电站高压锅炉受热管对接焊接

1、电站高压锅炉受热管对接焊接一、目的以国际或国内通用焊接标准为依据， 是制定电站高压锅炉受热管对接焊接工艺规范。电站高压锅炉受热管：板厚57mm8mm的 15crmo 低合金热强刚，拟采用co2 气体保护焊方法， v 形坡口，单面焊双面成形工艺。其力学性能见表1：表 1力学性能弯曲角度冲击试验 b/mpab/mpa5(%)缺口形试验温其他/(o)(d=3a)度/ akv/j式 b(350 ) 560-100v5042049 s(350 )355二、母材技术状况15crmo 钢系珠 光体 组织 低合金 耐热钢，在 高温下 具有较高的 热强性（ b420mpa）和抗氧化性， 并具有一定的抗氢腐蚀能力

2、。 其交货状态为正火 + 回火。由于钢中含有较高含量的 cr、mo、c和其它合金元素，钢材的淬硬倾向较明显，焊接性差。广泛应用于石油化工、电力等行业，常用来制造蒸汽导管、石油管道等特殊部件。 15crmo钢的化学成分见表2，15crmo钢的热处理参数见表3。表 2 15crmo 钢的化学成分 w(%)化 学 成 分 （）钢号标准号cmnsipsmocrgb/t307715crmo0.12 0.180.4 0.70.17 0.37 0.035 0.0350.4 0.550.8 1.10-1999表 3 15crmo 钢的热处理参数钢号标准号标准规定的热处理正火或淬火温度 / 回火温度 / 保温时

3、间 /h15crmogb6654-1996正火 +回火930 960680 720周期式炉 2h连续炉 1h三、焊接材料选择及技术状况co2气体保护焊时，焊丝中的 cr、 mo、v 基本不烧损，而 mn、 si 烧损较严重，故应选用 mn、si 含量高于母材的焊丝，根据 gb/t8110-1995气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝，故选用 h08crmnsim。焊丝直径为 1.2 实心焊丝，保护气体为二氧化碳气体，根据标准 hg/t2537的规定，纯度 99.5%。co2焊主要用于焊接低碳钢及低合金钢等黑色金属。 对于不锈钢，由于焊缝金属有增碳现象，影响抗晶间腐蚀性能。 所以只能用于对焊缝性能

4、要求不高的不锈钢焊件。 此外，co2焊还可用于耐磨零件的堆焊、 铸钢件的焊补以及电铆焊等方面。 目前 co2 焊已在汽车制造、机车和车辆制造、化工机械、农业机械、矿山机械等部门得到了广泛的应用。四、焊接设备及工具1、焊接设备：焊机zx7 400b2、焊接工具：电焊钳，焊接电缆；焊工手套，面罩，绝缘胶鞋，工作服。3、辅助工具：角向磨光机，錾子，钢丝刷，锉刀，烘干箱，焊条保温筒，敲渣锤和焊缝万能量规。五、焊前准备1、焊工资格鉴定：凡参加焊接的焊工须按劳动人事部颁发的锅炉压力容器考试规则及已经评定合格的焊接工艺进行培训，持有效的合格证方能上岗。2、焊丝使用前，必须清除锈斑和油物，并露出金属光泽。3、

5、必须根据焊接位置、接头形式和作业效率等选择合适的焊接辅助装置。对焊机及附属设备严格进行检查，应确保电路、 水路、气路及机械装置的正常进行。3、焊缝的坡口形式及尺寸可根据 gb/t985-88气焊、手工焊电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形状与尺寸 ，并结合具体工况条件确定，如图 1 所示。焊接前，应将坡口及坡口周围 1020mm范围内必须保持清洁，不得有影响焊接质量影响的铁锈、油污、水和涂料等异物。技术要求焊接方法：二氧化碳气体保护焊；坡口形式：v 型坡口，单侧坡口30；钝边0.5-1mm；加工方法：用坡口加工机加工；试件材质：15crmo低合金耐热钢。如图 1装配尺寸六、焊接工艺参数根据标准

6、jb/t9186-1999 二氧化碳气体保护焊工艺规程基本准则及要求对焊接工艺参数做了如下规定：1、焊丝直径：焊丝直径为1.2mm，随着焊丝直径的增大，飞溅颗粒相应增大。2焊接速度：焊接速度应能满足不同种类钢材对焊接线能量的要求，通常焊速在 3060（ cm/min）。3、焊丝伸出长度：焊丝伸出长度与焊丝直径、焊接电流及焊接电压有关。大约等于焊丝直径的10 倍，。伸出长度太大，电弧不稳，难以操作，同时飞溅较大，焊缝成形恶化，甚至破坏保护而产生气孔。相反，焊丝伸出长度过小时，会缩短喷嘴与焊件间的距离，飞溅金属容易堵赛喷嘴。同时，还妨碍观察电弧，影响焊工操作。短路过渡焊接时采用的焊丝都比较细，因此

7、焊丝伸出长度对焊丝熔化速度的影响很大。4电源特性：直流反极性。这时电弧稳定，飞溅小，焊缝成形好。并且焊缝熔深大，生产率高。5、保护气流量：保护效果不好，就会有气孔，焊缝成形变坏。保护气体流量范围为 615l/min 。6、焊接电流：焊接电流是重要的焊接参数，是决定焊缝厚度的主要因素。电流大小主要决定于送丝速度，在保证母材焊透又不致烧穿的原则下，根据母材厚度、接头形式以及焊丝直径正确选择焊接电流。电流范围在90 150a。7、电弧电压：电弧电压必须与焊接电流合理的匹配，电弧电压在19 23v之间。提高电弧电压，可以显著提高焊缝宽度。如果电弧电压选得过高，则无论其它参数如何选择，都不能得到稳定的短

8、路过渡过程。七、焊接确定1、定位焊：采用三点定位法焊接，定位焊缝长 10mm；装配间隙 23mm；错边量不大于 0.5mm。（见图 2）图 2 水平固定管装配和定位焊示意图2、焊前预热（1）根据母材的化学成分、焊接性能、厚度、焊接接头的拘束程度、焊接方法和焊接环境等综合考虑预热要求。预热温度见下表4。表4预热温度钢材预热温度/( )备注15crmo150 250小于0 度取上限（2）预热方法宜采用电加热、红外线等方法，也可采用火焰加热，用火焰加热时，火焰不应直接触及焊道坡口，预热升温应缓慢均匀，防止局部过热。应采用触点式温度计，采点应均匀分布。（3）焊接焊口时应一次连续焊完。底层焊道完成后应立

9、即进行下一层的焊接，如中间中断，应立即进行温度为300 350的后热处理，再焊接时应对焊缝进行检查，确认无裂纹等缺陷后方可施焊。打底层：沿焊管的中心线将管子分成左右两个半周焊接，先沿逆时针方向焊右半周，后沿顺时针方向焊后半周， 引弧和收弧部位要超过管中心线5 10mm。焊管轴线与水平面平行， 并固定在远离地面一定距离的工装上。间距小的一段在下面，采用灭弧法从该端开始向上焊接（即从6 点钟方向起焊， 12 点钟方向止焊），并时刻注意焊条的角度变化。焊后半圈前，现将 6 点和 12 点处的焊缝始末端磨成斜坡形， 长度在 10 20mm。在打磨区域中过6 点引弧，引弧后拉回到打磨去开始焊接，在收弧处

10、应焊过打磨区域再收弧。填充层在填充层焊接前， 应将打底层焊缝表面飞溅及焊渣清理干净，并用角磨机将接头凸起处打磨平整，调整好焊接参数后，即可进行焊接。焊填充层时焊条在熔池 1/2 处左右摆动，采用月牙形或“之”字形。焊条在焊缝两侧应稍作停留，在中央部位应略快点，摆动幅度应参照前层焊缝的宽度。盖面层：焊前将填充层表面焊缝清理干净， 盖面层焊接操作方法与填充层相同，但焊横向摆动幅度应大于填充层。保证熔池深入坡口每侧边缘棱角0.5 1.5mm。电弧在坡口边停留的时间稍短，电弧回摆速度要缓慢。3、焊后热处理焊后立即进行热处理， 焊后处理目的是为了减少残余应力，获得所需要的性能。热处理工艺规定如下：1、采

11、用电加热法。2、升、降温速度按 220/h 控制，降温过程中，温度在300以下可不控制。3、热处理温度及恒温时间见下表5。表 5热处理温度及恒温时间钢种热处理温度（）恒温时间（ h）15crmo670 7001 h4、热处理的加热宽度，从焊缝中心算起，每侧不小于管子壁厚的不小于 60mm。3 倍，且5、热处理的加热宽度，从焊缝中心算起，每侧不小于管子壁厚的5 倍，且不小于100mm，以减小温度梯度。6、热处理的加热方法，要力求内外壁和焊缝两侧温度均匀，恒温时在加热范围内任意两测点间的温差要低于50。7、热处理的测温必须准确可靠，要采用自动温度记录，所用仪表、热电偶及其附件，要有计量标定。8、进

12、行热处理时，测温点要对称布置在焊缝中心两侧，且不得少于两点，水平管道的测点要上下对称布置。9、要作热处理记录和标记。八、焊接质量检验1、焊缝外观检查焊缝边缘要圆滑过渡到母材， 焊缝外形尺寸要符合设计图样和工艺文件的规定，焊缝高度不低于母材表面， 以 02mm为宜，焊缝及其热影响区表面无裂纹、夹渣、弧坑和气孔，咬边深度0.5mm，管子焊缝两侧咬边总长度不超过管子周长的 20%，且不超过 40mm，受热面管子要进行通球试验。2、无损探伤检查：（1）进行探伤的焊缝表面的不平整度应不影响探伤评定；（2）无损探伤应在焊接完24h 以后进行；（3）射线探伤按gb3323-87钢熔化焊对接接头射线照相和质量

13、分级标准评定，一类焊缝级合格， 二类焊缝级合格； 超声波探伤按 gb11345-89钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果的分级标准评定，一类焊缝b级合格，二类焊缝 b 合格。焊缝无损检测检查率见表6表 6焊缝无损检测检查率表焊缝类别一类二类超声波探伤检查率 %100100射线探伤检查率 %2510（4）在焊缝局部探伤时，如发现有不允许的缺陷时，应在缺陷方向或在可疑部位作补充探伤， 如经补充探伤仍发现有不允许缺陷，则应对该焊工在该条焊缝上所施焊的焊接部位或整条进行探伤。（5）无损探伤的检测结果须在检验完毕后48h 内报送监理人；（6）监理人查核检验结果后，或根据焊接工作的情况，有权要求增加检验项目

14、，包括采用着色渗透或磁粉探伤等。 监理人有权要求焊后复检。 无损探伤的结果若有不合格时， 除对不合格焊缝进行返修外， 尚要从该焊工当日的同一批焊接接头中增做不合格焊口数的加倍扩探， 若扩探仍有不合格的， 要对该焊工焊接的全部对接接头做探伤检查。3、光谱分析复查合金钢件焊后要对焊缝进行光谱分析复查，规定如下锅炉受热面管子不少于20%其它管子及管道 100%光谱分析复查要根据每个焊工的当日工作量进行。4、硬度检查合金钢管子热处理后需作焊缝的硬度测试，一般不超过母材布氏硬度hb加100，且 hb270，但对经焊接工艺评定，且具有与焊接工艺指导书规定相符的热处理自动记录曲线图的焊接接头， 可免去硬度测

15、定。 热处理自动记录图异常的要做硬度值抽查。 被查部件的硬度值超过规定范围时， 要按班次做加倍复验并查明原因，对不合格接头重新做热处理。九、焊缝缺陷处理1、外观缺陷返修：焊缝的外观检测发现有裂纹、未熔合等超过标准的表面缺陷时，必须用砂轮机将缺陷磨去， 经 mt或 pt检查确认缺陷已经被清除后， 再对缺陷处进行表面修补。修补的焊接工艺与正式的焊接同部位的焊接工艺相同， 修补完成后， 必须重新进行外观检查。2、内部缺陷返修： 焊缝的内部质量发现有超过标准的缺陷时，应进行分析，找出原因，制定措施，经监理人同意后，进行返修。返修后的焊缝，应进行外观检测和无损检测。 焊缝内部缺陷用碳弧气刨或砂轮机将缺陷

16、清除，确认缺陷已经消除后，方可焊补。返修后的焊缝，应用射线探伤或超声波探伤复查，同一部位的返修次数不宜超过2 次，超过 2 次补焊时，应制定可靠的技术措施， 并经施工单位技术负责人批准，方可焊补，并作记录。焊缝返修工艺流程图见图3图 3 焊缝返修工艺流程外观是否合格合格不合格打磨去掉缺外观检查合格不合格ut或 rt合格不合格返修通知单定位预热（ 5时，不碳弧气刨打磨检查补焊rt 或 ut检查合格不合格返修合格报告十、安全技术措施1、焊接场所周围 10 米之内不得有易燃物品。2、氮气瓶、氧气瓶和氩气瓶不得混放，不得靠近火源，不得在阳光下爆晒。3、焊前应认真检查焊接设备是否良好接地，防止高频电流危

17、害焊工，防止触电事故发生。焊接及切割时，必须穿绝缘鞋，焊把绝缘性能应良好，焊接区应有良好的通风设备。4、焊工必须按规定穿戴好劳保防护用品。5、高空作业时，焊工要系好安全带，电缆不得缠在身上，并应装配接火盘，下方不得有易燃易爆物品，高空氩弧焊时，不得使用高频引弧。6、作业场所要备有消防器材及设施，一旦发生火情，首先切断电源。十一、参考文献1、曹长霞主编 .特种焊接技术 .北京：机械工业出版社，20092、唐迎春主编 .焊接质量检测技术 .北京：中国人民大学出版社，20123、李志远主编 .先进连接方法 .北京：机械工业出版社，20004、许志安主编 .焊接实训 . 北京：机械工业出版社 ,200

18、85、英若采主编 .熔焊原理及金属材料焊接. 北京：机械工业出版社 ,20136、张帅谋主编 .国际焊接标准解读与贯彻. 安徽机电职业技术学院7、压力容器相关标准汇编（上、下卷） 【 m】北京：中国标准出版社，2006第四版8、陈祝年 . 焊接工程师手册【 m】. 北京：机械工业出版社，2002.十二、总结课程设计是我们大学生走向社会的一个重要的过程也是大学生活中最后一堂很有意义的课程，课程设计是培养我们学生综合用所学知识、发现、提出、分析和解决实际问题 , 锻炼实践能力的重要环节 , 是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。回顾这一周的毕业设计， 至今我仍感慨颇多， 从选题到定稿，从理论到

19、实践，在这些日子里， 可以说得是苦多于甜， 但是可以学到很多很多的的东西， 同时不仅巩固了以前所学过的知识， 而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。 通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合， 只有理论知识是远远不够的， 只有把所学的理论知识与实践相结合起来， 从理论中得出结论， 才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。 在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处， 对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。 通过这次课程设计之后， 一定把以前所学过的知识重新温故。这次课

20、程设计终于完成了， 在设计中遇到了很多问题， 最后在张老师的辛勤指导下，终于游逆而解， 和同学一起搞设计不会的还可以相互讨论， 增加我们团队合作的意识， 非常有利于我们走入社会进行大规模的集体劳动。 同时，在张老师的身上我学得到很多实用的知识， 在次我表示感谢！ 同时，对给过我帮助的所有同学和各位授课老师表示感谢！焊接工艺指导书表（一）单位名称安徽机电职业技术学院焊接工艺指导书编号日期2013/11/7焊接工艺评定报告编号焊接方法co2 气体保护焊机械换程度半自动焊接接头： 对接接头 （长度 =200mm无钝边 坡口间隙 36） 简图：（接头形式、坡口形式与尺寸、焊层、焊道布置及顺寻）坡口形式

21、：v型（单边 30）衬垫（材料及规格） ：无其他：反变形量 3o 4o母材：类 别号i组 别号i-1与类别 号i组别号i-1相焊 及 标准号gb/t3077-1999钢号 15crmo与标准号 gb/t3077-1999钢号 15crmo相焊厚度范围： 8mm母材：对接焊缝受热管从焊缝、环焊缝角焊缝管子直径、壁厚范围：对接焊缝角焊缝焊缝金属厚度范围：对接焊缝810mm角焊缝其他焊接材料：h08crmnsim材料类别焊丝保护气 co2材料标准gb t81101995hg/t2537填充金属尺寸1.2mm材料型号er506焊材牌号（钢号）h08crmnsim其他耐蚀堆焊金属化学成分（%）csipc

22、rsnimovtimn0.12 0.180.17 0.370.0350.8 1.10 0.0350.4 0.550.4 0.7表（一）（完）焊接位置：对接焊缝的位置平焊焊后热处理：焊接方向： ( 向上、向下 )向下温度范围（ oc）670-700oc角焊缝位置保温时间（ h）1h焊接方向：（向上、向下）预热：气体：预热温度（ o c）( 允许最低值 ) 150 250气体混合种类 混合比流量（ l/min ）层间温度（ oc）（允许最高值） 250保 护 气 co299.5% 6 15加热方式电加热尾部保护气背面保护气电特性：电流种类：直流极性：直流反接焊接电流范围（a）：90150电弧电压（

23、 v）： 1523（按所焊位置和厚度，分别列出电流和电压范围，记入表格）焊道 / 焊填充材料焊接电流电弧电焊接速度线能量焊接方法极压（ m/h）（ kj/cm ）层牌号直径电流（v）性打底焊co2焊h08crmnsim反12 2025 30648 7401.290110接填充焊co2焊h08crmnsim反20 2225 30680 7401.2120 140接盖面焊co2焊h08crmnsim反20 2225 30740 7901.2130 150接熔滴过渡形式短路过渡焊丝送进速度（ m/h ）:2530技术措施：o单道焊或多单焊（每面） ：多层多道焊导电嘴至工件距离：30 50mm其他：背

24、面清根方法：单丝焊或多丝焊：锤击：碳弧气刨单丝焊敲击编制日期审核日期批准日期工艺评定报告表（二）单位名称：安徽机电职业技术学院焊接工艺评定报告编号：焊接工艺指导书编号焊接方法：co2机械化程度：（手工、半自动、自动）半自动接头简图：（破口形式、尺寸、衬垫、每种焊接方法或焊接工艺、焊缝金属厚度）焊接接头： 对接接头 （长度 =200mm有或无钝边 坡口间隙 1 2mm） 简图：（接头形式、坡口形式与尺寸、焊层、焊道布置及顺寻）破口形式： v 型（单边 30）衬垫（材料及规格） ：无其他：反变形量 3o 4o母材： 15crmo低合金耐热钢材料标准：gb/t30777-1999钢号： 15crmo

25、与钢号： 15crmo相焊类、组别号： 1 与类、组别号： 1相焊厚度：30mm管子直径：8mm其他：填充金属：焊材标准：gb t8110-1995焊材牌号：h08crmnsim焊材规格：1.2mm焊缝金属厚度：30 33mm其他：焊接位置：对接焊缝位置：平位置角焊缝位置：向下方向：（向上、向下）预热：预热温度（ o c）：150-250层间温度（ o c）：200o c焊后热处理：热处理温度（ o c）：670700保温时间（ h）：1h气体：气体混合种类混合比流量（l/min ）保护气co299.5%615尾部保护气背面保护气电特性：电流种类：直流极性：反接钨极尺寸：焊接电流（ a）：90150a电弧电压（ v）：1523其他：技术错数：焊接速度（ m/h）：1836m/h摆动焊或不摆动焊：摆动焊摆动参数：2o 3o单道焊或多单焊（每面） ：多层多道焊单丝焊或多丝焊：单丝焊其他：（续）拉伸试验编号：2013b-d0022实验报告编号： 2013b-d0022试样厚度横断面积断裂载荷抗拉强度断裂部试样编号试样宽