【文章內容簡介】 開 V 形坡口，由于手工電弧焊焊接時焊條直徑較粗，焊縫表面覆蓋較厚的熔渣層，較大的坡口角能使焊條伸入坡口底部，便于脫渣，因此 V 形坡口角度必須大于60176。 如圖 11 圖 11 v 型坡口示意圖 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 6 第 2 章 壓力容器 焊接材料的選擇原則 壓力容器 焊接材料的選擇原則 選擇焊接材料等強 性 原則 對于低合金 壓力容器 用焊接材料 ，一般都是按與母材等強的原則來選用 .這里所說的等強性應理解為焊接金屬的強度不低于母材標準規(guī)定的下限值， 同 時應注意焊接材料熔敷金屬的抗拉強度不能大大高于母材的抗拉強度，而導致焊縫塑性性能降低，硬度增大，不利于隨后的制造成型。盡管強度計算僅考慮材料的抗拉強度，各種工藝評定標準對焊縫的屈服強度均無要求，但選擇焊接材料時也應考慮焊接材料熔敷金屬的屈服強度不應低于母材的屈服強度，并注意保證一定的屈強比 [ 2]。 對工藝因素的考慮 在薄壁容器的制造中，筒節(jié)大都采用冷卷成型，組焊成的整臺容器，由于壁薄，應力 容易松弛，不必做消除應力處理，只要焊縫在焊后狀態(tài)能滿足設計要求就可以了 . 滿足焊接接頭制造工藝性能和焊接工藝性能的要求。焊接接頭組成的構 件，在制造 過程中不可避免要進行各種成型和切削加工，例如沖壓、車、刨等，要求焊接接頭具有一定的塑性變形能力和切削性能、高溫綜合性能等 按 不同 焊接 方法的特點選擇材料 由于是小批量生產，屬于薄壁焊接，從經濟性和焊接工藝特點方面分析選擇手工電弧焊比較適合，因此要求選用低氫性的堿性焊條（與酸性焊條相比，脫氧，脫硫比較完全，合金元素的過渡較多，氫含量較低） .另外，用堿性 藥皮焊條焊制的焊縫金屬，其機械性能，尤其是低溫韌性要比酸性藥皮焊縫的焊縫金屬高得多 合理的 經濟 性 在滿足上述性能外，應選擇價格便宜的焊接材料，降低 制造成本 。 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 7 電焊條的選擇 16MnR 鋼焊條選用的焊條牌號及直徑 主要取決于材料性質，焊件的厚度，接頭形式和焊接位置。主要依據熔敷金屬化學成分和母材相同或相近的原則，以滿足焊縫的耐腐蝕性能。選擇直流反接法焊接，采用低氫堿性焊條 J427，其熔敷金屬具有優(yōu)良的力學性能和抗裂性能，低溫沖擊韌性好，熔渣流動性，其工藝性較好，能全位 置焊，焊縫金屬抗裂性能和機械性能較好，適用于焊接重要結構件，受壓容量 16MnR 及中碳鋼及低合金鋼重要構件。低氫鈉型藥皮，直流焊縫金屬抗拉強度不低于 420Mpa。堿性焊條 ， 藥皮中含有較多的大理石、螢石，并有較多的鐵合金作為脫氧劑和合金劑。這種藥皮有足夠的脫氧性。堿性焊條與酸性焊條相比，保護氣體中含氫很少，因此又稱為低氫型焊條，主要用于重要結構的焊接。 目前廣泛 應用的電焊條是一根外表涂有藥皮的鋼絲。鋼絲的作用：一是傳導電流，產生電弧 。二是本身熔化形成 焊縫中的填充金屬。焊條藥皮的作用是提高電弧燃燒的穩(wěn)定性，保護焊 接熔池，使焊縫金屬脫氧、去硫、去磷，改善焊接工藝性能等 [3]。 焊絲和焊劑的選擇 16MnR 鋼焊條 焊劑一般選用 HJ350，焊絲一般選用 HJ101， 直徑 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 8 第 3 章 壓力容器 焊接方法 及特點 壓力容器 常用的焊接方法有：埋弧焊、手工電弧焊、氬弧焊等 ，而手工電弧焊是其中最常用的方法，本文將著重介紹手工電弧焊在壓力容器制造中的應用。 埋弧自動焊 簡稱埋弧焊，是電弧在焊劑層下燃燒，用機械自動引燃電弧并進行控制，自動完成焊絲的送進和電弧移動的一種電弧焊方法 工作原理 ： 焊絲與 焊件之間燃燒的電弧是埋在顆粒狀焊劑下面的電弧熱將焊絲端部及電弧直接作用的母材和焊劑熔化并使部分蒸發(fā)，金屬和焊劑所蒸發(fā)的氣體在電弧周圍形成一個封閉空腔，電弧在這個空腔中燃燒。空腔被一層由熔渣所構成的渣膜所包圍，這層渣膜不僅很好的隔絕了空氣和電弧與熔池的接觸，而且使弧光不能輻射出來。被電弧加熱熔化的焊絲以熔滴的形式落下，與熔融母材金屬混合形成熔池。密度較小的熔渣浮在熔池之上，熔渣除了對熔池金屬的機械保護作用外，焊接過程中還與熔池金屬發(fā)生冶金反應，從而影響焊縫金屬的化學成分。電弧向前移動，熔池金屬逐漸冷卻后結晶形 成焊縫。浮在熔池上的熔渣冷卻后，形成渣殼可繼續(xù)對高溫下的焊縫起保護作用，避免被氧化 [4]。 主要優(yōu)點： 1 生產效率高 用大電流，溶深大，生產效率較高。 2 焊縫質量高 保護完善，雜質較少，以獲得穩(wěn)定高質量的焊縫。 3 勞動條件好 沒有弧光輻射，勞動條件較好。 不足： 1 不及手工電弧焊靈活，一般只適用于水平位置或傾斜度不大的焊縫 。 2 工件邊緣準備和裝配質量要求較高，費工時 。 3 由于埋弧操作，看不到焊縫和熔池形成過程，必須嚴格控制焊接 范 。 綜上所示埋弧焊適用于 批量大較厚較長的直線及較大直徑環(huán)形焊焊接 。 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 9 氬弧焊 氬弧焊技術是在普通電弧焊的原理的基礎上，利用氬氣對金屬焊材的保護，通過高電流使焊材在被焊基材上融化成液態(tài)形成溶池，使被焊金屬和焊材達到冶金結合的一種焊接技術，由于在高溫熔融焊接中不斷送上氬氣，使焊材不能和空氣中的氧氣接觸，從而防止了焊材的氧化，因此可以焊接銅、鋁、合金鋼等有色金屬。 氬弧焊按照電極的不同分為熔化極氬弧焊和非熔化極氬弧焊兩種 [5]。 1 非熔化極氬弧焊 工作原理及特點：非熔化極氬弧焊是電弧在非熔化極（通常是鎢極）和工件之間燃燒，在焊接電弧周圍流過一種不和金屬起化學反應的惰性氣體（常用氬氣），形成一個保護氣罩，使鎢極端頭，電弧和熔池及已處于高溫的金屬不與空氣接觸，能防止氧化和吸收有害氣體。從而形成致密的焊接接頭，其力學性能非常好。 2 熔化極氬弧焊 工作原理及特點 ：焊絲通過絲輪送進，導電嘴導電，在母材與焊絲之間產生電弧，使焊絲和母材熔化，并用惰性氣體氬氣保護電弧和熔融金屬來進行焊接的。它和鎢極氬弧焊的區(qū)別：一個是焊絲作電極，并被不斷熔化填入熔池，冷凝后形 成焊縫；另一個是采用保護氣體，隨著熔化極氬弧焊的技術應用，保護氣體已由單一的氬氣發(fā)展出多種混合氣體的廣泛應用，如以氬氣或氦氣為保護氣時 稱為熔化極惰性氣體保護電弧焊（在國際上簡稱為 MIG 焊）；以惰性氣體與氧化性氣體 混合氣為保護氣體時，或以 二氧化碳 氣體或 二氧化碳和氧氣 混合氣為保護氣時，統稱為熔化極活性氣 體保護電弧焊（在國際上簡稱為 MAG 焊）。從其操作方式看，目前應用最廣的是半自動熔化極氬弧焊和富氬混合氣保護焊，其次是自動熔化極氬弧焊 [6]。 特點： 氬氣的散熱能力較低，一旦引燃能夠較穩(wěn)定的燃燒，但其電離勢能較 高，引弧較困難，需要借用高頻震蕩器產生高頻高壓電引弧， 焊接成本高，因此常用于易氧化金屬、稀有金屬、高強度合金鋼及一些特殊用途的高合金鋼（不銹鋼、耐熱鋼）的焊接 [15]。 手工電弧焊 手工電弧焊通常指采用藥皮焊條的手工焊接法 . 手工電弧焊是利用產洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 10 生于焊條和工件之間的電弧熱來熔化焊條和母材，形成連接被焊工件的焊接接頭 .這種焊接方法具有如下工藝特點 [7]： 1 設備簡單 2 工藝靈活 3 對工作場地無特殊要求 4 在任何位置都可以進行焊接 5 對各種鋼材的適應性強 6 焊縫金屬的性能優(yōu)良，特別是低溫 沖擊韌性相當高 7 藥皮焊條的品種齊全，可按技術條件規(guī)定的要求選擇與母材性能相配的焊接變形 8 容易控制形狀復雜工件的焊接變形 缺點：實用的電流范圍較窄，焊條熔敷速度較低，加之焊條長度是固定的（ 450mm 以下），焊接長焊縫時需不斷的更換焊條，這就增加了焊接輔助時間，降低了生產效率。 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 11 第 4 章 壓力容器 手工 電 弧 焊 工藝 手工電弧焊的工作原理 手工電弧焊的形成過程 手工電弧焊亦稱焊條電弧焊是利用焊條和焊件之間的電弧熱使金屬和母材熔化形成焊縫的一種焊接方 法。在兩個電極之間的氣體介質中，強烈而持久的氣體放電現象稱為電弧。而發(fā)生在焊接電極與工件間隙電離后放電稱之為焊接電弧。焊接電弧從實質上看是氣體導電，把電能轉化成熱能、機械能和光能。其中熱能和機械能被用來熔化金屬，形成焊接接頭。光能就得靠勞動保護來加以防護。焊接過程中，在電弧高熱作用下，焊條和被焊金屬局部熔化。由于電弧的吹力作用，在被焊金屬上形成了一個橢圓形充滿液體金屬的凹坑，這個凹坑稱為熔池。同時熔化了的焊條金屬向熔池過渡。焊條藥皮熔化過程中產生一定量的保護氣體和液態(tài)熔渣。產生的氣體充滿在電弧和熔池周圍起隔 絕大氣的作用。液態(tài)熔渣浮起蓋在液體金屬上面，也起著保護液體金屬的作用。熔池中液態(tài)金屬、液態(tài)熔渣和氣體間進行著復雜的物理、化學反應，稱之為冶金反應，這種