锅炉角焊缝的焊接工艺
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摘 要：锅炉、压力容器筒体上管座角焊缝焊接技术的研究摘要：本文针对锅炉锅筒上蒸汽引出管管座角焊缝要求全焊透特点，通过改进焊接坡口设计，优化工艺以及对操作工人技能的培训，使锅筒管座角焊缝的超声波探伤一次合格率明显提高。创新地研制开发了适合锅筒管座角焊缝焊接的机械焊设备，进行了大量的试验和产品试生产，其焊接生产率高，质量稳定可靠。
关键词：管座角焊缝 超声波探伤 机械焊
中图分类号：TG44 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2014）05-0388-01
一、角焊缝焊接特征
焊接通过加热或在高熔点时使用焊料，或同时使用这两种方法将金属连接到一起。在“焊接”（Welding）中，可通过在组件模式下打开的零件来创建焊缝。焊缝作为装配特征创建于顶级组件中。焊缝和特征几何被表示为具有高级复杂程度的面组。请考虑下列有关焊接特征的内容：焊缝特征不改变焊接元件的几何。进行焊接前，请确认要焊接的元件外形合适。添加一道焊缝不会合并参照元件。当检索组件中焊接的元件时，其几何保持不变。焊缝是参数化定义的以下特征。
1.焊缝特征不改变焊接元件的几何 进行焊接前，请确认要焊接的元件外形合适。添加一道焊缝不会合并参照元件。当检索组件中焊接的元件时，其几何保持不变。
2.焊缝表面在组件中表示为面组 面组代表相连非实体曲面的拼接体，可由单个曲面或是曲面集组成连接板件板边不必精加工，板件无缝隙，焊缝金属直接填充在两焊件形成的直角或斜角的区域内。直角焊缝中直角边的尺寸称为焊脚尺寸，其中较小边的尺寸用hf表示。
3.为保证焊缝质量，宜选择合适的焊角尺寸 如果焊脚尺寸过小，则焊不牢，特别是焊件过厚，易产生裂纹；如果焊脚尺寸过大，特别是焊件过薄时，易烧伤穿透，另外当贴边焊时，易产生咬边现象。
二、焊接工艺说明
1.压力筒筒体上的焊接采用焊条电弧焊和埋弧自动焊两种焊接方法，除筒体间环缝采用埋弧自动焊焊接外，罐体上所有其它对接焊缝、组合焊缝、角接焊缝、返修焊缝等均采用焊条电弧焊焊接。
2.对组装质量要求
开焊前，必须仔细检查坡口尺寸、坡口组装质量及表面质量应符合有关规范的要求，对不符合要求部分应在焊接前处理合格后方可进行正式焊接。考虑到纵焊缝的横向收缩，组装后的筒节或封头实际外周长应比图纸设计周长长，具体长度可按每条焊缝收缩1.5～3mm考虑。
三、焊前准备
1.为保证焊接工艺正常进行，确保焊接质量
焊接设备及附件的检查施焊前应仔细检查焊接设备是否完好，焊接电缆有无破损，地线接触是否良好，发现问题，应及时修复后，再进行焊接，不得带故障运。
2.焊接电源摆放（焊机型号为ZX-400、ZX-630、ZD5-1000-1）
焊接电源应放在通风、干燥、洁净的环境中，焊接电源的供电应单独配给，不得与其它载荷并网使用，防止电压波动和偏相，而影响焊接质量，为达到焊接参数控制的准确性，减少电流损失和电压降，焊接电源应尽量靠近压力筒。
3.对脚手架搭设的要求
脚手架的搭设应考虑转胎转动的需要及焊工操作的方便，脚手架层间距离为1.5m左右。
4.防风措施
为减少自然气候因素对焊接过程的影响，应在罐体周围焊接部位周围利用脚手架搭上防风蓬布（为防火安全，所有蓬布一律用阻燃蓬布），防风蓬布应搭设严实。为满足焊条及焊剂的烘烤要求，工地应设置专用焊材存放烘烤库房，房内应配备去湿机。
四、焊缝组对点固焊
为防止压力筒焊缝在施焊过程中发生较大的错边和变形及在预热时由于温度变化的影响产生裂纹，需采用组对卡具和坡口内点固焊相结合的方法，具体步骤如下：
1.点固焊接采用焊条电弧焊。在焊缝小坡口内进行点固焊，点固焊长度为150mm，厚度≥13mm（以填平小坡口为准，但不能超出坡口外），点固焊焊道间距为500mm。
2.焊前必须清理焊缝坡口，用磨光机除去施焊处铁锈、油污等。
3.点固焊顺序为先点固焊缝两端，然后点固中间，再向两头逐个对称加密。
4.点固焊前，施焊处需进行预热，预热温度应满足焊接工艺卡及JB4709的要求。
5.点固焊由两组人员以压力筒中心轴线对称同时施焊，并按同方向旋转进行。
6.点固焊引弧、熄弧均应在坡口内，严禁在压力筒壳板上引熄弧，收弧时，应把弧坑填满。
7.点固焊过程中，应配备一名铆工，随时对焊缝间隙和错边量进行检查和调整。
8.小坡口气刨清根时应将点固焊缝全部刨掉。
9.点固焊后，应将焊道表面的药皮去除并由专职质检员按上述要求进行检查确
五、角焊缝焊脚应符图纸技术要求
1.引弧：焊缝焊接时，应在焊缝坡口内引弧，焊缝终端收弧也应在焊缝坡口内，焊缝始端和终端焊完后应用气刨刨掉或打磨掉20-30mm，并做着色或磁粉检验，合格后再补上。
2.层间处理：每层焊接结束后，应将溶渣清理干净，有缺陷处应清除干净，补焊磨平后，方可进行下一层焊接。
3.焊缝清根：焊缝大坡口侧全部焊完后，在小坡口侧用碳弧气刨进行清根，X形坡口背面清根的深度要求在原焊缝基础上深入5～7mm，气刨后的坡口呈U形，根部圆弧半径约为5mm，小坡口单边角度30°，经打磨并进行磁粉或着色探伤，确认无缺陷后，方可进行小坡口焊接。
六、焊接施工管理
为减少焊缝返修数量，应尽量选用熟练焊工参加本工程的焊接工作，同时应做好电焊工的日常生活管理，使电焊工以愉快的心情参与焊接，确保焊接质量。
气象管理：由于压力筒现场组焊是在野外露天施工，受天气影响较大，因此应做好气象观测工作，在下列条件时如无具体防护措施，应严禁施焊。
A、环境温度在以-5℃以下。
B、风速大于8m/s。
C、相对温度大于90%。
下雨、下雪、下雾天气，环境的湿度一般会超过90%，因此，在这些气象条件下应停止压力筒外部的焊接工作，当在压力筒内部进行焊接时，应确保压力筒外表面无水，并测量罐内湿度不超过90%。
在有风环境下焊接时，应在施焊周围搭设防风棚。
当环境温度在以-5℃以下时，应对所有焊件进行焊前预热，并在施焊周围进行加热，保证环境温度。
七、焊接线能量的控制
焊接线能量是影响焊接接头质量的重要因素，过大的线能量会使热影响区加宽，导致焊缝金属和溶合线缺口韧性降低，过低的线能量可能造成高硬度低韧性的热影响区组织，而且可能产生氢致裂纹，现场施焊接线能量宜控制在焊接工艺卡范围内，并应随时监控焊条电弧焊横焊及埋弧自动焊的焊接能量。
根据线能量范围，选择正确的电弧电压、电流、焊接速度进行控制，现场应配一名焊接记录员，及时作好焊接线能量等焊接记录。具体焊接要求详见“焊接工艺卡”。
结论
本文通针对角焊缝焊接中存在的难点，在焊接工艺焊接设备及工装上进行了全面的分析，从角焊缝焊接工艺参数的选择、焊接专机的研制以及实际操作上做了全面的解释，推动了角焊缝焊接在薄壁不锈钢板焊接中得到广泛应用。
参考文献
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