换热器的焊接性分析与工艺过程设计说明书.doc

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1、目录摘要.3Abstract.41 前言.51.1 压力容器用钢的发展.5 1.2 压力容器焊接工艺方法的新发展.61.2.1 厚壁壳体窄间隙埋弧焊技术.61.2.2 接管、法兰药芯焊丝气体保护堆焊技术.71.2.3 壳体壁带极堆焊技术.7 1.3 焊接机械化与自动化的发展.71.3.1 厚壁压力容器对接接头的全自动焊接装备.82 产品结构与材料性能分析.8 2.1 产品介绍.8 2.2 母材性能分析.92.2.1 16MnR的焊接性分析.92.2.220g的焊接性分析.112.2.3 10MoWVNb的焊接性分析.113 产品结构应力分析.12 3.1 ANSYS软件模拟步骤.12 3.2

2、产品强度校核.134 焊接工艺方案的选择.14 4.1 焊接方法的比较.144.1.1 埋弧焊的特点.144.1.2 CO2保护焊的特点.154.1.3 手工电弧焊的特点.15 4.2 焊接工艺方案的选择.164.2.1 环焊缝焊接工艺方案的选择.164.2.2 筒节纵焊缝焊接工艺方案的选择.174.2.3 浮头盖与斧头法兰环焊缝的焊接工艺方案的选择.174.2.4 管板堆焊的焊接工艺方案的选择.174.2.5 管板与换热管的焊接工艺方案的选择.185 焊接工艺评定.186 产品制造规程的设计.19 6.1 装焊工艺流程图的编制.19 6.2 产品零件加工工艺过程设计.196.2.1 封头加工

3、工艺过程设计.196.2.2 筒体加工工艺过程设计.22 6.3 装焊工艺过程设计.267 焊接工序卡的编制.26 7.1 焊工资格的确定.27 7.2 焊材用量的确定.27结语.27辞.28参考文献.29附录1-产品结构设计图.30附录2-焊接工艺评定一览表.31附录3-焊接工艺评定说明书.33附录4-装焊工艺流程图.37附录5-封头制造工序过程卡.38附录6-筒体制造工序过程卡.42附录7-总装工序过程卡.47附录8-焊接工序卡.51换热器的焊接性分析与工艺过程设计摘要：本文对三类压力容器浮头式换热器的制造工艺过程进行设计。首先使用计算机绘图软件（AutoCAD）绘制出产品设计图和总装工艺

4、流程图。运用ANSYS分析软件对主要受压元件封头和筒节的壁施加工作应力载荷，分析元件中的应力高低与其主要焊缝附近的应力分布规律。对换热器的制造工艺性能进行分析，重点对换热器主要接头的焊接工艺过程进行分析，在此基础上确定合理的焊接方法、焊条种类、坡口形式、预热温度、焊后热处理温度、焊后检测方法等焊接工艺方案。确定了焊接工艺评定项目，编制了部分项目的焊接工艺评定说明书。对产品制造过程中的主要工艺文件进行编制，包括所有结点的焊接工序卡、封头与筒节加工工艺过程卡、换热器的总装工序过程卡。本次设计符合/T 4708承压设备焊接工艺评定和/T 4709压力容器焊接规程中的相关规定，并且符合图纸中的相关技术

5、要求，可以用以相关产品的制造过程参考。关键词: 浮头式换热器 应力分析 焊接性 焊接方法 工艺过程Abstract:In this paper, threetypesofpressure vesselsfloating head heat exchangermanufacturingprocessdesign. First to usecomputer graphicssoftware (AutoCAD) to map outtheproductdesignandassemblyprocess flow diagram. TheuseofANSYS softwarestress loadont

6、hemain pressure partsheadandthe inner wallofthetubesectionisappliedto analyzethecomponentsof thestresslevel oftheirweldnear thestress distribution. Analyzetheperformanceofthe manufacturing processoftheheat exchanger, focusonthemainjointsoftheheat exchangerweldingprocessanalysis, determinedon the bas

7、is ofareasonablemethodofwelding, electrodetype,theformofagroove, preheating temperature, post weld heat treatmenttemperaturedetection methodssuch asweldingafter weldingtechnology program.Identifiedtheprojectofwelding procedure qualification, welding procedure qualificationmanualcompiledsome of the p

8、rojects. Preparedinthemanufacturingprocesstechnologyfile, including all nodes inthewelding processcard, head tubesectionmachiningprocess card, heat exchangers, theassemblyprocessprocesscard. Thedesigncomplieswiththe relevant provisions ofthe/ T4708Pressure Equipment, Welding Procedure Qualificationa

9、nd /T4 709Pressure VesselWelding Code and in line withthe relevant technical requirementsinthedrawings, andrelated productscan beused forthe manufacturing processreference.Key words：floating head heat exchanger stress analysis weldability welding method technical process1 前言换热器是压力容器的一种，由于压力容器的工作条件、工

10、作地点和它使用的广泛性等等因素导致了我们对其进行了深入的研究。近10年来，国外压力容器的焊接技术取得了引人注目的新发展。随着压力容器工作参数的大幅度提高与应用领域的不断扩展，对焊接技术提出了越来越高的要求。所选用的焊接方法、焊接工艺、焊接材料和焊接设备相比以前都有大幅度的改变。鉴于压力容器涉与到许多重要的工业部门，包括石油化工装置、煤液化装备、输油、输气管线、液化气储藏和运输设备等，同时压力容器的成型特点和技术要求决定了焊接技术的知识在此方面应用相当广泛。由于知识容量所限，本文仅从压力容器用钢、先进的焊接工艺方法以与焊接过程机械化和自动化三方面的新发展和产品的焊接工艺过程设计步骤做概括的介绍。

11、1.1 压力容器用钢的发展近年来，压力容器用钢的发展与锅炉用钢不同，其主要的发展方向是提高钢的纯净度1，即采用各种先进的冶炼技术，最大限度地降低钢中的有害杂质元素，如硫、磷、氧、氢和氮等的含量。这些冶金技术的革新，不仅明显地提高了钢的冲击韧性，而且可大大改善其加工性能，包括焊接性和热加工性能。下表对比了采用常规冶炼方法和现代熔炼方法轧制的Q345(16MnR)钢板的化学成分、不同温度下的缺口冲击韧度和应变时效后的冲击韧度。表中所示数据表明，超低级的硫、磷、氮含量显著地提高了普通低合金钢的低温冲击韧度和抗应变时效性。表1.1 不同条件下16MnR的冲击韧度2板厚与状态/mm化学成分（质量分数，%

12、）不同温度下的冲击功CSiMnPSN200-20-40-6024正火0.170.441.340.0190.0100.0486235-3610-40正火0.140.431.410.0110.0030.0123253235236218224212171150145126近期的大量研究证明，铬钼钢的回火脆性主要起因于钢中的P、Sn、Sb和As等微量杂质，合金元素Si和Mn也对钢的回火脆性起一定的促进作用。因此必须通过现代的冶金技术，把钢中的这些杂质降低到最低水平。目前，许多国外钢厂已提出严格控制钢中杂质含量的供货技术条件。下表列出了现代炼钢技术能够达到的最低杂质含量的上限，可大大降低225CrlMo

13、和3CrlMo钢的回火脆性敏感性，其回火脆性指数，J低于lO0，而普通的225CrlMo钢的J指数高达300。表1.2 2.25Cr1Mo和3Cr1Mo钢杂质含量（质量分数）的控制要求SiNiCuSbAsSnSP0.100.300.200.0020.0080.0100.0080.010由此可见，压力容器用钢的纯净化是一种必然的发展趋势。随着当今冶金技术的迅猛发展，许多先进技术如氧气吹炼、炉外精炼和电渣重熔的应用，使得钢中硫、磷、氢、氧等各种有害杂质元素的含量降低到最低水平，从而冶炼出高纯度的钢材。纯净的压力容器钢，不仅可改善压力容器的制造工艺性，如使焊接性良好，防止在钢的焊接过程中生成冷裂纹、

14、热裂纹与层状撕裂的缺陷，更重要的是可显著改善压力容器钢的使用性能，从而大大提高压力容器的使用安全性。1.2 压力容器焊接工艺方法的新发展压力容器为全焊结构，焊接工作量相当大，质量要求十分高。为了能够提高焊件的质量，世界各国的研究者们总是在不断探索优质、高效、经济的焊接方法，并取得了引人注目的进步。1.2.1厚壁壳体窄间隙埋弧焊技术窄间隙埋弧自动焊4作为一种优质、高效、低消耗的焊接技术在厚板焊接方面日趋成熟，国一些大型锅炉和压力容器制造厂率先进行使用。该方法的最大优点是：可移动立柱式焊接操作架，使用方便，适用性强，能进行各种直径筒体的纵、环缝的焊接操作，克服了固定式埋弧自动焊装置功能单一和占地面

15、积大等缺点；最小焊缝金属填充量和自动分道（每层两道）焊技术，可获得性能优良、致密性高的焊缝接头；采用带有侧壁光电跟踪和自动防偏的焊接转胎，能提供最佳焊接操作和产品焊接质量的可重复性，因此该方法在大型锅炉和压力容器产品生产中越来越广泛地得以应用。1.2.2 接管、法兰药芯焊丝气体保护堆焊技术药芯焊丝气体保护焊，由于芯部焊剂的作用，焊缝表面生成薄层渣壳，使焊缝光滑平整，成型不亚于埋弧焊。在富氩混合气体保护下，电弧能量高，熔深大，即使焊道搭接量50也能保证道间和层间熔合良好。药芯焊丝焊接时，电流通过药芯周围的薄层铁皮导电，电流密度大，熔敷效率比实芯焊丝高。此外药芯焊丝焊接可以连续送丝不断弧，无飞溅，

16、无需特殊清理，适合多道、自动和半自动焊接作业，因此近年来已被广泛用于不锈钢堆焊，特别是接管壁与法兰密封面不锈钢堆焊结构。1.2.3 壳体壁带极堆焊技术在石化行业的一些临氢设备和核容器与尿素设备中，壁往往要求堆焊奥氏体不锈钢。对于大面积堆焊而言，手工电弧焊和丝极自动堆焊不但效率低、堆焊层部和表面质量差，而且在堆焊层与基层母材结合处往往易产生缺陷，因此带极自动堆焊技术4应运而生，被广泛地用于容器壁大面积堆焊之中。带极自动堆焊具有效率高、堆焊层部质量均匀、堆焊表面平整光滑等特点，而且由于稀释率较低，堆焊金属与基体母材之间的结合面处不易产生焊接缺陷和发生质量问题。容器壁堆焊层一般采用过渡层加表层的双层

17、或多层堆焊，但对某些容器，根据需要，也已成功开发出单层浅熔深电渣堆焊技术。堆焊用的材料大多使用进口焊带和焊剂，现在国产焊带和焊剂的质量也在逐步提高，已接近进口堆焊焊材的质量水平，并在一些容器制造厂广泛应用。焊接是压力容器制造中的一种主要加工方法之一, 如平板拼接、筒节与筒节、筒节与封头、人孔短节、接管与壳体与法兰的连接, 件的组焊、以与支座与壳体的连接等等, 大多由焊接的方法完成。同时通过分析大量的质量事故使人们认识到压力容器的安全性与焊接工艺过程有很大的关系。通过不断改进焊接工艺，在实践中逐步应用新的焊接工艺，不仅可以提高焊接的效率，而且可以有效的改善焊接工作者的操作环境，更加重要的是可以使

18、焊件的质量有着大幅度的提高。所以焊接工艺的发展有着非常重要的现实意义。1.3 焊接过程机械化和自动化焊接机械化是指焊接机头的运动和焊丝的给送由机械完成，焊接过程中焊头相对于接缝中心位置和焊丝离焊缝表面的距离仍须由焊接操作工监视和手工调整。焊接自动化是指焊接过程自启动至结束全部由焊机的执行自动完成。无需操作工作任何调整，即焊接过程中焊头的位置的修正和各焊接参数的调整是通过焊机的自适应控制系统实现的。而自适应控制系统通常由高灵敏传感器，人工智能软件、信息处理器和快速反应的精密执行机构等组成。在我国压力容器制造行业中，各大中型企业的焊接机械化和自动化程度相对较高，但是相比国际上，我国的焊接自动化的还

19、有许多地方需要改进。尤其是目前国际上对焊接机械化和自动化作了重新定义。按照此标准来衡量，我国压力容器焊接的自动化率是相当低的。极大多数仅实现了焊接生产的机械化。因此，为加速本行业焊接生产现代化的进程，增强企业的核心竞争力，应尽快提高焊接自动化的程度。下面将列举一个实例来说明其基本结构和功能以与在焊接生产中所发挥的作用。1.3.1 厚壁压力容器对接接头的全自动焊接装备德国某压力容器制造公司与瑞典ESAB公司合作，于1997年开发了一台大型龙门式全自动自适应控制埋弧焊装备。专用于厚壁容器筒体纵缝和环缝的焊接。自1998年正式投运至今使用状况良好，为大型厚壁容器对接缝的埋弧焊开创了成功的先例。该装备

20、配置了串列电弧双丝埋弧焊焊头、由计算机软件控制的ABW系统(Adaptive Butt Welding)和激光图像传感器。在焊接过程中，激光图像传感器连续测定接头的外形尺寸，并将测量数据通过计算机由智能软件快速处理，从而确定所要求的焊接参数和焊头的位置。也就是说，每一焊道的尺寸和焊道的排列是由系统的软件以自适应的方式控制的。系统软件可调整每一填充焊道的4个焊接参数：焊接速度、焊接电流、焊道的排列和各填充层和盖面层的焊道数。因此，该系统可使实时焊接参数自动适应接头整个长度上横截面和几何尺寸的偏差。焊接速度是控制不同区域的熔敷金属量，而焊接电流是控制焊道的高度和熔敷金属量。焊道的排列决定每层焊道间

21、的搭接量，而每层的焊道数则取决于每层的坡口宽度。随着国民经济的快速发展，各企业越来越重视劳动者的工作环境水平，同时当前政府按提出了“以人为本”的理念，焊接自动化就具有更深刻的意义了。它不仅仅是提高了焊接生产率和稳定的焊接质量，而更重要的是使焊工远离了有害的工作环境，减轻或消除了职业病的危害。2 产品结构与材料性能2.1 产品介绍该换热器属于类压力容器，总长为6275mm，径为1400mm，工作温度292，工作压力为0.232MPa，工作原理是通过管程中的循环水将壳程中工艺介质的热量传输到压力容器之外。下图是该产品的设计结构图。产品的设计图纸见附录1。图2.1 产品设计图2.2 母材性能分析该换

22、热器的主体材料是16MnR，法兰材料为16Mn，接管材料为20g，换热管材料为 SB622 N10276,这是一种镍基合金，管板的材料为10MoWVNb。在换热器的焊接过程中涉与到了同种材料的对接焊，包括筒体的纵焊缝和环焊缝；也涉与到了异种材料之间的焊接，包括筒体和接管的焊接以与管板的焊接。2.2.1 16MnR的焊接性分析16MnR的化学成分见下表2.1。表2.1 16MnR的化学成分5牌号化学成分（质量分数%）CSiMnPSCrMoV16MnR0.12-0.200.20-0.601.20-1.600.0300.030-16MnR的机械性能参数见表2.2。表2.2 16MnR的机械性能参数牌

23、号抗拉强度MPa屈服点MPa伸长率（%）冲击功J16MnR490-670320213116MnR的碳当量 CE(%)=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15 =0.15+1.4/6 =0.38%当CE(%)0.40%时，钢材淬硬倾向不大，焊接性良好，不需预热；CE(%)=0.40%0.60%，特别当大于0.5%时，钢材易于淬硬，焊接前需预热，由此可知16MnR的焊接性较好，焊前不需要预热。我将通过以下几个方面来分析其的焊接性6。16MnR是普通低合金钢,是锅炉等压力容器的常用材料。它的强度较高、塑性韧性良好。常见交货状态为热轧或正火，属低合金结构钢。（1）热裂纹热轧钢一般含

24、碳量较低，而含锰量较高，因此它们Mn/S比较大，具有良好的抗热裂性能。可知16MnR的抗热裂性能较好，这是因为锰在钢中可与硫形成硫化锰，减少了硫的有害影响，增强了钢的抗热裂性能。（2）冷裂纹钢材冷裂纹主要取决于钢材的淬硬倾向，而钢材的淬硬倾向又主要取决于它的化学成分。16MnR由于含有少量合金元素，其碳当量比低碳钢碳当量略高些，所以这种钢淬硬倾向比低碳钢要大些，应根据接头形式和钢材厚度来调整线能量、预热和后热温度，以控制热影响区的冷却速度，同时降低焊缝金属的含氢量等措施，防止冷裂纹的产（3）再热裂纹从钢材的化学成分考虑，由于16MnR中不含强碳化物形成元素，因此对再热裂纹不敏感，而且还可以通过

25、进行焊后立即热处理等措施来防止再热裂纹的产生。（4）过热区脆化 16MnR钢焊接时近缝区中被加热到100以上粗晶区，易产生晶粒长大现象，是焊接接头中塑性最差的部位，往往会承受不住应力的作用而破坏。防止过热区脆化的措施是提高冷却速度，尤其是提高奥氏体最小稳定性围的冷却速度，缩短在这一温度区间停留时间，减少或防止奥氏体组织的出现，以提高钢的冲击韧度，而且为防止过热区粗晶脆化，也不宜采用过大线能量。（5）热应变脆化热应变脆化是由于焊接过程中热应力产生塑性变形使位错增殖，同时诱发氮碳原子快速扩散聚集在位错区，出现热应变脆化。16MnR具有一定得热应变脆化倾向，焊接时消除热应变脆化的有效措施是焊后退火处

26、理。2.2.2 20g的焊接性分析20g的化学成分和机械性能见表2.3。表2.3 20g的化学成分牌号化学成分（质量分数%）CSiMnPSCrMoV20g0.200.15-0.300.50-0.900.0350.035-表2.4 20g的机械性能牌号抗拉强度MPa屈服点MPa伸长率（%）20g18538025碳钢的焊接性主要取决于含碳量，随着含碳量的增加，焊接性逐渐变差。20g钢材中碳、硅、锰含量少，所以，通常情况下不会因焊接而引起严重硬化组织和淬硬组织。这种钢的塑性和韧性优良，焊接接头的塑性和韧性也好。通常情况下，焊接时一般不需要预热、控制层间温度和后热，焊后也不必采用热处理改善组织，既整个

27、焊接过程中不需要特殊的工艺措施。特殊情况下，进行预热和焊后热处理能提高其力学性能要求。2.2.3 10MoWVNb的焊接性分析10MoWVNb 是合金结构钢,其金相组织为铁素体+ 少量弥散碳化物,晶粒度小,碳当量为 CE = 0.3240.557 ,其化学成分和机械性能如表2.5所示。表2.5 10MoWVNb的化学成分牌号化学成分（质量分数%）CSiMnPSWMoVNb10MoWVNb0.07-0.130.50-0.800.50-0.800.0400.0300.50-0.800.60-0.900.30-0.500.06-0.12表2.6 10MoWVNb的机械性能牌号抗拉强度MPa屈服点MP

28、a伸长率%20g30048019由于钼、钨、钒、铌元素的存在,易引起氮化物的形成与可焊性降低;在焊缝与热影响区易出现淬硬组织;焊接过程有氢的扩散,附有较大的应力;特别是钒元素的存在,使其产生再热裂纹倾向。所以,为了得到焊缝合理的合金组织,以保证焊缝在高温、高压条件下,与氮、氢、氨介质腐蚀条件下的使用性能,是确定焊接工艺与热处理工艺必须考虑的问题。3 产品结构应力分析3.1 ANSYS软件模拟步骤在ANSYS软件模拟时，我选取了产品中比较典型的零件-椭圆封头进行分析。首先使用UG造型软件对椭圆封头进行实体造型（见图3.1）。造型之后，将模型导入模拟软件进行网格划分（见图3.2），然后添加相应的约

29、束条件，即在法兰端面施加Y方向位移约束，约束效果图见图3.3。最后在模型壁施加工作应力载荷，进行工作应力分析。模拟出封头中的等效工作应力结果见图3.4。图3.2 网格划分图3.1 实体模型图3.4 等效应力图图3.3 位移约束从图3.4中可以看出，在封头的弯曲部位应力发生了集中，由此可以得出的结论是在选择封头与筒体的环焊缝时要注意避开这个位置，以免发生更大的应力集中而导致产品使用寿命缩短。3.2 产品强度校核图3.5是通过模拟而得出的封头顶部的应力分布和应力值。由图可知，工作载荷作用下，在椭圆封头的顶部工作应力最高，故选取此处来进行产品的强度校核。图3.5 封头顶端应力分布图查表得16MnR在

30、温度292时的屈服强度s为283MPa，抗拉强度为576MPa。所以根据结果进行强度评定：查表得在该温度下安全系数取2，则该温度下许用应力值为： Sm = s/n = 283/2=141.5MPa局部薄膜应力值为：1.5Sm = 212.3MPa薄膜应力和弯曲应力和的限制值为：3Sm = 424.5MPa评定结果如表3.1所示。表3.1 强度校核结果（应力单位全部为MPa）评定线局部薄膜应力弯曲应力薄膜+弯曲峰值应力总应力路径16.30.5716.50.01616.5限制值141.5212.3424.5结果通过通过通过 根据上表的结果可以判定16MnR完全能够作为此种换热器的制造材料。4 焊接

31、工艺方案的选择4.1 焊接方法的比较下面将通过对埋弧焊等几种常用的焊接方法进行比较，从而确定该产品在焊接过程中所采用的焊接方法。4.1.1 埋弧焊的特点（1）生产效率高这是因为，一方面焊丝导电长度缩短，电流和电流密度提高，因此电弧的溶深和焊丝溶敷效率都大大提高。（一般不开坡口单面一次溶深可达20mm）另一方面由于焊剂和溶渣的隔热作用，电弧上基本没有热的辐射散失,飞溅 也少，虽然用于熔化焊剂的热量损耗有所增大，但总的热效率仍然大大增加。（2）焊缝质量高熔渣隔绝空气的保护效果好，焊接参数可以通过自动调节保持稳定，对焊工技术水平要求不高,焊缝成分稳定，机械性能比较好。（3）劳动条件好除了减轻手工焊操

32、作的劳动强度外，它没有弧光辐射，这是埋弧焊的独特优点。4.1.2 CO2保护焊的特点 （1）焊接成本低 CO2气体是酿造厂和化工厂的副产品，来源广，价格低，其综合成本大概是手工电弧焊的1/2。（2）生产效率高CO2气体保护焊使用较大的电流密度（200A/mm2左右），比手工电弧焊（10-20A/mm2左右）高得多，因此熔深比手弧焊高2.2-3.8倍，对10mm以下的钢板可以不开坡口，对于厚板可以减少坡口加大钝边进行焊接，同时具有焊丝熔化快，不用清理熔渣等特点，效率可比手弧焊提高2.5-4倍。 （3）焊后变形小CO2气体保护焊的电弧热量集中，加热面积小，CO2气流有冷却作用，因此焊件焊后变形小，

33、特别是薄板的焊接更为突出。 （4）抗锈能力强 CO2气体保护焊和埋弧焊相比，具有较高的抗锈能力，所以焊前对焊件表面的清洁工作要求不高，可以节省生产量的辅助时间。CO2气体保护焊的缺点是本身具有较强的氧化性，因此在焊接过程中会引起合金元素烧损，产生气孔和引起较强的飞溅，特别是飞溅问题，虽然从焊接电源、焊丝材料和焊接工艺上采取了一定的措施，但至今未能完全消除，这是CO2焊的明显不足之处。4.1.3 手工电弧焊的特点 （1）设备简单，可用成本较低的交流或直流焊接电源。（2）灵活方便，可用焊接各种位置、各种厚度和形状的焊件。（3）焊条品种齐全，可供焊接不同的钢材选用。（4）焊接质量主要取决于焊工的熟练

34、程度和焊条的质量。焊接方法应根据焊接结构、制造要求以与对焊接接头质量的影响与所具有的焊接设备等条件进行灵活选择。通过综合考虑，采用手工电弧焊和埋弧焊这两种焊接方法来完成该产品的主体焊缝的焊接。4.2 焊接工艺方案的选择换热器中的焊缝分布见图4.1。GB150将压力容器中的焊缝按照接头类型与工作载荷性质分为A、B、C、D四类，其中对A类焊缝的质量要求最为严格。下面对各个焊接处进行分析，以便确定合理的焊接方法和焊接工艺。由于焊缝较多，我只选取了几个典型的焊缝进行分析7。4.2.1 环焊缝焊接工艺方案选择A-1是椭圆封头与筒节的环焊缝，采用对接接头，选择Y形坡口，侧用手工电弧焊打底并焊满，外侧用埋弧

35、焊焊接。在这里外侧不选用手工电弧焊来焊满主要图4.1 换热器的焊缝分布图是因为筒节的直径为1520mm，尺寸有点大，从提高生产效率出发，故选用埋弧焊。母材：16MnR(Fe-1-2)焊材：焊条型号E5015，焊条牌号J507（低氢型），焊剂型号F5A0-H10Mn2,焊剂牌号或焊丝牌号HJ350-H10Mn2（/T 4709）焊接参数：焊条直径为4.0mm，焊接电流为160-210A，焊接电压为21-22V。埋弧焊的焊丝直径为4mm，装配间隙为4mm，焊接电流为780-820A，焊接电压为38-40V，焊接速度为27.5m/h预热：虽然它的抗拉强度达到490MPa，但是由于它的碳当量较低，淬硬

36、倾向小，而且壁厚较薄，故不需要预热。（/T 4709 P104）后热：由于16MnR是低合金钢，且淬硬倾向较小，故不需要后热。焊后热处理：由于使用埋弧焊焊满，焊接热输入较大，焊接区冷却速度较慢，而且接头壁厚为10mm，故不需要进行焊后热处理。4.2.2 筒节纵焊缝焊接工艺方案选择A-2是筒节的一个纵焊缝，采用对接接头，Y形坡口，在焊缝外侧加一个衬垫，在侧用埋弧焊焊满。将衬垫去掉，外侧用埋弧焊焊满。焊接顺序是先焊焊缝，再焊外焊缝。母材：16MnR(Fe-1-2)焊材：焊剂型号F5A0-H10Mn2,焊剂牌号或焊丝牌号HJ350-H10Mn2（/T 4709）焊接参数：埋弧焊的焊丝直径为5mm，装

37、配间隙为3-4mm，焊接电流为700-750A，焊接电压为34-36V，焊接速度为30m/h预热：虽然它的抗拉强度达到490MPa，但是由于它的碳当量较低，淬硬倾向小，而且壁厚较薄，故不需要预热。（/T 4709 P104）后热：由于16MnR是低合金钢，且淬硬倾向较小，故不需要后热。焊后热处理：由于使用埋弧焊焊满，焊接热输入较大，焊接区冷却速度较慢，而且接头壁厚为10mm，故不需要进行焊后热处理。4.2.3 浮头盖与浮头法兰的环焊缝焊接工艺方案选择C-1焊缝是浮头盖和浮头法兰之间的焊缝，采用角接接头，使用手工电弧焊进行焊接。母材：16MnR与16MnR(Fe-1-2)焊材：焊条型号E5015

38、，焊条牌号J507（低氢型）。焊接参数：第一层：焊条直径为4.0mm，焊接电流为160-210A，焊接电压为21-22V。以后各层：焊条直径为5.0mm，焊接电流为220-280A，焊接电压为24-26V。预热：由于此处弯曲应力较大，同时为了防止淬硬倾向变大，所以要进行预热，预热温度为120-130。同时焊接时还要保持适合的层间温度，使焊缝在冷却过程中不至于出现大的应力，层间温度保持在150左右，但不能低于预热温度。后热：由于16MnR和16Mn是低合金钢，且淬硬倾向较小，故不需要后热。焊后热处理：由于这里是应力集中的部位，这将会导致各种焊接缺陷在这里产生，所以焊后一定要进行热处理，热处理温度为620，保温时间为2h。4.2.4 管板堆焊的焊接工艺方案的选择C-18是管板是的堆焊焊缝，采用手工电弧焊进行施焊母材：10MoWVNb（Fe-3-2）焊材：过渡层为A302，耐腐蚀层为A132。焊接参数：过渡层焊2层，焊条直径为4mm,焊接电流为130-150A，焊接电压为22-24V，焊接速度为8-10cm/min。耐蚀层焊2-4层，焊条直径为4mm，焊接电流为140-170A，焊接电压为22-24V,焊接速度为10-12cm/min。预热：预热温度为100，层间温度为150。焊后热处理：堆焊到2-3mm时进行热处理，热处理温度