换热器封头——后水盖焊接工艺设计（手工电弧焊）.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流换热器封头后水盖焊接工艺设计（手工电弧焊）材料成型与控制工程专业焊接专业学生姓名学号设计题目换热器封头后水盖焊接工艺设计设计要求及技术参数： 参数：法兰、侧板、顶盖为Q235；吊耳、隔板为0Cr18Ni9Ti 侧板=12mm 隔板=5mm 条件：手工电弧焊设计任务：1、选择焊接方法并确定相关的焊接工艺参数2、绘制焊接工艺设计图3、填写焊接工艺卡片及装配工艺卡4、撰写设计说明书进度安排：1熟悉零件：讲授课程，拟订相关工艺方案 2天2查阅相关资料，提出可行方案 2天3上机画图 3天4书写说明书及填写工艺卡片 4天5图纸及工艺的检测 2天6答辩 2

2、天指导教师（签字）： 年 月 日学院院长（签字）：年 月 日焊接结构课程设计任务书摘 要本文主要以Q235钢和0Cr18Ni9Ti钢的埋弧焊为主要焊接的换热器街头后水盖的焊接工艺设计。Q235由于含碳适中，综合性能较好，强度、塑性和焊接等性能得到较好配合，用途最广泛,大量应用于建筑及工程结构。用以制作钢筋或建造厂房房架、高压输电铁塔、桥梁、车辆、锅炉、容器、船舶等，也大量用作对性能要求不太高的机械零件。C、D级钢还可作某些专业用钢使用。 焊条电弧焊是用手工操纵焊条进行焊接工作的，可以进行平焊、立焊、横焊和仰焊等多位置焊接。另外由于焊条电弧焊设备轻便，搬运灵活，所以说，焊条电弧焊可以在任何有电源

3、的地方进行焊接作业。适用于各种金属材料、各种厚度、各种结构形状的焊接。 本文主要注重于焊接工艺的编制，通过对Q235钢和0Cr18Ni9Ti钢的焊接性和埋弧焊特点和工艺的进行分析，从而确定了Q235钢和0Cr18Ni9Ti的手工电弧焊焊接工艺。关键词：Q235钢；0Cr18Ni9Ti；手工电弧焊；后水盖;焊接AbstractIn this paper, the Q235 steel and 0Cr18Ni9Ti steel submerged arc welded heat exchanger as the main street -after the water cover the weld

4、ing process design . Q235 as carbon moderate, better overall performance, strength, ductility and welding with better performance, most versatile, widely used in construction and engineering structures. Or construction of plant for the production of steel house frames, high-voltage transmission towe

5、rs, bridges, vehicles, boilers, containers, ships, etc., but also a large number of performance requirements for the mechanical parts are not too high. C, D grade steel can be used for certain specialized steel used. Arc welding is a welding electrode by hand manipulation of the work, can be flat we

6、lding, vertical welding, horizontal welding and overhead position welding and other welding positions. In addition, as electrode arc welding equipment, portable, and flexible handling, so that the electrode arc welding power source can be any place in the welding operation. For a variety of metal ma

7、terials, various thickness, various structural shapes welded. This paper focuses on the preparation of the welding process, through the Q235 steel and 0Cr18Ni9Ti steel welding and submerged arc welding characteristics and process analysis to determine the Q235 steel and hand 0Cr18Ni9Ti Arc Welding p

8、rocess.KEY WORDS: Q235 steel；0Cr18Ni9Ti；Manual metal arc welding; after the water cover;welding目录焊接结构课程设计任务书I摘 要IIAbstractIII第一章焊接材料11.1 Q235钢简介11.1.1Q235钢的应用与分类11.1.2Q235化学成分及力学性能分析11.1.3 Q235钢的焊接特点1 1.2 0Cr18Ni9Ti钢简介31.2.1 0Cr18Ni9Ti的概念31.2.2 0Cr18Ni9Ti的化学成分及力学性能分析.31.2.3 0Cr18Ni9Ti的工艺性能4 1.3 手工电弧

9、焊的介绍.5 1.3.1 手工电弧焊的发展历史.5 1.3.2 手工电弧焊的特点.5第二章 焊接方法62.1焊条的选用原则6第三章 焊接工艺83.1 手工电弧焊的焊接工艺参数.8 3.1.1焊条直径的选择.8 3.1.2 焊接电流.8 3.1.3电弧电压.10 3.1.4焊接速度.10 3.1.5焊缝层数.10 3.1.6预热温度.103.2后水盖的装备顺序.103.3 焊前准备.113.4 吊耳与基座的焊接.113.4.1 工艺参数.123.4.2 焊后检验123.5 隔板与顶盖下端的焊接123.5.1 工艺参数123.5.2 焊后检验123.6 侧板与顶盖下端和法兰的焊接133.6.1 工

10、艺参数133.6.2 焊后检验133.7 吊耳基座与顶盖上端的焊接133.7.1 工艺参数.133.7.2 焊后检验14 3.8 吊耳基座与顶盖下端的焊接14 3.9安全与保护技术14总结15致谢16参考文献17附录A：工艺卡0118附录B：工艺卡0219附录C：工艺卡0320附录C：工艺卡04.21.精品文档.学院第一章 焊接材料1.1 Q235钢简介 普通碳素结构钢普板是一种钢材的材质。 Q代表的是这种材质的屈服度，后面的235，就是指这种材质的屈服值，在235MPa左右。并会随着材质的厚度的增加而使其屈服值减小。由于含碳适中，综合性能较好，强度、塑性和焊接等性能得到较好配合，用途最广泛。

11、 由Q+数字+质量等级符号+脱氧方法符号组成。它的钢号冠以“Q”，代表钢材的屈服点，后面的数字表示屈服点数值，单位是MPa例如Q235表示屈服点（s）为235 MPa的碳素结构钢。 必要时钢号后面可标出表示质量等级和脱氧方法的符号。质量等级符号分别为A、B、C、D。脱氧方法符号：F表示沸腾钢；b表示半镇静钢：Z表示镇静钢；TZ表示特殊镇静钢，镇静钢可不标符号，即Z和TZ都可不标。例如Q235-AF表示A级沸腾钢。 专门用途的碳素钢，例如桥梁钢、船用钢等，基本上采用碳素结构钢的表示方法，但在钢号最后附加表示用途的字母。1.1.1 Q235钢的应用与分类Q235钢是一种优质的普通碳素结构钢（C13

12、焊条直径/mm23.23.2445463.1.2 焊条电流 焊接电流是焊条电弧焊的主要工艺参数，焊工在操作过程中需要调节的只有焊接电流，而焊接速度和电弧电压都是由焊工控制的。焊接电流的选择直接影响着焊接质量和劳动生产率。 焊接电流越大，熔深越大，焊条熔化快，焊接效率也高，但是焊接电流太大时，飞溅和烟雾大，焊条尾部易发红，部分涂层要失效或崩落，而且容易产生咬边、焊瘤、烧穿等缺陷，焊接电流太小，则引弧困难，焊条容易粘连在工件上，电弧不稳定，易产生未焊透，未熔合、气孔和夹渣等缺陷，且生产率低。因此，选择焊接电流时，应根据焊条类型、焊条直径、焊件厚度、接头形式、焊缝位置及焊接层数来综合考虑。首先应保证

13、焊接质量，其次应尽量采用较大的电流，以提高生产效率。板厚较的，T形接头和搭接接头，在施焊环境温度低时，由于导热较快，所以焊接电流要大一些。但主要考虑焊条直径、焊接位置和焊道层次等因素。1） 考虑焊条直径 焊条直径越粗，熔化焊条所需的热量越大，必须增大焊接电流，每种焊条都有一个最合适电流范围，如表3.1.2 表3.1.2是各种直径焊条电流参考值焊条直径/mm1.62.02.53.24.05.05.8焊接电流/A254040605080100130160210200270260300 当使用碳钢焊条焊接时，还可以根据选定的焊条直径，用一下的经验公式计算焊接电流： I=dK式中I焊接电流（A）;d焊

14、条直径（mm）;K经验系数（A/cm),见表3.1.3 表3.1.3 焊接电流经验系数与焊条直径的关系焊条直径d/mm1.622.53.246经验系数K20252530304040502） 考虑焊接位置 在平焊位置焊接时，可选择偏大些的焊接电流，非平焊位置焊接时，为了易于控制焊缝成形，焊接电流比平焊位置小10%到20%。3） 考虑焊接层次 通常焊接打底焊缝时，为保证背面焊道的质量，使用的焊接电流较小，焊接填充焊道时，为提高效率，保证熔合好，使用较大的电流;焊接盖面焊道时，防止咬边和保证焊缝美观，使用的电流稍小些。焊接电流一般可根据焊条直径进行初步选择，焊接电流初步选定后，要经过试焊，检查焊缝成

15、形和缺陷，才可确定，对于有力学性能要求的如锅炉，压力容器等重要结构，要经过焊接工艺评定合格以后，才能最后确定焊接电流等工艺参数。3.1.3 电弧电压 当焊接电流调好以后，焊机的外特性曲线就决定了，实际上电弧电压主要是由电弧长度来决定的。电弧长，电弧电压高，反之则低。焊接过程中，电弧不宜过长，否则会出现电弧燃烧不稳定、飞溅大、熔深浅及产生咬边、气孔等缺陷;若电弧太短，容易粘焊条，一般情况下，电弧长度等于焊条直径的0.5到1倍为好，相应的电弧电压为16到25V。碱性焊条的电弧长度不超过焊条的直径，为焊条直径的一半较好，尽量可能选择短弧焊;酸性焊条的电弧长度应等于焊条直径。3.1.4 焊接速度 焊条

16、电弧焊的焊接速度是指焊接过程中焊条沿焊接方向移动的速度，即单位时间内完成的焊缝长度，焊接速度过快会造成焊缝变窄，严重凸凹不平，容易产生咬边及焊缝波形变尖；焊接速度过慢会使焊缝变宽，余高增加，效率降低。焊接速度还直接决定着热输入量的大小，一般根据钢材的淬硬倾向来选择。3.1.5 焊缝层数 厚板的焊接，一般要开坡口并采用分层焊或多层多道焊。多层焊和多层多道焊接头的显微组织较细，热影响区较窄。前一条焊道对后一焊道起预热作用，而后一条焊道对一条焊道起热处理作用。因此，接头的延性和韧性都比较好。特别是对于易淬火钢，后焊道对前焊道的回火作用，可改善接头组织和性能。3.1.6 预热温度 是焊接开始前对被焊工

17、件的全部或局部进行适当加热的工艺措施。预热可以减小接头焊后冷却速度，避免产生淬硬组织，减小焊接应力及变形。它是防止产生裂纹的有效措施。对于刚性不大的低碳钢，一般不需要预热。但对刚性大的或焊接性差的容易产生裂纹的结构，焊前需要预热。预热温度根据母材的化学成分、焊件的性能、厚度、焊接接头的拘束程度和施焊环境温度以及有关产品的技术标准等条件综合考虑，重要的结构要经过裂纹试验确定不产生裂纹的最低预热温度。预热温度选得越高，防止裂纹产生的效果越好；但超过必需的预热温度，会使熔合区附近的金属晶粒粗化，降低焊接接头质量，劳动条件也将会更加恶化。整体预热通常用各种炉子加热。局部预热一般采用气体火焰加热或红外线

18、加热。预热温度通常用表面温度计测量。3.2 后水盖的装备顺序装配顺序为：吊耳与基座对接-另一侧的吊耳与基座的对接-基座与顶盖上端的焊接-另一侧基座与顶盖上端的焊接-侧板与法兰的焊接-另一侧侧板与法兰的焊接-隔板与顶盖下端的焊接-侧板与顶盖下端的焊接-另一侧侧板与顶盖下端的焊接3.3 焊前准备 由于本次后水盖的焊接使用的焊接材料、母材和焊接方法都只有一种或者两种，对于焊前准备除坡口设计形式（可详见焊接工艺卡）不同以外，其他的焊前准备都是一样的，所以我只在此处将焊前准备提出来具体介绍，而在下文的各个焊接工艺中不在说明，如某个焊缝有特殊要求，我将在那个焊缝处另行说明。 1、技术准备焊工在施焊前需要进

19、行的技术准备工作为：熟悉产品图纸，了解产品结构；熟悉产品焊接工艺，了解产品焊接接头要求的焊工持证项目，掌握产品焊接接头的焊接参数。 2、器材准备焊工在施焊前需要进行的器材准备工作为：焊接设备及工装的检验调试；焊接参数调整，按焊接工艺的规定领取焊接材料。3、工件准备（1）焊接坡口形式的设计应避免采用焊不透或局部焊透的坡口，还要尽量减少焊缝的横截面积，以降低接头的残余应力，同时也可减少焊接材料的消耗量。（2）坡口加工采用热切割时应注意防止母材边缘会形成一定深度的淬硬层，这种低塑性的淬硬层往往成为冷加工的开裂源。（3）焊前必须消除焊接区钢板表面的水分，坡口表面的氧化皮、锈斑、油脂以及其他污物。（4）

20、焊接材料在使用前应按生产厂推荐的规范进行烘干。（5）装配定位焊缝必须采用与正式焊缝同一类型的焊条。3.4 吊耳与基座的焊接此处焊缝为横向对接焊缝，焊接位置为平焊，焊缝长度70mm，第一层焊后进行清根处理，采用直线往返形运条法，连弧法收尾。3.4.1 工艺参数吊耳与基座的对接的工艺参数见表3.1。 表3.1 吊耳与基座的手工电弧焊的工艺参数钢板厚度/mm焊丝直径/mm坡口形式焊接电流/A焊接电压/V焊接速度cm/h备注104.0双面45K形坡口16022320 分层焊准GB/T11345-1989规定的级。具体每层每道焊缝的参数详见工艺卡01。3.4.2 焊后检验受拉吊耳进行100%超声波探伤，

21、焊缝质量应达到超声波探伤标准GB/T11345-1989规定的级。受压基座进行20%超声波探伤，焊缝质量应达到超声波探伤标3.5 隔板与顶盖下端的焊接此处焊缝为角接焊缝，焊接位置为仰焊，焊缝长度350mm，第一层焊接时进行清根处理，采用圆圈形运条法，连弧法收尾。3.5.1 工艺参数隔板与顶盖下端的角接的工艺参数见表3.2。表3.2 隔板与顶盖下端的角接手工电弧焊的工艺参数钢板厚度/mm焊丝直径/mm坡口形式焊接电流/A焊接电压/V焊接速度cm/h备注53.212020220单层焊具体每层每道焊缝的参数详见工艺卡02。3.5.2 焊后检验隔板60mm范围内进行超声波探伤，焊缝质量应达到超声波探伤

22、标准GB/T11345-1989规定的级。3.6 侧板与顶盖下端和法兰的焊接 此处焊缝为对接焊缝，焊接位置为仰焊和平焊，焊缝长度350mm，第一层焊后进行清根处理，采用锯齿形运条法，连弧法收尾。3.6.1 工艺参数侧板与顶盖下端和法兰的对接的工艺参数见表3.3。表3.3 侧板与顶盖下端和法兰的对接手工电弧焊的工艺参数钢板厚度/mm焊丝直径/mm坡口形式焊接电流/A焊接电压/V焊接速度cm/h备注124.0单面50V形坡口16022320单面分层焊具体每层每道焊缝的参数详见工艺卡03。3.6.2 焊后检验 焊后不需进行热处理，对焊缝进行100%X射线检测探伤，符合GB/T33231987级焊缝标

23、准。 3.7 吊耳基座与顶盖上端的焊接此处焊缝为角焊缝，焊接位置为平焊，焊缝长度70mm，第一层焊后进行清根处理，采用圆圈形运条法，连弧法收尾。3.7.1 工艺参数吊耳基座与顶盖上端的角接的工艺参数见表3.4。表3.4 吊耳基座与顶盖上端的角接手工电弧焊的工艺参数钢板厚度/mm焊丝直径/mm坡口形式焊接电流/A焊接电压/V焊接速度cm/h备注103.211018200分层焊具体每层每道焊缝的参数详见工艺卡04。3.7.2 焊后检验吊耳基座与顶盖上端角接头进行20%超声波探伤，焊缝质量应达到超声波探伤标准GB/T11345-1989规定的级。3.8 后热和焊后热处理焊后立即对焊件的全部或局部进行

24、加热或保温，使其缓冷的工艺措施称为后热。后热的目的是避免形成硬脆组织，以及使扩散氢逸出焊缝表面，从而防止产生裂纹。焊后为改善焊接接头的显微组织和性能或消除焊接残余应力而进行的热处理称为焊后热处理。焊后热处理的主要作用是消除焊件的焊接残余应力，降低焊接区的硬度，促使扩散氢逸出，稳定组织及改善力学性能、高温性能等。因此，选择热处理温度时要根据钢材的性能、显微组织、接头的工作温度、结构形式、热处理目的来综合考虑，并且通过显微金相和硬度试验来确定。对于易产生脆断和延迟裂纹的重要结构，尺寸稳定性要求高的结构，以及有应力腐蚀的结构，应考虑进行消除应力退火；重要的焊接结构，如锅炉、压力容器等，所制定的焊接工艺需要进行焊接工艺评定，按所设计的焊接工艺而焊得的试板的焊接质量和接头性能达到技术要求后，才予正式确定。焊接施工时，必须严格按规定的焊接工艺进行，不得随意更改。3.9 安全与防护技术手工电弧焊操作时，必须注意安全与防护，安全与防护技术主要有防止触电、弧光辐射、火灾、爆炸和有毒气体与烟尘中毒等。 总结通过本次熔焊焊接工艺课程