【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 高。 TIG 焊 （鎢極氬弧焊） 鎢極氬弧焊是使鎢極、熔池及鄰近區(qū)域在氬氣的保護(hù)下，利用鎢極與工件間產(chǎn)生的電弧進(jìn)行焊接。可以加填充或不加填充絲。用作保護(hù)氣體的 惰性氣體有氦氣與氬氣。由于氦氣的價(jià)格較貴，常用氬氣作為保護(hù)氣體，用氬氣作為保護(hù)氣的鎢極惰性氣體保護(hù)焊稱為鎢極氬弧焊。 鎢極氬弧焊有以下一些特點(diǎn)： 氬氣是惰性氣體，與熔化金屬不反應(yīng)，不會(huì)引起金屬元素的氧化燒損。電弧在氣流壓縮下燃燒，熱力集中，熔池較小，故焊接速度較快，熱影響區(qū)較窄，焊件焊后變形小，適用于薄板焊接。由于氬氣不易電離，引弧時(shí)需較高的電壓。明弧焊接，便于焊工操作及調(diào)整工藝參數(shù)，焊接質(zhì)量易于控制。容易實(shí)現(xiàn)全位置自動(dòng)化焊接。 電弧氣氛中的含氫量較容易控制，可減小焊縫冷裂紋傾向。直流反極性鎢極氬弧焊，接負(fù) 極的熔池表面受到正離子的猛烈撞擊，高熔點(diǎn)的金屬氧化膜被打碎清除，此現(xiàn)象稱為陰極霧化，可以用來(lái)焊接鋁、鎂等金屬。 直流反接時(shí) 鎢極是電弧的陽(yáng)極，不具有發(fā)射電子的能力，而是接受大量電子及其攜帶的大量能量，因而鎢極易產(chǎn)生過(guò)熱，甚至融化，所以鎢極為陽(yáng)極時(shí)的許用電流受限。另外，焊件為陰極，陰極斑點(diǎn)尋找氧化膜而不斷游動(dòng)，使得電弧分散，加熱不集中，因而得到淺而寬的焊縫，生產(chǎn)率低。由于上述原因， TIG 焊直流反接用的較少，只用于厚度約 3mm 以下的鋁，鎂及其合金焊接 西安石油大學(xué)專業(yè)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 5 直流正接 焊件接直流電源正極時(shí)，鎢極接直流電源負(fù)極。直流正接 的 TIG 焊是所有電弧焊方法中的電弧過(guò)程最穩(wěn)定的焊接方法之一。適用于焊接除鋁，鎂及其合金以外的金屬材料焊接。 鎢極氬弧焊分為手工及自動(dòng)焊兩種：手工鎢極氬弧焊操作靈活，方便，應(yīng)用極為廣泛：自動(dòng)鎢極氬弧焊主要用于外形規(guī)則并成批生產(chǎn)的直縫及環(huán)縫的焊接。 埋弧焊 將電弧覆蓋的焊劑層下燃燒，底下焊劑熔化蒸發(fā)成氣體，排開周圍熔渣，形成一個(gè)封閉的空腔，電弧在空腔內(nèi)燃燒，不斷送入焊絲，以熔滴狀落入熔池并與母材金屬熔合成焊縫，埋弧焊時(shí)，熔化的焊劑對(duì)熔池金屬起還原、凈化和合金化的作用。埋弧焊分為埋弧自動(dòng)焊（過(guò)程 全部由機(jī)械來(lái)完成）和半自動(dòng)埋弧焊（手工完成送絲）。 埋弧焊時(shí)，多采用直流反接，以獲得較大熔深；埋弧堆焊時(shí)，采用直流正接以減小熔深；交流多用于焊接電流比較大或采用直流時(shí)產(chǎn)生嚴(yán)重磁偏吹的場(chǎng)合；直流設(shè)備多用于對(duì)焊接參數(shù)要求較高，或焊劑穏弧性較差，或電流比較小，快速引弧短焊縫高速焊的場(chǎng)合。 埋弧焊的優(yōu)點(diǎn)是：焊接電流大、熔透深、可減小焊接坡口；焊接速度快、焊劑保護(hù)效果好、勞動(dòng)條件好、生產(chǎn)率高。 CO2 保護(hù)焊 利用 CO2氣體在高溫下分解為 CO 和 O2，氧分子繼續(xù)分解為氧原子，原子氧有強(qiáng)烈的氧化作用， 氧化熔池中的 Fe、 Si、 Mn、 C 等元素，形成相應(yīng)的氧化物 FeO、 SiOMnO、 CO 等。產(chǎn)生的 SiO MnO 以熔渣的形式浮出， CO 逸出到氣相中。 CO2氣體保護(hù) 焊 的特點(diǎn)： （ 1）明弧、可見(jiàn)度好、便于對(duì)中、操作方便、可進(jìn)行全位置焊接。 （ 2）電弧在氣流的壓縮下熱量集中，熔池體積小，熱影響區(qū)窄，焊件變形小。 （ 3）熔深較大，由于電弧穿透能力強(qiáng)，對(duì)焊件可減少焊接層數(shù)。焊后無(wú)焊接熔渣，所以多層焊時(shí)不必中間清渣。 （ 4）成本低，是手工電弧焊成本的 50。適用范圍廣，適用于各種位置的焊接，既適合于 薄板，又適用于厚板。 CO2保護(hù)焊的缺點(diǎn)是：焊縫成型粗糙，飛濺較大，弧光強(qiáng)烈及紫外線強(qiáng)分別為手工電弧焊的 2～ 3 倍和 20～ 40 倍。應(yīng)加強(qiáng)防護(hù)。 在焊接奧氏體不銹鋼時(shí)不適宜使用 CO2保護(hù)焊。故我在這次設(shè)計(jì)的時(shí)候采用的是手工電弧焊、埋弧焊、鎢極氬弧焊。 壓力容器焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則 (1). 盡量采用對(duì)接接頭，易于保證焊接質(zhì)量，所有的縱向及環(huán)向焊接接頭、凸形封頭上的拼接焊接接頭，必須采用對(duì)接接頭外，其它位置的焊接結(jié)構(gòu)也應(yīng)盡量采用對(duì)接西安石油大學(xué)專業(yè)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 6 接頭。 (2). 盡量采用全熔透的結(jié)構(gòu)，不允許產(chǎn)生未熔 透缺陷 未熔透：指基體金屬和焊縫金屬局部未完全熔合而留下空隙的現(xiàn)象。未熔透導(dǎo)致脆性破壞的起裂點(diǎn)，在交變載荷作用下，它也可能誘發(fā)疲勞破壞。 (3). 盡量減少焊縫處的應(yīng)力集中 接頭常常是脆性破壞和疲勞破壞的起源處，因此，在設(shè)計(jì)焊接結(jié)構(gòu)時(shí)必須盡量減少應(yīng)力集中 [3]。 對(duì)壓力容器的要求 (1). 強(qiáng)度 : 壓力容器是帶有爆炸危險(xiǎn)的設(shè)備，為了保證生產(chǎn)和工人的人身安全，容器的每個(gè)部件都必須具有足夠的強(qiáng)度，并且在應(yīng)力集中的地方還要進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a(bǔ)強(qiáng)。 (2). 剛性 : 是指構(gòu)件在外力作用下保持原來(lái)形狀的能力。容器或其受壓部件 雖然不會(huì)因強(qiáng)度不足而發(fā)生破裂和過(guò)量的塑性變形，但由于彈性變形過(guò)大也會(huì)使其喪失正常的工作能力。 (3). 耐久性 :是指設(shè)備的使用年限，通常 壓力容器的使用年限為 10年左右，高壓容器使用年限為 20年左右。 (4). 密封性 :對(duì)壓力容器的密封性要給予特別的注意，一方面要嚴(yán)格保證焊縫質(zhì)量，另一方面容器制成后一定要接規(guī)定進(jìn)行水壓試驗(yàn)。 西安石油大學(xué)專業(yè)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 7 2 焊接工藝說(shuō)明 焊接方法的選擇 20g 的碳含量低，最高不超過(guò) %，故無(wú)淬硬傾向，焊接性較好，不必采用特殊的焊接工藝，可采用所有的熔焊方法焊接。 ,它們的一些標(biāo)準(zhǔn)如下： 表 2— 1 20g 的化學(xué)成分 鋼號(hào) 鋼板標(biāo)準(zhǔn) C Mn Si P S V 20g GB713 — 表 2— 2 20g 的化學(xué)成分 鋼號(hào) 鋼板標(biāo)準(zhǔn) 使用狀態(tài) 厚度 /mm 常溫強(qiáng)度指標(biāo) σb/Mp σs/Mp 20g GB6479 — 616 410 245 現(xiàn)在準(zhǔn)備焊接的是回收油罐，它的主體材質(zhì)是 20g， 可選擇的焊接方法有：手工電弧焊，埋弧焊， TIG 焊。 手工電弧焊靈便性好，可全位置焊接，宜于長(zhǎng)短及曲線形狀的焊接，適用于低碳鋼、低合金鋼、耐蝕耐熱鋼、鋁銅及其合金、異類金屬的焊接，可焊厚度范圍 ～ 38mm，但飛濺大，效率低。 埋弧自動(dòng)焊焊縫質(zhì)量好，勞動(dòng)條件好，飛濺小，易于長(zhǎng)而規(guī)則焊縫的焊接，適用于低碳鋼、低合金鋼，可焊厚度范圍 4ｍｍ以上，但只能在平焊位置焊接。 TIG 焊焊縫質(zhì)量高，可全位置焊接，宜于曲線形狀焊縫的焊接，適應(yīng)于低合金鋼、有色 金屬的焊接，但投資大。對(duì)于低合金鋼來(lái)說(shuō)，常用于 4mm 以下焊材的打底焊 。鎢極氬弧焊電弧穩(wěn)定，可使用小電流焊接薄工件。容器和管道的環(huán)縫封底焊采用鎢極氬弧焊，可以單面焊也可以雙面焊成型，焊縫質(zhì)量好，功效高。 1號(hào)焊縫為 筒體環(huán)縫 ，承受一定的內(nèi)壁壓力，屬于 A 類焊接接頭，由于焊縫較長(zhǎng)并規(guī)則，選用 TIG 焊打底 和 埋弧焊焊接的方法 。 26號(hào)焊縫 是管嘴與封頭角接 ， 屬于 C 類焊接接頭，考慮到施工的可行性及焊縫的重要程度， 所以使用手工電弧焊即可 。 焊材的選擇 焊條和焊絲的選擇 焊接材料包括焊條、焊絲、鋼 帶、焊劑、氣體、電極、襯墊等。焊接材料的選擇時(shí)應(yīng)考慮到木材的化學(xué)成分、力學(xué)性能、焊接性能，并結(jié)合壓力容器的特點(diǎn)、適用范圍和條件，以及焊接方法和其經(jīng)濟(jì)合理性及來(lái)源的綜合考慮來(lái)選擇。 西安石油大學(xué)專業(yè)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 8 表 2— 3 15MnVR 推薦的焊接材料（ JB/T 47092021） 鋼號(hào) 手工 電弧焊 埋弧焊 氬弧焊 型號(hào) 牌號(hào) 焊絲 焊劑牌號(hào) 焊絲鋼號(hào) 1 E4315 J427 H08A J431 H08MnA 根據(jù)壓力容器的主體材質(zhì)是 20 號(hào)鋼，所要焊 接的 1 號(hào)焊縫 是筒體環(huán)縫， 筒體 環(huán) 縫焊材的選擇，參考表 32 所列母材的機(jī)械性能及 JB/T 47092021 推薦，根據(jù)等強(qiáng)原則，埋弧焊用 H08A 焊絲。焊劑選擇根據(jù)埋弧焊焊絲與焊劑的匹配原則，即“高錳焊劑配合低碳鋼焊絲或含錳焊絲，中錳焊劑配合含錳焊絲，無(wú)錳或低錳焊劑配合高錳焊絲”的原則，為了保證打底焊時(shí)質(zhì)量， TIG 焊打底時(shí)參考 JB/T 47092021 選用 H08MnA 焊絲。 表 2— 4 鎢極氬弧焊建議采用的鎢極末端形狀及許用電流 鎢極直徑 /mm 尖端直徑 /mm 尖端角度 （ 176。） 電流 /A 恒定電流 脈沖電流 25 8 ～ 50 8 ～ 100 30 10 ～ 70 10 ～ 140 35 12 ～ 90 12 ～ 180 45 15 ～ 150 15 ～ 250 對(duì)于 26號(hào)焊縫 管嘴與 封頭角接 ，選用低氫鈉型的 E4315焊條。由于這