25鋼環(huán)焊縫工藝

1、25鋼環(huán)焊縫工藝設(shè)計(jì)摘要：本說明書分析了25鋼的化學(xué)成分、力學(xué)性能和它的焊接性，并在此基礎(chǔ)上制定了一套手工電弧焊的設(shè)計(jì)工藝，包括材料的焊接性能分析、手工電弧焊設(shè)備描述、手工電弧焊用的焊劑和焊絲以及手工電弧焊的各項(xiàng)工藝參數(shù)、焊接前的準(zhǔn)備、焊后處理以及焊接檢驗(yàn)。關(guān)鍵詞：25鋼；手工電弧焊；低碳鋼焊接1母材的基本數(shù)據(jù)及性能分析1.125鋼的介紹材料名稱：優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼熱處理規(guī)范：正火，900C；淬火870C；回火600C。特性及適用范圍：焊接性及冷應(yīng)變塑性高，具有一定強(qiáng)度、硬度。塑性和韌性好，被切削性中等、淬透性、淬硬性差，無回火脆性傾向。一般用于制造重型和中型機(jī)械中負(fù)荷不大的冷沖壓件、小鍛件和機(jī)械

2、加工小零件如墊圈、銷軸、螺栓、螺母等；進(jìn)行滲碳或碳氮共滲處理后，可制造摩擦片、活塞銷和不重要的齒輪；經(jīng)正火處理，可用作-20475C的壓力容器鍛件用鋼。母材的化學(xué)成分及力學(xué)性能25鋼管兩個(gè)，規(guī)格：一6x300 x600。母材的力學(xué)性能如表1所示,表1母材的力學(xué)性能牌號力學(xué)性能屈服強(qiáng)度GS(MPa)抗拉強(qiáng)度ob(MPa)伸長率55(%)：斷面收縮率屮(%)沖擊功Akv(J)25275450235071母材化學(xué)成分如表2所示。表2母材的化學(xué)成分(%)牌號化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)CSiMnNiPSCrCu250.220.290.170.370.500.800.300.0350.0350.2513焊條

3、直徑23.23.244546表3焊條直徑與焊件厚度的關(guān)系(mm)焊接前的準(zhǔn)備工作焊件組對前應(yīng)將坡口及其內(nèi)外表面不小于10mm范圍內(nèi)的油、漆、垢、銹、毛刺及鍍鋅層等清理干凈，且不得有裂紋、夾層等缺陷，清理合格后及時(shí)焊接。不圓的管子要整圓，管子對口前要檢查平直度，在距焊口200mm出測量，允許偏差不大于1mm,根管子全長的偏差不大于10mm.對接焊連接的管子端面應(yīng)與管子軸線垂直，垂直度a值最大不大于1.5mm。接頭坡口形式采用焊接連接的管子，當(dāng)管壁達(dá)到一定厚度時(shí)，其端部應(yīng)按規(guī)定加工坡口。坡口形式有V形、X形、雙V形和U形等。V形坡口最常用，普遍用于各種單面焊管道，X形坡口實(shí)際上是內(nèi)外壁兩面V形坡口

4、，用于采用雙面焊的大直徑卷管。雙V形和U形坡口用于厚壁高、中壓管道。母材為25鋼，其尺寸為一6x300 x600，采用V型坡口進(jìn)行焊接，通常采用熱切割來加工坡口，在采用熱切割方法加工坡口時(shí)，必須出去坡口表面的氧化皮、熔渣及影響接頭質(zhì)量的表面層，并應(yīng)將凸凹不平出打磨平整，坡口表面用磁粉探傷檢查表面裂紋。坡口形式如圖4所示。4.2.5預(yù)熱母材采用25鋼，其規(guī)格尺寸為一6x300 x600，焊前應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱，焊前預(yù)熱應(yīng)符合設(shè)計(jì)文件或焊接工藝卡的規(guī)定，將坡口及附近區(qū)域均勻加熱到100150c,對有焊前預(yù)熱要求的管道在焊件組對并檢驗(yàn)合格后，進(jìn)行預(yù)熱。預(yù)熱方法原則上宜采用電加熱，條件不具備時(shí)，方可采用火焰加

5、熱法。預(yù)熱寬度以焊縫中心為基準(zhǔn)，每側(cè)不應(yīng)少于焊件厚度的3倍，且不小于50mm。測溫方式可采用觸點(diǎn)式溫度計(jì)或測溫筆。4.2.6焊接定位焊的焊接材料、焊接工藝、焊工和預(yù)熱溫度等應(yīng)與正式施焊要求相同。定位的長度、厚度和間距，應(yīng)能保證焊縫在正式施焊過程中不致開裂。定位焊后立即檢查，如有缺陷應(yīng)立即清除，重新定位焊。在定位焊時(shí)需與母材焊接的組對工卡具，其材質(zhì)宜與母材相同或同一類別號。拆除工卡具時(shí)不應(yīng)損傷母材，拆除后應(yīng)將殘留焊疤打磨修至與母材表面齊平。一般管道的定位焊，可選三點(diǎn)平焊處一點(diǎn)，兩邊立焊處一點(diǎn)，大口徑的管道定位焊數(shù)目應(yīng)適當(dāng)增加，對于本設(shè)計(jì)中的母材，管徑為300mm,定位焊焊點(diǎn)數(shù)目應(yīng)取4個(gè)。一般管道

6、定位焊縫的尺寸如下表所示：焊件厚度焊縫高度焊縫長度間距4451050100412361020100200表5定位焊縫尺寸(mm)本設(shè)計(jì)中定位焊縫長為10mm,焊縫高度為4mm,間距200mm。水平固定管的對口，除了滿足坡口、鈍邊、清潔工作等要求之外，還需滿足下列一些要求：對口時(shí)，管道軸線須對正，以免由于中心線偏斜而產(chǎn)生錯(cuò)口現(xiàn)象，由于現(xiàn)在仰焊處起旱，應(yīng)考慮焊縫冷卻時(shí)會引起對口間隙收縮，在條件允許的情況下，平焊部位的對口間隙應(yīng)大于仰焊部位一般放大0.51.5mm左右。為了保證根部第一層焊縫二面成形，當(dāng)使用E4315焊條時(shí)，對口間隙應(yīng)等于適用焊條的焊芯直徑。由于焊條為堿性焊條，一般采用直流反接，由于

7、直流正接時(shí)熱量較高，具有較高的熔化速度為防止母材被焊穿，在直流正接時(shí)，電弧燃燒不穩(wěn)定，飛濺嚴(yán)重，噪聲大，而直流反接時(shí)，電弧燃燒穩(wěn)定，飛濺較小，而且聲音較平靜均勻。在焊接時(shí)，首先對準(zhǔn)管道仰焊縫的坡口邊引弧到焊縫間隙內(nèi)，用長弧烤熱起焊處，預(yù)熱23s后，迅速壓短電弧，在坡口作微小擺動，當(dāng)鈍邊熔化，熔池形成，應(yīng)該立即斷弧。斷弧以后，熔池溫度迅速下降，熔池金屬很快凝固，熔池金屬的顏色由明變暗，在兩側(cè)坡口上呈半圓形坡口，當(dāng)熔池中心點(diǎn)的金屬還沒有完全凝固時(shí)，就應(yīng)對準(zhǔn)熔池上半部進(jìn)行第二次引弧，熔池溫度重新升高，坡口兩側(cè)又溶出半圓形缺口，就應(yīng)立即斷弧，焊條不斷推進(jìn)，斷弧引弧不斷重復(fù)，熔池前端始終保持一個(gè)圓形小孔

8、，如此反復(fù)焊接，便得到一條正背兩面成形良好的焊縫。平焊時(shí)，在平焊位置，焊條與焊接方向管切線的夾角呈70。75。，焊接第一層焊縫時(shí)，選擇3.2mm焊條，運(yùn)條方法采用直線型，焊接電流取120A。焊接第二層焊縫時(shí)，先將熔渣去除，選用4mm焊條進(jìn)行焊接，焊接電流取180A，運(yùn)條方法采用鋸齒形運(yùn)條法。立焊時(shí)，在立焊位置，焊條與焊接方向管切線的夾角為90。，在立焊爬坡位置，焊條與焊接方向管切線的夾角為80。90。，焊接第一層焊縫時(shí)，選擇3.2mm焊條，運(yùn)條方法采用直線型，焊接電流應(yīng)取較小值，取100A，采用短弧焊接，使焊條的熔滴金屬過渡到熔池的距離縮小，使熔滴在未脫離焊條時(shí)，與熔池表面相接觸，然后在熔池的

9、熔化金屬表面張力影響作用下，將熔滴吸附并融合在一起。焊接第二層焊縫時(shí)，先將熔渣去除，選用4mm焊條進(jìn)行焊接，焊接電流取160A，運(yùn)條方法采用鋸齒形運(yùn)條法。仰焊時(shí)，在仰焊位置，焊條與焊接方向管切線的夾角為80。85。，在仰焊爬坡位置，焊條與焊接方向管切線的夾角為100。105。，焊接第一層焊縫時(shí)，選擇3.2mm焊條，運(yùn)條方法采用直線型，焊接電流取130A，開始焊接時(shí)，應(yīng)用長弧預(yù)熱焊接處，預(yù)熱后，迅速壓短電弧，稍停23s，以便焊透根部，然后電弧向前移動進(jìn)行焊接。在施焊時(shí)，焊透沿焊接方向向前移動的速度，應(yīng)該是在保證焊透的前提下盡可能快一些，以免燒穿及熔化金屬下淌。焊接第二層時(shí)，先將熔渣去除，選用4m

10、m焊條進(jìn)行焊接，焊接電流取200A，運(yùn)條方法采用鋸齒形運(yùn)條法，運(yùn)條時(shí)，兩側(cè)應(yīng)稍停一些，中間快一些，形成較為優(yōu)良的焊縫。焊條直徑1.62.02.53.24.05.05.8電流（A）254040655080100130160210200270260300表6手工電弧焊焊條直徑與電流當(dāng)焊接電流調(diào)好以后，焊機(jī)的外特性曲線就決定了。實(shí)際上電弧電壓重要是由電弧長度來決定的。電弧長，電弧電壓越高，反之則低。焊接過程中，電弧不宜過長，否則會出現(xiàn)電弧燃燒不穩(wěn)定飛濺大、熔深淺、氣孔等缺陷；若電弧太短，容易粘焊條。一般情況下，電弧長度等于焊條直徑的0.51倍為好，相應(yīng)的電弧電壓為1625V,因此，本設(shè)計(jì)當(dāng)焊條直徑為

11、3.2mm時(shí)，電弧電壓取20V,當(dāng)焊條直徑為3.2mm時(shí)，電弧電壓取25V。焊條伸出長度一般為為焊條直徑的1012被倍，本設(shè)計(jì)中焊條伸出長度分別為35mm和45mm.焊接速度一般根據(jù)鋼材的淬硬傾向來選擇，在保證焊縫所要求的的尺寸和質(zhì)量的前提下，由焊工根據(jù)情況靈活把握，本設(shè)計(jì)使用的母材25鋼，因此焊接速度選用8cm/min。焊接層數(shù)應(yīng)視焊件的厚度而定。除薄板外，一般都采用多層焊。多層焊的前一道焊道對后一道焊道起預(yù)熱作用，而后一道焊道對前一道焊道起熱處理作用，有利于提高焊縫金屬的塑性和韌性。焊接層數(shù)過少，每層焊縫的厚度過大，對焊縫金屬的塑性有不利的影響。每層焊縫的厚度不應(yīng)大雨45mm。因此，本設(shè)計(jì)

12、采用2層焊縫。焊接過程中應(yīng)注意：嚴(yán)禁在被焊工件表面引弧、試電流或隨意焊接臨時(shí)支撐物。施焊過程中，應(yīng)保證起弧和收弧處的質(zhì)量，收弧時(shí)應(yīng)將弧坑填滿。多層多道焊的接頭應(yīng)錯(cuò)開。并逐層進(jìn)行自檢合格，方可焊接次層。管子焊接時(shí)，管內(nèi)應(yīng)防止穿堂風(fēng)。焊接完畢應(yīng)對焊縫進(jìn)行清理，經(jīng)自檢合格后做好焊工代號的標(biāo)識。4.2.7焊后熱處理母材為25鋼，由焊后熱處理的加熱寬度，從焊縫中心算起，每側(cè)不小于管子壁厚的3倍,且不小于60mm，故焊后熱處理的加熱寬度應(yīng)取60mm。焊后熱處理的保溫寬度，從焊縫中心算起，每側(cè)不小于管子壁厚的5倍，以減少溫度梯度。熱處理加熱時(shí)，力求內(nèi)外壁和焊縫兩側(cè)溫度均勻，恒溫時(shí)在加熱范圍內(nèi)任意兩測點(diǎn)的溫差

13、應(yīng)低于50C。進(jìn)行熱處理時(shí)，測溫點(diǎn)應(yīng)對稱布置在焊縫中心兩側(cè)，且不得少于兩點(diǎn)，水平管道的測點(diǎn)應(yīng)上下對稱布置。5焊接檢驗(yàn)焊接缺陷根據(jù)其在焊縫的位置，可分為內(nèi)部缺陷和外部缺陷。外部缺陷位于焊縫的表面，用肉眼或低倍顯微鏡可以觀察、檢測出來。內(nèi)部缺陷位于焊縫的內(nèi)部，通常必須借助檢測儀器或破壞性是實(shí)驗(yàn)才能發(fā)現(xiàn)。如果焊接接頭存在嚴(yán)重的焊接缺陷在惡劣的環(huán)境下，就有可能造成部分結(jié)構(gòu)斷裂；甚至引起重大事故。焊接產(chǎn)品的質(zhì)量方面存在的主要問題就是焊縫質(zhì)量的缺陷。5.1外觀檢驗(yàn)焊接接頭的外觀檢測是一種手續(xù)簡便而又應(yīng)用廣泛的檢測方法，是成品檢測的一個(gè)重要內(nèi)容，主要是發(fā)現(xiàn)焊縫表面的缺陷和尺寸上的偏差，一般通過肉眼觀察，借助

14、標(biāo)準(zhǔn)樣板、量規(guī)和放大鏡等工具進(jìn)行檢測，如焊縫尺寸偏差、焊瘤、咬邊、弧坑或表面氣孔、裂紋等。若焊縫表面出現(xiàn)缺陷，焊縫內(nèi)部便有存在缺陷的可能。物理方法檢驗(yàn)物理方法檢驗(yàn)是利用一些物理現(xiàn)象進(jìn)行測試或檢驗(yàn)的方法。材料或工件內(nèi)部缺陷情況的檢查，如未焊透、內(nèi)氣孔、裂紋及夾渣等，一般都是采用無損探傷的方法。目前的無損探傷有超聲波探傷射線探傷、滲透探傷、磁力探傷等。5.2.1射線探傷射線探傷是利用射線可穿透物質(zhì)和在物質(zhì)中有衰減的特性來發(fā)現(xiàn)缺陷的一種方法。按探傷索使用的射線不同，可分為X射線探傷、Y射線探傷、高能射線探傷三種。由于起顯示缺陷的方法不同，每種射線探傷都又分為電離法、熒光屏觀察法、照相法、和工業(yè)電視法

15、。射線檢驗(yàn)主要用于檢測焊縫內(nèi)部的裂紋、未焊透、氣孔、夾渣等缺陷。超聲波探傷超聲波在金屬及其它均勻介質(zhì)傳播中，由于在不同介質(zhì)的界面上會發(fā)生反射，因此可用于內(nèi)部缺陷的檢驗(yàn)。超聲波可以檢驗(yàn)任何焊接材料、任何部位的缺陷，并且能較靈敏地發(fā)現(xiàn)缺陷位置，但對缺陷性質(zhì)、形狀和大小較難確定。所以超聲波探傷常與射線檢驗(yàn)配合使用。磁力檢驗(yàn)磁力檢驗(yàn)是利用磁場磁化鐵磁金屬零件所產(chǎn)生的漏磁來發(fā)現(xiàn)缺陷的。按測量漏磁方法的不同，可分為磁粉法、磁感應(yīng)法和磁性記錄法，其中以磁粉法應(yīng)用最廣。磁力探傷只能發(fā)現(xiàn)磁性金屬表面和近表面的缺陷，而且對缺陷僅能做定量分析，對于缺陷的性質(zhì)和深度也只能根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來估計(jì)。5.2.4滲透檢驗(yàn)滲透檢驗(yàn)是利

16、用某些液體的滲透性等屋里特性來發(fā)現(xiàn)和顯示缺陷的，包括找色檢驗(yàn)和熒光探傷兩種，可用來檢查鐵磁性和非鐵磁性材料表面的缺陷。參考文獻(xiàn)王宗杰.熔焊方法及設(shè)備M.機(jī)械工業(yè)出版社，2013.1.龔國尚、嚴(yán)紹華焊工實(shí)用手冊M.中國勞動出版社，1993.周振豐.焊接冶金學(xué)M.機(jī)械工業(yè)出版社，2002.孫景榮實(shí)用焊工手冊M.化學(xué)工業(yè)出版社，1997.劉會杰焊接冶金與焊接性M.機(jī)械工業(yè)出版社，2008.趙熹華.焊接檢驗(yàn)M.機(jī)械工業(yè)出版社，1993.陳茂愛，王新洪，陳俊華等現(xiàn)代焊接技術(shù)M.化學(xué)工業(yè)出版社，2010.邱言龍，聶正斌，雷振國等.焊工實(shí)用技術(shù)手冊M.中國電力出版社，2009.9目錄摘要11母材的基本數(shù)據(jù)及性能分析1TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark4 25鋼的介紹1 HYPERLINK l bookmark6 25鋼的化學(xué)成分及力學(xué)性能1 HYPERLINK l bookmark8 25鋼的焊接性2 HYPERLINK l bookmark10 2焊接方法的選擇和分析2 HYPERLINK l book