鍋爐筒體縱焊縫焊接工藝規(guī)范

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1、制定工業(yè)鍋爐筒體縱焊縫焊接工藝規(guī)范 一、母材技術(shù)狀況 Q345 是一種鋼材的材質(zhì)。它是低合金鋼（C<0.2%)，廣泛應(yīng)用于橋梁、車輛、船舶、建筑、壓力容器等。Q代表的是這種材質(zhì)的屈服，后面的345，就是指這種材質(zhì)的屈服值，在345左右。并會(huì)隨著材質(zhì)的厚度的增加而使其屈服值減小。Q345按等級(jí)可分為Q345A，Q345B，Q345C，Q345D，Q345E。它們所代表的，主要是沖擊的溫度有所不同。 1、結(jié)構(gòu)性能 Q345綜合力學(xué)性能良好，低溫性能尚可，塑性和焊接性良好，用做中低壓容器、油罐、車輛、起重機(jī)、礦山機(jī)械、電站、橋梁等承受動(dòng)載荷的結(jié)構(gòu)、機(jī)械零件、建筑結(jié)構(gòu)、一般金屬結(jié)構(gòu)件，熱軋或正

2、火狀態(tài)使用，可用于-40℃以下寒冷地區(qū)的各種結(jié)構(gòu)。 2、化學(xué)成分 Q345化學(xué)成分見表1。 表1 Q345化學(xué)成分（%）： 元素 C≤ Mn Si≤ P≤ S≤ Al≥ V Nb Ti 含量 0.2 1.0-1.6 0.55 0.035 0.035 0.015 0.02-0.15 0.015-0.06 0.02-0.2 3、力學(xué)性能 Q345力學(xué)性能見表2。 表2 Q345力學(xué)性能（%）： 機(jī)械性能指標(biāo) 伸長(zhǎng)率（%） 試驗(yàn)溫度0℃ 抗拉強(qiáng)度MPa 屈服點(diǎn)MPa≥ 數(shù)值 δ5≥22 J≥34 σb（470-650） σ

3、s（324-259） 其中壁厚介于16-35mm時(shí)，σs≥325Mpa；壁厚介于 35-50mm時(shí)，σs≥295Mpa 二、焊接材料選擇及技術(shù)狀況 埋弧焊焊接材料根據(jù)ISO/4174或GB/T1247-1990《埋弧焊用焊絲和焊劑》規(guī)定選擇適用的埋弧焊用低合金鋼焊絲和焊劑，其主要參數(shù)見表3。 表3 焊絲牌號(hào)按GB/T4957和GB/T3429的主要參數(shù) 牌號(hào) \成分 Mn C Si S P Ni Cu Cr H08A 0.30-0.55 ≤0.10 ≤0.03 ≤0.030 ≤0.030 ≤0.30 ≤0.20 ≤0.20 H08MnA 0.

4、80-1.10 ≤0.10 ≤0.07 ≤0.030 ≤0.030 ≤0.30 ≤0.20 ≤0.20 H10Mn2 1.50-1.90 ≤0.12 ≤0.07 ≤0.035 ≤0.035 ≤0.30 ≤0.20 ≤0.20 焊劑HJ431是熔煉型高錳高硅低氟焊劑。為棕紅色至淺黃色玻璃狀顆粒，粒度為2.5-0.45mm（8-40目）等?？山恢绷鲀捎?，直流焊時(shí)焊絲接正極。焊接工藝性能良好，脫渣容易，成形美觀。配合H08A、H08MnA、H10MnSi等焊絲，其熔敷金屬機(jī)械性能見表4?？珊附拥吞间摷澳承┑秃辖痄?，如16Mn，15MnV等結(jié)構(gòu)，如鍋爐、船舶、壓力

5、容器等。也可用于電渣焊及銅的焊接。焊劑按規(guī)定烘干、保溫;焊絲需去除油、銹;保護(hù)氣體應(yīng)保持干燥。 表4 熔敷金屬機(jī)械性能 牌號(hào)\成分 屈服強(qiáng)度Mpa 抗拉強(qiáng)度Mpa 延伸率(%) 沖擊值J（℃） H08A ≥330 ≥410 ≥22 ≥27 H08MnA ≥330 ≥410 ≥22 ≥27 H10Mn2 ≥330 ≥410 ≥22 --- 三、焊接準(zhǔn)備 1、坡口形式及注意事項(xiàng) 根據(jù)GB/T985.2(等效于ISO9692:2003)埋弧焊的推薦坡口表示法：規(guī)定了推薦的坡口形式和尺寸，如圖1 所示。 （1）、焊接選擇坡口形式和尺寸應(yīng)考慮下列因素：

6、 a.焊縫填充金屬盡量少； b.避免產(chǎn)生缺陷； c.減少殘余焊接變形與應(yīng)力； d.有利于焊接防護(hù)； e.焊工操作方便； f.復(fù)合鋼板的坡口應(yīng)有利于減少過渡層焊縫金屬的稀釋率。 圖1 坡口形式 （2）、焊接坡口制備注意事項(xiàng) ①、碳素鋼和標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度不大于540MPa的碳錳低合金鋼可采用冷加工,也可采用熱加工方法置備坡口。 ②、標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度大于540MPa的碳錳低合金鋼、鉻鉬低合金鋼和高合金鋼宜采用冷加工法.若采用熱加工方法,對(duì)影響焊接質(zhì)量的表面層,應(yīng)用冷加工方法去除。 ③、焊接坡口應(yīng)保持平整,不得有裂紋、分層、夾渣等缺陷,尺寸符合圖樣規(guī)

7、定。 ④、坡口表面及兩側(cè)應(yīng)將水、鐵銹、油污、積渣和其它有害雜質(zhì)清理干凈。 表5 縱焊縫對(duì)口錯(cuò)邊量 對(duì)口處名義厚度過 δn ≤10 12≤δn≤50 ＞50 錯(cuò)邊量 δn/5 ≤2.5 δn/16且不大于10 四、焊接設(shè)備 埋弧焊（SAW,ISO代號(hào)為12），是一種利用位于焊接層下電極與焊件之間燃燒的電弧產(chǎn)生的熱量熔化電極、焊劑和母材金屬的焊接方法。埋弧焊的設(shè)備由焊接電源、控制系統(tǒng)、送絲機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)、導(dǎo)電嘴、焊絲盤、焊劑輸送與回收裝置以及焊件變位設(shè)備和焊接夾具等部分組成。如圖2所示。 深和焊縫余高

8、都有顯著增加，而焊縫的寬度變化不大。同時(shí)，焊絲的熔化量也相應(yīng)增加，這就使焊縫的余高增加。隨著焊接電流的減小，熔深和余高都減小。 2、電弧電壓 電弧電壓的增加，焊接寬度明顯增加，而熔深和焊縫余高則有所下降。但是Q345 板厚14mm,埋弧焊焊接，采用單面V形坡口，留2～4mm間隙，中間鈍邊1～2mm，坡口度數(shù)為60 ，焊接時(shí)帶焊劑墊，焊材采取H08A或H08MnA，焊劑為HJ431,焊接速度20～25m/h,電流500~600A,電壓36～40V。具體參數(shù)見表8。 表8 鍋爐筒體雙面埋弧焊縱焊縫焊接工藝參數(shù) 焊接方法 焊接材料規(guī)格/mm 焊接電流/A 電弧電壓/V 焊接速度/(

9、m/h) SAW φ5.0 650～800 36～40 25～35 六、埋弧焊操作事項(xiàng) 1、埋弧焊操作技術(shù) (1)對(duì)接直焊縫焊接技術(shù) 對(duì)接直焊縫的焊接方法有兩種基本類型，即單面焊和雙面焊。根據(jù)鋼板厚度又可分為單層焊、多層焊，又有各種襯墊法和無襯墊法。 ①焊劑墊法埋弧自動(dòng)焊。在焊接對(duì)接焊縫時(shí)，為了防止熔渣和熔池金屬的泄漏，采用焊劑墊作為襯墊進(jìn)行焊接。焊劑墊的焊劑與焊接用的焊劑相同。焊劑要與焊件背面貼緊，能夠承受一定的均勻的托力。要選用較大的焊接規(guī)范，使工件熔透，以達(dá)到雙面成形。 ②多層埋弧焊。對(duì)于較厚鋼板，一次不能焊完的，可采用多層焊。為了保證焊透，正面焊時(shí)要焊透工

10、件厚度的40％～50％，背面焊時(shí)必須保證焊透60％～70％。在實(shí)際操作中一般很難測(cè)出熔深，經(jīng)常是靠焊接時(shí)觀察熔池背面顏色來判斷估計(jì)，所以要有一定的經(jīng)驗(yàn)。第一層焊時(shí)，規(guī)范不要太大，既要保證焊透，又要避免裂紋等缺陷。每層焊縫的接頭要錯(cuò)開，不可重疊。 (2)對(duì)接環(huán)焊縫焊接技術(shù) 圓形簡(jiǎn)體的對(duì)接環(huán)縫的埋弧焊要采用帶有調(diào)速裝置的滾胎。如果需要雙面焊，第一遍需將焊劑墊放在下面簡(jiǎn)體外壁焊縫處。將焊接小車固定在懸臂架上，伸到筒體內(nèi)焊下平焊。焊絲應(yīng)偏移中心線下坡焊位置上。第二遍正面焊接時(shí)，在筒體外，上平焊處進(jìn)行施焊。 (3)埋弧半自動(dòng)焊 埋弧半自動(dòng)焊主要是軟管自動(dòng)焊，其特點(diǎn)是采用較細(xì)直徑(2mm或2m

11、m以下)的焊絲，焊絲通過彎曲的軟管送入熔池。電弧的移動(dòng)是靠手工來完成，而焊絲的送進(jìn)是自動(dòng)的。半自動(dòng)焊可以代替自動(dòng)焊焊接一些彎曲和較短的焊縫，主要應(yīng)用于角焊縫，也可用于對(duì)接焊縫。 2、埋弧焊的安全操作技術(shù) (1)埋弧焊機(jī)操作人員必須經(jīng)過電弧焊接工作的專門培訓(xùn)，持證上崗，非本機(jī)操作人員，嚴(yán)禁擅自操作設(shè)備。 (2)作業(yè)前檢查電纜絕緣情況，如有損壞立即停止使用，確認(rèn)各部導(dǎo)線連接良好，控制箱外殼和接線板上的罩殼蓋好。 (3)作業(yè)過程中，操作人員要精神集中，正確操作，注意機(jī)械情況，不得擅自離崗或?qū)C(jī)器交給其他無證人員操作，嚴(yán)禁無關(guān)人員進(jìn)入作業(yè)區(qū)。 (4)作業(yè)工程中，任何人員均不得蹬上龍門架頂層平

12、臺(tái)進(jìn)行觀察、檢修或檢查工作。如必須蹬頂作業(yè)，必須先停車斷電。 (5)控制箱和焊機(jī)外殼應(yīng)可靠的接地(零)和防止漏電。接線板罩殼必須蓋好。 (6)埋弧自動(dòng)焊機(jī)的小車輪子要有良好絕緣，導(dǎo)線應(yīng)絕緣良好，工作過程中應(yīng)理順導(dǎo)線，防止扭轉(zhuǎn)及被熔渣燒壞。 (7)焊接進(jìn)行中，不許鏟藥皮、清渣，鏟藥皮清渣時(shí)要戴護(hù)目鏡。 (8)認(rèn)真及時(shí)做好保養(yǎng)工作，保持機(jī)械完好狀態(tài)，機(jī)械不得帶病工作，運(yùn)轉(zhuǎn)中發(fā)現(xiàn)不正常，立即停機(jī)斷電檢查，排除故障方可使用。 (9)操作人員下班時(shí)，要將機(jī)械停放在待命位置，關(guān)機(jī)斷電，鎖好電閘箱，清理現(xiàn)場(chǎng)雜物，焊渣。 (10)半自動(dòng)埋弧焊的焊把應(yīng)有固定放置處，以防短路。 (11)埋弧自動(dòng)焊熔

13、劑的成分里含有氧化錳等對(duì)人體有害的物質(zhì)。焊接時(shí)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(diǎn)最好有局部的抽氣通風(fēng)設(shè)備。 七、工藝評(píng)定過程 根據(jù)JB/T4708/4709-2000《鋼制壓力容器焊接工藝評(píng)定》進(jìn)行以下試驗(yàn)，并滿足下表9所涉及的要求。 表9 力學(xué)性能 σb /MPa σs /MPa δ（％） 彎曲角度/ （d=3a） 沖擊試驗(yàn) 其他 缺口形式 試驗(yàn)溫度℃ Ak/J 390～530 ≥205 ≥25 180 U形 常溫 ≥48 八、參考文獻(xiàn) ［1］張帥謀.國(guó)際焊接標(biāo)準(zhǔn)解讀與貫徹［M］安徽：安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院出版社，2009 ［2］楊松.鍋爐壓力容器焊接技術(shù)［M］北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20013 ［3］雷世明.焊接方法與設(shè)備北京［M］北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20013 ［4］王小平.金屬材料焊接工藝與評(píng)定［M］安徽：安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院出版社，2009