16mn無縫管的焊接工藝編訂一、材料介紹1.?16mn無縫管化學(xué)成分如下表（%）：元素C≤?Mn?Si≤?P≤?S≤?Al≥?V?NbTi含量?0.2?1.0-1.6?0.55?0.035?0.035?0.015?0.02-0.15?0.015-0.06?0.02-0.2??16mn無縫管C力學(xué)性能如下表（%）：機(jī)械性能指標(biāo)伸長率（%）試驗溫度0℃抗拉強(qiáng)度MPa?屈服點MPa≥?數(shù)值δ5≥22?J≥34?σb（470-650）σs（324-259）其中壁厚介于16-35mm時，σs≥325Mpa；壁厚介于?35-50mm時，σs≥295Mpa?2.?16mn無縫管鋼的焊接特點2.1?碳當(dāng)量(Ceq)的計算Ceq=C+Mn/6+Ni/15+Cu/15+Cr/5+Mo/5+V/5?? 計算Ceq=0.49%，大于0.45%，可見16mn無縫管鋼焊接性能不是很好，需要在焊接時制定嚴(yán)格的工藝措施。2.2?16mn無縫管鋼在焊接時易出現(xiàn)的問題2.2.1?熱影響區(qū)的淬硬傾向16mn無縫管鋼在焊接冷卻過程中，熱影響區(qū)容易形成淬火組織-馬氏體，使近縫區(qū)的硬度提高，塑性下降。結(jié)果導(dǎo)致焊后發(fā)生裂紋。2.2.2?冷裂紋敏感性16mn無縫管鋼的焊接裂紋主要是冷裂紋。二、焊接施工流程冷裂紋傾向較大，應(yīng)選用低氫型的焊接材料，同時考慮到焊接接頭應(yīng)與母材等強(qiáng)的原則，選用E5015?（J507）型電焊條。??化學(xué)成分見下表（%）：??元素?C?Mn?Si?S?P?Cr?Mo?V?Ti? 含量?0.071?1.11?0.53?0.009?0.016?0.02?0.01?0.01?0.01??力學(xué)性能見下表：?? 機(jī)械性能指標(biāo)?σb（Mpa）?σs（Mpa）?δ5（%）?Ψ（%）?AkvJ-30℃?數(shù)值?440?540?31?79?164?114?76??2.?坡口形式：（根據(jù)圖紙和設(shè)備供貨）??? 3.?焊接方法：采用手工電弧焊（D）。?? 4.?焊接電流：為了避免焊縫組織粗大，造成沖擊韌性下降，必須采用小規(guī)范焊接。具體措施為：選用小直徑焊條、窄焊道、薄焊層、多層多道的焊接工藝（焊接順序如圖一所示）。焊道的寬度不大于焊條的3倍，焊層厚度不大于5mm。第一層至第三層采用Ф3.2電焊條，焊接電流100-130A；第四層至第六層采用Ф4.0的電焊條，焊接電流120-180A。?? 5.?預(yù)熱溫度：由于16mn無縫管鋼的Ceq＞0.45%，在焊接前應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度T0=100-150℃，層間溫度Ti≤400℃。?? 6.?焊后熱處理參數(shù)：為了降低焊接殘余應(yīng)力，減小焊縫中的氫含量，改善焊縫的金屬組織和性能，在焊后應(yīng)對焊縫進(jìn)行熱處理。熱處理溫度為：600-640℃，恒溫時間為2小時（板厚40mm時），升降溫速度為125℃/h?。??四、現(xiàn)場焊接順序：??1.?焊前預(yù)熱?? 在翼緣板焊接前，首先對翼緣板進(jìn)行預(yù)熱，恒溫30分鐘后開始焊接。?焊接的預(yù)熱、層間溫度、熱處理由熱處理控溫柜自動控制，采用遠(yuǎn)紅外履帶式加熱爐片，微電腦自動設(shè)定曲線和記錄曲線，熱電偶測量溫度。預(yù)熱時熱電偶的測點距離坡口邊緣15mm-20mm。??2.?焊接?? 2.1?為了防止焊接變形，每個柱接頭采用二人對稱施焊，焊接方向由中間向兩邊施焊。在焊接里口時（里口為靠近腹板的坡口），第一層至第三層必須使用小規(guī)范操作，因為它的焊接是影響焊接變形的主要原因。在焊接一至三層結(jié)束后，背面進(jìn)行清根。在使用碳弧氣刨清根結(jié)束后，必須對焊縫進(jìn)行機(jī)械打磨，清理焊縫表面滲碳，露出金屬光澤，防止表層碳化嚴(yán)重造成裂紋。外口焊接應(yīng)一次焊完，最后再焊接里口的剩余部分。?? 2.2?當(dāng)焊接第二層時，焊接方向應(yīng)與第一層方向相反，以此類推。每層焊接接頭應(yīng)錯開15-20mm。?? 2.3?兩名焊工在焊接時的焊接電流、焊接速度和焊接層數(shù)應(yīng)保持一致。??2.4?在焊接中應(yīng)從引弧板開始施焊，收弧板上結(jié)束。焊接完成后割掉并打磨干凈。?3.?焊后熱處理：焊口焊接完成后應(yīng)在12小時內(nèi)進(jìn)行熱處理。如不能及時進(jìn)行熱處理應(yīng)采取保溫、緩冷措施。在進(jìn)行熱處理時，應(yīng)采用兩根熱電偶測溫，熱電偶點焊在焊口的里外側(cè)。??16mn無縫管鋼的焊接溫度曲線如下圖??? 4.?焊接檢驗?? 根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范》的要求，焊口采用超聲波探傷法進(jìn)行檢驗，檢驗比例為100%。??五、現(xiàn)場技術(shù)管理?? 1.?編制詳細(xì)的焊接施工作業(yè)指導(dǎo)書。??2.?全過程控制焊接工藝是確保質(zhì)量的核心。?? 每個柱接頭的焊接時，應(yīng)有專人監(jiān)控焊接工藝，如焊工不按作業(yè)指導(dǎo)書施工應(yīng)立即終止焊接。在焊接過程中，熱處理人員應(yīng)全程監(jiān)控層間溫度，如超標(biāo)應(yīng)立即通知焊工暫停。?? 3.?提高施工人員質(zhì)量意識是貫徹焊接工藝的關(guān)鍵?? 在施工前，進(jìn)行全員交底，并且開取施工工藝卡。交底中詳細(xì)講解焊接工藝特點及嚴(yán)格控制現(xiàn)場焊接工藝的必要性和控制要點。??六、結(jié)論?? 按此焊接工藝措施施工，在現(xiàn)場共焊焊口102道，經(jīng)無損檢驗一次合格率達(dá)到100%。經(jīng)過實際施工的驗證，此焊接工藝措施不僅能在現(xiàn)場指導(dǎo)對16mn無縫管鋼的焊接，而且能夠保證焊接質(zhì)量。?