2016焊接工艺课程设计报告样板

XI AN TECHNOLOGICAL UNIVERSITY 课程设计报告 课程名称 焊接工艺课程设计 专 业 金属材料工程 班 级 130302 姓 名 张斌 学 号 120301119 指导教师 王喜锋 成 绩 2017 年 1 月 6 日 西安工业大学课程设计 论文 用纸 1 题目 题目 12Cr2M0112Cr2M01 珠光体耐热钢的焊接工艺评定设计珠光体耐热钢的焊接工艺评定设计 摘要 本文针对超高压压力容器 重点分析 12Cr2Mol 珠光体耐热钢焊接性 进行了焊接方法 焊接材料 工艺参数选择 采用钨极氩孤焊打底 MAG 焊填充 盖面的焊接工艺 保证 了焊接质量 成功地焊接珠光体耐热钢超高压压力容器产品 关键词 珠光体耐热钢 焊接工艺 引言 随着我国能源技术的发展 珠光体耐热钢在高温 高压产品中的运用日趋广泛 12Cr2Mol 珠光体耐热钢阀体要承受 200MPa 过热蒸汽压力的作用 属于超高压压力容器 由 于阀体结构的特点 需要采用锻一焊结构形式 但是太重以往仅仅采用 15CrMo 15Mo3 等珠 光体耐热钢生产过压力容器 缺乏 12Cr2Mol 珠光体耐热钢焊接经验 所以有必要进行 12Cr2Mol 珠光体耐热钢的焊接分析和焊接试验 1 1 阀体技术要求阀体技术要求 1 11 1 焊接接头的抗拉强度太于焊接接头的抗拉强度太于 500MPa500MPa 1 21 2 单面焊双面成形 单面焊双面成形 1 31 3 X X 射线探伤执行射线探伤执行 JB4730 94 JB4730 94 压力容器无损检测压力容器无损检测 要求焊缝达到 要求焊缝达到 级级 1 41 4 焊缝错边量小于焊缝错边量小于 lmm lmm 2 2 12Cr2Mol12Cr2Mol 焊接性分析焊接性分析 12Cr2Mol 为低合金珠光体耐热钢 经过锻造调质处理 12Cr2Mol 钢中加铬至 28 时与 碳形成稳定的碳化物 不再与氢作用 即有抗氢蚀能力 加人钼进一步提高抗氢蚀能力 并 会改善钢的高温性能 一般用于工作温度 450 C 以下的大型加氢装置 根据 JB4726 94 压 力容器用碳素钢和低合金锻件 12Cr2Mol 钢化学成分见表 1 CSi Mn P SCr Mo 0 15 0 500 30 0 60 680510 680 310 18136 201 西安工业大学课程设计 论文 用纸 2 根据日本焊接学会碳当量计算公式 12Cr2Mol 钢的碳当量 Ceq 1 046 I2Cr2Mo1 Ceq C Mn 6 si 24 Ni 4o Cr 5 Mo 4 v 14 钢的焊接性差 焊接时如果冷却速度较 大 则易形成淬硬组织 因此预热和缓冷是防止该类钢冷裂纹的重要措施 12Cr2Mo1 钢焊前 需预热 250 C 3 3 12cMo112cMo1 钢焊接方法及焊接材料的选择钢焊接方法及焊接材料的选择 目前用于 12Cr2Mol 钢焊接方法主要有 手工焊 气保焊 氩弧焊 而其中手工焊用于工 厂装配和现场焊接 气保焊包括实芯焊丝和药芯焊丝 多用于打底焊 填充焊 盖面焊 当 MAG 焊时采用混合气体 它既具有氩气的优点 如电弧稳定 飞溅小 很容易获得轴向喷射 过渡等 又因为具有氧化性 克服了用单一氩气焊接时产生的阴级飘移现象 保护效果良好 同时又改善了溶深提高了工作效率 氩弧焊主要用于探伤产品的打底焊 具有溶深浅的特点 因而采用氨弧焊打底 不仅反面成形良好 而且焊缝质量可靠 但生产效率低 在阀体的焊 接中我们选择了氩弧焊打底焊 气保焊填充焊 盖面焊 为保证焊接接头的常温与高温的力 学性能 焊缝金属的主要化学成分应与被焊钢材接近 否则在长期高温运行条件下 焊接接 头合金元素会发生扩散 特别是在熔合区的碳发生迁移 使接头的持久强度和塑性降低 影 响结构长期可靠地工作 所以氩弧焊焊接材料为 SGMoO2 5mm 气保焊焊丝为 H08CrMnNMoA1 2mm 保护气体为 80 Ar 20 C02 气保焊焊丝的化学成分见表 3 牌号CMnSiCrMoPS H108CrMn SiMoA 0 15 0 088 0 60 1 50 1 28 0 30 0 90 0 54 1 00 1 60 1 29 0 40 0 65 0 48 0 025 0 020 0 025 0 016 4 4 12cr2Mo112cr2Mo1 铜阀体焊接工艺铜阀体焊接工艺 根据阀体技术要求 12Cr2Mo1 钢焊接性分析 我们制定了阀体焊接工艺 4 4 1 1 阀体焊前切削加工焊接坡口 坡口类型为阀体焊前切削加工焊接坡口 坡口类型为 V V 型坡口 型坡口 a 60 Ca 60 C 钝边 钝边 0 0 5 5 一一 lmmlmm 西安工业大学课程设计 论文 用纸 3 4 4 2 2 焊前阀体整体预热焊前阀体整体预热 250 250 均温 均温 1 1 2h2h 4 4 3 3 焊接方法为氩弧焊打底 焊接方法为氩弧焊打底 MAGMAG 焊填充焊 盖面焊 焊填充焊 盖面焊 4 4 4 4 氩弧焊焊丝为 氩弧焊焊丝为 SGMoO2SGMoO2 5mm5mm MAGMAG 焊焊丝为 焊焊丝为 H08crMlISiMnA1H08crMlISiMnA1 2mm2mm 保护气体为 保护气体为 8080 Ar 20Ar 20 C02C02 4 4 5 5 焊接规范参数 氩弧焊 焊接规范参数 氩弧焊 I 80I 80 100A100A 氩气流量 氩气流量 1212 15L15L rainMAGrainMAG 焊 焊 I 150I 150 200A200A U 18U 18 22V22V 4 4 6 6 焊接装配间隙为焊接装配间隙为 3mm3mm 氩弧焊定位焊 氩弧焊定位焊 4 4 7 7 焊接施工由执证焊工进行操作 焊接施工由执证焊工进行操作 4 4 8 8 焊后保温缓次冷 焊后保温缓次冷 4 4 9 9 冷却后去除工件上飞溅及氧化物等 冷却后去除工件上飞溅及氧化物等 4 4 1010 焊后进行外观检查和焊后进行外观检查和 x x 射线探伤 射线探伤 x x 射线探伤执行射线探伤执行 JB4730JB4730 94 94 压力容器无损检测压力容器无损检测 要求焊缝达到要求焊缝达到 级 级 图 4 焊接顺序 5 5 焊接接头质量检测 焊接接头质量检测 我们采用 12Cr2Mol 钢阀体焊接工艺焊接了试板 经 x 射线探伤焊缝达到 I 级 执行 JB4708 92 钢制压力容器焊接工艺评定 12Cr2Mol 钢焊接接头力学性能见表 4 西安工业大学课程设计 论文 用纸 4 拉伸试验 冲击试验 AKV J 力学 性能 6b Mpa 6s Mpa 断裂特征焊缝热影响区 测量 值 769 771486 486焊缝31 27 3 32 364 5 34 8 47 3 可以看出 焊接接头拉伸试样虽然断裂于焊缝 但焊接接头具有较高的强度 焊缝断裂 时为 770MPa 明显高于 12Cr2Mol 钢母材强度 焊接热影响区的冲击性能高于焊缝 结合 x 射线探伤结果 表明 12Cr2Mol 钢阀体焊接工艺是可行的 我们采用 12Cr2Mol 锕阀体焊接工 艺先后焊接 27 件阀体 其中大多数阀体焊后探伤一次合格 只有几件因气孔超标未达到 级 要求 经返修全部合格 成功地焊接了超高压阀体 6 6 结束语 结束语 阀体的成功焊接 表明 12Cr2Mol 焊接性分