管材倾斜°固定焊接工艺及操作技巧

　专科毕业设计（论文）

　 设计题目：

　管材倾斜 45 °固定焊接工艺及操作技巧

　 系

　部：

　船舶与港口工程系

　专

　业：

　焊接技术及自动化

　班

　级：

　焊接 101301

　姓

　名：

　鲍智敏

　学

　号 ：

　指导教师：

　刘军华

　职

　称：

　副教授

　20 13 年 6 月

　 南京

　摘

　要 单面焊手工电弧焊成形技术是在更大程度的困难，操作技术，但它也是锅炉，压力容器，管道焊工必须熟悉与基本技能。尽快掌握尽可能单面焊技术，不仅是焊工本人，也是用人单位的极大关注。倾斜 45°固定管对接焊，因为“锅炉压力容器压力管道焊工和管理规则”以来出现的颁布和实施的试验项目。

　45°倾斜固定管对接焊缝管之间的垂直和水平之间的固定的固定管焊接操作的焊接方法。只要外行单面焊技术的基本技能，掌握焊接的操作方法是不是太困难。

　管材倾斜 45°焊接技能是压力容器及船舶建造领域焊工取证的重点项目，操作过程难度较大。本文综合针对管材 45°焊接操作难点及容易出现的问题，管材倾斜 45°固定焊接操作技巧。

　关键词

　管材倾斜 45°固定焊接

　焊接工艺

　焊接操作技巧

　Abstract Side welding SMAW forming technology is among a greater degree of difficulty operating techniques, but it is also boilers, pressure vessels, piping welder must be familiar with the basic skills. Grasp as soon as possible side welding technology, not only is the welder himself, but also of great concern to the employer. 45 ° tilt fixed pipe butt welding since "Boiler and Pressure Vessel and Pressure Piping welders and management rules" have emerged since the promulgation and implementation of test items. 45 ° tilt fixed tube butt weld pipe is between the vertical and horizontal fixed between a fixed pipe welding method for welding operations. As long as a lay side welding technology basic skills, master the welding method of operation is not too difficult. 45 ° tilt pipe welding skills are pressure vessels and ship construction welder forensics key project areas, the operation more difficult. This integrated pipe 45 ° welding operation against difficulties and prone to problems, pipe welding operation fixed 45 ° tilt skills. Keywords

　45 ° tilt fixed welded pipe

　Welding

　Welding techniques目

　录

　5

　目前对合理焊接工艺的要求 ............................................................................................................................ 10

　5.1

　 对目前焊接工艺需求的形式分析............................................................................................................ 10

　5.2

　 需求合理的焊接工艺路线的主要领域

　.......................................................................................... 11

　前言 45°角之间的管固定焊接是水平和垂直的固定管固定管之间的焊接位置。挂横焊两个位置的操作有许多共同点，但也有其独特的地方。它集成了几乎所有的管板的焊接技术，斜率接近起重机管道焊接位置时，可以使用悬挂管焊接技术，接近横焊，管的横焊技术可用于管道坡度。由于建造和安装的过程中会发生变化的斜率的管材，但焊接方法是相近似的。

　为了克服小直径 45°固定管 TIG 打底层时因焊接位置的关系而影响焊接质量的问题，采取了斜仰焊位置内填丝、向上焊外填丝和向下焊内填丝三种方式相结合的焊接方法。通过大量的实践证明，采用该方式进行焊接，既可以解决在空间位置上左手操作不方便，又可以保证焊接质量，确保管内外余高达到要求和获得良好成形。

　1

　倾斜 45 °焊接技能的应用

　1.1 船舶规范中的应用

　在船舶的建造过程中，焊接是关键和辅助技术，焊接工作，和 30％至 40％的总的成本之一，在各种制造行业中，焊接是一个非常重要的过程。根据工业发达国家的统计，每年仅可用于焊后钢材占钢材生产总量的 45％左右。不仅可以解决各种钢板焊接连接，而且还可以解决铝，铜等有色金属和特种金属，如钛钴连接。在船舶管管对接焊中，倾斜 45°角焊接技术又是尤为重要的焊接工艺。它几乎融合了管板焊接的所有技法，当钢管的斜度接近吊焊位时，可以使用管子吊焊技术，钢管斜度接近横焊时，可以使用横焊技术。

　1.2 压力容器规范中的应用

　倾斜 45°管固定焊接技术被广泛应用在压力容器制造中。用于生产压力容器，不同的焊接方法，不同的焊接工艺过程中。主要是基于材料是焊工焊接工艺，品位，化学成分，结构类型焊件，焊接性能的要求来确定。首先确定焊接方法，如手工电弧焊，埋弧焊，TIG 焊，MIG 焊等焊接方法，种类很多只能根据具体情况选择。焊接方法确定后，再制定焊接工艺参数，焊接参数，如弧焊不同类型，包括：电极模型（或品牌），直径，电流，电压，焊接电源类型，极性连接，焊接层，通道号，试验方法等。

　1.3 其他领域中的应用

　倾斜 45°管固定焊接在工业应用的历史不长，但是它的发展却是非常迅速的。应用面之广也是非常广泛的。在短短的几十年中倾斜管固定焊接已在许多工业部门的金属结构中，不仅在压力容器，造船行业应用广泛，在机械制造、海洋开发、汽车制造、石油化工、航天技术、原子能、电力、电子技术及建筑等部门都已经应用广泛了。

　1.4 操作难度及其易出现的问题

　在施焊过程中也会遇到一些困难及容易发生的事情。所有的部件装配前均应用有效工具清除焊缝及焊缝两侧的有害杂质，如：油、锈、水、污泥等；坡口加工应准确定位，装配合拢时应符合线型要求，不宜强制成型，以避免构件内部存在较大应力；每一道工序完工后应进行自检、互检、专检，合格后方可移交下道工序，安装质量一定要严格检验上道工序；在管道焊接过程中一定要那准焊接的工艺参数。

　2

　焊接工艺规范

　2.1

　焊前准备

　2.1.1

　 坡口形式及加工方法 坡口形式为 V 型，应采用机械加工方法，试件尺寸如图 1 所示。

　图 1

　试件规格及坡口形式

　 （1）焊接方法 打底用手工钨极氩弧焊、盖面用焊条电弧焊盖面（WS\D）

　 （2）母材、焊材材质规格 母材：20 号钢

　Ф108X4 焊材：TIG-J50

　钨极Ф2.4

　R427

　Ф2.5 2.1.2

　焊接电源 WSE-400 系列焊接电源。

　2.1.3

　焊接工具

　 钢丝钳，锤子，砂纸，钢丝刷子，常用锉刀，活动扳手各一把，老虎钳，台式砂轮 角向磨光机各一台

　2.1.4

　焊条烘干及焊丝清理 焊条烘干规范: 焊条烘干 300℃后常温下保温 2h。低氢型焊条在常温下保温超过 4h，应重新烘干。焊条重复烘干不宜超过 3 次。

　2.1.5

　焊丝及工件清理 使用角磨砂轮、锉刀等工具彻底清理清除工件坡口表面及距坡口两侧 20mm 左右范围的油污、锈等污物。打磨至露出金属光泽为宜，用棉纱清理焊丝表面的油污等污物。

　2.1.6

　装配 (1)装配间隙始终为 2.5mm，终端为 3.0mm。

　 (2)错边量≤0.5 mm，保证试件基本同轴。

　 (3)定位焊在焊接过程中极为重要，焊点长度为 2～5mm，必须牢固，避免坡口间隙过窄，而

　影响焊接质量。

　 (4)定位焊缝位置为“时钟的 4 点、8 点、12 点”，试件空间位置如图片 2 所示。

　图 2

　管材倾斜 45°固定对接示意 2.2

　焊接工艺要点

　2.2.1

　焊前预热的目的

　 （1）延长焊接时熔池凝固时间，避免氢致裂纹

　 （2）减缓冷却速度，提高钢材抗裂性

　 （3）减少温度骤降，降低焊接应力

　 （4）减少焊件结构的 拘束力 2.2.2

　焊前预热温度的确定

　 （1）需热处理的焊口，当管子外径大于等于 219 mm 或壁厚大于等于 20mm 应采用电加热进行预热，预热升温速度与热处理升温速度相同，预热宽度从对口中心开始，每侧不少于焊件厚度的3 倍，且每侧都不小于 100mm。重新焊接的焊件必须要重新进行热处理。热电偶用铁丝捆绑扎牢固，离开坡口 50-60mm。

　 （2）当焊件有冷裂纹趋势时，焊接工作停止后，若不能立即进行焊后热处理，应进行后热，后热温度为 300-350℃/2h。其中加热温度应不小于预热时的温度。

　 （3）当打底层采用钨极氩弧焊焊接时，可按下限温度降低 50℃进行预热。

　 （4）厚壁大于或等于 6mm 的合金钢管件在负温下焊接时应比最低的预热温度高 20~50℃，壁厚小于 6mm 的低合金钢管子及壁厚大于 15mm 的碳素钢管子，在负温下焊接，也应适当预热，空气温度较大时也应适当预热，其中预热温度不得高于 50℃。

　 （5）承压件与非承压件焊接时，应按承压件进行预热，接管座与主要管道焊接时，应按主要管道进行预热。

　2.2.3

　焊后热处理

　 （1）采用氩弧焊或低氢型焊条，焊前预热和焊后适当缓冷的 12Cr1MoV（壁厚≤8mm）和 15CrMo（壁厚≤10mm，管径≤108mm）的管接头，可免作焊后热处理。

　 （2）采用氩弧焊或低氢型焊条，焊前预热和焊后适当缓冷的 12Cr1MoV（壁厚≤8mm）和 15CrMo（壁厚≤10mm，管径≤108mm）的管接头，可免作焊后热处理。

　 （3）焊接时允许的最低施焊环境温度：A-I 类钢-10℃，低合金钢、A—II、AIII 及 B-I 类钢0℃，B-II、B-III 类钢 5℃，C 类钢不作规定。

　 （4）应使用预热方法：预热焊缝≥219 毫米直径或壁厚≥20 毫米电加热管，管道焊接位置困难，不能用于火焰预热时，电加热。预热火焰预热时，需要两个或两个以上的对称运动的焊缝均匀烘烤。在任何时候，远红外测温仪进行监测，符合要求后焊接。

　（5）预热温度的选择应考虑钢的可焊性，焊件的厚度，接头类型，环境温度，焊接的材料和材料中的含氢量。

　 (6)热处理温度必须是准确和可靠的测量的校准标准应采用通过合格的自动记录装置中，对于大于或等于 273 毫米直径的管，温度应在焊接点的中心对称地沿周向布置，而不是减超过 2 分。水平管测量点应垂直对称布置。

　 (7)焊接过程中的温度不低于预定温度的下限值之间的中间，并且不高于 400℃。

　(8)焊后热处理温度选择：不能超过 AC1，一般应在 AC1 以下 30~50℃，异种钢焊接时按合金成份低的一侧选择。

　 (9)压力管道和压力组件，焊后热处理上升，6250/厚度冷却速率℃/ h 的计算，不超过 300℃/ h 的。管壁厚度≥70 毫米中间检验应进行，要做到 350℃，2H 焊后热处理温度。中级考试完成焊接残余焊后热处理，按规定做。

　 (10)焊后热处理中心的计数，在每边不小于 3 倍的厚度的方管，和不小于 100 毫米的宽度，而降低绝缘厚度的宽度应加强周向和径向的温度差。

　 (11)焊接热绝缘宽度从焊缝坡口的边缘，点的每一侧的管的壁厚不小于 5 倍，每边应高于安装加热器的增加的宽度不小于 100 毫米，绝缘厚度为 40?60 毫米适当。

　 (12)热处理加热用，应该努力和焊缝两侧的内，外壁的温度均匀性，恒定的温度范围内的任何两个天在加热过程中的温度应低于 50℃。

　 (13)应当禁止焊缝热处理前的压力下或通过媒体。冷拔焊接接头装载工具的使用，它必须去除热处理后固定，单管热处理必须固定牢固，不能晃动。

　 (14)热处理设备的精度控制在±5℃，热记录器和热电偶内必须计算由计量部门，测量仪器必须重新验证。

　(15)有冷裂的倾向，如果不及时的，应该是氢焊后处理，如厚壁管和管道的高合金钢热处理。

　(16)不同种类的钢焊接，焊后热处理程序。

　(17)建设焊接热处理和焊接工艺评定应是兼容的操作说明和热处理卡，运行记录应如实填写热处理，热处理表。

　(18)焊接热处理施工现场必须有严密的防风、防雨措施。

　2.2.4

　实验原理 热处理是一种重要的金属加工工艺方法，目的是提高钢的使用性能和工艺性能。钢的热处理的工艺特点是，钢加热到一定的温度，保温一定的时间，然后以一定的冷却方式进行冷却。

　 （1）钢的淬火热处理 淬火热处理就是把碳钢加热到 AC3 或者 AC1 以上 30-50℃左右，保温后放到不同的冷却介质中进行快速冷却（冷却速度大于临界冷却速度），以得到马氏体组织（M）。淬火后可以得到马氏体

　组织和残余奥氏体组织。

　 淬火的温度确定：根据材料的不同，在图 3 中查的其临界温度 AC3 或者 AC1，然后加上 40℃，就可以得到其加热温度。

　图 3

　铁碳合金相图

　 ○ 2 保温时间的确定：加热炉所需加热温度后，也为一段时间的热量，以确保整个零件达到所需的温度。显然，与有关系的大小和形状的工件保持时间。

　 ○ 3 冷却介质的选择：冷却硬化的关键工序，它的性能直接影响硬化碳钢。淬火的冷却速度大于临界冷却速度，，取得过冷的马氏体。有效地防止在冷却过程中的变形和开裂的发生，而且，在结晶过程中的生产控制的内部应力。为了确保淬火效果，应采用合适的冷却介质的冷却方法。

　 ○ 4 工件进炉，炉内温度控制器设定加热温度控制，启动加热。

　 ○ 5 当炉达到设定温度时，开始对热量进行定时。

　 ○ 6 工件出炉后应快速放入水中进行冷却。

　 钢的回火热处理：

　钢在淬火后得到的马氏体组织硬而脆，且钢件的内部有很大的内应力。回火的目的就是消除钢的内应力，适当降低硬度，改善工艺性能。根据不同的工艺要求，回火分为高温回火、中温回火和低温回火三种工艺方法。

　2.2.5

　工艺参数选择

　 焊接参数可参照表 1、2 所示选择。

　表 1

　氩弧焊打底焊接参数参考范围 焊接 层次 钨极直...

相关热词搜索： 管材 倾斜 操作技巧