铸钢件的焊接工艺探讨

2023-06-28 理论教育版权反馈

【摘要】：③去应力处理规范按铸钢件精整后的工艺进行。

1.同材料铸钢件产品组装焊接

这类工艺主要是针对同种材料铸钢件的对接或连接组装焊缝，如铸钢件进汽连接、管件、半环等产品的组装焊接。工艺主要内容如下：

1）编制工艺时，首先要明确适用范围，并绘制零件装焊位置示图。

2）确定焊接方法。为了确保焊接质量，对一些焊缝质量要求较高并且又无法清根的焊缝，一般采用氩弧焊打底。焊接时，对坡口底部采取充氩保护，氩弧焊打底焊完后采用焊条电弧焊或CO₂气体保护焊进行坡口填充焊接。

3）选择焊接材料。根据已选定的焊接方法，并按照设计图样或技术标准要求以及铸钢件材料和坡口情况选择焊接材料，包括焊条、焊丝的牌号、规格和气体等。

4）确定焊接参数，包括焊接电流、电弧电压、层间温度、气体流量等。

5）装配。对于需要多个部件组装成形的铸钢件产品，可以分步组焊进行，也可以采取先进行全部组装然后再焊接的方法。

①装配前按图样要求对需要装配的零部件坡口及其周围20mm范围内外表面清理干净，去除表面油污、水分、锈蚀等污物，进行PT检测确认。

②确定装配后是否需要采用∏形铁或拉筋进行固定。

③定位焊固定的要求，包括装配间隙，错边量、定位焊要求、定位焊焊缝长度、定位焊部位及处数及定位焊间隔距离等。

④检查装配后的尺寸、垂直度及装配质量符合要求后预热焊接。

6）焊前预热要求。主要是根据组焊件的材料、坡口尺寸、焊接性及焊接方法来确定预热温度。根据不同情况可采用整体进炉加热、局部气体火焰加热或远红外线陶瓷电加热器局部加热。

7）焊接操作。焊接操作要求如下：

①采用氩弧焊焊打底层，背面进行充氩保护，为了确保根部焊缝质量，氩弧焊打底层焊缝可以采用干磁粉检测确认。

②焊接过程每道焊缝的焊渣、飞溅等必须清理干净，必要时可采用砂轮打磨清除。

8）焊接质量检查。焊缝外观必须符合图样和技术标准规定的外形厚度尺寸的要求。焊缝尺寸按图样要求，焊缝在中心部分可以加强，但应均匀过渡到母材，去应力处理后对焊缝进行MT或PT检测。组装零件（主要是接管）焊接接头外径大于150mm的对接焊缝一般要求进行UT或RT检测。

9）去应力热处理。主要要求如下：

①对焊缝需要RT检测的，先进行RT检测，如果坡口较大，易产生裂纹的可以采用远红外线电加热进行局部去应力或预防白点退火，然后再进行RT检测，符合要求后进炉去应力处理。

②多个部件组焊的对先焊完的焊缝可以采用远红外线电加热进行局部去应力处理，全部焊缝焊完并进行RT检测符合要求后进炉去应力处理。

③去应力处理规范按铸钢件精整后的工艺进行。

10）焊接质量及铸钢件尺寸检查，具体要求如下：

①焊缝外观质量、装焊后的整体尺寸和垂直度，以及法兰组与锥法兰的平行度应符合铸钢件标准要求，采用内窥镜检查焊缝背面根部质量。

②去应力处理后进行对焊缝及周围20mm范围打磨进行MT或PT、UT检测。2.异种材料铸钢件产品组装焊接

这类工艺主要针对汽轮机缸体与管子、凸台、接头、撑杆等锻造零件组焊或缸体与板材零件组焊。工艺规程编制的主要内容如下：

（1）零件明细详细了解图样中的与缸体组焊的零件名称、形状、尺寸、数量、材料等，并在工艺规程中列出明细表。

（2）有关要求编制工艺时，要明确参与制造该产品的焊接、装配及检查等有关人员，他们应熟悉图样、工艺和相关标准；零件组装前须经检查员复查验收；要明确焊工资质等要求；要绘制零件装焊位置示图。

（3）画线装配按图样要求的部位画线装配，装配前采用砂轮将装焊部位及周围打磨干净，并对坡口表面粘砂、氧化皮、油污、锈蚀等进行清理。

（4）定位焊零件组装后进行定位焊牢固，并对定位焊操作提出具体要求；定位焊后，进行位置、尺寸、垂直度及定位焊焊缝质量检查。

（5）选择焊接方法及焊接材料按照根据现场条件、零件装焊操作位置、坡口形状分别采用焊条电弧焊、CO₂气体保护焊（包括混合气体保护焊）和钨极氩弧焊，也可以几种方法同时或交叉采用。焊接材料包括焊条、焊丝和气体，焊接材料的选择一般按照图样、技术标准要求或按就高原则选择。

（6）焊前预热主要是根据气缸和组焊的零件材料、结构形状、坡口尺寸以及焊接性来确定预热温度。一般按照材料焊接性较差的来选择预热温度，根据不同情况可采用整体进炉加热、局部气体火焰加热或远红外线陶瓷电加热器局部加热。

（7）焊接操作要点

1）大多数管子对接焊缝都要求进行RT检测，因此管子对接焊时，对其装配间隙、错边尺寸要求非常严格。

2）气缸管子（接管）组装大多数是采用垂直立装，特别是厚壁管的组焊，焊接操作位置主要是横焊，因此焊前坡口的形状角度要求上大下小（坡口上半部即管子的坡口角度40°～45°，下坡口即铸钢件本体坡口角度5°～10°），以利于焊接操作，防止产生未熔合、夹渣等焊接缺陷。坡口形状角度如图4-1所示。

图4-1 厚壁管组焊操作坡口位置

3）焊接过程温度不低于预热温度，层间温度控制在超出预热温度上限50℃内选取，但不低于预热温度。

4）打底焊采用氩弧焊或焊条电弧焊，采用焊条电弧焊时要选用小直径焊条操作。

5）焊接过程每道、每层焊缝的焊渣、飞溅等必须清理干净，必要时可采用砂轮打磨。

6）深坡口的清根要求。深坡口焊至坡口深度1／3～1／2，先采用碳弧气刨和砂轮打磨进行反面清根，符合要求后将清根部位先焊完，再焊正面坡口。

7）确定焊接参数，包括焊接电流、电弧电压、层间温度、气体流量等。

（8）焊接质量检查焊缝外观必须符合图样和技术标准规定的外形厚度尺寸的要求。焊缝尺寸按图样要求，焊缝在中心部分可以加强，但应均匀过渡到母材，所有与本体连接焊缝加强厚度一般为0～5mm，咬边深度不超过1mm，且根部呈圆弧状。

去应力处理后对焊缝进行MT检测，组装零件焊接接头外径大于150mm的对接焊缝一般要求进行RT检测。

（9）去应力热处理全部焊缝焊完并RT检测符合要求后进炉去应力处理，为了减少铸钢件产品的高温去应力次数，去应力处理可以随同铸钢件精整补焊后的去应力处理一同进行，某些特殊情况的管子对接也可采用远红外线电加热局部去应力处理。