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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流铜液氨冷凝器外壳的焊接生产工艺设计焊接性能评定.精品文档.3 焊接工艺性评定3.1 焊接试件的制备采用刨边机进行坡口加工。清除坡口附近的水、油污、锈渍等杂质。对接焊缝试件的制备 采用V形坡口，坡口型式如前图所示。采用埋弧自动焊，埋弧自动焊的规范参数包括电源极性、焊丝直径、电弧电压、焊接电流、焊接速度等。电源极性 埋弧自动焊焊接15MnNiDR钢时应采用直流反接。焊丝直径 埋弧自动焊的焊丝直径一般可根据板厚选择。铜液氨冷凝器的壁厚为12-14mm可选4.0mm的焊丝。电弧电压和焊接电流 对于一定直径的焊丝来说，在埋弧自动焊中，采用较低的电弧电压
2、，较小的焊接电流焊接时，焊丝熔化所形成的熔滴把母材和焊丝连接起来，呈短路状态称为短路过渡。大多数埋弧自动焊工艺都采用短路过渡焊接。当电弧电压较高、焊接电流较大时，熔滴呈小颗粒飞落称为颗粒过渡。 综上所述，其焊接工艺参数如表3-1所示。表3-1 埋弧自动焊工艺参数焊接方法焊丝牌号及规格/mm焊接电流/A电弧电压/V极性焊接速度/（m/h）SAWH08Mn2SiA4.090040直流反接36（2）角接焊缝试件的制备 采用埋弧自动焊焊接，如图3-2所示。其工艺参数见表3-2。 表3-2 埋弧自动焊工艺参数坡口形式焊丝直径/mm焊接电流/A焊接电压/V焊丝焊接速度m/h电流极性单边V型4.060035
3、H08Mn2SiA30直流反接 图3-2 角接试件及坡口设计3.2 焊接试件试验方法3.2.1 拉伸试验金属拉伸实验是测定金属材料力学性能的一个最基本的实验，是了解材料力学性能最全面，最方便的实验。按GB/T 228-2002规定对试件进行拉伸强度试验，如图3-3所示。 图3-3 拉伸试件3.2.2 冲击试验将试样置于低温槽的均温区冷却到-45后，保温足够长的一段时间，然后将试样取出进行冲击试验。使用液体冷却介质，保温时间不得少于5min。试样移出冷却介质至打断的时间不超过5s，如超过5s则应将试样放回冷却介质重新冷却，保温，再进行试验。采用摆锤冲击试验，其示意图如图3-4所示。 图3-4 摆
4、锤冲击试验3.2.3 弯曲试验将试件放在实验机带滚动轴的支座上，用规定的弯心直径压头将试件弯曲到要求的角度，弯曲试件的中心应对准焊缝中心，当弯曲到规定角度后，焊缝拉伸面沿试件宽度方向上所允许出现的裂纹或缺陷不大于1.5，沿试件长度方向上为不大于3mm。试件如图3-5所示。 图3-5 弯曲试件 3.3 工艺评定试验分析（1）无损探伤 试验试板焊后经射线探伤，均末发现焊接缺陷。（2）接头力学性能 根据接头力学性能试验的结果，其接头强度、塑性均能满足规定的标准值。（3）接头冲击韧性 试验结果表明，焊缝金属的-45却贝冲击值可以达到规定标准，热影响区-45却贝冲击值比规定的标准值要高得多，其冲击值完全
5、可以满足15MnNiDR钢的标准。熔合线的冲击值所反映的是焊缝或热影响区的冲击韧性。可以认为，只要是热影响区尤其是焊缝金属的冲击韧性解决好了，熔合线的冲击韧性应该能获得较为满意的结果。（4）根据试验可以看出，焊接接头无淬硬组织。接头的硬度分布是正常的。调质钢焊接后，如不再进行调质处理，则热影响区的软化将成为调质钢焊接的一个重要问题， 而15MnNiDR钢的焊接接头并无软化现象。3.4 焊接工艺参数的选择从防止冷裂纹出发，要求冷却速度慢为佳，但对防止脆化来说，却要求冷却较快为好，因此应该确定兼顾两者的冷却速度范围。这个范围的上限取决于不产生冷裂纹，下限取决于热影响区不出现脆化的混合组织。但在焊接
6、厚板时，即使采用了大的线能量，冷却速度往往还是超过了它的上限，这就必须通过预热来使冷却速度降到低于不出现裂纹的极限值。因此，正确选择线能量和预热这两个参数使保证不出现裂纹和脆化的关键。焊接线能量 如果焊接线能量较大，使得热影响区的晶粒粗大，则焊缝中的柱状晶也粗大，焊接线能量大，必然会引起结晶时的冷却速度较慢，最高加热温度Tm升高和Ac3以上停留的时间长，从而导致焊缝金属的晶粒就更粗大。线能量较小，焊速过快，焊工操作困难，而且易产生夹渣等焊接缺陷，所以焊接线能量一般应以812kJ/cm为宜。预热温度 预热主要希望它能降低马氏体转变时的冷却速度，通过马氏体的自回火作用来提高抗裂性能。由于壳体厚度仅
7、12mm，所选用的钢板厚度为12mm，所以不需要预热。焊后热处理：考虑到15MnNiDR 钢调质时的回火温度为640660，所以焊后退火处理温度，只能是600左右。在此温度范围内，焊缝-45冲击韧性是可以满足所规定的要求的。4 工艺方案的选择本次设计的铜液氨冷凝器，其主体部分由封头、筒体和腿式支座采用法兰连接组成，封头和筒体上连接有接管，接管与法兰连接。由此可以确定其制造工艺方案如下：1.根据图样技术要求分别制造各个零部件，可采用锻、焊、机加工等手段，零件制造完成后，需要进行尺寸、质量等检验。2.根据图样要求进行装焊，可以采用必要的装配夹具等。装焊完成后，需要进行无损检验，可以采用100%射线探伤或100￥超声波探伤且加70%射线探伤复检。3.设备制造完毕后需要按要求进行22kg/cm2水压试验.