100立方储气罐的焊接工艺制定.doc

安徽机电职业技术学院金属材料焊接工艺制定与评定 课程设计说 明 书系 （部）： 机械工程系 班 级： 姓 名： 指导教师： 201 1 201 2 学年第 一 学期焊接工艺课程设计任务书题 目：100立方储气罐的焊接工艺制定材 料：Q345R 板厚16mm 焊接方法：CO2气体保护焊要求：1、选择焊接材料2、按设计格式编写Q345板对焊接头的焊接接工艺指导书3、编制焊接工艺评定的检验要求，包括表面检查、无损探伤、试验结果等及要求4、编写焊接工艺评定报告5、制定焊接工艺规程6、一周完成学生： 班级： 指导教师： 2011.11.3100立方储气罐的焊接工艺制定材料选择焊接材料的选择应根据母材的成分及力学性能来确定，通常采用“高组配”或“等强度”原则，压力容器应用广泛，服役条件复杂，对焊接接头质量要求较高，因此，应合理的选择焊材，确保焊接接头的质量。查表得，母材的化学成份及力学性能如下表1、2。表1 Q345R化学成分牌号化学成分（质量分数）（%）Q345RMnSiCaCSPO2CE1.21.350.20.60.00150.0030.20.0040.00150.00250.043表2 Q345R的力学性能钢板公称厚度/mm抗拉强度R/(N/)屈服强度R/(N/)伸长率A/%温度/冲击吸收能量KV2/J180弯曲试验 弯曲直径（b35mm）3-16510-64034521034d=2a16-36500-63032521034d=3a36-60490-62031521034d=3a60-100490-62030520034d=3a100-150480-61028520034d=3a150-200470-60026520034d=3a由上表可以确定CO2焊丝型号为：ER50-6（H08Mn2SiA），焊条型号为：E5015（J507）二氧化碳气体纯度大于99.8%，含水量小于0.005%。焊接工艺指导书 表（一） 单位名称 安徽机电职业技术学院 焊接工艺指导书编号 WPS-1 日期 2011/11/9 焊接工艺评定报告编号 PQR-01 焊接方法 二氧化碳气体保护焊 机械换程度（手工、半自动、自动） 半自动 焊接接头： 对接接头 （长度=200mm 无钝边 坡口间隙36） 简图：（接头形式、坡口形式与尺寸、焊层、焊道布置及顺寻） 破口形式： V型 （单边30o ） 衬垫（材料及规格）： 无 其他： 反变形量34 母材：Q345R 类别号 I 组别号 I-1 与类别号 I 组别号 I-1 相焊及标准号 JB 4708 钢号 Q345R 与标准号 JB 4708 钢号 Q345R 相焊 厚度范围： 母材：对接焊缝 筒体纵焊缝、环焊缝 角焊缝 / 管子直径、壁厚范围：对接焊缝 3200mm 角焊缝 / 焊缝金属厚度范围：对接焊缝 1718mm 角焊缝 / 其他 焊接材料：ER50-6 H08Mn2SiA 材料类别I 材料标准JB4708 填充金属尺寸1718mm 材料型号ER50-6 焊材牌号（钢号）H08Mn2SiA 其他 耐蚀堆焊金属化学成分（%）CSiPCrSNiMoVTiMnNb0.060.150.801.150.0250.0250.050.100.121.401.85其他： 表（一） （完） 续焊接位置： 对接焊缝的位置 平焊 焊接方向：(向上、向下) 向下 角焊缝位置 / 焊接方向：（向上、向下） / 焊后热处理： 温度范围（oC） 600635 oC 保温时间（h） 4-10 预热： 预热温度（oC）(允许最低值) 120-260 层间温度（oC）（允许最高值） 300 加热方式 氧乙炔 气体： 气体混合种类 混合比 流量（L/min）保 护 气 CO 2 / 1020 尾部保护气 / 背面保护气 / 电特性： 电流种类： 直流 极性： 直流反接 焊接电流范围（A）： 210260 电弧电压（V）： 2026 （按所焊位置和厚度，分别列出电流和电压范围，记入表格） 焊道/焊层焊接方法填充材料焊接电流电弧电压（V）焊接速度（cm/min）线能量（Kj/cm）牌号直径极性电流打底焊二氧化碳保护焊H08Mn2SiA1.2反接210230202316-18300-340填充焊二氧化碳保护焊H08Mn2SiA1.2反接230260242614-16390-440盖面焊二氧化碳保护焊H08Mn2SiA1.2反接230260242614-16390-440 钨及类型及直径 / 喷嘴及直径（mm）： / 熔滴过渡形式 短路过渡 焊丝送进速度（m/min）: 0.15 技术措施： 摆动焊或不摆动焊： 摆动 摆动参数： 2 3 焊前清理和层间温度： 150300 oC 背面清根方法： 碳弧气刨 单道焊或多单焊（每面）： 单道焊 单丝焊或多丝焊： 单丝焊 导电嘴至工件距离： 1020mm 锤击： 敲击 其他：编制日期审核日期批准日期工艺评定报告 表（二） 单位名称： 安徽机电职业技术学院 焊接工艺评定报告编号： PQR-01 焊接工艺指导书编号WPS-1 焊接方法： 二氧化碳气体保护焊 机械化程度：（手工、半自动、自动） 半自动 接头简图：（破口形式、尺寸、衬垫、每种焊接方法或焊接工艺、焊缝金属厚度）焊接接头： 对接接头 （长度=200mm 有或无钝边 坡口间隙12） 简图：（接头形式、坡口形式与尺寸、焊层、焊道布置及顺寻） 破口形式： V型 （单边30o ） 衬垫（材料及规格）： 无 其他： 反变形量34 母材：Q345R 材料标准： JB4708 钢号： Q345R 类、组别号： I 与类、组别号： I 相焊厚度： 16mm 直径： 3200mm 其他： 焊后热处理： 热处理温度（oC）： 610635 oC 保温时间（h）： 410 气体： 气体混合种类 混合比 流量（L/min）保 护 气 CO2 / 1015 尾部保护气 / / / 背面保护气 / / / 填充金属： 焊材标准： JB4709 焊材牌号： H08Mn2SiA 焊材规格： 1.2 焊缝金属厚度： 1718mm 其他： 电特性： 电流种类： 直流 极性： 反接 钨极尺寸： / 焊接电流（A）： / 电弧电压（V）： / 其他： 焊接位置： 对接焊缝位置： 向下 方向：（向上、向下） 角焊缝位置： 向下 方向：（向上、向下） 技术错数：焊接速度（cm/min）： 612 摆动焊或不摆动焊： 摆动焊 摆动参数： 2 3 单道焊或多单焊（每面）： 单道焊 单丝焊或多丝焊： 单丝焊 其他： 预热： 预热温度（oC）： 150300 oC 层间温度（oC）： 450 oC （续） 拉伸试验编号： 2011B-D0022 实验报告编号： 2011B-D0022 试样编号试样宽度（mm）试样厚度（mm）横断面积（cm2）断裂载荷（kN）抗拉强度（MPa）断裂部位和特征-10251625X16510-640-11241624X16510-640-12261626X16510-640 弯曲试验 实验报告编号： 试验编号试样类型试样厚度（mm）弯心直径（mm）弯曲角度（o）实验结果-20面弯1640180合格-21背弯1640180合格-22侧弯1640180合格 冲击试验 实验报告编号： 试样编号试样尺寸缺口位置试验温度（oC）冲击吸收功（J）缺口类型备 注-4010x10x25焊缝区2534V-4110x10x25焊缝区2534V-4210x10x25焊缝区2534V-4310x10x25热影响区2534V-4410x10x25热影响区2534V-4510x10x25热影响区2534V-4610x10x25熔合区2534V-4710x10x25熔合区2534V-4810x10x25熔合区2534V检验要求 根据钢制压力容器焊接焊接规程要求：1、低碳钢板对接平焊CO2焊焊缝的外观要成形良好，无尺寸不符合要求的缺陷，无咬边、未融合、未焊透等缺陷。2、无损探伤试验的方法及合格标准应按照国标要求进行，法兰与筒体的焊接做渗透探伤，筒体的纵横焊缝做射线探伤，焊缝级别应达到一级。3、探伤后须做力学性能试验，焊缝抗拉强度值为720Mpa,冲击吸收功为45J，常温下，180度弯曲实验结果合格，最后并对试验结果进行记录。焊接工艺一、焊接参数的选择查资料选出焊接的参数，见下表3。表3 Q345R CO2焊对接焊缝焊接参数焊接层次CO2气流量(L/min)焊丝直径（mm）焊接电流（A）电弧电压（V）极性110151.22102302023直流反接210151.22302602426直流反接310151.22302602426直流反接二、焊前准备1、坡口的选择与制备 根据母材的材质与厚度确定，应开Y形坡口，钝边高度0.51mm，坡口的角度为602如下图1。图1 坡口形式及钝边2、焊件的清理 将坡口正反两面20mm范围内的铁锈和油污清理干净，并且打磨，使之露出金属光泽。3、装配尺寸应符合图样及工艺文件要求，避免强行装配，装配后应经检验合格后方可施焊。4、焊接操作人员应严格按照工艺文件规定的工艺参数进行焊接。5、定位焊、焊接应由持有相应相位的持证焊工焊接。三、焊接1、筒壳及底板、盖板、法兰使用手工电弧焊焊接,焊接参数如下表4。表4 部分零件手工电弧焊焊接规范焊条牌号E5015（J507）焊条规格（mm）2.53.24.0电源极性直流反接电流（A）508090120140170 2、多层多道焊接时，层间焊渣要清理干净，清渣后检验焊缝，如有缺陷必须清除后才能进行下一层焊接。 3、要求全焊透的对接焊缝，一侧焊完后，另一侧清根后焊接，14mm厚板应采用碳弧气刨清根，薄板使用砂轮机即可。 4、尽量采用交错焊接，以减小焊接变形。四、注意事项1、清理填充焊焊道及坡口上的飞溅、焊渣、打磨掉焊道上局部凸出的焊瘤。2、盖面焊时摆动幅度较填充焊时稍大，不能使焊缝余高过大，一般不超过3mm为宜。3、一定要防止气孔、烧穿、未熔合、飞溅大、焊缝形状不规则、电弧不稳等现象。4、使用手工电弧焊时必须对焊条进行烘干处理，烘干温度为300400。五、焊后检验 1、低碳钢板对接平焊CO2焊焊缝的外观要成形良好，无尺寸不符合要求的缺陷，无咬边、未融合、未焊透等缺陷。2、无损探伤试验的方法及合格标准应按照国标要求进行，法兰与筒体的焊接做渗透探伤，筒体的纵横焊缝做射线探伤，焊缝级别应达到一级。3、探伤后须做力学性能试验及致密性实验，最后并对试验结果进行记录。100立方储气罐焊接工艺序号焊缝编号焊缝名称焊接方法工艺卡编号母材1牌号及规格母材2牌号及规格1A1、A2 、A6法兰与筒体对接环焊缝手工电弧焊01-2Q345R 16Q345R 202A4、A5封头与筒体、筒体与筒体对接环焊缝二氧化碳气体保护焊01-1Q345R 16Q345R 163A3筒体拼接纵焊缝二氧化碳气体保护焊01-1Q345R 16Q345R 16工艺卡片1产品名称100立方储气罐产品编号号A2、A4 、A5零部件名称筒体对接与拼接母材Q345R规格筒壁16mm焊缝位置筒体的纵缝和对接环焊缝筒壁16mm层次焊接方法焊 接 材 料电源及极性电流/A电压/V气体流量/(Lmin-1) 牌号规格1GMAWH08Mn2Si1.2直流反接210230202310152GMAWH08Mn2Si1.2直流反接230260242610153GMAWH08Mn2Si1.2直流反接23026024261015 焊接层次：三层均用二保焊焊接 坡口角度：60 技术要求及说明： 1.清除坡口两侧内外表面20mm范围的油污、锈蚀、尘土且应露出金属光泽； 2.采用平面对接式装配； 3.直接采用二氧化碳气体保护焊焊接。 4.注意控制层间温度。工艺卡片2产品名称100立方储气罐产品编号号A1、A2 、A6零部件名称法兰与筒体母材Q345R规格筒壁16mm焊缝位置法兰与筒体对接环焊缝法兰20mm层次焊接方法焊 接 材 料电源及极性电流/A电压/V气体流量/(Lmin-1) 牌号规格1SMAWJ5073.2直流反接9012014232SMAWJ5074直流反接1401701625 焊接层次：两层均用焊条电弧焊焊接 焊角高度：8mm 技术要求及说明： 1.清除坡口两侧内外表面20mm范围的油污、锈蚀、尘土且应露出金属光泽； 2.采用角焊缝插入式装配； 3.直接采用焊条电弧焊焊接。八、参考文献1、雷世明主编焊接方法及设备雷北京：机械工业出版社，20022、刘云龙主编. 焊工技师手册. 北京：机械工业出版社，20053、中国机械工程学会焊接学会. 焊接手册. 北京：机械工业出版社，2008 4、焊接工艺与评定. 北京：机械工业出版社，20025、金属学与热处理. 哈尔滨工业大学出版社，200611