钨极氩弧焊管管对接操作要点.doc

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 目录 摘 要 1 关键词 1 一 引言 1 二 焊接材料分析 1 1 母材成分分析 1 2 母材力学性能 1 3 母材焊接性分析 1 三 焊前准备 2 1 使用材料及工具 2 2 焊前加工及清理 2 3 焊丝选用原则 2 4 焊接规范 3 四 焊接过程 3 1 定位焊 3 2 焊接操作工艺要点 3 3 填丝注意事项 4 4 收弧与接头 5 5 收尾方法 5 五 焊后要求 6 六 易出现缺陷的防止方法 6 1 裂纹的防止 6 2 气孔的防止 6 3 未焊透 7 4 非金属夹杂和夹钨的防止 7 5 焊缝尺寸超标的预防 7 六 结束语 7 参考文献 8 致谢 9 西安技师学院机械系毕业论文 第 1 页 共 15 页 钨极氩弧焊管钨极氩弧焊管 管对接工艺要点管对接工艺要点 摘摘 要要 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 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 西安技师学院机械系毕业论文 第 2 页 共 15 页 一 引言一 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机会 增大 因此给焊接工作带来了很多困难 西安技师学院机械系毕业论文 第 3 页 共 15 页 二 焊接材料分析二 焊接材料分析 1 母材成分分析母材成分分析 12Cr1MoV钢的化学成分 质量分数 CSiMnP maxS maxCrMoVCu maxFe 0 08 0 150 17 0 37 0 4 0 7 0 030 03 0 9 1 20 25 0 350 15 0 3 0 2 其余 2 2 母材力学性能母材力学性能 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 47025520 3 3 母材焊接性分析 母材焊接性分析 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 西安技师学院机械系毕业论文 第 4 页 共 15 页 三 焊前准备三 焊前准备 1 1 使用材料及工具 使用材料及工具 1 1 工件 12Cr1MoV 100 4mm 1 2 焊机 时代逆变 WS 350 1 3 焊枪 PQ 85 150型空冷焊枪 1 4 氩气流量计 AT 15 30 1 5 钨棒 铈钨极 2 5mm 1 6 焊丝 H08Mn2SiA 1 7 氩气 纯度 99 99 2 2 焊前加工及清理 焊前加工及清理 2 1 坡口形式为 70 V形坡口 对口间隙2 2 5mm 钝边1 1 5 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 清洗坡口表面及焊丝 3 3 焊丝选用原则焊丝选用原则 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 Si 2对焊缝韧性不利 4 4 焊接规范焊接规范 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 80 10015 172 58 105 7约5 74O 60 西安技师学院机械系毕业论文 第 5 页 共 15 页 四 四 焊接过程焊接过程 1 1 定位焊 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 绝不允许用重熔的办法修 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 2 焊接操作工艺要点 焊接操作工艺要点 打底焊应尽量一气呵成 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5 8处A点 引弧 焊丝与坡口的钝边保持1 1 5mm 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 可同时伸出手指支撑在管上 2 3 采用 二点法 焊接 控制弧长2 3mm 对坡口根部两侧同时加热 捻 西安技师学院机械系毕业论文 第 6 页 共 15 页 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5 7 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 防止焊道下凹或背面 剧烈氧化 3 3 填丝注意事项 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 与工件表面夹角成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 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 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 西安技师学院机械系毕业论文 第 7 页 共 15 页 收弧时 焊把应由内侧坡口处稍向外拉至电弧熄灭 并要注意控制速度 不 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3 5 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 4 2 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 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 4 2 1 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 从而使熔池体积不断缩小 最后断电 焊枪停止行走 西安技师学院机械系毕业论文 第 8 页 共 15 页 五 焊后要求五 焊后要求 1 1 经外观检查后 应立即进行热处理 正火 960 980 回火 740 760 2 2 发现焊缝内部或外部有缺陷时 应进行处理 采取挖补办法时 补焊前仍然 需要进行预热 然后重新进行热处理 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六 易出现缺陷的防止方法 1 1 裂纹的防止 裂纹的防止 1 1 选择合适牌号的焊丝 采用低硫磷低杂质元素的焊材 1 2 选择合适的焊接规范参数 采用软规范 以较小的焊接电流和尽可能快的 焊速进行焊接 1 3 采用软规范 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表面的清理 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 2 气孔的防止 气孔的防止 2 1 严格焊件坡口表面油 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 最后可采用丙酮清洗表面 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表明已有气孔产生 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 西安技师学院机械系毕业论文 第 10 页 共 15 页 3 3 未焊透 未焊透 3 1 提高焊工的操作熟练程度 采用合适的焊接规范焊接 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 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 1 5mm 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3 5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化膜应清理干净 4 4 非金属夹杂和夹钨的防止非金属夹杂和夹钨的防止 焊接前仔细清理表面氧化膜 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规范 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