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焊接加工技能训练
XXX学校
7.5.1-13-j-02
课程
焊接加工技能训练
授课教师
课题
焊条电弧焊
分课题
管子对接焊
授课班级
第一期1班
授课日期
2012.11.2
课时
2节
学习目标
专业理论知识
1、相关工艺知识
2、工艺准备
3、操作要点及注意事项
实际操作技能
管子对接焊
重点
1、小径管管对接水平固定焊开坡口和装配方法
难点
1、小直径管对接水平固定打底层焊接技术板对接仰焊盖面层焊接技术
2、小直径管对接水平固定盖面层焊接技术
教学对象分析
教学场地与教具
焊工车间、BX-350型交流弧焊机、敲渣锤、防护眼镜等。
教学回顾
安全注意事项及其它说明
1、学生进入焊工车间内,强调车间内注意的安全事项及实习课堂纪律。
教学过程
【组织教学】
1.检查学生考勤,检查劳保用品穿戴。
2.强调实习、安全纪律。
3.列队进入实习车间。
【复习导入】(10分钟)
1.管子对接焊的分类及应用实例
【讲授新课】(60分钟)
一、专业知识讲解
相关工艺知识
1.管子对接焊的分类
管材对接焊根据固定位置的不同可分为水平转动焊、水平固定焊、垂直固定焊、45°固定斜焊等几种形式,如图3-6-1所示。
大部分管子的焊接只能单面焊,故多采用单面焊双面成形焊法。
根据管子壁厚不同,可以开V形或U形坡口以保证焊透。
下面就管子对接水平固定全位置焊接做一介绍。
2.管子对接水平固定全位置焊
管子对接水平固定焊需经过仰、立、平三种焊接位置的转换焊接,焊接熔池在各种位置转换变化过程中形成,所以水平固定焊称为全位置焊。
这种焊接位置操作难度较大,要使焊缝成形基本一致,就更有难度,这就要求焊工在焊接位置转换过程中,必须相应调整焊条角度才能控制好熔池形状,否则就会产出现焊缝宽窄不一致、高低相差大的不良成形,尤其是平焊位容易出现下凹现象,仰焊位容易产生夹渣、未熔合和焊瘤等缺陷,焊道易产生焊缝中间高、两侧咬边等缺陷。
因此,焊接时应注意每个环节的操作要领。
图3-6-1管材对接焊试件图
a)管子水平转动焊b)管子垂直固定焊。
)管子水平固定焊d)管子45°固定斜焊
水平固定管的焊接,是空间全位置焊接。
为方便叙述施焊顺序,将水平固定管的横断面看做钟表盘,划分成3﹑6﹑9﹑12等时钟位置。
通常定位焊缝在时钟的2点、10点位置,定位焊缝长度为10-15mm,厚度为2-3mm。
焊接开始时,在时钟的6点钟位置起弧,把环焊缝分为两个半圈,即时钟6-3-12点位置和6-9-12点位置。
焊接过程中,焊条与焊接方向管切线的夹角不断地变化。
3.操作姿势小径管管对接水平固定焊的焊工操作姿势如图3-6-2所示,拿焊钳的手臂在两腿之间胸前操作焊接,且焊工与试件要有适当距离和角度,操作时动作要稳、准。
小径管管对接水平固定焊时,焊前应检查装配的定位焊、清理焊件符合要求后,按需要的高度将焊件固定在操作架上待焊,焊工要有适当的操作空间,焊前调试好焊接参数。
图3-6-2a为焊工面对焊缝反握焊钳操作焊接,图3-6-2b-d为焊工斜对焊缝30°-40°的正握焊钳焊接。
图3-6-2小径管水平固定焊的操作姿势示意图
a)反握焊钳焊接b)-d)正握焊钳焊接
(一)、小径管管对接水平固定焊开坡口和装配方法
(1)试件材料20无缝钢管。
(2)试件规格60mmx4mm,L=200mm,见图3-6-3
(3)坡口尺寸60°V形坡口,钝边为0.5-1mm。
(4)焊接材料E4303或E5015焊条,直径为2.5mm或3.2mm。
(5)焊接要求单面焊双面成形。
(6)试件装配
1)修磨钝边为1-1.5mm,无毛刺,错边量,<0.5mm。
2)试件清理。
用角向磨光机、锉刀、砂布和钢丝刷等清理坡口正反两面各20mm范围内的油污、水分、氧化物、毛刺和铁锈等,直至露出金属光泽。
3)试件的装配与定位焊。
将清理好的试件,对齐找正、留有3-4mm间隙,用正式焊接工艺和焊接材料在试件坡口内斜平位置(上爬坡)定位焊一处即可,其焊缝长度为巧~左右,将定位焊点处理成斜坡状并有适当的反变形。
组装后经检查合格后,按焊位和合适的高度将管子固定在操作架上待焊。
小径管子对接水平固定焊试件如图3-6-3所示。
图3-6-3小径管对接水平固定焊试件尺寸
(二)、小直径管对接水平固定打底层焊接技术
(1)引弧
连弧焊引弧。
用碱性焊条焊接时,在起弧过程中,由于熔渣少、电弧中的保护气体少等原因,使熔池保护效果不好,焊缝极容易出现密集气孔,多为N2气孔。
为了防止这类现象出现,碱性焊条的引弧多采用划擦法。
在始焊处时钟6点位置的前方l0mm处引弧后,把电弧拉至始焊处,即时钟6点位置进行电弧预热,当发现坡口根部有“出汗”现象时,将焊条向坡口间隙内顶送,听到“噗噗”声后,稍停一下,使钝边每侧熔化1-2mm并形成第一个熔孔,这
时引弧工作完成。
碱性焊条许用电流比同直径的酸性焊条要小10%左右,所以,引弧过程容易出现勃焊条现象。
为此,引弧过程中要求焊工手稳、技术高,引弧及回弧动作要快、准。
(2)断弧焊引弧
在时钟6-5点位置,即仰焊位置引弧,用长弧进行预热,当焊条端部出现熔化状态时,用腕力将焊条端部的第一、第二滴熔滴甩掉。
与此同时,观察预热处有“出汗”现象时,迅速而准确地将焊条熔滴送人始焊端间隙,稍做一下左右摆动的同时,焊条向后上方稍微推一下,然后向斜下方带弧、灭弧,第一个熔池就这样形成了,引弧工作结束。
2.焊条角度
(1)起焊点,即时钟5-6点位,焊条与焊接方向管切线的夹角为80°-85°
(2)在时钟7-8点位置,为仰焊爬坡焊,焊条与焊接方向管切线的夹角为100°-105°。
(3)在立焊位置,即时钟9点钟位置,焊条与焊接方向管切线的夹角为90°。
(4)在立位爬坡焊位置,即时钟10-11点位置施焊过程中,焊条与焊接方向管切线的夹角为85°-90°。
(5)在平焊位置,即时钟12点位置焊接时,焊条与焊接方向管切线的夹角为75°-80°。
各点位置焊条角度如图3-6-4及3-6-5所示。
前半圈与后半圈相对应的焊接位置,焊条角度相同。
图3-6-4水平固定管打底层各点位置焊条角度
图3-6-5水平固定管的焊接操作方法示意图
a)坡口尺寸b)焊条左右角度。
c)焊接层次
d)打底焊熔孔和e)焊缝成形、f)各种位置的焊条角度和运弧方法
3.运条方法
(1)连弧焊运条方法
电弧在时钟6-5点位置A处引燃后,以稍长的电弧加热该处2-3s,待引弧处坡口两侧金属有“出汗”现象时,迅速压低电弧至坡口根部间隙,看到有熔滴过渡并出现熔孔时,焊条稍微左右摆动并向后上方稍推,观察到熔滴金属已与钝边金属连成金属小桥后,焊条稍拉开,恢复正常焊接。
焊接过程中,必须采用短弧把熔滴送到坡口根部。
爬坡仰焊位置焊接时,电弧以月牙形运动并在两侧钝边处稍作停顿,看到熔化的金属已挂在坡口根部间隙并熔人坡口两侧各1-2mm时再移弧。
时钟9-12点位置、3-12点位置,即水平管立焊爬坡位置焊接手法与时钟6-9,6-3点位置大体相同,所不同的是管子温度开始升高,加上焊接熔滴、熔池的重力和电弧吹力等作用,在爬坡焊时极容易出现焊瘤,所以,要保持短弧快速运条。
在时钟12点,即管平焊位置焊接时,前半圈焊缝收弧点在B点。
’
(2)断弧焊运条方法。
断弧焊每次接弧时,焊条要对准熔池前部的1∕3左右处,接触位置要准确,使每个熔池覆盖前一个熔池2∕3左右。
灭弧动作要干净利落,不要拉长电弧,灭弧与接弧的时间间隔要适当,其中燃弧时间约1s∕次,断弧时间约0.8s∕次,灭弧频率大约为:
仰焊和平焊区段35-40次∕min,立焊区段40-45次∕min.
焊接过程中采用短弧焊接,使电弧具有较强的穿透力,同时还要控制熔滴的过渡应尽量细小均匀,每一焊点的填充金属不宜过多,防止熔池金属外溢和卞坠。
焊接过程中,熔池的形状和大小要基本保持一致,熔池液态金属清晰明亮,熔孔始终深人每侧母材1-2mmo
4.与定位焊缝接头
焊接过程中,焊缝要与定位焊缝相接时犷焊条要向根部间隙位置顶送一下,当听到“噗噗”声后,将焊条快速运条到定位焊缝的另一端根部预热,看到端部定位焊缝有“出汗”现象时,焊条要往根部间隙处压弧,听到“噗噗”声后,稍作停顿,用
原先的焊接手法继续施焊。
5.熄弧
后半圈焊缝将要与前半圈的收弧处相接时,焊接电弧应在收弧处稍停一下,预热,然后将焊条向坡口根部间隙处压弧,让电弧击穿坡口根部,听到“噗噗”声后稍作停顿,再继续沿斜坡向前焊10-15mm,填满弧坑。
收尾处焊接时,由于此时接头处管壁温度已升高,灭弧时间应稍长一些,焊条熔滴送人要少一些、薄一些。
严格控制熔池的温度,防止根部出现焊瘤或焊漏。
(三)、小直径管对接水平固定盖面层焊接技术
1清渣
仔细清理打底层焊缝与坡口两侧母材夹角处的熔渣、焊点与焊点叠加处的熔渣。
2.运条方法
在时钟5-6点位置,即仰焊位置引弧后,长弧预热仰焊部位,将熔化的第一、第二滴熔滴甩掉,因为此时的熔滴温度低、流动性不好。
然后以短弧的方式向上送熔滴,采用月牙形运条或横向锯齿形运条法施焊。
焊接过程中始终保持短弧,焊条摆至两侧时要稍作停顿,将坡口两侧边缘熔化1-2mm,使焊缝金属与母材圆滑过渡,防止产生咬边缺陷。
焊接过程中,熔池始终保持椭圆形状且大小一致,熔池应明亮清晰。
前半圈收弧时,要对弧坑稍填些熔化金属,使弧坑成斜坡状,为后半圈焊缝收尾创造条件。
焊接后半圈之前,应把前半圈起头部位焊缝的焊渣敲掉10-15mm,焊缝收尾时注意填满弧坑。
用碱性焊条焊接盖面层时,始终用短弧预热、焊接,引弧方法采用划擦法。
3.焊条角度
由于根部打底层焊缝已焊完,盖面层焊缝与根部是否焊透无关,主要技术问题是盖面层焊缝应成形良好,余高应符合技术规定,焊缝与母材圆滑过渡,无咬边。
为此,焊条与管子焊接方向切线的夹角应比打底层焊接稍大5°左右,如图3-6-6所示。
(1)仰焊位置,即时钟6-7点位置,焊条与焊接方向管切线的夹角为85°-90°。
(2)仰位爬坡焊位置,即时钟7-8点位置,焊条与焊接方向管切线的夹角为105°-110°。
(3)立焊位置,即时钟9点钟位置,焊条与焊接方向管切线的夹角为95°。
(4)立位爬坡焊位置,即时钟10-11点位置,焊条与焊接方向管切线的夹角为90°-95°。
(5)平焊位置,即12点钟位置,焊条与焊接方向管切线的夹角为75°-80°
图3-6-6水平固定管盖面层各点位置焊条角度
4.盖面焊接前要清理好前层焊道的焊渣、飞溅物和夹角,凸起部分铲掉修平,调试好焊接参数。
焊接时焊条与管外壁的夹角与打底层焊的角度相同,运弧以月牙形和正锯齿形为主,幅度可大些,关键是在于各部位的运弧速度和电弧长度,电弧运至焊道两侧要慢,以提高其两侧温度,防止产生咬边、中间要快,并防止中间温度过高使焊道凸起,要特别注意电弧运至中间的弧长,宁短勿长,即可获得宽窄一致、波纹均匀的焊缝成形。
右半圈收弧时,对弧坑稍填一些熔滴,使弧坑呈斜坡状,以利左半圈的接头。
在左半圈焊接前需将接头处约10㎜左右的渣壳去除,最好采用砂轮机打磨成斜坡状。
(四)、操作步骤
1)熟悉图样、清理坡口表面和修锉钝边。
2)按装配要求组装试件,进行定位焊,并将试件水平固定在焊接支架距地面800-
900mm的高度上待焊。
3)从管子仰焊位处引弧起焊,按逆时针先焊右半圈,采用断弧法焊至平焊位。
4)清理焊渣并修磨仰、平焊位接头成缓坡状。
5)变换焊接位置,焊接左半圈,在仰焊位缓坡状处起头或用电弧切割成缓坡状再起
头,用与右半圈同样的操作方法完成打底层的焊接。
6)清理焊渣及飞溅物,焊接盖面层,仍采用两半圈焊法,施焊时均采用月牙形或横向锯齿形运条法焊接,注意收弧时填满弧坑。
7)焊接后,清理管件内、外焊缝的焊渣和飞溅物,检查正、反两面焊缝,分析问题,
总结经验。
二、学生实习
1、教师下发实习任务:
2.实习安全注意事项:
手弧中最容易引起的事故有触电,眼被弧光伤害,烫伤,有害气体中毒以及爆炸火灾等。
因此安全防护在焊接工作中非常重要。
所以,操作人员必须加强防护,严格执行有关安全制度和规定,主要预防以下几方面:
(1)预防触电。
(2)预防金属飞溅物和电弧光烧伤。
(3)预防爆炸和火灾
(4)预防中毒事件。
3、分组实习及讨论:
4、教师巡回指导:
1.严格要修在休息区同学遵守课堂纪律。
2.对操作岗位上的同学进行操作动作及安全防护指导。
5、
课题考核:
三、质量要求及评分标准(附表表3-6-7)
试件检查项目及检查数量:
外观检查3件;断口检查2件;弯曲试验面弯和背弯各1
件,并进行通球检查。
1.外观检查
1)焊缝表面不得有裂纹、未熔合、夹渣、气孔、焊瘤和未焊透缺陷。
2)焊缝与母材圆滑过渡,咬边深度,<0.5mm,焊缝两侧咬边总长度不得超过焊缝长度的10%。
焊缝宽度比坡口每侧增宽0.5-2.5mm,焊缝宽度差13mm,焊缝余高0-4mm,余高差<3mm,背面凹坑小于25%的壁厚,且小于1mm。
管子对接焊的外观检查及评分标准见表3-6-7.
2.通球检验
通球检查球的直径为85%的管内径,通过为合格。
3.断口检验标准
1)断面上没有裂纹和未熔合。
2)背面凹坑深度小于25%的壁厚,且小于1mm.
3)单个气孔沿径向长度不大于30%的壁厚,小于1.5mm;沿轴向长度不大于2mm,,
4)单个夹渣沿径向长度不大于25%的壁厚,小于1~;沿轴向长度应小于30%的壁厚,小于1.2mm.
5)在任何10mm焊缝长度内,气孔和夹渣不得多于3个。
6)沿圆周方向10倍的壁厚(40mm)范围内,气孔和夹渣的累计长度不大于1个壁厚
(4mm)。
7)沿壁厚方向同一直线上各种缺陷总长度不大于30%的壁厚,且小于1.5mm,,
4.弯曲试验
取面弯和背弯各一件,弯曲直径为3倍的壁厚,弯曲角度为900,弯曲试验后其拉伸面不得有一条长度大于3mm的裂纹或缺陷,两个试样均应合格。
5.其他缺陷
试件上非焊道处不得有引弧痕迹。
【巩固小结】(5分钟)
☆管材的对接接头,在管道焊接工程和焊工考核中,是经常遇到的。
管道在各类装置和设备容器中,应用数量很大,管道焊接质量的好坏,直接影响着装置和设备容器的正常运转。
管道焊接工程有:
管道的制作(预制)、焊接和管道安装焊接。
管道的预制基本一般为转动焊接,焊接时速度快,技术要求容易达到,而管道安装焊接工程,各种位置的固定焊接都有,焊接难度大,而且,有的还要在有障碍情况下进行焊接。
☆因此,焊工考核和比赛是结合焊接工程和产品的实际需要而设置项目的,常设项目有管子对接水平固定全位置焊、管子对接垂直固定焊、管子45°固定焊,以及上述三种位置在有障碍情况下进行焊接等几种形式。
【布置作业】(5分钟)
一、判断题
31.焊接用CO2气体和氩气一样,瓶里装的都是气态。
()
32.常用的牌号为H08Mn2SiA焊丝中的“H”表示焊接。
()
33.常用牌号为H08Mn2SiA焊丝中的“A”表示硫、磷含量≤0.03%。
()
34.为了使用方便,钨极的一端常涂有颜色以便识别,铈钨极为灰色()
35.板对接时,焊前应在坡口及两侧20mm范围内,
将油污、铁锈、氧化物等清理干净。
()
36.定位焊所使用的焊条可和正式焊接的焊条不一致工艺条件也可降低。
()
37.对接板组装时,应确定组对间隙,且终焊端比始焊端间隙略小。
()
38.对接板组装时,应预留一定的反变形。
()
39.管板定位焊焊缝两端尽可能焊出斜坡或修磨出斜坡,以方便接头。
()
40.焊接铬镍奥氏体不锈钢时,为了提高耐腐蚀性焊前应进行预热。
()
附表表3-6-7
表3-6-7管子对接焊的评分标准
考核项目
考核内容
考核要求
分值
评分标准
得分
安全
文明
生产
能正确执行安全操作规程
达到规定标准程度评分
5
根据现场纪律,视违犯规定扣1-5分
按有关文明生产的规定做到地面整洁,工具摆放整齐
达到规定标准程度评分
5
根据现场纪律,视违犯规定扣1-5分
主
要
项
目
焊缝外形尺寸
焊缝余高0-4mm,余高差不大于3mm,焊缝宽度比坡口增宽0.5-2.5mm,宽度差不大于3mm.
10
有一项不符合要求的扣2分,凹、凸不符合要求的扣3分,焊脚尺寸不符合要求的扣7分
焊后角变形不大于1°,焊缝错边量不大于0.5mm.
10
焊后角变形大于1°扣6分,焊缝错变量大于0.5mm扣4分
通球试验
通球直径为¢42mm
10
通球试验不合格此项不得分
焊缝外观质量
焊缝表面无裂纹、气孔、夹渣、焊瘤、未融合
10
焊缝表面有裂纹、气孔、夹渣、焊瘤、未融合其中一项扣10分
焊缝咬边深度不大于0.5mm,焊缝两边咬边长度不超过焊缝有效长度的18mm
10
焊缝两侧咬边累计总长每5mm,扣1分,焊缝咬边深度大于0.5mm,焊缝两边咬边长度超过18mm的此项不得分
焊缝表面成形:
波纹均匀、焊缝平直
10
视焊缝表面成形,波纹均匀、焊缝平直程度扣1-10分
焊缝凹坑深度不大于1mm,总长度不超过焊缝总长度范围内10mm
10
背面焊缝凹坑累计总长每5mm扣2分,焊缝凹坑深度大于1mm或累计总长超过10mm此项不得分
焊缝内部质量
按GB/T323-2005《金属熔化焊焊接接头射线照相》对焊缝进行X射线检验
20
Ⅰ级片不扣分、Ⅱ级片扣5分、Ⅲ级片扣10分、Ⅳ级片不得分
总分
- 配套讲稿:
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