板厚为12mm的Q235钢板采用焊条电弧焊的焊接工艺评定.docx
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板厚为12mm的Q235钢板采用焊条电弧焊的焊接工艺评定
板厚为12mm的Q235钢板采纳焊条电
弧焊的焊接工艺评定
1、母材材质及技术状况
Q235，常作为在锅炉压力容器用钢。
Q235属于低碳锰钢。
CE=0.34﹪-0.49
﹪。
焊接性能优秀。
1.1.材质性能剖析
（1）化学性能剖析：
表1
表1Q235钢化学成分（%）
成分
C
Si
Mn
P
S
Ni
Cr
含量
0.20—
≤0.045
≤0.045
-
-
0
0.55
（2）力学性能剖析：
表2
表2
Q235力学成分
σb（Mpa）
σs（Mpa）
δ5（%）
冲击试验
板厚\mm
温度\
Akv\J
510-640
≥345
≥21
20
31
6-16
（3）焊接性剖析
Q235含碳量<2.5%.碳当量CE=0.34﹪-0.49﹪，焊接性能优秀，焊接时
一般不需要预热，但环境温度较低（<-10℃）要进行适合的预热。
焊后依据详细状况进行焊后热办理。
二、焊接资料及技术状况
JB/T4709-2007中规定焊接资料包含：
焊条，焊丝，焊带，气体，电极等。
因为焊接方法为SMAW。
所以只要要选择焊条即可。
依据母材的成分，力学性能等选择焊接资料。
因为Q235的σb≥510σs≥
345，可选择焊条J422（E4013）,J507（E5015）。
因为选择焊条一方面要与
母材等强度如表3所示，另一方面还要考虑焊接工艺性如：
引弧的难易，脱渣性，成形性，稳弧性，及除氧，除氢，去硫，去磷等能力。
综合考虑后选择J507（E5015）焊条。
此焊条由大桥焊条厂生产。
表3E5015焊条熔敷金属的力学成分
σb（Mpa）σs（Mpa）δ（%）ψ断面缩短率（%）Ak（J*cm^2）
517.4413.331.5374.5240
三、焊前准备
1.坡口的选择与制备
（1）坡口的选择：
因为板厚为12mm,焊接方法为SMAW等焊接条件.选择V形坡口。
（2）坡口制备方法：
应依据工件尺寸，形状，加工条件综合考虑。
当前有剪切，气割，刨边，车削，碳弧气刨等方法制备坡口。
考虑到坡口形式，加工质量和成本，选择气割加工坡口。
焊接坡口要求：
空隙b=2-3mm，钝边P=2/mm，坡吵嘴度
60°+2
2.焊接地区的清理
（1）焊前对坡口及邻近10mm的油，锈，水等污物清理洁净。
E5015焊接时清理要完全。
不然极易产生气孔和裂纹。
（2）清理方法：
①机械清理a.钢丝刷b.砂轮磨c.喷丸办理②化学法a.
汽油除油b。
酸除氧化皮c.碱除油③必需时用氧-乙炔焰烘烤办理。
因为焊件为300x150x12的板材，所以选择钢丝刷或化学法办理。
3.焊条烘干
固然焊条出厂前已经高温烘干，考虑到焊条长久储藏和运输中受潮，为
保证焊接质量，焊条焊前需要烘干。
一般酸性焊条取70℃—150℃保温1.5h，碱性焊条取300℃—400℃保温2h.温度太低达不到除水的目的，温度过高惹起药皮开裂。
烘干一般不两次。
4.工件的装置定位
焊前的装置定位主要使工件定位对正，保证装置空隙大小和延接头长度
平均，保证焊接质量和降低制造成本有很大的影响。
能够用夹具和定位焊将它们固定才进行正式焊接。
定位焊时因为焊道短，冷却快，比较简单产生焊接缺点。
5.焊接预热
预热是指焊前对工件整体或局部进行加热的工艺。
预热的主要目的是降低焊接接头冷却速度，改良组织和性能，减小应力等。
工件能否需要预热根
据工件构造，材质和尺寸而定。
一般状况下Q235不需要预热。
可是假如构造刚性大，应力集中，环境温度低时则需要预热150°C。
常有16Mn预热状况以下表：
4
表4：
16Mn钢预热状况以下
-10℃以下预热
<16mm
高于-10℃
不预热
100℃-150℃
高于-50℃
不预热
-50℃以下预热
16-24mm
100℃-150℃
高于0℃
不预热
0℃以下预热100℃
25-40mm
-150℃
>40mm
预热100℃-150℃
预热100℃-150℃
工件预热一般用火焰加热，工频加热，电阻加热和红外线加热。
考虑的成本和加工条件选择火焰加热。
四、焊接设施及焊接设施的采纳
1.焊条电弧焊的设施包含焊接电源，焊钳和电缆。
焊接工具包含焊钳，面罩，护目镜及保温筒。
（1）焊接电源额定电流20—500A。
要求：
拥有陡降的外特征，优秀的动特征。
适合的电流调理范围。
（2）弧焊电源有：
①弧焊变压器BX1—330，它构造简单，成本的，维修方便，效率高成本低，没有磁偏吹。
②弧焊整流器AX—320，它在国内应用较广引弧简单，性能轻柔，电弧稳固等性能。
我们选E5015，选择AX—320.
（3）焊接电源的外等性为陡降带外拖。
为保证引弧性，一般空载电压为50
—90V。
（4）焊钳作用：
夹持焊条和传电流。
要求隔热，绝缘。
（5）面罩是防备焊接飞溅，弧光，高温对焊工的损害。
（6）面罩的要求：
耐热不然绝缘好，构造牢靠不漏光。
（7）焊条保温筒：
温度在100℃—450℃，使用J507，因为碱性焊条抗水锈能力差易发生气孔和裂纹等缺点，焊条要随用随取，多烘干的焊条一定放在保温筒里。
五、焊前确立
1.焊接地点：
因为焊件为平板对接，水平固定V形坡口。
所以焊接地点只有水平地点。
水平地点是最易焊接操作的焊接地点。
2.焊接次序
分为左焊法和右焊法。
处于焊接方便选择左焊法。
但右焊法更易察看熔池。
3.焊接道数和层数
12mm板对接焊，无特别要求选择单层单道焊。
4.点固焊
在装置焊接中为了保证焊件的正确地点而选择点固焊。
点固焊是正式焊缝的一部分。
对它有严格的要求：
（1）依据工件的力学性能和化学性能选择点固段数和每段的长度。
Q235焊
策应做两头定位。
（2）所选择的焊条与正式焊缝焊条型号同样，选E5015。
（3）点固焊焊缝短，冷却快。
所以定位焊时电流要比焊接时大10%。
（4δ焊接性好，点固长度不要长。
（5）Q235焊接后要进行热办理则定位焊也要进行热办理。
（6）定位焊时焊条直径要小一些。
（7）为保证两板焊接后变形过大，错变量不大于1.5mm。
5.反变形
因为焊接是不平均加热和冷却的过程。
焊接结束后会产生焊接剩余变形，考虑焊接变形的产生，在焊接前采纳反变形的手段能够除去或减弱变形的产
生。
（1）所谓反变形都是预先预计一个相反的变形拉斯抵消可能产生的变形。
反变形不过预防变形的一种。
（2）预防变形的方法有：
①预留加工余量。
②合理的装置工艺次序。
③刚性固定法。
④合理的焊接次序。
（3）因为板对接焊易产生变形，固反变形是必需地。
常用反变形方法：
①锤击法。
②火焰加热法。
六、焊接参数的选择
焊接时为了保证焊接质量而选择的各样物理参数的总称为焊接参数。
焊
条电弧焊的工艺参数包含：
焊条直径，焊接电流，电弧电压，焊接速度，热
输入量，焊接层数。
焊接参数的选择直接影响到焊接生产率，焊缝形状和尺寸，焊接质量，
交融比（α）和成形系数（C/S）。
1.焊条直径的选择如表：
5
焊条直径也就是焊芯直接。
它依据焊缝空隙，焊接地点，接头形式，板
厚，焊接热输入来选择。
一般打底焊比填补和盖面小。
碱性焊条比酸性小。
立，仰焊时比平焊时小。
如：
12mm板打底焊选?
3.2mm，填补，盖面选择?
4.0mm。
表5
焊条直径的选择
工件厚度/mm
2
3
4-5
6-12
>13
焊条直径/mm
2
3.2
3.2-4
4-5
4-6
2.焊接电流的选择如表：
6
焊接电流依据焊条直径，接头形式，焊接地点，层数来选择。
焊接电流选择时：
若电流过大易产生焊穿和咬边，增大了工件的变形和金属的蒸发，飞溅大，使管接头处组织和性能发生变化。
假如焊接电流过小则焊接不稳，造成未焊透和未交融，夹杂，成形不雅观，不利于溶滴的过分。
在同样的条件下平地点大于其余地点，E5015所用电流小于E4303。
表6焊条电流与焊条直径的关系
电流/A
25-40
40-65
50-80
100-130
160-210
200-270
260-300
直径/mm
1.6
2.0
2.5
3.2
4
5
6
3.焊接层数的选择
工件越厚层数越多，但为保证焊缝塑性和其余力学性能不可以太厚一般根
据板厚δ=12mm，和焊条直径d=4.0mm来确立。
即n=δ/d。
12mm板对接选择
三层如：
图3
图3焊接层数
4.焊接电压的选择
SMAW焊接电压由弧长界定。
弧长过长电弧电压高，此时对熔池的保护不好，焊接成型不好，冶金不充足，易产生缺欠。
电弧短时电弧电压底，对
焊缝质量和溶滴过分东有益。
所以焊接时尽量选择短弧焊。
立，仰焊时电弧电压比平焊小。
碱性焊条电压比酸性焊条电压小.一般依据U=（0.25—0.5）d选择。
5.焊接速度
焊接过程中焊接速度要平均，一般焊接速度与焊接电流，电弧电压相般配。
一方面焊接速度影响焊缝的成型：
焊缝宽度（C）焊缝余高（h）焊缝深度（s）。
另一方面影响影响工件焊透状况和能否焊穿。
焊接速度大时消融能力不够造成未焊透，飞溅和夹杂。
焊接速度过慢时，高温逗留时间长，热影响区大，焊接接头晶粒粗大，同时使管子变形，错变量大。
综上所述，Q235在进行SMAW焊接时选择工艺参数以下表7。
表7Q235
焊接参数
焊条型号
焊接层数
焊接电流/A
焊条直径/mm
焊接序次
电源极性
E5015
打底
85-100
3.2
1
直流反接
填补
160-210
4.0
2
盖面
160-210
4.0
1
七、操作重点及注意事项
1.引弧
焊接前引燃电弧的过程叫做引弧。
引弧常用接触法。
（1）划擦法：
此法引弧靠谱，引弧易掌握，但有划痕。
引弧时在焊接起点
前10mm处，引燃后将焊条提起2—4mm.
（2）直击法：
焊条与工件垂直撞击，电弧引燃后将其快速提起2—4mm，此
法引弧不行靠但无划痕。
采纳E5015焊条最好选择划擦法，因其对焊缝有预热的作用保证焊缝熔
深正常并除去气孔和裂纹。
2.运条
焊条相关于焊缝所做的各样运动的综合叫做运条。
它包含三种运动即：
（1）沿焊条轴向运动。
（2）沿焊缝轴向运动（3）沿焊缝径向摇动。
常用运条方式有月牙型，直线型和锯齿型，依据焊接地点和板厚我选择直线型和月牙型。
3.扫尾
在焊条电弧焊中收位有特别的要求，扫尾不好会产生弧坑，裂纹，气孔。
常用的扫尾方法有：
（1）划圈法-合用厚板。
（2）回焊扫尾法-合用碱性焊条。
（3）频频扫尾法—合用大电流薄板焊接。
厚度为Q235-12mm板焊接为厚板焊接，选择画圈扫尾法。
4.敲渣
SMAW为气-渣结合保护，保护成效优秀，渣的作用：
（1）渗合金?
1
（2）机
械保护（3）改良焊接工艺性。
但焊接收子时清渣不是很简单。
12mm板对接平地点焊接采纳单层单道焊。
为保证质量每道焊完后都必
须清渣。
清渣常用工具：
（1）平光镜
（2）砂轮机（3）电动钢丝
八、其余方面
1.焊前预热预热
Q235为热轧钢，碳和合金元素较低，焊接性能好。
一般不需预热，但在特别状况下焊前要预热100℃-150℃。
2焊道保温
关于焊前预热的焊接需要焊道间保温。
焊道温度为后焊焊道焊接前，前
道焊道的最高温度。
它对改良焊接质量十分重要。
Q235的层间保温不低于
100摄氏度。
3.除去应力
焊接过程中焊件中产生的内应力和焊接热过程惹起的焊件的形状和尺寸
变化。
焊接过程的不平均温度场以及由焊接温度场消逝后的应力和变形称为剩余焊策应力和变形。
在没有外力作用的条件下，焊策应力在焊件内部是均衡的。
焊策应力和变形在必定条件下会影响焊件的功能和外观，所以是设计和制造中一定考虑的问题。
焊接剩余应力对焊件有6个方面的影响。
①对强度的影响②对刚度的影响。
③对受压焊件稳固性的影响。
④对加工精度的影响。
⑤对尺寸稳固性的影响。
⑥对耐腐化性的影响。
焊接时适合降低焊件的刚度，并在焊件的适合部位局部加热，使焊缝能
比较自由地缩短，以减小剩余应力。
热办理（高温回火）是除去焊接剩余应力
的常用方法。
整体除去应力的热办理成效一般比局部热办理好。
焊接剩余应
力也可采纳机械拉伸法（预载法）来除去或调整。
4.除去冷裂纹
Q345C（Q235）淬硬偏向大，发生珠光体转变的冷速快，易产生马氏体和贝氏体组织。
在焊后进行250℃-350℃后热去氢缓和冷能够防备冷裂纹。
5.除去结晶裂纹
热轧钢含有必定的锰且含碳量低，Mn/S比一般能够知足不发生结晶裂的可能，但假如母材异样时会产生结晶裂纹。
提升焊缝含锰量的同时减少碳和硫可有效地防备结晶裂纹。
详细的是选择E5015焊条来脱硫。
十、焊接质量检测
1.焊接质量检测是保证焊接质量而进行的工序，主要任务是测出缺点进行返
修和对焊缝进行评级。
焊接检测分为
（1）外观检测
（2）内部检查等。
不论哪一种检测都分为四个等级。
第一级最好，第四等级最差。
2.内部无损探伤用RT和UT。
（1）RT检测原理：
由X射线穿过焊缝，因为有无缺点处对射线的衰减不一样，经过射线照相在底片上会看到不一样的黑度影
像，经过察看影像的形状，大小，地点即可正确的对缺点定位定量。
（2）UT：
超声波时频次大于20000HZ的机械波。
常用斜探头发射超声波，穿透工件，发生反射，接受超声波，依据波形判断缺点的性质和地点。
RT,UT只善于丈量内部缺点，此中RT定性正确，UT定位正确。
我选择RT。
依据标准ISO5579:
1998评为级。
3.外观检测
（1）VT,
（2）MT（3）PT
（1）.目视检测利用肉眼，量具，低倍镜等凭经验判断外观缺点评级。
（2）.磁粉检测铁磁性资料充磁，如有表面张口缺点形成漏磁场，撒磁粉，
观查磁痕。
剖析并记录结果，退磁，后办理。
（3）.浸透检测表面清理，喷浸透液，乳化，冲洗，干燥，喷显像剂。
判断
缺点并记录，后办理。
我选择VT和PT
4.力学性能与曲折试验
（1）拉伸试验
（2）曲折试验（3）冲击试验
（1）.拉伸试验在焊缝区和热影响区各取两块试板>30mm的板采纳全焊透
进行试验。
每个试板的σb都大于母材为合格。
（2）.曲折试验试验依据GB/T232履行。
焊接工艺指导书
单位名称安徽机电职业技术学院
焊接工艺指导书编号16日期
焊接方法手工电弧焊机械化程度
手工
焊接工艺评定编号
A120311
焊接接头：
简图：
坡口形式Y型
衬垫（资料及规格）无
其余评定项目手弧工电焊板厚
\
12mm
Y型坡口对接
母材：
类型号II
组别名
II-1与类型号
II
组别名
II-1
相焊
标准号GB/T3280钢号0Cr18Ni9T
与标准号GB/T3280钢
号0Cr18Ni9Ti
相焊
厚度范围：
母材：
对接焊缝
12mm
角焊缝
\
管子直径、壁厚范围：
对接焊缝
\
角焊缝
\
焊缝金属厚度范围：
对接焊缝
不限--14
\
角焊缝
\
其余
\
焊材类型
焊条
焊材标准
GB/T5118
\
填补金属尺寸
直径3.2，4.0
\
焊材型号
\E5015
\
焊材牌号
J507
\
其余
\
耐蚀堆焊金属化学成分（％）
CSiMnPSCrNiMoVTiNb
\\\\
其余：
焊接地点：
对接焊缝地点平地点焊焊后热办理：
焊接方向：
从左向右温度范围（℃）580--610\
角焊缝地点\保温时间（h）\1
焊接方向：
\
预热：
保护气体：
预热（℃）（同意最低值）
70--90\
气体种类混淆比流量（L/min）
层间温度（℃）（同意最高值）
75--95\
保护气
保持预热时间
\
尾部保护气\
\
\
加热方式高频感觉加热\反面保护气\\\
电特征：
电流种类：
直流极性：
正接
焊接电流范围（A）：
100~350电弧电压（V）：
22~30
（按所焊地点和厚度，分别列出电流和电压范围，填入下表）
焊道
填补资料
焊接电流
焊接
电弧电压
／
方法
（V）
焊层
直径
极性
牌号
电流（A）
焊接速度
（cm/min）
线能量
（kj/cm）
1/1SMAJ5073.2正极90~11022~304--8625
W
1/2
SMA
J507
4.0
正极
160~210
22~30
4--8
980
W
SMA
J507
4.0
正极
160~210
22~30
4--8
1062
1/3
W
1/4
SMA
J507
4.0
正极
160~210
22~30
4--8
1162
W
钨极种类及直径熔滴过渡形式
粗滴过渡
\
喷嘴直径（
mm）
焊丝送进速度（
cm/min）
技术举措：
摇动焊或不摇动焊：
摇动
摇动参数：
微摆
\
焊前清理和层间清理：
钢丝刷，砂轮
反面清根方法：
电弧气刨
单道焊或多道焊（每面）：
单道
单丝焊或多丝焊：
导电嘴至工件距离（mm）：
3
锤击：
\
其余：
编制
张浩
日期
2013/
审查
李力
日期
2013/
同意
王海
日期
2013/
10/21
10/21
10/21
焊接工艺评定报告
单位名称：
安徽机电职业技术学院
焊接工艺评定编号：
16
焊接方法：
SMAW
焊接工艺指导书编号：
机械化程度：
手动
A120311
接头简图：
母材：
焊后热办理：
资料标准：
GB/T6654
热办理温度（℃）：
580—650
\
钢号：
Q235
保温时间（h）：
1—1.5
\
类、组别名
II--1与类、组别名：
II--1
相焊
保护气体：
气体种类混淆比流量（L/min）
厚度：
12mm
保护气体
直径：
\
尾部保护气体
\
\
\
其余：
\
反面保护气体
\
\
\
填补金属：
焊材标准：
GB/T5118
焊材牌号：
J507
焊材规格：
直径3.2,4.0
焊缝金属厚度：
10~11mm
其余：
\
焊接地点：
对接焊缝地点从左向右方向
角焊缝地点：
\方向
预热：
预热温度（℃）：
70--95
\
层间温度（℃）：
70--100
\
其余：
\
电特征：
电流种类：
直流
极性：
正接
钨极尺寸：
焊接电流（A）：
85~
电弧电压（V）：
20~210
其余：
\
技术举措：
焊接速度（cm/min）：
4~8
摇动或不摇动：
摇动
摇动参数：
微摆\
多道焊或单道焊（每面）：
单道焊多丝焊或单死焊：
其余：
\
拉伸试验试验报告编号：
CG16-1
试样编号
试样宽度
试样厚度
横截面积
断裂载荷
抗拉强度
断裂部位和
mm
mm
mm2
kN
MPa
特点
1--1
25.5
12
306
292.0
550
焊缝
1--2
25.5
12
306
289.5
552
焊缝
-
曲折试验
试验报告编号：
CG16-2
试样编号
试样种类
试样厚度
弯轴直径
曲折角度
试验结果
mm
mm
（°）
2--1
面弯
10
40
180
合格
2--2
面弯
10
40
180
合格
2--3
背弯
10
40
180
合格
2--4
背弯
10
40
180
合格
冲击试验
试验报告编号：
CG16-3
试验温度
冲击汲取
试样编号
试样尺寸
缺口种类
功
备注
缺口地点
℃
J
3--1\
55x10\
V\
焊缝
-20\
29\
合格\
\3--2
55\x10
\V
焊缝
-20\\
34\
合格
\
\
\
\
\
\
\
金相查验（角焊缝）：
根部：
焊透\
焊缝：
交融
\
焊缝、热影响区：
无裂纹
\
查验截面ⅠⅡⅢⅣⅤ
焊角差
mm
\
\
\
\
\
无损查验：
RT：
合格
升级会员 