任務(wù)三管板對接焊 2

1、廣東省機(jī)械技師學(xué)院高級技工學(xué)校一體化教案首頁7.5.1-13-j-02課 程焊條電弧焊授課教師課 題管板對接焊分課題授課班級授課日期課時2節(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)專業(yè)理論知識1、 相關(guān)工藝知識2、工藝準(zhǔn)備3、操作要點(diǎn)及注意事項實際操作技能管板對接焊重 點(diǎn)1、插入式管板水平固定焊開坡口和裝配方法難 點(diǎn)1、 管板水平固定全位置焊的焊接參數(shù)調(diào)整2、管板水平固定焊打底焊教學(xué)對象分析教學(xué)場地與教具焊工車間、BX-350型交流弧焊機(jī)、 敲渣錘、 防護(hù)眼鏡等。 教學(xué)回顧安全注意事項及其它說明1、學(xué)生進(jìn)入焊工車間內(nèi)，強(qiáng)調(diào)車間內(nèi)注意的安全事項及實習(xí)課堂紀(jì)律。教 學(xué) 過 程【組織教學(xué)】1檢查學(xué)生考勤，檢查勞保用品穿戴。2強(qiáng)調(diào)實

2、習(xí)、安全紀(jì)律。3. 列隊進(jìn)入實習(xí)車間。【復(fù)習(xí)導(dǎo)入】（10分鐘）1.管板對接焊的工藝知識【講授新課】（60分鐘） 一、專業(yè)知識講解一、相關(guān)工藝知識 管板類接頭實際上是一種T形接頭的環(huán)形焊縫焊接，是鍋爐、壓力容器制造業(yè)主要的焊縫形式之一。管板固定焊接根據(jù)接頭形式不同，可分為插人式管板和騎座式管板兩類。一般要求根部焊透，保證背面成形，正面焊腳對稱。按試件空間位置不同，可分為水平轉(zhuǎn)動、垂直固定平位焊、垂直固定仰焊、水平固定全位置焊和45“固定全位置焊五種位置的焊接，如圖3-7-1所示。插人式管板水平固定焊條電弧焊是全位置焊接，要求焊件在水平固定不變的情況下完成環(huán)形焊縫的焊接，試件裝配見圖3-7-2。施

3、焊時將管板分為左右兩個半圈，采用多層多道焊。每半圈都在從試件下部開始，經(jīng)過仰焊位、立焊位到平焊位三種不同位置的焊接，要求焊縫根部必須焊透。因此，焊工必須在掌握平焊、立焊和仰焊的操作技術(shù)后才能進(jìn)行該焊件的焊接。為了達(dá)到單面焊雙面成形的質(zhì)量要求，必須在板上開出一定尺寸的坡口，使焊接電弧能夠深人到坡口的根部進(jìn)行焊接。圖3-7-1管板試件各種焊接位置a)水平轉(zhuǎn)動焊b)垂直固定平焊。c)垂直固定仰焊d)水平固定全位置焊e) 45°固定全位置焊 圖3-7-2插入式管板水平固定單面焊雙面成形試件二、插入式管板水平固定焊開坡口和裝配方法 (1)試件材料 20鋼管、Q235A低碳鋼鋼板。 (2)試件規(guī)

4、格 管材中57mm x 4mm, L =110mm;板材l00mm x l00mm x 10mm。 (3)坡口尺寸 試件板材加工中60mm通孔并開35-45°單邊V形坡口，如圖3-7-2所示。 (4)焊接材料 E4303或E5015焊條，直徑為2. 5mm或3. 2mmo (5)焊接設(shè)備 ZX5-400型或ZX7-400型弧焊整流器。 (6)試件裝配及定位焊 1)試件鈍邊 0.5-1mm，無毛刺。 2)清理孔板試件坡口正反面兩側(cè)各20mm和管子端部30mm范圍內(nèi)的油污、銹蝕、水分及其他污物，直至露出金屬光澤。 3)將管子插人孔板內(nèi)，調(diào)整孔板與管子的裝配間隙為1. 5mm，保證管子與孔

5、板的相互垂直，四周間隙均勻，背面平齊，其相差不能超過0. 4mm。 4)定位焊需采用與試件相同牌號的焊條，采取三點(diǎn)對稱定位焊，每點(diǎn)相距120°，焊縫長度不超過l0mm，焊縫厚度為2-3mm，應(yīng)焊透并無缺陷，焊縫兩端呈斜坡狀，以利于接頭。三、操作要點(diǎn)及注意事項1.確定焊接參數(shù)插人式管板水平固定焊的焊接參數(shù)見表3-7-3。 表3-7-3管板水平固定全位置焊的焊接參數(shù) 管板水平固定全位置焊時，為了便于敘述，用時鐘方式標(biāo)記焊接電弧處于焊件接頭的位置。將管板焊縫分為左、右兩個半圈，即右半圈是時鐘鐘面位置的7點(diǎn)3點(diǎn)11點(diǎn)處，左半圈是時鐘鐘面位置的5點(diǎn)9點(diǎn)1點(diǎn)處。水平固定焊管板的焊接位置及焊條角度

6、見圖3-7-4所示。 2.打底焊 圖3-7-4水平固定焊管板的焊接位置及焊條角度示意圖a1=80°一85° a2=100°一105° a3=100°一110°a4=120° a5 =30° a6=45° a7 =35°打底焊時，一般情況下先焊接右半圈，因為焊工的右手握焊鉗時，右側(cè)便于在仰焊位置的觀察與焊接。 (1)右半圈的焊接焊接時，在時鐘的7點(diǎn)處以劃擦法引燃電弧，然后將電弧移到6點(diǎn)-7 點(diǎn)進(jìn)行1-2s的預(yù)熱，再將焊條向右下方傾斜。其角度如圖3-7-5所示，當(dāng)熔滴下落1-2滴后將焊條端部輕輕頂在

7、管子與底板的夾角上，待坡口根部熔化形成熔孔后，稍拉長焊條，用直線形運(yùn)條法或挑弧法，沿逆時針方向快速施焊。此處焊層盡量薄一些，以利于與左側(cè)焊道搭接平整。 時鐘6點(diǎn)-5點(diǎn)處位置的操作，用斜鋸齒形運(yùn)條，以避免產(chǎn)生焊瘤。需不斷地調(diào)整焊條與管子切線的夾角，如圖3-7-6所示，焊條與孔板的夾角則應(yīng)保持在15°左右。運(yùn)條時向斜下方擺動要快，到底板面時要稍作停留;向斜上方擺動時相對要慢些，到管壁處再稍作停頓，使電弧在管壁一側(cè)的停留時間比在孔板一側(cè)要長一些，其目的是增加管壁一側(cè)的焊腳高度。在時鐘5點(diǎn)-2點(diǎn)位置處為控制熔池溫度和形狀，宜用間斷熄弧或挑弧法施焊。間斷熄弧焊的操作要領(lǐng)為:當(dāng)熔敷金屬將熔池填充

8、得十分飽滿，使熔池形狀欲向下變長時，握圖3-7-5右側(cè)焊焊條傾斜角度示意圖焊鉗的手腕迅速向上擺動，挑起焊條端部熄弧，待熔池中的液態(tài)金屬將凝固時，焊條部迅速靠近弧坑，引燃電弧，再將熔池填充的十分飽滿。引弧、熄弧如此不斷地進(jìn)行。每熄弧一次的前進(jìn)距離為1.5-2mm。 在時鐘2點(diǎn)-11點(diǎn)位置處是上坡焊與平焊。焊接時為防止熔池金屬因在管壁一側(cè)聚集而造成低焊角或咬邊，應(yīng)將焊條端部偏向底板一側(cè)，按圖3-7-7所示方法，作短弧斜鋸齒形運(yùn)條，并使電弧在底板側(cè)停留時間長些。當(dāng)施焊至11點(diǎn)處位置時，以間斷熄弧或挑弧法填滿弧坑后收弧。圖3-7-6時鐘6點(diǎn)-5點(diǎn)位置運(yùn)條示意圖 圖3-7-7時鐘2點(diǎn)-12點(diǎn)處運(yùn)條示意圖

9、(2)更換焊條的方法焊縫起接更換焊條時可采用熱接法，熄弧前回焊lomm左右，并拉長電弧至熄弧。迅速更換焊條，在熄弧處引燃電弧，適當(dāng)預(yù)熱后至接頭處，壓低電弧，當(dāng)根部有擊穿后形成熔孔，稍停片刻，轉(zhuǎn)人正常焊接。 (3)左半圈的焊接施焊前，將管板右側(cè)焊縫的始、末端焊渣除盡。如果時鐘6點(diǎn)-7點(diǎn)處焊道過高或有焊瘤、飛濺物時，必須進(jìn)行整修或清除。 1)焊道始端的連接:由8點(diǎn)處向右下方以劃擦法引弧，將引燃的電弧移至右側(cè)焊縫始端進(jìn)行1-2秒的預(yù)熱，然后壓低電弧，以快速小斜鋸齒形運(yùn)條，沿順時針方向焊接。焊條傾斜角度及其變化情況示意圖見圖3-7-8所示。 2)焊道末端的連接:當(dāng)左側(cè)焊道于時鐘11點(diǎn)-12點(diǎn)處與右側(cè)焊

10、道相連接時，需以挑弧焊或間斷熄弧焊施焊。當(dāng)弧坑被填滿后，方可挑起焊條熄弧。 左半圈焊其他部位的焊接操作均與右半圈焊相同。 3.填充焊管板填充層的焊接操作也分為左半圈和右半圈，一般也是先焊右半圈，后焊左半圈。焊條角度與打底層焊時相似，但是采用小月牙形或斜齒形運(yùn)條方法，焊條擺動的幅度可稍寬些，并在焊道兩側(cè)稍停頓，以保證焊道兩側(cè)熔化良好。運(yùn)條時保持熔池液面趨于水平，直至填平坡口，但還應(yīng)注意不能熔化孔板坡口邊緣，以免影響覆蓋面層的焊接。 圖3-7-8焊條傾斜角度及其變化情況示意圖由于管板焊縫兩側(cè)是不同直徑而同心的圓形焊縫?？装鍌?cè)比管子側(cè)的圓周長，所以在運(yùn)條時，在保證熔池液面趨于水平的前提下，應(yīng)加大孔板

11、側(cè)的向前移動間距，并相應(yīng)地增加焊接停留時間。最后使管子一側(cè)的焊縫超出孔板面約2-3mm，使焊縫形成一個斜面，以保證蓋面層焊縫焊腳尺寸對稱。4.蓋面焊 管板蓋面層焊接既要考慮焊腳尺寸和對稱性，又要使焊縫表面焊波均勻，無表面缺陷，焊縫兩側(cè)不產(chǎn)生咬邊。 蓋面層焊接前，應(yīng)仔細(xì)清理填充層焊道的焊渣，特別是死角。焊接時可采用連弧焊手法和斷弧焊手法施焊。也是先焊右半圈，后焊左半圈。 (1)右半圈的焊接焊接時先進(jìn)行時鐘7點(diǎn)-5點(diǎn)處仰焊和下爬坡位置的焊接。其操作方法和焊條角度與打底層焊的操作相同。運(yùn)條時在斜下方管壁側(cè)的擺動要慢，以利于焊角的增高;向斜上方移動要相對快些，以防止產(chǎn)生焊瘤。當(dāng)焊條擺動到熔池中間時應(yīng)使

12、其端部盡可能離熔池近一些，以利于短弧吹力拖住因重力作用而下墜的液體金屬，防止焊瘤的產(chǎn)生。在施焊過程中，如出現(xiàn)熔池金屬下墜或管子邊緣不熔合等現(xiàn)象時，可增加電弧在焊道邊緣停留時間和增加焊條擺動速度。當(dāng)采取上述措施仍不能控制熔池的溫度和形狀時，須采用間斷熄弧法。 1)時鐘5點(diǎn)-2點(diǎn)處位置的焊接:由于此處溫度局部增高，在施焊過程中電弧吹力不但起不到上托熔敷金屬的作用，而且還容易促進(jìn)熔敷金屬的下墜。因此只能采用間斷熄弧法。其操作要領(lǐng)為:當(dāng)熔敷金屬將熔池填充得十分飽滿，并欲下墜時，挑起焊條熄弧;待熔池中的液態(tài)金屬將凝固時，迅速在其前方15 mm處的焊道邊緣引弧(切不可直接在弧坑上引弧，以免因電弧的不穩(wěn)定而

13、使該處產(chǎn)生密集氣孔)，再將引燃的電弧移到底板側(cè)的焊道邊緣上停留片刻;當(dāng)熔池金屬覆蓋在凹坑上時，將電弧向下偏5“的傾角并通過熔池向管壁側(cè)移動，使其在管壁側(cè)再停留片刻。當(dāng)熔池金屬將前弧坑覆蓋2/3以上時，迅速將電弧移到熔池中間熄弧。間斷熄弧法如圖3-7-9所示。在一般情況下，熄弧時間為1 -2s,燃弧時間為3-4s，相鄰熔池重疊間距為1-1. 5mm。 2)時鐘2點(diǎn)一11點(diǎn)位置處的焊接:該處逐漸成為類似平角焊接的位置。由于熔敷金屬在重力作用下，易向熔池低處(即管壁側(cè))聚集，而處于焊道上方的底板側(cè)又易被電弧吹成凹坑(即咬邊)，難以達(dá)到所要求的焊腳高度。為此宜采用由左(管壁側(cè))向右(底板)運(yùn)條的間斷熄

14、弧法，即焊條端部在距原熔池10mm處的管壁側(cè)引弧，然后將其緩慢移至熔池下側(cè)停留片刻，待形成新熔池后再通過熔池將電弧移到熔池斜上方，以短弧填滿熔池，再將焊條端部迅速向左挑起熄弧。 焊至12點(diǎn)處時，將焊條端部迅速靠在管電弧停留壁處，當(dāng)焊至?xí)r鐘12點(diǎn)-11點(diǎn)處收弧，為左半圈焊道的末端接頭打好基礎(chǔ)。 圖3-7-9右半圈焊蓋面層間斷熄弧法示圖(2)左半圈的焊接施焊前，將右半圈焊縫的始、末端焊渣除盡。如果6點(diǎn)-7點(diǎn)處焊道過高或有焊瘤、飛濺物時，必須進(jìn)行整修或清除。 1)焊道始端的連接:在仰焊部位6點(diǎn)鐘前l(fā)0mm左右的前一道焊縫上引弧，將引燃的電弧拉到右半圈焊縫始端(6點(diǎn))進(jìn)行1 -2s的預(yù)熱，然后壓低電弧

15、。焊條傾角與焊接方向相反，如圖3-7-10a所示。6點(diǎn)-7點(diǎn)處以直線形運(yùn)條，逐漸加大焊條的擺動幅度，擺動時焊條角度變化如圖3-7-10b所示。焊條擺動的速度和幅度由右半圈焊道搭接處(6點(diǎn)-7點(diǎn)的一小段焊道)所要求的焊接速度、焊道厚度來確定，以獲得平整的搭接接頭為目的。圖3-7-10焊縫連接時的焊條擺動角度和運(yùn)條示意圖 a)焊條擺動角度 b)運(yùn)條法 2)焊道末端的連接:當(dāng)施焊于12點(diǎn)處時，做幾次挑弧動作將熔池填滿、與右半圈收尾焊道吻合好，即可收弧。四、操作步驟 1)熟悉圖樣，清理試件表面，修磨孔板鈍邊，將管子插人孔板，背面平齊。 2)采取三點(diǎn)對稱定位焊，然后將試件水平固定在距地面800-900m

16、m的高度處待焊。 3)將管板試件分為左右兩半圈打底層，先焊右半圈，焊后清渣、修整接頭處。用與右半圈相同焊接方法焊左半圈至12點(diǎn)鐘前半圈收弧處，注意接頭處熔合良好、保證焊透和避免背面產(chǎn)生焊瘤。 4)清除焊渣及飛濺物后，按操作要點(diǎn)焊接填充層和蓋面層。要保證層間及焊道兩側(cè)的充分熔合，焊腳尺寸對稱，防止焊縫兩側(cè)產(chǎn)生咬邊。 5)清除焊渣及飛濺物，檢查焊接質(zhì)量、焊腳尺寸、分析問題，總結(jié)經(jīng)驗。三、學(xué)生實習(xí)1、教師下發(fā)實習(xí)任務(wù)：2.實習(xí)安全注意事項：手弧中最容易引起的事故有觸電，眼被弧光傷害，燙傷，有害氣體中毒以及爆炸火災(zāi)等。因此安全防護(hù)在焊接工作中非常重要。所以，操作人員必須加強(qiáng)防護(hù)，嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)安全制度和

17、規(guī)定，主要預(yù)防以下幾方面：（1）預(yù)防觸電。（2）預(yù)防金屬飛濺物和電弧光燒傷。（3）預(yù)防爆炸和火災(zāi)（4）預(yù)防中毒事件。3、分組實習(xí)及討論：4、教師巡回指導(dǎo)：1.嚴(yán)格要修在休息區(qū)同學(xué)遵守課堂紀(jì)律。 2對操作崗位上的同學(xué)進(jìn)行操作動作及安全防護(hù)指導(dǎo)。5、 課題考核：質(zhì)量要求 （附表7-2） 1.外觀檢查質(zhì)量要求 1)焊縫表面不得有裂紋、未熔合、夾渣、氣孔、焊瘤和未焊透。 2)焊縫的凹度或凸度應(yīng)感1. 5mm。管側(cè)焊腳尺寸為壁厚+(0-3)mm。 3)焊縫表面咬邊深度,0. 5mm，兩側(cè)的咬邊總長不得超過焊縫長度的10%;背面凹坑深度<, 25%的壁厚，且<1mm。 2.金相檢驗 金相檢驗1

18、件，取3個檢查面。每個金相檢查面經(jīng)宏觀檢驗應(yīng)符合下列要求: 1)沒有裂紋和未熔合。 2)焊縫根部應(yīng)焊透。 3)氣孔和夾渣的最大尺寸不得超過1. 5mm;當(dāng)氣孔和夾渣尺寸為0.5-1. 5mm時，數(shù)量不得多于1個;當(dāng)氣孔和夾渣尺寸0. 5mm時，數(shù)量不得多于3個。【鞏固小結(jié)】（5分鐘） 插入式管板焊接與T形接頭的角接焊基本相同，但是由于一般情況下鋼管管壁較薄，孔板板壁較厚，在焊接過程中，焊接電弧與鋼管的角度要小一些，注意電弧熱量要均勻分配在管壁和孔板上。如果操作不當(dāng)，焊件受熱不均衡，則在管側(cè)容易產(chǎn)生咬邊或在板側(cè)產(chǎn)生夾渣、未焊透和未熔合等缺陷。因此應(yīng)采用較大的焊接參數(shù)、直徑較細(xì)的焊條、合適的焊條角

19、度及有節(jié)奏的斷弧焊法進(jìn)行焊接【布置作業(yè)】（5分鐘）1、 選擇題1.E4316、E5016焊條焊接時焊接電流為 。 （ ） A.交流或直流正接、反接 B.直流正接 C.交流或直流反接 D.交流或直流正接2.硫會使焊縫形成 ，所以必須脫硫。 （ ） A.冷裂紋 B.熱裂紋 C.氣孔 D.夾渣3.低合金鋼焊條型號E5515G中“G”表示 。 （ ） A.熔敷金屬抗拉強(qiáng)度最小值 B.熔敷金屬化學(xué)成分分類 C.焊接位置 D.藥皮類型及電流種類4.為了保證低合金鋼焊縫與母材有相同的耐熱、腐蝕等性能，應(yīng)選用 相同的焊條。 （ ） A.抗拉強(qiáng)度 B.屈服點(diǎn) C.成分 D.塑性5.選用不銹鋼焊條時，主要應(yīng)遵守與

20、母材 的原則。 （ ） A.等強(qiáng)度 B.等沖擊韌度 C.等成分 D.等塑性6.常用來焊接1Cr18Ni9Ti不銹鋼的A137不銹鋼焊條，根據(jù)GB/T983-1995的規(guī)定，新型號為 。 （ ） A.E308-15 B.E309-15 C.E347-15 D.E410-157.不銹鋼焊條型號中數(shù)字后的字母“L”表示 。 （ ） A.碳含量較低 B.碳含量較高 C.硅含量較高 D.硫、磷含量較低8. 種焊劑是目前國內(nèi)生產(chǎn)中應(yīng)用最多的一種焊劑。 （ ） A.粘接焊劑 B.燒結(jié)焊劑 C.熔煉焊劑 9.常用的牌號為HJ431埋弧焊焊劑是 型的焊劑。 （ ） A.低錳低硅低氟 B.中錳低硅低氟 C.中錳中硅中氟 D.高錳高硅低氟10.在焊劑的型號中第一個字母為 表示焊劑。 （ ） A.“E” B.“F” C.“SJ” D.“HJ”【整理清潔】（10分鐘）衛(wèi)生清潔要求：1.各個小組負(fù)責(zé)清理本組工位衛(wèi)生，值日生負(fù)責(zé)上課區(qū)域和車間過道2.使用過的設(shè)備和工量具復(fù)位。3.工位內(nèi)清掃干凈，設(shè)備上的粉塵用干布條擦拭。4.中間值日生清潔區(qū)域灑水清掃；座椅擺放整齊。5.值