25钢环焊缝工艺

1、25钢环焊缝工艺设计摘要：本说明书分析了25钢的化学成分、力学性能和它的焊接性，并在此基础上制定了一套手工电弧焊的设计工艺，包括材料的焊接性能分析、手工电弧焊设备描述、手工电弧焊用的焊剂和焊丝以及手工电弧焊的各项工艺参数、焊接前的准备、焊后处理以及焊接检验。关键词：25钢；手工电弧焊；低碳钢焊接1母材的基本数据及性能分析1.125钢的介绍材料名称：优质碳素结构钢热处理规范：正火，900C；淬火870C；回火600C。特性及适用范围：焊接性及冷应变塑性高，具有一定强度、硬度。塑性和韧性好，被切削性中等、淬透性、淬硬性差，无回火脆性倾向。一般用于制造重型和中型机械中负荷不大的冷冲压件、小锻件和机械

2、加工小零件如垫圈、销轴、螺栓、螺母等；进行渗碳或碳氮共渗处理后，可制造摩擦片、活塞销和不重要的齿轮；经正火处理，可用作-20475C的压力容器锻件用钢。母材的化学成分及力学性能25钢管两个，规格：一6x300 x600。母材的力学性能如表1所示,表1母材的力学性能牌号力学性能屈服强度GS(MPa)抗拉强度ob(MPa)伸长率55(%)：断面收缩率屮(%)冲击功Akv(J)25275450235071母材化学成分如表2所示。表2母材的化学成分(%)牌号化学成分(质量分数，%)CSiMnNiPSCrCu250.220.290.170.370.500.800.300.0350.0350.2513焊条

3、直径23.23.244546表3焊条直径与焊件厚度的关系(mm)焊接前的准备工作焊件组对前应将坡口及其内外表面不小于10mm范围内的油、漆、垢、锈、毛刺及镀锌层等清理干净，且不得有裂纹、夹层等缺陷，清理合格后及时焊接。不圆的管子要整圆，管子对口前要检查平直度，在距焊口200mm出测量，允许偏差不大于1mm,根管子全长的偏差不大于10mm.对接焊连接的管子端面应与管子轴线垂直，垂直度a值最大不大于1.5mm。接头坡口形式采用焊接连接的管子，当管壁达到一定厚度时，其端部应按规定加工坡口。坡口形式有V形、X形、双V形和U形等。V形坡口最常用，普遍用于各种单面焊管道，X形坡口实际上是内外壁两面V形坡口

4、，用于采用双面焊的大直径卷管。双V形和U形坡口用于厚壁高、中压管道。母材为25钢，其尺寸为一6x300 x600，采用V型坡口进行焊接，通常采用热切割来加工坡口，在采用热切割方法加工坡口时，必须出去坡口表面的氧化皮、熔渣及影响接头质量的表面层，并应将凸凹不平出打磨平整，坡口表面用磁粉探伤检查表面裂纹。坡口形式如图4所示。4.2.5预热母材采用25钢，其规格尺寸为一6x300 x600，焊前应进行预热，焊前预热应符合设计文件或焊接工艺卡的规定，将坡口及附近区域均匀加热到100150c,对有焊前预热要求的管道在焊件组对并检验合格后，进行预热。预热方法原则上宜采用电加热，条件不具备时，方可采用火焰加

5、热法。预热宽度以焊缝中心为基准，每侧不应少于焊件厚度的3倍，且不小于50mm。测温方式可采用触点式温度计或测温笔。4.2.6焊接定位焊的焊接材料、焊接工艺、焊工和预热温度等应与正式施焊要求相同。定位的长度、厚度和间距，应能保证焊缝在正式施焊过程中不致开裂。定位焊后立即检查，如有缺陷应立即清除，重新定位焊。在定位焊时需与母材焊接的组对工卡具，其材质宜与母材相同或同一类别号。拆除工卡具时不应损伤母材，拆除后应将残留焊疤打磨修至与母材表面齐平。一般管道的定位焊，可选三点平焊处一点，两边立焊处一点，大口径的管道定位焊数目应适当增加，对于本设计中的母材，管径为300mm,定位焊焊点数目应取4个。一般管道

6、定位焊缝的尺寸如下表所示：焊件厚度焊缝高度焊缝长度间距4451050100412361020100200表5定位焊缝尺寸(mm)本设计中定位焊缝长为10mm,焊缝高度为4mm,间距200mm。水平固定管的对口，除了满足坡口、钝边、清洁工作等要求之外，还需满足下列一些要求：对口时，管道轴线须对正，以免由于中心线偏斜而产生错口现象，由于现在仰焊处起旱，应考虑焊缝冷却时会引起对口间隙收缩，在条件允许的情况下，平焊部位的对口间隙应大于仰焊部位一般放大0.51.5mm左右。为了保证根部第一层焊缝二面成形，当使用E4315焊条时，对口间隙应等于适用焊条的焊芯直径。由于焊条为碱性焊条，一般采用直流反接，由于

7、直流正接时热量较高，具有较高的熔化速度为防止母材被焊穿，在直流正接时，电弧燃烧不稳定，飞溅严重，噪声大，而直流反接时，电弧燃烧稳定，飞溅较小，而且声音较平静均匀。在焊接时，首先对准管道仰焊缝的坡口边引弧到焊缝间隙内，用长弧烤热起焊处，预热23s后，迅速压短电弧，在坡口作微小摆动，当钝边熔化，熔池形成，应该立即断弧。断弧以后，熔池温度迅速下降，熔池金属很快凝固，熔池金属的颜色由明变暗，在两侧坡口上呈半圆形坡口，当熔池中心点的金属还没有完全凝固时，就应对准熔池上半部进行第二次引弧，熔池温度重新升高，坡口两侧又溶出半圆形缺口，就应立即断弧，焊条不断推进，断弧引弧不断重复，熔池前端始终保持一个圆形小孔

8、，如此反复焊接，便得到一条正背两面成形良好的焊缝。平焊时，在平焊位置，焊条与焊接方向管切线的夹角呈70。75。，焊接第一层焊缝时，选择3.2mm焊条，运条方法采用直线型，焊接电流取120A。焊接第二层焊缝时，先将熔渣去除，选用4mm焊条进行焊接，焊接电流取180A，运条方法采用锯齿形运条法。立焊时，在立焊位置，焊条与焊接方向管切线的夹角为90。，在立焊爬坡位置，焊条与焊接方向管切线的夹角为80。90。，焊接第一层焊缝时，选择3.2mm焊条，运条方法采用直线型，焊接电流应取较小值，取100A，采用短弧焊接，使焊条的熔滴金属过渡到熔池的距离缩小，使熔滴在未脱离焊条时，与熔池表面相接触，然后在熔池的

9、熔化金属表面张力影响作用下，将熔滴吸附并融合在一起。焊接第二层焊缝时，先将熔渣去除，选用4mm焊条进行焊接，焊接电流取160A，运条方法采用锯齿形运条法。仰焊时，在仰焊位置，焊条与焊接方向管切线的夹角为80。85。，在仰焊爬坡位置，焊条与焊接方向管切线的夹角为100。105。，焊接第一层焊缝时，选择3.2mm焊条，运条方法采用直线型，焊接电流取130A，开始焊接时，应用长弧预热焊接处，预热后，迅速压短电弧，稍停23s，以便焊透根部，然后电弧向前移动进行焊接。在施焊时，焊透沿焊接方向向前移动的速度，应该是在保证焊透的前提下尽可能快一些，以免烧穿及熔化金属下淌。焊接第二层时，先将熔渣去除，选用4m

10、m焊条进行焊接，焊接电流取200A，运条方法采用锯齿形运条法，运条时，两侧应稍停一些，中间快一些，形成较为优良的焊缝。焊条直径1.62.02.53.24.05.05.8电流（A）254040655080100130160210200270260300表6手工电弧焊焊条直径与电流当焊接电流调好以后，焊机的外特性曲线就决定了。实际上电弧电压重要是由电弧长度来决定的。电弧长，电弧电压越高，反之则低。焊接过程中，电弧不宜过长，否则会出现电弧燃烧不稳定飞溅大、熔深浅、气孔等缺陷；若电弧太短，容易粘焊条。一般情况下，电弧长度等于焊条直径的0.51倍为好，相应的电弧电压为1625V,因此，本设计当焊条直径为

11、3.2mm时，电弧电压取20V,当焊条直径为3.2mm时，电弧电压取25V。焊条伸出长度一般为为焊条直径的1012被倍，本设计中焊条伸出长度分别为35mm和45mm.焊接速度一般根据钢材的淬硬倾向来选择，在保证焊缝所要求的的尺寸和质量的前提下，由焊工根据情况灵活把握，本设计使用的母材25钢，因此焊接速度选用8cm/min。焊接层数应视焊件的厚度而定。除薄板外，一般都采用多层焊。多层焊的前一道焊道对后一道焊道起预热作用，而后一道焊道对前一道焊道起热处理作用，有利于提高焊缝金属的塑性和韧性。焊接层数过少，每层焊缝的厚度过大，对焊缝金属的塑性有不利的影响。每层焊缝的厚度不应大雨45mm。因此，本设计

12、采用2层焊缝。焊接过程中应注意：严禁在被焊工件表面引弧、试电流或随意焊接临时支撑物。施焊过程中，应保证起弧和收弧处的质量，收弧时应将弧坑填满。多层多道焊的接头应错开。并逐层进行自检合格，方可焊接次层。管子焊接时，管内应防止穿堂风。焊接完毕应对焊缝进行清理，经自检合格后做好焊工代号的标识。4.2.7焊后热处理母材为25钢，由焊后热处理的加热宽度，从焊缝中心算起，每侧不小于管子壁厚的3倍,且不小于60mm，故焊后热处理的加热宽度应取60mm。焊后热处理的保温宽度，从焊缝中心算起，每侧不小于管子壁厚的5倍，以减少温度梯度。热处理加热时，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的温差

13、应低于50C。进行热处理时，测温点应对称布置在焊缝中心两侧，且不得少于两点，水平管道的测点应上下对称布置。5焊接检验焊接缺陷根据其在焊缝的位置，可分为内部缺陷和外部缺陷。外部缺陷位于焊缝的表面，用肉眼或低倍显微镜可以观察、检测出来。内部缺陷位于焊缝的内部，通常必须借助检测仪器或破坏性是实验才能发现。如果焊接接头存在严重的焊接缺陷在恶劣的环境下，就有可能造成部分结构断裂；甚至引起重大事故。焊接产品的质量方面存在的主要问题就是焊缝质量的缺陷。5.1外观检验焊接接头的外观检测是一种手续简便而又应用广泛的检测方法，是成品检测的一个重要内容，主要是发现焊缝表面的缺陷和尺寸上的偏差，一般通过肉眼观察，借助

14、标准样板、量规和放大镜等工具进行检测，如焊缝尺寸偏差、焊瘤、咬边、弧坑或表面气孔、裂纹等。若焊缝表面出现缺陷，焊缝内部便有存在缺陷的可能。物理方法检验物理方法检验是利用一些物理现象进行测试或检验的方法。材料或工件内部缺陷情况的检查，如未焊透、内气孔、裂纹及夹渣等，一般都是采用无损探伤的方法。目前的无损探伤有超声波探伤射线探伤、渗透探伤、磁力探伤等。5.2.1射线探伤射线探伤是利用射线可穿透物质和在物质中有衰减的特性来发现缺陷的一种方法。按探伤索使用的射线不同，可分为X射线探伤、Y射线探伤、高能射线探伤三种。由于起显示缺陷的方法不同，每种射线探伤都又分为电离法、荧光屏观察法、照相法、和工业电视法

15、。射线检验主要用于检测焊缝内部的裂纹、未焊透、气孔、夹渣等缺陷。超声波探伤超声波在金属及其它均匀介质传播中，由于在不同介质的界面上会发生反射，因此可用于内部缺陷的检验。超声波可以检验任何焊接材料、任何部位的缺陷，并且能较灵敏地发现缺陷位置，但对缺陷性质、形状和大小较难确定。所以超声波探伤常与射线检验配合使用。磁力检验磁力检验是利用磁场磁化铁磁金属零件所产生的漏磁来发现缺陷的。按测量漏磁方法的不同，可分为磁粉法、磁感应法和磁性记录法，其中以磁粉法应用最广。磁力探伤只能发现磁性金属表面和近表面的缺陷，而且对缺陷仅能做定量分析，对于缺陷的性质和深度也只能根据经验来估计。5.2.4渗透检验渗透检验是利

16、用某些液体的渗透性等屋里特性来发现和显示缺陷的，包括找色检验和荧光探伤两种，可用来检查铁磁性和非铁磁性材料表面的缺陷。参考文献王宗杰.熔焊方法及设备M.机械工业出版社，2013.1.龚国尚、严绍华焊工实用手册M.中国劳动出版社，1993.周振丰.焊接冶金学M.机械工业出版社，2002.孙景荣实用焊工手册M.化学工业出版社，1997.刘会杰焊接冶金与焊接性M.机械工业出版社，2008.赵熹华.焊接检验M.机械工业出版社，1993.陈茂爱，王新洪，陈俊华等现代焊接技术M.化学工业出版社，2010.邱言龙，聂正斌，雷振国等.焊工实用技术手册M.中国电力出版社，2009.9目录摘要11母材的基本数据及性能分析1TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark4 25钢的介绍1 HYPERLINK l bookmark6 25钢的化学成分及力学性能1 HYPERLINK l bookmark8 25钢的焊接性2 HYPERLINK l bookmark10 2焊接方法的选择和分析2 HYPERLINK l book