垂直固定俯位管板焊

子任务十一　垂直固定俯位管板焊

目标要求

1.灵活运用手臂和手腕的动作，适应固定管板焊接时焊条角度的变化。

2.掌握管板填充层及盖面层的焊接技术。

一、任务

任务单如图1.69所示。

二、任务准备

(1)焊件：孔板材料为Q235钢板，规格为100mm×100mm×10mm，中心加工出比管外径大5～6mm的圆孔，并在中心孔的一侧加工出50°的坡口；钢管材料为Q235A，其尺寸为φ60mm×60mm×5mm。

(2)焊条：E4303型，直径为2.5mm和3.2mm。

(3)装配及定位焊：将管子插入孔板内，调整孔板与管子之间的根部间隙为2.5～3mm，保证孔板与管子相互垂直，采取三点对称定位焊，定位焊缝长度不得超过10mm。

三、任务相关知识

管板类接头是锅炉、压力容器制造业主要的焊缝形式之一，根据接头形式的不同可分为插入式管板和骑座式管板；根据空间位置的不同，每类管板又可分为垂直固定俯位焊、垂直固定仰位焊和水平固定全位置焊。管板类接头实际上是一种T形接头的环形焊缝焊接。焊接时，当要求焊缝背面熔透成形时，必须在管板上开出一定尺寸的坡口，坡口尺寸要满足焊接电弧能深入焊缝根部进行焊接的要求。在生产中，当管的孔径较小时，一般采用骑座式接头形式，见图1.70(a)，进行单面焊双面成形；当管的孔径较大时，则采用插入式接头形式，见图1.70(b)，进行单面焊双面成形。

图1.69

注：焊缝符号表示开50°单边V形坡口，焊脚尺寸为8mm的角焊缝T形接头。

图1.70

(a)骑座式；(b)插入式

四、任务实施

(1)熟悉图样，清理焊件表面，留出根部间隙，三点定位焊。

(2)确定焊接工艺参数，见表1.17。

表1.17　垂直固定俯位管板焊焊接工艺参数

(3)打底层焊接。用断弧焊法进行焊接，始焊点选在定位焊缝处，在保证正确焊条角度的前提下，尽量向左转动手臂和手腕。引燃电弧后，拉长弧到始焊部位逐渐压低电弧，使电弧的2/3落在孔板坡口根部，1/3贴在管壁上，以保证管板两侧焊接热量均衡(考虑管与板的厚度不同)，待熔孔形成后立即熄弧，观察熔池由亮稍变暗立即燃弧，熔焊约1s形成熔池出现熔孔后再熄弧，如此有节奏地打底焊。随着焊接工作的进行要不断地转动手臂和手腕，以保持正确的焊条角度，防止熔渣超前以致产生夹渣和未熔合的缺陷。更换焊条进行接头时，将接头处约20mm长度的熔渣清除掉，在裸露出弧坑后面10mm的焊道上引弧，稍拉长弧焊至接头的弧坑处压低电弧，当击穿根部并形成熔孔后，转入正常的断弧焊接。焊至封闭焊缝，要进行接头时需连续焊接不可断弧，焊条伸向弧坑内向内压一下，稍作停顿，然后焊过缓坡，填满弧坑后熄弧。

(4)填充层焊接。要认真清理打底焊道的熔渣和飞溅，适当调大焊接电流。运条时焊条角度要正确，注意焊道两侧的熔化状况，适时调节电弧不同的停顿时间，使管子与板受热均衡，并保持熔渣对熔池的覆盖保护，不超前或拖后，才能获得良好成形。填充层要稍凸出孔板表面约3mm焊脚尺寸，要求焊道平整、宽度均匀，为盖面层焊接打好基础。

(5)盖面层焊接。必须保证8mm的焊脚尺寸，采取两道焊。第一条焊道紧靠板面与填充层焊道的夹角处，运条时焊条角度要正确，焊接速度要适宜，控制焊道边缘在所要求焊脚尺寸线上，并且焊道边缘整齐、焊道平整。第二条焊道应重叠于第一条焊道1/2～2/3，运条速度要均匀，焊条作小幅度的前后摆动使焊道细些，避免焊道间凸起或凹槽，并防止管壁咬边。

(6)清理焊件表面的熔渣和飞溅物，检查焊缝质量。

五、任务分配

焊件：孔板材料为Q235钢板，规格为100mm×100mm×10mm，中心加工出比管外径大5～6mm的圆孔，并在中心孔的一侧加工出50°的坡口；钢管材料为Q235A，其尺寸为φ60mm×60mm×5mm。按图1.69要求练习。

焊条：E4303型，直径为2.5mm和3.2mm。

单件工时：50min。

六、任务检测与评价

管板类接头形式的检测手段尚不完善，不能对产品上的焊缝进行100％X射线探伤，只能进行表面探伤及间接金相抽样。

七、任务总结(任务质量分析)

垂直固定俯位管板焊接时，由于垂直管管壁较薄，孔板较厚，如果操作不当，焊件受热不均衡在管侧容易产生咬边或焊缝偏下，以及在板侧产生夹渣、未焊透和未熔合等缺陷。因此，在焊接操作中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。垂直固定俯位管板的焊接过程，是手臂和手腕灵活性基本功的训练，操作时，要随着焊接位置的变化，适时调整相应的焊条角度，并控制好熔池的熔化状态。

八、复习思考题

(1)固定管板焊接如何分类?

(2)垂直固定俯位管板焊接时如何保持管与板受热均衡?

(3)垂直固定俯位管板焊如何防止熔渣超前产生夹渣缺陷?

(4)叙述垂直固定俯位管板单面焊双面成形的操作要领。