焊工/制造類專業(yè)系列

第1章 焊工安全文明生產(chǎn)

1.1 個(gè)人防護(hù)

1.1.1 佩戴個(gè)人防護(hù)用具的意義

1.1.2 個(gè)人防護(hù)用具的種類和要求

1.2 安全用電

1.2.1 發(fā)生觸電的原因

1.2.2 避免焊接觸電的防護(hù)措施

1.2.3 觸電搶救措施

1.3 防火、防爆

1.3.1 焊接現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生爆炸的可能性

1.3.2 防火、防爆措施

1.4 特殊環(huán)境安全措施

1.4.1 包焊工高空作業(yè)安全措施

1.4.2 內(nèi)有易燃、易爆介質(zhì)的容器與管道的焊補(bǔ)作業(yè)

1.5 焊接勞動(dòng)保護(hù)措施

1.5.1 焊接弧光的危害與防護(hù)

1.5.2 高頻電磁場(chǎng)的防護(hù)

1.5.3 焊接煙塵和有毒氣體的防護(hù)

第2章 焊條電弧焊

2.1 平敷焊

2.1.1 焊條電弧焊原理

2.1.2 焊條電弧焊的特點(diǎn)

2.1.3 常見焊接缺陷及防止措施

2.2 板厚為3mm的Q235鋼的Ⅰ形坡口對(duì)接平焊

2.3 板厚為12mm的Q235鋼的T形接頭橫角焊

2.3.1 碳鋼的分類和牌號(hào)

2.3.2 碳鋼的焊接性

2.3.3 低碳鋼的焊接

2.4 板厚為12mm的Q235鋼的V形坡口對(duì)接平焊

2.4.1 坡口

2.4.2 焊接工藝與焊接方法及金屬材料的焊接性

2.5 板厚為12mm的Q345鋼的V形坡口對(duì)接立焊

2.5.1 低合金結(jié)構(gòu)鋼的分類

2.5.2 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼

2.5.3 低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接性

2.6 板厚為12mm的Q345鋼的V形坡口對(duì)接橫焊

2.7 板厚為12mm的Q235鋼的V形坡口對(duì)接仰焊

2.7.1 焊接應(yīng)力與變形的概念

2.7.2 焊接應(yīng)力與變形產(chǎn)生的原因

2.8 騎坐式管板垂直固定俯焊

2.8.1 焊接殘余應(yīng)力的分類

2.8.2 控制焊接殘余應(yīng)力的工藝措施

2.8.3 消除焊接殘余應(yīng)力的方法

2.9 騎坐式管板水平固定全位置焊

2.9.1 焊接殘余變形的分類

2.9.2 控制焊接殘余變形的工藝措施

2.9.3 矯正焊接殘余變形的方法

2.10 小徑管垂直固定對(duì)接焊

2.10.1 焊接接頭的組成

2.10.2 焊接接頭的形式

2.11 20鋼管水平固定對(duì)接焊條電弧焊

2.11.1 選擇合適的焊接工藝方法

2.11.2 選擇合適的焊接參數(shù)

2.11.3 選擇合適的焊接熱輸入

2.11.4 選擇合理的焊接操作方法

2.11.5 正確選擇焊接材料

2.11.6 控制熔合比

第3章 CO2氣體保護(hù)焊

3.1 CO2氣體保護(hù)焊焊槍的使用

3.2 板厚為3mm的Q235鋼的Ⅰ形坡口對(duì)接平焊

3.3 半自動(dòng)CO2氣體保護(hù)焊鋼板T形接頭平角焊

3.3.1 CO2氣體保護(hù)焊的工作原理

3.3.2 CO2氣體保護(hù)焊的特點(diǎn)

3.3.3 CO2氣體保護(hù)焊的分類

3.4 半自動(dòng)CO2氣體保護(hù)焊鋼板T形接頭垂直立角焊

3.4.1 CO2氣體保護(hù)焊的工藝特點(diǎn)

3.4.2 CO2氣體保護(hù)焊的冶金特點(diǎn)

3.5 半自動(dòng)CO2氣體保護(hù)焊鋼板對(duì)接平焊

3.5.1 CO2氣體保護(hù)焊過程中的熔滴過渡

3.5.2 CO2氣體保護(hù)焊的氣孔

3.5.3 CO2氣體保護(hù)焊的飛濺

3.5.4 CO2氣體保護(hù)焊的應(yīng)用

3.6 半自動(dòng)CO2氣體保護(hù)焊鋼板對(duì)接橫焊

3.6.1 CO2氣體保護(hù)焊的設(shè)備型號(hào)

3.6.2 CO2氣體保護(hù)焊設(shè)備的組成

3.7 半自動(dòng)CO2氣體保護(hù)焊鋼板對(duì)接立焊

3.7.1 焊絲分類概述

3.7.2 實(shí)芯焊絲的分類及特點(diǎn)

3.7.3 藥芯焊絲的分類及特點(diǎn)

3.7.4 藥芯焊絲與實(shí)芯焊絲的異同

3.8 半自動(dòng)CO2氣體保護(hù)焊鋼板對(duì)接仰焊

3.8.1 焊縫金屬的脫氧

3.8.2 焊縫金屬的脫硫

3.8.3 焊縫金屬的脫磷

3.8.4 焊縫金屬的脫氫

3.8.5 焊縫金屬的脫氮

第4章 手工鎢極氳弧焊

4.1 板厚為6mm的Q235鋼的V形坡口鎢極氬弧焊對(duì)接平焊

4.2 板厚為6mm的Q235鋼的V形坡口鎢極氬弧焊對(duì)接立焊

4.3 板厚為6mm的Q235鋼的V形坡口鎢極氬弧焊對(duì)接橫焊

4.3.1 焊絲

4.3.2 焊絲牌號(hào)

4.3.3 焊絲的使用與保管

4.3.4 鎢極

4.3.5 氬氣

第5章 氣焊與氣割

5.1 板厚為2mm的Q235鋼的Ⅰ形坡口氣焊對(duì)接平焊

5.2 鑄鐵件的氣焊焊補(bǔ)

5.2.1 氣焊的設(shè)備

5.2.2 鑄鐵的焊接

5.3 三通管的氣焊

5.4 黃銅管水平固定對(duì)接氣焊

5.4.1 氣焊焊接材料

5.4.2 銅及銅合金的焊接

5.4.3 銅及銅合金的焊接工藝

5.5 V形坡口的氣割

5.6 X形坡口的氣割

第6章 埋弧焊

板厚為6mm的Q235鋼帶焊劑墊的Ⅰ形坡口埋弧焊對(duì)接平焊

6.1.1 埋弧焊的基本知識(shí)

6.1.2 焊接材料

參考文獻(xiàn)

《焊工(中等職業(yè)教育教改創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教材)》內(nèi)容按照焊工安全文明生產(chǎn)、焊條電弧焊、二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊、手工鎢極氬弧焊、氣焊與氣割以及埋弧焊的順序設(shè)計(jì)，在保證基本知識(shí)夠用的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生分析問題、動(dòng)手操作并解決實(shí)際問題的能力。為此，每一個(gè)章節(jié)內(nèi)都配有詳細(xì)的操作步驟和相關(guān)知識(shí)，以幫助學(xué)生提高實(shí)際操作技能；每一個(gè)章節(jié)都配有相應(yīng)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，幫助學(xué)生完成自我評(píng)價(jià)；每一個(gè)章節(jié)都配有相應(yīng)的思考與練習(xí)，幫助學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí)。本書由李永晟和李偉任主編。

《焊工(機(jī)械加工制造類)》：農(nóng)村勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移就業(yè)職業(yè)培訓(xùn)教材。

《國(guó)家職業(yè)資格培訓(xùn)教程·焊工系列·焊工:技師技能 高級(jí)技師技能》按照模塊化的方式，分初級(jí)、中級(jí)、高級(jí)、技師、高級(jí)技師五個(gè)等級(jí)進(jìn)行編寫。內(nèi)容涉及焊前準(zhǔn)備、焊接、焊后檢查、焊接生產(chǎn)管理、焊工培訓(xùn)和考核。2100433B

超大型耐熱鋼焦炭塔制造組焊工法適用范圍

《超大型耐熱鋼焦炭塔制造組焊工法》適用于材料為Cr-Mo珠光體、貝氏體耐熱鋼大直徑壓力容器的整體制造、現(xiàn)場(chǎng)分片組焊；還適用于大直徑壓力容器的整體制造 。

超大型耐熱鋼焦炭塔制造組焊工法工藝原理

《超大型耐熱鋼焦炭塔制造組焊工法》是根據(jù)焦炭塔的交貨狀態(tài)、結(jié)構(gòu)及材料特點(diǎn)、工期及技術(shù)質(zhì)量要求、可利用資源，結(jié)合在大型設(shè)備制造方面的經(jīng)驗(yàn)和優(yōu)勢(shì)，優(yōu)化組合而成的新工藝方法，其工藝原理為：

1、錐形連體過渡段的加工是通過進(jìn)行爐外精煉、鍛壓、熱處理及精確的冷成型（通過改進(jìn)鍛壓和成型工藝，鍛件的厚度比原來減少15毫米左右，節(jié)省材料，減少加工量），坡口加工后進(jìn)行組對(duì)、焊接和熱處理，再進(jìn)行機(jī)械加工和無損檢測(cè)，解決了大型錐體過渡段鍛件的制作難題。

2、該工法是中國(guó)國(guó)內(nèi)首次使用1.25Cr-0.5Mo-Si 410S/1.25Cr-0.5Mo-Si材料。設(shè)計(jì)對(duì)材料和焊縫金屬的要求高：其中材料σb在415~585兆帕間（焊縫金屬不大于材料的1.1倍），σ0.2≥241兆帕；-20℃時(shí)沖擊值254焦耳；X系數(shù)W15PPm等。通過對(duì)板材、鍛件、特別是焊接材料的化學(xué)成分調(diào)整和熱處理的控制，經(jīng)過大量的試驗(yàn)和復(fù)驗(yàn)，制定了合理先進(jìn)的工藝措施，滿足了設(shè)計(jì)要求，且低溫沖擊值一般均在100焦耳以上。

3、通過對(duì)埋弧焊機(jī)的專門設(shè)計(jì)和改造，將焊機(jī)倚掛在設(shè)備壁板上，筒體上圈筒節(jié)頂部作為焊機(jī)行走路徑，并設(shè)計(jì)合理的坡口，使用了橫向埋弧自動(dòng)焊焊接工藝。

4、焊接時(shí)采用電加熱方式保證了焊前預(yù)熱溫度、焊接層間溫度和焊后消氫溫度；同時(shí)，通過改造加熱器的結(jié)構(gòu)形式（為滿足水平埋弧焊，在預(yù)熱用的加熱器上安裝滾珠軸承），并對(duì)塔體進(jìn)行了剛性外加固，提高塔體剛度，保證塔體表面質(zhì)量，解決了預(yù)熱、消氫處理難題，使用了埋弧自動(dòng)焊焊接工藝。

5、釆用現(xiàn)場(chǎng)組焊，在裝置外預(yù)制、分段組焊的方法能克服現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)環(huán)境狹窄的制約因素；釆用分段吊裝可選用合理的吊裝能力相對(duì)較小的吊車，滿足了因場(chǎng)地狹窄大型吊車無法站位的組焊要求，并對(duì)周邊單元施工影響也降到最低，提高吊車?yán)寐?，有效降低吊裝成本。

6、在預(yù)制平臺(tái)組對(duì)時(shí)，通過投影檢測(cè)的方法，保證了下椎體上口與下口的同心度。設(shè)置多個(gè)預(yù)制平臺(tái)進(jìn)行筒節(jié)組對(duì)和分段組裝，可以形成流水作業(yè)，提高人員勞動(dòng)效率和機(jī)具使用率。

7、在熱處理方面，利用大型熱處理爐（現(xiàn)場(chǎng)拼裝式的和正式的）在爐內(nèi)進(jìn)行立式分段整體熱處理和段間環(huán)縫局部熱處理相結(jié)合的方法，以及組焊完畢在基礎(chǔ)上進(jìn)行整體內(nèi)燃式、外保溫的熱處理方法，解決了大設(shè)備整體熱處理的技術(shù)難題，保證了熱處理質(zhì)量 。

超大型耐熱鋼焦炭塔制造組焊工法工藝流程

一、加工廠加工工藝

工廠加工工藝流程見下圖：

二、現(xiàn)場(chǎng)組焊工藝

現(xiàn)場(chǎng)組焊分段立式組裝施工工藝流程見下圖：

三、具體工藝順序

根據(jù)吊裝、熱處理、焊接等工裝能力，按排版圖筒體組焊成7~12米段進(jìn)行爐內(nèi)熱處理，然后進(jìn)行外加固；封頭單獨(dú)成體；錐體段除最下段外，其余組焊成一體后與鍛焊過渡段組焊（B12），然后進(jìn)行爐內(nèi)熱處理；最下面段與排焦口法蘭（B16）焊接后進(jìn)行爐內(nèi)熱處理，然后進(jìn)行法蘭密封面的加工。環(huán)縫先組焊B1縫、接著組對(duì)B5、B9縫、最后組焊B11縫，B15縫在立式狀態(tài)下組對(duì)焊接。

四、現(xiàn)場(chǎng)組焊分段

現(xiàn)場(chǎng)組焊分段原則：焦炭塔以分片形式運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，根據(jù)吊車吊裝能力，在指定區(qū)域組對(duì)焊接成三段，即裙座 大錐段 1節(jié)筒體構(gòu)成下段、5節(jié)中間筒體為中段和球封頭 3節(jié)筒體構(gòu)成上段，經(jīng)過二次倒運(yùn)至吊裝位置進(jìn)行吊裝，用400噸吊車進(jìn)行吊裝 。

超大型耐熱鋼焦炭塔制造組焊工法操作要點(diǎn)

一、鍛件制造工藝要點(diǎn)

錐形過渡段鍛件整體由4份組對(duì)拼焊組成，每份長(zhǎng)約8米，均厚為245~255毫米，具體如下圖所示：

（改進(jìn)鍛壓和成型工藝后，有所減?。└鞴ば蚬に囈c(diǎn)見下表：

二、組裝工藝要點(diǎn)

1、工廠預(yù)制總體方案

（1）鍛件組對(duì)在平整的胎膜上按事先號(hào)制的線進(jìn)行，無需進(jìn)行加固。

（2）設(shè)計(jì)合理的坡口?？v縫坡口外大內(nèi)小，以防止棱角的產(chǎn)生，環(huán)縫坡口應(yīng)適用于橫向埋弧焊工藝；復(fù)合板的坡口復(fù)層開設(shè)5~6毫米的臺(tái)階，以防止碳鋼焊材焊至復(fù)層上而產(chǎn)生裂紋；筒節(jié)的組對(duì)和筒體的組對(duì)應(yīng)在剛性平臺(tái)上進(jìn)行，以防止產(chǎn)生端口不平。

（3）每3~4個(gè)筒節(jié)立式組焊成一大段（一般高約8~12米，也可以組對(duì)成5~8米段），環(huán)縫釆用橫向埋弧焊進(jìn)行焊接。環(huán)縫立式組對(duì)吊裝采用“十”字平衡梁進(jìn)行，以防橢圓變形。熱處理前對(duì)筒體進(jìn)行外加固，熱處理后將筒體放倒，利用300噸滾輪架將幾個(gè)大段臥式逐一組對(duì)焊接環(huán)縫而成整體，并制作埋弧自動(dòng)焊專用操作平臺(tái)架。具體程序根據(jù)焦炭塔制造排版圖。

（4）為保證圓度，外加固圈應(yīng)整體制作并立式將其設(shè)置在筒體上。程序如下：

以加固圈外圈尺寸加焊接收縮量為直徑制作作為加固圈外翼板的筒節(jié)（內(nèi)翼板可分瓣單獨(dú)滾制）→自動(dòng)切割作為加固圈的腹板→腹板與外翼板筒節(jié)組對(duì)焊接f用自動(dòng)切割機(jī)切割成單獨(dú)加固圈→放置在水平胎具上組焊內(nèi)翼板成整體加固圈→將加固圈套置在塔筒體的指定位置，如下圖所示：

注：分段筒體在熱處理爐內(nèi)立式進(jìn)行，爐子可以是電加熱也可以是油氣加熱。

（5）焦炭塔組焊分段情況如下圖所示。

2、操作要點(diǎn)

（1）坡口設(shè)計(jì)要合理，要防止棱角產(chǎn)生，滿足埋弧焊的需要，而且復(fù)合板坡口須設(shè)置臺(tái)階。外加固圈應(yīng)整體制作、整體設(shè)置在筒體上，并用加減絲拉緊后焊接牢固，內(nèi)側(cè)翼板局部（隔一定距離）釆用與殼體相同的材料，以便與殼體進(jìn)行部分的焊接。

（2）筒體、錐形封頭、橢圓封頭的立縱向焊縫組對(duì)焊接應(yīng)在找平后的剛性平臺(tái)上進(jìn)行；環(huán)向焊縫組對(duì)、焊接以及整體組對(duì)，應(yīng)在找水平后的滾輪架上進(jìn)行，以保證圓度及端面不平度。環(huán)縫組對(duì)時(shí)應(yīng)事先測(cè)量周長(zhǎng)，使錯(cuò)邊均勻。

（3）塔體整體組對(duì)在大型托滾上進(jìn)行，托滾下面設(shè)置軌道，對(duì)托滾應(yīng)找水平和對(duì)中，以免塔體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生偏重和偏心。

（4）為防止殼體失穩(wěn)并避免殼體損傷，與滾輪架滾輪接觸應(yīng)是外加固圈。

（5）工卡具、吊耳、引弧板等須統(tǒng)一設(shè)置，嚴(yán)禁強(qiáng)制組對(duì)。

（6）成型弧板、筒節(jié)、成段筒體的吊運(yùn)應(yīng)采用專用平衡梁，以防變形。

3、現(xiàn)場(chǎng)分片組裝方案和要求

3.1、筒節(jié)和筒體組對(duì)（見下圖）

（1）筒節(jié)組對(duì)在剛性平臺(tái)胎具上進(jìn)行，組裝胎具的基準(zhǔn)面必須找平，其水平度允許偏差為1毫米；

（2）在距離組對(duì)焊縫兩側(cè)約100毫米范圍處各設(shè)置一塊定位板，在組裝基準(zhǔn)圓內(nèi)，設(shè)置組裝胎具，以定位板和組裝胎距為基準(zhǔn)，用工卡具使瓣片緊靠定位板和胎具，進(jìn)行對(duì)口間隙和錯(cuò)邊量的調(diào)整；

（3）組對(duì)完成后，在筒圈外測(cè)進(jìn)行必要的防變形加固措施，可采用工廠組焊的外加固方法；

（4）筒體環(huán)縫組焊也應(yīng)在剛性水平平臺(tái)上進(jìn)行，在底圈筒體的上口內(nèi)側(cè)或外側(cè)每隔500毫米設(shè)置一塊定位板，以定位板為基準(zhǔn)，相鄰?fù)补?jié)四條方位母線要求必須對(duì)正，在對(duì)口處每隔500毫米放置間隙片一塊，用調(diào)節(jié)絲杠調(diào)整組對(duì)間隙，用卡子、銷子調(diào)整錯(cuò)邊量，使其沿圓周均勻分布，防止局部超標(biāo)。

3.2、下段筒體組對(duì)，組對(duì)流程見下圖：

3.3、錐體組對(duì)

（1）錐體組對(duì)在鋼平臺(tái)上劃出錐體大口組裝基準(zhǔn)圓，組裝胎具的基準(zhǔn)面必須找平，其水平度允許偏差為1毫米。

（2）以定位板和組裝胎距為基準(zhǔn)，用工卡具使瓣片緊靠定位板和胎具，進(jìn)行對(duì)口間隙和錯(cuò)邊量的調(diào)整，胎具示意圖見下圖：

（3）錐段組對(duì)間隙、錯(cuò)變量等具體允許偏差必須符合設(shè)計(jì)文件要求，并要求上下口保持同心，同心圓的檢測(cè)方式如下圖：

上圓投影到底板上的圓C1與底板定位圓C2間距相等，所有測(cè)量的a的數(shù)據(jù)相等。

（4）錐體環(huán)縫組對(duì)時(shí)，在底圈筒體的上口外側(cè)每隔500毫米設(shè)置一塊定位板，以定位板為基準(zhǔn)，相鄰?fù)补?jié)四條方位母線應(yīng)對(duì)正，在對(duì)口處每隔500毫米放置間隙片一塊，用調(diào)節(jié)絲杠調(diào)整組對(duì)間隙，用卡子、銷子調(diào)整錯(cuò)邊量，使其沿圓周均勻分布，防止局部超標(biāo)。

（5）錐體與圓筒筒圈組對(duì)要求同上。

3.4、上段組對(duì)（上段組對(duì)流程圖見下圖：）

（1）球形封頭的組對(duì)必須搭設(shè)臨時(shí)胎具，其水平度允許偏差為1毫米，球形封頭組對(duì)胎具示意如下圖：

（2）以定位板和組裝胎距為基準(zhǔn)，用工卡具使瓣片緊靠定位板和胎具，進(jìn)行對(duì)口間隙和錯(cuò)邊量的調(diào)整。

（3）找正球形封頭整體的錯(cuò)邊量、對(duì)口間隙、下口的周長(zhǎng)、圓度等。

（4）球形封頭與圓筒筒圈組對(duì)時(shí)，根據(jù)球形封頭最大切面的幾何尺寸與相鄰的筒圈A1的幾何尺寸應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，具體以球形封頭的尺寸為準(zhǔn)。

三、焊接工藝要點(diǎn)

1、工廠制作總體方案

（1）筒體、錐形封頭、橢圓封頭的縱向焊縫焊接釆用立式手工電弧焊，筒節(jié)間的段內(nèi)環(huán)縫釆用橫向埋弧自動(dòng)焊；筒體間、筒體與錐形封頭、橢圓封頭之間的環(huán)向焊縫，組對(duì)成大段采用臥式埋弧自動(dòng)焊（見下圖：）。

（2）復(fù)合板段的復(fù)層和過渡層采用NiCrFe-3的Ni基焊材，避免使用其他奧氏體焊材而產(chǎn)生與鐵素體膨脹系數(shù)不一致的問題。

2、現(xiàn)場(chǎng)分片組焊總體方案

（1）現(xiàn)場(chǎng)所有縱、環(huán)縫的焊接全部釆用手工電弧焊。

（2）復(fù)合板段的復(fù)層和過渡層釆用NiCrFe-3的Ni基焊材，避免使用其他奧氏體焊材而產(chǎn)生與鐵素體膨脹系數(shù)不一致的問題。

3、工廠制作操作要點(diǎn)

該工法采用低合金耐熱鋼，其焊接的主要特點(diǎn)是易產(chǎn)生冷裂紋、延遲裂紋，因此降低組裝應(yīng)力、改善焊縫成型、進(jìn)行焊接預(yù)后熱、控制并釆用合理的線能量等是焊接的關(guān)鍵。同時(shí)坡口設(shè)計(jì)要合理，縱縫要防止棱角的產(chǎn)生，環(huán)縫要適合于橫向埋弧焊。焊接工藝參數(shù)如下表所示（橫向埋弧焊比水平埋弧焊要略?。?table log-set-param="table_view" data-sort="sortDisabled"> 焊接工藝參數(shù)表

焊接方法

焊材

電流（安）

電壓（伏）

焊速（厘米/分鐘）

線能量（焦耳/厘米）

手工電弧焊

R307CRH

110~160

23~26

6.5~12.5

17500~38000

埋弧焊

H08CrMo

580~650

34~36

32~48

24650~40800

（1）埋弧自動(dòng)橫焊坡口通常釆用不對(duì)稱X形坡口，上面角度稍大，根據(jù)壁板厚度一般取35°，下面開設(shè)小坡口，角度一般取15°，以利于提高焊縫性能并使清渣方便（渣容易自動(dòng)脫落）、背面清根容易。坡口上口鈍邊留1~2毫米，下口鈍邊留5~6毫米，可有效地防止組對(duì)過程中出現(xiàn)錯(cuò)邊而影響焊接質(zhì)量。典型的埋弧自動(dòng)橫焊焊接坡口如下圖所示：

埋弧自動(dòng)橫焊的一個(gè)關(guān)鍵工序在于根部打底焊接，為減少焊縫背面清根工作量，一般要求釆取以下措施：

①組對(duì)時(shí)先在下部筒節(jié)上每隔3米左右點(diǎn)焊一塊與壁板同材質(zhì)厚度為2毫米的小板條，以保證組對(duì)間隙均勻保持在1.5毫米左右，定位焊完成后用氧一乙快焰將小板條清除。這樣，根部打底焊接時(shí)焊縫背面穿透會(huì)較好，背面只要用角向磨光機(jī)打磨清根即可，使背面坡口基本保持原樣，以利于另一側(cè)的焊接工作。

②也可以采用以下方法，但小板條采用3毫米厚度，定位焊完成、小板條清除后，在背面焊縫貼上橫向?qū)咏宇^專用陶瓷襯墊，這樣，根部打底焊接能形成單面焊雙面成型，背面只需要局部修正即可進(jìn)行焊接，省時(shí)省序，并能更好地提高焊接質(zhì)量。

③若不釆取上述措施，則焊縫背面需要進(jìn)行氣刨清根，再進(jìn)行打磨，直至露出新鮮金屬。由于橫向焊接穿透性較差，氣刨清根工作量大，有時(shí)甚至?xí)俚煤苌?，焊接之前需要用手工電弧焊進(jìn)行補(bǔ)焊找齊。這樣，雖然焊前工作量少了，但背面焊接前工作量增加，而且焊接質(zhì)量還不容易保證。因此，宜采用上述兩種措施。

（2）定位焊前釆用火焰預(yù)熱，預(yù)熱溫度為200~250°C，要求定位焊焊縫每段長(zhǎng)度不小于150毫米，厚度12~16毫米，間距440~500毫米。

（3）每條縱向焊縫內(nèi)外第一、二遍釆用自上而下分段退步焊，其余各遍自下而上一次焊完。

（4）焊前及焊接過程中，焊縫表面溫度應(yīng)預(yù)熱溫度及層間溫度嚴(yán)格控制在150~250°C之間。

（5）定位焊及臨時(shí)工卡具、吊耳的焊接應(yīng)釆用和主體相同的焊接工藝及焊材，去除打磨后應(yīng)進(jìn)行表面檢査。

（6）雨、雪天、相對(duì)濕度大于85%、風(fēng)速大于10米/秒等焊接環(huán)境下，未釆取保護(hù)措施不得焊接。X寸接焊縫及角焊縫表面不得有咬邊。RT、UT、MT檢驗(yàn)須在焊接完24小時(shí)后進(jìn)行。

4、現(xiàn)場(chǎng)分片組焊操作要點(diǎn)

（1）焦炭塔所用的焊接工藝評(píng)定，須經(jīng)特檢中心、業(yè)主等相關(guān)單位審批。焊接方法按照設(shè)計(jì)文件要求選用采用焊條電弧焊和氣弧焊。

（2）焊縫坡口及組對(duì)形式

①焦炭塔環(huán)焊縫焊接形式見下圖：

②焦炭塔縱焊縫焊接形式見下圖：

③焦炭塔裙座與下椎體焊縫形式見下圖：

（3）焊接主要技術(shù)參數(shù)：

①鉻鉬鋼焊接工藝參數(shù)按照下表執(zhí)行：

②復(fù)合鋼焊接工藝參數(shù)按照下表執(zhí)行：

③鉻鉬鋼和復(fù)合鋼焊接工藝參數(shù)按照下表執(zhí)行：

四、防變形操作要點(diǎn)

1、大直徑筒節(jié)無法進(jìn)行校圓，因此縱縫的棱角應(yīng)從坡口設(shè)計(jì)、滾弧及焊接程序和方法上加以控制。坡口釆用不對(duì)稱X形坡口，滾弧時(shí)板端形成4~5毫米的負(fù)棱角如圖5.2.4-1所示（復(fù)合板的縱縫要達(dá)到6~7毫米）。焊接時(shí)，進(jìn)行分段退步焊，焊接過程中根據(jù)變形情況及時(shí)調(diào)整焊接順序，過渡層及復(fù)層焊接要實(shí)施多道焊，不得擺動(dòng)焊，以減少內(nèi)應(yīng)力控制變形。

2、由于殼體直徑大，壁厚相對(duì)較?。é?800x28 3~42），放置在滾輪上會(huì)發(fā)生癟殼失穩(wěn)，因此在殼體熱處理后安放上滾輪上之前，在殼體與滾輪接觸部位置的殼體外側(cè)設(shè)置有足夠剛度的“口”形支撐，（同時(shí)軌道和托滾要求找正）如下圖所示：

3、環(huán)縫焊接接頭局部熱處理時(shí)，支撐點(diǎn)應(yīng)設(shè)置均勻合理，盡量使被處理接頭不處于受力狀態(tài)；同時(shí)加熱器每串聯(lián)組應(yīng)設(shè)置一熱電偶，以防過燒而變形。

4、熱處理爐內(nèi)設(shè)置8個(gè)水平的活動(dòng)支撐座，并設(shè)置好加固。

5、為保證排焦口的密封效果，所有錐段的端口圓度應(yīng)合適。法蘭應(yīng)先與錐體的一段焊接，單獨(dú)整體熱處理后進(jìn)行法蘭密封面加工，然后與錐體進(jìn)行無應(yīng)力組對(duì)。焊接采用氯弧焊打底，4個(gè)焊工同時(shí)同向?qū)ΨQ進(jìn)行焊接，如下圖：

五、防止裂紋操作要點(diǎn)

1、控制下料尺寸誤差，保證滾弧質(zhì)量，組對(duì)時(shí)減少錯(cuò)口，吊裝時(shí)使用“十”字平衡梁，避免強(qiáng)力組對(duì)，減少組裝應(yīng)力。

2、焊前預(yù)熱及消氫

組對(duì)及工卡具的焊接應(yīng)采用氧-乙炔焰按規(guī)定溫度進(jìn)行預(yù)、后熱，以避免表面硬而產(chǎn)生表面裂紋；

焊前進(jìn)行150~200°C的預(yù)熱，層間溫度控制在150~250°C之間，以降低殘余應(yīng)力、提高焊接接頭的強(qiáng)度，避免延遲裂紋的產(chǎn)生；焊后立即進(jìn)行2小時(shí)350~400°C的消氫處理，利于氫的溢出、提高改善焊縫金屬的抗裂性能，避免延遲裂紋的產(chǎn)生。

3、復(fù)層刨邊時(shí)不得將復(fù)層材料殘留基層上，基層焊接時(shí)不得將復(fù)層材料融入焊池或焊到復(fù)層上，以免產(chǎn)生馬氏體組織而產(chǎn)生裂紋，焊后應(yīng)仔細(xì)檢查，尤其是橫向埋弧焊，有懷疑時(shí)應(yīng)用CuSO₄溶液檢驗(yàn)并徹底打磨清除。

4、焊接時(shí)選用合理的線能量，既要降低焊接拘束應(yīng)力和焊接接頭的硬度，又要防止熱影響區(qū)晶粒粗大、焊接接頭沖擊韌性降低，避免產(chǎn)生延遲裂紋。

六、預(yù)熱和焊后消氫操作要點(diǎn)

預(yù)熱和焊后消氫至關(guān)重要且是一大技術(shù)難題，稍有不慎即產(chǎn)生延遲裂紋。焊前將磁鐵加熱器緊緊地固定在焊接工作面的背面，焊接完成后在加熱器的另一側(cè)設(shè)一層硅酸鋁纖維（用磁鐵的扁鋼固定）或也設(shè)置加熱器，將溫度升到350~400℃進(jìn)行消氫。手工電弧焊及橫向埋弧自動(dòng)焊焊接時(shí)，加熱器設(shè)置在焊縫的另一側(cè)；水平埋弧自動(dòng)焊內(nèi)側(cè)焊接時(shí)，在原熱器結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上將兩根4~6毫米厚的端頭（原磁鐵部位）各固定一只滾珠軸承。各加熱器用2毫米扁鐵緊密串接緊貼殼體，分成上下兩半分別固定在自動(dòng)焊框架上，并要求滾珠軸承與殼體接觸。當(dāng)殼體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)通過軸承傳遞，使加熱器處于相對(duì)位置而不轉(zhuǎn)動(dòng)，從而達(dá)到預(yù)熱的目的。焊接完成后在加熱器的另一側(cè)設(shè)一層硅酸鋁纖維，將溫度升到350~400℃進(jìn)行消氫。預(yù)熱、焊后消氫用加熱器如圖所示。

七、熱處理操作要點(diǎn)

1、工廠預(yù)制熱處理操作要點(diǎn)

將在立式狀態(tài)下組焊完畢的大段進(jìn)行爐內(nèi)整體熱處理，大段與大段組對(duì)而成的環(huán)縫釆用局部熱處理。熱處理恒溫溫度：（690±15）℃。恒溫時(shí)間90~120分鐘。

（1）整體熱處理

每大段的熱處理在爐內(nèi)立式進(jìn)行。爐內(nèi)設(shè)8個(gè)平衡滑塊式支座，使熱處理件的下端口處于水平位置并防止變形，在大段兩側(cè)端口附近外側(cè)進(jìn)行周向加固，以保證熱處理后的整體圓度。測(cè)溫?zé)犭娕紤?yīng)固定在工件上，每次處理的熱電偶數(shù)量不少于8個(gè)，以保證工件均勻受熱。

（2）局部熱處理

將履帶式紅外線加熱器緊密串聯(lián)（每3片為一組），每組設(shè)一熱電偶，并用8號(hào)鐵絲捆扎在被處理的外側(cè)，內(nèi)外進(jìn)行保溫，保溫寬度不小于1.8米、厚度不小于0.06米，用DWK-36電腦溫控儀進(jìn)行控溫。

2、現(xiàn)場(chǎng)組焊熱處理操作要點(diǎn)

（1）熱處理方法

采用燃油法進(jìn)行熱處理以焦炭塔內(nèi)部為爐膛，選用0號(hào)輕柴油（隨氣溫選用標(biāo)號(hào)）為燃料，焦炭塔外部用保溫材料進(jìn)行絕熱保溫，通過鼓風(fēng)機(jī)送風(fēng)和噴嘴將燃料油噴入并霧化，由電子點(diǎn)火器點(diǎn)燃，隨著燃油不斷燃燒產(chǎn)生的高溫氣流在塔體內(nèi)壁對(duì)流傳導(dǎo)和火焰熱輻射作用，使塔體升溫到熱處理所需的溫度。

（2）熱處理工藝流程，見下圖：

（3）熱處理工藝參數(shù)

恒溫溫度：690°C±14°C；恒溫時(shí)間：2小時(shí)；升溫速度：50~80°C/小時(shí)（≤400°C時(shí)可不予控制）；降溫速度：50~80°C/小時(shí)（≤400°C時(shí)可不予控制）；恒溫時(shí)的最大溫差：≤28°C：升溫時(shí)的最大溫差：≤100°C；降溫時(shí)的最大溫差：≤120°C。

（4）熱處理工藝系統(tǒng)控制

熱處理系統(tǒng)由燃油、供油、溫度測(cè)量、形態(tài)測(cè)量和排煙系統(tǒng)組成。

①燃油系統(tǒng)

釆用燃燒器與焦炭塔底部的管口法蘭，通過過渡法蘭相對(duì)接，用一套微機(jī)系統(tǒng)對(duì)熱處理過程進(jìn)行智能化控制，以滿足工藝要求，燃料采用0號(hào)柴油（按氣溫選標(biāo)號(hào)）通過油泵送油，由電磁閥控制經(jīng)噴嘴后噴出，霧化的燃燒油，由電子點(diǎn)火器自動(dòng)點(diǎn)燃柴油進(jìn)行燃燒。燃燒器上的鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量按預(yù)先設(shè)定的風(fēng)油比助燃。

②供油系統(tǒng)

根據(jù)熱工計(jì)算，本次焦炭塔熱處理最大耗油量為1164升/小時(shí)，單臺(tái)熱處理耗油量W8噸，儲(chǔ)油罐一次裝油量應(yīng)保證塔體熱處理全周期所需油量的1.5倍。

③溫度測(cè)量控制系統(tǒng)

溫度測(cè)量監(jiān)控系統(tǒng)由熱電偶，補(bǔ)償導(dǎo)線和一套PC-WK型集散控制系統(tǒng)對(duì)溫度進(jìn)行智能化測(cè)量和控制。

④測(cè)溫點(diǎn)布置

按照《鋼制壓力容器焊接工藝評(píng)定》JB/T4708-2000、美國(guó)ASME的有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，本次熱處理在塔體上共設(shè)測(cè)溫點(diǎn)63個(gè)，每塊焊接試板各設(shè)置一個(gè)熱電偶。其中封頭上布置15個(gè)、筒體上布置36個(gè)、錐體布置12個(gè)。

⑤熱電偶安裝

采用儲(chǔ)能式熱電偶點(diǎn)焊機(jī)將熱電偶牢固地點(diǎn)焊在塔體壁板，煙道氣和試板應(yīng)單獨(dú)另設(shè)熱電偶。試板和接管按規(guī)范都布置熱電偶，在熱處理過程中往往因外力和操作不慎碰斷電偶，又因高溫期間無法補(bǔ)焊和修復(fù)，因此對(duì)試板、接管等關(guān)鍵部分釆用雙熱電偶以備發(fā)生故障及時(shí)替代更換，在每段多布置1至2點(diǎn)作為備份。補(bǔ)償導(dǎo)線應(yīng)妥善固定，以防燒毀。各熱電偶型號(hào)均為K型操銘一鐐硅，補(bǔ)償導(dǎo)線采用K型雙芯線。

⑥溫度監(jiān)測(cè)

溫度監(jiān)測(cè)配置兩套系統(tǒng)，一套是EH100-24長(zhǎng)圖自動(dòng)平衡記錄儀2臺(tái)，共可記錄48個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，另一套是微機(jī)集散型溫度監(jiān)控系統(tǒng)，3秒掃描一個(gè)測(cè)溫點(diǎn)巡回檢測(cè)各測(cè)溫點(diǎn)的溫度，并與設(shè)置的熱處理工藝曲線進(jìn)行比較對(duì)照，從而向燃燒器給出具體燃油控制量，同時(shí)按工藝每30分鐘打印1份各點(diǎn)溫度的報(bào)表。

3、硬度檢測(cè)

硬度測(cè)試在整體熱處理后，對(duì)所有焊縫進(jìn)行硬度測(cè)試（包括母材、焊縫金屬和熱影響區(qū)）。硬度值≤225HB 。