钢砂仓的焊接工艺分解

沈阳工学院焊接工艺规程说明书

摘要

压力容器是内部或外部承受气体或液体压力、并对安全性有较高要求的密封容器。压力容器主要为圆柱形，少数为球形或其他形状。圆柱形压力容器通常由筒体、封头、接管、法兰等零件和部件组成，压力容器工作压力越高，筒体的壁就应越厚。压力容器有多种结构形式，如多层式、绕板式、型槽绕带式、热套式、厚板卷焊式和锻焊式压力容器等。许多生产工艺过程需要在压力下进行，许多气体和液化气需要在压力下贮存，因此压力容器越来越广泛地应用于各工业部门。许多新技术的发展，对压力容器不断提出了新的更高的要求。

本次课程设计的主要内容包括：焊接结构的概述、焊接方法、母材的化学成分、及其焊接性、焊接工艺的编制及焊接的评定。编写的设计说明书讲述了埋弧自动焊和手工电弧焊的原理、特点及应用，焊前准备工作，焊接工艺参数对焊缝成形的影响及焊接工艺参数的确定。

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目录

摘要 ................................................................ I 目录 ............................................................... II 第1章 绪论 ......................................................... 1 1.1焊接结构的叙述 .................................................. 1 1.2焊接方法 ........................................................ 2

1.2.1埋弧焊 ..................................................... 2 1.2.2手工电弧焊 ................................................. 5 1.3 母材性能分析 .................................................... 8

1.3.1 Q235简介 .................................................. 8 1.3.2 Q235A的焊接性 ............................................. 9 1.3.3 Q235A钢的焊接特点 ....................................... 10 1.4焊接材料的选择 ................................................. 10

1.4.1焊接材料 .................................................. 10 第2章 焊接工艺规程的制定 .......................................... 12 2.1 焊接方法及焊接材料 ............................................. 12 2.2 辅助工作和焊前准备 ............................................. 12

2.2.1焊前准备 .................................................. 12 2.3装配 ........................................................... 16

2.4施过程中的关键环节 .......................................... 17

2.4.2 焊接参数的控制 ........................................ 17 2.5 工艺分析 ................................................... 18

2.5.1 选材及下料 ............................................ 18 2.5.2 下料工具与下料要求 .................................... 18 2.5.3 压力容器的热处理： .................................... 19

2.6 压力试验和气密性试验及其检测 ................................... 21 焊接工艺卡 ......................................................... 22 参考文献 ........................................................... 24

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第1章 绪论

1.1焊接结构的叙述

压力容器是典型的焊接结构，主要的制造方法就是焊接，焊接质量直接关系到设备的质量。有必要在这里了解一下，基本的焊接知识。 焊接接头

分类 压力容器的焊接接头分成四类，目的是在设计、制造、维修、管理时

可以分别对待，从而保证质量。圆筒部分的纵向接头（多层包扎容器层板层纵向接头除外），球形封头与圆筒连接的环向接头，各类凸形封头中的所有拼焊接头以及嵌入式接管与壳体对接连接的接头，均属A类焊接接头。 1. 壳体部分的环向焊缝接头，锥形封头小端与接管连接的接头，长颈法兰

与接管连接的接头，均属B类焊接接头，但已规定为A、C、D类的焊接接头除外。 2.平盖、管板与圆筒非对接连接的接头，法兰与壳体、接管连接的接头，内

封头与圆筒的搭接接头以及多层包扎容器层板层纵向接头，均属C类焊接接头。 3. 接管、人孔、凸缘、补强圈等与壳体连接的接头，均属D类焊接接头，

但已规定为A、B类的焊接接头除外。 A类焊缝是容器中受力最大的接头，因此一般要求采用双面焊或保证全焊透的单面焊缝；

B类焊缝的工作应力一般为A类的一半。除了可采用双面焊的对接焊缝以外，也可采用带衬垫的单面焊；

在中低压焊缝中，C类接头的受力较小，通常采用角焊缝联接。对于高压容器，盛有剧毒介质的容器和低温容器应采用全焊透的接头。

D类焊缝是接管与容器的交叉焊缝。受力条件较差，且存在较高的应力集中。在后壁容器中这种焊缝的拘束度相当大，残余应力亦较大，易产生裂纹等缺陷。因此在这种容器中D类焊缝应采取全焊透的焊接接头。对于低压容器可采用局部焊透的单面或双面角焊。接头的基本形式 有对接接头、T形（十字形）接头、

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角接头和搭接接头 对接接头是最基本的一种接头形式，其强度可以达到与

母材相同，受力均匀，筒体与封头等重要部件的连接均采用对接接头。厚

度小时不开坡口，当厚度超过8mm是要有坡口。从图1-1可以看到，对接接头中的应力分布比较复杂，焊缝与母材交界处有应力集中现象。应力集中系数的大小和焊缝的几何尺寸相关，如果通过打磨将余高磨平，应力的分配情况就有明显改善。实际上，一些重要设备也确实是如此。以

图 1.1

前叫余高为加强高是从受力横断面面积增大角度考虑的。

1.2焊接方法

1.2.1埋弧焊

1.准备焊丝焊剂，焊丝就去污、油、锈等物，并有规则地盘绕在焊丝盘内，焊剂应事先烤干(250°C下烘烤1—2小时)，并且不让其它杂质混入。工件焊口处要去油去污去水。

2.接通控制箱的三相电源开关。

3.检查焊接设备，在空载的情况下，变位器前转与后转，焊丝向上与向下是否正常，旋转焊接速度调节器观察变位器旋转速度是否正常；松开焊丝送进轮，试控启动按扭和停止按扭，看动作是否正确，并旋转电弧电压调节器，观察送丝轮的

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转速是否正确。

1.弄干净导电咀，调整导电咀对焊丝的压力，保证有良好的导电性，且送丝畅通无阻。

2.按焊件板厚初步确定焊接规范，焊前先作焊接同等厚度的试片，根据试片的熔透情况（X光透视或切断焊缝，视焊缝截面熔合情况）和表面成形，调整焊接规范，反复试验后确定最好的焊接规范。

3.使电咀基本对准焊缝，微调焊机的横向调整手轮，使焊丝与焊缝对准。 4.按焊丝向下按扭，使焊丝与工件接近，焊枪头离工件距离不得小于15mm，焊丝伸出长度不得小与30mm。

5.检查变位器旋转开关和断路开关的位置是否正确，并调整好旋转速度。 6.打开焊剂漏头闸门，使焊剂埋住焊丝，焊剂层一般高度为30—50mm。 1焊接工作

（1）应铲按启动按扭，此时焊丝上抽，接着焊丝自动变为下送与工件接触摩擦并引起电弧，以保证电弧正常燃烧，焊接工作正常进行。

（2）焊接过程中必须随时观察电流表和电压表，并及时调整有关调节器（或按扭）。使其符合所要求的焊接规范，在发现网路电压过低时应立刻暂停焊接工作，以免严重影响熔透质量，等网路电压恢复正常后再进行工作。在使用4mm焊丝时要求焊缝宽度>10mm，焊接沟槽时焊接速度≈15m/h，电压≈24V，电流≈300A，在接近表面时，电压>27V，电流≈450A。在焊接球阀时一般在焊第一层时尽量用低电压小电流，因无良好冷却怕升温过高损坏内件及内应力大。在焊第二层及以后一定通水冷却，电压及电流均可加大，以焊渣容易清理为好。

（3）焊接过程还应随时注意焊缝的熔透程度和表面成形是否良好，熔透程度可观察工件的反面电弧燃烧处红热程度来判断，表面成形即可在焊了一小段时，就去焊渣观察，若发现熔透程度和表面成形不良时及时调节规范进行挽救，以减少损失。

（4）注意观察焊丝是否对准焊缝中心，以防止焊偏，焊工观察的位置应与引弧的调整焊丝时的位置一样，以减少视线误差，如焊小直径筒体的内焊缝时，可根据焊缝背面的红热情况判断此电弧的走向是否偏斜，进行调整。

（5）经常注意焊剂漏斗中的焊剂量，并随时添加，当焊剂下流不顺时就及时用棒疏通通道，排除大块的障碍物。 3焊接结束

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