14mm0Cr18Ni板对接焊条电弧焊焊接工艺设计

1、金属材料焊接工艺与评定课程设计任务书姓名_郑庆龙 专业焊接技术及自动化 班级焊接3111 学号_25_设计题目：组学号项目11-4Q235-B钢（板厚14mm）焊条电弧焊焊接工艺评定及厚大工件焊接工艺25-8Q235-B钢（板厚12mm）CO2气体保护焊焊接工艺评定及厚大工件焊接工艺39-1220G钢（板厚20mm）埋弧自动焊焊接工艺评定及焊接工艺413-1616MnR钢（板厚12mm）焊条电弧焊焊接工艺评定及焊接工艺517-2016MnR钢（板厚14mm）CO2气体保护焊焊接工艺评定及焊接工艺621-2416MnR钢（板厚16mm）埋弧自动焊焊接工艺评定及焊接工艺725-280Cr18Ni9

2、钢（板厚14mm）焊条电弧焊焊接工艺评定及焊接工艺829-320Cr18Ni9Ti钢（板厚10mm）钨极氩弧焊焊接工艺评定及焊接工艺933-361Cr18Ni9Ti钢（板厚12mm）焊条电弧焊焊接工艺评定及焊接工艺一、原始资料工件材质 0Cr18Ni9钢 两块试件尺寸 300mm×150mm×tmm 焊接位置 平焊接头形式 对接接头二、设计内容和要求内容：编制焊条电弧焊的焊接工艺评定指导书、规程及工艺。要求：1、大标题3号黑体、一级标题4号宋体加粗、正文小4号宋体、图及表5号宋体。2、图表均要居中并且要有图表号，图的名字在图的下方，表达方式是如图几所示，表的名字在表的上方，

3、表达方式是见表几，左右无边框，上下线加粗，图与表号与名称间均空2格，图表要清晰。3、每段开始空2格，每级标题均空2格，段落间距为固定值20磅。4、降级方式应按一、1、（1）、a，同学们可以参考焊接方法与设备教材。5、参考资料的格式如 雷世明主编焊接方法及设备北京：机械工业出版社，2002三、任务1、母材技术状况（钢种、厚度、交货状态等）。2、焊接材料选择及技术状况（焊丝、焊条、焊剂牌号、规格、焊接材料等级、制造厂、气体等）。3、焊前准备（坡口形式及加工方式、接头形式、焊接位置、工件尺寸、坡口区域油、水、锈的处理、焊条、焊丝、焊剂的烘干及保温、气体纯度的保证等）。4、焊接设备与工具（设备与工具名

4、称、型号、特性、制造厂等）。5、焊接确定（焊道布置、焊接顺序，试板长度方向应与钢板的轧制方向、接头图及焊接层次和焊道布置、点固、反变形等）。6、焊接工艺参数确定（焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊接层次、每层焊道、焊条直径、焊丝直径、焊剂牌号、喷嘴直径、气体流量等）。7、操作要点及注意事项（引弧、运条、敲渣、清根、焊枪的运动、收弧等）8、其它（焊前预热、道间温度、消氢、焊后热处理及消除应力等）。9、检验要求（无损检测用RT或UT，表面裂纹检查用PT或MT，理化性能试验有横向拉伸、冷弯、冲击要求）。10、焊接工艺评定和规程按照JB4708和JB/T4709执行和填写。11、按要求编制焊接工艺。四、

5、日程安排日期任务星期一上午设计任务的布置、熟悉设计要求和步骤、收集、查阅、准备相关资料下午继续收集、准备相关资料星期二上午确定材质标准，焊接工艺、初步编制焊接工艺及评定指导书(pWPS)下午继续编制焊接工艺预焊接工艺规程（评定指导书），按要求填写评定记录和报告星期三上午编制焊接工艺下午编制焊接工艺星期四上午编写焊接工艺及评定、规程设计说明书（必须用电子文稿）下午编写焊接工艺及评定、规程设计说明书星期五上午焊接工艺及评定、规程设计说明书的上交与检查下午答辩 14mm0Cr18Ni板对接焊条电弧焊焊接工艺设计一 母材的性能1.母材的选择：选用母材尺寸为300mmX150mmX14mm的0Cr18N

6、i9试板2块，具有良好的焊接性。化学成分见下表： 表1 0Cr18Ni9化学成分质量分数（%） C Si Mn P S Cr Ni0.08 1.002.000.0350.0308%-11%18%-20% 表2 力学性能抗拉强度条件屈服强度伸长率断面收缩率硬度520MPa205MPa40%60% 187HBC 90HRC热处理规范及金相组织：热处理规范：固溶1010-1150快冷组织特征：奥氏体型 二 焊接材料的选择 焊条电弧焊的焊接工艺设计选择的焊接材料为碱性焊条，牌号为A102，焊条直径为4.0mm、5.0mm。焊材标准为GB/T983-1995，为了保证焊条的技术要求，要选用硫、磷、硅等杂

7、质含量低的原材料，要严格控制焊缝中的含氧量，含氮量、含氢量。碱性焊条电弧燃烧的稳定性差，对铁锈、水分比较敏感。但是碱性焊条的力学性能和抗裂能力也是比较好的，含氢量很低，这样可以避免产生氢致裂纹。但是焊接过程中飞溅较大，焊缝表面粗糙，不易脱渣，产生较多的有毒烟尘，容易产生气孔， 焊条的选用主要考虑焊缝的使用性和施焊的工艺性，焊条选择的主要原则有以下几点： 1.根据被焊金属材料的类型，选择相应焊条种类的大类。 2.根据被焊母材的性能，选用与其性能相同的焊条，或选用熔敷金属与母材化学成分类型相同的焊条，以保证母材性能与焊缝相同。 3.选择焊条时还要考虑工艺方面，主要是操作方便，易获得优良的焊缝。 4

8、.从价格考虑，在满足性能及施工要求的前提下，尽量选用熔敷效率高、价格低的焊条，从而提高生产率，降低成本。 三 焊接方法 焊条电弧焊的焊接效率较低，而且劳动强度也较大，对焊工的技术要求较高，主要是靠操作技术和经验，因此必须经常对焊工进行培训，花费较高。劳动条件差，要加强对焊工身体的保护。也不利于特殊金属以及薄板的焊接。但是由于电弧焊操作简单，设备简单，适应性强，能在任意空间进行焊接，所以广发用于各个领域，是应用最广泛的焊接方法之一。电极是由合金和非金属芯丝和焊条药皮组成，可以保护焊缝，也可以稳定电弧，还能引起渣层的形成，保护焊缝使之成型。低氢钠型焊条必须使用直流，以保证电弧燃烧稳定。使用焊机型号

9、为ZX7-400。采用直流反接的原因：1由于碱性焊条的药皮中，含有较多的萤石(CaF2)成分，在焊接时分解出电离电位较高的氟元素，使电弧的稳定性大大降低，如果采用稳定性差的交流电源焊接，将不可能建立稳定燃烧的电弧，因此采用碱性焊条必须采用直流电源。  2采用直流反接法，熔滴向熔池过渡时，将受到熔池方向射来的电子流撞击，但其阻力较小，电弧稳定。反之，采用正接法时，将受到阳离子流撞击，阻碍了熔滴过渡，造成飞溅，并破坏了电弧的稳定性。  3采用直流反接法可防止产生氢气孔。由于熔池处于阴极，由焊条方向射来的氢阳离子与熔池表面的电子复合成氢原子，减少了氢气孔产生的几率。 四 焊前准备

10、焊前准备包括坡口的选择和制备，焊接区域的清理，焊条烘干，工件装配定位和焊前预热。这些都会影响焊接质量严重的还会引起工件的报废和返工。 1.坡口的制备目的 保证可以焊透 获得良好的焊缝和以便于清渣。 调整焊缝金属的化学成分坡口的制备在本次设计中采用的是X形坡口，加工尺寸为300mm×150mm×25mm,开坡口采用多层焊法或多层多道焊。 2.试件的清理 它是指对接头坡口及其附近(约20mm)的表面被油、锈、漆和水等污染的处理。用碱性焊条焊接时，对焊接区域的清理要求极为严格和彻底，否则，极易产生气孔和延迟裂纹。而且在操作时应该采用短弧，以防止空气入侵熔池，运条易采用月牙形，可使

11、熔池冷却速度缓慢，有利于焊缝中气体的逸出，以提高焊缝质量。酸性焊条对油，锈不敏感，若锈蚀较轻，而且对焊缝质量要求不高时可以不予清理，可以根据被请物的种类及具体条件，分别选用钢丝刷，也可以选去油剂，必要时，还可以用氧乙炔焰清理，以除去工件表面油污和氧化皮。 3.焊条烘干及保温 由于焊条在长期运输过程中难免会受潮，为了保证焊接质量，用前仍需按产品说明书的规定进行烘干。在烘干温度由药皮种类确定。一般酸性焊条取70150范围，最高不超过250，保温11.5h；碱性焊条取300400范围，保温12h。温度太低达不到去除水分的目的，温度过高，药皮容易开裂，焊接时成块脱落，而且药皮中的组成物会氧化和分解，直

12、接影响焊接质量。 焊条烘干一般采用专用的烘箱，应遵循用多少烘多少，随用随烘的原则。烘后的焊条不易露天放置过久，可以放在专用的烘箱，低氢焊条对水分比较敏感，要求使用前要烘干，原则上不能超过两次，酸性焊条药皮中允许的含水量较高，是否要烘干，根据焊条受潮程度而定。五 焊接设备与工具焊条电弧焊的焊接设备主要有弧焊电源，焊钳和焊接电缆。此外还有面罩、敲渣锤，钢丝刷和焊条保温桶等，后面的是辅助设备或工具。我国焊条电弧焊电源主要是弧焊变压器和弧焊整流器。前一种属于交流，后一种属于直流，弧焊电源的种类主要根据焊条类型和焊接的产品来选择的，不锈钢型使用直流，以保证电弧燃烧稳定。使用焊机型号为ZX7-400。六

13、焊接工艺参数 由于母材熔化第一层焊缝金属中的比例最高达30%左右，所以第一层焊缝焊接时，尽量采用小的电流，慢的焊接速度，采用之字形运条，以减少母材的熔深。表3 焊条电弧焊工艺参数焊接层次焊接直径/mm焊接电流/A焊接速度/cm电弧电压/V1/14.0110-13015-1726-272/25.0160-18018-2027-313/35.0160-18018-2027-314/45.0160-18018-2027-315/55.0160-21018-2031-33七 预热 预热是焊接开始前对被焊工件的全部或局部进行适当加热的工艺措施。预热可以减小接头焊后冷却速度，避免产生淬硬组织，减小焊接应力

14、及变形。它是防止产生裂纹的有效措施。对于刚性不大的低碳钢和强度级别较低的低合金高强钢的一般结构，一般不必预热。但对刚性大的或焊接性差的容易产生裂纹的结构，焊前需要预热。碳钢和低合金结构钢的最高预热温度和层间温度不大于300，采用局部预热时，应防止局部应力过大。  预热温度根据母材的化学成分、焊件的性能、厚度、焊接接头的拘束程度和施焊环境温度以及有关产品的技术标准等条件综合考虑，重要的结构要经过裂纹试验确定不产生裂纹的最低预热温度。预热温度选得越高，防止裂纹产生的效果越好；但超过必需的预热温度，会使熔合区附近的金属晶粒粗化，降低焊接接头质量，劳动条件也将会更加恶化。整体预热通

15、常用各种炉子加热。局部预热一般采用气体火焰加热或红外线加热。预热温度常用表面温度计测量。 若焊件太大，整体预热有困难时，可以进行局部预热，局部预热的加热范围为汉口两侧各150-200mm。八 后热和焊后热处理 焊后立即对焊件的全部 ( 或局部 ) 进行加热或保温，使其缓冷的工艺措施称为后热。后热的目的是避免形成硬脆组织，以及使扩散氢逸出焊缝表面，从而防止产生裂纹。   焊后为改善焊接接头的显微组织和性能或消除焊接残余应力而进行的热处理称为焊后热处理。焊后热处理的主要作用是消除焊件的焊接残余应力，降低焊接区的硬度，促使扩散氢逸出，稳定组织及改善力学性能、高温性能等。因此，选择

16、热处理温度时要根据钢材的性能、显微组织、接头的工作温度、结构形式、热处理目的来综合考虑，并通过显微金相和硬度试验来确定。   对于易产生脆断和延迟裂纹的重要结构，尺寸稳定性要求高的结构，以及有应力腐蚀的结构，应考虑进行消除应力退火：对于锅炉、压力容器，则有专门的规程规定，厚度超过一定限度后要进行消除应力退火。温度范围为600-650。消除应力退火必要时要经过试验确定。 防止措施：在满足设计要求的前提下，选择低强度的焊条，使焊缝强度低于母材，应力在焊缝中松弛，避免热影响区产生裂纹：尽量减少焊接残余应力和应力集中；控制焊接热输入，合理地选择热处理温度，尽可能地避开敏感

17、区范围的温度。 九 注意事项和操作要点 1.操作要点 焊接时，焊条端部紧贴坡口根部，在熔池上面保持一个清晰可见的熔孔，使液态金属23在焊缝正面.13在背面，焊接过程中，电弧要尽量短，并注意在坡口两侧停留，以保证焊缝表面平整，背面焊缝两端不产生咬边。2.注意事项 清理填充焊及坡口上的飞溅、焊渣，打磨掉焊道上凸起的焊瘤。盖面焊时摆动幅度比填充焊时要大防止气孔、烧穿、未熔合、飞溅、焊缝成形不良、电弧不稳等现象。十 检验 1.试件表面不应有焊瘤、烧穿、夹渣、气孔、未熔合等缺陷。 2.焊缝咬边深度小于等于0.5mm，两侧咬边合计总长不超过焊缝长度的10 3.不应有为焊透，因焊接接头不良造成的未焊透深度不

18、大于板厚的10，且小于等于1.5mm板厚，每处接头不良长度3mm,背面下塌2mm 4.焊缝缩沟及根部收缩深度20的板厚，且2mm 5.焊缝内部标准应符合GBT33232005级合格的规定 6.错边量应10的板厚，变形角小于等于3° 7.试板的力学性能应符合TBT26531989规定 8.外观质量应符合JBZQ3680规定 9.试板两端20mm不作为评定范围焊接工艺指导书单位名称 安徽机电职业技术学院 焊接工艺指导书编号 25 日期2013/10/25 焊接工艺评定编号 25 焊接方法 焊条电弧焊 机械化程度 手动 焊接接头：坡口形式 V型 衬垫（材料及规格） / 其他 简图：母材：类

19、别号 组别号 1 与类别号 组别号 1 相焊标准号 GB/T4237 钢 号 0Cr18Ni9 与标准号 GB/T4237 钢 号 0Cr18Ni9 相焊厚度范围：母材：对接焊缝 5-28 角焊缝 不限 管子直径、壁厚范围：对接焊缝 5-28 角焊缝 不限 焊缝金属厚度范围： 对接焊缝 28 角焊缝 不限 其他 焊接材料：焊材类别焊条焊材标准GB/T9831995填充金属尺寸4.0mm 5.0mm焊材型号E30816焊材牌号A122其他焊条烘干温度150保温1h耐蚀堆焊金属化学成分（）CSiMnPSCrNiMoVTiNb0.081.002.000.0350.03018.0020.008.001

20、1.00其他：焊接位置：对接焊缝位置 平焊缝 焊接方向： 右焊法 角焊缝位置 / 焊接方向： / 焊后热处理：温度范围（） / 保温时间（h） / 预热：预热（）（允许最低值） / 层间温度（）（允许最高值） 80 保持预热时间 / 加热方式 / 保护气体： 气体种类 混合比 流量（L/min）保护气 / / / 尾部保护气 / / / 背面保护气 / / 电特性：电流种类： 直流 极性： 反接 焊接电流范围（A）： 160-210 电弧电压（V）： 27-33 （按所焊位置和厚度，分别列出电流和电压范围，填入下表）焊道焊层焊接方法填充材料焊接电流电弧电压（V）焊接速度（cm/min）线能量（

21、kj/cm）牌号直径极性电流（A）1SMAWA1224.0反接1101202715186.62SMAWA1225.0反接160180273118206.73SMAWA1225.0反接160180273118206.74SMAWA1225.0反接180210313318206.72钨极类型及直径 / 喷嘴直径（mm） / 熔滴过渡形式 / 焊丝送进速度（cm/min） / 技术措施：摆动焊或不摆动焊： 摆动焊 摆动参数： 之字，月牙形 焊前清理和层间清理： 机械方法 背面清根方法： 碳弧气刨 单道焊或多道焊（每面）： 多到焊 单丝焊或多死焊： / 导电嘴至工件距离（mm）： / 锤击： 不锤击

22、其他：编制日期审核日期批准日期焊接工艺评定报告单位名称： 安徽机电职业技术学院 焊接工艺评定编号： 25 焊接工艺指导书编号： 25 焊接方法： 焊条电弧焊 机械化程度： 手动 接头简图: 母材： 材料标准： GB/T3280 钢号： 0 Cr18Ni9 类、组别号： 1 与类、组别号：1 相焊厚度： 14mm 直径： / 其他： / 焊后热处理：热处理温度（）： / 保温时间（h）： / 保护气体：气体种类 混合比 流量（L/min） 保护气体 / / / 尾部保护气体 / / / 背面保护气体 / / / 填充金属：焊材标准： GB/T3280 焊材牌号： A122 焊材规格：5.0mm

23、焊缝金属厚度： 14mm 其他： / 电特性：电流种类： 直流 极性： 反接 钨极尺寸： / 焊接电流（A）： 160210 电弧电压（V）： 2733 其他： / 焊接位置：对接焊缝位置： / 方向角焊缝位置： / 方向技术措施：焊接速度（cm/min）： 1520 摆动或不摆动： 摆动 摆动参数： 月牙形 多道焊或单道焊（每面）： 多 多丝焊或单死焊： / 其他： / 预热：预热温度（）： / 层间温度（）： 80 其他： / 拉伸试验试验报告编号： 25 试样编号试样宽度mm试样厚度mm横截面积mm2断裂载荷kN抗拉强度MPa断裂部位和特征01256150117390673断焊缝02256150121170622断焊缝弯曲试验试验报告编号： 27 试样编号试样类型试样厚度mm弯轴直径mm弯曲角度°试验结果03面弯624180合格04面弯624180合格05背弯624180合格06背弯624180合格冲击试验 试验报告编号： 27 试样编号试样尺寸缺口类型