畢業(yè)論文高強鋼焊接工藝規(guī)范

1、 南通航運職業(yè)技術學院船舶與海洋工程系畢 業(yè) 論 文 高強鋼焊接工藝規(guī)范姓 名： 學 號： 班 級： 專 業(yè)： 指導老師： 時 間： 高強鋼焊接工藝規(guī)范（南通航運職業(yè)技術學院船舶與海洋工程系 焊接3091）摘要：高強度鋼的焊接應用，在工業(yè)生產(chǎn)和國防建設的各個領域取得了十分顯著的經(jīng)濟和社會效益。這類鋼的主要特點是強度高，韌性、塑性也較好，在壓力容器、工程機械、橋梁、艦船、各種車輛以及其他鋼結構制造中得到了廣泛的應用。隨著國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展，各行各業(yè)都重現(xiàn)出欣欣向榮的局面，但我們看到在繁榮的背后同時暴露出了一些問題：各行各業(yè)都在消耗大量的能源和資源，全球資源減少的同時污染日益嚴重。國家已經(jīng)認識到一

2、些問題的嚴重性，中央已經(jīng)明確提出各行業(yè)要節(jié)約20的能源、20的鋼鐵，要求從源頭做起。對于我們鋼鐵使用的單位都必須減少鋼鐵的用量，減少鋼鐵使用量的有效途徑是提高鋼鐵的強度，所以在今后的日子里，高強度鋼會逐步取代目前大量采用500MPa級以內的低強鋼。關鍵詞：高強鋼 規(guī)范 焊接 注意事項Abstract: High strength steel welding application in industrial production and national defense construction of each fields have achieved remarkable economic

3、and social benefits. This kind of steel is the main characteristics of high strength, toughness, plastic is better also, in pressure vessel, engineering machinery, Bridges, ships, all kinds of vehicles and other steel structure in manufacturing a wide range of applications. With the rapid developmen

4、t of national economy, and all walks of life have a prosperous situation again, but we see in the prosperity behind and exposed some questions: all walks of life are in consume large amounts of energy and resources, the global resources and reduce the serious pollution. Countries have to recognize s

5、ome of the seriousness of this problem, the central committee has definitely put forward to save 20% of the energy industry, 20% of the steel, request from the source is made. We use for the steel unit must reduce the dosage of steel, reduce steel use effective way is to enhance the strength of stee

6、l, so in the future days, high strength steel will gradually replace the current 500 MPa used in great quantities than level low strong steel.Keywords: high-strength steel standard weld matters needing attention序言高強度鋼的焊接應用，在工業(yè)生產(chǎn)和國防建設的各個領域取得了十分顯著的經(jīng)濟和社會效益。這類鋼的主要特點是強度高，韌性、塑性也較好，在壓力容器、工程機械、橋梁、艦船、各種車輛以及其

7、他鋼結構制造中得到了廣泛的應用。隨著國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展，各行各業(yè)都重現(xiàn)出欣欣向榮的局面，但我們看到在繁榮的背后同時暴露出了一些問題：各行各業(yè)都在消耗大量的能源和資源，全球資源減少的同時污染日益嚴重。國家已經(jīng)認識到一些問題的嚴重性，中央已經(jīng)明確提出各行業(yè)要節(jié)約20的能源、20的鋼鐵，要求從源頭做起。對于我們鋼鐵使用的單位都必須減少鋼鐵的用量，減少鋼鐵使用量的有效途徑是提高鋼鐵的強度，所以在今后的日子里，高強度鋼會逐步取代目前大量采用500MPa級以內的低強鋼。低合金高強鋼是今后將采用量最大的鋼種，它通常是指抗拉強度在5001000MPa范圍并考慮焊接性而生產(chǎn)制造的鋼材，而抗拉強度在1000MPa

8、以上一般稱為超高強鋼。低合金鋼的種類可以分為非調質鋼和經(jīng)過淬火-回火的調質鋼。非調質鋼又可分為熱軋鋼、控制剛和正火鋼等。一般非調質鋼指常溫抗拉強度600MPa以下的鋼材，調質鋼則為抗拉強度在600MPa以上的鋼材。根據(jù)調質鋼、非調質鋼強度級別的差別，這兩類鋼材的焊接性、焊接工藝和接頭性能有很大的差別。低合金高強鋼總體來說焊接性較好，可基本上采用現(xiàn)有的焊接工藝方法。常用的方法：從上世紀初，焊接技術得到應用以來，多種焊接方法得以發(fā)明與應用。1、手工電弧焊手工電弧焊適用于各種不規(guī)則形狀、各種焊接位置的焊縫。手工焊時主要根據(jù)焊件厚度、坡口形式、焊縫位置等選擇焊接工藝參數(shù)。多層焊的第一層以及非平焊位置的

9、焊接時，焊條直徑應小一些。在保證焊接質量的前提下，應盡可能選用大直徑焊條大電流焊接，以提高生產(chǎn)率。手工電弧焊使用范圍廣，焊接材料與工藝成熟，對于5001000MPa范圍內的鋼種都可采用此方法，其配套的焊條有CJ607RH、CJ707RH、CJ807RH、CJ107等，但其焊接效率低下，成型較差，在允許的情況下我們應盡可能的不采取手工電弧焊。2、埋弧自動焊埋弧自動焊用于具有熔敷效率高、大熔深以及機械自動操作的優(yōu)點，特別適用于大型大型焊接結構的制造，廣泛用于船舶、管道和要求長焊縫的制造，多用于平焊和平角焊位置。埋弧自動焊包括雙面埋弧自動焊和單面焊雙面成形埋弧自動焊工藝。對于抗拉強度在500700M

10、Pa的鋼種目前都可采用埋弧焊進行平焊和平角焊，焊接結構有鋼結構、管線、橋梁、等，配套的焊絲有：CJGNH-1、CJQ-1、H1OMn2、CH62CF、H70Q等。對于抗拉強度大于700MPa的鋼種，使用埋弧焊的實例不是很多，主要是埋弧焊的焊接線能量大，導致焊縫及熱影響區(qū)的晶粒粗大，增加了脆性而降低了韌性。3、CO2氣體保護焊CO2氣體保護焊是目前大力推廣的高效焊接方法，其包含CO2氣體保護焊藥芯焊絲和實芯焊絲，其實芯焊絲應用范圍較廣，500900MPa的高強鋼都采用了實芯焊絲，應用領域基本包含了現(xiàn)有的結構，使用效果較好，氣保焊絲的窄間隙焊具有生產(chǎn)率高、焊接熱輸入小，熱影響區(qū)小等優(yōu)點，更適用于焊

11、接性較差的低合金鋼。其配套的焊絲有：WH50-6、WH60-G、WH70-G、WH80-G、WH90-G等。藥芯焊絲作為高效焊接材料目前在造船行業(yè)得到了廣泛的應用其應用率達到60以上，主要采用500MPa的藥芯焊絲， 4.熔化極氣體保護焊熔化極混合氣體保護焊是采用在惰性氣體中加入一定量的活性氣體，熔化極混合氣體保護焊可采用短路過渡、噴射過渡和脈沖噴射過渡進行焊接，且能獲得穩(wěn)定的焊接工藝性能和良好的焊接接頭，適用于平焊、立焊、橫焊和仰焊以及全位置焊等，尤其適用于碳鋼、合金鋼和不銹鋼等黑色金屬材的焊接。尤其結合脈沖電源后，焊接電源的輸出電流以一定的頻率和幅值變化來控制熔滴有節(jié)奏的過渡到熔池；可在平

12、均電流小于臨界電流值的條件下獲得射流（射滴）過渡，穩(wěn)定地實現(xiàn)一個脈沖過渡一個（或多個）熔滴的理想狀態(tài)熔滴過渡無飛濺。并具有較寬的電流調節(jié)范圍，適合板厚1.0mm工件的全位置焊接，尤其對那些熱敏感性較強的材料，可有效地控制熱輸入量，改善接頭性能。由于脈沖電弧具有較強的熔池攪拌作用，可以改變熔池冶金性能，有利于消除氣孔，未熔合等焊接缺陷。脈沖條件下減少層間打磨時間焊縫成形美觀。 氣體保護焊示意圖 本文所重點描述的是混合氣體保護焊與高強鋼焊接之間的焊接要求及規(guī)范，就如何更好的進行高強鋼焊接展開的論述。1. 高強鋼焊接工藝規(guī)范1.1范圍高強鋼：屈服強度>460MPa的低合金高強度鋼。焊接方法：用

13、熔化極氣體保護焊（MAG）。保護氣體：用80%Ar+20%CO混合氣體。焊接材料：焊接Q550鋼：選用焊絲SLD-70或等強度工藝匹配焊材。焊接DOMEX650MC鋼：選用焊絲SLD-70或等強度工藝匹配焊材。焊接WELDOX700鋼及DOMEX700M鋼：選用焊絲SLD-70或等強度工藝匹配焊材。焊接WELDOX900鋼：選用焊絲Union90或GM120或等強度工藝匹配焊材。焊接WELDOX960鋼：選用焊絲Union90或GM120或等強度工藝匹配焊材。焊接WELDOX1100鋼：選用焊絲Union90或GM120或等強度工藝匹配焊材。圖1 焊材力學性能1.2 焊前準備1.2.1清除待焊

14、區(qū)域及焊縫表面25mm范圍內的水、氧化皮、銹、油污、油漆等，并將灰塵雜物清楚干凈。1.2.2焊絲表面應無油污、無銹蝕、鍍銅層完好無損、表面無毛剌，無明顯打彎或扭曲，自由狀態(tài)下松弛直徑大于380mm，翹距小于25mm。1.2.3調節(jié)氣體流量計將保護氣體流量控制在15L/min25L/min。1.3.4檢查噴嘴處氣體強弱程度，是否有明顯堵漏氣的現(xiàn)象，噴嘴和導管應該無油污、銹蝕、導電嘴無磨損并安裝正確牢固。1.2.5清楚送絲機運轉部位的雜質并檢查各連接件牢固和運轉的穩(wěn)定性，調節(jié)送絲機構送絲壓力和送絲穩(wěn)定性。1.2.6焊前準備好毛刷鋼絲刷、磨光機、剪絲鉗、測溫儀、焊接夾具、手錘、防護用具和手電筒等。1

15、.2.7熟知工藝圖紙要求，將圖紙工藝等固定在規(guī)定的圖紙架上。1.2.8焊前檢查坡口表面應無明顯割痕（割痕深度不大于0.2mm），坡口表面不得有裂紋，夾層等缺陷，坡口表面應無氧化層，無明顯凹凸不平，坡口邊緣無掛渣，坡口角度均勻，鈍邊尺寸偏差和頂部棱邊直線度波動應控制在正負0.5mm之內。否則用磨光機進行修磨。 1.2.9按照所焊工件材料的材質，板厚，坡口尺寸，接頭形式，焊縫要求及工藝規(guī)范參數(shù)在廢料上進行試焊。1.3預熱1.3.1用氧乙炔（丙烷）燃燒的方式（或專用火焰加熱器）進行加熱，預熱溫度用測溫計測量，預熱區(qū)域在焊縫左右150mm區(qū)域內。1.3.2預熱。進行加熱與測溫如不能在反面加熱，也可在正

16、面，必須要清除加熱過程中在焊縫及焊縫周邊25mm內產(chǎn)生的積碳。 注：同種鋼材焊接的預熱溫度和層間溫度取決于最大厚度的鋼板。 不同種鋼材焊接的預熱溫度和層間溫度由需要最高預熱溫度和層間溫度的鋼板決定。1.3.3相應的預熱溫度與層間溫度的選用件表1上限值件表2.當濕溫度計測量環(huán)境溫度低于5攝氏度或環(huán)境相對濕度超過60%時，表內所給溫度應增加25攝氏度。如被焊工件屬于剛性固定或者坡口角度及間隙增大時，按表內溫度相應增加2550攝氏度。1.3.4在其他條件不變時T型接頭比對接接頭的預熱溫度要高25攝氏度。如果T型接頭兩側角焊縫同時焊接時應按照對接接頭確定預熱溫度。1.3.5對于板厚25mm，應該在停止

17、加熱2min后進行測量。對于板厚12.5mm，應該在停止加熱1min后進行測量。并以此類推。 表1材料牌號WELDOX700EWELDOX900WELDOX960WELDOX1100WELDOX1300層間溫度上限300300300200200表21.4焊接焊接順序 1.4.1焊接組對間隙不應大于2mm（1.52mm最佳)。定位焊接（拼箱時的點焊）應采用ER50-6焊絲進行定位焊接，定位焊縫長度應大于40mm，間距宜為500600mm，且不存在缺陷和氧化物，否則應磨干凈后重焊。注：定位焊完成后，應進行各部位尺寸檢查和外觀檢查，合格后方能轉入線序焊縫的施焊。1.4.2對焊接順序，應按照焊接工藝要

18、求實行，如沒有要求，應按照以下原則安排施焊順序。a)焊接方向總是朝自由端方向b)焊接的起點和終點不能位于拐角處c)采用均衡和對稱等合理的焊接順序d)對長焊縫可實行分段退焊，跳焊，交替焊的方法。 圖2 焊接順序示意圖1.4.3對雙面非對稱坡口焊接，宜采用先焊深坡口側部分焊縫，后焊淺坡口側焊縫，最后焊完深坡口側焊縫的順序。焊接盡量采用平焊和船型位置施工。1.4.4焊槍傾角和擺角焊槍擺角應控制在7080°之間，多道焊時應對焊槍擺角進行控制，保證焊絲直對焊接面，特別是進行坡口面位置焊接時，保證焊絲盡可能直對焊接坡口面。 圖3 多層焊傾角示意1.5焊接要點1.5.1焊接時應該在焊縫覆蓋范圍內焊

19、縫頭部5mm10mm處引弧，在不斷弧的情況下回到端部開始焊接，工藝上有要求的應該在引弧板上引弧，嚴禁隨意在工件上，非焊接區(qū)域進行引弧。不允許在弧坑位置引弧，應距其10mm20mm，然后將電弧引向弧坑，待與原焊縫相熔后再按正常方向焊接。1.5.2高強鋼焊接應嚴格控制焊接速度和噴嘴距工件的距離，焊接干伸長保證在20mm。1.5.3焊接過程禁止采取擺動的焊接方法。1.5.4禁止在工件端部或者拐角部位置收弧，應距離其位置20mm以上。1.5.5如果不同強度級別的鋼材進行焊接，焊接材料要按照較低強度級別的鋼材進行選擇，但焊接工藝工藝參數(shù)和操作規(guī)范則按照較高強度級別的鋼材要求制定。如WELDOX960與Q

20、550鋼焊接，焊絲采用SLD-70，DOMEX700MC鋼與Q345鋼焊接，焊絲采用ER50-6。1.6多層多道焊接1.6.1高強度鋼與高強鋼焊接且板厚8mm時，應采用多層多道焊接。1.6.2第一層打底焊應采用低強度焊材（如ER50-6）進行焊接，在保證熔透的情況下盡可能采取小電流和電壓及高焊接速度，減少熱輸入和焊縫厚度，焊縫厚度控制在總焊縫厚度1/5內但不大于6mm。第二層及以后都是用規(guī)定的焊絲。1.6.3一條焊縫分段焊接時，搭接重疊尺寸應不低于15mm，多層多道焊縫每一道焊縫接口位置應錯開而不應在一條垂直線上，每層焊縫起收位置應錯開尺寸4060mm。1.6.4多層多道焊接應該連續(xù)施焊，每一

21、道 焊接完成后應及時清理焊渣及表面飛濺物，發(fā)現(xiàn)按影響焊接質量的缺陷時，應清除后方可再焊。1.6.5連續(xù)焊接過程中應控制焊接區(qū)母材溫度，使層間溫度的下限不低于預熱溫度，符合焊接溫度的控制要求。1.6.6多層焊時出現(xiàn)中斷焊接，應采取適當?shù)暮鬅幔卮胧?，再次焊接時重新預熱，溫度應高于初始預熱溫度。1.6.7塞焊和槽焊時，每層熔渣冷卻凝固后，必須清除方可重新焊接。1.7焊接注意事項1.7.1結構件在焊后冷卻至室溫以前盡可能避免吊轉翻動或敲擊焊件。1.7.2焊接增加引弧板，焊后應采取氣割去除引弧板并預留打磨余量，將邊緣修磨整齊，不得采用錘擊等沖擊方式去除引弧板。1.7.3引弧區(qū)域應在焊縫區(qū)而不應該在焊

22、縫端部，決不允許在非焊縫區(qū)域引弧，否則增加引弧板，同時避免電弧擦傷母材。1.7.4焊接收弧時避免留下弧坑，有的話應將弧坑填平。1.7.5尺寸超出允許偏差，對焊縫長度，寬度，厚度不足，中心線偏移，彎折等偏差應嚴格控制焊接部位的相對位置尺寸，合格后方可焊接，焊接時精心操作。1.7.6焊后不準砸碰接頭，不準往剛焊完的接頭上澆水，油或者以風冷的形式進行降溫。低溫環(huán)境下應采用石棉或火焰加熱器進行緩冷保護措施。低溫環(huán)境下應等焊縫降溫后再進行清渣。1.7.7隱蔽部位的焊縫必須驗收合格后方可進行下道工序。1.8焊后處理1.8.1為保證焊縫表面，內在質量和檢測需要，應進行焊渣，飛濺的清除和焊接缺陷的修補。1.8

23、.2除非必要，應避免對焊縫本身后母材進行打磨。1.8.3焊接過程中可用錘尖敲擊中間焊層，以減少焊后的收縮應力，防止裂紋產(chǎn)生，不要對焊縫根部，表面焊縫及焊縫邊緣的母材錘擊。1.8.4調整焊接變形有以下幾種措施：A)采用改善焊接工藝參數(shù)，調整焊接順序和焊前反變形等手段。B)一般焊后不允許機械校正和焊后熱處理，除非特殊許可或設計規(guī)則說明。C)若不得不采取機械方法，加熱控制改變變形的方法，必須有技術人員現(xiàn)場指導，且加熱溫度在550以下，不能超過550D)大型件或厚板構件應采用剛性固定法增加結構焊接時剛性，但應該確保剛性固定可靠，不允許采用強制固定的方法。E)大型結構宜采取分布組裝，分段矯正變形后再進行

24、總裝或連接的施工方法。1.9焊接缺陷修補1.9.1焊接缺陷的檢測a)氣孔、夾渣、未焊透、裂紋等焊接缺陷，采用著色滲透或超聲探傷的檢驗方法，確定缺陷的部位、方向、大小、形狀。并確定是否是表面或內部缺陷 b)咬邊、引弧傷斑、工藝支撐遺留焊瘤等焊接缺陷，采用放大鏡目視，焊縫檢驗尺或卡板等檢驗的方法確認缺陷的大小、部位。 1.9.2焊接參數(shù)的選擇 a)對咬邊、氣孔、裂紋焊接缺陷的修補，應選擇小于原焊接工藝規(guī)定的焊接速度，焊接電壓、焊接電流、焊絲（焊條）直徑。 c)對夾渣、為焊透犯戒缺陷的修補，應選擇稍大于原焊接工藝規(guī)定的焊接電壓、焊接電流。 1.9.3焊接缺陷的清理 （1）咬邊、氣孔、夾渣為焊透等缺陷

25、，應根據(jù)原焊接件焊接缺陷的程度，采用磨光機手工打磨的方法，對缺陷部位進行清除。 （2）焊接裂紋缺陷的清楚除，應先在裂紋兩端頭部鉆止裂孔，再根據(jù)原焊接件焊接裂紋缺陷的程度，來選擇對缺陷部位進行清除的方法。一般情況下選擇用手工磨光機打磨的方法，對缺陷部位進行清除。產(chǎn)生批量的嚴重缺陷，選擇用碳弧氣刨刨除缺陷部位，再用磨光機磨去滲碳層，并清理干凈。 圖4 焊接缺陷示意圖 1.9.4焊接缺陷的修補 a)焊接缺陷在修補施焊前，應清除施焊部位兩側20-30mm范圍內的油污、銹斑、涂料、水漬、氧化皮等，并確認焊縫缺陷已清除干凈。 b)選擇修補的焊絲不應有銹斑，焊條、焊劑要清潔干凈。 c)采用短弧焊接，注意正確

26、引弧，保持電弧穩(wěn)定，電弧不應拉的太長，補焊工藝中不得采用單道焊、應采用短弧多層多道焊，每層每道焊縫的起始和收尾應錯開40-60mm。 d)手工補焊縱向焊縫如果焊縫長度超過1m時，應以300-400mm為以段落分段逆向焊接。 e)補焊中要掌握正確的送絲（運條）方法并調整好角度，保持均勻的送絲（運條）速度。 f)若作業(yè)環(huán)境溫度低時，應進行預熱。 g)在補焊過程中，不論喊道多短，均要在每道韓等焊完之后，立刻用帶圓角上網(wǎng)尖頭小錘錘擊焊接處，松弛補焊區(qū)的應力，防止產(chǎn)生焊接內應力集中。 h)修補引弧傷斑時，在引弧傷斑上熔敷長50mm以上的焊道，且焊接速度不可太快。焊后要用磨光機磨去焊瘤和硬化層，保持表面平

27、整。 i)工件端部焊接缺陷修補時，要用引弧板，并注意提升焊接質量。焊完后切除引弧板，在用磨光機打磨平整。 j)對工藝支撐去除后產(chǎn)生的焊接缺陷修補，應將工藝支撐焊縫用磨光機磨去，打磨遺留焊縫和焊瘤，清除飛濺。 k)焊縫缺陷修補后，用磨光機打磨焊瘤，清除飛濺。 注：補焊采用與正常焊接時一樣的焊絲，返修部位應連續(xù)焊成。 同一部位的關鍵焊縫或重要焊縫，一般只允許返修兩次，若超過兩次，應經(jīng)敢接技術人員核準后按翻返修工藝進行。1.10焊縫的檢驗 1.10.1檢驗要求及規(guī)則a)碳素結構鋼，應在焊縫冷卻到環(huán)境溫度時進行焊縫質量檢驗。b) 低合金結構鋼及高強度結構鋼，應在焊完24小時以后進行焊縫質量檢驗。c)凡

28、局部探傷的焊縫，如果發(fā)現(xiàn)有不允許的缺陷時，應在該缺陷的兩端的延伸部位增加探傷長度，增加長度為該焊縫長度的10%，若仍有不合格的缺陷，則對該焊縫進行100%的探傷檢查。結束語： 通過設計，培養(yǎng)了我綜合運用理論知識和專業(yè)知識的技能。熟悉一般機械零件的焊接工藝過程。 本學期是我在學生生涯的最后時期，在這最后一個階段里面，我學到了很多知識，其中有很多是有很好實用價值的，這在我以后的工作中有大幫助，在此我對我的指導老師姜老師的辛勤教誨表示衷心的感謝，感謝他對我們設計的關心和幫助。本次畢業(yè)設計是我們大學三年所學知識做的一次總測驗，是鍛煉也是檢驗自己三年來所學知識和掌握、運用知識的能力，是我們高等院校學生的最后的學習環(huán)節(jié)，也是學到最多實際知識的時候。通過這次設計，我學到了許多原來未能學到的東西，對過去沒有掌握的知識得到了更進一步鞏固。獨立思考，綜合運用所掌握理論知識的能力得到很大的提高，學會了從生產(chǎn)實際出發(fā)，針對實際課題解決實際問題，掌握了綜合使用各種設計手冊、圖冊、資料的方法， 也是為我們即將參加工作所做的必要準備，打下堅實的基礎，更是我們三年焊接技術及自動化專業(yè)知識的一次綜合。 本次設計也暴露了我不少的缺點和問題：對于所學知識還沒有做到仔細、認真消化，許多方面還是