2022年大型不锈钢箱体的焊接工艺设计方案.docx

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1、精品学习资源大型不锈钢箱体的焊接工艺设计不锈钢作为应用最广、最重要的耐腐蚀材料，在工业运输、高科技产品、金属结构件及家庭用品中都有广泛的应用，随着国民经济的进展、科学技术的进步、矿业及冶金技术的发达和国际沟通的扩大、我国的不锈钢的生产在各个领域的应用快速扩大不锈钢材料的焊接及其对材质变化的影响也越来越多的得到人们的关注；镀膜室箱体为奥氏体不锈钢真空压力容器，其结构为箱式结构件，形状尺寸长宽高是 2000mm 2300mm 600mm,对角线只差要求小与等于 2mm，各平面的的平面度要求小于等于 1mm，相连 2 件的垂直度要求小于等于 1mm；镀膜室箱体是由方口法兰组建，顶板组件，前侧板组件，

2、后侧板组件，底板组件等构成，方口法兰组件又是由=1.5mm 的不锈钢板折弯形成的水道及 =26-28mm 的厚板组成；各组件焊缝较长，要求焊后无缝隙，整个箱体的总长大致在20m 左右；该箱体所使用的材料在国内的牌号是0Cr18Ni9， 为奥氏体不锈钢，奥氏体不锈钢依据化学成分分类可以分为以下三类：1） 18-8 型奥氏体不锈钢 这是应用最早、最广泛的一类奥氏体不锈钢，也是奥氏体不锈钢的基本钢种，其他奥氏体不锈钢的钢号都是依据不同使用要求由18-8 型不锈钢而衍生出来的； 2）18-12Mo 型奥氏体不锈钢；3） 25-20 型奥氏体不锈钢；依据组织的特点又可以分为以下三类1）非稳固化奥氏体不锈

3、钢； 2）稳固化奥氏体不锈钢； 3）单项奥氏体不锈钢；奥氏体不锈钢可采纳熔焊的任何一种方法进行焊接，人们常用的焊接方法有焊条电弧焊，和气体爱护焊；等离子弧焊接、真空电子束焊接和激光焊接等高能焊，在奥氏体不锈钢的焊接中也逐步得到了应用；1 ）焊条电弧焊焊条电弧焊由于其使用的设备简洁，操作便利，敏捷牢靠，适应性强等缘由而得到了广泛的运用，但是焊条电弧焊也有明显的缺点，就是劳动的条件差生产的效率低，难以实现自动化，只是用与单件和小批量产品的焊接；2 ）埋弧焊埋弧焊是一种机械化程度较高的焊接方法，效率高；埋弧焊所用的焊接电流比较大，电流密度大，加之焊剂和焊渣的隔热成效，它的热功率较高，熔深也大，比较适

4、合中厚板的平焊；3 ）气体爱护焊气体爱护焊是采纳气体作为爱护介质并爱护电弧和焊接区的电弧焊；一般情形下， 奥氏体不锈钢都是以氩气爱护焊为主；氩气爱护焊又分为钨极氩弧焊和熔化极氩弧焊两种；钨极氩弧焊能获得高质量的焊缝，并且能进行全位置的焊接，钨极氩弧焊时，母材金属加热的特点介于气焊和焊条电弧焊之间，并且可以在很小的焊接电流（ 10A）下， 电弧照旧可以稳固的燃烧，特别适用与焊接薄或者是超薄奥氏体不锈钢的焊接构件；在施焊的过程中，不会产生飞溅，焊缝成形也相当美观，不存在焊壳，不需要清理；钨极氩弧焊也有缺点，它虽然能获得良好的焊接质量，但是电流的限制，使其焊接电流不能太大，钨极氩弧焊在焊接中厚板时，

5、生产的效率低，劳动条件差，焊接变形大，并且影响焊接接头抗腐蚀性能，不能满意中厚板的生产需求；而熔化极气体爱护焊使用焊丝作欢迎下载精品学习资源为电极，焊接电流就可以大大的提高，生产效率也得到了提高，焊接中厚板时，不需要预热，改善了劳动的条件，削减了焊接变形，也提高了焊接接头的耐腐蚀性；所以熔化极氩弧焊比较适用于中等和大厚板材的焊接；依据该产品的结构特点，箱体的内部空间较小，无法实现自动焊接，焊条电弧焊及埋弧焊等方法难以达到，所以该产品挑选手工操作钨极氩弧焊和和半自动熔化极氩弧焊两种焊接方法进行焊接；下图是关于氩弧焊的焊接分类：一、钨极氩弧焊（1）钨极氩弧焊焊接工艺焊前清理；焊接区及填充焊丝都要进

6、行严格的清理，除尽氧化膜、油污、赃物和水分，肯定要保证焊接区和填充焊丝的清洁，不能有一点脏；焊接参数；钨极氩弧焊焊接奥氏体不锈钢的焊接参数挑选应当要先依据板厚来打算焊接电流的范畴，再依据焊接电流来挑选钨极种类及直径，下图分别给出了钨极直径与焊接电流的关系，不填充焊丝自动钨极氩弧焊焊接奥氏体不锈钢的焊接参数和自动填充焊丝自动钨极氩弧焊焊接奥氏体不锈钢的焊接参数以及手工钨极氩弧焊焊接奥氏体不锈钢时的焊接参数；不填充焊丝自动钨极氩弧焊焊接奥氏体不锈钢的焊接参数上，实现单面焊双面钨极直径和焊接电流的关系钨极直径/mm直流正接纯钨/A钍-钨沟通纯钨/A钍-钨0.52-202-202-152-151.01

7、0-7510-7515-5515-701.640-13060-15045-9060-1252.075-180100-20065-12585-1602.5130-230160-25080-140120-2103.2160-310225-300150-190150-2504.0275-450350-400180-260240-3505.0400-625500-675240-350330-460板厚 /mm接头形钨丝直焊接电焊接速氩气流焊件装式径/mm流/A度/（ cm/mi量/（ L/min于气压勤俭式0.5型I260-70n） 48-52）纵缝焊7-8夹具0.8260-7040-5081.02.

8、575-8535-4081.22.5110-12030-358欢迎下载精品学习资源成形手工钨极氩弧焊焊接奥氏体不锈钢时的焊接参数板厚接头形钨极直焊丝焊接焊接速氩气耗电弧电喷嘴直/mm0.5式径1直径电流1520度量34压径0.81.612030备注欢迎下载精品学习资源1I型21.6305081.521.64070203056232801108122.5V形329513068p=0-采纳直流正接较大电流适用于在夹具垫板上焊 接，较小电流适用于悬空焊接欢迎下载精品学习资源30.5A=6032.5110601212018欢迎下载精品学习资源43- 7034301502515258欢迎下载精品学习资源

9、4450 气体爱护成效；氩气的纯度越高，其爱护成效就会越好，焊接奥氏体不锈钢的时候，氩气的纯度达到 99.7%就可以了，在高的话就会增加焊接的成本；氩气的流量应当依据喷嘴的直径来挑选，而喷嘴的直径又与焊接电流、焊接电压和焊接的速度有关；主要是保证对焊 接接头的良好爱护；爱护成效可以从焊接接头的颜色来初步判定；颜色判定见下表：奥氏体不锈钢焊接接头颜色与爱护成效的关系欢迎下载精品学习资源焊接接银白、蓝红灰灰色黑头颜色金黄爱护效最好良好较好不良最坏果（ 2）钨极脉冲氩弧焊 脉冲氩弧焊的特点；钨极脉冲氩弧焊是一般钨极氩弧焊的一种，它是基于一般无极氩弧焊进展起来的一种新的焊接工艺，它通过掌握电弧能量周期

10、性脉冲变化来掌握焊接熔池过程，可以以钨极为电极；它的原理就是以一个较小的基值电流来维护一个电弧的店里通道，在这个基础上加一个周期性的脉冲电流产生脉冲主电弧，以熔化金属并掌握熔滴过渡； 低频脉冲氩弧焊；低频脉冲氩弧焊的基本原理就是：焊接电流呈周期性变化，脉冲的频率，从每秒接近于一次至几次，至多不超过十几次，即以低频脉冲的方法供应电流脉冲；脉冲焊时的电流由两部分组成的，一个是脉冲电流，一个就是基值电流；焊接的时间也是由脉冲电流的连续时间和基值电流连续时间两部分组成；它们是用来调整和掌握焊接接线能量的主要参数；在一个脉冲电流期间，基本金属熔化到肯定程度的熔深；随之立刻转变为一个小电流，它的主要作用是

11、维护电弧不会熄灭，也是为了供应一个熔池冷却凝固的条件，使焊接不至于烧穿；其实，脉冲氩弧焊所完成的连续焊缝是由很多焊点搭接而成的；焊接电流周期性变化，不仅能保证得到肯定熔深又不至于焊穿的焊缝，而且随着频率节奏可以得到美观的焊缝；通过电弧脉冲变化，使焊接接头金相组织变得均 匀，仍细化了晶粒，从而提高了焊接解耦的力学性能焊耐腐蚀性能；所以用脉冲氩弧焊焊接奥氏体不锈钢薄件和中厚件都是特别有益的； 高频脉冲钨极氩弧焊；高频钨极氩弧焊不同于低频脉冲钨极氩弧焊之处是它的焊接电流以每秒几千次甚至几万次的极高频率变化着；高频脉冲电流使得电弧的磁收缩效应比较的剧烈，电弧横截面收到的压缩更为的猛烈，提高了电弧的热流

12、密度，增强的电弧的挺度；相比较于低频脉冲氩弧焊，在同等焊接能量条件下，高频脉冲氩弧焊可以有更大的熔深及更窄的热影响区；与此同时仍能使熔池能更好的搅拌，改善焊缝的冶金性能，特殊适合铝及铝合金的焊接；高频脉冲电弧产生的压力仍导致超生震惊，它可以增强熔化金属的流淌性；这些都有利于晶粒的细化，削减焊缝气孔，仍是得焊缝成形美 观；在焊接店里平均值相等的情形下，高频脉冲钨极氩弧焊的焊接速度可比一般钨极氩弧焊提高 1 倍以上，这就必定缩短焊缝金属在高温的停留时间，对改善奥氏体不锈钢耐腐蚀性是有益的；但是，它的缺点就是在焊接的过程中有刺耳的噪声；第 2 章 熔化极气体爱护焊熔化极气体爱护焊是用可熔化的焊丝与被

13、焊工件之间的电弧作为热源来熔化焊丝的母材金属，并向焊接区输送爱护气体的一种焊接方法；使电弧、熔化的焊丝、熔池及附欢迎下载精品学习资源近的金属免受四周空气的有害作用，通过连续输送进焊丝不断熔化并过渡到熔池，参加形成焊缝金属；本章主要介绍熔化极气体爱护焊的特点，应用范畴，熔滴过渡形式，爱护气体种类与焊接工艺等内容，对熔化极惰性气体爱护焊的其他方法也做一些简洁的介绍；2.1 熔化极氩弧焊的原理、特点及应用2.1.1 熔化极氩弧焊的原理熔化极气体爱护焊通常所采纳的气体是氩气，即熔化极氩弧焊；这种焊接方法中连续送进的焊丝即作为电极又作为填充金属，在焊接的过称中焊丝不断的熔化并过渡到熔池中去从而形成焊缝；

14、其焊接的原理如图 2.1 所示：图 2.1 Mig 焊的原理示意图随着时代的进步，熔化极氩弧焊应用的扩展，只是用Ar 或者是 He 作爱护气体已经难以满意生产需要，因而进展了在惰性气体中加入一些活性气体，比如氧气，二氧化碳等组成的混合气体作为爱护气体的方法，这种方法通常称为熔化极活性混合气体爱护焊，即 MAG 焊，它与 MIG 焊在原理、特点和工艺上都与MIG 焊很类似，所以将其归入MIG 焊中一起介绍；2.1.2 熔化极氩弧焊的特点和其他的电弧焊相比，熔化极氩弧焊具有以下特点：适用的范畴广；与其他的电弧焊相比，熔化极氩弧焊几乎可以焊接全部的金属， 一些简洁氧化的非铁类金属也可以焊接，比如说铝

15、及铝合金、铜及铜合金、钛及钛合金等；它既可以焊接薄板又可以焊接中等厚度和大厚度的板材，并且适应任何位置的焊 接；生产的效率高 =焊接的变形小；熔化极氩弧焊的焊丝和电弧的电流密度大，焊丝的熔化速度快，对母材的熔效率高，母材的熔深和焊接变形都好于TIG 焊，焊接的生产效率高；熔化极氩弧焊电弧状态较稳固，熔滴过渡平稳，几乎不产生飞溅，熔透也较深；惰性气体一般不与熔化金属产生反应，可以防止四周的空气进入，能够防止氧化和氮化；熔化极氩弧焊对母材表面的氧化膜有良好的阴极雾化清理成效；熔化极氩弧焊的有点众多，但是也有一些缺点；欢迎下载精品学习资源该焊采纳氩气作为爱护气体，导致焊接成本比二氧化碳气体爱护焊的成

16、本要高， 焊接的生产效率也比二氧化碳气体爱护焊要低；MIG 焊对焊件，焊丝的清理要求较高；厚板焊接中封底焊焊缝成形不如TIG 焊质量好；2.1.3 熔化极氩弧焊应用MIG 焊几乎可以焊接全部的金属，在厚度上所焊的最薄厚度是1mm，大厚度基本上市不受限制的；目前 MIG 焊被广泛的应用于汽车制造、工程机械、化工设备、矿山设备等行业，由于其焊出的焊缝内在质量和外观质量都很高，该方法已经成为焊接一些重要结构时的优先选用方法之一；MIG 焊分为自动和半自动两种；自动MIG 焊使用于较规章的纵缝，环缝及水平位置焊缝的焊接；半自动 MIG 焊大多用于定位焊、短焊缝、断续焊缝的焊接；2.2 熔化极氩弧焊的熔

17、滴过渡和焊接设备2.2.1 熔滴过渡熔化极氩弧焊在焊接奥氏体不锈钢时的熔滴过渡形式依据形成条件不同，一般分为三种，分别是短路过渡、滴状过渡和喷射过渡；短路过渡短路过渡电弧之间的间隙小，电弧的电压比较低，电弧功率较小，适用薄板的焊接；短路过渡的焊接规范范畴窄，所以较少使用；喷射过渡喷射过渡，对于肯定直径焊丝和爱护气体，当焊接电流增大到临界电流值时，焊丝端部熔化的金属被压缩成笔尖状，以细小熔滴从液柱尖端高速轴向射入熔池，这就是喷射过渡；滴状过渡滴状过渡时，熔滴直径比焊丝直径大，飞溅大，导致焊接过程不稳固，所以在生产中较少使用；2.2.2 熔化极氩弧焊设备熔化极氩弧焊设备主要由焊接电源、送丝机构、焊枪、掌握系统、供水供气系统等部分组成，如图 2.2 所示；欢迎下载精品学习资源1减气阀； 2气体流量计； 3焊枪； 4焊件图 2.2为保证焊接过程的稳固性，削减飞溅，焊接电源一般都是采纳直流电源并且反接；自动 MIG 焊，使用粗丝焊接，焊丝直径大于3mm；半自动 MIG 焊使用细焊丝焊接，所用焊丝直径小于 2.5mm；欢迎下载