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E5015碱性焊条,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4h,否则,焊条必须放在炉中重新烘干,但焊条重复烘干次数不得多于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,焊件图样如图1-5所示。
(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、焊缝万能量规等。
2.焊前装配定位焊
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,在距坡口边缘各50mm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,装配间隙始焊端为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,在管焊件的横断面任意点处用ϕ2.5mm的E5015焊条进行定位焊焊接,定位焊焊缝长为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,层间温度应该对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(连弧焊)操作
把管子的横截面分为两个半圆焊接,即以时钟钟面的3点钟、9点钟为界,打底层的引弧点分别是在时钟的3点钟和9点钟位置处,引弧点要尽量在一个范围,引弧后不断弧的由两条线路连续焊接,即由左向右(逆时针方向)和由右向左(顺时针方向进行焊接)。
打底层由左向右焊法为:在时钟钟面10点钟~9点钟位置处引弧→8点钟→7点钟→6点钟→5点钟→4点钟→3点钟→接近2点钟位置处终止。
打底层由右向左焊法为:在时钟钟面2点→3点钟位置处引弧→3点钟→4点钟→5点钟→6点钟→7点钟→8点钟→9点钟→10点钟位置处终止。
打底层连弧焊接时采用短弧,并采用斜椭圆形运条法或锯齿形运条法,焊条在向前运条的同时需作横向摆动,将坡口两侧各熔化1~1.5mm。为了防止熔池金属下坠,电弧在上坡口停留的时间要略长些,同时要有1/3电弧通过间隙在焊管内燃烧。电弧在下坡口侧只是稍加停留,电弧的2/3要通过坡口间隙在焊管内燃烧。打底层焊缝应在坡口的正中,焊缝的上部、下部不允许有熔合不良的现象。
在打底层焊接过程中,还要注意保持熔池的形状和大小。给背面焊缝成形美观创造条件。与定位焊缝接头时,焊条在焊缝接头的根部要向前顶一下,听到“噗噗”声音,稍作停留即可收弧停止焊接(或快速移弧到定位焊缝的另一端继续焊接)。
后半圆焊缝焊接前,在与前半圆焊缝接头处,用角磨砂轮或锯条将其修磨成斜坡状,以备焊缝接头用。(www.xing528.com)
打底层焊缝更换焊条时,采用热接法,在焊接熔池还处在红热状态下,快速更换焊条,引弧并将电弧移至收弧处,这时,弧坑的温度已经很高,当看到有“出汗”的现象时,迅速向熔孔处压下,听到“噗噗”两声后,提起焊条正常的向前焊接,焊条更换完毕。
打底层焊缝焊接过程中,焊条与管壁下侧的夹角为80°~85°,与管子切线的夹角为70°~75°。
4.盖面层的焊接(连弧焊)操作
盖面层有上下两条焊缝,采用直线形运条法,焊接过程中焊条不作摆动。焊前将打底层焊缝的焊渣及飞溅物等清理干净,用角磨砂轮修磨向上凸的接头焊缝。
盖面层焊缝的焊接顺序为:自左向右,自下而上,与打底层焊缝一样,将管子的横断面在时钟钟面的3点钟、9点钟位置处分为两个半圆进行焊接。
盖面层采用短弧焊接,焊条角度与运条操作如下:
第一条焊缝焊接时,焊条与管壁下侧的夹角为75°~80°,并且1/3直径的电弧在母材上燃烧,使下坡口母材边缘熔化1~2mm。
第二条焊缝焊接时,焊条与管壁下侧的夹角为85°~90°,并且第二条焊缝的1/3搭在第一条焊缝上,第二条焊缝的2/3搭在母材上,使上坡口母材边缘熔化1~2mm。
5.焊接参数
打底层焊缝、盖面层焊缝的焊接参数见表1-9。
6.焊缝清理
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
焊后不作热处理。
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,管件焊缝焊完以后,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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