100立方儲(chǔ)氣罐的焊接工藝制定

1、安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 金屬材料焊接工藝制定與評(píng)定 課程設(shè)計(jì) 說明書 系 （部）： 機(jī)械工程系 班 級(jí)： 姓 名： 指導(dǎo)教師： 201 1 201 2 學(xué)年第 一 學(xué)期 焊接工藝課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 題目： 100 立方儲(chǔ)氣罐的焊接工藝制定 材料： Q345R 板厚 16mm 焊接方法： CO2氣體保護(hù)焊 要求： 1、選擇焊接材料 2、按設(shè)計(jì)格式編寫 Q345 板對(duì)焊接頭的焊接接工藝指導(dǎo)書 3、編制焊接工藝評(píng)定的檢驗(yàn)要求，包括表面檢查、無損探傷、試驗(yàn)結(jié)果等及要求 4、編寫焊接工藝評(píng)定報(bào)告 5、制定焊接工藝規(guī)程 6、一周完成 指導(dǎo)教師： 學(xué)生： 班級(jí)： 2011.11.3 100 立方儲(chǔ)氣罐的焊接工藝制

2、定 材料選擇 焊接材料的選擇應(yīng)根據(jù)母材的成分及力學(xué)性能來確定，通常采用“高組配”或“等 強(qiáng)度”原則，壓力容器應(yīng)用廣泛，服役條件復(fù)雜，對(duì)焊接接頭質(zhì)量要求較高，因此，應(yīng)合理 的選擇焊材，確保焊接接頭的質(zhì)量。查表得，母材的化學(xué)成份及力學(xué)性能如下表1、 2。 表1 Q345R 化學(xué)成分 牌號(hào) 化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)） （ %） Q345R Mn Si Ca C S P O2 CE 1.2 1.35 0.2 0.6 0.0015 0.003 0.2 0.004 0.0015 0.0025 0.043 表2 Q345R 的力學(xué)性能 鋼板公稱厚 度/mm 抗拉強(qiáng)度 R/ (N/ ) 屈服強(qiáng)度 R/ (N/ )

3、伸長率 A/% 溫度/ 沖擊吸收能 量 KV2/J 180彎曲試 驗(yàn) 彎曲直徑 （b35mm） 3-16 510-640 345 21 0 34 d=2a 16-36 500-630 325 21 0 34 d=3a 36-60 490-620 315 21 0 34 d=3a 60-100 490-620 305 20 0 34 d=3a 100-150 480-610 285 20 0 34 d=3a 150-200 470-600 265 20 0 34 d=3a 由上表可以確定 CO2焊絲型號(hào)為： ER50-6（ H08Mn2SiA ），焊條型號(hào)為： E5015（ J507） 二氧化碳

4、氣體純度大于 99.8% ，含水量小于 0.005% 。 焊接工藝指導(dǎo)書 表（一） 單位名稱 安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 焊接工藝指導(dǎo)書編號(hào) WPS-1 日期 2011/11/9 焊接工藝評(píng)定報(bào)告編號(hào) PQR-01 焊接方法 二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊 機(jī)械換程度 （手工、 半自動(dòng)、自動(dòng)） 半 自動(dòng) 焊接接頭： 對(duì)接接頭 （長度 =200mm無 鈍邊 坡口間隙 36） 簡圖：（接頭形式、坡口形 式與尺寸、焊層、焊道布置及順尋） 破口形式： V 型 （單邊 30o ） 襯墊（材料及規(guī)格） ： 無 其他： 反變形量 3o4o 母材： Q345R 類別號(hào) I 組別號(hào) I-1 與類別號(hào) I 組別號(hào) I-1 相焊及標(biāo)

5、準(zhǔn)號(hào) JB 4708 鋼號(hào) Q345R 與標(biāo)準(zhǔn)號(hào) JB 4708 鋼號(hào) Q345R 相焊 厚度范圍： 母材：對(duì)接焊縫 筒體縱焊縫、環(huán)焊縫 角焊縫 / 管子直徑、壁厚范圍：對(duì)接焊縫3200mm角焊縫 / 焊縫金屬厚度范圍：對(duì)接焊縫 1718mm 角焊縫 / 其他 JB4708 焊接材料： ER50-6 H08Mn2SiA 材料類別 I 材料標(biāo)準(zhǔn) 材料型號(hào) ER50-6 焊材牌號(hào)（鋼號(hào)） H08Mn2SiA 其他 填充金屬尺寸 1718mm 耐蝕堆焊金屬化學(xué)成分（ %） C Si P Cr S Ni Mo V Ti Mn Nb 0.060 0.801. 0.05 1.401. .15 15 0.0

6、25 0.025 0.10 0.12 85 其他： 表（一） （完） 續(xù) 焊接位置： 對(duì)接焊縫的位置 平焊 焊后熱處理： 溫度范圍（ oC）600635 o C 焊接方向： （ 向上、向下 ）向下 角焊縫位置 / 保溫時(shí)間（ h）4-10 焊接方向：（向上、向下） / 預(yù)熱： 預(yù)熱溫度（ oC）（允許最低值 ） 120-260 氣體： 氣體混合種類 混合比 流量（ L/min ） 層間溫度（ oC）（允許最高值） 300 加熱方式 氧乙炔 保 護(hù) 氣 CO 2 / 1020 尾部保護(hù)氣 / 背面保護(hù)氣 / 電特性： 電流種類： 直流 極性： 直流反接 焊接電流范圍（ A）： 210260 電弧

7、電壓（ V）： 2026 按所焊位置和厚度，分別列出電流和電壓范圍，記入表格） 焊道/焊 層 焊接方法 填充材料 焊接電流 電弧電壓 （V） 焊接速度 （ cm/min ） 線能量 （ Kj/cm ） 牌號(hào) 直徑 極 性 電流 打底焊 二氧化碳 保護(hù)焊 H08Mn2SiA 1.2 反 接 210230 2023 16-18 300-340 填充焊 二氧化碳 保護(hù)焊 H08Mn2SiA 1.2 反 接 230260 2426 14-16 390-440 蓋面焊 二氧化碳 保護(hù)焊 H08Mn2SiA 1.2 反 接 230260 2426 14-16 390-440 鎢及類型及直徑 / 噴嘴及直徑

8、（ mm）：/ 熔滴過渡形式 短路過渡 焊絲送進(jìn)速度（ m/min） : 0.15 技術(shù)措施： 擺動(dòng)焊或不擺動(dòng)焊： 擺動(dòng) 焊前清理和層間溫度： 150300 o C 單道焊或多單焊（每面） ： 單道焊 導(dǎo)電嘴至工件距離： 1020mm 擺動(dòng)參數(shù)： 2 o 3o 背面清根方法：碳弧氣刨 單絲焊或多絲焊： 單絲焊 錘擊：敲擊 編日 制期 審核 批 批準(zhǔn)日期 其他： 工藝評(píng)定報(bào)告 表（二） 單位名稱： 安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 半自 焊接工藝評(píng)定報(bào)告編號(hào)： PQR-01 焊接方法： 二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊 動(dòng) 焊接工藝指導(dǎo)書編號(hào) WPS-1 機(jī)械化程度：（手工、半自動(dòng)、自動(dòng)） 接頭簡圖：（破口形式、尺寸、襯

9、墊、每種焊接方法或焊接工藝、焊縫金屬厚度） 焊接接頭： 對(duì)接接頭 （長度 =200mm有 或無鈍邊 寸、焊層、焊道布置及順尋） 坡口間隙 12） 簡圖：（接頭形式、坡口形式與尺 破口形式： 襯墊（材料及規(guī)格） ： V 型 （單邊 30o ） 其他： 反變形量 3o4o 母材： Q345R 焊后熱處理： 熱處理溫度（ oC）： 610635 oC 材料標(biāo)準(zhǔn)： JB4708 保溫時(shí)間（ h）： 410 鋼號(hào)： Q345R 氣體： 類、組別號(hào)： I 與類、組別號(hào)： I 氣體混合種類 混合比 流量 相焊厚度： 16mm （ L/min ） 直徑： 3200mm 保 護(hù) 氣 CO 2 / 其他： 101

10、5 尾部保護(hù)氣 / / / 背面保護(hù)氣 / / / 填充金屬： 焊材標(biāo)準(zhǔn)： JB4709 電特性： 電流種類： 直流 焊材牌號(hào)： H08Mn2SiA 極性： 反接 焊材規(guī)格： 1.2 鎢極尺寸： / 焊縫金屬厚度： 1718mm 焊接電流（ A）：/ 其他： 電弧電壓（ V）： / 其他： 焊接位置： 對(duì)接焊縫位置： 向下 方向：（向上、向 技術(shù)錯(cuò)數(shù)： 焊接速度（ cm/min ）： 612 下） 擺動(dòng)焊或不擺動(dòng)焊： 擺動(dòng)焊 角焊縫位置： 向下 方向：（向上、向 擺動(dòng)參數(shù)： 2 o 3o 下） 單道焊或多單焊（每面） ： 單道焊 預(yù)熱： 單絲焊或多絲焊： 單絲焊 預(yù)熱溫度（ oC）： 1503

11、00 o C 其他： 層間溫度（ o C）： 450 oC 續(xù)） 拉伸試驗(yàn)編號(hào)： 2011B-D0022 實(shí)驗(yàn)報(bào)告編號(hào)： 2011B-D0022 試樣編號(hào) 試樣寬度（ mm） 試樣厚度 （mm） 橫斷面積 （cm2） 斷裂載荷 （kN） 抗拉強(qiáng)度 （MPa） 斷裂部 位和特 征 -10 25 16 25X16 510-640 -11 24 16 24X16 510-640 -12 26 16 26X16 510-640 彎曲試驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)報(bào)告編號(hào)： 試驗(yàn)編號(hào) 試樣類型 試樣厚度 （mm） 彎心直徑 （mm） 彎曲角度（ o） 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 -20 面彎 16 40 180 合格 -21 背彎 16 4

12、0 180 合格 -22 側(cè)彎 16 40 180 合格 沖擊試驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)報(bào)告編號(hào)： 試樣編號(hào) 試樣尺寸 缺口位置 試驗(yàn)溫度（oC） 沖擊吸收功 （J） 缺口類型 備注 -40 10 x10 x25 焊縫區(qū) 25 34 V -41 10 x10 x25 焊縫區(qū) 25 34 V -42 10 x10 x25 焊縫區(qū) 25 34 V -43 10 x10 x25 熱影響區(qū) 25 34 V -44 10 x10 x25 熱影響區(qū) 25 34 V -45 10 x10 x25 熱影響區(qū) 25 34 V -46 10 x10 x25 熔合區(qū) 25 34 V -47 10 x10 x25 熔合區(qū) 25 34

13、 V -48 10 x10 x25 熔合區(qū) 25 34 V 檢驗(yàn)要求 根據(jù)鋼制壓力容器焊接焊接規(guī)程要求： 1、低碳鋼板對(duì)接平焊 CO2焊焊縫的外觀要成形良好，無尺寸不符合要求的缺陷， 無咬邊、未融合、未焊透等缺陷。 2、無損探傷試驗(yàn)的方法及合格標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)按照國標(biāo)要求進(jìn)行，法蘭與筒體的焊接做滲 透探傷，筒體的縱橫焊縫做射線探傷，焊縫級(jí)別應(yīng)達(dá)到一級(jí)。 3、探傷后須做力學(xué)性能試驗(yàn)， 焊縫抗拉強(qiáng)度值為 720Mpa,沖擊吸收功為 45J，常溫 下， 180 度彎曲實(shí)驗(yàn)結(jié)果合格，最后并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行記錄。 焊接工藝 一、焊接參數(shù)的選擇 查資料選出焊接的參數(shù)，見下表 3。 表 3 Q345R CO2 焊對(duì)接焊

14、縫焊接參數(shù) 焊接層次 CO2氣流量 (L/min) 焊絲直徑 （mm） 焊接電流 （A） 電弧電壓 （V） 極性 1 1015 1.2 210 230 2023 直流反接 2 1015 1.2 230 260 2426 直流反接 3 1015 1.2 230 260 2426 直流反接 二、焊前準(zhǔn)備 1、坡口的選擇與制備 根據(jù)母材的材質(zhì)與厚度確定， 應(yīng)開 Y形坡口，鈍邊高度 0.5 1mm，坡口的角度為 60 2如下圖 1。 圖 1 坡口形式及鈍邊 2、焊件的清理將坡口正反兩面 20mm范圍內(nèi)的鐵銹和油污清理干凈，并且打磨， 使之露出金屬光澤。 3、裝配尺寸應(yīng)符合圖樣及工藝文件要求，避免強(qiáng)行裝

15、配，裝配后應(yīng)經(jīng)檢驗(yàn)合格后 方可施焊。 4、焊接操作人員應(yīng)嚴(yán)格按照工藝文件規(guī)定的工藝參數(shù)進(jìn)行焊接。 5、定位焊、焊接應(yīng)由持有相應(yīng)相位的持證焊工焊接。 、焊接 1、筒殼及底板、蓋板、法蘭使用手工電弧焊焊接, 焊接參數(shù)如下表 4。 表 4 部分零件手工電弧焊焊接規(guī)范 焊條牌號(hào) E5015（J507） 焊條規(guī)格（ mm） 2.5 3.2 4.0 電源極性 直流反接 電流（ A） 5080 90120 140170 2、多層多道焊接時(shí)，層間焊渣要清理干凈，清渣后檢驗(yàn)焊縫，如有缺陷必須清除 后才能進(jìn)行下一層焊接。 3 、要求全焊透的對(duì)接焊縫，一側(cè)焊完后，另一側(cè)清根后焊接，14mm 厚板應(yīng)采用碳 弧氣刨清根

16、，薄板使用砂輪機(jī)即可。 4 、盡量采用交錯(cuò)焊接，以減小焊接變形。 四、注意事項(xiàng) 1、清理填充焊焊道及坡口上的飛濺、焊渣、打磨掉焊道上局部凸出的焊瘤。 2、蓋面焊時(shí)擺動(dòng)幅度較填充焊時(shí)稍大， 不能使焊縫余高過大， 一般不超過 3mm 為 宜。 3、一定要防止氣孔、燒穿、未熔合、飛濺大、焊縫形狀不規(guī)則、電弧不穩(wěn)等現(xiàn)象。 4、使用手工電弧焊時(shí)必須對(duì)焊條進(jìn)行烘干處理，烘干溫度為300 400。 五、焊后檢驗(yàn) 1、低碳鋼板對(duì)接平焊 CO2焊焊縫的外觀要成形良好，無尺寸不符合要求的缺陷， 無咬邊、未融合、未焊透等缺陷。 2、無損探傷試驗(yàn)的方法及合格標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)按照國標(biāo)要求進(jìn)行，法蘭與筒體的焊接做滲 透探傷，筒體的

17、縱橫焊縫做射線探傷，焊縫級(jí)別應(yīng)達(dá)到一級(jí)。 3、探傷后須做力學(xué)性能試驗(yàn)及致密性實(shí)驗(yàn)，最后并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行記錄。 100 立方儲(chǔ)氣罐焊接工藝 序號(hào) 焊縫編號(hào) 焊縫名稱 焊接方法 工藝卡編號(hào) 母材 1 牌號(hào) 及規(guī)格 母材 2 牌號(hào) 及規(guī)格 1 A1、A2 、 A6 法蘭與筒體 對(duì)接環(huán)焊縫 手工電弧焊 01-2 Q345R 16 Q345R 20 2 A4、A5 封頭與筒體、 筒體與筒體 對(duì)接環(huán)焊縫 二氧化碳?xì)?體保護(hù)焊 01-1 Q345R 16 Q345R 16 3 A3 筒體拼接縱 二氧化碳?xì)?01-1 Q345R Q345R 焊縫 體保護(hù)焊 16 16 工藝卡片 1 100 立方儲(chǔ)氣罐 產(chǎn)品編

18、號(hào) A2、 A4 、A5 零部件名稱 筒體對(duì)接與拼接 Q345R 規(guī)格 筒壁 16mm 筒壁 16mm 焊縫位置 筒體的縱縫和對(duì)接 環(huán)焊縫 氣體流量 焊接方法 GMAW GMAW GMAW 牌號(hào) H08Mn2Si H08Mn2Si H08Mn2Si 規(guī)格 1.2 1.2 1.2 電源及極性 直流反接 直流反接 直流反接 電流 /A 210230 230260 230260 電壓 /V 2023 2426 2426 -1 /(L min -1 1015 1015 1015 焊接材料 技術(shù)要求及說明： 1. 清除坡口兩側(cè)內(nèi)外表面 20mm范圍 的油污、銹蝕、塵土且應(yīng)露出金屬光澤； 2. 采用平面對(duì)接式裝配； 3. 直接采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊焊 接。 4. 注意控制層間溫度。 焊接層次：三層均用二保焊焊接 坡口角度： 60 工藝卡片 2 產(chǎn) 品 名 稱 100 立方儲(chǔ)氣罐 產(chǎn)品編號(hào) 號(hào) A1、 A2 、A6 零部件名稱 法蘭與筒體 母 材 Q345R 規(guī)格 筒壁 16mm 焊縫位置 法蘭與筒體對(duì)接環(huán) 焊縫 法蘭 20mm 層 次 焊接方法 焊接材料 電源及極性 電流 /A 電壓 /V 氣體流量 -1 /(L min -1) 牌號(hào) 規(guī)格 1SMAW 2SMAW J507 J507 3.2 4 直流反接 直流反接 901