【文章內(nèi)容簡介】 焊條由于脫氧性能好，能有效除焊縫中的硫，合金元素燒損少，焊縫金屬合金化效果好，焊縫力學性能和抗裂性均較好，但當焊件和焊條存在水分時， 焊縫中容易出現(xiàn)氫氣孔。 4 按特殊性能分類。 焊條的選用原則 電弧焊時，通常應根據(jù)組成焊接結構鋼材的化學成分、力學性能、焊接性和工作環(huán)境等要求，以及焊接結構的形狀、受力情況和焊接設備類型等方面綜合考慮，以決定選用哪種焊條。 1 焊接材料的機械性能、化學成分 洛陽理工學院畢業(yè)設計 8 （ 1）對于低碳鋼、中碳鋼和低合金鋼，可選用與母材強度等級相應的焊條，其抗拉強度等于或稍高于母材。當受力情況復雜時，應選用比母材強度低一級的焊條，以保證焊縫既有一定的強度，又能有滿意的塑性。 （ 2）對于合金結構 鋼，通常要求焊縫金屬的合金成分與母材金屬相同或相近。 （ 3）在對焊接結構受力復雜、剛性大、接頭應力高、焊縫易產(chǎn)生裂紋的情況下，可以考慮選用比母材強度低一級別的焊條。以保證焊縫既有一定的強度，又能有良好的塑性。 （ 4）在母材中 C、 P、 S 等元素含量偏高時，焊縫易產(chǎn)生裂紋的情況下，應選用抗裂性能好的低氫型焊條。 （ 5）在焊條的強度確定之后，對于塑性、沖擊性和抗裂性能要求較高（結構形狀復雜、鋼材厚、焊件受動荷載），低溫條件下工作的焊縫應選用堿性焊條。 （ 6）當焊件焊口處有較多的鐵銹、 油污和氧化皮、水分等臟物，且又無法清理時，應選用對鐵銹、油污和氧化皮、水分敏性小和抗氣孔性能較強的酸性焊條。 （ 7）低碳鋼與低合金鋼、不同強度等級的低合金鋼等異種鋼間的焊接，一般選用與較低強度等級鋼材相匹配的焊條。 2 焊件的工作條件與使用性能 （ 1）對承受動荷載和沖擊荷載的焊件，除滿足強度要求，還要保證焊縫具有較高的韌性和塑性，應選用塑性和韌性較高的低氫焊條； （ 2）接觸腐蝕介質(zhì)的焊件，根據(jù)介質(zhì)性質(zhì)，應選用相應的不銹鋼焊條，或選用其他耐腐蝕焊條； （ 3）在在高溫或低溫條件下 工作的焊件，應選用相應的耐熱鋼或低溫鋼焊條。對珠光體的耐熱鋼一般選用與鋼材化學成分相近的焊條，或根據(jù)焊件的工作溫度來選取； （ 4）結構復雜，剛性大及厚度大的焊件，應選用抗裂性能好的低氫焊條； （ 5）對受條件限制不能翻轉的焊件，應選全位置焊接焊條。 洛陽理工學院畢業(yè)設計 9 焊接工藝 手工電弧焊的工藝參數(shù)有焊條直徑、焊接電流、電弧電壓、焊接速度、焊道層數(shù)、電源種類和極性等。 焊條直徑的選擇 焊條是根據(jù)被焊工件的厚度、接頭形狀、焊接位置和預熱條件來確定的。焊條直徑規(guī)格為： 1． 6mm， 2． 5mm， 3． 2mm， 5． 0mm、 5． 8mm等。 根據(jù)被焊工件的厚度，焊條直徑按下表進行選擇。 表 11 焊條直徑選擇 板厚 /mm 12 46 610 10 焊條直徑/mm 。2.0 。 。 。 。 。 帶坡口多層焊時，首層用 Φ 3． 2mm 焊條，其他各層用直徑較大的焊條。立、仰或橫焊，使用焊條直徑不宜大于 Φ 4． 0mm，以便形成較小的熔池，減少熔化金屬下淌的可能性。焊接中碳鋼或普通低合金鋼時，焊條直徑應適當比焊接低碳 鋼時要小一些。 焊接電流的選擇 焊接電流對焊接過程焊接質(zhì)量和生產(chǎn)率的影響見表。 表 12 焊接電流的影響 電流太小 電流過大 熔渣、鐵水分不開 電弧不穩(wěn)定 焊道成形窄而高 容易產(chǎn)生焊瘤、夾渣、未熔合 熔深淺 焊條融化速度慢、生產(chǎn)率低 飛濺小 渣的覆蓋與焊道外觀成形不良 焊條過熱發(fā)紅或藥皮脫落 焊縫區(qū)易過熱變脆 容易產(chǎn)生咬邊、裂紋、氣孔 熔深過大、易燒穿 洛陽理工學院畢業(yè)設計 10 焊接電流的選擇，主要決定于焊條的類型、焊件材質(zhì)、焊條直徑、焊件厚度、接頭形式、焊接位置以及焊接層數(shù)等。在使用一般碳鋼焊條時，焊 接電流大小和焊條直徑的關系為 I=(35~55)d （ 11） 式中 I—— 焊接電流， A； d—— 焊條直徑， mm。 根據(jù)以上公式所求得的焊接電流，只是一個大概數(shù)值。對于同樣直徑的焊條焊接不同材質(zhì)和厚度的工件，焊接電流亦不同。一般板越厚，焊接熱量散失的越快，應取電流值的上限值；對焊接輸入熱要求嚴格控制的材質(zhì)，應在保證焊接過程穩(wěn)定的前提下，取下限值。對于橫、立、仰焊時所用的焊接電流，應比平均的數(shù)值小 10％～ 20％左右。焊接中碳鋼或普通低合金鋼時，其焊接電流應比焊低碳鋼時小 10％～ 20％，堿性焊條比酸性焊條小 20％。而在鍋爐和壓力容器的實際焊接生產(chǎn)中，焊工應按照焊接工藝文件規(guī)定的參數(shù)施焊。 電弧電壓的選擇 電弧電壓是由電弧的長度來決定的，焊接過程中，要求電弧長度不宜過長，否則出現(xiàn)電弧燃燒不穩(wěn)定的現(xiàn)象。電弧電壓對焊縫質(zhì)量的影響以及防止措施見表。 表 13 電弧電壓對焊縫質(zhì)量的影響以及防止措施 電弧長度的影響 防止措施 長電弧熱量不集中，飛濺增多；弧長過短，易短路 熔深淺，容易產(chǎn)生咬邊、未焊透 、夾渣等缺陷 焊縫表面高低不平，寬容不一致，焊波不均勻 保持一定的弧長，一般為 2~4mm 將電流調(diào)節(jié)適當 將各自導線連接好 清理焊接區(qū) 按規(guī)定烘干焊條 洛陽理工學院畢業(yè)設計 11 熔池保護差，空氣中氧和氮的侵入使焊縫產(chǎn)生氣孔及焊縫金屬變脆 焊接速度 就是焊條沿焊接方向移動的速度。較大的焊接速度可以獲得較高的焊接生產(chǎn)率，但是，焊接速度過大，會造成咬邊、未焊透、氣孔等缺陷；而過慢的焊接速度，又會造成熔池滿溢、夾渣、未熔合等缺陷。對于不同的鋼材，焊接速度還應與焊接電流和電弧電壓有合適的匹配，以便有一個合適的線能量。 電源種類和極性的選擇 電源的種類和極性主要取決于焊條的類型。直流電源的電弧燃燒穩(wěn)定，焊接接頭的質(zhì)量容易保證；交流電源的電弧穩(wěn)定性差，接頭質(zhì)量也較難保證。 利用不同的極性，可焊接不同要求的焊件，如采用酸性焊條焊接厚度較大的焊件時，可采用直流正接法 (即焊條接負極，焊件接正極 )，以獲得較大的熔深，而在焊接薄板焊件時，則采用直流反接，可防止燒穿。若酸性焊條采用交流電源焊接時，其熔深介于直流正接和反接之間。 焊接層數(shù)的選擇 多層多道焊有利于提高焊接接頭的塑性和韌性，除了低碳鋼對焊 接層數(shù)不敏感外，其他鋼種都希望采用多層多道無擺動法焊接，每層增高不得大于 4mm。 焊接接頭、坡口及組對 焊接接頭、坡口及組對 焊接連接形成的焊接接頭是焊接結構最基本要素，在許多情況下，它又是焊接結構上的薄弱環(huán)節(jié)。其突出問題是形成應力集中、劣質(zhì)區(qū)、變形及殘余應力的存在。 洛陽理工學院畢業(yè)設計 12 焊接接頭的分類及基本類型 1 焊接接頭的分類。 2 焊接接頭的基本類型。 按焊接方法不同，焊接接頭可以分為熔焊接頭、壓焊接頭和釬焊接頭三大類（三大類下還可細分）； 根據(jù)接頭構造形式不同，焊接接頭可以分為對接接頭、 T 形接頭、十字接頭、搭接接頭、蓋板接頭、套管接頭、塞焊（槽焊）接頭、角焊接頭、卷邊接頭和端接接頭等 10 種類型。如再考慮接頭傳力特點， T 形與十字接頭可歸為一類；蓋板接頭、套管接頭、塞焊（槽焊）接頭實質(zhì)上是搭接接頭的變形，而不同的卷邊接頭可分屬于對接接頭、角接接頭和端接接頭。所以焊接接頭的基本類型可歸納為 5 種，即對接接頭、 T 形（十字）接頭、搭接接頭、角接接頭和端接接頭， 上述五類接頭基本類型都適用于熔焊，一般壓焊（高頻電阻焊除外），都采用搭接接頭，個別情況才采用對 接接頭；高頻電阻焊一般采用對接接頭，個別情況才采用搭接接頭。釬焊連接的接頭也有多種形式，一種分類方法將其分為四種，即搭接接頭， T 形接頭，套接接頭，舌形與槽形接頭。 熔焊接頭與坡口 熔焊接頭的坡口根據(jù)其形狀的不同，可分為基本型、混合型和特殊型三類。 1 基本型坡口是一種形狀簡單、加工容易、應用普遍的坡口。按照我國標準規(guī)定，主要有以下幾種：Ⅰ型坡口； Ⅴ 型坡口；單邊Ⅴ型坡口； U型坡口； J 型坡口等。 2 組合型坡口由兩種和兩種以上的基本型坡口組合而成。按照我國標準規(guī)定，主要有 以下幾種（如圖 所示）。有 Y 形坡口； VY 形坡口；帶鈍邊 U 形坡口；雙 Y 形坡口；雙 V 形坡口； 2/3 雙 V 形坡口；帶鈍邊雙 U形坡口； UY 形坡口；帶鈍邊 J 型坡口；帶鈍邊雙 J 形坡口 。雙單邊 V 形坡口；帶鈍邊單邊 V 形坡口；帶鈍邊雙單邊 V 形坡口；帶鈍邊 J 形單邊 V 形坡口等。 洛陽理工學院畢業(yè)設計 13 3 特殊形坡口是不屬于上述基本型又不同于上述組合型的形狀特殊的坡口。按照我國標準規(guī)定，主要有卷邊坡口；帶墊板坡口；鎖邊坡口；塞、槽焊坡口等。見圖 所示。 管材的坡口與組對 1 管材的坡口 管材的坡口有以下幾種形式： I 型坡口、 V 型坡口和 U型坡口。 (1) I 型坡口適用于管壁厚度在 以下的管口焊接。這種坡口管壁不需要倒角，實際上是不需要加工的坡口，只要管材切口的垂直度能夠保證對口的間隙要求，就可以對口焊接； (2) V 型坡口 V 型坡口適用于中低壓鋼管焊接，坡口的角度為 600～700，坡口根部有鈍邊，其厚度為 2mm 左右； (3) U 型坡口 U 型坡口適用于高壓鋼管焊接，管壁厚度在 20~60mm之間。坡口根部有鈍邊，其厚度為 2mm 左右； 2 坡口的加工方法 坡口的加工方法一般有以下幾 種 : (1) 低壓碳素鋼管公稱直徑等于或小于 50mm 的，采用手提砂輪磨坡口；直徑大于 50mm 的，用氧乙炔切割坡口，然后用手提砂輪機打掉氧化層并打磨平整； (2) 中壓碳素鋼管、中低壓不銹耐酸鋼管和低合金鋼管以及各種高壓鋼管，用車床加工坡口； (3) 有色金屬管，用手工銼坡口。 3 接頭組對 (1) 管子、管件組對時，應檢查坡口質(zhì)量，坡口表面不得有裂紋、重皮等缺陷。并對其內(nèi)外側進行清理，清理合格后應及時組對施焊； (2) 管口處理 焊接前手工清理坡口毛刺，管件坡口用破布打光。不銹鋼管焊縫兩側分別涂 100mm 長白堊粉，并用丙酮洗凈油污。鉻鉬鋼管管壁厚≥ 6mm 時，焊前應當預熱。銅、鋁管用砂布打去坡口內(nèi)外氧化膜，用丙酮清洗。氧乙炔預熱； 洛陽理工學院畢業(yè)設計 14 (3)管段組對可以在專用的胎具上進行，也可采用組對機。施工現(xiàn)場常在平臺或平地上進焊接 洛陽理工學院畢業(yè)設計 15 第二章 分氣缸焊接工藝 分氣缸概述及主要接頭編號示意圖 圖 21 分氣缸 分汽缸也叫分汽包，也有叫蒸汽分配臺的。它是蒸汽鍋爐必不可少的附屬設備。分汽缸的主要功能是分配蒸汽，分汽缸上有多個閥座連接鍋爐主 汽閥及配汽閥門，以便將分汽缸中蒸汽分至各需要之處。分汽缸還有儲存蒸汽、多臺鍋爐蒸汽并用的作用，此外還有一定的汽水分離能力。 常用的分汽缸是圓筒形的，兩端有橢球形封頭。 分汽缸不是鍋爐本體的一部分，而是一件單獨的壓力容器，因此有一些與鍋爐不同的要求，現(xiàn)說明如下： 1 分汽缸應符合壓力容器的要求 它應由具有《壓力容器設計單位批準書》 (省級主管部門批準，同級勞動部門備案 )的單位設計，應由具有省級勞動部門簽署的《壓力容器制造許可證》的單位制造。分汽缸出廠應具備齊全的資料。 2 原有使用的分汽缸應按省級鍋爐壓力容器 監(jiān)察機構的要求進行登記和領取《使用登記證》。 洛陽理工學院畢業(yè)設計 16 3 分汽缸的材料并不一定按鍋爐簡體材質(zhì)的要求去選擇，可以選用比鍋 爐筒體材質(zhì)要求低一些的材料。如設計壓力不大于 兆帕 (Mpa 的分汽缸可以用 A3F 和 AY3F 鋼板制造；設計壓力不大于 1 兆帕 (Mpa 的分汽缸可以用 A AY3 鋼板制造。 4 分汽缸封頭可以采用平端蓋 (只要強度足夠、結構符合要求 )。內(nèi)徑不大于 400 毫米 (mm)的，平端蓋和筒體可以用打坡口的角焊。 5 分汽缸設計壓力高于鍋爐設計壓力的可不裝設安全閥，但設計壓力低于鍋爐設計壓力的必須裝設安全閥。 6 分汽缸上應裝設壓力表。 7 分汽缸底部應有疏水閥座，以連接疏水閥；疏水閥的前后應有截止閥，并且有與疏水閥并連的檢修管路。 焊接材料的選擇 所選材料的質(zhì)量必須符合國家標準 表 21 所用材料成分表 母材或焊材 規(guī)格 化學成分 備注 C Mn Si Cr P S Ni 20 δ=10mm .23 .65 ≤5 ≤35 ≤35 ≤0 Q245R