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压力容器分气包的焊接工艺

2018-09-06 17:38:00
陆启蒙
原创
2610

一、 分气包概述及主要接头编号示意图见图一

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图一 分气包概述及主要接头编号

二、 焊接材料的选择

1、所选材料(焊缝、焊丝、钨极、氩气等)的质量必须符合国家标准。并具有相应的合格证。

2、焊条、焊丝的选择由于此分气包是在非高温和腐蚀的环境下工作,这里按焊丝成分尽量接近母材成分的原则选择焊丝材料,根据1Cr18Ni9Ti的 不锈钢材料的成分,我们选择了E347-16焊条和H0Cr20Ni10Ti焊丝(见表一)。

母材或焊材  规格  化学成分  备注 
C  Mn  Si  Cr  Ni  Ti 
1Cr18Ni9Ti δ=8mm ≤0.12 ≤0.2 ≤1.0 17.0-19.0 8.0-11.0 5(C-0.02)-0.7 -
E347-16 Φ3.2
Φ4.0
≤0.08 0.5-2.5 ≤0.90 18.0-21.0 9.0-11.0 - 手工焊
H0Cr20Ni10Ti Φ2.5 0.05 1.79 0.33 19.53 10.14 0.06 氩弧焊

表一 材料成分表

3、钨极氩弧焊所有的电极采用含氧铈2.0%的铈钨极或含1-2%氧化钍的土钨极均可,根据我公司的材料供应情况,我们采用了铈钨极。氩气纯度不低于99.99%.

三、焊接准备

1、根据焊接接头的不同选择坡口形式

(1)、对接接头:A1,B1-B2,考虑焊接方便,采用打底焊手工单面焊双面成形工艺,同时考虑填充金数量少,便于焊接操作,U型坡口的加工比V型坡口的加工难,采用角度为60度的V型坡口,坡口加工采用刨边机进行机加工,要求符合如图二所示:

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(2)、角接头加对接接头:D1-D8,考虑焊接方便,填充金属量少,便于操作,采用打底焊单面焊双面成形工艺,采用坡口形式如图三,坡口用刨边机进行机加工。

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图三 角接头加对接接头坡口

2、焊条烘干为了排除药皮中的水分,防止焊缝中产生气孔,保证焊缝质量,一般采用先低温40℃,保温3个小时烘干,再高温烘焙,由于焊条选用E347-16,则选择烘焙温度为250℃,时间1小时,焊条烘干后应放在100-150℃的保温桶内,随用随取,焊条取出后在常温下超过4小时应重新烘干。

3、焊接环境当施焊环境出现下列一种情况时,应采取有效防护措施,否则不能焊接:

(1)、手工焊时风速大于10m/s(风速过大易引起熔滴飞溅,熔滴过渡受到影响),应采取防风措施;

(2)、氩弧焊时风速大于1m/s(氩气的保护性较差,容易产生气孔等缺陷),操作者应注意换气以免造成伤害;

(3)、相对湿度大于90%(湿度大,H20的含量过高,在焊接的高温情况下会发生H20=2[H]+[O]反应,产生H2气孔和CO气孔);

4、 焊接方法焊接设备的选择分气包的壁厚为8mm,为了保证焊透,需要采用热量较为集中的方法焊接。结合我公司的实际情况,采用氩弧焊打底,手工 电弧焊盖面的方法。手弧焊设备选用WS7-400手工焊焊机,直流反接。

四、焊接操作

1、罐体的组对罐体焊接前,应将坡口及内壁两侧各20mm以内的油漆、铁锈等杂物清除干净。由于焊接表面上的氧化皮和铁锈对金属有氧化作用使焊缝中增氧,导致CO气孔的产生,并且降低焊缝的力学性能。

对接接头的错边量要求最大不能超过2mm.

2、定位焊点固焊时,应使用与产品焊接时相同牌号的焊接材料,并遵守相同的工艺条件。点焊焊缝有裂纹或者其他缺陷时,必须重新打磨焊接。

3、打底焊打底焊采用手工钨极氩弧焊,使用双面成形技术进行焊接,操作时采用两点送丝的方法,以达到单面焊双面成型的效果。钨极伸出长度相对喷嘴应尽可能短,电弧长度为1-3mm.其参数如下表二:

焊接方法 焊丝牌号 直径
(mm)
电流极性 电流 电压 焊接层数
钨极氩弧焊 H0Cr20Ni10Ti 2.5 直流正接 70-90A 23-24V 第一层

表二 氩弧焊焊接参数

4、过渡层焊接手工氩弧焊打底完之后,由于焊缝表面处坡口夹角较小,为了便于清根和运条操作,过渡层焊接采用手工电弧焊,焊条选用Φ3.2,焊接层数为1层,同时采用小直径焊条小电流焊对焊缝组织结构形式有所改善。其参数如下表三:

焊接方法 焊条牌号 直径
(mm)
电流极性 电流 电压 焊接层数
手工电弧焊 E347-16 3.2 直流反接 90-110A 24-25V 第二层

(5)、盖面焊接通过打底焊和过渡层焊接后,上面的坡口较宽,为了提高焊接效率,采用直径Φ4.0的焊条进行焊接,其参数如下表四:

焊接方法 焊条牌号 直径
(mm)
电流极性 电流 电压 焊接层数
手工电弧焊 E347-16 4.0 直流反接 120-160A 25-27V 第三层

  表四 盖面层手工电弧焊焊接参数

五、焊接检验焊接完成后,按照产权单位的要求进行超声波探伤,按规范GB4730-2005《压力容器无损探测》Ⅱ级要求98%以上均能达到要求。外观质量检查按照GBJ236-95标转要求。


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