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焊接综合课程实践——压力容器制造中的焊接工艺制定学院：专业：班级：学生：学号：指导老师：摘要压力容器是在石油化学工业、能源工业、科研和军工等国民经济的各个部门都起着重要作用的设备。
而由于密封、承压及介质等原因，容易发生爆炸、燃烧起火而危及人员、设备和财产的安全及污染环境的事故，因此世界各国均将其列为重要的监检产品，由国家指定的专门机构，按照国家规定的法规和标准实施监督检查和技术检验。
同样的，对于它的生产要求也不能放松。
焊接作为压力容器生产的主要环节，可谓是重中之重。
本文从压力容器焊接接头设计、压力容器母材的焊接性分析、焊接材料的选择及常用的焊接方法及基本工艺过程等方面简单地介绍了压力容器焊接方面的基础知识。
基于手工电弧焊设备简单、工艺灵活及对各种刚适应性强等特点，手工电弧焊成为压力容器最主要的焊接方法，本文详细的介绍了手工电弧焊和埋弧焊在压力容器焊接中的应用及常见的焊接缺陷和预防方法及焊后检测处理方法。
当然编者水平有限，文中的错误或不足之处在所难免，望批评指正。
关键词：压力容器，手工电弧焊，埋弧焊，焊接性。
目录摘要…………………………………………………………………………………第一章概述……………………………………………………………………1.1 压力容器简介…………………………………………………1.2 产品结构分析…………………………………………………1.3 20g钢概述………………………………………………………1.4 元素对焊接性影响……………………………………………1.5 20g钢焊接性分析………………………………………………第二章压力容器的结构设计与生产工艺…………………………2.1 容器类别的确定…………………………………………………2.2 容器结构设计……………………………………………………2.2.1 圆筒的设计………………………………………………2.2.2 封头形状及尺寸设计…………………………………2.2.3 接管尺寸设计……………………………………………2.3 水压试验应力校核……………………………………………2.4 容器的生产工艺………………………………………………2.4.1 圆筒的生产………………………………………………2.4.2 封头的生产………………………………………………2.5 容器整体装配工艺……………………………………………第三章压力容器的焊接工艺设计……………………………………3.1 焊接方法的特点…………………………………………………3.1.1 焊条电弧焊………………………………………………3.1.2 CO2气体保护焊…………………………………………3.2 圆筒纵缝的焊接材料及工艺参数…………………………3.3 封头与圆筒焊缝的焊接材料及工艺参数…………………3.4 圆筒与接管焊缝的焊接材料及工艺参数…………………3.5 焊前准备…………………………………………………………3.5.1 坡口的选择………………………………………………3.5.2 坡口清理和焊材的使用………………………………3.6 焊接顺序…………………………………………………………第四章压力容器焊后检验………………………………………………4.1 焊后热处理………………………………………………………4.2 焊后检查…………………………………………………………4.3 无损检测…………………………………………………………4.4 压力试验…………………………………………………………4.5 气密性试验………………………………………………………结论…………………………………………………………………………………参考文献…………………………………………………………………………附录A ……………………………………………………………………………附录B ……………………………………………………………………………附录C ……………………………………………………………………………第一章概述1.1压力容器简介压力容器是内部或外部承受气体或液体压力的密封型结构件，用途十分广泛。
制造工序产品名称：编制:
过程卡制造编号：审核:
制造工序过程卡
注：不锈钢可用等离子体切割编制：年月曰审核：年月日
制造工序过程卡
产品名称：序号：共页第2页
注：不锈钢可用等离子体切割编制：年月曰审核：年月日
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产品名称:
编制：年月曰审核：年月日
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制造工序过程卡
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注：不锈钢可用等离子体切割编制：年月曰审核：年月日
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制造工序过程卡
产品名称:
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编制：年月曰审核：年月日
产品名称：序号：共页第11页
编制：年月曰审核：年月日
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编制：年月曰审核：年月日
平焊管法兰一览表
编制：年月曰审核：年月日
组装工序过程卡
编制：年月曰审核：年月日
接管安装焊接工序过程卡产品名称:
编制：年月曰审核：年月日
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编制：年月曰审核：年月日
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压力容器外观及几何尺寸检验报告产品编号：共页第18页
产品编号: 胀管操作记录: 胀管机型号:
不锈钢产品酸洗钝化处理工艺卡。
压力容器焊接工艺指令卡冀PV焊09产品名称BCC纤维过滤器制造编号JG11-25-03 容器类别位置示意图：焊缝代号材料牌号、规格接头及坡口型式通用焊接工艺卡编号焊工合格项目1-3B 1-4A Q235-B δ=12 对接I型T-1 5-6A Q235-B δ=10 V型坡口T-2 7A Q235-B δ=12 V型坡口T-3 D5-8.D10-13.D20 Φ89.×4 T型插入T-5 D4 Φ273×8 T型插入T-4D9. D18.19 D14-17 Φ35×3 Φ38.×3 Φ133.×4T型插入T-6D1 .D3 Φ530/630.×10 T型插入T-7D2 Φ480.×12 T型插入T-8C1-4 管壁厚度8-12 T型插入T-9C5-17 管壁厚度3-8 T型插入T-10：当无通用焊接工艺卡时，亦应填写焊缝代号等栏目，并根据相应的焊接工艺评定，编制压力容器焊接工艺卡。
编制：审核: 监检员：日期：日期: 日期：产品名称 蒸汽冷凝液回收罐 制造编号 091706R- 容器类别 Ⅰ位置示意图：C 10C 9C 8C 7C 6C 5C 4C 3C 2C 1D 11D 10D 9D 8D 7D 6D 5D 4D 3D 2D 15B4B3B2B1B3A2A1A焊缝代号 材料牌号、规格 接头及坡口型式通用焊接 工艺卡编号焊工合格项目注：当无通用焊接工艺卡时，亦应填写焊缝代号等栏目，并根据相应的焊接工艺评定，编制压力容器焊接工艺卡。
编制： 审核: 监检员：日期： 日期: 日期：产品名称压缩空气缓冲罐制造编号RQ111702R-0006 容器类别Ⅰ位置示意图：焊缝代号材料牌号、规格接头及坡口型式通用焊接工艺卡编号焊工合格项目注：当无通用焊接工艺卡时，亦应填写焊缝代号等栏目，并根据相应的焊接工艺评定，编制压力容器焊接工艺卡。
编制：审核: 监检员：日期：日期: 日期：产品名称连续排污扩容器制造编号RQ111702-0007 容器类别Ⅱ位置示意图：焊缝代号材料牌号、规格接头及坡口型式通用焊接工艺卡编号焊工合格项目注：当无通用焊接工艺卡时，亦应填写焊缝代号等栏目，并根据相应的焊接工艺评定，编制压力容器焊接工艺卡。
压力容器制造工艺卡Last updated on the afternoon of January 3, 2021
封头制造
件号
名称规格 数量 材料 备注
设备名称
广口口编
号
编制
审核
日 期
广口口编号
产品名称 罐体
产品图号
件号 编制年月日审核年月日
筒体加工检验
卡
共页
第页
单台数量
序 号 工
序 1T-
工序内容及技术要求 备 工
装 检验数 据
操作/
员验/
因期
1 备料 库 房 a.按本厂压力容器用材料进厂检验程 序进行入厂检验，须有材质证明 书，材料标记应清晰明确，否则应
作材料复验。
b.材料外观应光滑，无锈蚀麻坑，无
裂纹、划伤等影响外观质量的可见 缺陷。
c.筒体外直径偏差为：±1%D,且不 大于 0.75mm 。
2 下料
铆 焊 筒体按图纸理论尺寸下料，预留5~ 8mm 机加工余量。
氧快
3 抛光 铆 焊 筒体内壁除锈、抛光，无杂质、焊接 飞溅、锈蚀等。
抛光
机
材料
热轧
20g
材料状
态。
储乞罐焊接工艺卡附焊接工艺评定报告爪力客器士产草佐制作参考演极2021/10/20超远公司春分目录压力容器（储罐）焊接接头编号一览表 (3)压力容器焊接材料汇总表 (4)压力容器（储罐）接头焊接工艺卡（S-1） (5)压力容器（储罐）接头焊接工艺卡（S-2） (6)压力容器（储罐）接头焊接工艺卡（S-5） (7)压力容器（储罐）接头焊接工艺卡（S-4） (8)压力容器（储罐）接头焊接工艺卡（S-3） (9)压力容器（储罐）接头焊接工艺卡（S-6） (10)压力容器（储罐）接头焊接工艺卡（S-7） (11)压力容器（储罐）接头焊接工艺卡（S-8） (12)压力容器（储罐）接头焊接工艺卡（S-9） (13)压力容器（储罐）接头焊接工艺卡（S-10） (14)压力容器（储罐）接头焊接工艺卡（S-11） (15)附焊接工艺评定报告 (16)表F. 1预焊接工艺规程（pWPS） (18)表F.2焊接工艺评定报告 (20)焊接工艺评定施焊记录 (23)焊接工艺评定焊缝外观检查记录 (24)ma倩微）联燃编导〜赫股工域相卜啕微邓-船幅C-魅辅域曾靴Hi例糊搬E能％如绘解OItifOf岸工撕帖魏馥林E2S-I1 HH1SMAI-II-6FG-10/45-F3JE1S-10 P0R18-01SilAf-IH(rl2-F3JSAHM7/08C1-C6 S-9 PQR18-01 S»IHFG-10/45-F3JD9-D14 S-8 期18-01 S.W-1I-6FG-10/45-F3J IIT-IOOI D7-D8 S-7 PQR18-01 S»IHFG-10/45-F3J MT-100S[)14)6 S-6 PQR18-01 SJIAFIHFG-10/M 『1峨自队B5 S-5 P0R18-01 Sm-lI-lG-12-F3J n A1S4 PQR1H1I>IHHR|RMOOS B3S-3 PQR1H1SWAHI-1G-12-F3JSAI-1G-07/08n止眼蛇B1-B2S-2 P0R18-01SB-IMG-12-F3JSAF1G-07/08ira AIA5,ST P0R18-01Sm-lI-lG-12-F3JSAF1GW08晅哪笈力卷器（窗I）接头脚按工名卡（S・5）用力卷器（率I）接头脚按工名卡6・7）am (/i)接头展按工名卡(s&即溶器(ttft)按划除工名卡(S3)五力^器（11«）拣期I的工名卡（S・10）五力^器（i*a）接失算的工?卡（s・ii）附墀接工艺评定报告焊接工艺评定报告评定编号：PQR18-01焊接方法：SMAW+SAW母材及规格：Q235B(12mm)编制: XXX审核: XXX批准: XXX江苏X义超远压力容器制造有限公司2018年3月1日目录表F.1预墀接工艺规程（pWPS ）单位名称 江苏xx 超远压力容器制造有限公丁预焊接工艺规程编号pWPS-CY2018-03 日期2018. 02. 15焊接方法 SMAW+ SAW 机械化程度（手工J 、机动、自动J 半自动） 焊接接头:__________________________________________ 简图：（接头形式、坡口形式与尺寸、焊层、焊道布置及顺序） 母材：类别号 FeT 组别号FeT-2与类别号 Fe-l ________ 组■别号FeT-2相焊或标准号 GB/T700-2006 材料代号 Q235B 与标准号 GB/T700-2006 材料代号 Q235B 相焊对接焊缝焊件母材厚度范围 _______________ 12. 0mm 〜24. 0mm _________________________________________ 角焊缝焊件母材厚度范围 _______________________ 丕眼 _______________________________________________ 管子直径、壁厚范围：对接焊健 直径不限，壁厚12~24.0nim 角焊健 ____________________ 丕眼 _____________ 其他 ___________________________________________ 无 ________________________________________________ 填充金属:焊材类别： 焊丝 焊条/焊材标准： NB/T47014. 2GB5117填充金属尺寸： ①4.0 ①3. 2焊材型号：/碱性焊材牌号（金属材料代号）： H08MnA/焊剂 431J427填充金属类别：Fe _l _2/其他 ___________________________________________ / _________________________________________________对接焊缝焊件焊缝金属厚度范围： 12.0~24.0mm 角焊缝焊件焊缝金属厚度范围:不限耐蚀堆焊金属化学成分（%）C Si Mn P S Cr Ni Mo V Ti Nb// / // / /// / /其他：/注：对每一种母材与焊接材料的组合均需分别填表。
压力容器存档资料目录压力容器外来图样审核记录 DM/JS07压力容器施焊焊工明细表编制日期审核日期 C检监员日期压力容器材料明细表第1页共2页.. .. ..焊接材料汇总表共20页第2页.. .. .... .. ..焊接工艺指令卡.. .. ..焊接工艺指令卡接头焊接工艺卡共20页第5页接头焊接工艺卡共20页第6页坡口角度(℃) 60°焊接工艺评定报告编号HPSMAW-II-1G-6钝边(mm) 1～2 焊缝余高（mm）焊工持证项目SMAW-II-3G-12-F3J组装间隙(mm) 2～3 备注：焊接位置焊接层次焊接方法填充材料焊接电流电弧电压(V)焊接速度(cm/min)气体流量(L/min)线能量KJ/min预热温度(℃)型(牌)号直径(mm) 极性电流(A)层间温度(℃) ≤150焊后热处理消除应力正1 焊条焊电弧焊J507 ф3.2 直反90～120 20～22 8～9 12～19.8 后热正2 焊条焊电弧焊J507 ф4.0 直反160～180 20～22 10～12 16～23.8 钨极直径(mm) 反1 焊条焊电弧焊J507 ф3.2 直反90～120 20～22 8～9 12～19.8 喷嘴直径(mm)气体成份接头焊接工艺卡共20页第7页焊接层次顺序示意图：母材1 Q345R 厚度(mm) 8 焊接工艺卡编号DMH-Ⅱ-1-3-8母材2 Q345R 厚度(mm) 8 图号SB25-83-1母材3 厚度(mm) 接头名称管箱筒体纵缝、与封头环缝焊接顺序正1、正2、正3 接头型式对接坡口型式V 接头编号C2坡口角度(℃) 60°焊接工艺评定报告编号2011HP-25钝边(mm) 1～2 焊缝余高（mm）焊工持证项目SMAW-II-3G-12-F3J组装间隙(mm) 2～3 备注：焊接位置焊接层次焊接方法填充材料焊接电流电弧电压(V)焊接速度(cm/min)气体流量(L/min)线能量KJ/min预热温度(℃)型(牌)号直径(mm) 极性电流(A)层间温度(℃) ≤150焊后热处理正1 焊条焊电弧焊J507 ф3.2 直反90～120 20～22 8～9 12～19.8 后热正2 焊条焊电弧焊J507 ф4.0 直反160～180 20～22 10～12 16～23.8 钨极直径(mm) 反1 焊条焊电弧焊J507 ф3.2 直反90～120 20～22 8～9 12～19.8 喷嘴直径(mm)气体成份接头焊接工艺卡共20页第8页焊接层次顺序示意图：母材100Cr17Ni14Mo2 厚度(mm)焊接工艺卡编号DMH-Ⅶ2-1-5-4母材200Cr17Ni14Mo2Ⅱ厚度(mm) 3.5~4.5 图号SB25-83-1 母材3 厚度(mm) 接头名称接管与法兰焊接顺序正1、正2 接头型式对接接头坡口型式V 接头编号C3、C4坡口角度(℃) 60 焊接工艺评2011 HP -14接头焊接工艺卡共20页第9页母材2 20# 厚度(mm)3.54.5图号SB25-83-1母材3 厚度(mm) 接头名称接管与法兰焊接顺序正1、反1、正2 接头型式角接坡口型式接头编号C5~C12坡口角度(℃) 50°焊接工艺评定报告编号2011 HP -10钝边(mm) 焊缝余高（mm） 4 焊工持证项目SMAW-Ⅱ-6FG-9/18-F3J组装间隙(mm) 0.5～1 备注：焊接位置焊接层次焊接方法填充材料焊接电流电弧电压(V)焊接速度(cm/min)气体流量(L/min)线能量KJ/min预热温度(℃)型(牌)号直径(mm) 极性电流(A)层间温度(℃) ≤50焊后热处理消除应力正1 焊条电弧焊J427 ф3.2直流反接90～120 20～22 8～9 12～19.8接头焊接工艺卡共20页第10页坡口角度(℃) 50°焊接工艺评定报告编号2010 HP -05钝边(mm) 焊缝余高（mm） 4 焊工持证项目SMAW-Ⅱ-6FG-9/18-F3J组装间隙(mm) 0.5～1 备注：焊接位置焊接层次焊接方法填充材料焊接电流电弧电压(V)焊接速度(cm/min)气体流量(L/min)线能量KJ/min预热温度(℃)型(牌)号直径(mm) 极性电流(A)层间温度(℃) ≤50焊后热处理正1 焊条电弧焊J427 ф3.2直流反接90～120 20～22 8～9 12～19.8 后热正2 焊条电弧焊J427 ф3.2直流反接90～120 20～22 8～9 12～19.8 钨极直径(mm) 反1 焊条电弧焊J427 ф3.2直流反接90～120 0～22 8～9 12～19.8喷嘴直径(mm) 反2 焊条电弧焊J427 ф3.2直流反接90～120 0～22 8～9 12～19.8 气体成份接头焊接工艺卡共20页第11页焊接层次顺序示意图：母材1 Q345R 厚度(mm) 8 焊接工艺卡编号DMH-Ⅰ/Ⅱ-2-3-4/8母材2 20# 厚度(mm)3.54.5图号SB25-83-1母材3 厚度(mm) 接头名称接管与封头焊接顺序正1、正2、正3、反1 接头型式角接坡口型式V 接头编号D6坡口角度(℃) 50±5°焊接工艺评定报告编号2011 HP -10 2010HP-08钝边(mm) 0.5～1.5 焊缝余高（mm）焊工持证项目SMAW-Ⅱ-6FG-9/18-F3J 组装间隙(mm) 2～2.5 备注：接头焊接工艺卡共20页第12页母材2 20# 厚度(mm)3.54.5图号SB25-83-1 母材3 厚度(mm) 接头名称接管与封头焊接顺序正1、正2、反1 接头型式角接坡口型式V 接头编号D9坡口角度(℃) 50±5°焊接工艺评定报告编号2010HP-13 2010HP-08钝边(mm) 0.5～1.5 焊缝余高（mm）焊工持证项目SMAW-Ⅱ-6FG-9/18-F3J组装间隙(mm) 2～2.5 备注：焊接位置焊接层次焊接方法填充材料焊接电流电弧电压(V)焊接速度(cm/min)气体流量(L/min)线能量KJ/min预热温度(℃)型(牌)号直径(mm) 极性电流(A)层间温度(℃) ≤50焊后热处理正1 焊条电弧焊J427 ф3.2直流反接90～120 20～22 8～9 12～19.8 后热正2、3 焊条电弧焊J427 ф4.0 直流160～180 20～22 10～12 16～23.8反接钨极直径(mm) 反1 焊条电弧焊J427 ф4.0直流反接160～180 20～22 10～12 16～23.8 喷嘴直径(mm)气体成份接头焊接工艺卡共20页第13焊接层次顺序示意图：母材1Q345R 厚度(mm) 8焊接工艺卡编号DMH-Ⅰ/Ⅱ-2-3-8/30母材2 20＃厚度(mm) 图号SB25-83-1母材3 厚度(mm) 接头名称设备法兰与筒体焊接顺序正1、正2、正3、反1、接头型式角接坡口型式V 接头编号D3~D4坡口角度(℃) 50±5°焊接工艺评定报告编号2011HP-10 2010HP-08接头焊接工艺卡共20页第14页焊接层次顺序示意图：母材1 Q345R 厚度(mm) 8焊接工艺卡编号DMH-Ⅰ/Ⅱ-2-3-8/30母材2 20＃厚度(mm) 图号SB25-83-1母材3 厚度(mm) 接头名称设备法兰与筒体焊接顺序正1、正2、正3、反1、接头型式角接坡口型式V 接头编号D10~17坡口角度(℃) 50±5°焊接工艺评定报告编号2010HP-13 2010HP-08钝边(mm) 0.5～1.5 焊缝余高（mm）焊工持证项目SMAW-Ⅱ-6FG-12/18-F3J组装间隙(mm) 2～2.5 备注：焊接位置焊接层次焊接方法填充材料焊接电流电弧电压(V)焊接速度(cm/min)气体流量(L/min)线能量KJ/min预热温度(℃)型(牌)号直径(mm) 极性电流(A)层间温度(℃) ≤50焊后热处理正1 焊条电弧焊J427 ф3.2 直流90～120 20～22 8～9 12～19.8接头焊接工艺卡共20页第15页焊接顺序正1、正2、正3、反1、接头型式角接坡口型式V 接头编号D1、D2坡口角度(℃) 50±5°焊接工艺评定报告编号HP 2011-12 2011HP-232010HP-05钝边(mm) 0.5～1.5 焊缝余高（mm）焊工持证项目SMAW-IV-6FG(K)-9/18-F4组装间隙(mm) 2～2.5 备注：焊接位置焊接层次焊接方法填充材料焊接电流电弧电压(V)焊接速度(cm/min)气体流量(L/min)线能量KJ/min预热温度(℃)型(牌)号直径(mm) 极性电流(A)层间温度(℃) ≤50焊后热处理正1 焊条电弧焊A022 ф3.2直流反接90～120 20～22 8～9 12～19.8 后热正2 焊条电弧焊A022 ф4.0直流反接160～180 20～22 10～12 16～23.8 钨极直径(mm) 正3 焊条电弧焊A022 ф4.0直流反接160～180 20～22 10～12 16～23.8喷嘴直径(mm) 正4 焊条电弧焊A022 ф4.0直流反接160～180 20～22 10～12 16～23.8 气体成份接头焊接工艺卡共20页第16页焊接层次顺序示意图：母材100Cr17Ni14Mo2厚度(mm) 8 焊接工艺卡编号DMH-Ⅶ2-2-3-4/6母材200Cr17Ni14Mo2Ⅱ厚度(mm)3.54图号SB25-83-1母材3 厚度(mm) 接头名称接管与筒体焊接顺序正1、正2、正3、反1 接头型式角接坡口型式V 接头编号D3、D4、D5、D6坡口角度(℃) 50±5°焊接工艺评定报告编号2011 HP-12 2010HP-05钝边(mm) 0.5～1.5 焊缝余高（mm）焊工持证项目SMAW-Ⅱ-6FG-9/18-F3J接头焊接工艺卡共20页第17页Mo2母材200Cr17Ni14Mo2Ⅱ厚度(mm) 2.5 图号SB25-83-1母材3 厚度(mm) 接头名称换热管与管板焊接顺序正1、正2 接头型式角接坡口型式接头编号D17～18坡口角度(℃)焊接工艺评定报告编号2011 HP -15钝边(mm) 焊缝余高（mm） 4 GTAW-Ⅳ-6FG-3/18-02组装间隙(mm) 备注：焊接位置平位焊接层次焊接方法填充材料焊接电流电弧电压(V)焊接速度(cm/min)气体流量(L/min)线能量KJ/min预热温度(℃)型(牌)号直径(mm) 极性电流(A)层间温度(℃) ≤50焊后热处理正1 钨极氩弧焊ER316L ф2.5直流正接80～100 12~13 10~13 6~7 4.4~7.8直流后热正2 钨极氩弧焊ER316L ф2.580～100 12~13 10~13 6~7 4.4~7.8正接钨极直径(mm) Φ2.5喷嘴直径(mm) Φ8.0气体成份接头焊接工艺卡共20页第18页-焊接层次顺序示意图：母材1 Q345R 厚度(mm) 焊接工艺卡编号DMH-Ⅱ-2-3-10/8母材2 Q345R 厚度(mm) 图号SB25-83-1母材3 厚度(mm) 接头名称隔板与封头焊接顺序1、2、3 接头型式角接坡口型式接头编号D12焊接工艺评坡口角度(℃)2011HP-10定报告编号接头焊接工艺卡共20页第19页Mo2母材200Cr17Ni14Mo2Ⅱ厚度(mm) 图号SB25-83-1母材3 厚度(mm) 接头名称底座板与筒体焊接顺序1、2、3 接头型式角接坡口型式接头编号D13、D14坡口角度(℃)焊接工艺评定报告编号2011 HP -12钝边(mm) 焊缝余高（mm）焊工持证项目SMAW-IV-6FG(K)-9/18-F4组装间隙(mm) 0～1 备注：焊接位置焊接层次焊接方法填充材料焊接电流电弧电压(V)焊接速度(cm/min)气体流量(L/min)线能量KJ/min预热温度(℃)型(牌)号直径(mm) 极性电流(A)层间温度(℃) ≤50焊后热处理 1 焊条电弧焊A022 ф3.2 直流90～120 20～22 8～9 14.5～20.8接头焊接工艺卡共20页第20页。
压力容器工艺工序过程卡产品名称：Ф1200×5104反应釜产品编号：06WY1—601编制：王鹉2005年12月14 日校审：2005年12 月15 日批准：张中伟2005年12 月16 日中国长城铝业公司建设公司产品名称Ф1200反应釜压力容器主要零部件制造工艺（工序）过程卡容器类别Ⅱ类件号 1产品编号06WY1--601 主材牌号16MnR 规格φ1200×55 图号06WY1--0 部件名称首节筒体序号工序工艺内容与技术要求工装设备检验项目自检值操作者专检值检验员时间备注一领料检验1.检查材料表面状况，不允许有裂纹、结疤、折叠、夹渣、分层、麻坑等缺陷。
表面质量2.核对出厂标记与质量证明书是否一致，打材料标记，填写记录。
材质、标记3.实测钢板厚度，用超声波逐张进行检验，Ⅲ级合格。
厚度二筒节排料划线1.按（封头内径+55）×展开长度划下料线、检查线、加工线，划线公差≯，宽误差≯，对角线误差≯2mm，长＝3943mm，宽＝2100mm，对角线＝4467mm。
划线尺寸（长）划线尺寸（宽）2．移植材料标记，打产品编号钢印。
标记移植3．检查员复验划线尺寸、打确认钢印。
尺寸4．确认检验责任工程师确认：三下料按下料线切割下料，清除毛刺、熔渣。
半自动切割机四加工坡口按焊接工艺细则卡编号（）焊缝形式图加工坡口。
要求：坡口表面不得有裂纹、分层、夹渣等缺陷，表面粗糙度为25μm。
刨边机坡口角度表面质量五压头卷圆1.卷圆前先在专用胎具上压头予弯，予弯长度>200mm，用弦长>300mm的内样板检查压头弧度。
卷扳机予弯长度，样板尺寸，予弯弧度2.控制进料端部与卷板机上辊外圆母线平行。
3.上辊分多次均匀下压，使焊口自然靠拢对齐，不圆度≯12mm。
不圆度六对口加产品试板停点1.控制对口错边量：δs＞55时纵缝错边量≤，环缝≤7mm。
错边量2.采用埋弧自动焊时对口间隙0-1mm。
对口间隙3.清理坡口及坡口两侧20mm范围内污物，见金属光泽。
压力容器焊接通用工艺QB/YR·HJ·T03-2005№编制：巩林廷钢制压力容器焊接通用工艺1．适用范围本工艺适用于江苏省工业设备安装公司压力容器厂制造安装的压力容器产品的焊接工作。
2．焊接工艺评定和焊工2.1施焊下列各类焊缝的焊接工艺必须按JB4708《钢制压力容器焊接工艺评定》评定合格。
a.受压元件焊缝；b.与受压元件相焊的焊缝；c.d.e.上述焊缝的返修焊缝。
2.2的规定考试合格；才能在有效期内担任相应合格项目范围内的压力应严格按产品焊接工艺文件的要求进行操作，不得擅自更改工艺。
3.焊接材料3.1焊接材料主要系指焊条、焊丝、焊剂、气体、电极等。
3.2焊接材料选用原则应根据母材的化学成份、力学性能、焊接性能结合压力容器的结构特点和适用条件综合考虑选用焊接材料，必要时通过试验确定。
焊缝金属的性能应高于或等于相应母材标准规定值的下限或满足图样规定的技术要求。
对各类钢的的焊缝金属要求如下：3.2.1相同钢号相焊的焊缝金属a.碳素钢、低合金钢的焊缝金属应保证力学性能，且不应超过母材标准规定的抗拉强度的上限值加30MPa。
b.高合金钢的焊缝金属应保证力学性能和耐腐蚀性能。
c.不锈钢复合钢板基层的焊缝金属应保证力学性能，且其抗拉强度不应超过母材标准规定的上限值加30MPa；复层的焊缝金属应保证耐腐蚀性能，当有力学性能要求时还应保证力学性能。
复层焊缝与基层焊缝以及复层焊缝与基层钢板交界处推荐采用过渡层。
3.2.2不同钢号相焊的焊缝金属a.不同钢号的碳素钢、低合金钢之间的焊缝金属应保证力学性能，且其抗拉强度不应b.3.3求，并按JB470831J。
V型缺口冲击吸收功在相应低温时应不3.5常用钢号推荐选用的焊接材料见表1，不同钢号相焊推荐选用的焊接材料见表2。
表1常用钢号推荐选用的焊接材料表2不同钢号相焊推荐选用的焊接材料4.焊前准备4.1焊接坡口焊接坡口应按图样要求或工艺条件选用标准坡口或自行设计，选择坡口形式和尺寸应考虑下列因素：a.焊缝填充金属尽量少；b.避免产生缺陷；c.减少残余焊接变形与应力；d.有利于焊接防护；e.焊工操作方便；f.复合钢板坡口应有利于减少过渡层焊缝金属的稀释率。
焊接工艺卡（WPS）质量手册表：修订次数：修订版次共 2 页第 2 页主要工艺制定的依据1、在《现代电弧焊接方法和设备》由母材厚度可选择CO2气保焊的焊接方法打底，用平焊姿势，过渡层和面层用埋弧焊，用平焊；2、工艺编号：由地址/view/38642b21af45b307e8719709.html国标J/B9166-1998可知工艺文件特征号和登记顺序号组成，由表一和表二查询可得到工艺文件特征号有工艺文件类型号22表示工艺考片和工艺方法代号30表示焊接组成，登记顺序号记为1表示第1张工艺卡；3、母材成分及筒体厚度由任务书可知；4、由国标JBT4709-2000 P17表5常用钢号的预热温度有选择20R钢材时查得预热温度≥50°C；5、焊接设备类型由《弧焊电源及其数字化控制》黄石生主编附录A可选MZ2-1500，M是埋弧焊，Z是自动焊， 2是横臂式，1500是额定焊接电流；6、由课程设计资料附录四查得20R母材选用的CO2气保焊打底时焊丝为H08MnSiA，由《现代电弧焊接方法及设备》吴志生主编P141表6-4母材为20R钢材时选择埋弧焊焊丝焊剂为H08MnA、HJ431；7、无损检测由赵熹华主编《焊接检验》可知即方便有便宜检出率高的检测方法选择超声波100%探伤；8、合格等级由赵熹华主编《焊接检验》P52知压力容器要求较高，不能出现过多的缺陷所以选择GB3323-87Ⅰ级合格；9、探伤规格由产品设计说明书知产品规格为Φ1200mm，L=2100mm，δ=28mm；10、由《现代电弧焊接方法及设备》吴志生主编P159表6-10带坡口埋弧焊工艺，焊件厚度28mm时查得焊丝直径6mm，坡口尺寸根部间隙3mm、钝边厚度3mm、坡口角度70°，电流900-1000A,电压36-38V，焊接速量等20m/h；11、由《现代电弧焊接方法及设备》吴志生主编P195表7-14选用打底厚为3.2mm的板厚形式得焊接姿势用平焊，焊道顺序用2道，焊接电流为105-150A、焊接速度为100-120mm/min，钨极直径为2.4mm，焊丝直径2-3.2mm，气体流量6-10L/min；12、由国标GBT12470-2003 P7表7焊接与热处理规范有CO2气保焊焊丝为1.2-1.6查得层间温度为，150±10，取150°C，焊后热处理为620±10，取620°C干伸长为13-19mm；13、由《现代电弧焊接方法及设备》P147表6-7可查自动埋弧焊机MZ2-1500的可提供的参数是是等速送丝、悬挂式自动机头、焊接电流400-1500A、焊接直径3-6mm、送丝速度28.5-225m/h、焊接速度13.5-112、送丝调整办法是调换齿轮，焊接电流是直流或者交流；14、焊接层数由材料成型基础焊接工程概论P43的经验公式可得δ/d=28/6≈5层。
焊接层次顺序示意图：母材116厚度()16焊接工艺卡编号母材216厚度()16图号母材3厚度()接头名称筒体纵缝焊接顺序接头型式对接坡口型式V接头编号A1、A2、A3、A4坡口角度(℃)60°焊接工艺评定报告编号钝边() 2-6焊缝余高（）焊工持证项目组装间隙()2～31、在坡口与坡口边缘各20范围内，将油、污、锈、垢、氧化皮清除，直至呈现金属光泽。
2、定位焊缝为8条，每2条定位焊缝间距为250，定位焊缝长度为30、厚度为6-10。
3、焊完进行100%无损探伤。
焊接方法直通焊焊接层次焊接方法填充材料焊接电流电弧电压(V)焊接速度()气体流量()预热温度(℃)型(牌)号直径()极性电流(A)层间温度(℃)焊后热处理定位焊H10ф2直流反接80-11512-1410-168-10焊剂烘干温度250℃封底焊H10ф2.5直流反接115-1512-1410-168-10焊 接 工 艺卡 .：1焊 接 工 艺卡 .： 2钨极直径() 正面焊H10431ф4交流600-65034-3748喷嘴直径() 气体成份编制日期 年 月 日审核日期 年 月 日焊接层次顺序示意图：母材1 16 厚度() 16 焊接工艺卡编号母材2 16厚度() 16图 号母材3厚度()接头名称 筒体环缝 焊接顺序接头型式 对 接 坡口型式 V接头编号B1、B2、B3、B4、B5坡口角度(℃) 60°焊接工艺评定报告编号钝边() 2-6焊缝余高（） 焊工持证项目组装间隙()2～31、在坡口与坡口边缘各20范围内，将油、污、锈、垢、氧化皮清除，直至呈现金属光泽。
2、定位焊缝为28条，每2条定位焊缝间距为12°，定位焊缝长度为30、厚度为6-10。
焊 接 工 艺卡 .：33、焊完进行100%无损探伤。
焊接方法 直通焊焊接 层次 焊接方法填充材料焊接电流 电弧 电压(V) 焊接速度() 气体流量() 预热温度(℃) 型(牌)号直径() 极性 电流(A) 层间温度(℃)焊后热处理 定位焊 H10 ф2 直流反接 80-115 12-14 10-16 8-10 焊剂烘干温度 250℃封底焊 H10 ф2.5 直流反接 115-150 12-14 10-16 8-10钨极直径() 正面焊H10431ф4交流600-65034-3748喷嘴直径() 气体成份编制日期年 月 日审核日期年 月 日焊接层次顺序示意图：母材1 16 厚度() 16 焊接工艺卡编号母材2 16厚度() 8图 号母材3厚度()接头名称 接管与壳体 焊接顺序接头型式对 接卡 .：4焊接层次顺序示意图：母材116厚度()16焊接工艺卡编号母材216厚度()8图号母材3厚度()接头名称人孔与壳体焊接顺序接头型式对接坡口型式单边V接头编号D4坡口角度(℃)60°焊接工艺评定报告编号钝边()2-6焊缝余高（）焊工持证项目组装间隙()2～31、在坡口与坡口边缘各20范围内，将油、污、锈、垢、氧化皮清除，直至呈现金属光泽。
焊接工艺课程设计任务书题目：ZY-1型反应釜的焊接工艺制定材料：16MnR焊接方法：CO2气体保护焊要求：1、看懂图纸2、根据相关标准画出焊缝布置图，并标注焊缝类别3、制定焊接工艺总则4、设计焊接工艺卡5、重要的焊缝制定相应的焊接工艺卡6、工艺卡中应标明焊接检验的方法及标准学生：班级：指导教师：16MnR的焊接性分析：16MnR的成分：热裂纹：16MnR是普通低合金钢，是锅炉压力容器专用钢，锅炉压力容器的常用材料。
它的强度较高、塑韧性零号。
常见交货状态为热轧或正火。
属低合金高强度钢，含Mn量较低。
16MNR作为压力容器用钢，S，P含量比16Mn要少一些。
含碳量比较低，且Mn/S比较高，正常情况下不会出现热裂纹，但材质成分不合格或者因严重偏析使局部C、S含量偏高时，可能会出现热裂纹。
解决措施是：工艺上尽量减小熔合比，选择焊材是采用低碳焊丝H03MnTi和含Si02较低的焊剂（本次CO2保护焊不需要焊剂），以此降低焊缝中的含碳量，从而解决热裂纹的问题。
冷裂纹：钢种的淬硬倾向、含氢量和拘束应力是焊接时产生冷裂纹的三大主要因素。
下面也从这三方面分析16MnR的冷裂纹倾向。
1、淬硬倾向：16MnR的碳当量计算：CE=C+1/6Mn+1/15Cu+1/15Ni+1/5Cr+1/5Mo+1/5V=0.15+1/6 x1.38 +1/15 x0.01+1/5 x0.017=0.15+0.23+0.0007+0.0034=0.3841碳当量CE=0.3841<0.4可以看出其基本么有淬硬倾向其含碳量低，在淬火时，如冷却速度不是太快，就会得到低碳马氏体组织，或者是铁素体珠光体组织，这些组织的硬度不高，故其淬硬倾向小，只有在冷却速度较快时，才会得到高碳马氏体组织，则有一定的淬硬倾向。
2、含氢量：焊缝中的氢主要来源于焊接材料中的水分、焊件坡口处的铁锈、油污，以及环境湿度等。
对16MnR来说，只要板厚不太大且冷却速度控制得当，由于焊接温度高，增强了氢的活动能力，大部分氢从焊缝中扩散逸出。
同时，当焊缝冷却时，其组织会由奥氏体向铁素体等转变，由于氢在奥氏体中的溶解度大大高于在铁素体中的溶解度，又会有部分氢逸出。
最后，焊缝中的残余氢量就不足以形成冷裂纹。
3、拘束应力：焊缝中的应力主要包括热应力、组织应力和由于白身拘束条件所造成的应力。
目前，普遍采用拘束度（R）综合表示这三种应力的大小，拘束度的计算可采用如下公式：R=K*δ式中K为板厚拘束度系数，δ为板厚。
由上式可见，拘束度与材料板厚有很大关系，板厚越大，所造成的拘束度也越大，则拘束应力也就越大。
本次课程设计用的钢板内壁为12mm，外壁为6mm，属于较薄的板，其拘束度较小。
综上以上几点可以得出以下结论：16MnR钢在板厚不是太大，冷却速度适当的情况下不会出现冷裂纹，只有在板厚（40mm以上）太大，冷速较快的情况下，才有出现冷裂纹的倾向，我们可以通过采用较小线能量+焊前适当预热等措施来预防。
热影响区脆化、软化问题：1、过热区脆化过热区脆化主要产生在被加热到1100℃以上直至熔点以下的区域。
该区温度很高接近熔点，因此发生了奥氏体晶粒的显著长大和一些难熔指点的溶入，这些难熔质点往往在冷却过程中来不及析出而使材料变脆。
对16MnR钢来说，当碳含量偏于下限（0.12％-0.14％）时，由于其本身含碳量少，又是通过固溶强化方式来获得较好的强度和韧性的，因而其脆化倾向小。
只有当焊接线能量过大时，会导致过热区奥氏体晶粒严重粗化，冷却时生成魏氏组织，这时才会出现脆化现象。
我们通过控制高温区停留时间、冷却速度和很焊接线能量来避免过热区脆化。
2、热应变脆化热应变脆化是由固溶氮引起的，在热和应变同时作用下产生的一种动态应变时效，一般认为在200℃~400℃时最为明显。
容易发生于一些固溶氮含量较高的低碳钢和强度级别不高的低合金钢中，主要是由于氮、碳原子聚集在位错周围，对位错造成钉轧作用引起的，如焊前已经存在缺口时，这种脆化就变得更为严重。
对于16MnR来说，其本身含有一定的固溶氮，化学成分中又没有强氮化合物形成元素可与氮结合为氮化物，因而具有一定的热应变脆化倾向。
解决办法：可以通过焊后600℃、1h的退火处理来恢复16MnR的韧性。
综合以上分析，我们知道在裂纹方面，16MnR对热裂纹、再热裂纹和层状撕裂不敏感，只有当板材厚度过大，且冷却过快时对冷裂纹有一定的敏感性。
在脆化方面，16MnR有一定的热应变脆化现象，对过热区脆化不敏感。
在生产实际中，我们只要通过一些简单的焊接工艺就可以解决16MnR中由于部分原因对焊接性带来的不利影响。
因而，总的来说，16MnR具有优良的焊接性，这正是它广泛用于各种焊接结构中的一个重要原因。
焊接工艺总则1、引用的标准（1）各部位焊缝的焊接和检验均严格按照国家标准GB150-1998钢制压力容器和«压力容器安全技术监察规程»的规定执行。
（2）容器施焊前的焊接工艺评定，应按JB4708进行。
（3）焊接工艺评定报告、焊接工艺规程、施焊记录及焊工的识别标记，其保存期不少于7年。
（4）焊接材料全部按GB/T8110-1995《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》和TZL911－2000《常用气体保护电弧焊用碳钢焊丝》标准进行。
（5）钢板应符合《碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚板钢和钢带》GB3274-88的要求。
（6）超声探伤应符合JB1152-81，射线探伤的方法应符合相应国家标准GB3323（7）法兰锻件应符合《压力容器用碳素钢和低合金钢锻件》JB4726-2000的要求。
（8）管法兰、垫片、紧固件根据《钢制管法兰、垫片、紧固件》HG20592-97选用欧洲体系，因釜内介质易燃、中等毒性，故法兰型式选用带颈平焊，密封面型式选用凹凸面，压力等级为2.5MPa。
（9）支座：因设备置于平台上，根据《容器支座》JB/T4725-92，选用A5型。
2、焊接所用的材料16MnR可以用的焊接材料有以下几种：ER49-1、ER50-2.6.7、GHS-50、YJ502-1、YJ502R-1、YJ507-1、YJ507Ni-1、YJ507TiB-1。
本次设计采用ER49-1焊丝，即传统的H08Mn2SiA焊丝，其主要成分如下表这焊剂用HJ4313、下料：筒体内壁用厚度12mm、宽1500mm、长4712mm的钢板卷成桶状焊接而成，下部用两个厚12mm宽为1500mm的钢板拼接后裁下直径1825mm的圆板，然后冲压而成。
内壁：筒体外壁上部用厚度６mm、宽1332mm、长4712mm的钢板卷成桶状焊接而成，下部用两个厚6mm宽为1500mm的钢板拼接后裁下直径1918mm的圆板，冲压而成。
4、焊接工艺评定及焊工要求1、焊缝表面不得有裂纹、气孔、弧坑及飞溅物2、C、D接头焊缝与母材呈圆滑过渡3、用标准抗拉强度下限值>540 MPa的钢材，其焊缝表面不得有咬边焊工要求：电焊工一级(高级技师)5、焊前准备（1）焊丝、焊剂及其他焊接材料的贮存库应保持干燥，相对湿度不得大于60（2）由于CO2气体保护焊时对风速比较敏感，施焊时应注意风速，若大于2 m /s，则应该采取相应的保护措施。
（3）注意焊接时环境的温度，若焊件温度低于0℃，应在始焊处100 mm范围内预热到15℃左右6、焊接过程中的具体要求（1）在严寒环境中施焊时要根据不同温度选择预热温度。
（2）在坡口内引弧，避免擦伤母材，注意熄弧时填满弧坑。
（3）不在低温下进行成形、矫正和装配。
（4）焊工应在施焊前调整好工艺参数及规范，严禁在正式产品上调试工艺参数及规范。
（5）焊前要对焊剂进行烘干，避免带入焊缝过多的氢。
（6）每焊一层要彻底清渣，检查无缺陷时再焊接下一层焊缝。
表面焊道宽度比坡口宽度单面增宽2mm-4mm，焊缝宽窄差小于2mm。
（7）受压元件的焊接严格按焊接工艺卡中规定的工艺参数进行施焊。
与受压元件相焊的附件(吊耳、支耳、垫板等)应参照焊接工艺卡中规定的工艺参数进行施焊。
（8）所有焊接坡口表面及两侧20mm范围内，不得有铁锈、油污、氧化皮、积渣及其它污物。
（9）焊接附件、工装卡具等必须使用与壳体相同的焊接材料和焊接工艺，由合格的正式焊工施焊，焊道长度不得小于50mm。
（10）在施焊过程中，应把焊接线能量严格控制在焊接工艺评定确定的线能量范围内使用，尤其注意不要超过焊接工艺评定线能量上限值。
7、缺陷分析及返修要求缺陷分析：（1）气孔和夹渣。
解决措施主要有以下几种：选择合适的焊接电流和焊接速度；确保焊接坡口附近不存在水分、油垢和锈迹；严格按照规定保管、清理和焙烘焊接材料。
防止焊接夹渣的方法主要包括：对坡口尺度进行合适的选择，认真清洁坡口的边缘部分，并选用合适的焊接电流和焊接的速度。
在多层焊接时，要仔细观察坡口部分的熔合情况，对每一层焊道做到认真清理。
（2）未焊透和未熔合。
解决措施采取合适的方法进行补焊处理，选择合适的坡口和适合焊接的电流，稳定焊接速度，对坡口表面的氧化皮和油污进行彻底清洁，此外还要密切注意焊接坡口两侧的熔合情况。
（4）裂纹。
存在很多的不稳定因素影响焊接裂纹的行成，因此在对待裂纹的处理时要严格的控制焊接的工艺参数和减慢冷却的时间；在允许的情况下采用小电流多层多道焊，从而避免焊缝中心产生裂纹；必要时进行预热；根据焊件材质、焊接工艺评定结果合理调整焊接顺序、认真执行焊接工艺，也可减少裂纹的产生。
返修要求：（1）焊缝的返修应由合格的焊工担任。
返修工艺措施应得到焊接技术负责人的同意。
压力容器上同一部位的返修次数不应超过2次。
对经过2次返修仍不合格的焊缝，如再进行返修，应经制造单位技术负责人批准。
返修的次数、部位和无损探伤结果等，应记入压力容器质量证明书中。
锅炉同一位置上的返修不得超过3次。
（2）压力试验后，一般不应进行焊缝返修。
确需返修的，返修部位必须按原要求经无损探伤检验合格。
由于焊缝或接管泄漏而进行的返修，或返修深度大于1／2壁厚的压力容器，还应重新作压力试验。
（3）监检应检查审批手续，必要时应审核缺陷产生的原因分析和返修工艺。
对返修过程中的现场记录、检验报告等进行检查，确认符合要求后．在相关手续上确认。
8、焊后检验标准（1）焊缝外观检验标准：a.焊缝表面应是原始状态，没有加工或返修的痕迹。
b.焊缝外形尺寸应符合有关规定。
c.焊缝表面不得有裂纹、未熔合、未焊透、夹杂、气孔和咬边。
（2）焊缝超声探伤应符合JB1152-81《锅炉和钢制压力容器对接焊缝超声波探伤》的规定，焊缝质量按I级评定，超过I级为不合格。
（3）射线探伤的方法应符合相应国家标准GB3323压力容器焊接工艺卡接头简图12除油除锈至见金属光泽。
3接。
4焊接的过程中严格遵守焊接工艺卡中的焊接参数。
压力容器焊接工艺卡接 头 简 图12除油除锈至见金属光泽。
