焊接工藝規(guī)程設(shè)計(jì)

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1、西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-14.1 焊 接 工 藝 規(guī) 程 設(shè) 計(jì) 概 念4.2 焊 接 符 號(hào) 與 標(biāo) 注 4.3 焊 接 接 頭 及 坡 口 型 式4.4 金 屬 焊 接 性 與 焊 接 工 藝 評(píng) 定4.5 焊 接 工 藝 要 素 和 規(guī) 范4.6 焊 接 應(yīng) 力 與 變 形4.7 焊 接 缺 陷 與 檢 驗(yàn)4.8 鍋 爐 與 壓 力 容 器 用 鋼 焊 接 工 藝 特 點(diǎn) 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-2 4.1 焊 接 工 藝 規(guī) 程 設(shè) 計(jì) 概 念1.基 本 概 念(1)生 產(chǎn) 過 程 利 用 相 應(yīng) 制 造 工 藝 將 原 材 料 轉(zhuǎn) 變 為 成 品 全

2、過 程 。(2)制 造 工 藝 生 產(chǎn) 過 程 中 制 造 方 法 和 制 造 工 藝 過 程 的 總 稱 。(3)工 藝 過 程 改 變 生 產(chǎn) 對(duì) 象 的 形 狀 、 尺 寸 、 相 對(duì) 位 置 和 性 質(zhì) 使其 成 為 成 品 或 半 成 品 過 程 。(4)工 藝 規(guī) 程 規(guī) 定 產(chǎn) 品 或 零 部 件 制 造 工 藝 過 程 和 操 作 方 法 等 的工 藝 文 件 稱 為 工 藝 規(guī) 程 。 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-3 4.1 焊 接 工 藝 規(guī) 程 設(shè) 計(jì) 概 念2.工 藝 規(guī) 程 作 用 工 藝 規(guī) 程 還 是 連 接 設(shè) 計(jì) 和 制 造 的 橋 梁 。 工 藝

3、 規(guī)程 是 指 導(dǎo) 生 產(chǎn) 、 組 織 生 產(chǎn) 、 管 理 生 產(chǎn) 的 主 要 工藝 文 件 ， 是 加 工 、 檢 驗(yàn) 、 驗(yàn) 收 、 生 產(chǎn) 調(diào) 度 與 安排 的 主 要 依 據(jù) 。3.焊 接 工 藝 過 程 焊 接 工 藝 過 程 是 利 用 焊 接 方 法 使 原 材 料 毛 坯 改 變結(jié) 構(gòu) 形 狀 和 尺 寸 使 其 成 為 合 格 零 部 件 的 過 程 。 焊 接 工 藝 過 程 對(duì) 焊 接 產(chǎn) 品 質(zhì) 量 有 決 定 性 影 響 。 4.焊 接 工 藝 規(guī) 程 規(guī) 定 焊 接 結(jié) 構(gòu) 件 焊 接 工 藝 過 程 和 焊 接 操 作 方 法 等的 工 藝 文 件 。 西安交通大

4、學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-4 4.1 焊 接 工 藝 規(guī) 程 設(shè) 計(jì) 概 念5.焊 接 生 產(chǎn) 過 程 焊 接 生 產(chǎn) 過 程 是 指 從 投 料 開 始 ， 經(jīng) 過 一 系 列 的 工序 ， 最 后 加 工 成 焊 接 產(chǎn) 品 的 過 程 。焊 接 生 產(chǎn) 過 程 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-5 焊 縫 符 號(hào) 及 標(biāo) 注(1)焊 接 圖 是 供 焊 接 加 工 時(shí) 所 用 的 圖 樣 。 除 了 將焊 接 件 結(jié) 構(gòu) 表 達(dá) 清 楚 以 外 ， 還 必 須 把 與 焊 接 有關(guān) 內(nèi) 容 表 示 清 楚 ， 如 焊 接 接 頭 型 式 、 焊 縫 型 式、 焊 縫 尺 寸 、

5、 焊 接 方 法 等 。(2)要 看 懂 焊 接 機(jī) 械 設(shè) 備 圖 紙 ， 就 必 須 了 解 焊 縫的 符 號(hào) 及 其 標(biāo) 注 方 法 。 焊 縫 代 號(hào) 是 工 程 語(yǔ) 言 的一 種 ， 它 可 以 統(tǒng) 一 焊 接 結(jié) 構(gòu) 圖 紙 上 的 符 號(hào) 。 我國(guó) 的 焊 縫 符 號(hào) 是 由 國(guó) 家 標(biāo) 準(zhǔn) GB324規(guī) 定 的 。 焊縫 符 號(hào) 由 以 下 內(nèi) 容 組 成 ：(3)焊 縫 符 號(hào) 由 焊 接 方 法 代 號(hào) 、 基 本 符 號(hào) 、 輔 助符 號(hào) 、 補(bǔ) 充 符 號(hào) 和 焊 縫 尺 寸 符 號(hào) 等 組 成 。 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-61. 焊 縫 符 號(hào) 及 標(biāo)

6、 注1.常 用 焊 接 方 法 的 代 號(hào)(1)GB324-1964用 字 母 表 示 ,1988標(biāo) 準(zhǔn) 已 取 消 。(2)GB5185-1985用 數(shù) 字 代 號(hào) 。(3)圖 樣 上 焊 接 方 法 代 號(hào) 標(biāo) 注 在 指 引 線 尾 部 。 焊 接 方 法 GB5185-85 GB324-64手 工 電 弧 焊 (SMAW)絲 極 埋 弧 自 動(dòng) 焊 (SAW)熔 化 極 氣 保 焊 (MIG)非 熔 化 極 氣 保 焊 (TIG)氣 焊 /摩 擦 焊 (OFA/FRW)冷 壓 焊 /電 渣 焊 (ESW)電 阻 對(duì) 焊 /硬 釬 焊 (BSW) 111121131141311/4248

7、/7225/91 SZCAQ/ML/DJ/H 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-7 2.基 本 符 號(hào) :基 本 符 號(hào) 是 表 示 焊 縫 橫 截 面 形 狀 的符 號(hào) ， 近 似 于 焊 縫 橫 截 面 形 狀 ， 見 表 。 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-8 2.基 本 符 號(hào) 見 續(xù) 表 。 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-9 3.輔 助 符 號(hào)輔 助 符 號(hào) 是 表 示 焊 縫 表 面 形 狀 特 征 的 符 號(hào) ， 不需 要 確 切 地 說 明 焊 縫 的 表 面 形 狀 時(shí) ， 可 不 用 。 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-10 4.補(bǔ) 充 符

8、號(hào)補(bǔ) 充 符 號(hào) 是 為 了 補(bǔ) 充 說 明 焊 縫 的 某 些 特 征 面 用的 符 號(hào) ， 見 下 表 。 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-11 5.焊 縫 的 尺 寸 符 號(hào)焊 縫 尺 寸 符 號(hào) 見 下 表 。 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-12 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-13 焊 縫 符 號(hào) 及 標(biāo) 注6.指 引 線(1)箭 頭 線 和 兩 條 基 準(zhǔn) 線 (細(xì) 實(shí) 線 ， 虛 線 )組 成 。(2)箭 頭 線 用 細(xì) 實(shí) 線 繪 制 ， 箭 頭 指 向 有 關(guān) 焊 縫 處 。(3)需 要 時(shí) ， 焊 接 方 法 可 標(biāo) 在 尾 部 。 西安交通大學(xué)能

9、源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-14 焊 縫 符 號(hào) 及 標(biāo) 注 /6.指 引 線(4)焊 縫 、 符 號(hào) 和 指 引 線 位 置 若 焊 縫 在 箭 頭 側(cè) ， 則 將 基 本 符 號(hào) 標(biāo) 在 基 準(zhǔn) 線 的細(xì) 實(shí) 線 一 側(cè) ， 圖 a。 若 焊 縫 不 在 箭 頭 側(cè) ， 則 將 基 本 符 號(hào) 標(biāo) 在 基 準(zhǔn) 線的 虛 線 一 側(cè) ， 圖 b。 標(biāo) 注 對(duì) 稱 及 雙 面 焊 縫 時(shí) ， 可 不 畫 虛 線 ， 圖 c。 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-15 焊 縫 符 號(hào) 及 標(biāo) 注7.常 用 焊 縫 尺 寸 標(biāo) 注 法(1)焊 縫 橫 截 面 上 的 尺 寸 ， 標(biāo) 在 基 本

10、符 號(hào) 左 側(cè) 。(2)焊 縫 長(zhǎng) 度 方 向 的 尺 寸 ， 標(biāo) 在 基 本 符 號(hào) 的 右 側(cè)(3)坡 口 角 度 、 坡 口 面 角 度 、 根 部 間 隙 b標(biāo) 在基 本 符 號(hào) 的 上 側(cè) 或 下 側(cè) 。(4)相 同 焊 縫 數(shù) 量 及 焊 接 方 法 代 號(hào) 標(biāo) 在 尾 部 。(5)當(dāng) 數(shù) 據(jù) 較 多 時(shí) ， 可 在 數(shù) 據(jù) 前 增 加 尺 寸 符 號(hào) 。 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-16 焊 縫 符 號(hào) 及 標(biāo) 注8.焊 縫 尺 寸 標(biāo) 注 示 例 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-17 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-18 焊 縫 符 號(hào) 及 標(biāo) 注9

11、.焊 縫 的 規(guī) 定 畫 法工 件 經(jīng) 焊 接 后 所 形 成 的 接 縫 稱 為 焊 縫 。 如 需 在 圖樣 中 簡(jiǎn) 易 地 繪 制 焊 縫 時(shí) ， 可 用 視 圖 、 剖 視 圖 或 斷面 圖 表 示 ， 也 可 用 軸 測(cè) 圖 示 意 地 表 示 。 焊 縫 的 規(guī)定 畫 法 ， 如 圖 所 示 。 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-19 焊 接 接 頭 及 坡 口 型 式1.接 頭 型 式 常 見 焊 接 接 頭 有 對(duì) 接 接 頭 、 T形 接 頭 、 角 接 接頭 和 搭 接 接 頭 等 四 種 ， 如 圖 所 示 。 焊 接 接 頭 的 選 擇 ： 主 要 根 據(jù) 焊 接

12、 結(jié) 構(gòu) 形 式 、 焊件 厚 度 、 焊 縫 強(qiáng) 度 要 求 及 施 工 條 件 等 來 選 擇 。對(duì) 接 接 頭 T形 接 頭 角 接 接 頭 搭 接 接 頭 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-20 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-21 焊 接 接 頭 及 坡 口 型 式2.對(duì) 接 接 頭(1)對(duì) 接 接 頭 特 點(diǎn) 對(duì) 接 接 頭 容 易 保 證 焊 透 ,接 頭 質(zhì) 量 高 ; 應(yīng) 力 分 布 均 勻 受 力 情 況 好 ; 靜 載 和 動(dòng) 載 都 具 有 很 高 連 接 強(qiáng) 度但 是 : 對(duì) 焊 前 準(zhǔn) 備 和 接 頭 裝 配 要 求 較 高 。 焊 縫 余 高 焊 縫

13、 與 母 材 過 渡 處 易 引 起 應(yīng) 力 集 中 。鍋 筒 和 重 要 壓 力 容 器 上 的 對(duì) 接 焊 縫 一 般 要 求 將焊 縫 余 高 打 磨 平 整 或 噴 丸 后 出 廠 。 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-22 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-23 焊 接 接 頭 及 坡 口 型 式2.對(duì) 接 接 頭(2)坡 口 形 式 一 般 情 況 ， 手 工 電 弧 焊 焊 接 6mm以 下 焊 件 和 自動(dòng) 焊 焊 接 14mm以 下 焊 件 時(shí) ， 可 不 開 坡 口 ； 鋼 板 超 過 上 述 厚 度 時(shí) ， 電 弧 不 能 熔 透 鋼 板 ， 應(yīng)考 慮 開 坡

14、 口 ， 開 坡 口 可 使 熱 源 伸 入 根 部 ， 保 證焊 透 ， 且 可 降 低 熱 規(guī) 范 ， 減 小 熱 影 響 區(qū) 和 減 少焊 件 的 變 形 。 按 照 焊 件 厚 度 及 坡 口 準(zhǔn) 備 的 不 同 ， 對(duì) 接 接 頭 可分 為 不 開 坡 口 、 單 邊 V形 、 V形 坡 口 、 U形 坡 口、 單 邊 U形 、 K形 坡 口 、 X形 坡 口 、 U形 V形 混 合坡 口 和 雙 U形 坡 口 等 (見 圖 )。 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-24 2.對(duì) 接 接 頭 /(2)坡 口 形 式 坡 口 、 鈍 邊 和 間 隙 尺 寸 配 合 好 ， 可 保

15、證 焊 透 ，也 可 避 免 燒 穿 、 未 焊 透 等 缺 陷 。 坡 口 型 式 選 擇 ， 主 要 根 據(jù) 被 焊 工 件 厚 度 、 焊 后應(yīng) 力 變 形 大 小 、 坡 口 加 工 的 難 易 程 度 、 焊 條 消耗 量 以 及 焊 接 工 藝 等 各 方 面 因 素 來 考 慮 。 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-25 2.對(duì) 接 接 頭(2)坡 口 形 式 在 不 同 厚 度 鋼 板 對(duì) 接 時(shí) ， 由 于 接 頭 處 斷 面 有 突然 變 化 ， 會(huì) 造 成 應(yīng) 力 集 中 ， 如 焊 縫 兩 邊 鋼 板 中心 線 不 一 致 ， 受 力 時(shí) 將 產(chǎn) 生 附 加 彎

16、矩 ， 這 些 都將 影 響 接 頭 強(qiáng) 度 。 雙 面 或 者 單 面 削 薄 (圖 )。 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-26 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-27 3.T形 接 頭(1)根 據(jù) 工 件 厚 度 不 同 ， 將 兩 塊 鋼 板 互 成 直 角 連 接在 一 起 的 焊 縫 接 頭 稱 為 T形 接 頭 。(2)鍋 爐 、 壓 力 容 器 插 入 式 管 接 頭 、 管 板 和 鍋 殼 、人 孔 圈 和 筒 體 焊 接 屬 于 此 類 。(3)適 于 空 間 類 焊 件 ， 具 有 較 高 強(qiáng) 度 ， 如 船 體 結(jié) 構(gòu)中 約 70 的 焊 縫 采 用 了 T

17、形 接 頭 。 (4)可 分 不 開 坡 口 、 單 邊 V形 、 雙 邊 V形 及 K形 坡 口 ，可 用 單 面 或 雙 面 焊 。 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-28 未 開 坡 口T形 接 頭開 坡 口T形 接 頭 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-29 焊 接 接 頭 及 坡 口 型 式3.T形 接 頭 對(duì) 不 開 坡 口 的 T形 接 頭 ， 應(yīng) 盡 量 避 免 采 用 單 面角 焊 縫 ， 因 為 ， 該 種 接 頭 的 根 部 有 很 深 的 未 焊透 缺 口 ， 且 此 種 焊 縫 不 能 承 受 反 方 向 的 力 矩 。 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 1

18、53-30 焊 接 接 頭 及 坡 口 型 式4.角 接 接 頭(1)根 據(jù) 工 件 厚 度 不 同 ， 將 兩 塊 鋼 板 互 成 直 角 沿邊 沿 連 接 在 一 起 的 焊 縫 接 頭 稱 為 角 接 接 頭 。 (2)通 常 只 起 連 接 作 用 ， 只 用 來 傳 遞 工 作 載 荷 。 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-31 焊 接 接 頭 及 坡 口 型 式4.角 接 接 頭 圖 示 為 不 允 許 的 角 接 焊 縫 結(jié) 構(gòu) 。 這 些 角 焊 縫應(yīng) 力 分 布 不 均 ， 在 焊 縫 根 部 有 較 大 應(yīng) 力 集 中 ，在 壓 力 容 器 的 受 壓 件 上 是 禁

19、 止 采 用 的 。 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-32 焊 接 接 頭 及 坡 口 型 式5.搭 接 接 頭 焊 前 準(zhǔn) 備 簡(jiǎn) 便 ， 但 受 力 時(shí) 產(chǎn) 生 附 加 彎 曲 應(yīng) 力， 降 低 了 接 頭 強(qiáng) 度 。 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-33 焊 接 是 一 種 復(fù) 雜 的 加 工 工 藝 ， 焊 接 之 前 需 要 進(jìn)行 一 系 列 準(zhǔn) 備 工 作 ， 其 中 最 重 要 的 技 術(shù) 準(zhǔn) 備 。(1)人 員 準(zhǔn) 備 焊 接 工 人 及 操 作 技 能(2)物 質(zhì) 準(zhǔn) 備 原 材 料 焊 接 材 料 焊 接 設(shè) 備(3)技 術(shù) 準(zhǔn) 備 主 要 介 紹 焊 接

20、前 技 術(shù) 準(zhǔn) 備 制 定 焊 接 工 藝 金 屬 焊 接 性 試 驗(yàn) 驗(yàn) 證 焊 接 工 藝 焊 接 工 藝 評(píng) 定 試 驗(yàn) 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-34 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-35 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-36按 試 驗(yàn) 者 與 研 究 對(duì) 象 的 關(guān) 系 分 類 間 接 試 驗(yàn) ： 以 推 理 或 模 擬 為 主 要 特 征 ； 直 接 試 驗(yàn) ： 以 焊 接 試 件 為 主 要 特 征 。(2)按 照 金 屬 焊 接 性 的 內(nèi) 涵 分 類 工 藝 焊 接 性 試 驗(yàn) ： 評(píng) 定 結(jié) 合 性 能 ； 使 用 焊 接 性 試 驗(yàn) ： 評(píng)

21、定 使 用 性 能 。 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-37 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-38 4.4.2 焊 接 工 藝 評(píng) 定 驗(yàn) 證 焊 接 工 藝1.概 念 :焊 接 工 藝 評(píng) 定 是 按 采 用 焊 接 工 藝 在 接 近 實(shí)際 生 產(chǎn) 條 件 下 焊 制 模 擬 產(chǎn) 品 試 板 ， 并 從 焊 成 試板 中 按 產(chǎn) 品 技 術(shù) 條 件 截 取 拉 力 、 彎 曲 和 沖 擊 韌性 試 樣 ， 并 將 焊 接 條 件 變 化 是 否 影 響 接 頭 力 學(xué)性 能 作 為 是 否 需 要 重 新 評(píng) 定 焊 接 工 藝 的 判 斷 準(zhǔn)則 ， 如 果 所 有 試 樣

22、 的 檢 驗(yàn) 結(jié) 果 全 部 符 合 技 術(shù) 要求 ， 則 證 明 所 編 制 的 焊 接 工 藝 是 可 行 的 ， 可 根據(jù) 工 藝 評(píng) 定 報(bào) 告 擬 定 正 式 的 焊 接 工 藝 細(xì) 則 卡 。 壓 力 容 器 焊 接 工 藝 內(nèi) 容 廣 泛 ， 任 何 一 種 焊 接 工藝 要 素 改 變 都 會(huì) 對(duì) 接 頭 性 能 產(chǎn) 生 影 響 ， 對(duì) 將 用于 生 產(chǎn) 的 每 項(xiàng) 焊 接 工 藝 應(yīng) 作 相 應(yīng) 評(píng) 定 。 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-39 4.4.2 焊 接 工 藝 評(píng) 定2.焊 接 工 藝 評(píng) 定 的 目 的 焊 接 工 藝 評(píng) 定 用 以 評(píng) 定 施 焊 單

23、 位 是 否 有 能 力 焊出 符 合 規(guī) 程 和 產(chǎn) 品 技 術(shù) 條 件 所 要 求 的 焊 接 接 頭， 驗(yàn) 證 施 焊 單 位 的 焊 接 工 藝 指 導(dǎo) 書 是 否 合 適 。3.焊 接 工 藝 評(píng) 定 特 點(diǎn) 和 程 序 焊 接 工 藝 評(píng) 定 是 在 焊 接 性 試 驗(yàn) 基 礎(chǔ) 上 進(jìn) 行 的 生產(chǎn) 前 工 藝 驗(yàn) 證 試 驗(yàn) 。 應(yīng) 在 制 定 焊 接 工 藝 指 導(dǎo) 書以 后 ， 焊 接 產(chǎn) 品 以 前 進(jìn) 行 。 焊 接 產(chǎn) 品 焊 接 前 ， 焊 接 單 位 應(yīng) 按 規(guī) 定 對(duì) 焊 接 接頭 進(jìn) 行 焊 接 工 藝 評(píng) 定 。 可 按 以 下 三 個(gè) 程 序 進(jìn) 行 ： 西

24、安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-40 4.4.2 焊 接 工 藝 評(píng) 定3.焊 接 工 藝 評(píng) 定 特 點(diǎn) 和 程 序(1)由 具 有 專 業(yè) 知 識(shí) 和 實(shí) 踐 經(jīng) 驗(yàn) 焊 接 工 藝 人 員 ，根 據(jù) 鋼 材 焊 接 性 能 試 驗(yàn) ， 結(jié) 合 產(chǎn) 品 特 點(diǎn) 、 工 藝條 件 來 擬 定 ， 內(nèi) 容 包 括 焊 接 工 藝 重 要 因 素 、 補(bǔ)加 因 素 和 次 要 因 素 ， 擬 定 焊 接 工 藝 指 導(dǎo) 書 。(2)按 照 焊 接 工 藝 指 導(dǎo) 書 和 標(biāo) 準(zhǔn) 規(guī) 定 來 施 焊 試 件， 檢 驗(yàn) 及 測(cè) 定 試 樣 性 能 ， 填 寫 焊 接 工 藝 評(píng) 定 報(bào)告 。

25、如 果 評(píng) 定 不 合 格 ， 應(yīng) 修 改 焊 接 工 藝 指 導(dǎo) 書繼 續(xù) 評(píng) 定 ， 直 到 評(píng) 定 合 格 。(3)經(jīng) 評(píng) 定 合 格 的 焊 接 工 藝 指 導(dǎo) 書 可 直 接 用 于 生產(chǎn) ， 也 可 以 根 據(jù) 焊 接 工 藝 指 導(dǎo) 書 、 焊 接 工 藝 評(píng)定 報(bào) 告 結(jié) 合 實(shí) 際 生 產(chǎn) 條 件 ， 編 制 焊 接 工 藝 卡 ，用 于 產(chǎn) 品 施 焊 。 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-41 焊 接 性 試 驗(yàn) 焊 接 工 藝 指 導(dǎo) 書焊 接 試 板 焊 接 工 藝 評(píng) 定 焊 接 工 藝 細(xì) 則 卡 焊 接 產(chǎn) 品 制 定驗(yàn) 證應(yīng) 用 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工

26、程學(xué)院 153-42 4.4.2 焊 接 工 藝 評(píng) 定4.焊 接 工 藝 評(píng) 定 試 驗(yàn)(1)由 施 焊 單 位 的 熟 練 焊 工 進(jìn) 行 試 件 焊 接 ；(2)焊 接 工 藝 評(píng) 定 試 板 應(yīng) 具 有 足 夠 的 尺 寸 ; SMAW和 氣 保 焊 ， 至 少 為 300mm 500mm； 埋 弧 焊 ， 400 600， 電 渣 焊 500 800。(3)試 板 焊 完 后 ， 應(yīng) 按 焊 接 工 藝 指 導(dǎo) 書 規(guī) 定 焊 接工 藝 試 件 ， 然 后 對(duì) 工 藝 試 件 進(jìn) 行 外 觀 、 無 損 探傷 、 力 學(xué) 性 能 和 金 相 等 檢 驗(yàn) 。(4)試 件 檢 驗(yàn) 合 格

27、 后 ， 加 工 拉 力 、 彎 曲 和 沖 擊 試樣 (圖 )， 試 樣 尺 寸 按 相 應(yīng) 國(guó) 家 標(biāo) 準(zhǔn) 規(guī) 定 制 作 。(5)試 驗(yàn) 結(jié) 果 應(yīng) 符 合 產(chǎn) 品 技 術(shù) 條 件 要 求 。 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-43對(duì) 接 焊 縫 板 狀 試 件 切 取 試 樣 部 件 圖 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-44角 接 焊 縫 管 板 試 件 切 取 宏 觀 試 樣 示 意 圖 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-45 焊 接 工 藝 是 控 制 接 頭 焊 接 質(zhì) 量 的 關(guān) 鍵 因 素 。 焊 接 生 產(chǎn) 以 焊 接 工 藝 細(xì) 則 卡 來 規(guī) 定 焊

28、 接 工 藝 的 要素 。 焊 接 工 藝 細(xì) 則 卡 的 編 制 依 據(jù) 是 相 應(yīng) 的 焊 接 工藝 評(píng) 定 試 驗(yàn) 結(jié) 果 。焊 接 工 藝 細(xì) 則 卡 規(guī) 定 的 焊 接 工 藝 要 素 ： 焊 前 準(zhǔn) 備 ， 焊 接 設(shè) 備 ， 焊 接 材 料 ， 坡 口 加 工 ，清 洗 ， 裝 配 ； 焊 接 方 法 選 擇 ； 焊 接 工 藝 規(guī) 范 參 數(shù) ， 預(yù) 熱 、 電 參 數(shù) 、 后 處 理 ； 焊 接 操 作 技 術(shù) ； 焊 后 檢 查 等 。 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-46 4.5.1 焊 前 準(zhǔn) 備1.坡 口 加 工(1)剪 切 常 用 于 不 開 坡 口 的 薄

29、 板生 產(chǎn) 率 高 ， 加 工 方 便 ， 邊 緣 平 直 ， 但 不 能 剪 切厚 板 ， 不 能 加 工 有 角 度 坡 口 ， 一 般 適 用 于 25mm以 下 板 厚 。(2)刨 邊 用 于 直 邊 坡 口 用 刨 床 或 刨 邊 機(jī) 加 工 直 邊 坡 口 ， 加 工 質(zhì) 量 好 ， 坡 口 平 直 ， 精 度 高 。 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-47 4.5.1 焊 前 準(zhǔn) 備 /1.坡 口 加 工(3)車 削 用 于 管 子 坡 口車 削 可 加 工 出 各 種 型 式 的 坡 口 ， 厚 壁 筒 體 的 U型 坡 口 常 用 這 種 加 工 方 法 ， 對(duì) 較 長(zhǎng)

30、 、 較 重 等 無法 搬 動(dòng) 的 管 子 可 用 移 動(dòng) 式 的 管 子 坡 口 機(jī) 。 小 直徑 薄 壁 管 子 可 用 手 動(dòng) 式 坡 口 機(jī) ， 大 直 徑 厚 壁 管子 則 可 采 用 電 動(dòng) 車 管 機(jī) 。 移 動(dòng) 式 管 子 坡 口 機(jī) 便 攜 式 管 道 坡 口 機(jī) 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-48氧 乙 炔 切 割 加 工 坡 口 4.5.1 焊 前 準(zhǔn) 備 /1.坡 口 加 工(4)氧 乙 炔 切 割 應(yīng) 用 最 廣 的 加 工 坡 口 方 法利 用 氣 割 可 以 得 到 任 何 角 度 的 V形 、 X形 、 單 邊V形 、 K形 等 坡 口 ， 更 適 合

31、 厚 鋼 板 的 切 割 ， 生 產(chǎn)率 高 。 氣 割 有 手 工 、 半 自 動(dòng) 和 自 動(dòng) ， 可 同 時(shí) 安裝 二 三 把 割 炬 ， 能 將 V形 、 X形 坡 口 一 次 切 成 )。 質(zhì) 量 好 ， 生 產(chǎn) 率 高 。 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-49 4.5.1 焊 前 準(zhǔn) 備1.坡 口 加 工(5)鏟 削 用 于 加 工 坡 口 , 清 焊 根用 風(fēng) 鏟 來 鏟 削 坡 口 、 勞 動(dòng) 強(qiáng) 度 較 大 ， 噪聲 嚴(yán) 重 。 這 種 方 法 已 日 益 被 碳 弧 氣 刨 所代 替 。(6)碳 弧 氣 刨 常 用 于 清 焊 根碳 弧 氣 刨 效 率 比 風(fēng) 鏟 高

32、， 勞 動(dòng) 強(qiáng) 度 小 特 別 在 開 u形 坡 口 時(shí) 更 為 顯 著 ， 正 在 逐 漸取 代 風(fēng) 鏟 。 缺 點(diǎn) 是 要 用 直 流 電 源 ， 刨 割時(shí) 煙 霧 大 ， 要 采 取 排 煙 措 施 。 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-50 4.5.1 焊 前 準(zhǔn) 備2.坡 口 清 洗(1)坡 口 兩 側(cè) 的 內(nèi) 、 外 表 面 必 須 清 除 銹 斑 、 氧 化膜 和 油 垢 等 污 染 ， 這 是 防 止 焊 縫 產(chǎn) 生 氣 孔 和 裂 紋 的 有 效 措 施 。(2)手 工 電 弧 焊 清 理 寬 度 為 20mm范 圍 ； 埋 弧 自 動(dòng)焊 為 30mm； 電 渣 焊 為

33、 40mm。(3)焊 接 過 程 中 不 發(fā) 生 冶 金 反 應(yīng) 的 焊 接 方 法 ,如TIG焊 ， MIG焊 ， PAW焊 等 ， 更 應(yīng) 重 視 。 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-51 4.5.1 焊 前 準(zhǔn) 備3.坡 口 裝 配(1)焊 件 組 裝 時(shí) ， 接 頭 兩 側(cè) 邊 緣 必 須 相 互 對(duì) 準(zhǔn) 。 焊 件 組 裝 后 應(yīng) 進(jìn) 行 錯(cuò) 邊 量 檢 查 ， 在 壓 力 容 器制 造 中 ， 對(duì) 接 接 頭 錯(cuò) 邊 量 的 要 求 較 高 。 A， B類焊 縫 對(duì) 口 錯(cuò) 邊 量 應(yīng) 符 合 下 表 規(guī) 定 。 (錯(cuò) 邊 是 指 對(duì) 接接 頭 中 被 焊 的 兩 鋼 板

34、在 厚 度 方 向 沒 對(duì) 齊 而 形 成 的 錯(cuò) 位 , ) 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-52 4.5.2 焊 接 工 藝 規(guī) 范 參 數(shù) 焊 接 工 藝 規(guī) 范 參 數(shù) 包 括 焊 前 的 預(yù) 熱 溫 度 ， 焊接 電 參 數(shù) (電 流 、 電 壓 、 電 流 種 類 、 頻 率 、 焊接 和 送 絲 速 度 等 )， 后 熱 溫 度 和 保 溫 時(shí) 間 ， 消氫 處 理 溫 度 和 保 溫 時(shí) 間 ， 焊 后 熱 處 理 和 消 除 應(yīng)力 處 理 制 度 等 。 在 氣 體 保 護(hù) 焊 中 ， 還 應(yīng) 包 括 氣體 種 類 、 混 合 比 和 流 量 等 。1.焊 前 預(yù) 熱

35、 溫 度 的 選 定 焊 前 預(yù) 熱 的 作 用 ： 降 低 焊 接 熱 影 響 區(qū) 的 冷 卻 速 度 ， 避 免 淬 硬 組 織的 形 成 ， 防 止 冷 裂 紋 并 改 善 熱 影 響 區(qū) 塑 性 ； 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-53 4.5.2 焊 接 工 藝 規(guī) 范 參 數(shù) 減 小 焊 接 區(qū) 的 溫 度 梯 度 ， 從 而 降 低 焊 接 接 頭 的內(nèi) 應(yīng) 力 ； 擴(kuò) 大 焊 接 區(qū) 加 熱 范 圍 ， 使 焊 接 接 頭 在 較 寬 區(qū) 域內(nèi) 處 于 塑 性 狀 態(tài) ， 減 弱 焊 接 應(yīng) 力 的 不 利 影 響 。 改 變 焊 接 區(qū) 的 應(yīng) 變 集 中 區(qū) 部 位

36、 ， 降 低 了 促 使 冷裂 紋 形 成 的 應(yīng) 力 峰 值 ； 延 長(zhǎng) 焊 接 區(qū) l00 以 上 停 留 時(shí) 間 ， 利 于 焊 縫 金屬 中 氫 逸 出 ， 降 低 氫 致 裂 紋 危 險(xiǎn) 。 對(duì) 于 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 單 的 焊 件 ， 可 按 表 47規(guī) 定 的 溫 度范 圍 進(jìn) 行 預(yù) 熱 。 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-54 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-55 4.5.2 焊 接 工 藝 規(guī) 范 參 數(shù)2.焊 接 電 參 數(shù)(1)在 使 用 連 續(xù) 的 交 流 電 和 直 流 電 焊 接 時(shí) ， 焊 接規(guī) 范 中 的 電 參 數(shù) 主 要 是 焊 接 電 壓 和

37、焊 接 電 流 。(2)采 用 脈 沖 電 流 焊 接 時(shí) ， 電 參 數(shù) 還 包 括 電 流 的交 變 頻 率 、 通 斷 比 、 基 本 電 流 和 峰 值 電 流 值 。(3)焊 接 規(guī) 范 參 數(shù) 的 選 擇 原 則 首 先 是 保 證 接 頭 的熔 透 、 無 裂 紋 并 獲 得 成 形 良 好 的 焊 道 ， 同 時(shí) 還應(yīng) 保 證 接 頭 的 性 能 滿 足 技 術(shù) 條 件 規(guī) 定 的 各 項(xiàng) 要求 ， 因 而 在 選 擇 電 參 數(shù) 時(shí) 要 考 慮 焊 接 熱 輸 入量 對(duì) 接 頭 性 能 的 影 響 。 手 工 電 弧 焊 焊 條 直 徑選 擇 及 相 應(yīng) 的 焊 接 電 流

38、范 圍 見 表 4-8. 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-56 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-57 4.5.2 焊 接 工 藝 規(guī) 范 參 數(shù)3.焊 后 加 熱 和 消 氫 處 理焊 后 加 熱 是 指 焊 后 將 焊 件 或 焊 接 區(qū) 立 即 加 熱 到150 250 ， 保 溫 一 定 時(shí) 間 ， 該 工 藝 簡(jiǎn) 稱 后 熱。 若 以 消 氫 為 目 的 ， 后 熱 處 理 應(yīng) 在 300 400溫 度 范 圍 內(nèi) 進(jìn) 行 ， 這 種 處 理 就 稱 為 “ 消 氫 處 理” 。 其 要 點(diǎn) 是 每 條 焊 縫 焊 完 后 立 即 將 焊 件 或 整 條 焊 縫 加 熱

39、 到 上 述 溫 度 ， 保 溫 2 4h后 空 冷 。4 焊 后 熱 處 理常 用 的 焊 后 熱 處 理 有 ：(1)水 調(diào) 質(zhì) 處 理 ， 即 水 淬 火 加 回 火 處 理 。淬 火 后 回 火 處 理 溫 度 對(duì) 焊 接 接 頭 的 性 能 有 很 大影 響 。 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-58 4.5.2 焊 接 工 藝 規(guī) 范 參 數(shù)4 焊 后 熱 處 理 對(duì) 一 種 鋼 材 最 適 用 的 回 火 溫 度 范 圍 可 通 過 預(yù)先 的 回 火 處 理 試 驗(yàn) 來 確 定 。(2)正 火 或 正 火 加 回 火 ：厚 壁 筒 節(jié) 縱 縫 電 渣 焊 縫 晶 粒 粗 大

40、 ， 達(dá) 不 到 所 要求 的 力 學(xué) 性 能 ， 因 此 焊 后 必 須 作 正 火 處 理 以 細(xì)化 晶 粒 。 某 些 采 用 埋 弧 焊 焊 成 的 筒 節(jié) 也 可 能 在熱 校 和 熱 整 形 過 程 中 經(jīng) 受 正 火 處 理 。 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-59 4.5.2 焊 接 工 藝 規(guī) 范 參 數(shù)4 焊 后 熱 處 理(3)消 除 應(yīng) 力 處 理當(dāng) 壓 力 容 器 的 壁 厚 超 過 下 表 所 列 的 界 限 就必 須 將 其 作 消 除 應(yīng) 力 處 理 。 消 除 應(yīng) 力 處 理 的 作 用 ： 消 除 殘 余 應(yīng) 力 ， 穩(wěn) 定 構(gòu) 件 尺 寸 ； 改

41、善 構(gòu) 件 母 材 與 焊 接 接 頭 的 性 能 ； 析 出 焊 接 區(qū) 域 有 害 氣 體 ， 防 止 延 遲 裂 紋 ； 提 高 構(gòu) 件 抗 應(yīng) 力 腐 蝕 的 能 力 ； 提 高 耐 疲 勞 強(qiáng) 度 。 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-60 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-61 1.概 念 :在 焊 接 過 程 中 ， 焊 件 中 產(chǎn) 生 隨 時(shí) 間 而 變化 的 變 形 和 內(nèi) 應(yīng) 力 分 別 稱 為 焊 接 瞬 時(shí) 變 形 和 瞬時(shí) 應(yīng) 力 。 焊 后 溫 度 冷 卻 至 室 溫 時(shí) 留 存 于 焊 件 中的 變 形 和 應(yīng) 力 分 別 稱 為 焊 接 殘 余 變

42、形 和 焊 接 殘余 應(yīng) 力 ( 。 沿 焊 縫 的 縱 向 裂 開 船 體 結(jié) 構(gòu) 焊 接 變 形 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-62 010 TTLLT 4.6 焊 接 應(yīng) 力 和 變 形4.6.1 焊 接 應(yīng) 力 和 變 形 概 念2.自 由 變 形 :焊 接 過 程 是 一 個(gè) 不 均 勻 加 熱 和 冷 卻的 過 程 。 在 施 焊 時(shí) ， 焊 件 上 產(chǎn) 生 不 均 勻 的 溫 度場(chǎng) ， 焊 縫 及 其 附 近 溫 度 最 高 ， 可 達(dá) 1600 以 上， 而 鄰 近 區(qū) 域 溫 度 則 急 劇 下 降 。 熱 脹 冷 縮 沒 有 受 到 阻 礙 的 自 由 變 形 量

43、 : 單 位 長(zhǎng) 度 的 自 由 變 形 量 : 0LLTT 01 TT 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-63 4.6.2 焊 接 應(yīng) 力 和 變 形 產(chǎn) 生 的 原 因1.焊 接 加 熱 時(shí) 焊 縫 區(qū) 不 均 勻 加 熱 和 冷 卻 是 產(chǎn) 生 焊 接 應(yīng) 力 和變 形 的 根 本 原 因 。 焊 接 時(shí) ， 局 部 加 熱 使 焊 件 金屬 受 熱 膨 脹 ， 應(yīng) 該 產(chǎn) 生 abcde的 伸 長(zhǎng) 變 形 。 但 鋼 板 是 一 個(gè) 整 體 ， 伸 長(zhǎng) 不 能 自 由 地 實(shí) 現(xiàn) ，只 能 比 較 均 衡 地 伸 長(zhǎng) 。 此 時(shí) ， 焊 縫 中 心 兩側(cè) 受 拉 應(yīng) 力 作 用

44、， 而 焊 縫 中 心 受 壓 應(yīng) 力 ， 當(dāng) 壓應(yīng) 力 超 過 屈 服 強(qiáng) 度 時(shí) ， 將 產(chǎn) 生 壓 縮 塑 性 變 形 。 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-64 4.6.2 焊 接 應(yīng) 力 和 變 形 產(chǎn) 生 的 原 因2.焊 接 冷 卻 后 ： 因 焊 縫 中 心 已 經(jīng) 受 到 過 壓 縮 變 形， 冷 卻 后 的 尺 寸 比 原 來 尺 寸 短 ， 焊 縫 兩 側(cè) 只 發(fā)生 彈 性 變 形 的 金 屬 應(yīng) 恢 復(fù) 原 長(zhǎng) 度 ， 焊 件 端 面 應(yīng)產(chǎn) 生 lmnop的 形 狀 ， 但 焊 件 是 整 體 ， 各 部 位 變形 相 互 牽 制 ， 因 此 ， 焊 縫 兩 側(cè)

45、的 金 屬 就 阻 礙 中間 區(qū) 域 縮 短 ， 焊 縫 中 心 產(chǎn) 生 拉 應(yīng) 力 ， 在 兩 側(cè) 金屬 中 則 存 在 壓 應(yīng) 力 ， 應(yīng) 力 處 于 平 衡 狀 態(tài) 。 平 板對(duì) 接 焊 后 比 焊 前 縮 短 了 。 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-65 4.6.3 焊 接 殘 余 應(yīng) 力 的 分 布 、 影 響 和 消 除 焊 接 應(yīng) 力 可 分 為 熱 應(yīng) 力 、 拘 束 應(yīng) 力 、 相 變 應(yīng)力 和 焊 接 殘 余 應(yīng) 力 ， 焊 接 殘 余 應(yīng) 力 往 往 數(shù) 值 很 大 ， 在 厚 度 較 大 的 焊 接 結(jié) 構(gòu) 中 ， 焊 接 殘 余 應(yīng) 力一 般 可 達(dá) 到 材

46、料 的 屈 服 極 限 s。1. 焊 接 應(yīng) 力 的 分 類 (1)縱 向 應(yīng) 力 ： 沿 著 焊 縫 長(zhǎng) 度 方 向 的 應(yīng) 力 ; (2)橫 向 應(yīng) 力 ： 垂 直 于 焊 縫 長(zhǎng) 度 方 向 且 平 行 于 構(gòu)件 表 面 的 應(yīng) 力 ;(3)厚 度 方 向 應(yīng) 力 ： 垂 直 于 焊 縫 長(zhǎng) 度 方 向 且 垂 直于 構(gòu) 件 表 面 的 應(yīng) 力 。 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-66 4.6.3 焊 接 殘 余 應(yīng) 力 的 分 布 、 影 響 和 消 除2. 焊 接 殘 余 應(yīng) 力 的 分 布(1)焊 縫 縱 向 應(yīng) 力 x 沿 著 焊 縫 縱 向 的 應(yīng) 力 稱 為 縱 向

47、應(yīng) 力 x； 把 垂直 于 焊 縫 縱 向 的 應(yīng) 力 稱 為 橫 向 應(yīng) 力 y 。 焊 縫及 其 附 近 的 壓 縮 塑 性 變 形 區(qū) 內(nèi) x的 為 拉 應(yīng) 力， 其 值 一 般 可 達(dá) 材 料 的 屈 服 強(qiáng) 度 。 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-67 2. 焊 接 殘 余 應(yīng) 力 的 分 布(2)焊 縫 橫 向 應(yīng) 力 ： 圖 為 一 定 長(zhǎng) 度 平 板 焊 縫 中 橫向 應(yīng) 力 y的 分 布 。 焊 縫 及 其 附 近 的 壓 縮 塑 性變 形 區(qū) 內(nèi) y為 拉 應(yīng) 力 ， 兩 端 為 壓 應(yīng) 力 ， 離 開焊 縫 中 心 越 遠(yuǎn) ， y迅 速 衰 減 。 西安交通大學(xué)能

48、源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-68 2. 焊 接 殘 余 應(yīng) 力 的 分 布(3)厚 度 方 向 應(yīng) 力 ： 厚 板 焊 接 結(jié) 構(gòu) 中 除 了 縱 向 應(yīng)力 和 橫 向 應(yīng) 力 外 ， 還 存 在 沿 厚 度 方 向 的 應(yīng) 力 。 這 三 個(gè) 方 向 內(nèi) 應(yīng) 力 在 厚 度 方 向 分 布 極 不 均 勻 。厚 板 電 渣 焊 時(shí) 焊 縫 中 心 出 現(xiàn) 三 軸 向 拉 應(yīng) 力 ， 隨板 厚 的 增 加 而 增 加 ， 但 在 表 面 為 壓 應(yīng) 力 。 而 多層 焊 時(shí) ， 與 此 相 反 （ 圖 ） 。 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-69 4.6.3 焊 接 殘 余 應(yīng) 力 的

49、分 布 、 影 響 和 消 除3. 焊 接 殘 余 應(yīng) 力 的 影 響 (1)對(duì) 結(jié) 構(gòu) 強(qiáng) 度 與 受 壓 件 穩(wěn) 定 性 的 影 響在 構(gòu) 件 承 受 拉 伸 載 荷 時(shí) ， 焊 接 殘 余 內(nèi) 應(yīng) 力 將 與載 荷 應(yīng) 力 相 疊 加 ， 從 而 影 響 構(gòu) 件 的 強(qiáng) 度 。(2)對(duì) 構(gòu) 件 脆 性 斷 裂 的 影 響增 大 了 構(gòu) 件 的 名 義 應(yīng) 力 ， 加 上 焊 接 接 頭 區(qū) 材 料韌 性 的 下 降 和 焊 接 缺 陷 的 產(chǎn) 生 ， 都 會(huì) 促 使 構(gòu) 件在 外 載 不 大 的 情 況 下 發(fā) 生 低 應(yīng) 力 脆 斷 。(3)對(duì) 疲 勞 強(qiáng) 度 的 影 響 ：焊 縫 區(qū)

50、 的 殘 余 拉 應(yīng) 力 能 提 高 結(jié) 構(gòu) 平 均 拉 應(yīng) 力 值， 使 疲 勞 壽 命 降 低 。 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-70 4.6.3 焊 接 殘 余 應(yīng) 力 的 分 布 、 影 響 和 消 除3. 焊 接 殘 余 應(yīng) 力 的 影 響 (4)對(duì) 焊 件 加 工 精 度 和 尺 寸 穩(wěn) 定 的 影 響(5)對(duì) 裂 紋 擴(kuò) 展 的 影 響評(píng) 定 焊 接 區(qū) 裂 紋 狀 態(tài) 時(shí) ， 必 須 考 慮 焊 接 殘 余 應(yīng)力 。 在 計(jì) 算 裂 紋 擴(kuò) 展 驅(qū) 動(dòng) 力 應(yīng) 力 強(qiáng) 度 因 子 KI時(shí) ， 殘 余 應(yīng) 力 r用 拉 應(yīng) 力 的 當(dāng) 量 值 3 來 考慮 殘 余 應(yīng)

51、力 對(duì) 裂 紋 擴(kuò) 展 的 貢 獻(xiàn) ， 即 ： 3 = r r 其 中 r 和 裂 紋 的 類 型 (穿 透 裂 紋 、 埋 藏 裂 紋 、表 面 裂 紋 )及 裂 紋 方 向 (和 熔 合 線 平 行 的 裂 紋、 和 熔 合 線 垂 直 的 裂 紋 、 角 焊 縫 裂 紋 )有 關(guān) 。 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-71 4. 減 少 和 消 除 焊 接 殘 余 應(yīng) 力 的 措 施 與 方 法 從 設(shè) 計(jì) 和 焊 接 工 藝 兩 方 面 減 少 焊 接 殘 余 應(yīng) 力(1)設(shè) 計(jì) 上 減 少 焊 接 應(yīng) 力 的 核 心 是 正 確 布 置 焊 縫， 從 而 避 免 應(yīng) 力 疊 加

52、 ， 降 低 應(yīng) 力 峰 值 。 盡 量 減 少 焊 縫 數(shù) 量 ， 減 少 焊 縫 尺 寸 和 長(zhǎng) 度 。 焊 縫 應(yīng) 避 免 過 分 集 中 (圖 )， 有 足 夠 距 離 ， 要 盡 可 能 避 免 交 叉 ， 以 免 出 現(xiàn) 三 向 復(fù) 雜 應(yīng) 力 。 焊 縫 不 要 布 置 在 高 應(yīng) 力 區(qū) 及 斷 面 突 變 的 地 方 ， 以 避 免 應(yīng) 力 集 中 。 采 用 剛 性 較 小 接 頭 。 翻 邊 替 插 入 管 。 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-72 4.6.3 焊 接 殘 余 應(yīng) 力 的 分 布 、 影 響 和 消 除4. 減 少 和 消 除 焊 接 殘 余 應(yīng)

53、力 的 措 施 與 方 法(2)工 藝 上 減 小 焊 接 應(yīng) 力 的 方 法 采 用 合 理 的 焊 接 順 序 和 方 向 。 讓 大 多 數(shù) 焊 縫 在剛 性 較 小 的 情 況 下 施 焊 。 縮 小 焊 接 區(qū) 與 結(jié) 構(gòu) 整 體 之 間 的 溫 差 ， 從 而 礎(chǔ) 小焊 接 內(nèi) 應(yīng) 力 。 整 體 預(yù) 熱 ， 采 用 較 小 的 線 能 量 。 錘 擊 焊 縫 。 減 小 焊 接 應(yīng) 力 與 變 形 。 減 少 氫 含 量 及 消 氫 處 理 。 (3)消 除 殘 余 應(yīng) 力 方 法 主 要 是 焊 后 消 除 殘 余 應(yīng) 力對(duì) 厚 度 超 過 一 定 尺 寸 的 鍋 爐 、 壓

54、力 容 器 受 壓 元件 ， 均 應(yīng) 進(jìn) 行 焊 后 熱 處 理 以 消 除 內(nèi) 應(yīng) 力 。 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-73 4.6.4 焊 接 變 形 的 形 式 、 影 響 因 素 及 控 制 方 法 工 件 焊 后 一 般 都 會(huì) 產(chǎn) 生 變 形 ， 如 果 變 形 量 超 過允 許 值 ， 就 會(huì) 影 響 工 件 使 用 。 變 形 產(chǎn) 生 的 主 要 原 因 是 焊 件 不 均 勻 地 局 部 加 熱和 冷 卻 。 因 為 焊 接 時(shí) ， 焊 件 僅 在 局 部 區(qū) 域 被 加熱 到 高 溫 ， 但 加 熱 區(qū) 域 金 屬 因 受 到 周 圍 溫 度 較低 的 金 屬

55、阻 止 ， 卻 不 能 自 由 膨 脹 ； 而 冷 卻 時(shí) 又由 于 周 圍 金 屬 的 牽 制 不 能 自 由 地 收 縮 。 結(jié) 果 這部 分 加 熱 的 金 屬 存 在 拉 應(yīng) 力 ， 而 其 它 部 分 的 金屬 則 存 在 與 之 平 衡 的 壓 應(yīng) 力 。 當(dāng) 這 些 應(yīng) 力 超 過金 屬 屈 服 極 限 ( s)時(shí) ， 將 產(chǎn) 生 焊 接 變 形 ； 當(dāng)超 過 金 屬 強(qiáng) 度 極 限 ( b)時(shí) ， 則 會(huì) 出 現(xiàn) 裂 縫 。 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-74 4.6.4 焊 接 變 形 的 形 式 、 影 響 因 素 及 控 制 方 法1. 焊 接 變 形 的 形

56、式焊 接 變 形 可 能 是 多 種 多 樣 的 ， 最 常 見 的 有 五 種基 本 形 式 或 者 是 這 幾 種 變 形 的 組 合 。 圖 (a)是 平 板 對(duì) 接 焊 接 以 后 產(chǎn) 生 的 縱 向 和 橫 向收 縮 變 形 ； 圖 (b)是 平 板 對(duì) 接 后 的 角 變 形 ； 圖 (c)是 圓 筒 件 焊 縫 布 置 偏 離 焊 件 形 心 軸 形 成的 彎 曲 變 形 ； 圖 (d)是 薄 壁 焊 件 焊 后 產(chǎn) 生 的 波 浪 形 變 形 。 圖 (e)是 梁 柱 結(jié) 構(gòu) 焊 接 時(shí) 容 易 出 現(xiàn) 的 扭 曲 變 形。 其 中 收 縮 變 形 、 彎 曲 變 形 屬 整

57、體 變 形 ， 而 另外 幾 種 形 式 為 局 部 變 形 。 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-75 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-76 4.6.4 焊 接 變 形 的 形 式 、 影 響 因 素 及 控 制 方 法2.焊 接 變 形 的 影 響 因 素 (1)焊 縫 位 置 對(duì) 焊 接 變 形 的 影 響結(jié) 構(gòu) 對(duì) 稱 的 焊 縫 ， 只 產(chǎn) 生 縱 向 和 橫 向 縮 短 ; 不 對(duì) 稱 時(shí) ， 則 會(huì) 引 起 彎 曲 變 形 ; 而 當(dāng) 焊 縫 截 面 重 心 偏 離 接 頭 截 面 重 心 時(shí) ， 則 會(huì)產(chǎn) 生 角 變 形 。(2)結(jié) 構(gòu) 剛 性 的 影 響 ：受

58、同 樣 大 小 的 力 ， 剛 性 大 的 結(jié) 構(gòu) 變 形 小 ， 剛 性小 的 結(jié) 構(gòu) 則 變 形 大 。 焊 接 變 形 總 是 沿 著 結(jié) 構(gòu) 或 焊 件 剛 性 的 約 束 最小 的 方 向 進(jìn) 行 。 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-77 4.6.4 焊 接 變 形 的 形 式 、 影 響 因 素 及 控 制 方 法2.焊 接 變 形 的 影 響 因 素 (3)裝 配 和 焊 接 次 序 的 影 響 ：多 條 焊 縫 焊 接 時(shí) ， 剛 性 約 束 大 小 取 決 于 裝 配 焊接 次 序 。 對(duì) 截 面 對(duì) 稱 、 焊 縫 對(duì) 稱 焊 接 結(jié) 構(gòu) ， 可采 用 先 裝 配

59、成 整 體 的 方 法 。 對(duì) 復(fù) 雜 焊 接 結(jié) 構(gòu) ， 因 為 焊 縫 多 ， 各 焊 縫 引 起的 變 形 相 互 影 響 ， 難 以 控 制 ， 因 此 必 須 采 用 部分 裝 配 、 焊 接 、 再 裝 配 、 再 焊 接 的 次 序 ， 以 控制 總 體 焊 接 變 形 。(4)其 他 影 響 因 素 ： 焊 接 變 形 還 和 坡 口 型 式 、 裝配 間 隙 、 焊 接 規(guī) 范 、 焊 接 方 法 也 密 切 相 關(guān) 。 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-78 4.6.4 焊 接 變 形 的 形 式 、 影 響 因 素 及 控 制 方 法3.控 制 焊 接 變 形 的

60、方 法 為 了 控 制 和 減 小 焊 接 變 形 ， 應(yīng) 采 用 必 要 的 合 理設(shè) 計(jì) 方 案 和 工 藝 措 施 。 (1)合 理 的 設(shè) 計(jì) 方 案保 證 承 載 能 力 條 件 下 ， 應(yīng) 盡 量 減 小 焊 縫 數(shù) 量 、長(zhǎng) 度 和 尺 寸 。 應(yīng) 合 理 安 排 焊 縫 的 位 置 ， 使 結(jié) 構(gòu)中 所 有 焊 縫 盡 量 對(duì) 稱 于 截 面 中 性 軸 ， 或 接 近 中性 軸 ， 以 減 小 焊 件 的 變 形 。(2)必 要 的 工 藝 措 施 預(yù) 留 收 縮 余 量 。 在 工 件 備 料 時(shí) 加 一 定 收 縮 余 量。 一 般 焊 縫 的 縱 向 收 縮 量 按 焊

61、 縫 的 長(zhǎng) 度 來 計(jì)算 。 數(shù) 值 和 坡 口 、 接 頭 型 式 及 板 厚 有 關(guān) 。 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-79 反 變 形 法用 經(jīng) 驗(yàn) 或 計(jì) 算 方 法 ， 須 先 判 斷 工 件 在 焊 后 可 能發(fā) 生 變 形 大 小 和 方 向 ， 在 焊 前 裝 配 時(shí) 、 預(yù) 先 將焊 件 向 將 要 變 形 的 反 方 向 擺 放 或 人 為 變 形 ， 控制 得 當(dāng) ， 可 使 得 到 正 確 形 狀 ， 防 止 殘 余 變 形 。 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-80 反 變 形 法 薄 壁 殼 體 管 座 焊 接 結(jié) 構(gòu) 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)

62、院 153-81 4.6.4 焊 接 變 形 的 形 式 、 影 響 因 素 及 控 制 方 法 選 擇 合 理 的 焊 接 方 法 和 規(guī) 范 采 用 能 量 集 中 熱 源 和 快 速 焊 接 方 法 ; 使 用 氣 保 焊 替 代 氣 焊 和 SMAW， 可 減 小 變 形 ； 使 用 SMAW焊 時(shí) ， 多 層 焊 比 單 層 焊 變 形 小 ； 增 加 焊 接 速 度 ， 也 能 減 小 焊 接 變 形 。 合 理 的 裝 配 焊 接 次 序把 大 型 結(jié) 構(gòu) 適 當(dāng) 地 分 成 幾 個(gè) 部 件 ， 分 別 裝 配 焊接 ， 然 后 再 拼 焊 成 整 體 。 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力

63、工程學(xué)院 153-82 4.6.4 焊 接 變 形 的 形 式 、 影 響 因 素 及 控 制 方 法 剛 性 固 定 法焊 前 將 結(jié) 構(gòu) 固 定 夾 緊 ， 依 靠 外 加 約 束 減 小 焊 接變 形 ， 但 是 剛 性 夾 持 阻 止 了 焊 件 的 自 由 收 縮 ，將 在 構(gòu) 件 內(nèi) 部 產(chǎn) 生 較 大 內(nèi) 應(yīng) 力 ， 應(yīng) 針 對(duì) 焊 件 材料 和 結(jié) 構(gòu) 形 式 慎 重 選 擇 。 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-83 4.6.4 焊 接 變 形 的 形 式 、 影 響 因 素 及 控 制 方 法 采 用 合 理 的 焊 接 順 序 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153

64、-84 4.6.4 焊 接 變 形 的 形 式 、 影 響 因 素 及 控 制 方 法4. 矯 正 焊 接 變 形 方 法 即 使 采 用 控 制 變 形 方 法 ， 構(gòu) 件 焊 接 后 難 以 避免 產(chǎn) 生 變 形 。 當(dāng) 焊 件 超 出 產(chǎn) 品 技 術(shù) 要 求 所 允 許焊 接 變 形 時(shí) ， 都 要 求 焊 后 進(jìn) 行 矯 正 ， 使 之 符 合產(chǎn) 品 質(zhì) 量 要 求 。 矯 正 的 實(shí) 質(zhì) 是 使 焊 接 構(gòu) 件 產(chǎn) 生 新 的 變 形 ， 以抵 消 焊 接 時(shí) 所 發(fā) 生 的 變 形 。 矯 正 焊 接 變 形 過 程 往 往 增 加 構(gòu) 件 的 內(nèi) 應(yīng) 力 。因 此 矯 正 變 形

65、 之 前 最 好 先 消 除 焊 接 殘 余 應(yīng) 力 ，以 免 矯 正 變 形 時(shí) 構(gòu) 件 發(fā) 生 局 部 破 裂 。生 產(chǎn) 中 常 用 機(jī) 械 矯 正 和 火 焰 加 熱 矯 正 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-85 4. 矯 正 焊 接 變 形 方 法 (1)機(jī) 械 矯 正 法 ： 用 機(jī) 械 加 壓 或 錘 擊 產(chǎn) 生 塑 性 變形 方 法 。 錘 擊 或 輾 壓 焊 縫 應(yīng) 在 剛 焊 完 時(shí) 進(jìn) 行 。錘 擊 應(yīng) 均 勻 、 適 度 ， 避 免 錘 擊 過 分 產(chǎn) 生 裂 紋 。 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-86 4.6.4 焊 接 變 形 的 形 式 、 影 響

66、 因 素 及 控 制 方 法4. 矯 正 焊 接 變 形 方 法 (2)火 焰 矯 正 法 ： 火 焰 加 熱 矯 正 法 是 利 用 火 焰 局部 加 熱 后 的 冷 卻 收 縮 ， 來 抵 消 該 部 分 伸 長(zhǎng) 變 形 。 加 熱 部 位 必 須 正 確 ， 火 焰 加 熱 矯 正 的 加 熱溫 度 一 般 為 600 800 ?；?焰 加 熱 校 正 法 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-87 4.6.4 焊 接 變 形 的 形 式 、 影 響 因 素 及 控 制 方 法4. 矯 正 焊 接 變 形 方 法 (3)矯 形 時(shí) ， 要 特 別 注 意 鋼 種 : 對(duì) 耐 腐 蝕 的 零 部 件 不 宜 使 用 錘 擊 方 法 ，以 防 產(chǎn) 生 應(yīng) 力 腐 蝕 ; 對(duì) 具 有 晶 間 隙 蝕 傾 向 的 不 銹 鋼 和 淬 硬 傾向 較 大 的 鋼 材 不 宜 用 火 焰 矯 形 ,可 能 產(chǎn) 生敏 化 傾 向 ； 對(duì) 冷 裂 傾 向 較 大 的 高 強(qiáng) 鋼 要 少 用 機(jī) 械 法矯 形 ， 因 該 法 易 產(chǎn) 生 冷 作 硬 化 。 西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 153-