鋼砂倉的焊接工藝

1、摘要壓力容器是部或外部承受氣體或液體壓力、并對安全性有較高要求的密封容 器。壓力容器主要為圓柱形，少數(shù)為球形或其他形狀。圓柱形壓力容器通常由筒 體、封頭、接管、法蘭等零件和部件組成，壓力容器工作壓力越高，筒體的壁就 應越厚。壓力容器有多種結(jié)構(gòu)形式，如多層式、繞板式、型槽繞帶式、熱套式、 厚板卷焊式和鍛焊式壓力容器等。許多生產(chǎn)工藝過程需要在壓力下進行，許多氣 體和液化氣需要在壓力下貯存，因此壓力容器越來越廣泛地應用于各工業(yè)部門。 許多新技術(shù)的發(fā)展，對壓力容器不斷提出了新的更高的要求。本次課程設(shè)計的主要容包括：焊接結(jié)構(gòu)的概述、焊接方法、母材的化學成分、 及其焊接性、焊接工藝的編制及焊接的評定。編寫

2、的設(shè)計說明書講述了埋弧自動 焊和手工電弧焊的原理、特點及應用， 焊前準備工作，焊接工藝參數(shù)對焊縫成形 的影響及焊接工藝參數(shù)的確定。目錄摘要. I目錄. I I第 1 章 緒論 . 11.1 焊接結(jié)構(gòu)的敘述 11.2 焊接方法 21.2.1 埋弧焊 . 21.2.2 手工電弧焊 . 51.3 母材性能分析 . 81.3.1 Q235 簡介. 81.3.2 Q235A 的焊接性 . 91.3.3 Q235A 鋼的焊接特點 . 101.4 焊接材料的選擇 101.4.1 焊接材料 . 10第 2 章 焊接工藝規(guī)程的制定 . 122.1 焊接方法及焊接材料 . 122.2 輔助工作和焊前準備 . 12

3、2.2.1 焊前準備 . 122.3 裝配 162.4 施過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié) . 172.4.2 焊接參數(shù)的控制 . 172.5 工藝分析 182.5.1 選材及下料 . 182.5.2 下料工具與下料要求 . 182.5.3 壓力容器的熱處理： . 192.6 壓力試驗和氣密性試驗及其檢測 . 21焊接工藝卡 . 21參考文獻 . 23第 1 章 緒論1.1 焊接結(jié)構(gòu)的敘述壓力容器是典型的焊接結(jié)構(gòu)， 主要的制造方法就是焊接， 焊接質(zhì)量直接關(guān)系到設(shè)備的質(zhì)量。有必要在這里了解一下，基本的焊接知識。焊接接頭分類 壓力容器的焊接接頭分成四類，目的是在設(shè)計、制造、維修、管理時 可以分別對待，從而保證質(zhì)量

4、。圓筒部分的縱向接頭 （多層包扎容器 層板層縱向接頭除外） ，球形封頭與圓筒連接的環(huán)向接頭，各類凸形 封頭中的所有拼焊接頭以及嵌入式接管與殼體對接連接的接頭， 均屬 A類焊接接頭。1. 殼體部分的環(huán)向焊縫接頭，錐形封頭小端與接管連接的接頭，長頸法蘭與接管連接的接頭，均屬B類焊接接頭，但已規(guī)定為A、C、D類的焊 接接頭除外。2. 平蓋、管板與圓筒非對接連接的接頭，法蘭與殼體、接管連接的接頭，封頭與圓筒的搭接接頭以及多層包扎容器層板層縱向接頭， 均屬C類焊 接接頭。3. 接管、人孔、凸緣、補強圈等與殼體連接的接頭，均屬 D類焊接接頭，但已規(guī)定為A B類的焊接接頭除外。A類焊縫是容器中受力最大的接頭

5、， 因此一般要求采用雙面焊或保證全焊透 的單面焊縫；B類焊縫的工作應力一般為A類的一半。除了可采用雙面焊的對接焊縫以外， 也可采用帶襯墊的單面焊；在中低壓焊縫中，C類接頭的受力較小，通常采用角焊縫聯(lián)接。對于高壓容 器，盛有劇毒介質(zhì)的容器和低溫容器應采用全焊透的接頭。D類焊縫是接管與容器的交叉焊縫。受力條件較差，且存在較高的應力集中。 在后壁容器中這種焊縫的拘束度相當大，殘余應力亦較大，易產(chǎn)生裂紋等缺陷。 因此在這種容器中D類焊縫應采取全焊透的焊接接頭。對于低壓容器可采用局部 焊透的單面或雙面角焊。接頭的基本形式 有對接接頭、 T 形（十字形）接頭、角接頭和搭接接頭對接接頭是最基本的一種接頭形式

6、，其強度可以達到與母材相同，受力均勻，筒體與封頭等重要部件的連接均采用對接接頭。 厚度小時 不開坡口，當厚度超過8mn是要有坡口。從圖1-1可以看到，對接接頭中的應力 分布比較復雜，焊縫與母材交界處有應力集中現(xiàn)象。 應力集中系數(shù)的大小和焊縫 的幾何尺寸相關(guān)，如果通過打磨將余高磨平， 應力的分配情況就有明顯改善。 實 際上，一些重要設(shè)備也確實是如此。以町科余高時們應力竹柘希輪來硒石的應力分布圖1.1前叫余高為加強高是從受力橫斷面面積增大角度考慮的。1.2焊接方法埋弧焊1. 準備焊絲焊劑，焊絲就去污、油、銹等物，并有規(guī)則地盤繞在焊絲盤，焊劑應 事先烤干（250 °C下烘烤1 2小時），并

7、且不讓其它雜質(zhì)混入。工件焊口處要去 油去污去水。2. 接通控制箱的三相電源開關(guān)。3. 檢查焊接設(shè)備，在空載的情況下，變位器前轉(zhuǎn)與后轉(zhuǎn)，焊絲向上與向下是否正常，旋轉(zhuǎn)焊接速度調(diào)節(jié)器觀察變位器旋轉(zhuǎn)速度是否正常；松開焊絲送進輪， 試控 啟動按扭和停止按扭，看動作是否正確， 并旋轉(zhuǎn)電弧電壓調(diào)節(jié)器，觀察送絲輪的 轉(zhuǎn)速是否正確。1. 弄干凈導電咀，調(diào)整導電咀對焊絲的壓力，保證有良好的導電性，且送絲暢通無阻。2. 按焊件板厚初步確定焊接規(guī)， 焊前先作焊接同等厚度的試片， 根據(jù)試片的熔透 情況（X光透視或切斷焊縫，視焊縫截面熔合情況）和表面成形，調(diào)整焊接規(guī)， 反復試驗后確定最好的焊接規(guī)。3. 使電咀基本對準焊縫

8、，微調(diào)焊機的橫向調(diào)整手輪，使焊絲與焊縫對準。4. 按焊絲向下按扭，使焊絲與工件接近，焊槍頭離工件距離不得小于15mm焊絲伸出長度不得小與 30mm。5. 檢查變位器旋轉(zhuǎn)開關(guān)和斷路開關(guān)的位置是否正確，并調(diào)整好旋轉(zhuǎn)速度。6. 打開焊劑漏頭閘門，使焊劑埋住焊絲，焊劑層一般高度為3050mm。1 焊接工作（ 1 ）應鏟按啟動按扭，此時焊絲上抽，接著焊絲自動變?yōu)橄滤团c工件接觸摩擦 并引起電弧，以保證電弧正常燃燒，焊接工作正常進行。（ 2）焊接過程中必須隨時觀察電流表和電壓表，并及時調(diào)整有關(guān)調(diào)節(jié)器（或按 扭）。使其符合所要求的焊接規(guī)，在發(fā)現(xiàn)網(wǎng)路電壓過低時應立刻暫停焊接工作， 以免嚴重影響熔透質(zhì)量，等網(wǎng)路電

9、壓恢復正常后再進行工作。 在使用4mm旱絲時 要求焊縫寬度10mm焊接溝槽時焊接速度"15m/h,電壓24V,電流"300A 在接近表面時，電壓27V,電流"450A在焊接球閥時一般在焊第一層時盡量用 低電壓小電流， 因無良好冷卻怕升溫過高損壞件及應力大。 在焊第二層及以后一 定通水冷卻，電壓及電流均可加大，以焊渣容易清理為好。（ 3）焊接過程還應隨時注意焊縫的熔透程度和表面成形是否良好，熔透程度可 觀察工件的反面電弧燃燒處紅熱程度來判斷， 表面成形即可在焊了一小段時， 就 去焊渣觀察， 若發(fā)現(xiàn)熔透程度和表面成形不良時及時調(diào)節(jié)規(guī)進行挽救， 以減少損 失。（ 4）注

10、意觀察焊絲是否對準焊縫中心，以防止焊偏，焊工觀察的位置應與引弧 的調(diào)整焊絲時的位置一樣，以減少視線誤差， 如焊小直徑筒體的焊縫時， 可根據(jù) 焊縫背面的紅熱情況判斷此電弧的走向是否偏斜，進行調(diào)整。（ 5）經(jīng)常注意焊劑漏斗中的焊劑量，并隨時添加，當焊劑下流不順時就及時用 棒疏通通道，排除大塊的障礙物。3 焊接結(jié)束（ 1 ）關(guān)閉焊劑漏斗的閘門，停送焊劑。（ 2）輕按（即按一半深，不要按到底）停止按扭，使焊絲停止送進，但電弧仍燃燒，以填滿金屬熔池，然后再將停止按扭按到底，切斷焊接電流，如一下子將 停止按扭按到底，不但焊縫末端會產(chǎn)生熔池沒有填滿的現(xiàn)象，嚴重時此處還會有裂縫，而且焊絲還可能被粘在工件上，增

11、加操作的麻煩。(3) 按焊絲向上按扭，上抽焊絲，焊槍上升。(4) 回收焊劑，供下次使用，但要注意勿使焊渣混入。(5) 檢查焊接質(zhì)量，不合格的刨去，進行補焊。二次焊接前必須清理干凈焊接面。圖1.2埋弧焊操作流程(1) 控制箱和焊機外殼應接地(零)和防止漏電。接線板罩殼必須蓋好。(2) 埋弧焊焊機的小車輪子要有良好絕緣，導線應絕緣良好，工作過程中應理順 導線，防止扭轉(zhuǎn)及被熔渣燒壞。(3) 焊接過程中應注意防止焊劑突然停止供給而發(fā)生強烈弧光裸露灼傷眼睛。所 以，焊工作業(yè)時應戴普通防護眼鏡。(4) 半自動埋弧焊的焊把應有固定放置處，以防短路。(5) 埋弧自動焊熔劑的成分里含有氧化錳等對人體有害的物質(zhì)。

12、焊接時雖不像手弧焊那樣產(chǎn)生可見煙霧，但將產(chǎn)生一定量的有害氣體和蒸氣。所以，在工作地點最好有局部的抽氣通風設(shè)備。埋弧焊工藝焊前準備：埋弧焊在焊接前必須做好準備工作，包括焊件的坡口加工、待焊部位的表面清理、焊件的裝配以及焊絲表面的清理、焊劑的烘干等。 坡口加工坡口加工要求按 GB 9861988 執(zhí)行，以保證焊縫根部不出現(xiàn)未焊透或夾渣，并 減少填充金屬量。坡口的加工可使用刨邊機、 機械化或半機械化氣割機、 碳弧氣 刨等。 待焊部位的清理 焊件清理主要是去除銹蝕、油污及水分，防止氣孔的產(chǎn)生。一般用噴砂、噴丸方 法或手工清除，必要時用火焰烘烤待焊部位。 焊件的裝配 裝配焊件時要保證間隙均勻， 高低平整

13、，錯邊量小，定位焊縫長度一般大于 30mm， 并且定位焊縫質(zhì)量與主焊縫質(zhì)量要求一致。必要時采用專用工裝、卡具。 焊接材料的清理 埋弧焊用的焊絲和焊劑對焊縫金屬的成分、 組織和性能影響極大。 因此焊接前必 須清除焊絲表面的氧化皮、鐵銹及油污等。 焊劑保存時要注意防潮， 使用前必須 按規(guī)定的溫度烘干待用1.2.2 手工電弧焊一 焊接工藝國際焊接學會推薦碳當量的公式焊接工藝參數(shù)的選擇手工電弧焊的焊接工藝 參數(shù)主要有焊條直徑、焊接電流、電弧電壓、焊接層數(shù)、電源種類及極性等。1焊條直徑焊條直徑的選擇主要取決于焊件厚度、 接頭形式、焊縫位置和焊接層次等因素。 在一般情況下， 可根據(jù)表 1-1 按焊件厚度選

14、擇焊條直徑， 并傾向于選擇較大直徑 的焊條。另外，在平焊時，直徑可大一些；立焊時，所用焊條直徑不超過5mm；橫焊和仰焊時，所用直徑不超過 4mm開坡口多層焊接時，為了防止產(chǎn)生未焊透 的缺陷，第一層焊縫宜采用直徑為 3.2m m的焊條。2焊接電流焊接電流的過大或過小都會影響焊接質(zhì)量， 所以其選擇應根據(jù)焊條的類型、 直徑、 焊件的厚度、接頭形式、 焊縫空間位置等因素來考慮， 其中焊條直徑和焊縫空間 位置最為關(guān)鍵。 在一般鋼結(jié)構(gòu)的焊接中， 焊接電流大小與焊條直徑關(guān)系可用以下 經(jīng)驗公式進行試選：I=10d2 (1-1)式中I 焊接電流 (A) ；d 焊條直徑 (mm)。另外，立焊時，電流應比平焊時小

15、15%20%;橫焊和仰焊時，電流應比平焊 電流小10%15%。3電弧電壓根據(jù)電源特性， 由焊接電流決定相應的電弧電壓。此外，電弧電壓還與電弧長 有關(guān)。電弧長則電弧電壓高， 電弧短則電弧電壓低。 一般要求電弧長小于或等于 焊條直徑，即短弧焊。4焊接層數(shù)焊接層數(shù)應視焊件的厚度而定。 除薄板外，一般都采用多層焊。 焊接層數(shù)過少， 每層焊縫的厚度過大， 對焊縫金屬的塑性有不利的影響。 施工中每層焊縫的厚度 不應大于 4 5mm。5電源種類及極性直流電源由于電弧穩(wěn)定， 飛濺小，焊接質(zhì)量好，一般用在重要的焊接結(jié)構(gòu)或厚 板大剛度結(jié)構(gòu)上。其他情況下，應首先考慮交流電焊機。根據(jù)焊條的形式和焊接特點的不同，利用電

16、弧中的陽極溫度比陰極高的特點， 選用不同的極性來焊接各種不同的構(gòu)件。 用堿性焊條或焊接薄板時， 采用直流反 接（工件接負極 ） ；而用酸性焊條時，通常采用正接 （工件接正極 ）。 鋼材的可焊性各種鋼材焊接性能的差異是用可焊性來表示的。 鋼材的可焊性是指 在適當?shù)脑O(shè)計和工作條件下， 材料易于焊接和滿足結(jié)構(gòu)性能的程度。 一般可焊性 具體表現(xiàn)在下述幾個方面：（1）焊接作業(yè)要容易；（2）焊接時不發(fā)生裂紋和其他有害缺陷；（3）母材和焊接接頭的機械、化學和物理性能好；（ 4）母材的缺口韌性優(yōu)良；（5）焊接接頭有足夠的塑性和韌性?？珊感猿３Ｊ茕摰幕瘜W成分、 軋制方法和板厚因素影響。 為了評價化學成份對 可焊

17、性的影響， 一般用碳當量表示。 碳當量是化學成分對焊接熱影響區(qū)最高硬度 的影響。二 焊接操作手工電弧焊是用手工操縱焊條進行焊接的一種電弧焊。 手工電弧焊使用的設(shè)備 簡單，方法簡便靈活， 但對焊工操作技術(shù)要求高， 焊接質(zhì)量在一定程度上決定于 焊工操作技術(shù)。 手工電弧焊焊接的工件厚度一般在 1.5m m以上，1mm以下的薄 板不適合手工電弧焊。 手工電弧焊按電源種類分為：交流手工電弧焊和直流手 工電弧焊。 采用直流焊接， 電弧穩(wěn)定、柔順，飛濺少。 而交流焊接電弧穩(wěn)定性差。 手工焊焊條按其熔渣性質(zhì)分為酸性焊條和堿性焊條。 堿性焊條與同級別的酸性焊 條相比，其熔敷金屬延性和韌性高，擴散氫含量低，抗裂性

18、能強，因此對于重要 的鋼結(jié)構(gòu)件的焊接，一般都選用堿性焊條。 但堿性焊條工藝性能較差， 必須采用 直流電源焊接。 手工電弧焊的最大優(yōu)點就是靈活性好，焊條可以小批量生產(chǎn)，通過調(diào)整藥皮和焊芯的成分，可以適應特種材料的焊接。何皿城口（b）口«）置丫申區(qū)醴】就口但）U-111ft口（e）或U型墩口圖1.31.3母材性能分析1.3.1 Q235 簡介Q235A韌性和塑性較好，有一定的伸長率，具有良好的焊接性能和熱加工性。 Q235A一般在熱軋狀態(tài)下使用，用其軋制的型鋼、鋼筋、鋼板、鋼管可用于制造 各種焊接結(jié)構(gòu)件、橋梁及一般不重要的機器零件，如螺栓、拉桿、鉚釘、套環(huán)和 連桿等。化學成份碳 C :

19、< 0.22%硅 Si : < 0.35%錳 Mn: W1.4%硫 S : < 0.050%磷 P :< 0.045%鉻Cr :允許殘余含量w 0.030%鎳Ni :允許殘余含量w 0.030%銅Cu:允許殘余含量w 0.030%注:脫氧方法 :F 、Z力學性能抗拉強度 (T b (MPa): 370500屈服強度 (T s (MPa) : w 16 時：235; 16 40 時：225; 40 60 時： 215; 60 100 時： 215; 100 150 時： 195; 150 時： 185伸長率 S 5 (%): w 40 時：26;40 60 時：25;60

20、 100 時：24;100 150 時：22;150 200 時：21;冷彎(彎180°):【縱向】鋼厚度w 16時，彎心直徑d=a；鋼厚度16100 時，彎心直徑 d=2a；【橫向】鋼厚度w 16時，彎心直徑d=1.5a ;鋼厚度16100時，彎心直徑 d=2.5a ；熱處理規(guī)及金相組織 熱處理規(guī)：熱軋。碳素鋼的焊接性隨含碳量增加而惡化，金相組織：鐵素體 +珠光體。 Q235A 鋼的焊接性1.3.2 Q235A 的焊接性因為含碳量較高的鋼從焊接溫度快速冷下來容易被 淬硬。被淬硬的焊縫和熱影響區(qū) 因其塑性下降，在焊接應力容易產(chǎn)生裂紋。碳素鋼被淬硬主要是在馬氏體組織形成而 引起，馬氏體

21、的數(shù)量受冷卻速度影響，非?？斓睦鋮s速度可以產(chǎn)生100%的馬氏體，從而可達到最高硬度。因此，焊接含硯較高的碳素鋼時，就應當注意減緩冷 卻速度， 使馬氏體的數(shù)量減至最少。 焊接的冷卻速度受焊接熱輸入、 母材板厚和 環(huán)境溫度的影響。厚板或在低溫條件下焊接， 其冷卻速度加快; 預熱或加大焊接 線能量，可以降低冷卻速度，減少裂紋產(chǎn)生。碳素鋼的碳含量增加到約0.15%以上時，對氫致裂紋尤其敏感。因此，焊接碳含量高于 0.15%的碳素鋼時，須注意減 少氫的來源。例如大氣中的水分，焊前對待焊部位及附近須清除油污、鐵銹等。 手弧焊時宜選用低氫焊條， 在其它焊接方法中應制造低氫環(huán)境， 以減少焊縫周圍 環(huán)境中的氫含

22、量。 焊接碳素鋼時產(chǎn)生裂紋的力學原因是結(jié)構(gòu)的拘束力和不均衡的 熱應力。即使是不易淬硬的低碳鋼， 在受拘束力條件下采用了不正確的焊接程序， 也會因這些應力過大而產(chǎn)生裂紋。 總之，對碳素鋼的焊接，應針對其碳含量不同而采取 相應的工藝措施。當含碳較低時，如低碳鋼，應著重注意防止結(jié)構(gòu)拘束應力和不均 衡的熱應力所引起的裂紋； 當含碳量較高時，如高碳鋼，除了防止因這些因為應 力所引起的裂紋外，還要特別注意防止因淬硬而引起的裂紋。1.3.3 Q235A 鋼的焊接特點低碳鋼的含碳量低(< 0.25%)，其它合金元素含量較少，故是焊接性最好的 鋼種。采用通常的焊接方法后， 接頭中不會產(chǎn)生淬硬組織或冷裂紋。

23、 只要焊接材 料選擇適當，便能得到滿意的焊接接頭。 用電弧焊焊接低碳鋼時， 為了提高焊縫 金屬的塑性、韌性、和抗裂性能，通常是使 焊縫金屬的碳含量低于母材，依靠提高焊 縫中的硅、錳含量和電弧所具有較高的冷來達到與母材等強度。因此，焊縫金屬會隨 著冷卻速度的增加， 其強度會提高， 而塑性和韌性會下降。 當厚板單層角焊縫時， 焊角尺寸不宜過??；多層焊時，應盡量連續(xù)施焊；焊補表面缺陷時，焊縫應具有 一定的尺寸，焊縫長度不得過短，必要時應采用100-150 C的局部預熱。1.4 焊接材料的選擇1.4.1 焊接材料電弧焊焊條用于焊接結(jié)構(gòu)的低碳鋼多是 Q235鋼，其抗拉強度平均約417.5N/mm2, 按

24、等強度原則應選用E43XX系列焊條,它的熔敷金屬抗拉強度不小于 420N/mm2(43kgf /mm2),在力學性能上與母材恰好相匹配。當焊接重要的或裂紋 敏感性較大的結(jié)構(gòu)時， 常選用低氫型堿性焊條，如E4316、E4315、E5016、E5015等。因這類焊條具有較好的抗裂性能和力學性能，其韌性和抗時效性能也很好。但這類焊條工藝性能較差，對油、銹和水份很敏感，焊前需在350-400 C下烘干1-2 小時，并需對接頭作徹底清理干凈。所以對于一般的焊接結(jié)構(gòu)，推薦選用工 藝性能較好的酸性焊條，如 E4303 E4313 E4320等。這些焊條雖然氣體、雜質(zhì) 較高，焊縫金屬的塑性、韌性及抗裂性不及堿

25、性焊條，但一般都能滿足使用性能 要求。低碳鋼焊條選用舉例。鋼號型號牌號牌號型號施焊條件Q235AE4313J422E4301J423般不預熱焊接工藝要點為確保低碳鋼的焊接質(zhì)量，在焊接工藝方面須注意：1）焊前清除焊件表面鐵銹、油污、水份等雜質(zhì)，焊接材料焊前烘干。2）角焊縫、對接多層焊的第一層焊縫以及單道焊鄉(xiāng)要避免采用窄而深的坡口形 式，以防止出現(xiàn)裂紋、未焊透或夾渣等焊接缺陷。3）焊接剛性大的構(gòu)件時，為了防止產(chǎn)生裂紋，宜采用焊前預熱和焊 后消除應力的措施。第2章焊接工藝規(guī)程的制定2.1焊接方法及焊接材料前面已經(jīng)已經(jīng)分析過，采用埋弧自動焊和手工電弧焊，焊接材料為J507和HJ431+H08 Mn A

26、.表2.1 （焊條的選用、熔敷金屬抗拉強度420Mpa及焊劑、焊絲的選用與匹配）焊條型號牌號藥皮類型焊接位置電流種類E4303J422鈦鈣型全位置直流焊機、焊絲牌號抗拉強度Mpa伸長率屈服強度Mpa沖擊吸收功JHJ431 H08A415550> 330> 22> 272.2輔助工作和焊前準備焊前準備1、焊接坡口的制備埋弧焊焊縫坡口的制備對焊縫質(zhì)量起著只管重要的作用。目前工業(yè)生產(chǎn)上使用的埋弧自動焊機大都是機械化焊接設(shè)備，焊機小車或工件轉(zhuǎn)動知識等速運動， 對坡口角度、鈍邊或間隙的誤差不能隨時調(diào)整焊接速度或其它規(guī)參數(shù)以彌補坡口尺 寸的偏差。因此，在焊縫坡口的制備過程中應采取措施保證

27、坡口加工尺寸符合標準的規(guī)定，特別是鈍邊和間隙尺寸必須嚴加控制。 對于重要的焊接結(jié)構(gòu)（如鍋爐、 壓力容器等，焊縫坡口最好用機械加工方法制備,對無法用機械加工設(shè)備加工坡口的 焊件，也應采用自動切割機或靠模切割機加工坡口。采用手工火焰切割或離子切割均不能保證標準要求的坡口尺寸誤差， 除非切割后再用砂輪修磨整形。但這種 手工修整相當費時費工。因此，焊接坡口正確的加工方法和加工程度要求以及嚴 格的工序檢查，無論是對于保證埋弧焊質(zhì)量， 還是降低生產(chǎn)成本，縮短制造周期 都是十分重要的。如果坡口尺寸、鈍邊、間隙、坡口傾角或 U形坡口底部R等超 出了容許的誤差，就有苦惱出現(xiàn)燒穿、未焊透、余高過大或過小、未熔合和

28、夾渣 等缺陷，焊后必須返修而降低了生產(chǎn)效率。 焊接坡口的表面狀態(tài)對焊縫質(zhì)量也很 重要，不應忽視。坡口表面如殘留銹斑、氧化皮、氣割殘渣、潮氣和油污等，就 可能在焊縫中引起氣孔。因此，焊前必須將這些污染清除干凈。對此，焊接操作 者在焊接之前應仔細檢查焊縫坡口表面， 發(fā)現(xiàn)銹蝕必須用砂輪打磨清除，對于油 污則應用丙酮擦凈；對于潮氣應用火焰加熱烘干，以防止焊縫中氣孔的形成。在低合金鋼和不銹鋼的焊接中，焊接坡口的清理更為重要，坡口表面的銹蝕和水 分油污不但會引起氣孔，而且可能促使氫致裂紋、焊縫增碳， 甚至降低不銹鋼焊 接接頭的耐蝕性和低合金鋼接頭的力學性能，故應特別注意。表2.2采用埋弧自動焊的坡口形式和

29、基本尺寸規(guī)定如下:序號板厚/mm坡口形式坡口尺寸/mm1620（1）b=02.502612（2）b=0431024（ 2）Ia =50 ° 80°b=0 2.5p=6 1041030（ 1）/2a =40 ° 80° b=0 2.5 p=6 102、焊材的準備焊前應進行300C -500C的烘干，以消除焊劑中水分，防止焊i過程中氣孔的形成。 低合金鋼埋弧焊時，堿性焊劑應在400r-450r溫度下烘干，消除焊劑中的結(jié)晶水，降 低焊縫中的氫含量，保證焊縫不致出現(xiàn)白點、 氫致裂紋等缺陷。焊劑在焊前徹底 烘干或低合金鋼埋弧焊焊前準備工作的重要環(huán)節(jié)。在實際生產(chǎn)中，

30、經(jīng)常出現(xiàn)因焊劑未烘干或烘干不良而導致焊縫或熱影響區(qū)的氫致裂紋。在濕度較大（超過85%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后就應 按規(guī)定的烘干制度重新烘干。碳鋼和低合金鋼埋弧焊焊絲表面應保持光潔，對于 油、銹和其他有害涂料焊前應清除干凈，否則也可能導致焊縫出現(xiàn)氣孔。不銹鋼 埋弧焊焊絲表面應采用丙酮等溶劑徹底清除油污。在厚板焊接中，焊絲消耗量相 當大，通用埋弧焊機的焊絲盤容量一般較小， 為減少焊縫接頭數(shù)量，節(jié)省更換焊 絲的輔助時間，推薦采用大盤焊絲， 焊前需將焊絲重新纏繞成盤。在焊絲纏繞過 程中可同時清銹除油。表2.3集箱壁厚mm焊絲直徑焊接參數(shù)焊接參數(shù)目 /吋焊接

31、電流A電弧電壓V焊接速度m/h710216024018 2530 3814 603、接頭的組裝埋弧焊接頭的組裝狀況對焊接質(zhì)量油很大影響。 對接接頭的間隙和錯邊在很大 程度上影響著焊縫的熔透和外表成形， 焊前應仔細檢查。接頭的組裝誤差主要決 定于劃線、下料、成形和坡口加工的精度。因此，接頭的裝配質(zhì)量是通過嚴格控制前道工序的加工偏差來保證的。特別是在單面焊雙面成形焊時，因接頭的裝配 間隙是決定熔透深度的重要因素，裝配間隙應嚴格控制，在同一條焊縫上裝配間 隙的誤差不應超過1mm否則就很難保證單面焊雙面成形焊縫的均勻熔透。且還 會引起咬邊、夾渣等缺陷。接頭的錯邊量應控制在不超過接頭板厚的10%最大不超

32、過3mm4焊接參數(shù)的選擇2.3埋弧自動焊的參數(shù)選擇鋼板厚度mm焊縫層數(shù)焊接電流A電弧電壓V焊接速度m/h焊絲直徑焊絲伸出 長度m843050028 3428 36425 35外45052030 3528 36425 351255065030 3625 32530 40外60070030 3624 30530 401465070034 3823 28530 40外68073034 3823 28530 401668073034 3823 26530 40外1,外2,60068034 3822 26530 40續(xù)表2.3鋼板厚度m焊縫層數(shù)焊接電流A電弧電壓V焊接速度m/h焊絲直徑m焊絲伸出 長度m

33、1870075034 3822 26530 40外168073035 3822 25530 40外255062036 3822 26530 402070075035 3821 25530 40外165073035 3821 24540外255063035 3821 24540表9集箱壁厚焊絲直徑焊接參數(shù)焊接參數(shù)mQm焊接電流A電弧電壓V焊接速度m/h目 /吋710216024018 2530 3814 602.3裝配一、裝配方式的分類裝配方式可按結(jié)構(gòu)類型及生產(chǎn)批量、工藝過程、工藝方法及工作地點來分類。1按結(jié)構(gòu)類型及生產(chǎn)批量的大小分類(1) 單件小批量生產(chǎn)單件小批量生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)經(jīng)常采用劃線定位的裝

34、配方法。(2) 成批生產(chǎn)成批生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)通常在專用的胎架上進行裝配。胎架是一種專用的工藝 裝備，上面有定位器、夾緊器等，具體結(jié)構(gòu)是根據(jù)焊接結(jié)構(gòu)的形狀特點設(shè)計的。2 按工藝過程分類(1) 由單獨的零件逐步組裝成結(jié)構(gòu)對結(jié)構(gòu)簡單的產(chǎn)品，可以是一次裝配完畢后進 行焊接；當裝配復雜構(gòu)件時，大多數(shù)是裝配與焊接交替進行。(2) 由部件組裝成結(jié)構(gòu)裝配工作是將零件組裝成部件后，再由部件組裝成整個結(jié)構(gòu)并進行焊接。3 按裝配工作地點分類(1) 工件固定式裝配裝配工作在固定的工作位置上進行，這種裝配方法一般用在重型焊接結(jié)構(gòu)或產(chǎn)量不大的情況下。(2) 工件移動式裝配工件沿一定的工作地點按工序流程進行裝配，在工作 地點上設(shè)

35、有裝配用的胎具和相應的工人。這種裝配方式在產(chǎn)量較大的流水線生產(chǎn)中 應用廣泛，但有時為了使用某種固定的專用設(shè)備，也常采用這種裝配方式。4裝配的基本條件在金屬結(jié)構(gòu)裝配中， 將零件或部件總裝成產(chǎn)品則稱為總裝配。 通常裝配后的部 件或整體結(jié)構(gòu)直接送入焊接工序， 但有些產(chǎn)品先要進行部件裝配焊接， 經(jīng)矯正變 形后再進行總裝配。無論何種裝配方案都需要對零件進行定位、夾緊和測量， 這 就是裝配的三個基本條件。(1) 定位定位就是確定零件在空間的位置或零件間的相對位置。(2) 夾緊夾緊就是借助通用或?qū)Ｓ脢A具的外力將已定位的零件加以固定的過程。 中翼板 與腹板間相對位置確定后，是通過調(diào)節(jié)螺桿1 來實現(xiàn)夾緊的。3測

36、量測量是指在裝配過程中，對零件間的相對位置和各部件尺寸進行一系列 的技術(shù)測量，從而鑒定定位的正確性和夾緊力的效果，以便調(diào)整。2.4 施焊過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)2.4.1 預熱溫度的選擇預熱是防止裂紋的有效措施 , 也有助于改善接頭性能，根據(jù)設(shè)備的材質(zhì)及鋼 板厚度，參照JB/T4709-2000，選擇預熱溫度為150C。且保證整個焊件在焊 接過程中的層間溫度不低于預熱溫度。 如有低于預熱溫度時， 必須采用輔助加熱 措施。2.4.2 焊接參數(shù)的控制焊接時 , 應嚴格參照工藝評定確定的參數(shù)，選擇正確的焊接電流、焊接速度 和裝配間隙。 避免因焊接電流過小或焊接速度太快， 基本金屬未得到充分熔化而 產(chǎn)生未熔合

37、、未焊透現(xiàn)象。2.4.3 焊后保溫及后熱由于本設(shè)備的材質(zhì)為16MnR屬冷裂紋敏感性較大的低合金鋼，且鋼板厚 度達90mm卷制后的拘束度較大。因此，設(shè)備的縱環(huán)縫焊接完成后應進行后熱 處理。后熱溫度在200350C，保溫時間在0.5小時后,保溫緩冷，以防止冷裂 紋的產(chǎn)生244 熱處理設(shè)備焊接完畢后，為清除焊接應力，采用整體爐退火處理，產(chǎn)品試板隨設(shè)備 同爐進行熱處理，并進行產(chǎn)品試板的力學性能檢驗。2.5工藝分析本次設(shè)計的鋼砂倉為D1類壓力容器，設(shè)計壓力小于1.6MPa。壓力容器的生產(chǎn)工藝流程：下料成型焊接r損檢測組對焊接無損檢測熱處理壓力試驗選材及下料1壓力容器的選材主要依據(jù)設(shè)計文件及相關(guān)的國家標準

38、及行業(yè)標準2壓力容器材料的種類3材料為16MnR下料工具與下料要求下料工具及適用圍：1等離子切割：合金鋼、不銹鋼 22剪扳機：&W 8伽L<2500伽 切邊為直邊 33鋸管機：接管4滾板機：三輥橢圓度要求：壓容器：橢圓度w 1%D;且 25伽錯邊量要求：見下表表1mm對口處鋼板厚度S s按焊接接頭類別劃分對口錯邊量 bABw 12w 1/4 S sw 1/4 S s> 12 20w 3w 1/4 S s> 20 40w 3w 5注：球形封頭與圓筒連接的環(huán)向接頭以及嵌入式接管與圓筒或封頭對接連接的 A類接頭，按B類焊接接頭的對口錯變量要求。直線度要求：一般容器：LW 3

39、0000 伽直線度W L/1000伽焊接焊前準備與焊接環(huán)境1、焊條、焊劑及其他焊接材料的貯存庫應保持干燥，相對濕度不得大于60%2、當施焊環(huán)境出現(xiàn)下列任一情況，且無有效防護措施時，禁止施焊：A）手工焊時風速大于10m/sB）相對濕度大于90%C）雨、雪環(huán)境焊接工藝1、容器施焊前的焊接工藝評定，按 JB4708進行2、A、B類焊接焊縫的余高不得超過 GB150的有關(guān)規(guī)定3、焊縫表面不得有裂紋、氣孔、弧坑和飛濺物焊縫返修1、焊逢的同一部位的返修次數(shù)不宜超過兩次。 如超過兩次, 返修前均應經(jīng)制造單位技術(shù)總負責人批準，返修次數(shù)、部位和返修情況應記入容器的質(zhì)量證明書。2、要求焊后熱處理的容器，一般應在熱

40、處理前進行返修 如在熱處理后返修時，補焊后應做必要的熱處理壓力容器的熱處理：1 正火目的：細化晶粒，提咼母材及常化處理焊縫的綜合機械性能，消除冷作硬化，便于切削加工。 方法：把要正火的零件放入加熱爐中加熱到一定溫度按每毫米1.5分2.5分保溫出爐空冷，風冷或霧冷2 調(diào)質(zhì)處理: 目的：提高零件的綜合機械性能。 方法：淬火+高溫回火（500C以上）。得到索氏體。3 固溶處理：（針對奧氏體不銹鋼）即在室溫條件下保留奧氏體。 目的：將零件加熱使碳化物溶到奧氏體中，再以足夠快的冷卻速度將碳 化物固定在奧氏體中。具有最低的強度、最高塑性、最好的耐蝕性。 方法：加熱到1000r1150C，以2分到4分/伽保

41、溫后快冷，然后水 冷，再進行空冷。4 焊后熱處理：（消除應力，退火） PWHT 一般熱處理： SR ISR 目的： A. 改善焊接接頭及熱影響區(qū)的組織和性能。B. 消除焊接和冷作硬化的應力。C. 防止產(chǎn)生焊接裂紋。 方法：A.優(yōu)先采用爐整體消除應力方法（另一法：把容器視為加熱爐，在設(shè)備部加熱外殼保溫）B. 分段熱處理：一端在爐，采取適當保溫措施以防有害的溫度梯度（重復加熱的長度1.5m）C.對環(huán)縫進行局部消除應力處理一加熱寬度：焊縫中心 線每側(cè) 2倍板厚。 焊后熱處理工藝：A. 爐溫400C以下裝爐B. 升溫速率5000E /T （有效厚度）/h且w 200E /hC. 保溫時間 T< 50mm 25mm/h T>50mm保溫時間=（150+T） /100 （ h）D. 降溫速率：400E 以上，6500/T E /h且w 260E /h 壓力