爐壓力容器是工業(yè)生產(chǎn)和人民生活中必不可少的設(shè)備

10、,它可分為以下幾類：低壓容器（代號L） 0.1 MPaP中壓容器（代號M） 1.6 MPaP10MPa高壓容器（代號H） 10 MPaP100MPa超高壓容器（代號U） P100MPa作為承壓類特種設(shè)備，鍋爐壓力容器比較容易發(fā)生事故，而且事故的后果經(jīng)常比較嚴重。當前，國家越來越重視對特種設(shè)備的安全管理，并將一些事故后果非常嚴重的壓力容器（如承受高壓、盛裝有毒或易燃易爆介質(zhì)等）列為重大危險源。因此，鍋爐壓力容器在設(shè)計及制造過程中應(yīng)嚴格按照鋼制壓力容器（GB1501998）的規(guī)定，從材料的選擇，到生產(chǎn)加工，再到最后的產(chǎn)品檢驗，務(wù)必嚴格遵守相關(guān)標準，確保鍋爐壓力容器的質(zhì)量符合國家標準，并安全服役。鍋

11、爐壓力容器的制造流程為：下料成型焊接無損檢測組對焊接無損檢測熱處理壓力試驗。這里主要介紹了鍋爐筒體的焊接生產(chǎn)加工，其中包括了材料性能的分析、焊接方法及焊材的選擇焊縫位置的布置、焊接工藝評定、焊接工藝操作規(guī)程、焊后檢驗以及注意事項等內(nèi)容。鍋爐筒體（材質(zhì)20g）制造1、材料特點鍋筒是鍋爐中最重要的受壓元件，對鍋筒用鋼有一些要求，鋼材應(yīng)具有較高的室溫及中溫強度，設(shè)計鍋筒時以鋼材的屈服極限和強度極限值為依據(jù)，由于鍋筒直徑較大，隨著壓力的增高，壁厚不斷增加，給制造工藝（卷板、壓制、焊接等）帶來許多困難，也使重量明顯增加。鋼板應(yīng)具有良好的塑性、加工工藝性能和焊接性能，而鋼材的力學(xué)性能及焊接性是由其化學(xué)成分

12、決定的，不同元素對鋼材的影響也不同。碳碳是鋼中提高強度性能不可缺少的合金元素之一。在碳素結(jié)構(gòu)鋼中，一部分碳原子溶解于鋼的基體中，形成固溶體，一部分與鐵形成碳化鐵（Fe3C）。隨著鋼中碳含量的增加，F(xiàn)e3C量也會增加，淬硬性也隨之提高，鋼的抗拉強度和屈服強度相應(yīng)增高，而塑韌性則下降。碳當量每增加0.1%，則抗拉強度約可提高90MPa，屈服點約提高40至50 MPa。但是在焊接含碳量較高的鋼種時，焊接熱影響區(qū)會出現(xiàn)淬硬現(xiàn)象，硬度顯著提高，加劇了冷裂紋傾向。錳錳是一種固溶強化鋼材基體最常見的合金元素之一，可同時提高鋼的抗拉強度和屈服點。而且不降低鋼材的塑性。鋼種的錳含量在一定的范圍內(nèi)具有細化組織的作

13、用。增加錳含量可降低缺口沖擊的脆性轉(zhuǎn)變溫度，提高其抗脆斷能力。錳在鐵中的固溶強化極限值為1.6%，當錳的含量超過此極限值，抗拉強度和屈服點進一步提高，而此時沖擊韌度開始下降。因此，從韌性角度考慮，鍋爐用鋼的錳含量不應(yīng)超過1.6%。在焊接冶金過程中，錳能起脫硫的作用。在高溫下，錳與硫結(jié)合形成硫化錳，部分進入熔渣，殘留部分均勻布于晶內(nèi)，不會在晶界析出，并阻止低熔點硫化物，提高了焊縫金屬的抗熱裂紋能力。因此在鍋爐用鋼中保持適量的錳含量是十分必要的。硅也是一種固溶強化的合金元素，而且其強化作用比錳還要高，因此，過高的含量同樣會造成沖擊韌度的下降，一般優(yōu)質(zhì)鋼的硅含量應(yīng)該控制在0.15%0.35%之間較為

14、適宜。鉬 其固溶強化作用強于Mn、Cr等元素，鉬不僅能提高鋼的常溫強度還能提高高溫持久強度和高溫蠕變強度，是低合金耐熱鋼不可缺少的合金元素，鉬也是增強抗氫能力而成為抗氫鋼中不可缺少的合金元素。在Cr、Ni不銹鋼中加入2%3%的Mo可進一步提高其耐蝕性并同時降低焊縫金屬熱裂紋的敏感性，在低合金鋼中加入少量的鉬（0.3%左右），可提高焊縫金屬的沖擊韌度。從焊接性能角度看，鉬提高了低合金鋼的淬硬性和焊接冷裂敏感性，當其含量大于0.4%時就應(yīng)預(yù)熱，以防止冷裂紋的形成。鉻 強化作用與鉬相似，是低合金耐熱鋼中最重要的合金元素之一，其能提高鋼的高溫強度和增強鋼的抗氫能力，當鋼中同時加入合金元素鉻和鉬時，鋼的

15、熱強性和抗氫能力成倍提高。鉻是不銹鋼中最重要的合金元素，其含量超過12%時，在一般的腐蝕介質(zhì)中具有耐蝕性，含量超過17%的鉻鋼和鉻鎳鋼具有相當高的耐蝕性。從焊接性能角度看，當含量超過5%時，則可提高鋼的淬硬性和冷裂傾向，超過5%時冷裂傾向加劇，Cr含量超過8%的鉻鋼其原始組織為全馬氏體，必須采取特殊工藝才能提高焊接質(zhì)量。釩 釩是一種強烈的碳化物形成元素，也是固溶強化合金元素，主要以細化晶粒和碳化物的形式起強化作用。過量的釩可惡化鋼材的塑性和韌性，當鋼中同時存在Cr、Mo、V三種元素時，焊接在回火過程中會形成復(fù)雜的碳化物而降低了焊接接頭的韌性和塑性。除一些特殊耐熱鋼外，低合金鋼焊縫金屬中的V最好

16、限制在0.1%以下，對于大于0.2%的低合金鋼焊件焊后熱處理時，必須嚴格控制熱處理的溫度，以保證焊接接頭具有足夠的韌性，以防止消除應(yīng)力裂紋的形成。硫 硫會降低鋼材的高溫韌性，加劇鋼材熔焊時產(chǎn)生的熱裂紋敏感性且其具有易于偏析的特點，厚鋼板中還有促使產(chǎn)生層狀撕裂。磷 易于形成低熔點共晶體，分布于晶界而加劇熱裂傾向，這些低熔點共晶體還會消弱晶間結(jié)合力提高鋼的冷脆性，會使鋼在常溫和低溫下的沖擊韌度明顯下降。20g是鋼板中常用的容器板，具有特殊的成分與性能，其碳當量低，焊接性能、加工工藝性能以及塑韌性良好，而且價格合理，常用于中低壓壓力容器的制造。下表為20g的成分及力學(xué)性能表。表120g化學(xué)成分牌號化

17、學(xué)元素質(zhì)量分數(shù)/%20gCSiMnCrNiMoNbVPSAlt表220g的力學(xué)性能鋼板公稱厚度/mm抗拉強度R/(N/)屈服強度R/(N/)伸長率A/%溫度/沖擊吸收能量KV2/J180°彎曲試驗 彎曲直徑（b35mm）3-16400-52024525031d=a>16-36400-52023525031d=>36-60400-52022525031d=>60-100390-51020524031d=2a>100-150380-50018524031d=2a2、焊縫布置焊縫布置一方面要考慮結(jié)構(gòu)強度和工作條件等性能的要求，另一方面還要考慮到焊接工藝過程的特點，以

18、利于用簡便可靠的工藝來進行成產(chǎn)，并獲得優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。在設(shè)計鍋筒焊縫位置時，應(yīng)注意以下幾點：1、 應(yīng)將縱焊縫錯開，即不安排在同一軸線上，避免焊縫有十字交叉的情況，這樣可以減小焊接變形和焊接殘余應(yīng)力。2、 焊縫應(yīng)布置在與結(jié)構(gòu)截面中性軸重合或?qū)ΨQ的位置。3、 焊縫應(yīng)布置在對工作最有效的地方，用最少的焊接量得到最佳的效果嗎。且便于焊接及檢驗。自動焊時，焊縫位置應(yīng)使焊接設(shè)備是調(diào)整次數(shù)及焊件的翻轉(zhuǎn)次數(shù)最少。4、 盡量減少結(jié)構(gòu)和接頭處的應(yīng)力集中。在焊縫的連接板端部應(yīng)有較緩和的過渡。焊縫不應(yīng)過分密集，對于加強筋等端部的銳角應(yīng)切除。5、 工作焊縫受彎曲作用的焊縫未焊側(cè)不應(yīng)位于受拉應(yīng)力處，避免將焊縫布置在工作應(yīng)力最

19、大處。具體布置如下圖1。圖1 焊縫分布圖3、焊接方法及焊材的選擇焊接方法的選擇本次設(shè)計鍋筒的壁厚30mm，屬中厚板。生產(chǎn)中比較常用的幾種焊接方法有，手工電弧焊（SMAW），埋弧焊（SAW），二氧化碳氣體保護焊（GMAW），氬弧焊（GTAW），其中不同焊接方法的適用性不同。手工電弧焊：設(shè)備簡單價格便宜；操作靈活方便；能進行全位置焊接，適合不同材料的焊接；但是其缺點是效率太低，勞動強度大，多焊工的技術(shù)要求較高。因此在壓力容器制造中，焊條電弧焊仍占有一定的應(yīng)用比率，特別是容器接管的焊縫、內(nèi)件、附件焊縫以及難焊位置的焊縫大都采用焊條電弧焊。埋弧焊：埋弧焊是當今生產(chǎn)效率較高的機械化焊接方法之一。其主要優(yōu)

20、點有：1、生產(chǎn)效率高這是因為，一方面焊絲導(dǎo)電長度縮短，電流和電流密度提高，因 此電弧的熔深和焊絲熔敷效率都大大提高。（一般不開坡口單面一次溶深可達20mm）另一方面由于焊劑和熔渣的隔熱作用，電弧上基本沒有熱的輻射散失,飛濺 也少，雖然用于熔化焊劑的熱量損耗有所增大，但總的熱效率仍然大大增加。 2、焊縫質(zhì)量高熔渣隔絕空氣的保護效果好，焊接參數(shù)可以通過自動調(diào)節(jié)保持穩(wěn)定，對焊工技術(shù)水平要求不高,焊縫成分穩(wěn)定，機械性能比較好。3、勞動條件好除了減輕手工焊操作的勞動強度外，它沒有弧光輻射，減輕了對焊接操作者的傷害，這是埋弧焊的獨特優(yōu)點。 4、 埋弧焊常用于中厚板的焊接。以上諸多特點決定了埋弧焊的應(yīng)用范圍

21、，目前主要用于焊接各種鋼板結(jié)構(gòu)?？珊附拥匿摲N包括碳素結(jié)構(gòu)鋼，不銹鋼，耐熱鋼及其復(fù)合鋼材等。埋弧焊在造船，鍋爐，化工容器，橋梁，起重機械及冶金機械制造業(yè)中應(yīng)用最為廣泛，壓力容器殼體縱、環(huán)焊縫幾乎都采用埋弧焊方法焊接。二氧化碳氣體保護焊：CO2氣體保護焊是利用CO2保護氣體的熔化極氣體保護焊方法，簡稱為CO2焊。CO2焊是目前焊接鋼鐵材料的重要方法之一，在許多金屬結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)中已逐漸取代了焊條電弧焊。優(yōu)點：1、焊接成本低。 2、生產(chǎn)效率高。其生產(chǎn)率是焊條電弧焊的1至4倍。 3、操作簡便。明弧，對工件厚度不限，可進行全位置焊接而且可以向下焊接。 4、焊縫抗裂性能高。焊縫低氫且含氮量也較少。 5、焊后變

22、形較小。 6、焊接飛濺小。當采用超低碳合金焊絲或藥芯焊絲，或在CO2中加入Ar，都可以降低焊接飛濺。缺點：機械化程度低，焊縫成形受焊工操作的限制，在焊接厚板長焊縫時效率和焊縫成形都不如埋弧焊好。氬弧焊：氬弧焊可焊金屬多，除黑色金屬外，可用于焊接不銹鋼、鋁、銅等有色金屬及合金鋼。但氬弧焊成本高；而且氬氣電離勢高，引弧困難；氬弧焊產(chǎn)生紫外線強度高于手工焊條電弧焊530倍；另外，鎢極有一定放射性，對焊工也有一定的危害氬弧焊適合焊接薄板，完成的焊縫性能較差。綜合來看，鍋爐筒體的縱焊縫和環(huán)焊縫選擇埋弧焊是比較高效、合理而且經(jīng)濟的，其附件（如底座、法蘭、耳板等）使用手工電弧焊。焊材的選擇焊材對壓力容器焊縫

23、金屬性能的基本要求：壓力容器與其他的焊接結(jié)構(gòu)不同，是一種特殊的全焊結(jié)構(gòu)，其焊接接頭承受著與容器殼體相同的各種載荷、溫度和工作介質(zhì)的物理、化學(xué)作用。對焊縫金屬不僅要求具有與殼體材料基本相等的靜載強度，而且還要求具有足夠的塑性和韌性，以防止受壓部件焊接接頭在加工過程中以及在運行過程中，由于在各種應(yīng)力和沮度的共同作用下，提前失效或產(chǎn)生脆性破裂。此外，在某些應(yīng)用場合，還要求焊縫金屬具有擾丁作介質(zhì)腐蝕的性能。因此，對壓力容器焊縫金屬的性能要求應(yīng)遵循等強度、等塑性、等韌性和等耐蝕性的原則.。3.2.1等強度原則壓力容器焊接接頭的等強度應(yīng)理解為其強度性能不低于母材標準規(guī)定的下限值。強度性能包括常溫，高溫短時

24、強度。實際上，焊接接頭的強度值與母材相應(yīng)強度值的絕對等同是不可能的，而且也無此必要。另外，母材和焊縫金屬由于金相組織的差異，屈強比也不盡相同。很難使焊縫金屬的抗拉強度和屈服強度同時達到母材標準的規(guī)定值。按GB150-1998鋼制壓力容器設(shè)計標準，壓力容器的強度計算中，按鋼材抗拉強度選取的許用應(yīng)力，通常低于按屈服點選取的許用應(yīng)力。因此，按抗拉強度指標考核焊縫金屬和焊接接頭的強度較為合理。對于高溫壓力容器，焊接接頭的強度指標應(yīng)該是最高工作溫度下的高溫暫時抗拉強度，而不必強求同時達到常溫強度的規(guī)定指標。3.2.2等塑性和等韌性原則壓力容器焊接接頭等塑性和等韌性是指其塑性和韌性不低于母材標準規(guī)定的塑性

25、和韌性指標的下限值，或不低于容器制造技術(shù)條件的規(guī)定值。 這里所討論的塑性和韌性的含義應(yīng)包括低溫塑性和韌性，高溫塑性和韌性以及在加工過程中接頭應(yīng)具有的變形能力，并保證多次熱處理和長期高溫運行后的塑性和韌性。 焊接接頭或焊縫金屬的塑性通常以橫向彎曲或縱向彎曲試驗來測定。按我國壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程的規(guī)定焊接接頭彎曲試驗的合格標準見表3 -1所列。即按鋼種和接頭形式規(guī)定了不同的合格指標。這種分等的合格指標不盡合理，作為壓力容器用鋼，無論是碳鋼，還是合金鋼，在壓力容器制作過程中，都要經(jīng)過相同的加工工藝，都應(yīng)具有符合要求的塑性變形能力，應(yīng)當對其規(guī)定相同的最低合格標準。在這方面可以借鑒美國ASME鍋爐與

26、壓力容器法規(guī)第九卷的有關(guān)規(guī)定，對于碳鋼，低合金鋼和奧氏體不銹鋼焊接接頭。取彎心直徑為4倍試樣厚度、合格彎曲角均為180°。按現(xiàn)行有關(guān)標準，壓力容器焊接接頭或焊縫金屬的沖擊韌度，通常采用夏比V形缺口沖擊試驗來側(cè)定，并以沖擊吸收功（J）來表征。檢查焊接材料和產(chǎn)品見證件試板時沖擊式樣的缺口開在焊縫金屬的中心。而在新鋼種的焊接性試驗和焊接工藝評定試驗中，沖擊試驗的缺口分別開在焊縫金屬、熔合區(qū)和熱影響區(qū)。各區(qū)的缺口沖擊韌度均不低于鋼材標準規(guī)定的下限值。表3 壓力容器焊接接頭彎曲試驗合格標準焊接工藝鋼種彎心直徑d/mm支點距離/mm彎曲角度/（°）雙面焊碳鋼、奧氏體鋼3180其他合金鋼

27、100單面焊碳鋼、奧氏體鋼90其他合金鋼50注：表示試件厚度。3.2.3等耐蝕性原則壓力容器焊接接頭的等耐蝕性原則可以理解為其耐蝕性，抗氫性和抗氧化性不低于母材標準規(guī)定的指標或產(chǎn)品制造技術(shù)條件相應(yīng)的規(guī)定值。為滿足這一要求，焊縫金屬的合金成分不低于母材標準規(guī)定值，考慮到焊接熱過程對接頭的耐蝕性可能產(chǎn)生不利的影響，應(yīng)選擇主要合金成分略高于母材，而含碳量低于母材的焊接材料。根據(jù)以上對焊接材料的要求，可以確定使用的焊材，埋弧焊焊絲可選用H08MnA焊絲配HJ431焊劑，焊條可選用E5015低氫焊條。4、焊接工藝評定工藝評定報告 表（二） 單位名稱： 安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 焊接工藝評定報告編號： PQR

28、-01 焊接工藝指導(dǎo)書編號WPS-1 焊接方法：埋弧焊機械化程度：（手工、半自動、自動） 自動 接頭簡圖：（破口形式、尺寸、襯墊、每種焊接方法或焊接工藝、焊縫金屬厚度）焊接接頭： 對接接頭 （長度>=200mm 有或無鈍邊 坡口間隙12） 簡圖：（接頭形式、坡口形式與尺寸、焊層、焊道布置及順尋） 破口形式： U型 襯墊（材料及規(guī)格）： 無 其他： 反變形量3º4º母材：20g 材料標準： JB4708 鋼號：20g 與鋼號：20g 相焊 類、組別號：1與類、組別號：1相焊厚度：30mm 直徑：/ 其他：/ 焊后熱處理： 熱處理溫度（oC）： 610635 oC 保溫時

29、間（h）： 410 氣體：氣體混合種類混合比流量（L/min）保 護 氣/ / /尾部保護氣 / / / 背面保護氣 / / / 填充金屬： 焊材標準：GBT52931999 焊材牌號：H08MnA 焊材規(guī)格：5 焊縫金屬厚度： 3033mm 其他： 電特性： 電流種類： 直流 極性：反接 鎢極尺寸： / 焊接電流（A）：650700 電弧電壓（V）：3840 其他： 焊接位置： 對接焊縫位置：向下方向：（向上、向下） 角焊縫位置：向下方向：（向上、向下） 技術(shù)錯數(shù)：焊接速度（m/h）：2530擺動焊或不擺動焊：不擺動焊 擺動參數(shù)： 2º 3º單道焊或多單焊（每面）： 多層

30、多道焊 單絲焊或多絲焊： 單絲焊 其他：預(yù)熱： 預(yù)熱溫度（oC）：/ 層間溫度（oC）： 450 oC（續(xù)） 拉伸試驗編號： 2011B-D0022實驗報告編號：2011B-D0022試樣編號試樣寬度（mm）試樣厚度（mm）橫斷面積（cm2）斷裂載荷（kN）抗拉強度（MPa）斷裂部位和特征-10253025X30600600母材斷-11243024X30580580母材斷-12263026X30620620母材斷 彎曲試驗 實驗報告編號：試驗編號試樣類型試樣厚度（mm）彎心直徑（mm）彎曲角度（o）實驗結(jié)果-20側(cè)彎3030180合格-21側(cè)彎3040180合格-22側(cè)彎3050180合格-2

31、3側(cè)彎3060180合格 沖擊試驗 實驗報告編號：試樣編號試樣尺寸缺口位置試驗溫度（oC）沖擊吸收功（J）缺口類型備 注-4010x10x55焊縫區(qū)2549V合格-4110x10x55焊縫區(qū)2536V合格-4210x10x55焊縫區(qū)2550V合格-4310x10x55熱影響區(qū)2542V合格-4410x10x55熱影響區(qū)2538V合格-4510x10x55熱影響區(qū)2541V合格-4610x10x55熔合區(qū)2535V合格-4710x10x55熔合區(qū)2538V合格-4810x10x55熔合區(qū)2538V合格無損檢驗 實驗報告編號：金相檢驗（對接焊縫）：根部：（焊透、未焊透） 焊透 ， 焊縫：(熔合、未

32、熔合） 熔合 焊縫、熱影響區(qū)：(有裂紋、無裂紋) 無裂紋 。檢測截面 無損檢驗： RT：一級焊縫 UT：/ MT：合格 PT：/ 其他： 耐蝕堆焊金屬化學(xué)成分 （重量%）CSiMnPSNiVTi.08 分析表面或取樣開始表面之熔合線的距離（mm）： 附加說明：附加說明：根據(jù)GB713-2008附錄A新舊標準牌號對照GB6654-1996中16MnR對應(yīng)GB713-2008中的Q345R，經(jīng)查原PQR22-2007中的試驗數(shù)據(jù)均滿足GB713-2008中對材料Q345R的要求，本次按質(zhì)檢特函（2008）64號第一條第三款規(guī)定要求，由焊評PQR22-2007直接轉(zhuǎn)換，原焊評PQR22-2007有效

33、期至2009年8月31日24時終止。相關(guān)原始數(shù)據(jù)記錄見原PQR22-2007。 結(jié)論：本評定按JB4708-2000規(guī)定焊接試件、檢驗試樣，測定能力，確認試驗記錄正確 評定結(jié)果： 合格 焊工姓名焊工代號施焊日期 編編制日期審核日期批準日期第第三方檢驗5、操作技術(shù)焊前準備 焊前準備包括坡口的制備、清理、焊劑的烘干、焊絲的清理、纏繞以及接頭的組裝、定位、夾緊或打底焊等。焊接坡口的準備 埋弧焊時坡口的制備對焊縫質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。因為焊機行走小車或焊件轉(zhuǎn)動是等速的，對坡口角度、鈍邊或間隙的誤差不能自適應(yīng)調(diào)整焊接速度或其他焊接參數(shù)加以彌補。因此特別要嚴格控制鈍邊和間隙尺寸。對于主焊縫坡口最好用機械

34、加工方法制備，對于某些暫不能用機械加工制備坡口的受壓部件，也應(yīng)采用自動熱切割機或靠模切割機或靠模切割機加工坡口。根據(jù)資料知，不同板厚所開坡口不同，一般可依據(jù)下表。表4 坡口形式與焊接參數(shù)的關(guān)系焊縫坡口表面狀態(tài)對焊縫質(zhì)量也有重要的影響。焊前必須將殘留在坡口表面的銹斑、氧化皮、氣割殘渣、潮氣和油污等清除干凈。在低合金鋼和不銹鋼埋弧焊時，焊縫坡口的清理更為重要。坡口表面的銹蝕、水分和油污等不但會引起氣孔，而且可能促使產(chǎn)生氫裂紋、增碳，甚至降低不銹鋼焊接接頭的耐蝕性和低合金鋼焊縫的力學(xué)性能。焊材的準備 碳鋼埋弧焊用焊劑焊前應(yīng)在200300oC下進行烘干，消除焊劑的水分，防止焊縫中氣孔的形成。低合金鋼埋

35、弧焊時，堿性焊接應(yīng)在400500oC溫度下烘干，防止白點、氫致裂紋等缺陷，在濕度較大（相對濕度85%以上）的工作環(huán)境下，熔煉焊劑在大氣中存放24h，燒結(jié)焊劑在大氣中存放8h后要重新烘干。碳鋼和低合金鋼焊絲表面的油、銹和其他有害涂料焊前應(yīng)清除干凈，避免器口的產(chǎn)生。不銹鋼的焊絲表面應(yīng)用丙酮等清除油污，以防止焊縫金屬增碳。焊接的組裝 在同一焊縫上裝配間隙的誤差不應(yīng)超過,否則很難保證焊縫背面的均勻熔透和成形，如下圖2。錯變量超標不僅影響焊縫外形，而且還會引起咬邊，夾渣等缺陷，其應(yīng)控制在不超過板厚的10%，最大不應(yīng)超過。需用焊條電弧焊封底的埋弧焊接頭，推薦選用E5015或E5016等低氫型堿性焊條而不是

36、E4313或E4303等酸性焊條，因埋弧焊焊縫與酸性藥皮焊條焊縫金屬混合后往往會出現(xiàn)氣孔。圖2 鍋筒環(huán)焊縫的組裝與焊接焊接電流 焊接電流對熔透深度的影響最大，與熔透深度成正比關(guān)系，公式為：H=Km.I H為榮透深度；Km為熔透系數(shù)；I為焊接電流。在其他參數(shù)不變的條件下，隨著焊接電流的提高，熔深和余高同時增大焊縫形狀系數(shù)（熔寬/熔深之比）變小，為防止接縫燒穿和焊縫裂紋，焊接電流不易選用過大，但電流過小也會使焊接過程不穩(wěn)定并造成未焊透或未熔合，因此對于直邊對接接頭，焊接電流按所要求的最低熔透厚度來選擇，而對于開坡口接頭的填充層焊接電流主要按焊縫最佳成型的原則來選定。電弧電壓 在其他參數(shù)不變的條件下

37、，隨著電弧電壓的提高，焊縫寬度明顯增多，而熔深和余高略有減少。電弧電壓過高時，形成寬而淺的焊道，從而導(dǎo)致未焊透和咬邊等缺陷的產(chǎn)生，此外焊劑熔化量增加，使焊波表面粗糙，脫渣困難較低電弧電壓能提高電弧挺度，增大熔隙。但電弧電壓過低會形成高而窄的焊道，使邊緣熔合不良。為獲得成型良好的焊道，電弧電壓與焊接電流應(yīng)相互匹配，當焊接電流增大時，應(yīng)適當提高電弧電壓。焊接速度 在其他參數(shù)不變的條件下，隨著電弧電壓的提高，單位長度焊縫上的熱輸入和填充金屬量減少，使熔深、熔寬和余高都相應(yīng)減少。焊接速度太快會產(chǎn)生咬邊和氣孔等缺陷，焊道外觀變差。如果焊接速度太慢，可能引起焊縫燒穿，如電流電壓同時較高，可能導(dǎo)致焊縫橫截面

38、呈蘑菇形。焊接電流種類及其極性 埋弧焊使用直流電比交流電能更好的控制焊道成形和熔深且引弧容易。直流反接焊接時，可獲得最大熔深和最佳焊縫表面。直流正接時焊絲熔化速度約提高35%，使焊縫余高增高，熔深變淺，其原因是直流正接時，電弧的大部分熱量集中于焊絲頂端。因此，可用于要求淺熔深鋼材的焊接及表面堆焊，已獲得成性良好的焊道。直流正接時應(yīng)適當提高電弧電壓。焊絲伸出長度 焊絲的熔化速度與伸出長度的電阻加熱成正比。伸出長度愈長，電阻熱愈大，熔化速度愈快。當電流速度大于125A/mm2時，焊絲伸出長度對焊縫形狀的影響變得較為明顯，在較低的電弧電壓下，增加伸長率焊道寬度會變窄，熔深減小，余高增加。在焊接電流保

39、持不變的情況下，加大焊絲伸出長度，可是熔化速度提高25%50%,因此為保證焊道成性良好，應(yīng)適當提高電弧電壓和焊接速度。在不要求熔深的情況下，可利用加大伸出長度來提高熔敷率，而要求熔深時，推薦采用以下最佳焊絲伸出長度和最大伸出長度：對于直徑為、和的焊絲，最佳伸出長度為5080mm，最大伸出長度為75mm。對于直徑為、和6.0mm的焊絲，最佳伸出長度為3050mm，最大伸出長度為75mm。焊劑粒度和堆散高度 細顆粒焊劑適用于大焊接電源，能獲得較大熔深和寬而平坦的焊縫表面。如在低的電流使用細顆粒焊劑，就會因焊劑層密封性好，氣體不易逸出而在焊縫表面留下斑點。相反，如在電流下使用粗粒焊劑，則因焊劑層保護

40、不足而在焊縫表面形成凹坑或出現(xiàn)粗糙波紋。表5 焊劑粒度與焊接電流的關(guān)系焊劑粒度與焊接電流的關(guān)系焊劑顆粒度8x4812x6512x15020x200焊接電流<600<6005009006001200注：篩網(wǎng)目數(shù)，例8x48表示90%95%的顆粒能通過每平方英寸（25mm2）8孔的篩網(wǎng)，2%5%的顆粒能通過每平方英寸（25mm2）48孔的篩網(wǎng)。焊劑堆散高度太薄或太厚都會在焊縫表面引起斑點、凹坑、氣孔并改變焊道的形狀。焊劑堆散高度太薄，電弧不能完全埋入焊劑中，電弧燃燒不穩(wěn)定且會出現(xiàn)閃光，熱量不集中，降低焊縫熔透深度。如焊劑堆散層太厚，電弧受到熔渣殼的物理約束而形成外形凹凸不平的焊縫，但熔

41、透深度增加。按照焊絲直徑和所使用的焊接電流值，焊劑層的堆散高度通常在2540mm范圍內(nèi)。焊絲直徑愈大，電流愈大，堆焊高度應(yīng)愈高。焊絲傾角和偏移量 焊絲前傾（焊絲順著焊接方向傾斜）時，電弧大部分熱量集中于焊縫熔池，電弧吹力使熔池向后推移，因此，形成熔透深，熔寬窄的焊道。而焊絲后傾（焊絲背著焊接方向傾斜）時，電弧熱量大部分集中于為熔化的母材上，從而形成熔深淺，余高小，熔寬大的焊道。環(huán)焊縫時，焊件在不斷地旋轉(zhuǎn)，熔化的焊劑和金屬熔池由于離心力的作用而傾向于離開電弧區(qū)流動。因此為防止熔化金屬的溢流和焊道成形不良，應(yīng)將焊絲逆焊件旋轉(zhuǎn)方向后移適當距離，使焊接熔池正好在焊件轉(zhuǎn)到中心位置時凝固。如果后偏量過大則

42、會形成熔深淺，表面下凹的焊道，而后偏量過小，則會形成熔透深而窄的焊道且中間凸起，有時還可能出現(xiàn)咬邊。焊絲最佳偏移量主要取決于同體的外徑，但也與焊件的厚度，所選的電流和焊速有關(guān)。表6 筒體環(huán)縫焊時焊絲離工作中心垂線最佳偏移量筒體環(huán)縫焊時焊絲離工作中心垂線最佳偏移量筒體外徑(mm)焊絲偏移量(mm)45090034900105044 4510501200501200180055>180075在給定的焊接電流下，過高的焊接速度會導(dǎo)致未焊透和咬邊，過低的焊接速度會造成焊道的余高和熔寬過大。試驗證明，焊接試板厚度、焊絲直徑、坡口尺寸的不同，所選擇的焊接參數(shù)也不盡相同，下表是各個因素與焊接參數(shù)的關(guān)系

43、。表7 不同因素與焊接參數(shù)之間的關(guān)系V型和X型坡口對接雙面埋弧焊的焊接參數(shù)板厚（mm）焊絲直徑（mm）坡口尺寸焊接電流（A）第一層/其余層間隙b (mm)焊接電壓（V）焊接速度（m/h）(o)H1/H2(mm)1480+26+1600650/7007501+134362225650700/750800363825301670+27+1600650/70075034362225650700/750800363825301860+28+1600650/75080036382225650700/800850384025302255+212+19001000/6006503840/3638182043

44、452460+210+110+1650700/8008502+1384025303070+212+112+1650700/800850384025306、焊接工藝指導(dǎo)書焊接工藝指導(dǎo)書 表（一） 單位名稱 安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 焊接工藝指導(dǎo)書編號 WPS-1 日期2011/12/14 焊接工藝評定報告編號 PQR-01 焊接方法 埋弧焊 機械換程度自動 焊接接頭： 對接接頭 （長度>=200mm 無鈍邊 坡口間隙36） 簡圖：（接頭形式、坡口形式與尺寸、焊層、焊道布置及順尋）坡口形式：Y（單邊30o ） 襯墊（材料及規(guī)格）： 無 其他： 反變形量3º4º 母材： 類別號

45、 I 組別號 I-1 與類別號 I 組別號 I-1 相焊及標準號JB 4708 鋼號 20g與標準號JB 4708 鋼號20g相焊 厚度范圍： 母材：對接焊縫 筒體縱焊縫、環(huán)焊縫 角焊縫 / 管子直徑、壁厚范圍：對接焊縫/角焊縫 / 焊縫金屬厚度范圍：對接焊縫3033mm角焊縫 / 其他 焊接材料： H08MnA HJ431 材料類別焊絲焊劑 材料標準GBT52931999GBT52931999 填充金屬尺寸5 材料型號ER506 F4A2H08A 焊材牌號（鋼號）H08MnAHJ431 其他 耐蝕堆焊金屬化學(xué)成分（%）CSiPCrSNiMoVTiMnNb0.09表（一） （完） 續(xù)焊接位置：

46、 對接焊縫的位置 平焊 焊接方向：(向上、向下)向下 角焊縫位置 / 焊接方向：（向上、向下） / 焊后熱處理： 溫度范圍（oC） 600635 oC 保溫時間（h） 4-10 預(yù)熱： 預(yù)熱溫度（oC）(允許最低值)/ 層間溫度（oC）（允許最高值）450 加熱方式/ 氣體：氣體混合種類混合比流量（L/min）保 護 氣/ /尾部保護氣 / 背面保護氣 / 電特性： 電流種類： 直流 極性： 直流反接 焊接電流范圍（A）：650700 電弧電壓（V）：3840 （按所焊位置和厚度，分別列出電流和電壓范圍，記入表格） 焊道/焊層焊接方法填充材料焊接電流電弧電壓（V）焊接速度（m/h）線能量（Kj

47、/cm）牌號直徑極性電流正面焊埋弧焊H08MnA5反接650700384025-30933-988背面焊埋弧焊H08MnA5反接630660364025-30880-902 熔滴過渡形式 短路過渡 焊絲送進速度（m/h）:2530 技術(shù)措施： 焊前清理和層間溫度： 150300 oC 背面清根方法： 碳弧氣刨 單道焊或多單焊（每面）：多層多道焊 單絲焊或多絲焊：單絲焊 導(dǎo)電嘴至工件距離：3050mm 錘擊： 敲擊 其他：編制日期審核日期批準日期附件焊接工藝卡片產(chǎn)品名稱鍋爐筒體產(chǎn)品型號零部件名稱吊耳與筒體接頭母材20g與20g規(guī)格吊耳50mm焊縫位置吊耳與筒體角焊縫焊接筒體30mm層次焊接方法焊 接 材 料電源及極性電流/A電壓/V氣體流量/(L·min-1)牌號規(guī)格打底層SMAWJ507直流反接1701903660填充層SMAWJ507直流反接1802104060 蓋面層SMA