任务三管板对接焊.doc

广东省机械技师学院高级技工学校一体化教案首页7.5.1-13-j-02课 程焊条电弧焊授课教师课 题管板对接焊分课题授课班级授课日期课时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板对接焊重 点1、插入式管板水平固定焊开坡口和装配方法难 点1、 管板水平固定全位置焊的焊接参数调整2、管板水平固定焊打底焊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.管板对接焊的工艺知识【讲授新课】（60分钟） 一、专业知识讲解一、相关工艺知识 管板类接头实际上是一种T形接头的环形焊缝焊接，是锅炉、压力容器制造业主要的焊缝形式之一。管板固定焊接根据接头形式不同，可分为插人式管板和骑座式管板两类。一般要求根部焊透，保证背面成形，正面焊脚对称。按试件空间位置不同，可分为水平转动、垂直固定平位焊、垂直固定仰焊、水平固定全位置焊和45“固定全位置焊五种位置的焊接，如图3-7-1所示。插人式管板水平固定焊条电弧焊是全位置焊接，要求焊件在水平固定不变的情况下完成环形焊缝的焊接，试件装配见图3-7-2。施焊时将管板分为左右两个半圈，采用多层多道焊。每半圈都在从试件下部开始，经过仰焊位、立焊位到平焊位三种不同位置的焊接，要求焊缝根部必须焊透。因此，焊工必须在掌握平焊、立焊和仰焊的操作技术后才能进行该焊件的焊接。为了达到单面焊双面成形的质量要求，必须在板上开出一定尺寸的坡口，使焊接电弧能够深人到坡口的根部进行焊接。图3-7-1管板试件各种焊接位置a)水平转动焊b)垂直固定平焊。c)垂直固定仰焊d)水平固定全位置焊e) 45固定全位置焊 图3-7-2插入式管板水平固定单面焊双面成形试件二、插入式管板水平固定焊开坡口和装配方法 (1)试件材料 20钢管、Q235A低碳钢钢板。 (2)试件规格 管材中57mm x 4mm, L =110mm;板材l00mm x l00mm x 10mm。 (3)坡口尺寸 试件板材加工中60mm通孔并开35-45单边V形坡口，如图3-7-2所示。 (4)焊接材料 E4303或E5015焊条，直径为2. 5mm或3. 2mmo (5)焊接设备 ZX5-400型或ZX7-400型弧焊整流器。 (6)试件装配及定位焊 1)试件钝边 0.5-1mm，无毛刺。 2)清理孔板试件坡口正反面两侧各20mm和管子端部30mm范围内的油污、锈蚀、水分及其他污物，直至露出金属光泽。 3)将管子插人孔板内，调整孔板与管子的装配间隙为1. 5mm，保证管子与孔板的相互垂直，四周间隙均匀，背面平齐，其相差不能超过0. 4mm。 4)定位焊需采用与试件相同牌号的焊条，采取三点对称定位焊，每点相距120，焊缝长度不超过l0mm，焊缝厚度为2-3mm，应焊透并无缺陷，焊缝两端呈斜坡状，以利于接头。三、操作要点及注意事项1.确定焊接参数插人式管板水平固定焊的焊接参数见表3-7-3。 表3-7-3管板水平固定全位置焊的焊接参数 管板水平固定全位置焊时，为了便于叙述，用时钟方式标记焊接电弧处于焊件接头的位置。将管板焊缝分为左、右两个半圈，即右半圈是时钟钟面位置的7点3点11点处，左半圈是时钟钟面位置的5点9点1点处。水平固定焊管板的焊接位置及焊条角度见图3-7-4所示。 2.打底焊 图3-7-4水平固定焊管板的焊接位置及焊条角度示意图a1=80一85 a2=100一105 a3=100一110a4=120 a5 =30 a6=45 a7 =35打底焊时，一般情况下先焊接右半圈，因为焊工的右手握焊钳时，右侧便于在仰焊位置的观察与焊接。 (1)右半圈的焊接焊接时，在时钟的7点处以划擦法引燃电弧，然后将电弧移到6点-7 点进行1-2s的预热，再将焊条向右下方倾斜。其角度如图3-7-5所示，当熔滴下落1-2滴后将焊条端部轻轻顶在管子与底板的夹角上，待坡口根部熔化形成熔孔后，稍拉长焊条，用直线形运条法或挑弧法，沿逆时针方向快速施焊。此处焊层尽量薄一些，以利于与左侧焊道搭接平整。 时钟6点-5点处位置的操作，用斜锯齿形运条，以避免产生焊瘤。需不断地调整焊条与管子切线的夹角，如图3-7-6所示，焊条与孔板的夹角则应保持在15左右。运条时向斜下方摆动要快，到底板面时要稍作停留;向斜上方摆动时相对要慢些，到管壁处再稍作停顿，使电弧在管壁一侧的停留时间比在孔板一侧要长一些，其目的是增加管壁一侧的焊脚高度。在时钟5点-2点位置处为控制熔池温度和形状，宜用间断熄弧或挑弧法施焊。间断熄弧焊的操作要领为:当熔敷金属将熔池填充得十分饱满，使熔池形状欲向下变长时，握图3-7-5右侧焊焊条倾斜角度示意图焊钳的手腕迅速向上摆动，挑起焊条端部熄弧，待熔池中的液态金属将凝固时，焊条部迅速靠近弧坑，引燃电弧，再将熔池填充的十分饱满。引弧、熄弧如此不断地进行。每熄弧一次的前进距离为1.5-2mm。 在时钟2点-11点位置处是上坡焊与平焊。焊接时为防止熔池金属因在管壁一侧聚集而造成低焊角或咬边，应将焊条端部偏向底板一侧，按图3-7-7所示方法，作短弧斜锯齿形运条，并使电弧在底板侧停留时间长些。当施焊至11点处位置时，以间断熄弧或挑弧法填满弧坑后收弧。图3-7-6时钟6点-5点位置运条示意图 图3-7-7时钟2点-12点处运条示意图(2)更换焊条的方法焊缝起接更换焊条时可采用热接法，熄弧前回焊lomm左右，并拉长电弧至熄弧。迅速更换焊条，在熄弧处引燃电弧，适当预热后至接头处，压低电弧，当根部有击穿后形成熔孔，稍停片刻，转人正常焊接。 (3)左半圈的焊接施焊前，将管板右侧焊缝的始、末端焊渣除尽。如果时钟6点-7点处焊道过高或有焊瘤、飞溅物时，必须进行整修或清除。 1)焊道始端的连接:由8点处向右下方以划擦法引弧，将引燃的电弧移至右侧焊缝始端进行1-2秒的预热，然后压低电弧，以快速小斜锯齿形运条，沿顺时针方向焊接。焊条倾斜角度及其变化情况示意图见图3-7-8所示。 2)焊道末端的连接:当左侧焊道于时钟11点-12点处与右侧焊道相连接时，需以挑弧焊或间断熄弧焊施焊。当弧坑被填满后，方可挑起焊条熄弧。 左半圈焊其他部位的焊接操作均与右半圈焊相同。 3.填充焊管板填充层的焊接操作也分为左半圈和右半圈，一般也是先焊右半圈，后焊左半圈。焊条角度与打底层焊时相似，但是采用小月牙形或斜齿形运条方法，焊条摆动的幅度可稍宽些，并在焊道两侧稍停顿，以保证焊道两侧熔化良好。运条时保持熔池液面趋于水平，直至填平坡口，但还应注意不能熔化孔板坡口边缘，以免影响覆盖面层的焊接。 图3-7-8焊条倾斜角度及其变化情况示意图由于管板焊缝两侧是不同直径而同心的圆形焊缝。孔板侧比管子侧的圆周长，所以在运条时，在保证熔池液面趋于水平的前提下，应加大孔板侧的向前移动间距，并相应地增加焊接停留时间。最后使管子一侧的焊缝超出孔板面约2-3mm，使焊缝形成一个斜面，以保证盖面层焊缝焊脚尺寸对称。4.盖面焊 管板盖面层焊接既要考虑焊脚尺寸和对称性，又要使焊缝表面焊波均匀，无表面缺陷，焊缝两侧不产生咬边。 盖面层焊接前，应仔细清理填充层焊道的焊渣，特别是死角。焊接时可采用连弧焊手法和断弧焊手法施焊。也是先焊右半圈，后焊左半圈。 (1)右半圈的焊接焊接时先进行时钟7点-5点处仰焊和下爬坡位置的焊接。其操作方法和焊条角度与打底层焊的操作相同。运条时在斜下方管壁侧的摆动要慢，以利于焊角的增高;向斜上方移动要相对快些，以防止产生焊瘤。当焊条摆动到熔池中间时应使其端部尽可能离熔池近一些，以利于短弧吹力拖住因重力作用而下坠的液体金属，防止焊瘤的产生。在施焊过程中，如出现熔池金属下坠或管子边缘不熔合等现象时，可增加电弧在焊道边缘停留时间和增加焊条摆动速度。当采取上述措施仍不能控制熔池的温度和形状时，须采用间断熄弧法。 1)时钟5点-2点处位置的焊接:由于此处温度局部增高，在施焊过程中电弧吹力不但起不到上托熔敷金属的作用，而且还容易促进熔敷金属的下坠。因此只能采用间断熄弧法。其操作要领为:当熔敷金属将熔池填充得十分饱满，并欲下坠时，挑起焊条熄弧;待熔池中的液态金属将凝固时，迅速在其前方15 mm处的焊道边缘引弧(切不可直接在弧坑上引弧，以免因电弧的不稳定而使该处产生密集气孔)，再将引燃的电弧移到底板侧的焊道边缘上停留片刻;当熔池金属覆盖在凹坑上时，将电弧向下偏5“的倾角并通过熔池向管壁侧移动，使其在管壁侧再停留片刻。当熔池金属将前弧坑覆盖2/3以上时，迅速将电弧移到熔池中间熄弧。间断熄弧法如图3-7-9所示。在一般情况下，熄弧时间为1 -2s,燃弧时间为3-4s，相邻熔池重叠间距为1-1. 5mm。 2)时钟2点一11点位置处的焊接:该处逐渐成为类似平角焊接的位置。由于熔敷金属在重力作用下，易向熔池低处(即管壁侧)聚集，而处于焊道上方的底板侧又易被电弧吹成凹坑(即咬边)，难以达到所要求的焊脚高度。为此宜采用由左(管壁侧)向右(底板)运条的间断熄弧法，即焊条端部在距原熔池10mm处的管壁侧引弧，然后将其缓慢移至熔池下侧停留片刻，待形成新熔池后再通过熔池将电弧移到熔池斜上方，以短弧填满熔池，再将焊条端部迅速向左挑起熄弧。 焊至12点处时，将焊条端部迅速靠在管电弧停留壁处，当焊至时钟12点-11点处收弧，为左半圈焊道的末端接头打好基础。 图3-7-9右半圈焊盖面层间断熄弧法示图(2)左半圈的焊接施焊前，将右半圈焊缝的始、末端焊渣除尽。如果6点-7点处焊道过高或有焊瘤、飞溅物时，必须进行整修或清除。 1)焊道始端的连接:在仰焊部位6点钟前l0mm左右的前一道焊缝上引弧，将引燃的电弧拉到右半圈焊缝始端(6点)进行1 -2s的预热，然后压低电弧。焊条倾角与焊接方向相反，如图3-7-10a所示。6点-7点处以直线形运条，逐渐加大焊条的摆动幅度，摆动时焊条角度变化如图3-7-10b所示。焊条摆动的速度和幅度由右半圈焊道搭接处(6点-7点的一小段焊道)所要求的焊接速度、焊道厚度来确定，以获得平整的搭接接头为目的。图3-7-10焊缝连接时的焊条摆动角度和运条示意图 a)焊条摆动角度 b)运条法 2)焊道末端的连接:当施焊于12点处时，做几次挑弧动作将熔池填满、与右半圈收尾焊道吻合好，即可收弧。四、操作步骤 1)熟悉图样，清理试件表面，修磨孔板钝边，将管子插人孔板，背面平齐。 2)采取三点对称定位焊，然后将试件水平固定在距地面800-900mm的高度处待焊。 3)将管板试件分为左右两半圈打底层，先焊右半圈，焊后清渣、修整接头处。用与右半圈相同焊接方法焊左半圈至12点钟前半圈收弧处，注意接头处熔合良好、保证焊透和避免背面产生焊瘤。 4)清除焊渣及飞溅物后，按操作要点焊接填充层和盖面层。要保证层间及焊道两侧的充分熔合，焊脚尺寸对称，防止焊缝两侧产生咬边。 5)清除焊渣及飞溅物，检查焊接质量、焊脚尺寸、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：质量要求 （附表7-2） 1.外观检查质量要求 1)焊缝表面不得有裂纹、未熔合、夹渣、气孔、焊瘤和未焊透。 2)焊缝的凹度或凸度应感1. 5mm。管侧焊脚尺寸为壁厚+(0-3)mm。 3)焊缝表面咬边深度,0. 5mm，两侧的咬边总长不得超过焊缝长度的10%;背面凹坑深度, 25%的壁厚，且1mm。 2.金相检验 金相检验1件，取3个检查面。每个金相检查面经宏观检验应符合下列要求: 1)没有裂纹和未熔合。 2)焊缝根部应焊透。 3)气孔和夹渣的最大尺寸不得超过1. 5mm;当气孔和夹渣尺寸为0.5-1. 5mm时，数量不得多于1个;当气孔和夹渣尺寸0. 5mm时，数量不得多于3个。【巩固小结】（5分钟） 插入式管板焊接与T形接头的角接焊基本相同，但是由于一般情况下钢管管壁较薄，孔板板壁较厚，在焊接过程中，焊接电弧与钢管的角度要小一些，注意电弧热量要均匀分配在管壁和孔板上。如果操作不当，焊件受热不均衡，则在管侧容易产生咬边或在板侧产生夹渣、未焊透和未熔合等缺陷。因此应采用较大的焊接参数、直径较细的焊条、合适的焊条角度及有节奏的断弧焊法进行焊接【布置作业】（5分钟）1、 选择题1.E4316、E5016焊条焊接时焊接电流为 。 （ ） A.交流或直流正接、反接 B.直流正接 C.交流或直流反接 D.交流或直流正接2.硫会使焊缝形成 ，所以必须脱硫。 （ ） A.冷裂纹 B.热裂纹 C.气孔 D.夹渣3.低合金钢焊条型号E5515G中“G”表示 。 （ ） A.熔敷金属抗拉强度最小值 B.熔敷金属化学成分分类 C.焊接位置 D.药皮类型及电流种类4.为了保证低合金钢焊缝与母材有相同的耐热、腐蚀等性能，应选用 相同的焊条。 （ ） A.抗拉强度 B.屈服点 C.成分 D.塑性5.选用不锈钢焊条时，主要应遵守与母材 的原则。 （ ） A.等强度 B.等冲击韧度 C.等成分 D.等塑性6.常用来焊接1Cr18Ni9Ti不锈钢的A137不锈钢焊条，根据GB/T983-1995的规定，新型号为 。 （ ） A.E308-15 B.E309-15 C.E347-15 D.E410-157.不锈钢焊条型号中数字后的字母“L”表示 。 （ ） A.碳含量较低 B.碳含量较高 C.硅含量较高 D.硫、磷含量较低8. 种焊剂是目前国内生产中应用最多的一种焊剂。 （ ） A.粘接焊剂 B.烧结焊剂 C.熔炼焊剂 9.常用的牌号为HJ431埋弧焊焊剂是 型的焊剂。 （ ） A.低锰低硅低氟 B.中锰低硅低氟 C.中锰中硅中氟 D.高锰高硅低氟10.在焊剂的型号中第一个字母为 表示焊剂。 （ ） A.“E” B.“F” C.“SJ” D.“HJ”【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7-2表7-2 管板对接焊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42mm10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18mm10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10mm10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级片不扣分、级片扣5分、级片扣10分、级片不得分总分