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异种钢管对接垂直固定断弧焊单双面焊成形

时间:2023-06-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:焊条 选用E5016焊条,焊条直径为2.5mm,焊前经300~350℃烘干1~2h。装配好管焊件后,在时钟钟面的2点、10点位置处,用2.5mm的E5016焊条进行定位焊焊接,定位焊缝长为10~15mm,定位焊缝焊在正面焊缝处,对其焊接质量要求与正式焊缝一样。这时,焊条向坡口根部间隙处下压,同时焊条与下管壁夹角适当增大,当听到电弧击穿根部发出“噗噗”的声音后,钝边每侧熔化0.5~1.5mm并形成第一个熔孔时,引弧工作完成。

异种钢管对接垂直固定断弧焊单双面焊成形

1.焊前准备

(1)焊机 选用ZX5—400型直流弧焊整流器1台。

(2)焊条 选用E5016焊条,焊条直径为2.5mm,焊前经300~350℃烘干1~2h。烘干后的焊条放在焊条保温筒内随用随取,焊条在炉外停留时间不得超过6~8h,否则,焊条必须放在炉中重新烘干,但焊条重复烘干的次数不得多于3次。

(3)管焊件 采用Q245(20)钢管+Q345(16Mn)钢管,其规格(直径×壁厚×长)为:ϕ76mm×5mm×150mm,共2根。用无齿锯床或气割下料,然后再用车床加工成V形30°坡口。气割下料的焊件,其坡口边缘的热影响区应该用车床车掉,焊件图样见图1-5。

(4)辅助工具和量具 焊条保温筒、角向打磨机、钢丝刷、敲渣锤、样冲、划针和焊缝万能量规等。

2.焊前装配定位

装配定位的目的是,把两个管件装配成合乎焊接技术要求的Y形坡口管焊件。

(1)准备管焊件 用角向打磨机将管焊件两侧坡口面及坡口边缘各20~30mm范围以内的油、污、锈、垢清除干净,见金属光泽。然后,在距坡口边缘100mm处的管焊件表面,用划针划上与坡口边缘平行的平行线,如图1-5所示。并打上样冲眼,作为焊后测量焊缝坡口每侧增宽的基准线。

(2)管焊件装配 将打磨好的管焊件装配成Y形坡口的对接接头,装配间隙为2.5mm,(可以用ϕ2.5mm焊条头夹在管焊件坡口的钝边处,将两管焊件定位焊焊牢,然后用敲渣锤打掉定位焊用的ϕ2.5mm焊条头即可)。

装配好管焊件后,在时钟钟面的2点、10点位置处,用ϕ2.5mm的E5016(J506)焊条进行定位焊焊接,定位焊缝长为10~15mm,定位焊缝焊在正面焊缝处,对其焊接质量要求与正式焊缝一样。

(3)焊前预热 管焊件装配定位焊后,进行预热,预热温度应不低于100℃。预热范围为坡口两侧各100mm内,预热方法用氧乙炔火焰加热。

(4)层间温度 为了保持预热作用,达到促进焊缝和热影响区中氢的扩散逸出,层间温度应该低于或略高于预热温度,但注意预热温度不要太高,以免发生钢中焊接接头组织和性能的变化。

3.打底层的焊接(断弧焊)操作

将装配好的管焊件,装卡在一定高度的架子上(根据焊工个人的条件,可以采用蹲位、站位、躺位等)进行焊接(焊件一旦定位在架子上,必须在全部焊缝焊完后方可取下)。

用断弧焊法进行打底层焊接时,利用电弧周期性的燃弧-断弧(灭弧)过程,使母材坡口钝边金属,有规律地熔化成一定尺寸的熔孔,在电弧作用正面熔池的同时,使1/3~2/3的电弧穿过熔孔而形成背面焊缝,断弧焊法有三种操作方法,详见本章第一节中有关打底层断弧焊法。

(1)引弧 电弧引弧的位置在坡口的上侧,电弧引燃后,需对引弧点处坡口上侧钝边进行预热,待上侧钝边熔化后,再把电弧引至钝边的间隙处,使熔化金属充满根部间隙。这时,焊条向坡口根部间隙处下压,同时焊条与下管壁夹角适当增大,当听到电弧击穿根部发出“噗噗”的声音后,钝边每侧熔化0.5~1.5mm并形成第一个熔孔时,引弧工作完成。

(2)焊条角度 焊条角度见图1-6。

(3)运条方法 断弧焊单面焊双面成形有三种成形手法:即一点击穿焊法、二点击穿焊法和三点击穿焊法。当管壁厚为2.5~3.5mm,根部间隙小于2.5mm时,由于管壁较薄,多采用一点击穿法焊接;当根部间隙大于2.5mm时,可采用二点击穿法焊接。当管壁厚大于3.5mm,根部间隙小于2.5mm时,多采用一点击穿焊法;根部间隙大于4mm时,采用三点击穿焊法。焊接时,将管子的横断面分为两个半圆,引弧点在时钟的6点钟处,焊工找好焊条角度,焊接方向是从左向右(即从6点钟处引弧,经过8点钟→9点钟→10点钟→11点钟→12点钟→1点钟处终止),逐点将熔化的金属送到坡口根部,然后迅速向侧后方灭弧。灭弧的动作要干净利落,不拉长弧,防止产生咬边缺陷。灭弧与重新引燃电弧的时间间隔要短,灭弧频率以70~80次/min为宜。灭弧后重新引弧的位置要准确,新焊点与前一个焊点搭接2/3左右。

然后,焊工移位在6~7点钟处进行打磨,用角磨砂轮将引弧点(6~5点钟处)打磨成斜坡状。焊工在时钟的6~5点钟处,找好焊条角度,尽量在6~5点钟处引弧。焊接方向是从右向左(即从6~5点钟引弧,经过3点钟→2点→1点钟→12点钟→11点钟终止)。其他操作与左半圆焊接时相同。左半圆焊缝与右半圆焊缝,在时钟12点钟和6点钟位置要重叠10~15mm。焊接时注意保持焊缝熔池形状与大小,基本一致,熔池中液态金属与熔渣要分离,并保持清晰明亮,焊接速度保持均匀。

也可以从引弧后,一直从左向右(或从右向左)绕着管焊件焊接,最终达到起点与终点汇合,这样焊接首尾只有一个接点,焊缝好看,但是,操作起来不太容易,因为管焊件的直径不大,既要在焊接不停弧的前提下移动焊工的位置,又要焊接电弧移动得平稳,对焊工操作技术水平要求高。

(4)与定位焊缝接头 焊接过程中运条到定位焊焊缝根部时,焊条要向根部间隙位置顶送一下,当听到“噗噗”声音后,将焊条快速运条到定位焊缝的另一端根部预热,当被预热的焊缝处有“出汗”现象时,焊条要在坡口根部间隙处向下压,听到“噗噗”声音后,稍作停顿边用短弧焊手法继续焊接。(www.xing528.com)

(5)收弧 当焊条接近始焊端时,焊条在始焊端的收口处稍微停顿预热,看到有“出汗”的现象时,焊条向坡口根部间隙处下压,使电弧击穿坡口根部间隙处,当听到“噗噗”声音后,稍作停顿,然后继续向前施焊10~15mm,填满弧坑即可。

(6)更换焊条 更换焊条的接头方法有热接法和冷接法两种。焊接打底层焊缝更换焊条时多用热接法,这样可以避免背面焊缝出现冷缩孔和未焊透、未熔合等焊接缺陷。热接法和冷接法见本章第一节中有关内容。

4.盖面层的焊接(断弧焊)操作

(1)清渣与打磨焊缝 仔细清理打底层焊缝与坡口两侧母材夹角处的焊渣、焊点与焊点叠加处的焊渣。将打底层焊缝表面不平之处进行打磨,为盖面层焊缝焊接作准备。

(2)焊条角度 焊条角度见图1-7。

盖面层为1道焊缝时,焊条与下管壁的夹角为80°~90°。

盖面层为2道焊缝时,第1道焊缝焊条与下管壁的夹角为75°~80°,第2道焊缝焊条与下管壁夹角为80°~90°。

所有盖面层焊缝,焊条与焊点处管壁切线焊接方向的夹角均为80°~85°。

(3)运条方法 焊条由时钟钟面6点钟位置处引弧,由左向右方向施焊,即6点钟→5点钟→4点钟→3点钟→2点钟→1点钟→12点钟→11点钟处终止,这是前半圆。后半圆焊接时,即由5点处引弧→6点钟→7点钟→8点钟→9点钟→10点钟→11点钟~12点钟处终止。盖面层为1道焊缝时,采用锯齿形运条法,在焊缝的中间部分运条速度要稍快些,在焊缝的两侧稍作停顿,给焊缝边缘填足熔化金属,防止咬边缺陷产生。盖面层为2道焊缝时,采用直线形运条法,焊条不作横向摆动,焊接时按打底层的焊法,将管子的横断面分为两个半圆进行盖面层的焊接。同时,每道焊缝与前一道焊缝要搭接1/3左右,盖面层焊缝要熔进坡口两侧边缘1~2mm。

5.焊接参数

打底层焊缝采用单点击穿法,焊接参数见表1-8。

灭弧频率:平焊为35~40次/min。

6.焊缝的清理

焊完焊缝后,用敲渣锤清除焊渣,用钢丝刷进一步将焊渣、焊接飞溅物等清理干净,焊缝处于原始状态,交付专职检验前不得对各种焊接缺陷进行修补。

7.焊后热处理

焊后可不做热处理。

8.焊接质量检验

焊缝尺寸参照TSG特种设备安全技术规范TSG Z6002—2010《特种设备焊接操作人员考核细则》规定,其外形尺寸应符合:焊缝余高为0~4mm,焊缝余高差≤3mm,焊缝宽度比熔合坡口每侧增宽0.5~2.5mm,焊缝宽度差≤3mm,咬边深度≤0.5mm,焊缝两侧咬边总长度≤15mm,焊件的错边尺寸≤2mm,管件焊缝焊以后,可不进行通球试验。

焊件的射线透照应按JB/T4730.2—2005《承压设备无损检测 第2部分 射线检测》的标准进行检测,射线的透照质量不低于AB级,焊缝的缺陷等级不低于Ⅱ级为合格。

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