1、循環(huán)泵修補(bǔ)焊接施工方案1焊接內(nèi)容我單位承接的鄂鋼焦化二期化產(chǎn)公輔外線區(qū)域工藝管線制安工程項(xiàng)目，其中 循環(huán)水區(qū)域循環(huán)泵的安裝過程中泵體接口法蘭處出現(xiàn)斷裂，欲采用焊接修補(bǔ)的方 法進(jìn)行修復(fù)，本泵體機(jī)殼為鑄鐵，法蘭厚度為30mm，管口厚度為20mm。詳見下 圖：2焊接方法鑄鐵的化學(xué)成分特點(diǎn)是碳、硅含量高，硫、磷雜質(zhì)含量高，灰鑄鐵力學(xué)性能 特點(diǎn)是強(qiáng)度低，塑性差。由于焊接加工具有冷卻速度快，焊件受熱不均勻造成較 大焊接應(yīng)力等特殊性，鑄鐵的成分和性能特點(diǎn)使得鑄鐵的焊接性較差，表現(xiàn)在焊 接接頭容易出現(xiàn)白口及淬硬組織、容易產(chǎn)生裂紋。鑄鐵焊接常用的方法主要有焊條電孤焊、氣焊、CO2氣體保護(hù)電孤焊、手 工電渣焊、氣

2、體火焰釬焊以及氣體火焰粉末噴焊等。適合本工況的鑄鐵較成熟的 焊接方法是焊條電孤焊，細(xì)分為兩種類別，一是鑄鐵的焊條電孤熱焊，一是鑄鐵 的焊條電孤冷焊。電孤熱焊在焊接前將焊件加熱到600-700。，并在焊接過程中保持此溫度， 焊后在爐中緩冷。預(yù)熱溫度在300-400左右稱為半熱焊。電孤熱焊焊接接頭的 致密性好，一般不會(huì)產(chǎn)生滲漏現(xiàn)象，但控制變形困難，且只能用于平焊。電孤冷焊即鑄鐵件的整體溫度不高于200時(shí)進(jìn)行的焊修的方法。電孤冷焊 變形小且適合全位置焊。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，擬采用鑄鐵的焊條電弧冷焊。3焊材選擇焊條電弧冷焊可供選擇的焊接材料有同質(zhì)焊條、異質(zhì)焊條、銅基釬料及鎳 基或鐵基噴焊粉，其中，焊條可

3、以分為鐵基合金、鎳基合金及銅基合金三大類。鎳基焊材：鎳是奧氏體形成元素，鎳和鐵能完全互溶，鐵鎳合金中鎳的質(zhì)量 分?jǐn)?shù)大于30%時(shí)，Y相區(qū)將擴(kuò)展到室溫，得到硬度較低的單相奧氏體組織。鎳還 是較強(qiáng)的石墨化元素，且與碳不形成碳化物。鎳基焊縫高溫下可以溶解較多的碳， 隨著溫度下降，部分過飽和的碳將以石墨形式析出，石墨析出伴隨著體積膨脹， 有利于降低焊接應(yīng)力，防止焊接熱影響區(qū)冷裂紋。鎳基焊縫中的鎳可以向半熔化 區(qū)擴(kuò)散，對(duì)縮小白口寬度、改善焊接接頭加工性非常有效。因此，盡管鎳基鑄鐵 焊接材料價(jià)格貴，但在實(shí)際工作中仍然應(yīng)用廣泛。本次修補(bǔ)擬采用異質(zhì)焊接材料 EZNi-1（Z308）鎳基焊條。4現(xiàn)場(chǎng)焊接工藝評(píng)定在

4、施焊前要進(jìn)行焊接工藝評(píng)定，評(píng)定的目的是針對(duì)此種鑄鐵的焊接節(jié)點(diǎn)類型 確定出最佳焊接工藝參數(shù)，制定完整、合理、詳細(xì)的工藝措施和工藝流程。本次 修補(bǔ)焊接選擇與泵體同材質(zhì)20厚的鑄鐵200*300做為試件。焊接工藝評(píng)定程序:序號(hào)焊接工藝評(píng)定程序1由技術(shù)員提出焊接工藝評(píng)定任務(wù)書（焊接方法、試驗(yàn)項(xiàng)目和標(biāo)準(zhǔn)）。2焊接責(zé)任工程師審核任務(wù)書并擬定焊接工藝評(píng)定指導(dǎo)書（焊接工藝規(guī) 范參數(shù)）。3焊接責(zé)任工程師依據(jù)相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，監(jiān)督試件施焊及試件的檢驗(yàn)、測(cè) 試等工作。4焊接試驗(yàn)室責(zé)任人負(fù)責(zé)評(píng)定送檢試樣的工作，并匯總評(píng)定檢驗(yàn)結(jié)果， 提出焊接工藝評(píng)定報(bào)告。5焊接工藝評(píng)定報(bào)告經(jīng)焊接責(zé)任工程師審核，企業(yè)技術(shù)總負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)后， 正

5、式作為編制指導(dǎo)生產(chǎn)的焊接工藝的可靠依據(jù)。5焊接工藝要獲得滿足技術(shù)要求的鑄鐵焊接接頭，在正確選擇焊接材料的基礎(chǔ)上，還要 制定合適的焊接工藝。焊接工藝內(nèi)容包括：焊前準(zhǔn)備、焊接規(guī)范的選擇、焊接方 向及焊道順序，以及采取的特殊措施。異質(zhì)焊縫電孤冷焊工藝要點(diǎn)可以歸納為四 句話：“短段斷續(xù)分散焊，較小電流熔深淺，每段錘擊消應(yīng)力，退火焊道前段軟”。焊前準(zhǔn)備是指用機(jī)械等方法將缺陷表面清理干凈，制備適當(dāng)大小的坡口等工 作。焊補(bǔ)處的油污等臟物可用堿水、汽油刷洗，或用氣焊火焰清除。對(duì)于裂紋缺 陷，可以用肉眼或放大鏡觀察，必要時(shí)采用滲煤油、著色等無損探傷方法檢測(cè)其 兩端的終點(diǎn)，在前方35mm處鉆止裂孔(6 56 8m

6、m)，防止在預(yù)熱及焊接過程 中裂紋向前在擴(kuò)展?？梢杂脵C(jī)械方法開坡口，也可以直接用電孤或氧乙炔焰開坡 口，應(yīng)在保證焊接質(zhì)量的前提下盡量減小坡口角度，減少母材的熔化量。使用異質(zhì)焊接材料進(jìn)行鑄鐵電孤冷焊時(shí)，在保證焊縫金屬成形及與母材熔合 良好的前提下：焊接前，采用電動(dòng)工具將裂縫20mm處油漆清除干凈，油污等臟物可用 堿水、汽油刷洗，或用氣焊火焰清除。用砂輪機(jī)沿裂縫方向打磨出雙”坡口， 坡口角度宜小，雙面的坡口較為有利。機(jī)械法開坡口時(shí)要小心加工，防止進(jìn)一步 脆斷。坡口形式如下圖所示：焊接時(shí)，采用乙炔焰150r預(yù)熱10分鐘。盡量用小規(guī)格焊條和小規(guī)范施焊，并采用短弧焊、短段焊、斷續(xù)焊、 分散焊及焊后立即錘

7、擊焊縫等工藝措施。適當(dāng)提高焊接速度，不作橫向擺動(dòng)。注意選擇合理的焊接方向及順序。目的是降低焊接應(yīng)力，減小半熔化 區(qū)和熱影響區(qū)寬度，改善接頭的加工性及防止裂紋產(chǎn)生。根據(jù)裂縫形狀，采用從 裂縫中間向兩邊焊應(yīng)力會(huì)大大減小應(yīng)力集中，先焊外焊縫再焊內(nèi)焊縫也可以釋放 部分應(yīng)力。焊后將焊縫修磨平整，焊縫100%進(jìn)行射線探傷。經(jīng)探傷合格后補(bǔ)刷油 漆。為了降低鑄鐵母材對(duì)焊縫成分及性能的影響，焊接電流可按照經(jīng)驗(yàn)公式選 擇，即：1= (2934) d式中d 焊條直徑(mm)。采用較低的電弧電壓(短弧焊)和較快的焊接速度進(jìn)行焊接。薄壁鑄件散熱 慢，每次焊接的焊縫長(zhǎng)度為1020mm，厚壁件可增加到3040mm。為了避免

8、焊 補(bǔ)處溫升過高、應(yīng)力增大，可采用斷續(xù)焊。待焊接區(qū)域冷卻至不燙手時(shí)(5060p) 再焊接下一段。每焊完一段，趁焊縫金屬高溫下塑性良好時(shí)，立即用較鈍的尖頭 小錘快速錘擊焊縫，使之產(chǎn)生明顯塑性變形，以松弛焊接應(yīng)力。對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜或厚大灰鑄鐵件上的缺陷焊補(bǔ)，焊接方向和順序的合理安排非 常重要，應(yīng)本著從拘束度大的部位向拘束度小的部位焊接的原則。焊接工藝參數(shù)如下表所示:焊接位置焊接方法及焊條直徑焊接工藝參數(shù)焊道焊接電流(A)電弧電壓(V)焊接速度(m/h)焊接 坡口手工電弧焊0 3.21982120手工電弧焊0 3.22498 1102120 22手工電弧焊0 4.0571101202222 24手工電弧

9、焊0 4.081098 1102120 22手工電弧焊4.011 131101202322 24補(bǔ)焊灰鑄鐵時(shí)，往往會(huì)在半熔化區(qū)生成一層白口組織，由于白口組織硬而脆， 極難進(jìn)行焊后組裝，這對(duì)于焊后需要進(jìn)行機(jī)械組裝的焊接接頭將帶來很大的困 難。預(yù)防措施：（1）減慢焊縫的冷卻速度，要做到焊前預(yù)熱、焊后緩冷，這樣可以避免產(chǎn) 生白口組織。小工件可用熱砂或保溫灰覆蓋掩埋，大工件則可用石棉布覆蓋，若 及時(shí)放入回火爐更好。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況本次施工擬采用石棉布覆蓋保溫緩冷2 小時(shí)。（2）改變焊縫化學(xué)成分，增加焊縫中石墨化元素的含量，可以防止產(chǎn)生白 口組織。采用含Mn、Ni焊條可改善焊縫化學(xué)成分。（3）了避免焊補(bǔ)處溫升過高、應(yīng)力增大