产品工艺规程及控制要点

产品工艺规程及控制要点
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一件产品的完成，大多数时候需要几个车间共同的配合，也就是说一件产品的工艺过程会涉及到不止一个车间。

下面所讲并不是一件产品的完整工艺，而是以车间为框架来说明各种主要工艺规程及其控制要点。

1 热加工车间
1.1热压：热压产品主要有三通、弯头、变径、管道附件（封头、接管座、堵板）等。

1.1.1产前准备：认真阅读图纸和工艺卡，了解产品特点；选择合适模具，安装模具。

要点：每一件或一批产品生产前仔细研究图纸和工艺，对其工艺难点提前掌握，这一点非常重要。

1.1.2坯件入炉加热：加热的目的是提高金属的塑性，降低变形抗力，以利于金属的变形和获得良好的锻后组织。

生产中各种材质的加热温度：
A335P91：950~1060℃
A335P22：1050~1100℃
A106：950~1060℃
WB：880~950℃
400℃以上升温速度≤150℃/h 保温时间1min/mm且≥30分钟除A106要求终缎温度≥780℃，其余材质终锻温度≥850℃
要点：设专人监控加热过程，防止金属氧化、脱碳、过烧、过热、内部裂纹等缺陷产生。

1）氧化：坯料在炉内加热过程中，表层金属与炉气中的氧化性气体进行化学反应生成氧化皮，造成金属的烧损。

为减少氧化损失应采取措施如下：①在保证加热质量的前提下，缩短加热时间，尤其避免坯料在高温环境停留时间过长，操作上应尽量少装勤装。

②在保证燃料完全燃烧的前提下，尽量减少炉内过剩空气，以免剩余氧气过多。

③炉膛内应保持不大的正压力，以防止冷空气吸入炉内。

2）脱碳：在高温下钢料中的碳与炉气中的水汽、氧气、氢气、二氧化碳等发生化学反应，造成钢料表层含碳量降低，进而影响成品管件的性能。

操作上应尽量快速加热，避免钢在高温
下长时间停留。

3)过烧：金属加热到接近熔点温度(就是超过前面规定的允许加热温度的上限)时,晶间低熔点物质开始融化,由于炉气中的氧化性气体渗入晶粒边界使晶间物质氧化,破坏了晶粒间的联系,这种组织结构的钢一经锻打即破碎而成废品。

过烧现象不可逆，在生产上一旦发生就是严重事故。

操作上应严格控制加热温度不得高于规定温度的上限。

3)过热：是指钢料在稍低于过烧温度下长时间保温时，组织内部晶粒过分长大，导致产品性能降低。

操作上应严格控制加热时间不能太长。

4)内部裂纹：钢加热时，由于厚度原因，表面和中心之间存在温度差，表面热膨胀大于中心，中心部分形成三向拉应力，这种由于温度不均而产生的应力叫温度应力。

加热速度过快则温度应力很大。

在温度应力和坯料中原有的残余应力共同作用下，钢料就有可能产生内裂纹。

从内裂纹产生的原理上看，实际操作中加热速度必须要有限制。

但是加热速度过慢又会产生前面说的缺陷。

所以，为平衡起见，制定和遵守正确的加热工艺规范是必须的。

1.1.3压制：压制是管件成形的关键过程。

简单来说，就是把加热到合适温度的坯料放入模具内，外力加压，使上下模具合模，由于高温下金属具有一定的流动性，在这个过程中，金属就充满到模具腔内，脱模后，符合设计要求的尺寸的管件压制成功。

操作要点：
1）坯料入模前，磨具内要涂铅粉磷片水混合物。

目的是起润滑作用，使钢料在充满模具的过程中，减少摩擦。

这样做的好处是，节约能源；提高模具寿命；使钢料变形均匀，获得良好的组织性能。

2）分段压制，最终合模：金属的流动性是有一定限度的，受此限制，坯件不能一次变形过大，否则，产品内部组织就会被一定程度地破坏。

所以，要使坯料完全充满模具，就要经过反复几次的加热、压制的过程。

具体操作上，每次油压机行程达到60~80mm时，就应停止压制，坯料重新入炉加热。

3）压制过程中设专人监视坯料变形情况，一旦出现内鼓、起皱现象,立即停止压制。

4）控制终压温度：终压温度低于规定温度，金属的流动性降低，变形抗力急剧加大，此时勉强压制会导致加大能源消耗；降低模具寿命甚至损坏模具；最重要的是，此时会严重破坏钢的内部组织，严重降低钢的机械性能。

5）选择合适的冷却方式。

锻压后的冷却，是生产中的重要环节之一，冷却方式不当，有可能其粗大的锻造组织影响以后的热处理组织，还可能由于应力过大造成裂纹而影响产品质量。

1.1.4整形：整形工序包括划线、齐头、冲口整形。

为进一步机加工准备合格的半成品。

要点：注意按照图纸和工艺卡规定，为机加工留出适当的机加工余量。

少则不能保证出合格产品，多则增加机加工工作量，造成浪费。

1.2热处理
坯件经热压成型后，其内部组织会存在各种缺陷，如晶粒组织粗大、组织分布不均等，这些都会影响钢在使用时的性能，因此，在机加工前要进行热处理。

钢的热处理是将半成品或成品加热到一定温度，在此温度下保持一定时间，然后以不同的冷却速度冷却下来，以获得所需要的显微组织和性能的工艺过程。

它在不改变钢的外形尺寸的情况下，通过改变钢的内部组织，从而改善其性能，提高使用价值，满足各种使用要求。

我公司产品的热处理方法主要是管件的正火加回火、焊接管件的焊后回火。

1.2.1管件的正火：把钢加热到上临界点以上30~50℃，使钢全部奥氏体化，并保温一段时间，然后在空气中冷却的热处理操作称为正火。

正火的目的：①提高硬度改善机加工性；②细化晶粒改善组织，使钢得到致密的结构组织；③消除内应力。

1.2.2回火：将淬火或正火后的钢重新加热、保温、冷却，以得到较为稳定的回火组织的工艺过程。

回火的主要目的：①消除淬火或正火时产生的残余应力，提高材料的塑性和韧性；②获得良好的综合力学性能；③稳定工件尺寸，使钢的组织在使用过程中不发生变化。

操作要点：
1）炉内管件摆放：为控制加热均匀，不使局部温度过高，出现过热等现象，管件摆放要合理，管件间空隙均匀,层数合理，并且规定不得距离炉门1m内；
2）根据管件规格、大小、摆放位置，合理调整火焰。

3）严格按照工艺规定控制升温速度、保温时间、降温速度，随时观察、调节。

4)回火缺陷：回火后硬度偏高或偏低，主要原因为炉温不均匀、回火温度规定错误或炉温失控造成。

同批管件硬度不均，大多是炉本身温度不均造成，如炉气循环不均，装炉量过大等。

其他的回火缺陷还有畸变、回火脆性，这里我们不讨论。

1.2.3焊后回火：焊后回火的目的和原理跟前面说的一样，只是需要回火处理的部位，其组织缺陷产生原因是由于焊接操作。

钢的焊缝接头和热影响区部位，由于焊接操作，经过了加热冷却、冶金作用、合金元素的再分配等影响，会出现有缺陷的内部组织，也需要进行回火处
理以得到合格的组织，进而得到所需要的强度、塑性和韧性等使用性能。

操作要点：
1）焊后回火采用电加热方式，自动控温。

2）针对不同材质的要求，严格执行不同的热处理工艺规范。

3）加热绳缠绕要密度均匀，覆盖面积足够。

4）热电偶放置位置准确，否则就不能真实反馈工作面的温度。

1.3推制
推制是弯头热成型的另一种成熟工艺，相对于热压成型来说，推制工艺过程简洁，成型好，大多数情况下材料利用率高，能源耗费节省。

推制采用中频加热装置，温度控制的误差范围比较小。

在芯头阻力、推制机推力和加热温度的控制下，能够很好的控制弯头的减薄量。

操作要点：
1）推制准备：修补直管两端端口，内壁涂铅粉和磷片水混合物；
2）弯头芯棒预热到合适温度；
3)调整中频线圈位置，控制内外弧温度差60~80℃左右，
4）调整中频功率和推进速度的配合，专人监视弯头情况，一旦发现起皱，立即停止推制，重新调整。

2 铆焊车间
铆焊车间主要承担焊接三通、焊接弯头、四大管道工厂化配管的工作。

主要工艺为各种焊接操作和与之配套的焊后热处理。

本公司产品的工作环境要求特殊，有些极其恶劣，所以决定了所用材质有特殊要求，并且各有严格的焊接工艺规范。

2.1 主要材质如下
2.1.1 A335P91：该钢是高强度马氏体耐热钢，用于主汽管道。

对氢致裂纹敏感，焊接材料应采用低氢型、合金成分与母材相近的焊条（FOX C9MV）和焊丝，在焊后热处理之前，温度必须冷却到180℃以下，以保证马氏体的充分转化；
2.1.2 P22：该钢用于热段管道，淬透性和淬硬性都很大，焊接中，在焊缝和热影响区很容易产生硬而脆的马氏体组织，这会使接头力学性能下降，且有很大内应力，导致热影响区发生裂纹。

因此，要焊前预热，焊后回火。

P22钢适用的焊条是R407；
2.1.3 15NiCuMoNb5(WB36)：用于给水管道，特点是有较高的强度和良好的焊接性能，需要焊前预热和焊后回火，专用焊条是FOX EV65；
2.1.4 A106C、A672B70CL32:用于冷段管道，焊接性能良好，一般不需预热，焊接环境温度较低或焊件较厚时，需预热100~150℃，使用焊条J507。

2.2 焊材的领用、保管、使用
作为成熟的焊接专业厂家，必须有一整套严格规定的焊材领用、保管、使用的规定，这是保证焊接产品合格的重要条件。

熟知并遵守本规定，也是对合格焊工的基本要求。

必须明确的几个基本原则：
1）任何时候焊材必须保持干燥，要有专用的焊材库，焊材储存要上架，距离地面和墙面均需大于300mm。

焊条焊剂使用前烘干。

2）随用随领，用多少领多少，用后剩余的及时交回，下次使用重新烘干，烘干次数不得超过三次。

3）对应于不同的母材，不同的焊材的合金成分和使用条件也不同，因此生产中，错误使用焊材属于严重事故。

2.3 焊接方法
2.3.1 坡口形式：产品性质决定本公司所有焊缝均为全熔透焊缝，对于厚板，必须开坡口焊接，坡口形式为单、双V,U型坡口。

2.3.2 焊接种类：
1）钨极氩弧焊，特点：焊缝成形美观，质量好；但成本高，生产率低，用于打底焊。

2）手工电弧焊，操作灵活，可全位置焊接，是主要焊接手段。

3）埋弧自动焊，用于填充层和盖面层，大大提高生产效率，减轻劳动强度，是本公司新近引进的焊接方法。

2.3.3 焊接工艺
1）预热和全程控温焊前预热的目的是为了消除焊接所产生的裂纹，有些材质在焊接过程中如果温度过高或过低都会产生有害的裂纹，因此需要控制层间温度在一定范围内，这就需要全程控温。

2）焊接电流、电压、焊速的选择电流、电压和焊接速度的组合决定了焊接热输入得多少，为了减少焊接缺陷，针对不同的母材特性，必须对这些参数进行选择，正确的焊接参数是经过规范的焊接工艺评定确定下来的
3）焊接过程中需要注意的事项
①为避免热输入不均，造成焊后管件的变形，对于大厚度、大管径的焊接必须两人或4人对称焊接；
②对于需要预热和全程控温等管件的焊接，尽量一次焊接完成，如果确实需要停止焊接，再次焊接前，要按规定重新预热；
③焊缝尺寸及表面质量要符合图纸要求。

4)焊后热处理前面讲过，此处略。

需要注意的是P91\P92材质的焊后热处理，要在焊接后管件温度降到规定时进行，但是温度不能降到常温状态。

3 机加车间
本公司机加车间主要工艺为车坡口和镗孔两类。

作为专门配合管件和管道生产的辅助车间，其生产特点为：
1）以加工焊接坡口为主，主要坡口形式有单、双V,U型坡口。

2）保证管件相对于接管的通流面积，热压三通为90%，热压弯头为95%。

3）保证产品的形位公差。

操作要点：机加工车间的主要控制项目是合格的物理尺寸，也就是要严格保证成品管件和半成品配管的形位公差。

为此目的，有必要建立一套完整的自检、互检、专检的制度。

确保不合格的成品和半成品不流入下道工序。

1）管件复检：认真阅读图纸和工艺卡，对由热加工和铆焊车间等上道工序转来的半成品进行复检，如发现与图纸或工艺要求不符，则退回上道工序返修或者报告工艺部门拿出解决方案。

2）在机加过程中如果发现产品质量轻微不符合要求，例如弯头壁厚严重不均，但是能保证接口壁厚，通过前后弧上下尺寸的调整，能满足图纸要求时，操作者必须进行调整。

3）以上两条是针对上道工序半成品的复检。

车间内部也要建立并遵守自检、互检的制度，这样才能有效地贯彻图纸和工艺的意图，防止由于疏忽、不负责任等行为造成出现次品、废品的现象。

①钳工划线：钳工划线的过程就是对上道工序半成品复检的过程。

以三通为例，首先，管件
上平台，使主管中心与支管中心处于一个水平面内，确定中心，以支管中心为基准，划出左右主管的加工线；以主管中心为基准，划出支管加工高度加工线，在两个加工线上打上样冲点。

划线完毕。

②在装夹车削之前，要仔细核对管件主要尺寸，如三通的主、支管长度、接口尺寸等等。

只有确认划线尺寸与图纸无误以后，才可以装夹、车削。

③机加完成的管件，在转到铆焊或后处理车间之前，设立一个停止检查点。

质检员对管件做一个全面检查，除主要尺寸外，重点检查弯头的角度、三通支管相对于主管的垂直度、端口垂直度、接口尺寸、管件内径等项目。

只有以上项目全部合格，管件才可以转序。

4 后处理车间
管件产品经过之前的加工，转到后处理车间。

在这里主要经过两个工序，也就是说后处理有两个目的：去除管件表面的各种超标缺陷和涂漆、标识。

管件的表面处理非常重要，它是在管件出厂前进行的最后美化处理，良好的包装是产品打动顾客的重要手段。

4.1去除管件表面的各种超标缺陷
4.1.1打磨用角磨磨去管件表面浮锈，以及可能存在的结疤、撕裂、折叠、重皮、焊瘤等缺陷。

打磨时注意，打磨处任何时候管壁厚度不得小于规定的最小接管厚度，并且该处与周围组织要平滑过渡。

发现需要到其他工序返修处理的缺陷，要及时返回。

4.1.2所有缺陷去除后，用圆砂轮整体抛光。

4.1.3喷砂对配管内表面进行喷砂，以去除表面氧化皮、浮锈、油污等，为涂漆工序准备工作面。

4.2 涂漆标识涂漆的目的有两个方面：防腐美化
4.2.1涂漆按要求，管件表面处理完成2~6小时内，及时进行涂漆保护，要求不得漏底，漆膜不得起皱，漆膜厚度符合要求。

4.2.2 钢印、标识、：钢印、标识是管件在生产、运输、安装、运行以及以后的检修整个过程中的唯一识别符号，这个工作必须严肃、认真地做，不允许有任何差错。

阜新华通工艺部
2009年9月。