14mm0Cr18Ni板對(duì)接焊條電弧焊焊接工藝設(shè)計(jì)

1、金屬材料焊接工藝與評(píng)定課程設(shè)計(jì)任務(wù)書姓名_鄭慶龍 專業(yè)焊接技術(shù)及自動(dòng)化 班級(jí)焊接3111 學(xué)號(hào)_25_設(shè)計(jì)題目：組學(xué)號(hào)項(xiàng)目11-4Q235-B鋼（板厚14mm）焊條電弧焊焊接工藝評(píng)定及厚大工件焊接工藝25-8Q235-B鋼（板厚12mm）CO2氣體保護(hù)焊焊接工藝評(píng)定及厚大工件焊接工藝39-1220G鋼（板厚20mm）埋弧自動(dòng)焊焊接工藝評(píng)定及焊接工藝413-1616MnR鋼（板厚12mm）焊條電弧焊焊接工藝評(píng)定及焊接工藝517-2016MnR鋼（板厚14mm）CO2氣體保護(hù)焊焊接工藝評(píng)定及焊接工藝621-2416MnR鋼（板厚16mm）埋弧自動(dòng)焊焊接工藝評(píng)定及焊接工藝725-280Cr18Ni9

2、鋼（板厚14mm）焊條電弧焊焊接工藝評(píng)定及焊接工藝829-320Cr18Ni9Ti鋼（板厚10mm）鎢極氬弧焊焊接工藝評(píng)定及焊接工藝933-361Cr18Ni9Ti鋼（板厚12mm）焊條電弧焊焊接工藝評(píng)定及焊接工藝一、原始資料工件材質(zhì) 0Cr18Ni9鋼 兩塊試件尺寸 300mm×150mm×tmm 焊接位置 平焊接頭形式 對(duì)接接頭二、設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求內(nèi)容：編制焊條電弧焊的焊接工藝評(píng)定指導(dǎo)書、規(guī)程及工藝。要求：1、大標(biāo)題3號(hào)黑體、一級(jí)標(biāo)題4號(hào)宋體加粗、正文小4號(hào)宋體、圖及表5號(hào)宋體。2、圖表均要居中并且要有圖表號(hào)，圖的名字在圖的下方，表達(dá)方式是如圖幾所示，表的名字在表的上方，

3、表達(dá)方式是見表幾，左右無邊框，上下線加粗，圖與表號(hào)與名稱間均空2格，圖表要清晰。3、每段開始空2格，每級(jí)標(biāo)題均空2格，段落間距為固定值20磅。4、降級(jí)方式應(yīng)按一、1、（1）、a，同學(xué)們可以參考焊接方法與設(shè)備教材。5、參考資料的格式如 雷世明主編焊接方法及設(shè)備北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002三、任務(wù)1、母材技術(shù)狀況（鋼種、厚度、交貨狀態(tài)等）。2、焊接材料選擇及技術(shù)狀況（焊絲、焊條、焊劑牌號(hào)、規(guī)格、焊接材料等級(jí)、制造廠、氣體等）。3、焊前準(zhǔn)備（坡口形式及加工方式、接頭形式、焊接位置、工件尺寸、坡口區(qū)域油、水、銹的處理、焊條、焊絲、焊劑的烘干及保溫、氣體純度的保證等）。4、焊接設(shè)備與工具（設(shè)備與工具名

4、稱、型號(hào)、特性、制造廠等）。5、焊接確定（焊道布置、焊接順序，試板長度方向應(yīng)與鋼板的軋制方向、接頭圖及焊接層次和焊道布置、點(diǎn)固、反變形等）。6、焊接工藝參數(shù)確定（焊接電流、電弧電壓、焊接速度、焊接層次、每層焊道、焊條直徑、焊絲直徑、焊劑牌號(hào)、噴嘴直徑、氣體流量等）。7、操作要點(diǎn)及注意事項(xiàng)（引弧、運(yùn)條、敲渣、清根、焊槍的運(yùn)動(dòng)、收弧等）8、其它（焊前預(yù)熱、道間溫度、消氫、焊后熱處理及消除應(yīng)力等）。9、檢驗(yàn)要求（無損檢測用RT或UT，表面裂紋檢查用PT或MT，理化性能試驗(yàn)有橫向拉伸、冷彎、沖擊要求）。10、焊接工藝評(píng)定和規(guī)程按照J(rèn)B4708和JB/T4709執(zhí)行和填寫。11、按要求編制焊接工藝。四、

5、日程安排日期任務(wù)星期一上午設(shè)計(jì)任務(wù)的布置、熟悉設(shè)計(jì)要求和步驟、收集、查閱、準(zhǔn)備相關(guān)資料下午繼續(xù)收集、準(zhǔn)備相關(guān)資料星期二上午確定材質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，焊接工藝、初步編制焊接工藝及評(píng)定指導(dǎo)書(pWPS)下午繼續(xù)編制焊接工藝預(yù)焊接工藝規(guī)程（評(píng)定指導(dǎo)書），按要求填寫評(píng)定記錄和報(bào)告星期三上午編制焊接工藝下午編制焊接工藝星期四上午編寫焊接工藝及評(píng)定、規(guī)程設(shè)計(jì)說明書（必須用電子文稿）下午編寫焊接工藝及評(píng)定、規(guī)程設(shè)計(jì)說明書星期五上午焊接工藝及評(píng)定、規(guī)程設(shè)計(jì)說明書的上交與檢查下午答辯 14mm0Cr18Ni板對(duì)接焊條電弧焊焊接工藝設(shè)計(jì)一 母材的性能1.母材的選擇：選用母材尺寸為300mmX150mmX14mm的0Cr18N

6、i9試板2塊，具有良好的焊接性?；瘜W(xué)成分見下表： 表1 0Cr18Ni9化學(xué)成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%） C Si Mn P S Cr Ni0.08 1.002.000.0350.0308%-11%18%-20% 表2 力學(xué)性能抗拉強(qiáng)度條件屈服強(qiáng)度伸長率斷面收縮率硬度520MPa205MPa40%60% 187HBC 90HRC熱處理規(guī)范及金相組織：熱處理規(guī)范：固溶1010-1150快冷組織特征：奧氏體型 二 焊接材料的選擇 焊條電弧焊的焊接工藝設(shè)計(jì)選擇的焊接材料為堿性焊條，牌號(hào)為A102，焊條直徑為4.0mm、5.0mm。焊材標(biāo)準(zhǔn)為GB/T983-1995，為了保證焊條的技術(shù)要求，要選用硫、磷、硅等雜

7、質(zhì)含量低的原材料，要嚴(yán)格控制焊縫中的含氧量，含氮量、含氫量。堿性焊條電弧燃燒的穩(wěn)定性差，對(duì)鐵銹、水分比較敏感。但是堿性焊條的力學(xué)性能和抗裂能力也是比較好的，含氫量很低，這樣可以避免產(chǎn)生氫致裂紋。但是焊接過程中飛濺較大，焊縫表面粗糙，不易脫渣，產(chǎn)生較多的有毒煙塵，容易產(chǎn)生氣孔， 焊條的選用主要考慮焊縫的使用性和施焊的工藝性，焊條選擇的主要原則有以下幾點(diǎn)： 1.根據(jù)被焊金屬材料的類型，選擇相應(yīng)焊條種類的大類。 2.根據(jù)被焊母材的性能，選用與其性能相同的焊條，或選用熔敷金屬與母材化學(xué)成分類型相同的焊條，以保證母材性能與焊縫相同。 3.選擇焊條時(shí)還要考慮工藝方面，主要是操作方便，易獲得優(yōu)良的焊縫。 4

8、.從價(jià)格考慮，在滿足性能及施工要求的前提下，盡量選用熔敷效率高、價(jià)格低的焊條，從而提高生產(chǎn)率，降低成本。 三 焊接方法 焊條電弧焊的焊接效率較低，而且勞動(dòng)強(qiáng)度也較大，對(duì)焊工的技術(shù)要求較高，主要是靠操作技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，因此必須經(jīng)常對(duì)焊工進(jìn)行培訓(xùn)，花費(fèi)較高。勞動(dòng)條件差，要加強(qiáng)對(duì)焊工身體的保護(hù)。也不利于特殊金屬以及薄板的焊接。但是由于電弧焊操作簡單，設(shè)備簡單，適應(yīng)性強(qiáng)，能在任意空間進(jìn)行焊接，所以廣發(fā)用于各個(gè)領(lǐng)域，是應(yīng)用最廣泛的焊接方法之一。電極是由合金和非金屬芯絲和焊條藥皮組成，可以保護(hù)焊縫，也可以穩(wěn)定電弧，還能引起渣層的形成，保護(hù)焊縫使之成型。低氫鈉型焊條必須使用直流，以保證電弧燃燒穩(wěn)定。使用焊機(jī)型號(hào)

9、為ZX7-400。采用直流反接的原因：1由于堿性焊條的藥皮中，含有較多的螢石(CaF2)成分，在焊接時(shí)分解出電離電位較高的氟元素，使電弧的穩(wěn)定性大大降低，如果采用穩(wěn)定性差的交流電源焊接，將不可能建立穩(wěn)定燃燒的電弧，因此采用堿性焊條必須采用直流電源。  2采用直流反接法，熔滴向熔池過渡時(shí)，將受到熔池方向射來的電子流撞擊，但其阻力較小，電弧穩(wěn)定。反之，采用正接法時(shí)，將受到陽離子流撞擊，阻礙了熔滴過渡，造成飛濺，并破壞了電弧的穩(wěn)定性。  3采用直流反接法可防止產(chǎn)生氫氣孔。由于熔池處于陰極，由焊條方向射來的氫陽離子與熔池表面的電子復(fù)合成氫原子，減少了氫氣孔產(chǎn)生的幾率。 四 焊前準(zhǔn)備

10、焊前準(zhǔn)備包括坡口的選擇和制備，焊接區(qū)域的清理，焊條烘干，工件裝配定位和焊前預(yù)熱。這些都會(huì)影響焊接質(zhì)量嚴(yán)重的還會(huì)引起工件的報(bào)廢和返工。 1.坡口的制備目的 保證可以焊透 獲得良好的焊縫和以便于清渣。 調(diào)整焊縫金屬的化學(xué)成分坡口的制備在本次設(shè)計(jì)中采用的是X形坡口，加工尺寸為300mm×150mm×25mm,開坡口采用多層焊法或多層多道焊。 2.試件的清理 它是指對(duì)接頭坡口及其附近(約20mm)的表面被油、銹、漆和水等污染的處理。用堿性焊條焊接時(shí)，對(duì)焊接區(qū)域的清理要求極為嚴(yán)格和徹底，否則，極易產(chǎn)生氣孔和延遲裂紋。而且在操作時(shí)應(yīng)該采用短弧，以防止空氣入侵熔池，運(yùn)條易采用月牙形，可使

11、熔池冷卻速度緩慢，有利于焊縫中氣體的逸出，以提高焊縫質(zhì)量。酸性焊條對(duì)油，銹不敏感，若銹蝕較輕，而且對(duì)焊縫質(zhì)量要求不高時(shí)可以不予清理，可以根據(jù)被請物的種類及具體條件，分別選用鋼絲刷，也可以選去油劑，必要時(shí)，還可以用氧乙炔焰清理，以除去工件表面油污和氧化皮。 3.焊條烘干及保溫 由于焊條在長期運(yùn)輸過程中難免會(huì)受潮，為了保證焊接質(zhì)量，用前仍需按產(chǎn)品說明書的規(guī)定進(jìn)行烘干。在烘干溫度由藥皮種類確定。一般酸性焊條取70150范圍，最高不超過250，保溫11.5h；堿性焊條取300400范圍，保溫12h。溫度太低達(dá)不到去除水分的目的，溫度過高，藥皮容易開裂，焊接時(shí)成塊脫落，而且藥皮中的組成物會(huì)氧化和分解，直

12、接影響焊接質(zhì)量。 焊條烘干一般采用專用的烘箱，應(yīng)遵循用多少烘多少，隨用隨烘的原則。烘后的焊條不易露天放置過久，可以放在專用的烘箱，低氫焊條對(duì)水分比較敏感，要求使用前要烘干，原則上不能超過兩次，酸性焊條藥皮中允許的含水量較高，是否要烘干，根據(jù)焊條受潮程度而定。五 焊接設(shè)備與工具焊條電弧焊的焊接設(shè)備主要有弧焊電源，焊鉗和焊接電纜。此外還有面罩、敲渣錘，鋼絲刷和焊條保溫桶等，后面的是輔助設(shè)備或工具。我國焊條電弧焊電源主要是弧焊變壓器和弧焊整流器。前一種屬于交流，后一種屬于直流，弧焊電源的種類主要根據(jù)焊條類型和焊接的產(chǎn)品來選擇的，不銹鋼型使用直流，以保證電弧燃燒穩(wěn)定。使用焊機(jī)型號(hào)為ZX7-400。六

13、焊接工藝參數(shù) 由于母材熔化第一層焊縫金屬中的比例最高達(dá)30%左右，所以第一層焊縫焊接時(shí)，盡量采用小的電流，慢的焊接速度，采用之字形運(yùn)條，以減少母材的熔深。表3 焊條電弧焊工藝參數(shù)焊接層次焊接直徑/mm焊接電流/A焊接速度/cm電弧電壓/V1/14.0110-13015-1726-272/25.0160-18018-2027-313/35.0160-18018-2027-314/45.0160-18018-2027-315/55.0160-21018-2031-33七 預(yù)熱 預(yù)熱是焊接開始前對(duì)被焊工件的全部或局部進(jìn)行適當(dāng)加熱的工藝措施。預(yù)熱可以減小接頭焊后冷卻速度，避免產(chǎn)生淬硬組織，減小焊接應(yīng)力

14、及變形。它是防止產(chǎn)生裂紋的有效措施。對(duì)于剛性不大的低碳鋼和強(qiáng)度級(jí)別較低的低合金高強(qiáng)鋼的一般結(jié)構(gòu)，一般不必預(yù)熱。但對(duì)剛性大的或焊接性差的容易產(chǎn)生裂紋的結(jié)構(gòu)，焊前需要預(yù)熱。碳鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼的最高預(yù)熱溫度和層間溫度不大于300，采用局部預(yù)熱時(shí)，應(yīng)防止局部應(yīng)力過大。  預(yù)熱溫度根據(jù)母材的化學(xué)成分、焊件的性能、厚度、焊接接頭的拘束程度和施焊環(huán)境溫度以及有關(guān)產(chǎn)品的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等條件綜合考慮，重要的結(jié)構(gòu)要經(jīng)過裂紋試驗(yàn)確定不產(chǎn)生裂紋的最低預(yù)熱溫度。預(yù)熱溫度選得越高，防止裂紋產(chǎn)生的效果越好；但超過必需的預(yù)熱溫度，會(huì)使熔合區(qū)附近的金屬晶粒粗化，降低焊接接頭質(zhì)量，勞動(dòng)條件也將會(huì)更加惡化。整體預(yù)熱通

15、常用各種爐子加熱。局部預(yù)熱一般采用氣體火焰加熱或紅外線加熱。預(yù)熱溫度常用表面溫度計(jì)測量。 若焊件太大，整體預(yù)熱有困難時(shí)，可以進(jìn)行局部預(yù)熱，局部預(yù)熱的加熱范圍為漢口兩側(cè)各150-200mm。八 后熱和焊后熱處理 焊后立即對(duì)焊件的全部 ( 或局部 ) 進(jìn)行加熱或保溫，使其緩冷的工藝措施稱為后熱。后熱的目的是避免形成硬脆組織，以及使擴(kuò)散氫逸出焊縫表面，從而防止產(chǎn)生裂紋。   焊后為改善焊接接頭的顯微組織和性能或消除焊接殘余應(yīng)力而進(jìn)行的熱處理稱為焊后熱處理。焊后熱處理的主要作用是消除焊件的焊接殘余應(yīng)力，降低焊接區(qū)的硬度，促使擴(kuò)散氫逸出，穩(wěn)定組織及改善力學(xué)性能、高溫性能等。因此，選擇

16、熱處理溫度時(shí)要根據(jù)鋼材的性能、顯微組織、接頭的工作溫度、結(jié)構(gòu)形式、熱處理目的來綜合考慮，并通過顯微金相和硬度試驗(yàn)來確定。   對(duì)于易產(chǎn)生脆斷和延遲裂紋的重要結(jié)構(gòu)，尺寸穩(wěn)定性要求高的結(jié)構(gòu)，以及有應(yīng)力腐蝕的結(jié)構(gòu)，應(yīng)考慮進(jìn)行消除應(yīng)力退火：對(duì)于鍋爐、壓力容器，則有專門的規(guī)程規(guī)定，厚度超過一定限度后要進(jìn)行消除應(yīng)力退火。溫度范圍為600-650。消除應(yīng)力退火必要時(shí)要經(jīng)過試驗(yàn)確定。 防止措施：在滿足設(shè)計(jì)要求的前提下，選擇低強(qiáng)度的焊條，使焊縫強(qiáng)度低于母材，應(yīng)力在焊縫中松弛，避免熱影響區(qū)產(chǎn)生裂紋：盡量減少焊接殘余應(yīng)力和應(yīng)力集中；控制焊接熱輸入，合理地選擇熱處理溫度，盡可能地避開敏感

17、區(qū)范圍的溫度。 九 注意事項(xiàng)和操作要點(diǎn) 1.操作要點(diǎn) 焊接時(shí)，焊條端部緊貼坡口根部，在熔池上面保持一個(gè)清晰可見的熔孔，使液態(tài)金屬23在焊縫正面.13在背面，焊接過程中，電弧要盡量短，并注意在坡口兩側(cè)停留，以保證焊縫表面平整，背面焊縫兩端不產(chǎn)生咬邊。2.注意事項(xiàng) 清理填充焊及坡口上的飛濺、焊渣，打磨掉焊道上凸起的焊瘤。蓋面焊時(shí)擺動(dòng)幅度比填充焊時(shí)要大防止氣孔、燒穿、未熔合、飛濺、焊縫成形不良、電弧不穩(wěn)等現(xiàn)象。十 檢驗(yàn) 1.試件表面不應(yīng)有焊瘤、燒穿、夾渣、氣孔、未熔合等缺陷。 2.焊縫咬邊深度小于等于0.5mm，兩側(cè)咬邊合計(jì)總長不超過焊縫長度的10 3.不應(yīng)有為焊透，因焊接接頭不良造成的未焊透深度不

18、大于板厚的10，且小于等于1.5mm板厚，每處接頭不良長度3mm,背面下塌2mm 4.焊縫縮溝及根部收縮深度20的板厚，且2mm 5.焊縫內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合GBT33232005級(jí)合格的規(guī)定 6.錯(cuò)邊量應(yīng)10的板厚，變形角小于等于3° 7.試板的力學(xué)性能應(yīng)符合TBT26531989規(guī)定 8.外觀質(zhì)量應(yīng)符合JBZQ3680規(guī)定 9.試板兩端20mm不作為評(píng)定范圍焊接工藝指導(dǎo)書單位名稱 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) 25 日期2013/10/25 焊接工藝評(píng)定編號(hào) 25 焊接方法 焊條電弧焊 機(jī)械化程度 手動(dòng) 焊接接頭：坡口形式 V型 襯墊（材料及規(guī)格） / 其他 簡圖：母材：類

19、別號(hào) 組別號(hào) 1 與類別號(hào) 組別號(hào) 1 相焊標(biāo)準(zhǔn)號(hào) GB/T4237 鋼 號(hào) 0Cr18Ni9 與標(biāo)準(zhǔn)號(hào) GB/T4237 鋼 號(hào) 0Cr18Ni9 相焊厚度范圍：母材：對(duì)接焊縫 5-28 角焊縫 不限 管子直徑、壁厚范圍：對(duì)接焊縫 5-28 角焊縫 不限 焊縫金屬厚度范圍： 對(duì)接焊縫 28 角焊縫 不限 其他 焊接材料：焊材類別焊條焊材標(biāo)準(zhǔn)GB/T9831995填充金屬尺寸4.0mm 5.0mm焊材型號(hào)E30816焊材牌號(hào)A122其他焊條烘干溫度150保溫1h耐蝕堆焊金屬化學(xué)成分（）CSiMnPSCrNiMoVTiNb0.081.002.000.0350.03018.0020.008.001

20、1.00其他：焊接位置：對(duì)接焊縫位置 平焊縫 焊接方向： 右焊法 角焊縫位置 / 焊接方向： / 焊后熱處理：溫度范圍（） / 保溫時(shí)間（h） / 預(yù)熱：預(yù)熱（）（允許最低值） / 層間溫度（）（允許最高值） 80 保持預(yù)熱時(shí)間 / 加熱方式 / 保護(hù)氣體： 氣體種類 混合比 流量（L/min）保護(hù)氣 / / / 尾部保護(hù)氣 / / / 背面保護(hù)氣 / / 電特性：電流種類： 直流 極性： 反接 焊接電流范圍（A）： 160-210 電弧電壓（V）： 27-33 （按所焊位置和厚度，分別列出電流和電壓范圍，填入下表）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（

21、kj/cm）牌號(hào)直徑極性電流（A）1SMAWA1224.0反接1101202715186.62SMAWA1225.0反接160180273118206.73SMAWA1225.0反接160180273118206.74SMAWA1225.0反接180210313318206.72鎢極類型及直徑 / 噴嘴直徑（mm） / 熔滴過渡形式 / 焊絲送進(jìn)速度（cm/min） / 技術(shù)措施：擺動(dòng)焊或不擺動(dòng)焊： 擺動(dòng)焊 擺動(dòng)參數(shù)： 之字，月牙形 焊前清理和層間清理： 機(jī)械方法 背面清根方法： 碳弧氣刨 單道焊或多道焊（每面）： 多到焊 單絲焊或多死焊： / 導(dǎo)電嘴至工件距離（mm）： / 錘擊： 不錘擊

22、其他：編制日期審核日期批準(zhǔn)日期焊接工藝評(píng)定報(bào)告單位名稱： 安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 焊接工藝評(píng)定編號(hào)： 25 焊接工藝指導(dǎo)書編號(hào)： 25 焊接方法： 焊條電弧焊 機(jī)械化程度： 手動(dòng) 接頭簡圖: 母材： 材料標(biāo)準(zhǔn)： GB/T3280 鋼號(hào)： 0 Cr18Ni9 類、組別號(hào)： 1 與類、組別號(hào)：1 相焊厚度： 14mm 直徑： / 其他： / 焊后熱處理：熱處理溫度（）： / 保溫時(shí)間（h）： / 保護(hù)氣體：氣體種類 混合比 流量（L/min） 保護(hù)氣體 / / / 尾部保護(hù)氣體 / / / 背面保護(hù)氣體 / / / 填充金屬：焊材標(biāo)準(zhǔn)： GB/T3280 焊材牌號(hào)： A122 焊材規(guī)格：5.0mm

23、焊縫金屬厚度： 14mm 其他： / 電特性：電流種類： 直流 極性： 反接 鎢極尺寸： / 焊接電流（A）： 160210 電弧電壓（V）： 2733 其他： / 焊接位置：對(duì)接焊縫位置： / 方向角焊縫位置： / 方向技術(shù)措施：焊接速度（cm/min）： 1520 擺動(dòng)或不擺動(dòng)： 擺動(dòng) 擺動(dòng)參數(shù)： 月牙形 多道焊或單道焊（每面）： 多 多絲焊或單死焊： / 其他： / 預(yù)熱：預(yù)熱溫度（）： / 層間溫度（）： 80 其他： / 拉伸試驗(yàn)試驗(yàn)報(bào)告編號(hào)： 25 試樣編號(hào)試樣寬度mm試樣厚度mm橫截面積mm2斷裂載荷kN抗拉強(qiáng)度MPa斷裂部位和特征01256150117390673斷焊縫02256150121170622斷焊縫彎曲試驗(yàn)試驗(yàn)報(bào)告編號(hào)： 27 試樣編號(hào)試樣類型試樣厚度mm彎軸直徑mm彎曲角度°試驗(yàn)結(jié)果03面彎624180合格04面彎624180合格05背彎624180合格06背彎624180合格沖擊試驗(yàn) 試驗(yàn)報(bào)告編號(hào)： 27 試樣編號(hào)試樣尺寸缺口類型