任务四管子对接焊2综述.docx

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任务四管子对接焊2综述

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。

）焊接层次

d）打底焊熔孔和焊缝成形e）、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。

三、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：

五、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。

（）

【整理清洁】（10分钟）

卫生清洁要求：

1.各个小组负责清理本组工位卫生，值日生负责上课区域和车间过道

2.使用过的设备和工量具复位。

3.工位内清扫干净，设备上的粉尘用干布条擦拭。

4.中间值日生清洁区域洒水清扫；座椅摆放整齐。

5.值日生组长负责监督卫生清洁，检查五关。

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，视违法规定扣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，视违法规定扣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