鍋爐筒體縱焊縫焊接工藝規(guī)范

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1、制定工業(yè)鍋爐筒體縱焊縫焊接工藝規(guī)范 一、母材技術(shù)狀況 Q345 是一種鋼材的材質(zhì)。它是低合金鋼（C<0.2%)，廣泛應(yīng)用于橋梁、車輛、船舶、建筑、壓力容器等。Q代表的是這種材質(zhì)的屈服，后面的345，就是指這種材質(zhì)的屈服值，在345左右。并會隨著材質(zhì)的厚度的增加而使其屈服值減小。Q345按等級可分為Q345A，Q345B，Q345C，Q345D，Q345E。它們所代表的，主要是沖擊的溫度有所不同。 1、結(jié)構(gòu)性能 Q345綜合力學(xué)性能良好，低溫性能尚可，塑性和焊接性良好，用做中低壓容器、油罐、車輛、起重機、礦山機械、電站、橋梁等承受動載荷的結(jié)構(gòu)、機械零件、建筑結(jié)構(gòu)、一般金屬結(jié)構(gòu)件，熱軋或正

2、火狀態(tài)使用，可用于-40℃以下寒冷地區(qū)的各種結(jié)構(gòu)。 2、化學(xué)成分 Q345化學(xué)成分見表1。 表1 Q345化學(xué)成分（%）： 元素 C≤ Mn Si≤ P≤ S≤ Al≥ V Nb Ti 含量 0.2 1.0-1.6 0.55 0.035 0.035 0.015 0.02-0.15 0.015-0.06 0.02-0.2 3、力學(xué)性能 Q345力學(xué)性能見表2。 表2 Q345力學(xué)性能（%）： 機械性能指標(biāo) 伸長率（%） 試驗溫度0℃ 抗拉強度MPa 屈服點MPa≥ 數(shù)值 δ5≥22 J≥34 σb（470-650） σ

3、s（324-259） 其中壁厚介于16-35mm時，σs≥325Mpa；壁厚介于 35-50mm時，σs≥295Mpa 二、焊接材料選擇及技術(shù)狀況 埋弧焊焊接材料根據(jù)ISO/4174或GB/T1247-1990《埋弧焊用焊絲和焊劑》規(guī)定選擇適用的埋弧焊用低合金鋼焊絲和焊劑，其主要參數(shù)見表3。 表3 焊絲牌號按GB/T4957和GB/T3429的主要參數(shù) 牌號 \成分 Mn C Si S P Ni Cu Cr H08A 0.30-0.55 ≤0.10 ≤0.03 ≤0.030 ≤0.030 ≤0.30 ≤0.20 ≤0.20 H08MnA 0.

4、80-1.10 ≤0.10 ≤0.07 ≤0.030 ≤0.030 ≤0.30 ≤0.20 ≤0.20 H10Mn2 1.50-1.90 ≤0.12 ≤0.07 ≤0.035 ≤0.035 ≤0.30 ≤0.20 ≤0.20 焊劑HJ431是熔煉型高錳高硅低氟焊劑。為棕紅色至淺黃色玻璃狀顆粒，粒度為2.5-0.45mm（8-40目）等。可交直流兩用，直流焊時焊絲接正極。焊接工藝性能良好，脫渣容易，成形美觀。配合H08A、H08MnA、H10MnSi等焊絲，其熔敷金屬機械性能見表4。可焊接低碳鋼及某些低合金鋼，如16Mn，15MnV等結(jié)構(gòu)，如鍋爐、船舶、壓力

5、容器等。也可用于電渣焊及銅的焊接。焊劑按規(guī)定烘干、保溫;焊絲需去除油、銹;保護氣體應(yīng)保持干燥。 表4 熔敷金屬機械性能 牌號\成分 屈服強度Mpa 抗拉強度Mpa 延伸率(%) 沖擊值J（℃） H08A ≥330 ≥410 ≥22 ≥27 H08MnA ≥330 ≥410 ≥22 ≥27 H10Mn2 ≥330 ≥410 ≥22 --- 三、焊接準備 1、坡口形式及注意事項 根據(jù)GB/T985.2(等效于ISO9692:2003)埋弧焊的推薦坡口表示法：規(guī)定了推薦的坡口形式和尺寸，如圖1 所示。 （1）、焊接選擇坡口形式和尺寸應(yīng)考慮下列因素：

6、 a.焊縫填充金屬盡量少； b.避免產(chǎn)生缺陷； c.減少殘余焊接變形與應(yīng)力； d.有利于焊接防護； e.焊工操作方便； f.復(fù)合鋼板的坡口應(yīng)有利于減少過渡層焊縫金屬的稀釋率。 圖1 坡口形式 （2）、焊接坡口制備注意事項 ①、碳素鋼和標(biāo)準抗拉強度不大于540MPa的碳錳低合金鋼可采用冷加工,也可采用熱加工方法置備坡口。 ②、標(biāo)準抗拉強度大于540MPa的碳錳低合金鋼、鉻鉬低合金鋼和高合金鋼宜采用冷加工法.若采用熱加工方法,對影響焊接質(zhì)量的表面層,應(yīng)用冷加工方法去除。 ③、焊接坡口應(yīng)保持平整,不得有裂紋、分層、夾渣等缺陷,尺寸符合圖樣規(guī)

7、定。 ④、坡口表面及兩側(cè)應(yīng)將水、鐵銹、油污、積渣和其它有害雜質(zhì)清理干凈。 表5 縱焊縫對口錯邊量 對口處名義厚度過 δn ≤10 12≤δn≤50 ＞50 錯邊量 δn/5 ≤2.5 δn/16且不大于10 四、焊接設(shè)備 埋弧焊（SAW,ISO代號為12），是一種利用位于焊接層下電極與焊件之間燃燒的電弧產(chǎn)生的熱量熔化電極、焊劑和母材金屬的焊接方法。埋弧焊的設(shè)備由焊接電源、控制系統(tǒng)、送絲機構(gòu)、行走機構(gòu)、導(dǎo)電嘴、焊絲盤、焊劑輸送與回收裝置以及焊件變位設(shè)備和焊接夾具等部分組成。如圖2所示。 深和焊縫余高

8、都有顯著增加，而焊縫的寬度變化不大。同時，焊絲的熔化量也相應(yīng)增加，這就使焊縫的余高增加。隨著焊接電流的減小，熔深和余高都減小。 2、電弧電壓 電弧電壓的增加，焊接寬度明顯增加，而熔深和焊縫余高則有所下降。但是Q345 板厚14mm,埋弧焊焊接，采用單面V形坡口，留2～4mm間隙，中間鈍邊1～2mm，坡口度數(shù)為60 ，焊接時帶焊劑墊，焊材采取H08A或H08MnA，焊劑為HJ431,焊接速度20～25m/h,電流500~600A,電壓36～40V。具體參數(shù)見表8。 表8 鍋爐筒體雙面埋弧焊縱焊縫焊接工藝參數(shù) 焊接方法 焊接材料規(guī)格/mm 焊接電流/A 電弧電壓/V 焊接速度/(

9、m/h) SAW φ5.0 650～800 36～40 25～35 六、埋弧焊操作事項 1、埋弧焊操作技術(shù) (1)對接直焊縫焊接技術(shù) 對接直焊縫的焊接方法有兩種基本類型，即單面焊和雙面焊。根據(jù)鋼板厚度又可分為單層焊、多層焊，又有各種襯墊法和無襯墊法。 ①焊劑墊法埋弧自動焊。在焊接對接焊縫時，為了防止熔渣和熔池金屬的泄漏，采用焊劑墊作為襯墊進行焊接。焊劑墊的焊劑與焊接用的焊劑相同。焊劑要與焊件背面貼緊，能夠承受一定的均勻的托力。要選用較大的焊接規(guī)范，使工件熔透，以達到雙面成形。 ②多層埋弧焊。對于較厚鋼板，一次不能焊完的，可采用多層焊。為了保證焊透，正面焊時要焊透工

10、件厚度的40％～50％，背面焊時必須保證焊透60％～70％。在實際操作中一般很難測出熔深，經(jīng)常是靠焊接時觀察熔池背面顏色來判斷估計，所以要有一定的經(jīng)驗。第一層焊時，規(guī)范不要太大，既要保證焊透，又要避免裂紋等缺陷。每層焊縫的接頭要錯開，不可重疊。 (2)對接環(huán)焊縫焊接技術(shù) 圓形簡體的對接環(huán)縫的埋弧焊要采用帶有調(diào)速裝置的滾胎。如果需要雙面焊，第一遍需將焊劑墊放在下面簡體外壁焊縫處。將焊接小車固定在懸臂架上，伸到筒體內(nèi)焊下平焊。焊絲應(yīng)偏移中心線下坡焊位置上。第二遍正面焊接時，在筒體外，上平焊處進行施焊。 (3)埋弧半自動焊 埋弧半自動焊主要是軟管自動焊，其特點是采用較細直徑(2mm或2m

11、m以下)的焊絲，焊絲通過彎曲的軟管送入熔池。電弧的移動是靠手工來完成，而焊絲的送進是自動的。半自動焊可以代替自動焊焊接一些彎曲和較短的焊縫，主要應(yīng)用于角焊縫，也可用于對接焊縫。 2、埋弧焊的安全操作技術(shù) (1)埋弧焊機操作人員必須經(jīng)過電弧焊接工作的專門培訓(xùn)，持證上崗，非本機操作人員，嚴禁擅自操作設(shè)備。 (2)作業(yè)前檢查電纜絕緣情況，如有損壞立即停止使用，確認各部導(dǎo)線連接良好，控制箱外殼和接線板上的罩殼蓋好。 (3)作業(yè)過程中，操作人員要精神集中，正確操作，注意機械情況，不得擅自離崗或?qū)C器交給其他無證人員操作，嚴禁無關(guān)人員進入作業(yè)區(qū)。 (4)作業(yè)工程中，任何人員均不得蹬上龍門架頂層平

12、臺進行觀察、檢修或檢查工作。如必須蹬頂作業(yè)，必須先停車斷電。 (5)控制箱和焊機外殼應(yīng)可靠的接地(零)和防止漏電。接線板罩殼必須蓋好。 (6)埋弧自動焊機的小車輪子要有良好絕緣，導(dǎo)線應(yīng)絕緣良好，工作過程中應(yīng)理順導(dǎo)線，防止扭轉(zhuǎn)及被熔渣燒壞。 (7)焊接進行中，不許鏟藥皮、清渣，鏟藥皮清渣時要戴護目鏡。 (8)認真及時做好保養(yǎng)工作，保持機械完好狀態(tài)，機械不得帶病工作，運轉(zhuǎn)中發(fā)現(xiàn)不正常，立即停機斷電檢查，排除故障方可使用。 (9)操作人員下班時，要將機械停放在待命位置，關(guān)機斷電，鎖好電閘箱，清理現(xiàn)場雜物，焊渣。 (10)半自動埋弧焊的焊把應(yīng)有固定放置處，以防短路。 (11)埋弧自動焊熔

13、劑的成分里含有氧化錳等對人體有害的物質(zhì)。焊接時雖不像手弧焊那樣產(chǎn)生可見煙霧，但將產(chǎn)生一定量的有害氣體和蒸氣。所以，在工作地點最好有局部的抽氣通風(fēng)設(shè)備。 七、工藝評定過程 根據(jù)JB/T4708/4709-2000《鋼制壓力容器焊接工藝評定》進行以下試驗，并滿足下表9所涉及的要求。 表9 力學(xué)性能 σb /MPa σs /MPa δ（％） 彎曲角度/ （d=3a） 沖擊試驗 其他 缺口形式 試驗溫度℃ Ak/J 390～530 ≥205 ≥25 180 U形 常溫 ≥48 八、參考文獻 ［1］張帥謀.國際焊接標(biāo)準解讀與貫徹［M］安徽：安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院出版社，2009 ［2］楊松.鍋爐壓力容器焊接技術(shù)［M］北京：機械工業(yè)出版社，20013 ［3］雷世明.焊接方法與設(shè)備北京［M］北京：機械工業(yè)出版社，20013 ［4］王小平.金屬材料焊接工藝與評定［M］安徽：安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院出版社，2009