筒体纵环缝内外埋弧自动焊工艺初探.doc

筒体纵环缝埋弧自动焊工艺试用
——锅炉公司俞越祥

焊接是锅炉压力容器制造过程中的关键环节，而筒体的纵环缝焊是焊接控制的重要内容。埋弧自动焊以其生产效率高，焊缝质量稳定，节省材料，改善劳动环境和强度等这些优点。得到了行业的认可而进行了推广，而我公司因人员设备等状况，一直没有得到全面的实施，仅停留在筒体纵环焊缝表面为了改善外观而采用盖面一层用埋弧自动焊，随着当今焊接技术的不断发展，，对于如何进行筒体双面埋弧自动焊，不但为提高产品的生产效率，而且使我们力博锅炉人能不掉时代的队伍，，我想这应该是我们锅炉公司近期需要解决的工艺性课题。
通过对绍兴周边同类压力容器公司的仔细调查，和我企业外协封头加工单位的深入了解，我们的自动焊设备和工艺技术如果加以改进的话，完全可以达到双面自动焊的水平。下面我对这类工艺进行具体的阐述。
我认为对于直径大于φ1200mm以上的筒体可采用悬空焊法，即不用衬托的悬空焊接方法，不需要任何辅助设备和装置，为防止液态金属从间隙中流失或引起烧穿，要求焊件在装配时不留间隙或间隙很小，一般不超过1mm。正面焊时焊接电流应选择得使熔深小于板厚的一半，翻转后再进行反面焊接，为保证焊透，反面焊缝应达到焊件厚度的60～70%，不开坡口不留间隙的悬空双面焊工艺参数见下表1:
表1
焊丝直径(mm)焊件厚度(mm)焊接顺序焊接电流(A)焊接电压（V）焊接速度(m/h)3.26正
反350-400
400-44030
3034.6
32.73.28正
反400-440
440-48030
3130
30410正
反530-570
590-64031
3327.7
27.7412正
反620-660
680-72035
3525
24.8414正
反680-720
730-77037
4024.6
22.5416正
反800-850
850-90034-36
36-3836
26而对于直径小于φ1200mm以上的筒体可采用工艺垫板法采用背面衬垫承托方法来保持单面焊双面成形时的熔池稳定的焊缝成形。衬垫有如下基本形式。（1）金属垫：①永久性金属垫。用与焊件同种材做成，焊接后永久地留在焊件上，用于要求不高或者使用条件允许的结构，覆盖的产品包括各类φ1200以下的分汽缸的环缝。②临时性金属垫。通常由刨成圆弧形成凹槽的紫铜块做成，有固定或移动式两种，前者长度较大，一般不需要水冷；后者长度较短需要水冷，用于各种黑色金属自动电弧焊。焊缝下部用焊剂垫或焊剂铜垫托住，工作预留一定间隙，用汽缸或液压缸通过压具压紧。从正面一次完成焊接，双面成形，采用焊剂铜垫的直流埋弧自动焊工艺参数见表2，焊剂铜垫焊接见图1。
表2单面焊双面成形工艺参数
焊件厚度/mm装配间隙/mm焊丝直径/mm焊接电流/A电弧电压/V焊接速度/m.h-142～33．2350～40029～3140.552～33．2350～40031～3337.5633．2550～60033～3537.583～44680～72035～3732.51044780～82037～4027.51254850～90039～4123.01454880～92039～4121.5

图1

从规范中可知，单面焊双面成形自动焊线能量较大，板厚14mm时，线能量达6000J/mm，约为手工焊的三倍多。所以这种方法只能用于对线能量不大敏感的钢材，如Q235B、Q245R、Q345R等。单面焊双面成形工艺对焊接规范要求较严，焊接规范选择不当，焊缝成形不良或产生气孔、裂缝等焊接缺陷。
（2）、焊剂垫圆筒结构的环缝焊接是最常见的曲面焊缝，这些环缝可以通过工件移动的方式使熔池始终处于水平面内，这样环缝的成形条件基本上跟平板俯位焊接条件相似。为了减少曲面对熔池金属流动的不利影响，无论外环缝或内环缝焊接时，电弧均应沿旋转反方向偏置中心一段距离。焊件直径愈小，这段偏置距离应大一些，但也不能偏置过大，以免使熔深不足，焊件直径为400mm~3500mm时，偏置距离可取为80mm~30mm。对于环缝的双面埋弧自动焊可用普通埋弧焊剂或专用衬垫焊剂及槽钢、橡皮垫等构成的焊剂垫主要用于埋弧焊。

图2：

埋弧自动焊的工艺参数，主要的是焊接电流，电弧电压，焊接速度，焊丝直径，焊丝伸出长度，焊丝与焊件表面相对位置，电源种类和极性，焊剂种类以及焊件的坡口形式等，这些参数影响了焊缝质量，电流过大熔深和余高过大，易产生热裂纹，焊接过程中易引起烧穿，电流过小，易产生夹渣未焊透等缺陷，电压过大，熔宽增大，熔深和余高减少，电弧不稳定，易造成气孔和咬边；电压过小，熔深和高就加大，外观形成不良，焊速过大，易产生咬边气孔等缺陷，焊速过小，易产生未熔和，夹渣等缺陷。
根据以上的分析，我们应根据埋弧自动焊的工艺特点和自身的设备条件，进行多次摸索。首先，我认为应在各类非标