中碳钢超厚壁缸体的焊接- 学兔兔 www.bzfxw.com .pdf

现场解决方案 o l u t i o n s 中碳钢超厚壁缸体的焊接 邯郸纺织机械有限公司 ( 河北0 5 6 0 1 9 ) 梁海兰 液压缸体作为化纤打包机的关键部件 ，具有加 工精度高 、难度大 、周期长等特 点 。本文 就打包 机超厚 壁液 压缸体 的焊接进行 探讨 ，缸体 尺寸为 5 1 5 ram 3 7 5 mm 3 6 9 2 mm，原材料选用3 5 钢 延碾管。由于原材料无法供应整体长度，需采用缸 体拼接的方法 ，要求 l 0 0 焊透 ，即单面焊双面成 形 ，焊道内外不得存有裂纹、未熔合、夹渣等焊接 缺陷 ，焊后无损探伤达 级片以上 ，同时还要保证 拼接后的直线度 1 5 mm。 1 缸体焊接质量影响因素分析 ( 1 )原材料长度不够 ，需两截拼焊而成 。同 时坡 口位置又要避开液压缸密封圈行程的位置。 ( 2 )材料的焊接性较 差 ，若 焊接参数选择不 当，焊缝则会产生裂纹和淬硬倾 向。 ( 3 )我公 司 目前 尚无焊接 如此厚度的先例 ， 更无这方面 的资料和施焊经验 ，焊接工艺方法无借 鉴。 ( 4 )缸体超重 ，预热 后给定位焊 、合套 、吊 装造成不便 。合套困难不能横向对接 ，只能立装， 并预热一端 ，温度 不好控制 ，且焊接 刚性大 ，缸体 拼接直线度难以控制。 ( 5 )单面 焊 双面 成 形 ，焊接 过 程控 制要 求 3 焊接工艺评定 ( 1 )焊 接 工艺 员根 据焊 接 试验 、经验 、数 据 ，编制焊接工艺指导书。 ( 2 )按 照GB1 5 l 1 9 9 8 钢制 管壳 式换热 器 附录 换热管与管板接头的焊接工艺评定 制 备试件，并进行装配。 ( 3 )选定有经验的氩弧焊 工 ，严 格按 照工艺 指导书焊接 ，并记录相应的焊接参数。 ( 4 )对焊缝进行着 色检查 ，对焊 缝进行宏观 检查 ，并测量角焊缝高度 ( H值 )。对其 中一个断 面的焊缝两侧热影响区进行金相组织及硬度检查 ， 3 5 0 HV为合格。 ( 5 )按GB 1 5 1 一 l 9 9 8 标准制定 了具体焊接工 艺评定报告 。 4 焊接试样、焊接工艺评定结果 ( 1 )第一组试样 焊缝外观检查 ：焊缝外观成 形 良好 ，无表面缺 陷。角焊高度H= 2 2 5 mm；焊 缝无损检测 ( 着色试验 )合格 ；无任何宏观缺 陷； 7 0 l2 0 w w 2 年 m e t o 1 wor k l n K 煞 l P 与 $ O 切 c om 参 磊 工 热 加 工 l V 。一 硬度 3 5 0 H V ( 见表4 )。 表4 硬度值 ( HV) ( 2 )第二组试样焊缝外观检查 ：焊缝外观成 形 良好 ，无表面缺陷。角焊缝高度H= 2 2 5 mm； 焊缝无 损检测( 着色试 验 )合格 ；焊缝 、熔合 区 及热影响区未发现任何缺陷 ；按GB 4 3 3 4 5 1 9 8 4 不锈钢硫酸一 硫酸铜腐蚀试验方法 ) ) 进 行晶间腐 蚀试验 ，检查结果合格 。 5 工业生产 我厂在近期为用户加工的2 0 余台换热器中，管 一 管板的焊接全部采用手工钨板氩 弧焊技 术 ，取得 满意效果。其中，管一 管板的试压合格率在9 9 以 上 ，且 变形量小 ，装配质量有保证。不但焊缝成形 美观 ，试验合格 率高 ，而且操作 简便 ，生 产效率 高 。MW ( 2 0 1 2 0 1 0 3 ) 高、难度大。无焊接变位 器，焊缝成形不均匀。焊 接过程 中容易产生缺陷，影响缸体使用质量。 ( 6 )劳动 强度大 ，工作时间长 ，人 员体 力难 以补充。 2 实施对策 ( 1 )原材料的选用下料截取由于延伸坯两端 极不平整 ，大小不一 ，并有夹层 ，必须仔细测量计 算 ，优化截取料长 ，件1 为 5 1 5 mmx 3 7 5 mm 1 0 2 2 m m；件2 为 5 1 5 mm 3 7 5 m m2 7 0 0 mm。 ( 2 )坡 口的准备 采用成形R 刀在T R 1 0 0 B 车床 上加工出J 形坡 口，如图1 所示。 图1 ( 3 )缸体的合套拼接采用立式组装，自制焊 接 吊装装置 ，竖直将一 段 吊起 ，对 中合套 。合套 前增置一导 向套 。先定位焊导 向套于件 1 一端止 口 上 ，将件2 端部放 置地 炉预热升温 ( 事先焊好 吊装 装 置) ，至过盈状态垂直 吊装件2 于导 向套 ，待端 部冷却收缩后点焊，并段焊固定焊缝筋板四根 ，以 保证焊接过程的平直度 ( 见 图2 )。 2 7 0 0 l 1 槽 钢 1 O 0 4 8 5 5 I l 图2 缸体的合套拼接 在 预 热过 程 中 ( 3 0 0 )用红 外 线温 控 仪测 控。3 0 0 4 0 0 保温2 h 烘干焊 条， 1 = 1 4 0 1 5 0 A， 合套点焊 ，焊后测直线度 l mm。 ( 4 )焊前预热在地炉上滚动加热 1 0 h ，测得 加热 外 圆温度2 5 0 ，后改用 烤枪 ( 氧 乙炔 焰 ) 辅 助加 热 测 量外 圆上各 点温 度如 下 ： 3 2 0 、 2 9 8 、3 1 3 、3 3 6 、3 4 2 、3 6 8 及 3 7 8 。 确定焊接部位整体预热温度已经达到 。 ( 5 )焊 接过 程 控制 在地 炉 上转 动进 行预 现场解决方案 o l u t i o I t s 热 ，温度升至3 5 0 后 ，将缸体 吊装 置于焊接滚轮 上 ，消除被焊部位杂质 ，如图3 所示 。 2 7 0 0 图3 焊接过程 两焊 工 采用 3 2 mm的焊 条对 称进 行打 底焊 ( 注意认真 做好第一 层的打底 焊 )，采用短弧操 作，立焊位 ，运条均匀，注意坡 口两侧充分熔合。 焊接时用较小热输入进行多层多道焊 ，每 层焊道最 大厚度 4 0 ram。为减少焊接缺陷 ，层间温度控制 在2 5 0 以上 。缸体拼接施焊一次完成 ，中途不得 中断。温度降低时，随使用烤枪烘烤缸内壁，以降 低冷却速度防止裂纹 。焊接过程记录如附表所示。 焊接过程 焊缝 焊 条 焊条直 径 焊接电流 层间温度 层厚 层数 型号 ram A ( 2 点 ) l n l n 1 J 5 0 6 3 l 2 1 o 0 3 5 0、 3 6 5 4 2 J 5 0 6 3 2 1 oo 3 2 0、 3 2 5 4 3 J 5 0 6 4 1 6 0 2 5 2 、 3 49 4 4 J 5 0 6 4 1 6 0 2 9 0、 28 0 4 5 J 5 0 6 4 1 6 O 2 4 0、 2 4 2 4 6 J 5 0 6 4 1 6 0 3 0 0、 2 7 5 4 7 J 5 0 6 4 1 6 o 2 46 4 8 J 5 0 6 4 1 6 O 3 oo 4 9 J 5 0 6 4 l 6 o 3 0 0 4 1 0 J 5 0 6 4 1 6 0 2 4 7、 26 4 4 1 1 J 5 0 6 4 1 6 0 2 45 4 1 2 J 5 0 6 4 1 6 0 2 3 0 4 1 3 J 5 06 4 l 6 o 2 4 3 、 25 1 4 1 4 J 5 0 6 5 2 07 2 1 8 、 2 48 4 l 5 J 5 06 5 2 07 2 52 4 1 6 J 5 0 6 5 2 07 2 5 7 、2 43 4 1 7 J 5 0 6 5 2 07 2 3 7、 25 8 4 1 8 J 5 06 5 2 07 2 4 6、 2 51 4 1 9 J 5 0 6 5 2 07 2 52 4 2 0 J 5 06 5 2 07 2 6 7、 3 0 0 4 2l J 5 06 5 2 07 2 7 9、 3 0 0 4 2 2 J 5 0 6 5 2 07 2 4 0、 2 5 5 4 2 3 J 5 06 5 2 07 2 6 2、 3 0 0 4 2 4 J 5 O6 5 2 O7 2 5 1 、 2 71 4 2 5 J 5 0 6 5 2 07 2 7 0、 3 0 0 4 2 6 J 5 06 5 2 07 2 6 0、2 4 9 4 2 7 J 5 0 6 5 2 07 2 6 1 、 2 45 4 2 8 J 5 0 6 5 2 O7 2 3 5 4 2 9 J 5 06 5 2 07 2 6 4、 3 0 0 4 3 0 J 5 0 6 5 2 07 2 6 7 、 25 6 4 3l J 5 06 5 2 07 2 3 7、 22 0 4 3 2 J 5 0 6 5 2 0 7 3 0 0、 2 6 7 4 ( 6 )焊 后 加 热 焊 缝 2 0 0 mm内温 度 大 于 3 0 0 C，随炉冷却 ，石岩棉裹紧保温处理。 3 效果 缸体拼接施焊完毕 ，经超声波 探伤检查 ，焊缝 质量 良好 ，达 级焊缝 ( 压力容器焊缝要求 )，缸 体的直线度控制在 1 5 ra m，完全满足设计要求。 MW( 2 0 1 1 1 2 0 8 ) 争 磊 7 1