焊接方法及工艺课程设计说明书

沈阳理工应用技术学院焊接方法及工艺课程设计

第1章 绪论

1.1 焊接结构的概述

原料气缓冲罐，筒体尺寸为Φ2200mm×8mm×7500mm，材质为16MnR，制定其筒体纵环焊缝的焊接工艺。

图1.1 原料气缓冲罐结构图

1.2 焊接方法

原料气缓冲罐筒体的焊接有纵焊缝和环焊缝。 一般情况下，对于此类筒体纵焊缝的焊接选用对接接头的焊接。其厚度为8mm，属于薄板或中厚板，下面是我手工电弧焊(SMAW)的一些介绍：

1.手工电弧焊是利用电弧局部熔化母材和焊条以形成焊缝的一种手工操作焊接方法。

2.SMAW的焊接过程：焊接时电源的两极分别在导电嘴和焊件上，焊丝通过导电嘴与焊件接触，接通电源后，则电流经过导电嘴、焊丝与焊件构成焊接回路。焊接时，引弧，焊接速度均由焊工自己手动操作。

1.2.1概述（原理、特点及应用）

SMAW：

1.工作原理：焊条电弧焊时,焊件和焊条在电弧热量的作用下，焊件坡口边缘被局部熔化，焊条熔化形成熔滴向焊件过渡，熔化的金属形成焊接熔池。随着焊接电弧向前移

动，熔池后边缘的液态金属温度逐渐降低，液态金属以母材坡口处未完全熔化的晶粒为核心生长处焊缝金属的枝状晶体并向焊缝中心部位发展，直至彼此相遇而最后凝固。与此同时，前面的焊件坡口边缘又开始局部熔化，使焊接熔池向前移动，当焊接过程稳定以后，一个形状和体积均不变化的熔池随焊接电弧向前移动，形成连续的焊缝。

2.特点:焊条电弧焊设备简单，操作灵活方便，适应性强，不受场地 和焊接位置的限制，在焊条能达到的地方一般都能施焊；可焊金属材料广，除难熔或极易氧化的金属外，大部分工业用金属均能采用焊条电弧焊进行焊接；焊接接头装配要求较低。 缺点：劳动条件差，生产率低，每焊完一根焊条，必须更新焊条，并残留下一部分，而使焊条未被充分利用，焊后还须清渣，故生产率低。

3.应用:手工电弧焊的应用虽因气体保护电弧焊和其他高效焊接方法的发展而有所减少，但仍然是各个工业部门常用的焊接方法，用于多品种、小批量的焊接件最为经济，在许多安装焊接和修补焊接中还不能为其他焊接方法所取代。但焊工的操作技术水平对手工电弧焊质量影响很大，因此焊工必须接受严格培训，方能从事此种焊接工作。

1.2.2 焊接设备

手工焊条电弧焊设备包括焊机和焊枪等，焊机是核心部分，由焊接电源和控制系统

组成。如图1.2所示：

图1.2手工电弧焊设备示意图

焊接选择 ZX7-400

焊接电流/A 20-400 焊接电压/V 36 电流种类 直流

性能特点及用途：

1.采用MOSFET逆变技术电路高频引弧设计。

2.具有电网电压波动补偿功能，抗电网波动强（V±15%）。 3.效率高、空载损耗小、比传统焊机节电40%以上。 4.具有体积小、重量轻、高空作业方便的优点。

5.起弧容易，飞溅小，噪音低，焊接稳定，焊缝成型美观。

6.内置过热、过流、过压、欠压等保护电路，使用安全可靠。

1.3 母材的化学成分及性能

1.3.1 16MnR的力学性能

1.3.2 16MnR的化学成分

1.3.3 16MnR的焊接性

16MnR是普通低合金钢,是锅炉压力容器专用钢，锅炉压力容器的常用材料。它的强度较高、塑性韧性良好。常见交货状态为热轧或正火。属低合金高强度钢，含M n量较低。性能与20G（412-540）近似，抗拉强度为（450-655）稍强，伸长率为19-21%，比20G的大于24%差。标准来源GB6654，2010年该钢号逐渐被Q345R

所取代。16MnR钢是屈服强度为340MPa级的压力容器专用板，它具有良好的综合力学性能和工艺性能。磷、硫含量略低于普16Mn钢，除抗拉强度、延伸率要求比普通16Mn钢有所提高外，还要求保证冲击韧性。它是目前我国用途最广、用量最大的压力容器专用钢板。

低合金高强钢的含碳量一般不超过0.20％，合金元素总量一般不超过5％。正是由于低合金高强钢含有一定量的合金元素，使其焊接性能与碳钢有一定差别，其焊接特点表现在：

（1）冷裂纹 低合金高强钢由于含使钢材强化的C、M n、V、N b等元素，在焊接时易淬硬，这些硬化组织很敏感，因此，在刚性较大或拘束应力高的情况下，若焊接工艺不当，很容易产生冷裂纹。而且这类裂纹有一定的延迟性，其危害极大。

（2）再热（SR）裂纹 再热裂纹是焊接接头在焊后消除应力热处理过程或长期处于高温运行中发生在靠近熔合线粗晶区的沿晶开裂。一般认为，其产生是由于焊接高温使HAZ附近的V、N b、Cr、Mo等碳化物固溶于奥氏体中，焊后冷却时来不及析出，而在PWHT时呈弥散析出，从而强化了晶内，使应力松弛时的蠕变变形集中于晶界。 低合金高强钢焊接接头一般不易产生再热裂纹，如16MnR、15MnVR等。但对于M n-Mo-N b和M n-Mo-V系低合金高强钢，如07MnCrMoVR，由于N b、V 、Mo是促使再热裂纹敏感性较强的元素，因此这一类钢在焊后热处理时应注意避开再热裂纹的敏感温度区，防止再热裂纹的发生。 （二）焊接接头的脆化和软化

（1）应变时效脆化 焊接接头在焊接前需经受各种冷加工(下料剪切、筒体卷圆等)，钢材会产生塑性变形，如果该区再经200 ~ 450℃的热作用就会引起应变时 …… 此处隐藏：6719字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……