MnR鋼(板厚mm)焊條電弧焊焊接工藝評定及焊接工藝.doc

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1、16MnR鋼（板厚12mm）焊條電弧焊焊接工藝評定及焊接工藝一、母材材質(zhì)及技術(shù)情況16MnR即為Q345C，常作為在鍋爐壓力容器用鋼。即在Q235鋼的基礎(chǔ)上加了1﹪的錳使屈服強度提高35﹪。16MnR屬于低碳錳鋼。CE=0.34﹪-0.49﹪。焊接性能良好。1.材質(zhì)性能分析（1）化學(xué)性能分析：表1表116MnR鋼化學(xué)成分(%)成分CSiMnPSNiCr含量0.12-0.200.20—0.551.20-1.90≤0.045≤0.045--（2）力學(xué)性能分析：表2表216MnR力學(xué)成分σb(Mpa)σs(Mpa)δ5（%）沖擊實驗板

2、厚mm溫度AkvJ510-640≥345≥2120316-16（3）焊接性分析16MnR含碳量<2.5%.碳當(dāng)量CE=0.34﹪-0.49﹪，焊接性能良好，焊接時一般不需要預(yù)熱，但環(huán)境溫度較低（<-10℃）要進行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱。焊后根據(jù)具體情況進行焊后熱處理。二、焊接材料及技術(shù)情況JB/T4709-2007中規(guī)定焊接材料包括：焊條，焊絲，焊帶，氣體，電極等。由于焊接方法為SMAW。因此只需要選擇焊條即可。根據(jù)母材的成分，力學(xué)性能等選擇焊接材料。由于16MnR的σb≥510σs≥345，可選擇焊條J422（E4013）,J507

3、(E5015)。因為選擇焊條一方面要與母材等強度如表3所示，另一方面還要考慮焊接工藝性如：引弧的難易，脫渣性，成形性，穩(wěn)弧性，及除氧，除氫，去硫，去磷等能力。綜合考慮后選擇J507(E5015)焊條。此焊條由大橋焊條廠生產(chǎn)。表3E5015焊條熔敷金屬的力學(xué)成分σb(Mpa)σs(Mpa)δ（%）ψ斷面收縮率（%）Ak(J*cm^2)517.4413.331.5374.5240三、焊前準(zhǔn)備1.坡口的選擇與制備(1)坡口的選擇：由于板厚為12mm,焊接方法為SMAW等焊接條件.選擇V形坡口。13/13(2)坡口制備方法：應(yīng)根據(jù)工件尺

4、寸，形狀，加工條件綜合考慮。目前有剪切，氣割，刨邊，車削，碳弧氣刨等方法制備坡口?？紤]到坡口形式，加工質(zhì)量和成本，選擇氣割加工坡口。焊接坡口要求：間隙b=2-3mm，鈍邊P=2/mm，坡口角度60°+22.焊接區(qū)域的清理(1)焊前對坡口及附近10mm的油，銹，水等污物清理干凈。E5015焊接時清理要徹底。否則極易產(chǎn)生氣孔和裂紋。(2)清理方法：①機械清理a.鋼絲刷b.砂輪磨c.噴丸處理②化學(xué)法a.汽油除油b。酸除氧化皮c.堿除油③必要時用氧-乙炔焰烘烤處理。由于焊件為300x150x12的板材，所以選擇鋼絲刷或化學(xué)法處理。3.焊

5、條烘干雖然焊條出廠前已經(jīng)高溫烘干，考慮到焊條長期儲存和運輸中受潮，為確保焊接質(zhì)量，焊條焊前需要烘干。一般酸性焊條取70℃—150℃保溫1.5h，堿性焊條取300℃—400℃保溫2h.溫度太低達不到除水的目的，溫度過高引起藥皮開裂。烘干一般不兩次。4.工件的裝配定位焊前的裝配定位主要使工件定位對正，保證裝配間隙大小和延接頭長度均勻，保證焊接質(zhì)量和降低制造成本有很大的影響?？梢杂脢A具和定位焊將它們固定才進行正式焊接。定位焊時由于焊道短，冷卻快，比較容易產(chǎn)生焊接缺陷。5.焊接預(yù)熱預(yù)熱是指焊前對工件整體或局部進行加熱的工藝。預(yù)熱的主要目

6、的是降低焊接接頭冷卻速度，改善組織和性能，減小應(yīng)力等。工件是否需要預(yù)熱根據(jù)工件結(jié)構(gòu)，材質(zhì)和尺寸而定。一般情況下16MnR不需要預(yù)熱。但是如果結(jié)構(gòu)剛性大，應(yīng)力集中，環(huán)境溫度低時則需要預(yù)熱150°C。常見16Mn預(yù)熱情況如下表：4表4：16Mn鋼預(yù)熱情況如下<16mm高于-10℃不預(yù)熱-10℃以下預(yù)熱100℃-150℃16-24mm高于-50℃不預(yù)熱-50℃以下預(yù)熱100℃-150℃25-40mm高于0℃不預(yù)熱0℃以下預(yù)熱100℃-150℃>40mm預(yù)熱100℃-150℃預(yù)熱100℃-150℃工件預(yù)熱一般用火焰加熱，工頻加熱，電阻加

7、熱和紅外線加熱?？紤]的成本和加工條件選擇火焰加熱。四、焊接設(shè)備及焊接設(shè)備的選用1.焊條電弧焊的設(shè)備包括焊接電源，焊鉗和電纜。焊接工具包括焊鉗，面罩，護目鏡及保溫筒。（1）焊接電源額定電流20—500A。要求：具有陡降的外特性，良好的動特性。合適的電流調(diào)節(jié)范圍。（2）弧焊電源有：①弧焊變壓器BX1—330，它結(jié)構(gòu)簡單，成本的，維修方便，效率高成本低，沒有磁偏吹。②弧焊整流器AX—13/13320，它在國內(nèi)應(yīng)用較廣引弧容易，性能柔和，電弧穩(wěn)定等性能。我們選E5015，選擇AX—320.（3）焊接電源的外等性為陡降帶外拖。為保證引弧性

8、，一般空載電壓為50—90V。（4）焊鉗作用：夾持焊條和傳電流。要求隔熱，絕緣。（5）面罩是防止焊接飛濺，弧光，高溫對焊工的傷害。（6）面罩的要求：耐熱不然絕緣好，結(jié)構(gòu)牢靠不漏光。（7）焊條保溫筒：溫度在100℃—450℃，使用J507，由于堿性焊條抗水銹能力差