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锅筒环缝石棉衬垫法埋弧自动焊焊接工艺第35卷第8期2005年8月雹珲俄ElectricWeldingMachineV0】.35No.8Aug.2005锅筒环缝石棉衬垫法埋弧自动焊焊接工艺陈祥坤江明茂戴丽杰齐齐哈尔二机床集团有限责任公司黑龙江齐齐哈尔l61005摘要:在锅炉的焊接生产过程中埋弧自动焊以较高的焊接生产效率和稳定的焊接质量得到了广泛的应用.在锅炉锅筒的焊接生产中对手工电弧焊工艺和埋弧自动焊工艺进行了对比分析;在传统的埋弧焊衬垫工艺基础上提出了锅筒环缝的石棉衬垫法埋弧自动焊焊接工艺并进行了焊接坡口的优化设计设计了简易而实用的衬垫工装;在进行焊接工艺评定后成功地应用于焊接生产提高了生产效率保证了焊接质量.关键词:锅筒;环缝;石棉衬垫法;埋弧自动焊中图分类号:TG445文献标识码:B文章编号:1001—2303200508--0018-03Asbestosmatweldingtechnologyofautomaticsubmerged-arcweldingforboilerScanisterring-seamCHENXiang—kunJIANGMing—maoDAILi—jieQiqiharNo.2MachineToolCo.Ltd.Qiqihar161005ChinaAbstract:IntheproductionprocessofboilerweldingthPtechnologyofsubmerged—arcweldingisusedwidelyinhighefficiencyandsteadyweldingquality.Thisarticleintroducesaweldingtechnologyofsubmerged—arcweldinginboilerScanisterweldingproductionlinebycomparingthetechnologyofshieldedmetalweldingandautomaticsubmerged—arewelding.Basedonthetraditionalsubmerged—arcweldingitintroducestheasbestosmatweldingtechnologyofautomaticsubmerged-arcweldingwhichpassedtheweldcraftassessandappliedinweldingproductionsuccessfully.Keywords:boilersanister;ringwelds;asbestosmatmethod;automaticsubmerged—arcwelding引言锅炉是工业部门的重要没备用来产生供f:业工艺过程使用的热水或蒸汽或产生用于推动汽轮机或其他原动机的高温高压蒸汽.随着工程焊接技术的迅速发展现代锅炉已演变为典型的全焊接结构.锅筒是锅炉中最重要的承压部件锅简的简体多由若干筒节组焊而成在锅炉T作过程中锅简要承受高温高压规程中对其焊接质量要求非常严格.1焊接概述SZS
7.0—
1.0/95/70一Y型双锅筒纵置式锅炉是一种配备自动点火及熄火保护装置的新型锅炉.锅炉本收稿日期:2005—03—21;修回日期:2005—06—15作者简介:陈祥坤197O一男黑龙江双城人1程师学主要从事钢结构的焊接艺设计工作体尺寸7000mmx2800mmx3680illm上锅筒尺寸948mmxl4mmx5876rain下锅筒尺寸844mm~l2mmx5896mm材质为20g.在焊接生产中锅筒筒体的环缝采用手工电弧焊和埋弧自动焊相结合的焊接工艺进行焊接焊接坡口如图l所示首先由手工电弧焊在锅筒内部进行打底填充及盖面的多层多道焊然后在外部清除焊根最后由埋弧自动焊焊接完成.但在生产中发现采用此种焊接工艺进行焊接时手_丁电弧焊的焊接工作量较大层间焊渣清理困难生产效率低且焊接质量不稳定焊缝返修率较高.因此对焊接接头设计焊接工艺进行研究通过分析与工艺试验确定了用锅筒环缝石棉衬垫法埋弧自动焊焊接工艺代替手工电弧焊的T艺改进方案.■簟工叠惮叠技木陈祥坤等:锅简环缝石棉衬垫法埋弧自动焊焊接工艺第8期图i锅筒简体环醚焊接坡口形式处放大2焊接工艺评定
2.1焊接材料埋弧焊时焊丝与焊剂直接参与焊接过程中的冶金反应.因而它们的化学成分和物理特性都会影响焊接的工艺过程并通过焊接过程对焊缝金属的化学成分组织和性能产生影响.由于锅筒是锅炉中的主要承压部件其焊缝性能要求非常严格必须保证焊缝的力学性能不低于母材2og化学成分及力学性能见表1的力学性能.因此选择用于焊接重要低碳钢及普低钢构件的高锰高氟焊剂HJ431配用优质H响MnA焊丝=焊剂化学成分见表
2.焊丝的化学成分见表
3.襄12og钢化学成分和力学性能壅塑!!
①GB713—86;
②为2og钢.热轧供货状态.试样厚度a=14nan的实测值.表2HJ431焊剂化学成分%~CB713-
862.2焊接坡口由于埋弧自动焊的焊接电流密度大热效率较高及电弧熔深能力和焊丝的熔敷教率大大高于手工电弧焊工件的坡口可较小【】1所以图l中所示的为手工电弧焊设计的焊接坡口不适用于埋弧自动焊.根据埋弧自动焊的特点将焊接坡口进行优化改进.改进后的焊接坡口如图2所示.图2改进后的环缝焊接坡f=_I
2.3焊接工艺选用双面焊全焊透工艺.这种方法对焊接工艺参数的波动和工件的装配质量都不敏感能获得较好的焊接质量_】1:即内侧采用埋弧自动焊多层焊外倒碳弧气刨清理焊根后埋弧焊自动焊焊接完成.为保证内侧第一道焊缝在焊接时既有一定的熔深又不出现熔化金属的流溢和烧穿在焊接时应采用必要的措施保证焊接过程的稳定.通常采用的焊接方法有:悬空焊法焊剂村垫法临时工艺垫板法和手丁焊打底法日悬空焊法是不用衬托不需任何辅助设备和装置的捕焊工艺.但为防止熔化的液态金属从闻隙中流失或引起烧穿对装配问嚷要求非常严格在装配时不留间隙或间隙很小一般不超过1mm因而对钢板下料时的尺寸精度和卷筒的工艺过程要求较高用焊剂衬垫法施焊时要求焊剂在焊缝全长都与焊件紧密贴合并且压力均匀过松则会引起漏渣或液态金属下淌严重时会引起烧穿.但这种方法仅适宜焊接较长的直焊缝焊接环缝时对衬垫和工装要求则较复杂需要设计专用的工装而且对于外径不同的简体环缝焊接工装的的通用性较差.用临时工艺垫板法进行双面焊的第一面焊接时一般都要求接头处留有一定的间隙以保证细颗粒焊荆能进入并填满焊后要清除间隙内的焊剂和焊缝根部的渣壳.另一种方法是采用手工焊打底后再进行埋弧焊接但封底焊缝的要求较严且坡口内第一道焊缝清渣较困难生产效率低劳动强度大.通过分析对比提出环缝石棉村垫法埋弧自动焊焊接工艺方案采用可紧固的焊接工装工艺抱箍配以石棉衬垫.不填充焊剂于对接间隙的工艺方法.具体措施是用3mm厚40mm宽的薄钢带煨;—一—筐蠢工程焊接技术雹珲墩第35卷制成环形箍在钢带内衬以石棉垫带在钢带两端焊接上用来装配紧同螺栓T艺弯板如图3所示通过螺栓的紧同保证衬垫与焊件紧密贴合控制筒节的装配精度保汪间隙在2mm以内进行施焊.外观检查合格焊缝成形美观无外观缺陷.进行RT检验达到JB4730—94标准Ⅱ级.在T艺试板上制取力学性能试件f拉伸试件2件弯曲试件6件和冲击试件6件进行力学试验试验结果见表5其结果证明焊缝力学性能合格焊接T艺评定合格.表5力学性能试验结果冲击韧度ouJcm≈焊缝冷弯=180~焊缝抗拉强度焊缝熔合线面弯背弯侧弯o./MPa图自棉衬垫法+装爪恿图3结论
2.4试样焊接此工艺应用于生产后焊接过程中未出现液态制备T艺试板二对对接形式见图2所示尺金属下淌及烧穿焊接过程稳定焊缝表面成形良寸300mmx500mm清理焊件表面油锈污物焊好焊后RT检验合格率达到97%较原手工焊工缝两侧20mm范围内打磨见金属光泽校对装配艺焊接合格率大大提高降低了焊工劳动强度提间隙和错边量点焊引弧板和收弧板.要求焊丝表高了焊接生产率面不允许有油污焊剂应在250℃下烘干1~2h后在埋弧自动焊焊接过程中电弧通过自动调节使用.选用ZX5—1000型埋弧焊电源直流反接焊接系统保证了焊接参数的稳定与手工电弧焊相比焊工艺参数见表
4.接质量对焊工的技艺水平的依赖程度大大降低同耋!堡三茎叁竺皇堡!时由于工艺上采用了石棉衬垫这一有利的保证措~一一堡兰皇皇堡壅:施焊接质量得以大大提高.经过多台产品的生产实空二詈400~4202835践证明石棉衬垫法埋弧自动焊工艺可操作性强工内层500~~5204~~36275006003638s.:用.;外侧~~25积巾I叭1日J午11火旧/J旭11I土日匕恨盯垲休焊接过程中层问清理要彻底干净焊外侧焊址焊袋质重.缝前采用碳弧气刨清根在气刨清根时注意不要产参考文献:生夹碳现象清根后用角向磨光机修整然后进[1】潘际銮.焊接手册[M】.北京:机械工业出版社2001行外侧焊缝的焊接.采用上述焊接工艺焊接完成后[2】姜焕中.电弧焊及电渣焊【M】.北京:机械工业出版社
1984.斯书介绍一不锈钢焊接冶金本书是ErichFolkhard在总结德国和其他国家冶金工作者对不锈钢和焊缝金属冶金研究成果的基础上结合自己的研究工作进行的系统阐述内容包括不锈钢焊接时焊缝的凝固相的析出结晶的形态等基本理论以及成分一次结晶组织固态转变后的组织和焊缝性能之间的影响规律并且推荐了最佳的焊接工艺.书中将理论与实际相结合内容全面同时又易于不同水平读者理解.本书可供材料加工焊接防腐工程及相关专业技术人员科研人员使用也可供高等钨极氩弧焊实用技术本书对钨极氩弧焊工艺设备焊接规范参数焊接材料的选择基本操作技术全位置焊接的操作技巧背面和尾拖保护双面同步焊接技术常见焊接缺陷的预防等都作了详细介绍并对钨极氩弧焊安全技术焊接质量检验和焊接成本估算等也做了说明.本书实用性和可操作性强有作者多年实践的经验总结.可供钨极氩弧焊的焊工阅读也可作焊工培训教材.书号:169价格:26元/本黍{囊术。