焊工实训（中级模块）课件：V形坡口管垂直固定俯位平焊1

一、焊接残余应力的分类

1．按照焊接残留应力产生的原因分类

V坡口垂直固定俯位管板平焊

(1)温度应力(2)组织应力(3)拘束应力(4)氢致应力

2．按照焊接残留应力在结构中的作用方向分类

1焊接线应力a)薄板对接b）圆棒对接

焊接平面应力

焊接体积应力

二、控制焊接残余应力的措施1.选择合理的焊接顺序（1）尽可能考虑焊缝能自由收缩大型容器底部拼接的焊接顺序（2）先焊收缩量最大的焊缝带盖板的双工字梁结构焊接顺序１—对接焊缝２—角焊缝（3）平面交叉焊缝的焊接顺序a）b）c）2．选择合理的焊接工艺参数焊接时应尽量采用小的焊接热输入，选用小直径焊条、较小的焊接电流和快的焊接速度等，以减小焊件受热范围，从而减小焊接残余应力。3．采用预热的方法预热法是指在焊前对焊件的全部（或局部）进行加热的工艺措施，一般预热的温度在150～350℃之间。其目的是减小焊接区和结构整体的温差，使焊缝区与结构整体尽可能地均匀冷却，从而减小应力。

4．加热减应区法

a)

b）加热减应区法应用示意图ａ)框架断口焊接ｂ)轮辐断口焊接ｃ)轮缘断口焊接C）

5.锤击法焊缝区金属由于在冷却收缩时受阻而产生拉伸应力，如在焊接每条焊道之后，用锤子捶击焊缝金属，促使它产生延伸塑性变形，以抵消焊接时产生的压缩塑性变形，这样便能起到减小焊接残余应力的作用。实验证明，捶击多层焊第一层焊缝金属，几乎能使内应力完全消失。捶击必须在焊缝塑性较好的热态时进行，以防止因捶击而产生裂纹。

1．消除应力退火焊后把焊件总体或局部均匀加热至相变点以下某一温度一般为（600～650℃），保温一定时间，然后均匀缓慢冷却，从而消除焊接残余应力的方法叫消除应力退火。2．振动时效振动时效又称为振动消除应力法，简称VSR，是将焊接结构在其固有频率下进行数分钟至数十分钟的振动处理，以消除其残余应力，获得稳定的尺寸精度的一种方法。三、消除残余应力的方法四、垂直固定俯位管板焊的特点1．固定管板焊的管子与孔板的厚度的差异较大，管壁较薄，孔板较厚。如果操作不当，管与孔板受热不均，在管子的一侧很容易产生咬边或焊缝偏下的缺陷，在孔板一侧产生夹渣、未焊透和未熔合等缺陷。因此在焊接操作中应采用较大的焊接参数、直径较细的焊条、合适的焊条角度同时焊接有节奏连弧法或灭弧法焊接。2．当垂直固定俯位管板焊接时，应根据管子的圆弧变化，焊工的手腕要不断转动来保证所要求的焊条角度。并通过控制焊接速度和焊条摆动幅度，来达到焊缝要求的焊脚尺寸。3．对于初学者，建议先焊T形接头，待基本上掌握了焊条角度，能够防止立板咬边和保证焊脚对称后，再开始焊接管板，这样可降低成本。五、垂直固定俯位管板平焊操作要点1．选用小直径焊条、较大焊接参数、焊接时应根据管子的圆弧变化，焊工的手腕要不断转动来保证所要求的焊条角度，并控制好熔池的熔化状况。2．时刻注意熔渣不要超前，以免产生夹渣和未焊透等缺陷。3．盖面时，要特别注意控制焊道间的重叠距离。每道叠焊，应在前一道焊缝的1/2-1/3处开始焊接，以防止焊缝产生凹凸不平。

六、垂直固定俯位管板平焊焊接操作1．焊前准备（1）试件材料与尺寸：管材20号钢管φ57×4mm、长度（L）=90mm、板材20号钢板；100×100×10（mm），加工φ62mm通孔并开500单边坡（2）焊接材料：E4303，直径为3.2mm。（3）焊接要求：单面焊双面成形，焊脚K≥6+２。（4）电焊设备：BX1－250型或ZX7-400ST。（5）焊前清理：钢丝刷等工具将试件板材坡口正、反两面侧20mm和管子端部20mm范围内的油汅、铁锈、鳞皮和脏物等仔细清理干净，打磨至金属光泽。

插入式管板垂直固定平焊试件图

2．焊接工艺参数焊接层次焊条直径mm焊接电流（A）打底层（1）2.575～80填充层（2）3.2120～130盖面焊（3、4）3.2110～1203．试件装配（1）修磨钝边1mm，无毛刺。（2）装配间隙：装配间隙为2.5mm，管子插入孔板应垂直，四周间隙均匀。（3）定位焊：在任意方位定位焊，焊缝长度约为10～15mm，厚度为2～3mm应焊透且无缺陷，焊缝两端打磨呈斜坡。并将焊件固定焊架上。

定位焊部位及焊接方向（俯视图）

4．垂直固定俯位管板平焊操作要点（1）打底层焊接

1)引弧与运条。

打底焊运条角度（主视和俯视图）

2)收弧焊接收弧时将焊条下压，待熔孔稍增大后，向后上方带弧10mm再熄弧，动作稍缓慢，使熔池缓慢冷却，以防止背面冷缩孔产生，并形成一个斜坡，以利于重新熔化接头。收弧过快或操作不当时，会看到熔池有气泡产生，则易产生气孔。使用E5015、E4315等碱性焊条焊接时，若产生气孔，一般收弧处外表不很明显，大多在收弧斜坡前部中心处，其中心部有像花样的暗纹，气孔则在结晶后的焊缝内部；若用E4303等酸性焊条，若产生气孔，一般会在其产生处裂开。因此对收弧点尤其是定位焊的收弧处应注意，发现有花样暗纹则应打磨，让气孔露出来，以便在接头时，能将气孔重新熔掉。3)焊缝接头封闭接头焊法l，2，3，4-熔化坡两边点5-下压击穿点（2）填充层焊接焊接时，要保证底板与管的坡口处熔合良好。填充层的焊缝不能太宽、太高，焊缝表面要保持平整。

填充焊的焊条角度（主视和俯视图）

（3）盖面层焊接。盖面焊采用两道焊缝，焊接前同样要将填充层焊道的熔渣清理干净，处理好局部缺陷。焊接时，必须保证管不咬边及焊脚对称。焊条与底板间的角度和焊条与管切线的夹角如图图1-3-14所示。焊接方向从左至右，用斜椭圆形运条。

盖面焊时焊条角度（主视和俯视图）

5．评分标准序号项目与技术要求配分检测标准实测记录得分1咬边10深＜0.5mm，每长10mm扣2分深＞0.5mm，每长＜15mm2劳保用品10穿戴好劳保用品否则扣5分3焊脚尺寸10允许K=8～10mm,每超差1mm扣3分4焊缝凸度8允许余高0～3mm,每超差1mm扣3分5焊缝高低差8允许1mm,每超差1mm扣2分6焊缝成形6焊瘤，焊缝