Q235筒體埋弧自動(dòng)焊工藝

1、緒論低碳鋼是社會(huì)生活中應(yīng)用最普遍的一種鋼材，而 Q235 又是其中的代 表性鋼材，在鋼材市場(chǎng)中占有很大的比重，這也就使得Q235的焊接顯得 很重要，在未來(lái)很長(zhǎng)一個(gè)時(shí)期內(nèi) Q235 的使用在鋼材份額內(nèi)仍將占有一個(gè) 很大的比重，本設(shè)計(jì)將就 Q235 鋼筒體的焊接工藝做出設(shè)計(jì)研究，就 Q235 的焊接過(guò)程以及焊接中可能出現(xiàn)的問(wèn)題作出合理的分析研究。焊接技術(shù)日趨發(fā)展，在世界人民生活中的應(yīng)用也越來(lái)越普遍，從而使 焊接也顯得越發(fā)的重要。作為一名學(xué)習(xí)焊接技術(shù)專(zhuān)業(yè)的大學(xué)生， 我覺(jué)得 自己應(yīng)該在我國(guó)的焊接技術(shù)發(fā)展中做出自己的貢獻(xiàn)， 本人將以公司擁有 設(shè)備的實(shí)際情況為基礎(chǔ)簡(jiǎn)單介紹一下 Q235 鋼筒體埋弧自動(dòng)焊的

2、焊接工 藝。下面先了解一下焊接技術(shù)發(fā)展的簡(jiǎn)單情形， 焊接技術(shù)是十九世紀(jì)末 二十世紀(jì)初發(fā)展起來(lái)的。由于它具有一系列技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)越性， 所 以幾十年來(lái)， 其進(jìn)展之快， 貢獻(xiàn)之大， 都很驚人， 為現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展和人 類(lèi)現(xiàn)代化生帶來(lái)了很大的利益。目前焊接已廣泛應(yīng)用在許多行業(yè)和領(lǐng)域， 如汽車(chē)制造、石油化工、壓力容器、礦山機(jī)械、船舶制造、起重設(shè)備、 航空航天、建筑結(jié)構(gòu)、核動(dòng)力設(shè)備等。隨著焊接技術(shù)向機(jī)械化、自動(dòng)化 方面發(fā)展， 焊接的應(yīng)用領(lǐng)域和范圍將日益擴(kuò)大。目前， 在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家， 焊接用鋼量一站工業(yè)總用鋼量的一半左右， 焊接用鋼量占工業(yè)總用鋼量的比例已經(jīng)成為一個(gè)國(guó)家工業(yè)發(fā)展水平的重 要 標(biāo) 志 。 中

3、國(guó) 在 2004 年 焊 接 用 鋼 量 已 突 破 1 億 噸 ， 成 為 世 界 最 大 的 焊 接 大國(guó)?，F(xiàn)今， 在我國(guó)許多行業(yè)的制造工廠， 如造船廠、鍋爐廠、車(chē)輛廠、 礦山機(jī)械廠、石化機(jī)械廠、起重機(jī)廠等都建有專(zhuān)門(mén)的焊接生產(chǎn)車(chē)間， 負(fù) 責(zé)本企業(yè)的焊接制造工作。隨著社會(huì)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們一方面要推出新技術(shù)和新的焊接 形式來(lái)滿足生產(chǎn)發(fā)展的需要， 另一方面焊接也向著大型化、高參數(shù)和高 壽命的方向發(fā)展。如500kt級(jí)油輪的長(zhǎng)度達(dá)382m，寬68m,高72m。許多 焊接產(chǎn)品不僅尺寸大， 而且工作條件苛刻， 常處于高溫、高壓、低溫、 深冷、高速、腐蝕、易燃、易爆、有毒的環(huán)境中， 有的是幾種情況

4、共存， 又都要求長(zhǎng)期運(yùn)行， 一旦出現(xiàn)故障和事故， 后果是不堪設(shè)想的， 這就對(duì) 焊接技術(shù)提出了更高的要求：1.為滿足低溫、深愣、高 溫、高 壓、腐蝕的環(huán)境和大型化的要求，必 須采用某些特殊性能的材料， 如高強(qiáng)鋼、耐熱鋼、抗氫鋼、低溫鋼等， 而這就給焊接增加了困難，也促使一些新的焊接材料、焊接工藝方法產(chǎn) 生和發(fā)展。等離子焊、電子束焊、窄間隙氣體保護(hù)電弧焊等就是這樣發(fā) 展起來(lái)的。2. 為 確保焊 接運(yùn)行的 安全 可 靠，要求 在制造過(guò) 程中，特別是 對(duì)焊接 的 質(zhì)量要全面嚴(yán)格控制。焊接機(jī)械化、自動(dòng)化和機(jī)器人的應(yīng)用，也正是在 確保焊接質(zhì)量要求下形成的發(fā)展趨勢(shì)。焊接技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展也促進(jìn)了焊接材料、焊接

5、工藝方法、焊接基 礎(chǔ)理論和焊接設(shè)備的發(fā)展，反過(guò)來(lái)也未焊接質(zhì)量提供了保障。在科學(xué)技 術(shù)飛速發(fā)展的當(dāng)今時(shí)代，焊接已經(jīng)成功地完成了自身的蛻變。很少有人 注意到這個(gè)過(guò)程何時(shí)開(kāi)始，何時(shí)結(jié)束。但它確確實(shí)實(shí)地發(fā)生在過(guò)去的某 個(gè)時(shí)段。我們今天面對(duì)著這樣一個(gè)事實(shí)：焊接已經(jīng)從一種傳統(tǒng)的熱加工 技藝發(fā)展到了集材料、冶金、結(jié)構(gòu)、力學(xué)、電子等多門(mén)類(lèi)科學(xué)為一體的 工程工藝學(xué)科。而且，隨著相關(guān)學(xué)科技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，不斷有新的知 識(shí)融合在焊接之中。剖析現(xiàn)代的焊接，我們不難發(fā)現(xiàn)其愈發(fā)顯現(xiàn)出的幾大特征： 一焊接已成為最流行的連接技術(shù)在當(dāng)今工業(yè)社會(huì)，沒(méi)有哪一種連接技術(shù)象焊接那樣被如此廣泛、如 此普遍地應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域。而其中最主要的

6、原因就是其極具競(jìng)爭(zhēng)力的性 價(jià)比。二焊接顯現(xiàn)了極高的技術(shù)含量和附加值在人類(lèi)社會(huì)步入二十一世紀(jì)的今天，焊接已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)嶄新的發(fā) 展階段。當(dāng)今世界的許多最新科研成果、前沿技術(shù)和高新技術(shù)，諸如： 計(jì)算機(jī)、微電子、數(shù)字控制、信息處理、工業(yè)機(jī)器人、激光技術(shù)等，已 經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于焊接領(lǐng)域，這 使得焊接的技術(shù)含量得到了空前的提高， 并在制造過(guò)程中創(chuàng)造了極高的附加值。 三焊接已成為關(guān)鍵的制造技術(shù)焊接作為組裝工藝之一，通 常被安排在制造流程的后期或最終階段， 因而對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量具有決定性作用。正因?yàn)槿绱?，在許多行業(yè)中，焊接被 視為一種關(guān)鍵的制造技術(shù)。 四焊接已成為現(xiàn)代工業(yè)不可分離的組成部分在工業(yè)化最發(fā)達(dá)的美國(guó)，焊

7、接被視為“美國(guó)制造業(yè)的命脈，而且是 美國(guó)未來(lái)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵所在”。其主要根源就是基于這樣一個(gè)事實(shí)：許 多工業(yè)產(chǎn)品的制造已經(jīng)無(wú)法離開(kāi)焊接技術(shù)的使用。在人類(lèi)發(fā)展史上留下輝煌篇章的三峽水利工程、西氣東輸工程以及 “神舟”號(hào)載人飛船，哪個(gè)沒(méi)有采用焊接結(jié)構(gòu)？以西氣東輸工程項(xiàng)目為 例，全長(zhǎng)約 4300 公里的輸氣管道，焊接接頭的數(shù)量竟達(dá) 35 萬(wàn)個(gè)以上， 整個(gè)管道上焊縫的長(zhǎng)度至少 1 萬(wàn) 5 千公里。離開(kāi)焊接，簡(jiǎn)直無(wú)法想象如 何完成這樣的工程。如果將焊接比喻為我們生命中的陽(yáng)光、空氣和水難免會(huì)感到夸張， 但勿容質(zhì)疑的一點(diǎn)卻是：焊接今天已經(jīng)深深地溶入了現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)中， 并在其中顯現(xiàn)了十分重要、甚至是不可替代的作

8、用。第一 章 Q235 的焊 接 性分 析1.1 Q235 的 介 紹Q235 是 普 通碳 素結(jié) 構(gòu)鋼 普板 。Q235是一種鋼材的材質(zhì)。Q代表的是這種材質(zhì)的屈服，后面的235 , 就是指這 種材質(zhì) 的 屈 服 值， 在 235 左右。 并會(huì)隨著材 質(zhì)的 厚度的 增加而 使其屈服值減小。Q235A， Q235B， Q235C， Q235D。 這 是等級(jí)的 區(qū)分， 所代表 的 ， 主 要 是沖擊的 溫度有所不同而已！A， B， C， D， 所不同的 ， 指的 是它們性能中沖擊溫度的 不同。 分別 為：Q235A級(jí)，是不做沖擊；Q235B級(jí)，是20度常溫沖擊；Q235C級(jí),是 0 度 沖擊； Q

9、235D 級(jí)， 是-20 度 沖擊 。 在不同的 沖擊 溫 度， 沖擊的 數(shù)值也 有所不同。元素 含量： A、B、 C、 D 硫含 量依次遞 減； A 和 B 的 磷 含量相同 ， C 的磷含量次之，D磷含量最少Q(mào)235 各個(gè)級(jí)別的 化學(xué)成份：Q235 分 A、B、C、D 四級(jí)(GB700-88)Q235A 級(jí)含 C0.140.22% Mn0.300.65 Si 0.30 S 0.050 P 0.045Si 0.30 S 0.045 P Q235B 級(jí) 含 C0.120.20%Mn0.300.670 0.045 0.30 S 0.040 P 0.040 0.35 S 0.040 P 0.035

10、Q235C 級(jí)含 C 0.18% Mn0.350.80 SiQ235D 級(jí)含 C 16-40mm )=24 ( a40-60mm )， = 23 ( a60-100mm )=22 ( a100-150mm )， = 21 ( a150mm) 其中 a 為 鋼 材厚 度或直徑 。在板材里，是最普通的材質(zhì)，屬普板系列。過(guò)去的一種叫法為：A3 o執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：外部標(biāo)準(zhǔn)為：GB709,內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)為：GB3274-881.2 Q235 的焊接性分析1.2.1 Q235 鋼的組織性能分析Q235鋼冶煉容易、工藝性好、價(jià)廉，而且在力學(xué)性能上也能滿足一般 工程結(jié)構(gòu)及普通機(jī)器零件的要求，所以應(yīng)用很廣泛。但鋼中的S、P

11、和非 金屬夾雜物含量比優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼多，在相同含碳量及熱處理?xiàng)l件下， 其塑性、韌性較低，加工成形后一般不進(jìn)行熱處理，大都在熱軋狀態(tài)下 直接使用，通常軋制成板材、帶材及各種型材。Q235 塑性好、焊接性好、強(qiáng)度較低、一般軋制成板材帶材和各種型鋼， 主要用于工程結(jié)構(gòu)，如橋梁、高壓線塔、金屬結(jié)構(gòu)件、建筑構(gòu)架等，和 制造受力不大的機(jī)器零件，如鉚釘、螺釘、螺母、軸套及某些農(nóng)機(jī)零件 等。Q235的強(qiáng)度較高，可用于制作受力中等的普通零件，如鏈輪、拉桿、 小活塞銷(xiāo)、輕軌?mèng)~尾板等。1.2.2 Q235的技術(shù)參數(shù)Q235的成分列表見(jiàn)表1-1表1- 1部分鋼的成分列表牌號(hào)等級(jí)化學(xué)成分，脫氧方法CMnSiSP不大于Q

12、195一0.060.120.250.500.300.0500.045FbZQ215A0.090.150.250.550.300.0500.045FbZB0.045Q235A0.140.220.300.650.300.0500.0445FbZB0.120.200.300.700.045CW 0.180.350.800.0400.040ZDW 0.170.0350.035TZQ255A0.180.280.400.700.300.0500.045ZB0.045Q275一0.280.380.500.800.350.0500.045ZQ235的力學(xué)性能列表表1- 2部分鋼的力學(xué)性能列表拉伸試驗(yàn)沖擊試驗(yàn)屈

13、服點(diǎn)伸長(zhǎng)率溫V型沖抗拉度擊功鋼材厚度（直徑），mm強(qiáng)度鋼材厚度（直徑）,mm5（縱rF.rrt 牌等C向）JJ號(hào)級(jí)1010164060015164060015不小于16461150164611500000000000不小于不小于Q(1(1951831533329)5)3905QA一22120191817163353130292827261B55555541020275QA一一B232221201918375202C2625242322210273555555460-25D0QA一一22524232221204102423222120195B55555551020275Q272625242322

14、490255555561020191817161575Q235的冷彎試驗(yàn)列表表1- 3冷彎試驗(yàn)列表序號(hào)檢驗(yàn)項(xiàng)目取樣個(gè)數(shù)，個(gè)取樣方法試驗(yàn)方法1化學(xué)分析1（每爐罐號(hào)）GB 222GB233.1-233.5GB233.8-233.12GB233.18-233.19GB233.23-233.24GB233.31-233.32GB233.362拉伸1GB2975GB228、GB63973冷彎GB2324常溫沖壓3GB21605低溫沖壓GB4159Q235鋼材的檢驗(yàn)項(xiàng)目，取樣數(shù)量，取樣方法和試驗(yàn)方法應(yīng)符合下表規(guī)定表1-4鋼材的檢驗(yàn)項(xiàng)目序號(hào)檢驗(yàn)項(xiàng)目取樣個(gè)數(shù)，個(gè)取樣方法試驗(yàn)方法1化學(xué)分析1（每爐罐號(hào)）GB 2

15、22GB233.1-233.5GB233.8-233.12GB233.18-233.19GB233.23-233.24GB233.31-233.32GB233.362拉伸1GB2975GB228、GB63973冷彎GB2324常溫沖壓3GB21605低溫沖壓GB4159第二章Q235鋼筒體的焊接工藝2.1 Q235 鋼筒體焊接選用工藝參數(shù)本設(shè)計(jì)選用的母材是Q235B ,板厚為14mm,手工電弧焊用焊條為J422，埋弧焊用焊劑為HJ431，焊絲為JW-2（ H08A）。2.2 焊條電弧焊原理、特點(diǎn)及應(yīng)用用手工操作焊條進(jìn)行焊接的電弧焊方法稱(chēng)為焊條電弧焊（縮寫(xiě)SMAVyISO代號(hào)為111 ）。它是利

16、用焊條與焊件之間建立起來(lái)的穩(wěn)定燃燒的電弧， 使焊條和焊件熔化，從而獲得牢固的焊接接頭。原理如圖焊條電弧焊的原理1藥皮2 焊心3 保護(hù)氣 4電弧5 熔池 6母材 7 焊縫 8 渣殼 9 熔渣 10 熔池焊條電弧焊具有設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、適應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)焊接頭的裝配 要求低、能在空間任何位置焊接，但對(duì)焊工技術(shù)要求高、勞動(dòng)條件差、 生產(chǎn)效率低、焊接質(zhì)量依賴(lài)程度高等的特點(diǎn)。所以被廣泛應(yīng)用于造船、 鍋爐及壓力容器的制造、機(jī)械制造、建筑結(jié)構(gòu)、化工設(shè)備制造等工業(yè)領(lǐng) 域。2.3焊條電弧焊工藝分析2.3.1焊前準(zhǔn)備用氣割或碳弧氣刨加工坡口時(shí)，應(yīng)保證加工面的質(zhì)量，防止其表面 凸凹不平，不合格的予以修磨，坡口表面不得有

17、裂紋、夾渣、分層等缺 陷，否則予以去除或修補(bǔ)。清除坡口及其兩側(cè)1020mm范圍內(nèi)的油污、 鐵銹 、 氧化 皮等 贓 物。 焊條 應(yīng) 按照 規(guī)定的 溫度 烘干 ， 入爐 和出 爐 的溫 度 不應(yīng)過(guò)高， 以防藥皮脆裂。2.3.2 焊接接頭形式、 坡口 和焊縫1. （ 1 ）接 頭 形 式 用 焊 接 方 法 連 接 的 接 頭 成 為 焊 接 接 頭 常 用 的 接 頭形式有： 對(duì)接接 頭、 搭 接接 頭、 角接 接頭、 和 T 型接 頭。 選擇 焊接接 頭 形式主要根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)， 并綜合考慮受力條件、 加工成本等因素。（2）坡 口 坡口 是根據(jù)設(shè)計(jì)或工藝需要，在 焊件的待焊部位加工成 一定幾何

18、形狀并經(jīng)裝配后構(gòu)成的溝槽。 坡口形式取決于焊件接頭形式、 焊件厚度以及對(duì)接頭質(zhì)量的要求，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB/T985-1988 對(duì)此作了詳細(xì) 的 規(guī)定 。對(duì)接接頭是焊接結(jié)構(gòu)中最常見(jiàn)的接頭形式。 根據(jù)板厚不同對(duì)接接頭 常用的坡口形式有I形，丫形，X形，帶鈍邊U形等。角接接接頭和T形 接頭的坡口形式可分為I形、帶鈍邊的單邊V形坡口和K形坡口等。（3）焊縫 焊縫是指焊件經(jīng)焊接后所形成的結(jié)合部分。 按空間位置 可分為平焊縫、 橫焊縫、 立焊縫及仰焊縫四種形式；按結(jié)合方式可分為 對(duì)接焊縫、 角焊縫及塞焊縫。 按焊縫斷續(xù)情況可分為連續(xù)焊縫和斷續(xù)焊 縫兩種形式。2. 防止焊接接頭產(chǎn)生晶間腐蝕的措施1 ）首先要選

19、用適當(dāng)?shù)暮附臃椒?使它輸入焊接熔池的熱量最小， 讓 焊接接頭盡可能地縮短在敏化溫度期間停留的時(shí)間， 減少危險(xiǎn)問(wèn)對(duì)它的 影響。對(duì)于薄件.小型而規(guī)則的焊接接頭， 選用高能量的真空電子束或等 離子弧焊最為有利；對(duì)于中等厚度的板材的焊縫， 可采用熔化極自動(dòng)或 半自動(dòng)氣體保護(hù)焊來(lái)施焊；而大厚度的板材的焊接選擇用埋弧焊較為理 想；氣焊不宜應(yīng)用， 鎢極氬弧焊不夠理想， 焊條電弧焊為常用的焊接方 法。2 ）操作方面 : 盡量采用窄焊縫， 多道多層焊， 每一道焊縫或每 一層焊縫焊后，要等到焊接處冷卻到室溫再進(jìn)行次一道或次一層焊； 在施焊過(guò)程中不允許焊接材料在熔池中擺動(dòng)來(lái)增高熔池的溫度和冷卻時(shí) 間； 對(duì)于管壁較厚

20、而管徑又小的爐管來(lái)說(shuō)，首先用氬弧焊進(jìn)行封底焊， 可以不加填充材料進(jìn)行熔焊， 在可能的條件下管內(nèi)可通氬氣保護(hù)。 一來(lái) 保護(hù)焊接熔池不宜氧化，二來(lái)又可以加快焊縫冷卻，同時(shí)也有利于背面 焊縫成形。 對(duì)于接觸腐蝕介質(zhì)的焊縫，在有條件的情況下一定要最后 施焊，以減少接觸介質(zhì)焊縫的受熱次數(shù)。233 焊接工藝參數(shù)及選擇焊條電弧焊的焊接工藝參數(shù)包括：焊條直徑、焊接電流、電弧電壓、 焊接速度、電源種類(lèi)和極性、焊接層數(shù)等。焊接工藝參數(shù)選擇的正確與 否，直接影響焊縫形狀、尺寸、焊接質(zhì)量和生產(chǎn)率。(1)焊條直徑 焊條直徑指焊芯直徑。它是保證焊接質(zhì)量和效率的 重要因素。焊條直徑的選擇一般根據(jù)焊件厚度選擇，還應(yīng)考慮接頭形

21、式、 施焊位置和焊接層數(shù)，對(duì)于重要的焊接結(jié)構(gòu)還要考慮焊接熱輸入的要求， 一般情況，焊條直徑與焊件厚度之間關(guān)系的參考數(shù)據(jù)見(jiàn)表2-1 o表2-1焊條直徑與工件厚度之間的關(guān)系焊件厚度/ mm234亠丿56-12 13焊條直徑/ mm23.23.244-546(2)焊接電源種類(lèi)和極性的選擇用交流電源焊接時(shí)，電弧穩(wěn)定性 差。采用直流焊接時(shí)，電弧穩(wěn)定、飛濺少，但電弧磁偏吹較交流嚴(yán)重。低氫型焊條穩(wěn)弧性差，通常必須采用直流焊接電源，且一般來(lái)說(shuō)用反接， 因?yàn)榉唇拥碾娀”日臃€(wěn)定。(3)焊接電流的選擇 選擇焊接電流時(shí)，應(yīng)根據(jù)焊條類(lèi)型、焊件直 徑、焊件厚度、接頭形式、焊接位置和層數(shù)等因素綜合考慮。焊接電流 選擇不當(dāng)

22、易造成未焊透、夾渣或咬邊、焊穿金屬飛濺等。對(duì)于一定的直 徑的焊條有一個(gè)合適的電流范圍，可參考表2-2。表2-2 焊接電流和焊條直徑的關(guān)系焊接直徑/ mm1.62.02.53.2456焊接電25 4040 6550 80100 160 200 260 流/ A130210270300在相同焊條直徑的條件下，平焊電流可大一些，其它位置焊接電流 應(yīng)小一些。相同條件下，堿性焊條的焊接電流比酸性焊條小10 %左右(4) 焊縫層數(shù)的選擇 在焊接厚度較大時(shí)，往往要進(jìn)行多層焊，對(duì) 于低碳鋼和強(qiáng)度低的低合金鋼的多層焊時(shí)，焊層厚度不能太大，對(duì)于質(zhì) 量要求高的焊縫，每層厚度不超過(guò)45mm焊層厚度主要依據(jù)焊件厚度、

23、焊條直徑、坡口形式和裝配間隙等來(lái)確定，可按下面公式估算：n= S / d式中,n為焊接層數(shù)：S為焊接厚度（mm）: d 為焊條直徑（mm）。（5）電弧電壓與焊接速度 焊條電弧焊的電弧電壓主要由電弧長(zhǎng)度 來(lái)決定：電弧越長(zhǎng)，電弧電壓越大；電弧越短，電壓越小。在焊接的過(guò)程 中應(yīng)盡量使用短弧焊接。立焊、仰焊時(shí)，焊接電弧應(yīng)比平時(shí)更短，以利 于溶滴的過(guò)渡。2.3.4 Q235 筒體的焊接應(yīng)嚴(yán)格按照焊接工藝或焊接文件的要求進(jìn)行。焊接過(guò)程中，焊接速度 應(yīng)該均勻適當(dāng)，既要保證焊透又要保證不焊穿，同時(shí)還要使焊縫寬度和 余高符合設(shè)計(jì)的要求。2.4 Q235 筒體的埋弧焊埋弧焊是目前廣泛使用的一種生產(chǎn)效率較高的機(jī)械焊

24、接方法。它與焊 條電弧焊相比，雖然靈活性差一些，但焊接質(zhì)量好、效率高、成本低， 勞動(dòng)條件好。一般I類(lèi)壓力容器筒體選用Q235鋼（Q235B）制造，其質(zhì) 量和規(guī)格應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的產(chǎn)品要求。根據(jù)等強(qiáng)度原則，焊接材料選用鍍銅焊絲JW-2 （ H08A），其化學(xué)成分 和力學(xué)性能見(jiàn)表2-3.表2-3 JW -2焊絲化學(xué)成分和力學(xué)性化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%力學(xué)性能C Mn SiSPCu6 b/ MpaS ( %)0.090.380.010.0120.0170.0853728依據(jù)焊劑與焊絲匹配的原則，選用熔煉焊劑HJ431，焊前進(jìn)行250 C烘干處理點(diǎn)固焊和封底焊（打底焊）選用J422焊條，并按使用要求烘

25、干。2.4.1 埋弧焊焊接工藝參數(shù)采用MZ-1000型埋弧自動(dòng)焊機(jī)，就坡口形式、焊接電流、電弧電壓、焊劑速度等工藝參數(shù)，在室內(nèi)進(jìn)行焊接試驗(yàn)，焊后依據(jù)GB150-1998鋼 制壓力容器等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)。坡口形式板材厚度為12mm,采用 3.2焊絲和240A焊接電流進(jìn)行施焊，檢驗(yàn)結(jié) 果見(jiàn)表2-4.表2- 4坡口形式和檢驗(yàn)結(jié)果坡口形式鈍邊根部間隙檢驗(yàn)結(jié)果P/ mmb / mmV形21全部焊縫燒穿I形-2部分焊縫燒穿I形-01少部分焊縫燒穿，熔深不到S/3*1形-01效果較好，熔深達(dá)板厚的2/ 3注：*為采用雙面埋弧焊，先用手工電弧焊進(jìn)行反面封底（打底焊）， 然后正面進(jìn)行埋弧焊，焊后用氣刨刨掉打底層

26、，在進(jìn)行一遍埋弧自動(dòng)焊 板厚12mm時(shí)焊接工藝參數(shù)見(jiàn)表2-5.表2- 5埋弧自動(dòng)焊板厚12mm時(shí)焊接工藝參數(shù)工藝參數(shù)項(xiàng)目施焊位置d / mmI / AU/ Vv / (m / h)1內(nèi)4.03803024外4.043032262內(nèi)4.04003224外4.045034263內(nèi)4.04503424外4.050036264內(nèi)4.05503624外4.065038262.4.2 埋弧焊的原理及特點(diǎn)埋弧焊（英文縮寫(xiě)SAW ISO代號(hào)為12 ），是電弧在焊劑層下燃燒進(jìn) 行焊接的方法。是利用焊絲和焊件之間燃燒的電弧產(chǎn)生熱量，熔化焊絲、 焊劑和母材而形成焊縫的。焊接過(guò)程如圖焊接Zf向埋弧焊焊接過(guò)程1 V型坡

27、口 2 焊道3 焊渣4 焊劑擋板5 接電源6 接自動(dòng)送絲 裝置7 接焊劑漏斗8 焊劑輸入導(dǎo)管9 焊劑10 接電源11 母材12 電極（焊絲或焊帶）13 引弧板14 襯墊埋弧焊主要有生產(chǎn)率高、焊縫質(zhì)量好、焊接成本低、勞動(dòng)條件好的 優(yōu)點(diǎn)，有難以在空間位置施焊、對(duì)焊件裝配質(zhì)量要求高、不適合焊接薄 板和短焊縫。它廣泛用于造船、鍋爐、化工容器、大型金屬結(jié)構(gòu)和工程 機(jī)械等工業(yè)制造部門(mén)，是當(dāng)今焊接生產(chǎn)中普遍使用的焊接方法之一。2.5 焊接工藝分析2.5.1 焊前準(zhǔn)備檢查焊件坡口角度、鈍邊尺寸是否符合工藝文件的要求坡口面凸凹 不平處應(yīng)打磨修補(bǔ)，有裂紋、分層等缺陷應(yīng)予清除。并清除破口及兩側(cè) 各2030mm范圍內(nèi)

28、的油污、鐵銹、氧化物、熔渣和水分等有害物質(zhì)。也 應(yīng)保證焊劑清潔粒度均勻，焊絲應(yīng)清除表面的油漬和銹斑等。2.5.2 坡口的選擇由于焊件的厚度為14mm,厚度較大，坡口應(yīng)選擇雙V形、雙U形，雙Y形坡口2.5.3 焊接工藝參數(shù)及選擇埋弧焊工藝參數(shù)分為主要參數(shù)和次要參數(shù)。主要參數(shù)是指那些直接 影響焊縫質(zhì)量和生產(chǎn)效率的參數(shù)，它們是焊接電流、電弧電壓、焊接速 度、焊絲和焊劑的成分與配合、電流的種類(lèi)及極性和預(yù)熱溫度等。對(duì)焊 縫質(zhì)量產(chǎn)生有限或無(wú)多大的影響的參數(shù)稱(chēng)為次要參數(shù)。厚板的工藝參數(shù) 如表2-6所示。表2- 6厚板多層焊接工藝參數(shù)焊接層數(shù)焊絲直徑+ (mm)焊接電流(A)電弧電壓(V)焊接速度(m/h)第

29、一、二層430040035-3728-32中間各層535040036-3825-30蓋面層630035038-4228-32焊接工藝方法確定后，即可按照鋼材、板厚、和對(duì)接接頭的要求， 選擇合適的焊劑和焊絲牌號(hào)，對(duì)于厚板或窄間隙埋弧焊接頭，應(yīng)選擇能 滿足接頭性能要求又具有良好工藝性和脫渣性的焊劑。常用埋弧焊焊劑 與匹配的焊絲牌號(hào)如表2-7。表2- 7常用埋弧焊焊劑的用途及培勇的焊絲焊劑焊劑成分類(lèi)型用途配用焊絲適用使用前焙類(lèi)型型號(hào)電流烘（b C ）類(lèi)型HJ130無(wú)Mn高Si低F低碳鋼低合金鋼H10 Mn2交直流2 X 250HJ131無(wú)Mn高Si低FNi基合金Ni基焊絲交直流2 X 250熔HJ1

30、50無(wú)Mn中Si中F軋輾堆焊H2Cr13直流2 X 250煉型HJ151無(wú)Mn中Si中F奧氏體不銹鋼相應(yīng)鋼種的焊絲直流2 X 300HJ172無(wú)Mn低Si高F含 Nb、Ti不銹鋼相應(yīng)鋼種 的焊絲直流2 X 400HJ173無(wú)Mn低Si高FMn、Al咼合金相應(yīng)鋼種的焊絲直流2 X 250HJ230低Mn高Si低F低碳鋼低合金鋼H08 MnAH10 Mn2交直流2 X 250HJ250低Mn中Si中F低合金咼強(qiáng)鋼相應(yīng)鋼種的焊絲直流2 X 350HJ251低Mn中Si中F珠光體鋼CrMo鋼焊絲直流2 X 350HJ252低Mn中Si中F15MnVH08 MnMoA直流2 X 350HJ260低Mn高

31、Si中F不銹鋼不銹鋼焊絲直流2 X 400熔HJ330中Mn高Si低F低碳鋼低合金鋼H10 Mn2交直流2 X 350煉型HJ350中Mn中Si中F低合金咼強(qiáng)鋼MnMo MnSi焊絲交直流2 X 400HJ351中Mn中Si中FMnMo 合金鋼相應(yīng)鋼種的焊絲交直流2 X 400HJ430高M(jìn)n高Si低F低合金咼強(qiáng)鋼H08AH08 MnA交直流2 X 250HJ431高M(jìn)n高Si低F低碳鋼低合金鋼H08A交直流2 X 250HJ432高M(jìn)n高Si低F低碳鋼低合金鋼H08A交直流2 X 250HJ433高M(jìn)n高Si低F低碳鋼H08A交直流2 X 350燒結(jié)型SJ101堿性重要的低合金鋼H08 Mn

32、AH08 MnMoA交直流2 X 350SJ301中性低碳鋼鍋爐鋼H08 MnAH08 MnMoA交直流2 X 350SJ401酸性低碳鋼低合金鋼H08A交直流2 X 250SJ501酸性低碳鋼低合金鋼H08AH08 MnA交直流2 X 350SJ502酸性低碳鋼低合金鋼H08A交直流2 X 300由于埋弧焊的電弧熱效率較高，焊縫及熱影響區(qū)的冷卻速度較慢， 因此對(duì)于一般焊件結(jié)構(gòu)，板厚90mm 下的接頭可不預(yù)熱；厚度50mm以 下的普通低合金鋼，如施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境溫度在10 C以上，焊前也不必預(yù) 熱；強(qiáng)度極限600MPa以上的高強(qiáng)鋼或其他低合金鋼，板厚20mm以上的 接頭應(yīng)預(yù)熱100150 C。后

33、熱焊后熱處理通常只用于低合金鋼厚板的焊 接接頭。綜上所述，本設(shè)計(jì)將選擇埋弧焊工藝。第三章 焊接中容 易出 現(xiàn)的問(wèn)題及預(yù)防措施3.1 消 除 應(yīng) 力 裂 紋消除應(yīng)力裂紋又稱(chēng)為再熱裂紋。經(jīng)研究確認(rèn)，消除應(yīng)力裂紋的產(chǎn)生 是由于晶界優(yōu)先滑動(dòng)而導(dǎo)致微裂紋發(fā)生并擴(kuò)展所致。即焊后再熱時(shí)，在 殘余應(yīng)力松弛過(guò)程中，粗晶區(qū)應(yīng)力集中部位的晶界滑動(dòng)變形量超過(guò)了該 部位的塑性變形量超過(guò)了該部位的塑性變形能力，就會(huì)產(chǎn)生消除應(yīng)力裂 紋。理論上消除應(yīng)力裂紋產(chǎn)生的條件可用下式表示e e0式中 e 粗晶 區(qū) 局部 晶界的實(shí) 際塑性 應(yīng)變 ；e0 粗晶區(qū)局部晶界的塑性變形能力，即不產(chǎn) 生開(kāi)裂的臨界應(yīng)變 量。防止消除應(yīng)力裂紋的措施：

34、（1）選用對(duì) 消除應(yīng)力裂 紋敏感 性低 的母 材；（2）選 用低強(qiáng) 高塑 性 的焊 接材料；（3）控 制結(jié)構(gòu) 剛性 與 焊接殘余 應(yīng)力 ；（4）工 藝方面 的措 施 ；1 ） 預(yù) 熱 2 ） 焊 后 及 時(shí) 進(jìn) 行 后 熱 處 理 3） 控 制 線 能 量Q235 鋼 中 大 都 含 有 Cr 、 Mo、 V 、 Nb 、 Ti 、 B 等 提 高 消 除 應(yīng) 力 裂 紋 敏 感性的元 素，其 中作用 最大 的是 V， 其次 是 Mo， 因而 二者共存 時(shí)情況最 嚴(yán)重。一般認(rèn)為 Mo-V 鋼，特別是 Cr-Mo-V 鋼對(duì)消除應(yīng)力裂紋的敏感性最 高 ， Mo-B 鋼 、 Cr-V 鋼 也 有 一

35、 定 的 敏 感 性 。 不 同 成 分 的 鋼 對(duì) 消 除 應(yīng) 力 裂 紋 敏感的溫度不盡相同，焊接時(shí)可通過(guò)降低退火溫度、進(jìn)行適當(dāng)預(yù)熱或后 熱等措施，防止消除應(yīng)力裂紋。3.2 層狀 撕 裂層 狀 撕 裂 產(chǎn) 生 的 根 本 原 因 是 鋼 中 存 在 夾 雜 物 。鋼 在 軋 制 過(guò) 程 中 夾 雜 物被軋成片狀，平行于鋼板表面眼軋制方向分布。這種片狀?yuàn)A雜物的存 在， 大 大削 弱鋼 板 在厚 度方 向 的力 學(xué)性能 ，特 別是 斷 面收 縮率 （ Ak） 大 大降低。防止層狀撕裂的措施（1）控 制夾 雜 物，特 別是硫 化物 薄片 狀?yuàn)A 雜物 相 當(dāng)于 金屬內(nèi) 部尖銳 的缺口， 使鋼板 的

36、 Z 向力 學(xué)性 能大大 降低，經(jīng) 實(shí)驗(yàn) 證 明， 當(dāng)鋼種 含硫量 極低時(shí)， 各個(gè)方 向的 塑性指標(biāo) 均 有提 高， 層 狀撕裂敏 感性 隨 之降 低。（ 2 ） 防 止 母 材 脆 化 焊 接 中 發(fā) 生 過(guò) 熱 區(qū) 粗 晶 脆 化 、 應(yīng) 變 時(shí) 效 脆 化 及 氫脆等，母材層狀撕裂的敏感性明顯增加，在焊接中應(yīng)采取預(yù)熱、保溫 緩冷、控制層間溫度等降低冷卻速度。（ 3 ） 設(shè) 計(jì) 和 工 藝 上 的 措 施1）盡 量采 用雙側(cè) 焊縫 ，避 免 單側(cè) 焊 縫。 可以 緩和 焊 縫根部的 應(yīng) 力 分布并減小應(yīng)力集中。2）在強(qiáng)度允許的條件下，盡量采用焊接量小的對(duì)稱(chēng)角焊縫來(lái)代替焊 接量大的全焊透焊縫

37、，以減小應(yīng)力。3）對(duì) 于 T 形接頭 可 在橫 板上預(yù) 堆焊一層 強(qiáng)度 低 的金 屬，以 防止出 現(xiàn)焊根裂 紋，可 緩解作 用在 橫板 上 Z 向 應(yīng)力 。3.3 熱影響區(qū) 性能的 變化熱軋 及正 火 鋼焊 接時(shí)，熱 影響區(qū) 性能 的主 要變 化 是過(guò) 熱區(qū)脆 化和可 能發(fā)生的熱應(yīng)變脆化。（1 ）過(guò)熱區(qū)脆化 過(guò)熱區(qū)的加熱溫度在1200 C固相溫度范圍內(nèi)， 高的 加 熱 溫 度 造 成 奧氏 體晶 粒 嚴(yán)重 粗化 及 難熔 質(zhì)點(diǎn) （ 氮化 物、 碳 化 物 ） 溶如 固 溶體 ， 在 這 些都 將明 顯 影響 過(guò)熱 區(qū) 的 性 能。 具 體變 化 則 隨 鋼種 成 分不同而 異， 而 且與焊 接

38、工 藝（ 主要 是線能 量） 有密 切關(guān)系。正火 鋼 的 過(guò) 熱 區(qū) 催 化 的 原因 與 魏氏 組 織無(wú) 關(guān)， 除 晶粒 粗化 外 ， 主要 是由于在1200 C的高溫下，起沉淀強(qiáng)化作用的碳化物、氮化物質(zhì)點(diǎn)分解 并溶 解 于 奧 氏體 中 ， 而 在 隨 后 的 冷 卻過(guò)程 中來(lái) 不及 在 析出 而固 溶 在 基 體 中， 結(jié) 果使 鐵素 體 的 硬 度 上 升 ， 韌 性下 降 。所 以正 火 鋼過(guò) 熱 區(qū) 的 韌性 隨 線能 量 的 增 加 而 下 降， 并與 沉 淀強(qiáng) 化 元素 的 含 量有 關(guān) 。其 實(shí)質(zhì) 是 由 于 焊 接熱 源 的 高 溫 作 用 ， 使 母材 焊 前的 正火效

39、果消 失的 結(jié) 果。 當(dāng)然 ， 在 鋼 中 若含有較 多的 碳 和合金 元素 時(shí)（ 如 Q235 鋼）， 也應(yīng) 注 意快冷時(shí) 發(fā)生馬氏 體轉(zhuǎn)變而 造成的 脆 化 。（ 2）熱 應(yīng)變 脆化 熱 應(yīng) 變脆 化 是焊 接 過(guò)程 中在 熱 和應(yīng) 變同 時(shí) 作 用 下 產(chǎn)生 的 一種 應(yīng)變 時(shí) 效， 它是 由 于 固 溶的 氮 所引 起 的 。 它的 形成 機(jī) 理雖 有 很多的論述，但至今尚未有明確、一致的結(jié)論，多數(shù)人認(rèn)為，是碳、氮 原子集聚在位錯(cuò)附近對(duì)位錯(cuò)產(chǎn)生釘扎作用而引起的。一般認(rèn)為在200 400 C是最為明顯，消除應(yīng)變脆化的有效措施是進(jìn)行焊后熱處理，經(jīng)600 C 左右的消除應(yīng)力退火后，材料的韌性

40、可恢復(fù)到原來(lái)的水平。 改善熱影響區(qū)的性能的措施（1） 焊后熱處理 焊后熱處理（如正火或正火+回火）可以改善組 織， 有效的提高性能， 是重要產(chǎn)品制造過(guò)程中常用 的一種工藝方法。 但 是對(duì)于大型的、復(fù)雜的或在工地裝配的結(jié)構(gòu)即使采用 局部熱處理也很困 難， 因此焊后熱處理的應(yīng)用 很有效。（2） 合 理制訂焊接工藝包括正確選擇預(yù)熱溫度、合 理控制焊接參 數(shù)及后熱等。3.4 結(jié) 晶裂 紋結(jié)晶裂紋又叫凝固裂紋，主要產(chǎn)生于焊縫凝固過(guò)程中。當(dāng)冷卻到固相 溫度附近時(shí)， 由于凝固金屬的收縮， 殘余液體金屬不足而不能及時(shí)填充， 在應(yīng)力作用下發(fā)生沿晶界開(kāi)裂。結(jié)晶裂紋主要產(chǎn)生在含雜質(zhì)（S、P、C、Si ）偏高的碳鋼、

41、低合金鋼 以及單相奧氏體鋼、 鎳基合金與某些鋁合金焊縫中。 一般沿焊縫樹(shù)枝狀 晶的交界處發(fā)生和擴(kuò)展。 常見(jiàn)于焊縫中心沿焊縫長(zhǎng)度擴(kuò)展的縱向裂紋， 有時(shí)也分布在兩個(gè)樹(shù)枝晶粒之間。 結(jié)晶裂紋表面無(wú)金屬光澤， 帶有氧化 顏色， 焊縫表面的宏觀裂紋中往往填滿焊渣。結(jié)晶裂紋的上述特征，說(shuō)明 其形成溫度是在焊縫金屬凝固后期熔渣尚 未凝固的高溫階段；裂紋沿晶界擴(kuò)展表明 ， 在此溫度區(qū)間晶界是焊縫金 屬中的薄弱環(huán)節(jié)。盡管有些低碳鋼中含有一定的 Ni， 但對(duì)結(jié)晶裂紋的敏感性比某些碳 鋼還低些。也 就是說(shuō)， 這類(lèi)鋼的化學(xué)成分可以滿足防止結(jié)晶裂紋的要求。3.5 冷裂紋大量研究結(jié)果表明 ， 對(duì)鋼材來(lái)說(shuō)冷裂紋形成的溫度大

42、體在 100-100 之間， 具體溫度隨母材與焊接條件而不同。冷裂紋多產(chǎn)生于有淬硬傾向的低合金高強(qiáng)度鋼和中、高碳鋼的焊接接 頭。 裂紋大多在熱影響區(qū)， 通常發(fā)源于熔合區(qū)， 有時(shí)也出現(xiàn)在高強(qiáng)度鋼 和鈦合金的焊縫中。形成冷裂紋的三個(gè)基本因素：（ 1 ） 氫 的 影 響 導(dǎo) 致 接 頭 產(chǎn) 生 冷 裂 紋 的 氫 主 要 是 擴(kuò) 散 氫 。， 實(shí) 驗(yàn) 證 明，隨著焊縫中擴(kuò)散氫含量的增加，冷裂紋率較高。例如，用 含有較多有機(jī)物的焊條進(jìn)行焊接，出現(xiàn)大量的焊道下裂紋；而 用低氫型焊條焊接時(shí)，則未出現(xiàn)或很少出現(xiàn)焊道下裂紋。近年 來(lái)，一些學(xué)者在顯微鏡下觀察彎曲試件的斷裂情況時(shí)，還觀察 到在裂縫尖端附近有氫氣泡

43、析出。擴(kuò)散氫含量還影響延遲裂紋 延時(shí)的長(zhǎng)短，擴(kuò)散氫含量越高，延時(shí)越短。（2） 鋼種 的淬硬 傾向 一 般來(lái)說(shuō) ，鋼 種淬 硬傾 向 越大 ，則接 頭中出 現(xiàn)馬氏體的可能性越大，則越容易產(chǎn)生冷裂紋。當(dāng)材料一定時(shí)， 隨冷卻速度不同，接頭的組織將相應(yīng)改變，冷速越高，馬氏體 的含量越高，導(dǎo)致裂紋率上升。（3）焊接 接頭的 拘束應(yīng)力 焊接 接頭的拘 束應(yīng) 力 ，包 括接頭 在焊接 過(guò)程中因加熱不均勻所承受的熱應(yīng)力、相變應(yīng)力、結(jié)構(gòu)自身幾 何因素所決定的內(nèi)應(yīng)力。三個(gè)方面的應(yīng)力都是不可避免的，由于都與拘束條件有關(guān)而統(tǒng)稱(chēng)為 拘束應(yīng)力。拘束應(yīng)力的作用是形成冷裂紋的重要因素之一，在其他條件 一定時(shí)，拘束應(yīng)力達(dá)到一定

44、數(shù)值就會(huì)產(chǎn)生開(kāi)裂。低 碳 鋼 中 加 入 了 較 多 的 提 高 淬 透 性 的 合 金 元 素 ，提 高 過(guò) 冷 奧 氏 體 的 穩(wěn) 定性，因此在焊接條件下，一般不會(huì)發(fā)生珠光體轉(zhuǎn)變，容易得到馬氏體 和貝氏體。馬氏體屬淬火組織，但由于含碳量低，仍保持較高的韌性。 而且這類(lèi)鋼的Ms點(diǎn)比較高，如果在Ms點(diǎn)附近的冷速比較低，Ms點(diǎn)后就 形成一次“自回火”過(guò)程， 使韌性得到改善， 而且避免產(chǎn)生冷裂紋。反 之， 若在 Ms 點(diǎn)附近的冷速較高， 比能實(shí)現(xiàn)“自回火”， 在焊接應(yīng)力的作 用下就很可能產(chǎn)生冷裂紋。因此， 從防止冷裂紋的角度考慮， 焊接低碳 鋼時(shí)，希望高溫時(shí)冷速較高，而在Ms點(diǎn)附近的冷速要低些。低

45、 碳 鋼 對(duì) 擴(kuò) 散 H 比 較 敏 感 ，當(dāng) 對(duì) H 控 制 不 嚴(yán) 時(shí) ，冷 裂 紋 敏 感 性 還 是 相當(dāng)高的。3.6 影響 Q235 鋼焊接性的其他因素Q235 鋼中含碳較低。 含錳、硅又少， 所以， 通常情況不會(huì)因焊接而 引起嚴(yán)重硬化組織和淬火組織，這種鋼材的塑性和沖擊韌性度優(yōu)良，焊 成的接頭韌性和沖擊韌度也很好，焊接時(shí)一般不需要預(yù)熱。控制層間溫 度和后熱，焊后也不必采用熱處理改善組織，可以說(shuō)整個(gè)焊接過(guò)程不需 要特殊的工藝措施，其焊接性良好，可以采用各種焊接方法焊接，但遇 到下述情況，低碳鋼的焊接性也會(huì)不好，焊接時(shí)出現(xiàn)困難。1 ） Q235 鋼 母 材 不 合 格 ，含 碳 、硫

46、過(guò) 高 ，焊 接 時(shí) 可 能 出 現(xiàn) 裂 紋 ，尤 其 是 遇到下列情況，如角焊縫、對(duì)接多層焊第一道焊道、整個(gè)板面采用單面 焊單層焊縫和大間隙對(duì)接第一道焊縫等。2 ）采用 舊冶煉 方法生產(chǎn) 的低 碳轉(zhuǎn)爐 鋼。因含 氮 高，雜質(zhì) 較多 ，冷脆 性 和實(shí)效敏化感性大，焊接接頭質(zhì)量低，焊接性較差。因此，轉(zhuǎn)爐冶煉低 碳鋼不能用于重要的結(jié)構(gòu)件。國(guó) 內(nèi)目前生產(chǎn)轉(zhuǎn)爐用鋁.鈦脫氧，鋼的質(zhì)量 大為改善。即使這樣，這種鋼作重要結(jié)構(gòu)之前應(yīng)對(duì)焊接性特別是實(shí)效敏 感性.冷脆敏感性進(jìn)行評(píng)估，以保證焊接結(jié)構(gòu)質(zhì)量。3 ）低碳沸騰鋼 。由于沸騰鋼脫氧不完全，局部硫磷偏析大，實(shí)效敏 感性.冷脆敏感性大，焊接熱裂紋傾向較大，所以這

47、種鋼不宜做承受動(dòng)載 或嚴(yán)寒條件下工作的重要結(jié)構(gòu)。鎮(zhèn)靜鋼脫氧完全，含氧量低，雜質(zhì)分布 較均勻，可用于制造焊接結(jié)構(gòu)。焊接沸騰鋼在工藝上應(yīng)采取必要措施， 防止裂紋。4 ）焊接方法不 當(dāng)，如埋弧焊熱輸入大，會(huì)使焊接熱影響區(qū)出現(xiàn)粗晶 組織，使熱影響區(qū)韌性降低；電渣焊的熱輸入比埋弧焊還要大，熱影響 區(qū)晶粒更加粗大，韌性降低明顯，所以低碳鋼電渣焊接頭焊后通常要第四章 焊后熱處理及檢驗(yàn)4.1 焊后熱處理焊后熱處理主要是指焊后消氫處理，是在焊接完成以后，焊縫尚未 冷卻至100C以下時(shí)，進(jìn)行的低溫?zé)崽幚?。一般?guī)范為加熱到200350C , 保溫26小時(shí)。焊后消氫處理的主要作用是加快焊縫及熱影響區(qū)中氫的 逸出，對(duì)于

48、防止焊接時(shí)產(chǎn)生焊接裂紋的效果極為顯著。在焊接過(guò)程中，由于加熱和冷卻的不均勻性，以及構(gòu)件本身產(chǎn)生拘 束或外加拘束，在焊接工作結(jié)束后，在構(gòu)件中總會(huì)產(chǎn)生焊接應(yīng)力。焊接 應(yīng)力在構(gòu)件中的存在，會(huì)降低焊接接頭區(qū)的實(shí)際承載能力，產(chǎn)生塑性變 形，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致構(gòu)件的破壞。消應(yīng)力熱處理是使焊好的工件在高溫狀態(tài)下，其屈服強(qiáng)度下降，來(lái)達(dá) 到松弛焊接應(yīng)力的目的。常用的方法有兩種：一是整體高溫回火，即把 焊件整體放入加熱爐內(nèi)，緩慢加熱到一定溫度，然后保溫一段時(shí)間，最 后在空氣中或爐內(nèi)冷卻。用這種方法可以消除80%-90%的焊接應(yīng)力。另一 種方法是局部高溫回火，即只對(duì)焊縫及其附近區(qū)域進(jìn)行加熱，然后緩慢 冷卻，降低焊接應(yīng)力

49、的峰值，使應(yīng)力分布比較平緩，起到部分消除焊接 應(yīng)力的目的。為改善壓力容器焊接區(qū)的性能和消除殘余應(yīng)力等有害影響，對(duì)焊接區(qū) 及有關(guān)部位在金屬相變溫度點(diǎn)以下充分均勻加熱，然后又均勻冷卻以進(jìn) 行消除應(yīng)力退火。焊后熱處理是保證壓力容器焊接接頭性能的一個(gè)非常 重要的環(huán)節(jié)。1 ）焊后消除應(yīng)力熱處理?xiàng)l件的確定 焊后消除應(yīng)力熱處理的條件必須根據(jù)表4-1的各項(xiàng)因素適當(dāng)選擇。表4- 1焊后消除應(yīng)力熱處理的條件選擇熱處理?xiàng)l件需考慮的因素保溫溫度上限相變點(diǎn)以下，熱處理鋼（母材）的回火溫度以下，在不 降低母材及焊接區(qū)使用以上必備的性能范圍內(nèi)保溫溫度下限應(yīng)力松弛效果；淬硬區(qū)的軟化效果；氫等氣體的排除保溫時(shí)間上限在不降低母材

50、及焊接區(qū)使用以上必備的性能范圍內(nèi)；縮 短制造時(shí)間保溫時(shí)間下限降低應(yīng)力的效果；溫度均勻化程度；硬化區(qū)的軟化；氫 等氣體的排除；組織穩(wěn)定加熱速度上限防止厚工件加熱不均勻；防止由溫度不均勻引起的變形 和應(yīng)力；防止裂紋加熱速度下限爐溫控制；制造時(shí)間的縮短冷卻速度上限防止厚工件加熱不均勻；防止由溫度不均勻引起的變形 和應(yīng)力；防止再次發(fā)生殘余應(yīng)力及裂紋冷卻速度下限爐溫控制；母材及焊接區(qū)的性能；防止發(fā)生再熱裂紋入爐溫度上限防止溫度不均勻引起的變形；防止裂紋出爐溫度上限防止溫度不均勻引起的變形；防止再次發(fā)生殘余應(yīng)力及 變形2)焊后熱處理a. 加熱溫度。實(shí)施溫度與設(shè)計(jì)溫度之間的關(guān)系如下。設(shè)計(jì)規(guī)定的 條件： To ，To+(-)Td,Tmin 及Tmax具體實(shí)施條件： Tm+(-)Tr、To+(-)Tr式中Tmin焊后熱處理的溫度