法兰与管体焊接接头工艺设计样本

法兰与管体焊接接头工艺设计

前言

法兰是使管子与管子相互连接的零件, 连接于管端。

法兰连接就是把两个管道、管件或器材, 先各自固定在一个法兰盘上, 两个法兰盘之间, 加上法兰垫, 用螺栓紧固在一起, 完成了连接。有的管件和器材已经自带法兰盘, 也是属于法兰连接。

法兰连接的主要特点是拆卸方便、强度高、密封性能好。安装法兰时要求两个法兰保持平行、法兰的密封面不能碰伤, 而且要清理干净。法兰所用的垫片, 要根据设计规定选用。

法兰分螺纹连接( 丝接) 法兰和焊接法兰。低压小直径有丝接法兰, 高压和低压大直径都是使用焊接法兰, 不同压力的法兰盘的厚度和连接螺栓直径和数量是不同的。

法兰连接使用方便, 能够承受较大的压力。

此次是普通的低碳钢管体与法兰的焊接接头工艺的设计。

1.母材Q235性能分析

Q235是普通的碳素结构钢, Q代表的是这种材质的屈服度, 后面的235, 就是指这种材质的屈服值, 在235左右。并会随着材质的厚度的增加而使其屈服值减小。由于含碳适中, 综合性能较好, 强度、塑性和焊接等性能得到较好配合, 用途最广泛。常轧制成盘条或圆钢、方钢、扁钢、角钢、工字钢、槽钢、窗框钢等型钢, 中厚钢板。大量应用于建筑及工程结构。用以

制作钢筋或建造厂房房架、高压输电铁塔、桥梁、车辆、锅炉、容器、船舶等, 也大量用作对性能要求不太高的机械零件由于低碳钢含碳量低, 锰、硅含量也少, 因此, 一般情况下不会因焊接而产生严重硬化组织或淬火组织。焊接时, 一般不需预热、控制层间温度和后热, 焊后也不必采用热处理改进组织, 整个焊接过程不必采取特殊的工艺措施, 焊接性优良。

2.备料

备料的过程大致分为以下几步:

（1）选材

选取管体内径为350mm, 壁厚为8mm的管体,

由于所选的管材和法兰盘均为Q235, 故对管材无太多特殊的要求, 须保证管材形状规则符合标准, 无裂纹, 弯曲, 变形等其它缺陷, 能具有一定的耐压能力, 耐腐蚀能力

选取法兰外径为550mm厚度为12mm, 小孔直径为10mm管体与法兰的连接为焊接, 因此管体内径应与法兰的内径一致。

( 2) 下料

在选好的管体上划线, 截取一定的满足需要的长度, 且截面光滑平整, 无毛刺, 裂纹等。

由于法兰要分块安装, 故将法兰均分为6瓣, 要保证截线切口处, 要平整。

( 3) 焊前准备

焊前准备有以下三点:

1、技术准备

焊工在施焊前需要进行的技术准备工作为: 熟悉产品图纸, 了解产品结构; 熟悉产品焊接工艺, 了解产品焊接接头要求的焊工持证项目, 掌握产品焊接接头的焊接参数。

2、器材准备

焊工在施焊前需要进行的器材准备工作为: 焊接设备及工装的检验调试; 焊接参数调整, 按焊接工艺的规定领取焊接材料。

3、工件准备

( 1) 坡口清理

施焊前焊工应检查坡口表面, 不得有裂纹、分层、夹杂等缺陷, 应清除焊接接头的内外坡口表面及坡口两侧母材表面至少20mm 范围内的氧化物、油污、熔渣及其它有害物质。

( 2) 焊接接头组对

使用卡具定位或直接在坡口内点焊的方法进行焊接接头的组对, 组对时应保证在焊接过程中焊点不得开裂, 并不影响底层焊缝的施焊; 控制对口错边量、组对间隙及棱角度等参数不超过按相应的产品制造、验收标准的规定。

在备料过程中所需要的设备有; 普通的机床, 以及清除焊接接头氧化物、油污、熔渣的设备, 还有焊接设备。

3.拼装

3.1 首先为法兰的拼装, 法兰分为6瓣

3.1.2. 法兰拼焊焊接工艺选择

由于法兰的材料为Q235, 法兰拼焊的焊接工艺选择普通的手工电弧焊即可, 手工电弧焊的焊接技术使用不同的方法保护焊接熔池, 防止和大气接触。热能也是由电弧提供。和MIG焊一样, 电极为自耗电极。金属电极外由矿物质熔剂包覆, 熔剂熔化时形成焊渣盖住焊接熔池。另外, 包覆的熔剂还释放出气体保护焊接熔池, 而且, 还含有合金元素用来补偿合金熔池的合金损失。在有些情况下, 包覆的熔剂内含有所有合金元素, 中部的焊条仅是碳钢。然而, 在采用这些类型的焊条时, 需要特别小心, 因为所有飞溅都具有软钢性质, 在使用过程中焊缝会锈蚀。

如果使用直流电弧, 焊条连接到正极, 但如果使用钛型焊条, 也能够使用交流电弧。电压一般为20～30伏, 电流取决于焊接材料的厚度、焊条规格、焊接结构, 范围在15～400安

焊接接头采用对接接头, 是传力效率最高的一种接头方式, 它不需要连接板等, 材料的消耗量最少, 由于对接连接, 被连接板边缘的加工及装配要求较高, 在焊接结构上合焊接生产上常见的是对接焊缝与载荷方向垂直的。

坡口为双U型坡口。如下图所示:

焊接时要先点焊住以后, 各个焊缝口均匀焊, 正面焊一会后,

再翻过来焊另一面。发现哪个焊缝处有变形, 就翻过背面焊缝处把它校正过来。

4 法兰与管体的连接

4.1法兰与管子的装配连接

法兰与管子的装配质量不但影响管道连接处的强度和严密度, 而且还影响整条管线的倾心度。因而, 在向管子上装配法兰, 必须符合下列基本要求。

⑴、法兰中心应与管子的中心同在一条直线上。

⑵、法兰密封面应与管子中心垂直。

⑶、管子上法兰盘螺孔的位置应与相配合的设备或管件上法

兰螺孔位置对应一致, 同一根管子两端的法兰盘的螺孔位

置应对应一致。

4.2法兰与管体的焊接采用承插焊

承插焊的优点:

没有打破口的问题, 没有对口错边的问题, 可将焊接位置调整为平焊。

采用CO₂气体保护焊进行焊接。

焊前准备:

a 焊接材料选用直径为1.2mm的H08Mn2SiA焊丝。为

消除气体和杂气, 应使用倒置过的气体, 瓶装气体在翻

转架上进行倒置。