根据学校创建国家级示范学校精神要求,以及本专业组对2012级焊接专业,备课组会议要求,特编写本教案。希望对大家有用

项目四、管——管对接焊接训练

【教学目标】

知识与能力目标： 过程与方法目标：。 情感态度价值观目标：。 【教学重点】

【教学难点】

【教学方法】

示范引导、项目实训。 【教学时间】6课时

任务一 小直径管对接V型坡口水平固定焊条电弧焊（SMAW-Ⅰ-5G-5/60-F3J）

一、 母材的选择：见表3-1-1

表3-1-1 母材选择

试件尺寸：如图3-1-1

图3-1-1 试件尺寸图示

二、焊接材料的选择：见表3-1-2

三、焊接设备：

采用为陡外特性的直流弧焊机 四、试件的清理：

试件装配前应对试件坡口及坡口两侧15～20mm以内的表面油、污及氧化物等杂质清除干净，裸露出金属光泽，以防止在焊接过程中产生气孔等焊接缺陷，影响焊缝质量。

五、试件组对要求: 见表3-1-3。图3-1-2。

水平固定小管子是小径管施焊，也是所有考试项目中最难掌握的项目，必须在掌握了板

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对接接头的平焊、立焊、仰焊三种位置的单面焊双面成形技术的基本上，经过培训掌握了转腕要领后才能焊出合格的试件，通常都安排在后期培训。

表3-1-3 试件装配尺寸（mm）

试件位置 小管子水平固定，接口在水平面内，0点处在正上方，请注意打位置记时，0点要打在间隙最大的地方。

图3-1-2 试件装配图示

六、焊接工艺参数 见表3-1-4图3-1-3

表3-1-4 焊接工艺参数

图3-1-3 焊接层次示意图

七、焊接要点 由于管径小，管壁薄，焊接过程中温度上升较快，焊道容易过高。打底不易用连弧焊法，而采用断弧焊的方法。管子的焊缝是环形的，在焊接过程中需经过仰焊、立焊、平焊等几种位置。由于焊缝位置的变化，改变了熔池所处的空间位置，操作比较困难，焊接时焊条角度应随着焊接位置的不断变化面随时调整，如图3-1-4

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图3-1-4 小径管打底层焊调角度

（一）打底焊 打底层焊接时为叙述方便，假定沿垂直中心线将管子分成前后两半周，如图3-1-5所示。

图3-1-5 前半周焊缝引弧与收弧位置

前焊前半周、引弧和收弧部位要超过中心线5～10mm。

焊接从仰焊位置开始，起焊时采用划擦法在坡口内引弧，待形成局部焊缝，并看到坡口两侧金属即将熔化时，焊条向坡口根部压送，使弧柱透过内壁的1/2，熔化并击穿坡口的根部，此时可听到背面电弧的击穿声，并形成了第一个熔池，第一个 熔池形成后，立即将焊条抬起熄弧，使熔池降温，待熔池变暗时，重新引弧并压低电弧向上给送，形成第二个熔池，均匀地点射给送熔滴，向前施焊，如此反复。

在焊接仰焊位置时，焊条应向上顶送得深些，电弧尽是压短，防止产生内凹、未熔合、夹渣等缺陷；

焊接立焊及平焊位置时，焊条向试件坡口里面的压送深度应比仰焊浅些，弧柱透过内壁约1/3熔穿根部钝边，防止因温度过高，液态金属在重力的作用下，造成背面焊缝超高、或产生焊瘤，气孔等缺陷。

收弧方法，当焊完一根焊条收弧时，应使焊条向管壁左或右侧回拉带弧10mm，或沿着熔池向后稍快点焊2～3下，以防止突然熄弧造成弧坑处产生缩孔、裂纹等缺陷。同时也能使收尾处形成缓坡，有利于下一根焊条的接头。

在更换焊条进行焊缝中间接头时，有热接和冷接两种方法。

热接法更换焊条要迅速，在前一根焊条熔池没有完全冷却时，呈红热状，在熔池前面约5～10mm处引弧，待电弧稳定燃烧后，即将焊条施焊至熔孔，将焊条稍向坡口里压送当听到击穿声即可断弧，然后按前面介绍的焊法继续向前施焊。冷接法在施焊前，先将收弧处焊道打磨成缓坡状，然后按热接法的引弧位置，操作方法进行焊接。

后半周下接头仰焊位置的焊接：在后半周焊缝施焊前，先将前半周焊缝起头处打磨成缓坡，然后在缓坡前约5～10mm处引弧，预热施焊，焊至缓坡口末端时将焊条向上顶上送，待听到击穿声，根部熔透形成熔孔后，正常向前施焊，其它位置的焊法均同前半周。

后半周水平位置上接头的施焊：在后半周施焊前先把前半周焊缝收尾熄弧处打磨成缓坡，当焊至后半周与前半周焊缝接头封闭处时，将电弧略向前坡口里压送并稍停顿，

待根部

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熔透，焊过前半周焊缝的10mm，填满弧坑后再熄弧。

施焊过程中经过正式定位焊缝时，将电弧稍向里压送，以较快的速度经过定位焊缝，过渡到前方坡口处起先施焊。

（二）盖面焊: 要求焊缝外观美观，无缺陷。

盖面层焊接，盖面层施焊前，应将前层的熔渣和飞溅清除干净，焊缝接头处打磨平整。前半周焊缝起头和收尾部位同封底层，都要超过管子的中心线5～10mm，采用锯齿形或月牙形运条方法连续施焊，但横向摆动的幅度小，在坡口两侧做停顿稳弧，防止产生咬边。在焊接过程中，要严格控制弧长，保持短弧施焊以保证焊缝质量。

八、焊后清理及外观检验：

（一）焊后认真清理焊道表面的焊渣及飞溅。 （二）试件的焊缝外观检查符合下列要求：

1、焊缝表面应是焊后原始状态,焊缝表面没有加工修磨或返修焊。 2、焊缝表面不得有裂纹、末熔合、夹渣、气孔、焊瘤和末焊透。 3、通球检查：通球直径42.5 mm。

4、焊缝外形尺寸应符合规定﹝见表3-1-5﹞：

表3-1-5 焊缝的外观尺寸(mm)

5、咬边和背面凹坑必须符合表3-1-6规定。

表3-1-6 试件焊缝表面缺陷规定（mm）

6、试件外观检查的结果都符合上述各项要求时，该项试件的外观检查为合格，否则为不合格。

九、评分标准

管状试件Φ50×4外观检查项目及评分标准

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注：1、有下列情况之一者，试件应判废，单项成绩判为0分。

① 违反赛场纪律者； ② 试件焊缝施焊不完整者； ③ 试件表面或内部出现裂纹、未熔合缺陷者；

④ 氩弧焊打底出现未焊透缺陷者。

2、试件焊缝表面出现气孔、夹渣或未焊满缺陷之一者，其外观质量评为0分，内部仍可继续评定。

3、当试件焊缝内部射线探伤不符合Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级标准者，内部评为0分，外观质量仍然有效。

管状试件（Φ50×4）射线探伤评分规定

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注：射线探伤评定成绩时，应在规定片级的基数分分值上，再依据缺陷状况扣分。

1、 底片为Ⅰ级片，在50分的基础上，每1点缺陷扣除1分。 2、 底片为Ⅱ级片，在40分的基础上，再按表规定扣分。 3、 底片为Ⅲ级片，在20分的基础上，再按表规定扣分。 4、 底片为Ⅳ级片，内部得分为0分。 5、 评定标准为JB4730-2005。

任务二、大直径管对接V型坡口垂直固定焊条电弧焊（SMAW-Ⅰ-2G-8/108-F3J）

一、 母材的选择：见表3-2-1， 图3-2-1

表3-2-1 母材的选择

图3-2-1 试件尺寸图示

二、焊接材料的选择：

表3-2-2 焊接材料表

采用为陡外特性的直流弧焊机 四、试件的清理：

试件装配前应对试件坡口及坡口两侧

15～20mm以内的表面油、污及氧化物等杂质清除

干净，裸露出金属光泽，以防止在焊接过程中产生气孔等焊接缺陷，影响焊缝质量。

五、试件组对要求: 见表3-2-3 图3-2-2

表3-2-3 试件装配尺寸（mm）

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图3-2-2试件装配图

六、焊接工艺参数:见表3-2-4 见图3-2-3

表3-2-4 焊接工艺参数

图3-2-3 焊接层次图示

七、焊接要点

大管子横焊要领与板对接横焊基本相同，由于管子有弧度，焊接电弧应沿大管了圆周均匀转动。

（一）打底焊，要求焊透并保证背面焊道成形美观，无缺陷。

大管子打底层焊条角度如图3-2-4所示,打底层在管子的上坡口上引燃电弧，然后向管子的下坡口移动，待坡口两侧熔合后，焊条向坡口里压，同时稍作停顿，这时可以看到管坡口根部已被熔化并被击穿，形成熔孔，此时焊条上，下摆动，作锯齿形运条连续向右施焊。

打底层施焊时，为得到优质的焊缝和良好的背面焊缝成形，焊接电弧要控制短些，焊条摆动向前移动的间距不宜过大，焊至坡口两侧停留时，要注意在上坡口的停留时间比在下坡口停留的时间稍长。焊接电弧的1/3保持在熔池前，用来熔化和击穿坡口的根部，电弧的2/3覆盖在熔池上，并保持熔池的形状大小基本一致。

在焊接过程中，还要控制熔孔的大小，使上坡口面熔化掉约1-15mm，下坡口略小些。施焊时若发现下坡口出现较大熔孔时，试件焊缝背面易产生下附或焊瘤。当焊条即将焊完，需要更换焊条收弧时，要将焊条向焊接的反方向拉回约10-15mm，使电弧拉长，直至熄灭。这样可以把收弧缩孔消除或带到焊道表面，以便在下一根焊条进行焊接时，将其熔化掉。 打底层焊缝的接头方法可采用热接和冷接法。

热接法要求换焊条的速度要快。在熔池尚未冷下来之前，呈红热状态时，立即在熔池后面约10mm处引燃电弧，焊条作上，下摆动向前施焊，焊至收弧的沿时，将焊条向坡口

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根部压送，并稍作停顿。然后将焊条渐渐抬起至正常焊接位置，并向前施焊。采用冷接法，先将收弧处焊道打磨成缓坡状，然后按热接法的引弧位置，操作方法进行焊接。 试件的打底层即将焊完，需要进行接头的封闭时时，应事先将始焊处的焊缝隙端部打磨成缓坡形，然后再施焊，焊至缓坡处前端，焊条向坡口里压，并稍作停顿，然后继续向前焊过缓坡约10mm，待填满弧坑后，即可熄弧。

（二）填充焊 保证坡口两则熔合好，焊道表面平整。

填充层施焊前，将前一层的熔渣及飞溅清理干净，并将打底层焊接接头处打磨平整，再进行填充层焊接。填充层为上下两道焊缝进行焊接，焊接时由下至上施焊。焊条与工件的角度如图3-2-5。

图3-2-4大直径管打底层焊时焊条角度 图3-2-5大直径管填充焊时焊条角度

下道填充层焊接时，应注意下坡口及封底层焊缝与管子的下坡口之间夹角处的熔化情况，焊上一道焊缝时，要注意封底焊缝与管子上坡口之间夹角处的熔化情况，同时上道焊缝应覆盖住下道焊缝的1/3—1/2，避免填充层焊缝表面出现凹槽或凸起。填充层焊完后，下坡口应留同约2mm，上披口应留出约0.5mm坡口两侧的边缘楞边不要破坏，为盖面层施焊打好基础。

（3）盖面焊 盖面层分三道由下至上焊接，施焊时焊条与度件的角度如下图3-2-6所示。

图3-2-6

八、焊后清理及焊缝尺寸要求：

（一）焊后认真清理焊道表面的焊渣及飞溅。 （二）试件的焊缝外观检查符合下列要求：

1、焊缝表面应是焊后原始状态,焊缝表面没有加工修磨或返修焊。 2、焊缝表面不得有裂纹、末熔合、夹渣、气孔、焊瘤和末焊透。 3、焊缝外形尺寸应符合规定﹝见表3-2-5﹞：

表3-2-5 焊缝的外观尺寸(mm)

表3-2-6 试件焊缝表面缺陷规定（mm）

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5、试件外观检查的结果都符合上述各项要求时，该项试件的外观检查为合格，否则为不合格。

九、评分标准

管状试件Φ50×4外观检查项目及评分标准

注：1、有下列情况之一者，试件应判废，单项成绩判为0分。

① 违反赛场纪律者； ② 试件焊缝施焊不完整者； ③ 试件表面或内部出现裂纹、未熔合缺陷者；

④ 氩弧焊打底出现未焊透缺陷者。

根据学校创建国家级示范学校精神要求,以及本专业组对2012级焊接专业,备课组会议要求,特编写本教案。希望对大家有用

2、试件焊缝表面出现气孔、夹渣或未焊满缺陷之一者，其外观质量评为0分，内部仍可继续评定。

3、当试件焊缝内部射线探伤不符合Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级标准者，内部评为0分，外观质量仍然有效。

管状试件（Φ50×4）射线探伤评分规定

注：射线探伤评定成绩时，应在规定片级的基数分分值上，再依据缺陷状况扣分。

1、 2、 3、 4、 5、

底片为Ⅰ级片，在50分的基础上，每1点缺陷扣除1分。 底片为Ⅱ级片，在40分的基础上，再按表规定扣分。 底片为Ⅲ级片，在20分的基础上，再按表规定扣分。 底片为Ⅳ级片，内部得分为0分。 评定标准为JB4730-2005。