工程焊接工藝

1、目 錄1概述12編制依據(jù)13焊接方法及設(shè)備14焊接材料及烘干規(guī)范15焊接坡口形式及焊接電流參數(shù)26焊接工藝評(píng)定37 焊工資格38焊接工藝39中幅板的焊接310弓形邊緣板的焊接511罐頂?shù)暮附?12罐壁板立縫、環(huán)縫的焊接613底層壁板與弓形邊緣板環(huán)角縫的焊接614中幅板與弓形邊緣板的焊接715 盤管焊接716其它的焊接工藝措施717焊接要求818焊接檢驗(yàn)919焊縫返修1020焊接管理資料1021焊接變形的矯正1022安全措施11鋼儲(chǔ)罐焊接施工工藝1概述 本工程為吐魯番市恒澤煤化有限公司新建煤焦油加工項(xiàng)目一期工程，設(shè)計(jì)單位為上海寶鋼工程技術(shù)集團(tuán)有限公司，施工單位為九冶建設(shè)有限公司。吐魯番市恒澤煤化

2、有限公司原料油區(qū)設(shè)計(jì)為4臺(tái)VN5000m（T-6701ABCD）、2臺(tái)VN2000 m（T-6702AB）、2臺(tái)VN2000 m（T-6703AB），所用鋼板材質(zhì)Q235- B，罐壁厚度為614mm。鋼儲(chǔ)罐頂板及底板（除邊緣板）均為搭接，罐底邊緣板、罐壁立縫、環(huán)縫為對(duì)接。其主體結(jié)構(gòu)形式是錐底錐頂立式鋼儲(chǔ)罐，該結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是，焊接量大、焊接質(zhì)量要求高、焊接變形控制要求嚴(yán)，因此要求施工人員嚴(yán)格按照施工方案、施工技術(shù)交底卡進(jìn)行施工。確保鋼儲(chǔ)罐優(yōu)質(zhì)、高效、按期完成。 2編制依據(jù) 1）JB/T4735-1997鋼制焊接常壓容器2）立式圓筒形鋼制焊接鋼儲(chǔ)罐施工及驗(yàn)收規(guī)范GBJ128903）壓力容器無損檢

3、測(cè)JB4730944）石油化工鋼儲(chǔ)罐地基與基礎(chǔ)施工及驗(yàn)收規(guī)范SH3528-935)壓力容器無損檢測(cè)JB4730-946)有關(guān)施工圖、招標(biāo)文件及補(bǔ)充文件3焊接方法及設(shè)備焊接方法采用手工電弧焊、二氧化碳保護(hù)焊(環(huán)境允許的情況下可以使用)。焊接設(shè)備采用交流和直流400A和500A直流焊機(jī) (500A主要用于碳弧氣刨清根)。 焊條烘干設(shè)備ZYH-60型。4焊接材料及烘干規(guī)范焊條選用：E4303（J422）焊條烘干規(guī)范：3504002h ，隨爐冷卻至150恒溫備用；5焊接坡口形式及焊接電流參數(shù) 焊接層次： 1)橫焊：板厚10mm以下焊三層， 12mm以上焊五層，見下圖 橫焊焊接電流參數(shù)表 板厚 10 焊

4、接層次焊條規(guī)格焊接電流（A）焊接電壓（v）焊接速(mm/min)1-3J4223.2100180242680150板厚12 焊接層次焊條規(guī)格焊接電流（A）焊接電壓（v）焊接速(mm/min)1-3J4224.01202402426801502)縱向焊縫：板厚12mm以下焊三層，12mm 以上焊四層，見下圖縱焊（立焊）焊接電流參數(shù)表 板厚10 焊接層次焊條規(guī)格焊接電流（A）焊接電壓（v）焊接速(mm/min)1-3J4223.29016020245090板厚 12 焊接層次焊條規(guī)格焊接電流（A）焊接電壓（v）焊接速(mm/min)1-4J4223.21001802024501006焊接工藝評(píng)定

5、按照J(rèn)B4708-92鋼制壓力容器焊接工藝評(píng)定要求進(jìn)行鋼儲(chǔ)罐的焊接工藝評(píng)定，鋼儲(chǔ)罐的焊接施工工藝按照合格的焊接工藝評(píng)定進(jìn)行制定。7 焊工資格從事儲(chǔ)罐焊接的焊工必須具備規(guī)范所要求的焊工合格證，并且在合格項(xiàng)目范圍進(jìn)行施焊.8焊接工藝1)儲(chǔ)罐的焊接順序（儲(chǔ)罐安裝采用倒裝法）中幅板焊接弓形邊緣板靠外緣部位焊縫的焊接罐頂預(yù)制焊接最上層罐壁板縱縫焊接儲(chǔ)罐其它層縱、環(huán)縫焊接罐頂與罐壁焊接最底層壁板與弓形邊緣板的環(huán)角縫焊接弓形邊緣板剩余對(duì)接焊縫的焊接中幅板與弓形邊緣板搭接縫 ( 收縮縫 ) 的焊接。2)焊接變形的控制9中幅板的焊接中幅板是由許多長(zhǎng)方形鋼板拼成，為了防止變形，在每條焊縫焊接時(shí)都要保證工件在垂直焊

6、縫的方向（橫向）能夠自由收縮，以減少鋼板和焊縫中的內(nèi)應(yīng)力，同時(shí)使熱量盡可能均勻分布，具體步驟如下：(1)中幅板焊接時(shí)，先焊短焊縫，后焊長(zhǎng)焊縫，在焊接短焊焊縫時(shí)，要把這兩塊鋼板與周圍的所有固焊點(diǎn)去除再焊；長(zhǎng)焊縫焊接時(shí)，不要把所有的焊縫全部拼接后再焊，而采拼一段焊一段完后再拼一段。先焊短焊縫，使中幅板短焊縫在自由狀態(tài)下進(jìn)行，由內(nèi)向外焊接后，使罐底板變成若干可以自由收縮、基本無應(yīng)力的中幅長(zhǎng)條，再將各長(zhǎng)條由內(nèi)向外焊接起來，也屬于在無約束的自由收縮狀態(tài)下成型，這樣引起的焊接波浪變形和焊接應(yīng)力都較??；反之，先焊長(zhǎng)縫，再短縫，必然會(huì)在焊接短縫時(shí)受到已焊的長(zhǎng)縫限制，從而使焊接應(yīng)力和變形變得較大。(2)中幅板每

7、條焊縫均分2N段，采用分段退焊法或分段跳焊法對(duì)稱施焊。這種焊接可縮小焊接區(qū)與結(jié)構(gòu)整體之間的溫差，減少構(gòu)件受熱和冷卻不均勻，能有效地消除應(yīng)力、減少變形。采用分段退焊時(shí)，每一段長(zhǎng)度約200mm,不宜過長(zhǎng)，因每段焊縫是頭尾相接，前一段焊縫還沒完全冷卻下來，后一段焊縫的熱量又補(bǔ)充到前一段，給前一段退火的機(jī)會(huì)，消除應(yīng)力、提高焊接質(zhì)量。(3)中幅板的焊接應(yīng)由內(nèi)向外、由中心向四周方向進(jìn)行，使內(nèi)部焊縫的縱向和橫向變形不受到外部焊縫的約束而降低變形。反之，則變形較大。(4)每條焊縫由兩名焊工同時(shí)沿著焊縫中心線對(duì)稱施焊，整個(gè)罐底的長(zhǎng)焊縫焊接按底板橫向中心線對(duì)稱布置焊工，同時(shí)同速對(duì)稱施焊，先請(qǐng)名焊工在位置上對(duì)稱施焊

8、，當(dāng)每名焊工焊約2m長(zhǎng)的焊縫后，另外請(qǐng)名焊工在位置上進(jìn)行對(duì)稱施焊，等2位置每名焊工焊約m 長(zhǎng)的焊縫后，再請(qǐng)另外名焊工在位置上進(jìn)行對(duì)稱施焊,依此類推。因?yàn)橄群傅暮附幼冃未笥诤蠛傅暮附幼冃?，若不同時(shí)對(duì)焊縫進(jìn)行對(duì)稱焊接，會(huì)引起偏心應(yīng)力而產(chǎn)生變形，對(duì)稱的變形就不能最大限度地抵消,同時(shí)也不符合由內(nèi)向外的焊接順序。 (5)中幅板應(yīng)采用多層焊，一般采用底層和面的雙層焊。焊縫的收縮變形總是與焊縫的截面面積、線能量成正比，且面層的焊接變形受到底層焊縫的限制，變形收縮小，采用多層焊，線能量小，應(yīng)力和變形比單層焊小。 (6)用剛性固定法（如加馬、碾壓等）對(duì)焊縫兩側(cè)進(jìn)行加固，待冷卻后再拆除，增強(qiáng)焊縫剛度，減少焊縫的橫

9、向變形和角變形，但會(huì)增加焊接應(yīng)力。10弓形邊緣板的焊接(1)邊緣板的焊接順序：先由外向內(nèi)對(duì)外側(cè)300mm長(zhǎng)的徑向焊縫進(jìn)行焊接，待底層壁板與邊緣板的大角焊縫焊接后再由外向內(nèi)焊內(nèi)側(cè)剩下部份。外側(cè)先焊為滿足工序需要，以免大角焊縫底下的邊緣板對(duì)接后而無法進(jìn)行焊接，內(nèi)側(cè)部分后焊是給大角焊縫和邊緣板的外側(cè)焊縫所引起的變形留一定自由空間，防止內(nèi)側(cè)板受到約束翹起，產(chǎn)生變形，消除應(yīng)力。(2)邊緣板采用外側(cè)?。?8mm）、內(nèi)側(cè)大（812mm）的不等間隙且?guī)|板的V形對(duì)接焊縫。邊緣板面積雖小，但焊接量大，是應(yīng)力和收縮集中的部位，受到大角焊縫和外側(cè)邊緣板的焊縫雙重應(yīng)力的作用而引起內(nèi)側(cè)收縮量比外側(cè)大，因此內(nèi)側(cè)間隙大。(

10、3)邊緣板的徑向焊接采用2N名焊工同時(shí)對(duì)稱由外到內(nèi)進(jìn)行隔縫跳焊，第一條焊縫的第一層焊完后跳到第二條焊縫上焊，而不是在一條焊縫上各層焊完后再焊另一條，同一條焊縫采用分段退焊。(4)采用反變形法拼接邊緣板的對(duì)接焊縫。在墊板下安裝楔鐵的辦法，使反變形角控制在58的范圍內(nèi)，當(dāng)環(huán)境溫度高，厚度大，反變形角小，反之，反變形角大。這種方法的目的是補(bǔ)償焊縫的角向收縮，使焊接后邊緣板平整，便于壁板與邊緣板的拼裝。弓形邊緣板對(duì)接焊縫的墊板，應(yīng)與兩塊底板緊貼，間隙應(yīng)小于 1mm。弓形邊緣板的對(duì)接焊縫，應(yīng)由外向里分段退焊。弓形邊緣板的對(duì)接焊縫采用多名焊工均勻分布 , 對(duì)稱施焊。弓形邊緣板的對(duì)接焊縫焊接時(shí)，也應(yīng)采用隔縫

11、跳焊。11罐頂?shù)暮附硬捎脧闹行南蛲夥侄翁福ê竷筛笚l , 隔兩根焊條）。采用倒流法焊接（即從上往下順坡焊接）。先罐頂內(nèi)側(cè)的斷續(xù)焊縫，后焊外部的連續(xù)焊縫。連續(xù)焊縫應(yīng)先焊環(huán)向短焊縫，再焊徑向長(zhǎng)焊縫。罐頂板和包邊角鋼的環(huán)角縫，應(yīng)由幾名焊工對(duì)稱均勻地分布，沿同一方向采用分段退焊。（包邊角鋼自身連接必須采用全焊透的對(duì)接形式）。12罐壁板立縫、環(huán)縫的焊接在每條立焊縫內(nèi)側(cè)用四對(duì)馬鞍板、楔形鐵剛性固定。在環(huán)焊縫的兩側(cè)壁板上加設(shè)整圈的脹圈（弧形槽鋼）。坡口組對(duì)時(shí)間隙不可太小，若過小，清根太深，將造成焊接變形的不均勻性，這樣待焊?jìng)?cè)產(chǎn)生的變形將不能抵消已經(jīng)焊完一側(cè)的變形量從而造成焊接變形的不可恢復(fù)性。在焊接時(shí)立縫

12、采用分段退焊的方法，打底層34根焊條一段，填充層可以分為兩段，蓋面層可由底端焊接到頂端。立縫、環(huán)縫焊接時(shí)，幾名焊工在各自位置同時(shí)施焊，電流、電壓、焊接速度保持基本一致。只有當(dāng)焊縫徹底冷卻后，才可撤出馬板、脹圈。13底層壁板與弓形邊緣板環(huán)角縫的焊接底層壁板與弓形邊緣板環(huán)角縫的焊接時(shí)，應(yīng)由6-8名焊工均勻分布在罐四周，沿同一方向分段退焊，焊接規(guī)范基本保持一致。第一、二層400500mm為一段，蓋面層可以從頭至尾焊接完。采用內(nèi)外交錯(cuò)焊法，即外部一層，內(nèi)部一層。14中幅板與弓形邊緣板的焊接（1）底層壁板與罐底邊板的角焊縫焊接完工后，再焊邊緣板的內(nèi)側(cè)焊縫，最后焊邊板與中板的連接縫。底層壁板與邊板連接角焊

13、縫的縱向收縮造成罐底周圍邊長(zhǎng)的縮短而引起罐底邊緣板徑向收縮，該焊縫又是雙面角焊縫，焊接截面大，焊縫長(zhǎng)，焊接收縮變形大，通常收縮量為515mm，為了罐底邊緣板自由收縮，中幅板不受限制，須按上述方法施焊，有效地控制了焊接應(yīng)力及焊接的波浪變形，是底板施工中及其重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。（2）中幅板與邊緣板的對(duì)接采用帶墊板V型對(duì)接焊，采用較大的對(duì)口間隙，這樣利用較大的焊接收縮力來增加邊緣板對(duì)中幅板的拉伸作用，能有效地平衡中幅板的焊接收縮力，使不利因素轉(zhuǎn)為有利因素。（3）中幅板與邊緣板的對(duì)接縫按圓周均分N區(qū)，由N名焊工同時(shí)同向?qū)ΨQ施焊，各區(qū)域內(nèi)的焊縫采用分段退焊法或分段跳焊法施焊。（4）中幅板與邊緣板的對(duì)接縫焊接

14、前，應(yīng)除原有的固焊點(diǎn)和壁板與邊緣板的剛性支撐，切除多余的中幅板，以便中幅板與邊緣板能自由收縮。（5）焊接前，應(yīng)將邊緣板與中幅板之間的夾具松開和鏟除定位焊點(diǎn)。15 盤管焊接由于盤管管徑小，厚度簿宜采用氬氣保護(hù)焊，以保證焊接質(zhì)量。16其它的焊接工藝措施（1）在保證焊接質(zhì)量的前提下，盡量采用較低的焊接電流，較小的坡口間隙和角度，較快的焊接速度。減少焊接截面積，降低焊接線能量，從而減少變形和應(yīng)力。（2）焊接后采用緩慢的冷卻速度，使組織較均勻且細(xì)化，焊縫及熱影響區(qū)產(chǎn)生較多塑性和韌性較好的組織，而減少淬硬組織，降低脆性，提高焊縫的機(jī)械性能，同時(shí)減少焊接應(yīng)力和變形。17焊接要求焊接坡口應(yīng)根據(jù)圖樣要求進(jìn)行加工

15、。焊接坡口應(yīng)保持平整，不得有裂紋、分層、夾渣等缺陷，尺寸應(yīng)符合圖樣規(guī)定。罐體焊縫組對(duì)尺寸偏差應(yīng)符合規(guī)范要求。焊條按照規(guī)定烘干、保溫。定位焊縫不得有裂紋、氣孔、夾渣等缺陷。避免強(qiáng)行組對(duì)，組裝后接頭需經(jīng)檢驗(yàn)合格，方可施焊。焊接時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制焊接線能量。板厚大于或等于6mm的搭接角焊縫，至少焊接兩遍。施焊前須將坡口表面和兩側(cè)至少20mm 范圍的油污 , 水份、鐵銹及其它有害雜質(zhì)清除干凈。焊接時(shí)應(yīng)采用后退引弧法，焊接弧坑應(yīng)填滿，多層焊的層間接頭要錯(cuò)開，距離不低于100mm。層間清理要仔細(xì)，發(fā)現(xiàn)有可疑缺陷，必須清除干凈方能進(jìn)入下一層焊接。應(yīng)在坡口內(nèi)引弧，禁止在非焊接部位引弧。防止地線、電纜線、焊鉗與焊件打

16、弧。電弧擦傷處的弧坑須經(jīng)打磨，使其均勻過渡到母材表面，若打磨后的母材厚度小于規(guī)定值時(shí)，則須補(bǔ)焊。需焊透的角焊縫，根部應(yīng)焊透。接弧處應(yīng)保證熔合良好。每條焊縫應(yīng)盡可能一次焊接完。焊接環(huán)境焊接環(huán)境出現(xiàn)下列任一情況時(shí)，須采取有效防護(hù)措施，否則不得施焊a.風(fēng)速：大于8m/s；b.相對(duì)濕度大于90%；c.雨、雪環(huán)境；d.環(huán)境溫度低于-20；注：當(dāng)氣溫高于30，且相對(duì)濕度超過85%時(shí)，不宜進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)焊接。 18焊接檢驗(yàn)1)外觀檢驗(yàn)儲(chǔ)罐罐壁內(nèi)側(cè)焊縫的余高，不得大于 1mm，其它罐壁對(duì)接焊縫的余高：當(dāng)12mm，縱向2.0mm，環(huán)向2.5mm；當(dāng)12mm18mm，縱向3.0，環(huán)向3.5mm。罐底對(duì)接焊縫的余高2.0

17、mm。焊縫寬度，應(yīng)按坡口寬度兩側(cè)各增加12mm。焊縫表面必須清渣。焊縫外觀及尺寸偏差應(yīng)符合圖紙或GB9856-986焊接接頭的基本形式與尺寸要求。焊縫表面及熱影響區(qū)不得有裂紋、氣孔、夾渣等缺陷。焊縫咬肉深度不得大于 0.5mm，其連續(xù)長(zhǎng)度不得大100mm，每條焊縫咬邊總長(zhǎng)度（焊縫兩側(cè)之和）不得超過該焊縫長(zhǎng)度的10%。搭接角焊縫的焊腳尺寸應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)定，外形應(yīng)平滑過渡，咬邊深度不得大于0.5mm。對(duì)接接頭的錯(cuò)變量應(yīng)按規(guī)范要求。2)內(nèi)部檢驗(yàn)從事儲(chǔ)罐無損探傷的人員，必須具有國(guó)家有關(guān)部門頒發(fā)的并與其工作相適應(yīng)的資格證書。根據(jù)JB/T4735-1997的規(guī)定，分別對(duì)罐底、罐壁、罐頂進(jìn)行檢測(cè)。邊緣板的每條

18、對(duì)接焊縫外端 300mm范圍內(nèi)應(yīng)100%X射線探傷，并應(yīng)符合 GB3323-87中級(jí)規(guī)定。罐底焊縫應(yīng)采用真空箱法進(jìn)行嚴(yán)密性試驗(yàn)，試驗(yàn)負(fù)壓值不得小于0.053Mpa，無滲漏為合格。19焊縫返修對(duì)需要焊接返修的缺陷，應(yīng)當(dāng)分析產(chǎn)生原因，按焊接工藝評(píng)定及返修工藝卡返修。焊縫同一部位返修次數(shù)不宜超過2次。返修前須將缺陷清除干凈，必要時(shí)可用探傷檢驗(yàn)確定。待補(bǔ)焊部位應(yīng)開寬度均勻、表面平整、便于施焊的凹槽，且兩端有一定的坡度。返修焊縫性能和質(zhì)量要求與原焊縫相同。20焊接管理資料焊縫排版圖，并記錄焊工代號(hào)焊材質(zhì)量證明書抄件焊工合格證抄件焊條保管記錄焊條烘干、發(fā)放、回收記錄焊條恒溫記錄氣象記錄焊縫表面質(zhì)檢記錄無損探傷報(bào)告21焊接變形的矯正雖然采取設(shè)計(jì)和工藝的預(yù)防措施可減少焊接變形，但焊接變形是不可避免的，為了更有效地控制焊接變形，在焊接后可采用機(jī)械矯正法和火焰矯正法進(jìn)行矯正。1）機(jī)械矯正法機(jī)械矯正法控制罐底變形的原理：利用外使受力部位產(chǎn)生冷塑性拉伸變形，將尺寸較短部位加以伸展，使之與尺寸較長(zhǎng)部位相適應(yīng),從而恢復(fù)所要求的形狀。罐底機(jī)械矯正的方法主要有沿著焊縫及其熱影響區(qū)鍛打的錘擊法，錘擊方向由外向內(nèi)，錘擊點(diǎn)由外到內(nèi)逐漸減少，這樣有利于伸長(zhǎng)，反之，伸長(zhǎng)受阻礙，底板越受錘擊其變形越大。但在施工時(shí)要