第五章壓力容器焊接

1、1過過 程程 設設 備備 焊焊 接接第五章第五章過程設備用金屬材料的焊接2第五章第五章 過程設備用金屬材料的焊接過程設備用金屬材料的焊接 5 5 過程設備用金屬材料的焊接過程設備用金屬材料的焊接 5 51 1 金屬材料的焊接性及其評定金屬材料的焊接性及其評定 5 51 11 1 焊接性及其影響因素焊接性及其影響因素 (1)焊接性概念焊接性概念 金屬材料金屬材料的焊接性，亦稱可焊性的焊接性，亦稱可焊性。它是指。它是指在一定在一定的焊接工藝條件下，金屬材料可以獲得優(yōu)質焊接接頭的焊接工藝條件下，金屬材料可以獲得優(yōu)質焊接接頭的難易程度的難易程度。如果一種金屬材料能用較普通又簡便的。如果一種金屬材料能用

2、較普通又簡便的焊接工藝獲得優(yōu)質接頭，說明這種金屬材料具有良好焊接工藝獲得優(yōu)質接頭，說明這種金屬材料具有良好的焊接性。反之，如果要用特殊的復雜焊接工藝才能的焊接性。反之，如果要用特殊的復雜焊接工藝才能獲得優(yōu)質接頭，則說明它的焊接性差。這里所說的焊獲得優(yōu)質接頭，則說明它的焊接性差。這里所說的焊接工藝應包括與焊接有關的全部工藝條件。優(yōu)質焊接接工藝應包括與焊接有關的全部工藝條件。優(yōu)質焊接接頭指全部性能均能完好地達到規(guī)定的指標。接頭指全部性能均能完好地達到規(guī)定的指標。3第五章第五章 過程設備用金屬材料的焊接過程設備用金屬材料的焊接 焊接性通常分為焊接性通常分為工藝焊接性工藝焊接性及及使用焊接性使用焊接性

3、兩類。兩類。工藝焊接性考慮的是在焊接過程中如何避免產生缺陷，工藝焊接性考慮的是在焊接過程中如何避免產生缺陷，以獲得優(yōu)質的焊縫。使用焊接性則要考慮鋼材焊接后以獲得優(yōu)質的焊縫。使用焊接性則要考慮鋼材焊接后性能的變化是否會影響到使用的可靠性。性能的變化是否會影響到使用的可靠性。 (2)(2)焊接性的影響因素焊接性的影響因素 焊件母材的種類與化學成分焊件母材的種類與化學成分 不同類別的材料，不同類別的材料，其焊接性差異很大。例如碳鋼與不銹鋼，前者主要是其焊接性差異很大。例如碳鋼與不銹鋼，前者主要是保證焊接接頭的強度和韌性與母材一致，但后者主要保證焊接接頭的強度和韌性與母材一致，但后者主要是保證接頭具有

4、足夠的耐蝕性。同類鋼材，成分不同，是保證接頭具有足夠的耐蝕性。同類鋼材，成分不同，其焊接性差異也很大，如低碳鋼的焊接性就很易獲得其焊接性差異也很大，如低碳鋼的焊接性就很易獲得優(yōu)質接頭，但中、高碳鋼，由于含碳量的提高，使其優(yōu)質接頭，但中、高碳鋼，由于含碳量的提高，使其焊接顯著變差，特別是高碳鋼，即便采用了特別工藝焊接顯著變差，特別是高碳鋼，即便采用了特別工藝措施，也不易獲得可靠的優(yōu)質接頭。措施，也不易獲得可靠的優(yōu)質接頭。4第五章第五章 過程設備用金屬材料的焊接過程設備用金屬材料的焊接 焊接方法與工藝焊接方法與工藝 當材料一定時，若采用不同當材料一定時，若采用不同的焊接方法，所獲得焊接接頭的質量亦

5、不同。例如氬的焊接方法，所獲得焊接接頭的質量亦不同。例如氬弧焊，由于惰性氣體保護效果好，不論什么材料，均弧焊，由于惰性氣體保護效果好，不論什么材料，均易獲得優(yōu)質接頭，但一般電弧焊就不一定了。當焊接易獲得優(yōu)質接頭，但一般電弧焊就不一定了。當焊接方法相同，而采用不同的焊接工藝措施和規(guī)范參數(shù)時，方法相同，而采用不同的焊接工藝措施和規(guī)范參數(shù)時，所獲得的接頭質量也會有很大差別。例如焊接線能量所獲得的接頭質量也會有很大差別。例如焊接線能量的大小，焊前預熱與不預熱，焊接材料的不同等，都的大小，焊前預熱與不預熱，焊接材料的不同等，都對接頭的質量有重要影響。對接頭的質量有重要影響。 焊件的結構焊件的結構 結構主

6、要表現(xiàn)在剛度或拘束度的結構主要表現(xiàn)在剛度或拘束度的大小。結構的剛度或拘束度大，焊接中產生的應力就大小。結構的剛度或拘束度大，焊接中產生的應力就大，對于高強度易淬鋼的防裂不利。所以在材料與焊大，對于高強度易淬鋼的防裂不利。所以在材料與焊接工藝相同時，大厚件的焊接難度通常更大些。接工藝相同時，大厚件的焊接難度通常更大些。 5第五章第五章 過程設備用金屬材料的焊接過程設備用金屬材料的焊接 焊件的使用條件焊件的使用條件 使用條件主要是溫度、載使用條件主要是溫度、載荷性質和介質的腐蝕性等。例如含氯化物介質易使荷性質和介質的腐蝕性等。例如含氯化物介質易使奧氏體不銹鋼焊接接頭產生應力腐蝕破壞；低溫環(huán)奧氏體不

7、銹鋼焊接接頭產生應力腐蝕破壞；低溫環(huán)境會使接頭的韌性顯著降低，脆性轉變溫度升高等。境會使接頭的韌性顯著降低，脆性轉變溫度升高等。 5.1.2 5.1.2 工藝焊接性的評定方法工藝焊接性的評定方法 工藝焊接性評定幾乎全部是針對焊接生產中出工藝焊接性評定幾乎全部是針對焊接生產中出現(xiàn)的裂紋問題進行設計的。因此我們僅介紹裂紋的現(xiàn)的裂紋問題進行設計的。因此我們僅介紹裂紋的工藝焊接性評定方法。工藝焊接性評定通常是采用工藝焊接性評定方法。工藝焊接性評定通常是采用估算法估算法和和試驗法試驗法進行。對于實際承壓過程設備焊接進行。對于實際承壓過程設備焊接結構，應特別重視試驗法。估算法多作為試驗法之結構，應特別重視

8、試驗法。估算法多作為試驗法之前的初步評估或選擇試驗方法的參考，前的初步評估或選擇試驗方法的參考，最后評定必最后評定必須以試驗結果為依據(jù)。須以試驗結果為依據(jù)。6第五章第五章 過程設備用金屬材料的焊接過程設備用金屬材料的焊接 (1)(1)裂紋敏感性估計法裂紋敏感性估計法 碳當量法碳當量法 這是一種根據(jù)化學成分對鋼材焊接這是一種根據(jù)化學成分對鋼材焊接熱影響區(qū)淬硬性的影響程度，評價鋼材產生冷裂紋的熱影響區(qū)淬硬性的影響程度，評價鋼材產生冷裂紋的傾向或脆化傾向的方法。由于碳對產生冷裂紋的影響傾向或脆化傾向的方法。由于碳對產生冷裂紋的影響最大，故把其他合金元素對裂紋的影響折算成相當?shù)淖畲?，故把其他合金元素?/p>

9、裂紋的影響折算成相當?shù)奶己?，來碳含量，來估計鋼材的焊接性估計鋼材的焊接性。碳當量的計算式繁多，。碳當量的計算式繁多，其適用鋼種和條件均有各自的局限性，應予注意。對其適用鋼種和條件均有各自的局限性，應予注意。對于碳鋼和低合鋼，國際焊接學會推薦的，適用于于碳鋼和低合鋼，國際焊接學會推薦的，適用于b500600MPa的非調質高強度高碳當量的公式為的非調質高強度高碳當量的公式為7第五章第五章 過程設備用金屬材料的焊接過程設備用金屬材料的焊接 根據(jù)經驗：根據(jù)經驗： 當當Ce0.6時，淬硬傾向強，易產生冷裂紋，應時，淬硬傾向強，易產生冷裂紋，應采取較高的預熱溫度和嚴格的工藝措施，屬焊接性差采取較高的預熱

10、溫度和嚴格的工藝措施，屬焊接性差或不好?；虿缓谩?第五章第五章 過程設備用金屬材料的焊接過程設備用金屬材料的焊接 冷裂紋敏感性指數(shù)法冷裂紋敏感性指數(shù)法 碳當量法只考慮了鋼材碳當量法只考慮了鋼材的化學成分，沒有考慮板厚及焊縫含氫量等對冷裂紋的化學成分，沒有考慮板厚及焊縫含氫量等對冷裂紋的影響。為此，有人對二百多種鋼材進行了大量的試的影響。為此，有人對二百多種鋼材進行了大量的試驗，求出鋼材焊接冷裂紋敏感指數(shù)驗，求出鋼材焊接冷裂紋敏感指數(shù)Pc為為 其中，其中，h為板厚，為板厚，mm；H為焊縫金屑中擴散氫含量，為焊縫金屑中擴散氫含量，10-2Lkg Pc的適用范圍：的適用范圍： C 0.070.22；

11、Si 00.60；Mo 0.41.4；Cu 00.5；Ni 01.2；Cr 00.7；V 00.12；Nb 00.04；Ti 00.05；B 00.005；h 1950mm；H:1.05.0 mL100g。 9第五章第五章 過程設備用金屬材料的焊接過程設備用金屬材料的焊接 用用Pc值估價鋼材的冷裂紋傾向比值估價鋼材的冷裂紋傾向比Ce全面。通過試全面。通過試驗還得出了在斜驗還得出了在斜Y坡口對接裂紋試驗時，為防止冷裂坡口對接裂紋試驗時，為防止冷裂紋所需的最低預熱溫度紋所需的最低預熱溫度Tp為為 (2)(2)焊接性的抗裂性試驗焊接性的抗裂性試驗 抗裂性試驗可用來確定母材及熱影響區(qū)的裂紋傾抗裂性試驗

12、可用來確定母材及熱影響區(qū)的裂紋傾向，達到正確選擇母材及焊接材料的目的，它也可以向，達到正確選擇母材及焊接材料的目的，它也可以用來選擇正確的焊接方法和工藝措施用來選擇正確的焊接方法和工藝措施?？沽言囼瀸ρ小？沽言囼瀸ρ芯苛鸭y產生的機理及影響因素也很重要，所以常常成究裂紋產生的機理及影響因素也很重要，所以常常成為科學研究的重要手段。我國于為科學研究的重要手段。我國于1984年頒布了焊接性年頒布了焊接性試驗方法的國家標準試驗方法的國家標準GB4675，其中規(guī)定了，其中規(guī)定了5種國際通種國際通用的試驗方法。用的試驗方法。10第五章第五章 過程設備用金屬材料的焊接過程設備用金屬材料的焊接 斜斜Y Y和直

13、和直Y Y坡口對接裂坡口對接裂紋試驗紋試驗 Y形坡口試驗，通稱形坡口試驗，通稱為為小鐵研法小鐵研法。此法主要試驗低。此法主要試驗低合金高強度鋼熱影響區(qū)和焊縫合金高強度鋼熱影響區(qū)和焊縫的冷裂傾向，其應用十分廣泛。的冷裂傾向，其應用十分廣泛。試樣有兩種坡口形式：斜試樣有兩種坡口形式：斜Y坡坡口用于試驗母材熱影響區(qū)的冷口用于試驗母材熱影響區(qū)的冷裂傾向；而直裂傾向；而直Y坡口主要用于坡口主要用于考核焊縫金屬的冷裂紋敏感性?？己撕缚p金屬的冷裂紋敏感性。 斜斜Y坡口對接抗裂試驗，坡口對接抗裂試驗，其試驗如圖其試驗如圖51所示。用被所示。用被11第五章第五章 過程設備用金屬材料的焊接過程設備用金屬材料的焊接

14、焊件相同厚度材料制成的試板，兩端先用焊縫固定，焊件相同厚度材料制成的試板，兩端先用焊縫固定，試板之間預留間隙試板之間預留間隙23mm，試板中間焊試驗焊縫。，試板中間焊試驗焊縫。試驗焊縫只焊一道焊縫，且兩端不與拘束焊縫接觸。試驗焊縫只焊一道焊縫，且兩端不與拘束焊縫接觸。以標準規(guī)范以標準規(guī)范4mm焊條，電流焊條，電流170A，電弧電壓，電弧電壓24V，焊接速度焊接速度150mmmin，在，在3個試件上重復試驗。由于個試件上重復試驗。由于兩端固定對焊縫有拘束作用，其拘束程度往往比實際兩端固定對焊縫有拘束作用，其拘束程度往往比實際結構，如球形容器等長焊縫還要大，所以結構，如球形容器等長焊縫還要大，所以

15、一般認為只一般認為只要裂紋總長小于焊縫長度要裂紋總長小于焊縫長度2020，在實際結構中就不致，在實際結構中就不致發(fā)生裂紋發(fā)生裂紋。 直直Y坡口對接裂紋試驗，如圖坡口對接裂紋試驗，如圖51下剖面所示。由下剖面所示。由于坡口形式改變，裂紋也改變?yōu)閺暮缚p根部尖角處開于坡口形式改變，裂紋也改變?yōu)閺暮缚p根部尖角處開始，并在焊縫中擴展，也可能貫穿至表面。這種方法始，并在焊縫中擴展，也可能貫穿至表面。這種方法主要用于考核焊縫金屬根部裂紋敏感性主要用于考核焊縫金屬根部裂紋敏感性。 12第五章第五章 過程設備用金屬材料的焊接過程設備用金屬材料的焊接 斜斜Y和直和直Y坡口試驗，試樣焊后均要放置坡口試驗，試樣焊后均

16、要放置24h后再后再檢測和解剖。首先用放大鏡或磁粉探傷檢測表面裂紋檢測和解剖。首先用放大鏡或磁粉探傷檢測表面裂紋長度，然后沿垂直試驗焊縫方向取長度，然后沿垂直試驗焊縫方向取5個橫截面檢查內個橫截面檢查內部裂紋。按圖部裂紋。按圖52所示所示(a)、(b)、(c)和下列各式分別和下列各式分別表示焊件的根部裂紋率、表面裂紋率和斷面裂紋率評表示焊件的根部裂紋率、表面裂紋率和斷面裂紋率評定時，以根部裂紋率、定時，以根部裂紋率、表面裂紋率和斷面裂紋表面裂紋率和斷面裂紋率為標準。如前所述，率為標準。如前所述，只要裂紋總長小于試驗只要裂紋總長小于試驗焊縫長度的焊縫長度的20，實際，實際焊接結構一般就不會產焊接

17、結構一般就不會產生冷裂紋。生冷裂紋。 13第五章第五章 過程設備用金屬材料的焊接過程設備用金屬材料的焊接 剛性固定對接試驗剛性固定對接試驗 試件尺寸及裝配見圖試件尺寸及裝配見圖53。試驗前。試驗前,先用角焊縫將試板固定在厚度先用角焊縫將試板固定在厚度50mm底板上。當焊接試驗焊縫底板上。當焊接試驗焊縫時，焊縫承受嚴重的剛性拘束，所以焊縫金屬的裂紋敏感性很時，焊縫承受嚴重的剛性拘束，所以焊縫金屬的裂紋敏感性很強。此法強。此法主要用于測定焊縫的熱裂紋傾向，也可測定熱影響區(qū)主要用于測定焊縫的熱裂紋傾向，也可測定熱影響區(qū)的冷裂傾向的冷裂傾向。試件固定焊角尺寸。試件固定焊角尺寸K(板厚板厚)，但當，但當

18、12mm時，時，取取K12mm。固定焊縫焊完冷卻至室溫后，方可焊接試驗焊縫。固定焊縫焊完冷卻至室溫后，方可焊接試驗焊縫。試驗焊縫按實際生產時的試驗焊縫按實際生產時的焊接規(guī)范，可以單道，也可以多層。焊焊接規(guī)范，可以單道，也可以多層。焊后在室溫放置后在室溫放置24h后進行檢驗和解剖。后進行檢驗和解剖。首先檢查焊縫表面有無裂紋，然后從焊首先檢查焊縫表面有無裂紋，然后從焊縫中切出兩塊縫中切出兩塊15mm厚的橫向磨片，進厚的橫向磨片，進行低倍放大檢驗有無裂紋。一般以無裂行低倍放大檢驗有無裂紋。一般以無裂紋作為評定標準或測定裂紋率的大小。紋作為評定標準或測定裂紋率的大小。14第五章第五章 過程設備用金屬材

19、料的焊接過程設備用金屬材料的焊接 剛性固定法對焊縫的拘束過于嚴重，較實際焊接剛性固定法對焊縫的拘束過于嚴重，較實際焊接結構受到拘束度大得多，因此不產生裂紋。也就是說，結構受到拘束度大得多，因此不產生裂紋。也就是說，即使在這種試驗中出現(xiàn)了裂紋，在實際生產中焊接時即使在這種試驗中出現(xiàn)了裂紋，在實際生產中焊接時也不一定會發(fā)生裂紋。在分樣試驗結果時，要注意這也不一定會發(fā)生裂紋。在分樣試驗結果時，要注意這個問題。個問題。 15第五章第五章 過程設備用金屬材料的焊接過程設備用金屬材料的焊接 最高硬度試驗最高硬度試驗 該法適用于手工電弧焊，是以該法適用于手工電弧焊，是以熱影響區(qū)最高硬度來相對評價冷裂傾向的試

20、驗方法。熱影響區(qū)最高硬度來相對評價冷裂傾向的試驗方法。對判斷不同成分的低合金高強度鋼焊接熱影響區(qū)產生對判斷不同成分的低合金高強度鋼焊接熱影響區(qū)產生冷裂紋的傾向有一定的參考價值。其試件的形狀和尺冷裂紋的傾向有一定的參考價值。其試件的形狀和尺寸如圖寸如圖5-4所示。所示。 16第五章第五章 過程設備用金屬材料的焊接過程設備用金屬材料的焊接 試件的標準厚度為試件的標準厚度為20mm，若板厚超過，若板厚超過20mm，則須，則須機械切削加工成機械切削加工成20mm厚，并保留一個軋制表面；若厚，并保留一個軋制表面；若板厚小于板厚小于20mm，則毋須加工。試件可采用氣割下料。，則毋須加工。試件可采用氣割下料

21、。GB4675中規(guī)定有兩種試件，而中規(guī)定有兩種試件，而1號試件號試件LXB200mmX 75mm，在室溫下焊接；，在室溫下焊接；2號試件號試件LXB200mmX150mm，在預熱條件下焊接。試驗焊道均在，在預熱條件下焊接。試驗焊道均在軋制表面的中心線上，長為軋制表面的中心線上，長為(12510)mm。 焊接前應采取適當?shù)姆椒ㄈコ嚰砻嬗泻τ诤负附忧皯扇∵m當?shù)姆椒ㄈコ嚰砻嬗泻τ诤附拥乃?、油、鐵銹及過厚的氧化皮。焊條原則上應適接的水、油、鐵銹及過厚的氧化皮。焊條原則上應適合于所焊的試件，合于所焊的試件，4。焊接時，在試件兩端要支承架。焊接時，在試件兩端要支承架空，試件下面要有足夠的空間。焊

22、接規(guī)范原則上空，試件下面要有足夠的空間。焊接規(guī)范原則上17第五章第五章 過程設備用金屬材料的焊接過程設備用金屬材料的焊接為：焊接電流為：焊接電流(17010)A，焊接速度，焊接速度(15010)mmmin。試。試件焊后在靜止的空氣中自然冷卻，不進行任何熱處理。件焊后在靜止的空氣中自然冷卻，不進行任何熱處理。 焊后至少要經過焊后至少要經過12h后才能取測量硬度的試樣，取后要盡快測后才能取測量硬度的試樣，取后要盡快測試硬度。采用機械加工方法垂直切割焊縫的中部，然后在此斷試硬度。采用機械加工方法垂直切割焊縫的中部，然后在此斷面上取硬度的測量試件。切割時必須邊冷卻邊加工，以免焊接面上取硬度的測量試件。

23、切割時必須邊冷卻邊加工，以免焊接熱影響區(qū)的硬度因斷面溫度升高而降低。硬度測量試樣的檢測熱影響區(qū)的硬度因斷面溫度升高而降低。硬度測量試樣的檢測面經研磨后，再加以腐蝕，然后如圖面經研磨后，再加以腐蝕，然后如圖55所示，劃一條既切于所示，劃一條既切于熔合線底部切點熔合線底部切點O，又平行于試板軋制表面的直線。在此直線，又平行于試板軋制表面的直線。在此直線上每隔上每隔05mm進行室溫下載荷為進行室溫下載荷為100N的維氏硬度測定。切點的維氏硬度測定。切點O及兩側各及兩側各7個點以上作為硬度測定點。若最高硬度超過個點以上作為硬度測定點。若最高硬度超過HV350，就要考慮預熱或焊后熱處理。但對于低碳調質合

24、鋼來，就要考慮預熱或焊后熱處理。但對于低碳調質合鋼來說，最高硬度大于說，最高硬度大于HV350也不一定產生冷裂紋，因為低碳馬氏也不一定產生冷裂紋，因為低碳馬氏體的韌性較好。故有人主張將最高硬度放寬至體的韌性較好。故有人主張將最高硬度放寬至HV400。對不同。對不同材料的試驗結果要正確判斷，區(qū)別對待。材料的試驗結果要正確判斷，區(qū)別對待。 18第五章第五章 過程設備用金屬材料的焊接過程設備用金屬材料的焊接5 52 2 低、中碳鋼的焊接低、中碳鋼的焊接5 52 21 1 低碳鋼的焊接低碳鋼的焊接 (1)(1)承壓殼體常用鋼號及其焊接性承壓殼體常用鋼號及其焊接性 鍋爐、壓力容器等焊制受壓殼體，我國規(guī)定

25、必須采用含碳鍋爐、壓力容器等焊制受壓殼體，我國規(guī)定必須采用含碳量量0.25的低碳鋼，常用的有的低碳鋼，常用的有Q235B、C、20R、20g等。等。這類鋼由于含碳量低，且無添加其他合金元素，鋼材本身又有這類鋼由于含碳量低，且無添加其他合金元素，鋼材本身又有良好的塑性，沒有淬硬傾向，故其焊接性極好。一般焊接時不良好的塑性，沒有淬硬傾向，故其焊接性極好。一般焊接時不需要采取特殊工藝措施，焊后也不需要進行熱處理，且各種焊需要采取特殊工藝措施，焊后也不需要進行熱處理，且各種焊接方法都適用。但是仍然應該注意：焊接接頭應保證等強；焊接方法都適用。但是仍然應該注意：焊接接頭應保證等強；焊縫中不應有超過標準規(guī)

26、定的氣孔、夾渣等缺陷。在冬天縫中不應有超過標準規(guī)定的氣孔、夾渣等缺陷。在冬天(010)焊接焊接1232mm的低碳鋼板，尤其是用不同類型焊條對的低碳鋼板，尤其是用不同類型焊條對不同板厚作手工堆焊或不同板厚作手工堆焊或T形角焊時，會產生不同程度的微裂紋。形角焊時，會產生不同程度的微裂紋。用鈦鐵礦焊條焊厚度超過用鈦鐵礦焊條焊厚度超過12mm的角焊接頭時就會產生這種裂的角焊接頭時就會產生這種裂紋；用低氫焊條焊厚度超過紋；用低氫焊條焊厚度超過32mm的的500MPa強度鋼角焊縫時，強度鋼角焊縫時，焊縫中也會產生微裂紋。焊縫中也會產生微裂紋。 19第五章第五章 過程設備用金屬材料的焊接過程設備用金屬材料的

27、焊接 當焊接線能量過大時，熱影響區(qū)粗晶區(qū)的晶?？僧敽附泳€能量過大時，熱影響區(qū)粗晶區(qū)的晶?？赡軙^于粗大，甚至產生魏氏體組織，使沖擊韌性降能會過于粗大，甚至產生魏氏體組織，使沖擊韌性降低。低。 近年來，在鍋爐制造中發(fā)現(xiàn)，中等厚度近年來，在鍋爐制造中發(fā)現(xiàn)，中等厚度20g板的板的埋弧焊時，焊后冷彎試驗通不過，且已經發(fā)現(xiàn)當鋼中埋弧焊時，焊后冷彎試驗通不過，且已經發(fā)現(xiàn)當鋼中C、S、P都偏上限時，就容易冷彎通不過。若按新標都偏上限時，就容易冷彎通不過。若按新標準選用鋼材，則能克服準選用鋼材，則能克服C、S、P都偏高的現(xiàn)象，都偏高的現(xiàn)象，20g埋弧焊可望能通過冷彎試驗。大于埋弧焊可望能通過冷彎試驗。大于30

28、mm的厚板殼體的厚板殼體制造，往往需要用電渣焊來完成焊接工作。由于電渣制造，往往需要用電渣焊來完成焊接工作。由于電渣焊的焊縫有極明顯的鑄造組織，粗大柱狀晶，所以焊焊的焊縫有極明顯的鑄造組織，粗大柱狀晶，所以焊后要進行正火處理。因此，盡管我們說低碳鋼焊接性后要進行正火處理。因此，盡管我們說低碳鋼焊接性極好，而對于實際結構，還要按具體情況具體分析處極好，而對于實際結構，還要按具體情況具體分析處理。理。 20第五章第五章 過程設備用金屬材料的焊接過程設備用金屬材料的焊接 (2)(2)焊接工藝要點焊接工藝要點 焊接方法與焊接材料焊接方法與焊接材料 過程設備制造中，焊接過程設備制造中，焊接低碳鋼廣泛采用

29、的焊接方法是手工電弧焊、埋弧自動低碳鋼廣泛采用的焊接方法是手工電弧焊、埋弧自動焊、焊、C02氣體保護焊，電渣焊的應用亦較多。為保證氣體保護焊，電渣焊的應用亦較多。為保證焊接質量，不少打底焊采用氬弧焊。焊接質量，不少打底焊采用氬弧焊。 焊接材料按等強度原則確定焊接材料按等強度原則確定。手工電弧焊用焊條。手工電弧焊用焊條一般采用一般采用J42級，強度較高母材也有采用級，強度較高母材也有采用J50級的。級的。對于二、三類壓力容器或鍋爐受壓殼體以及承受沖擊對于二、三類壓力容器或鍋爐受壓殼體以及承受沖擊載荷的均要求采用堿性低氫型藥皮焊條，而一類容器載荷的均要求采用堿性低氫型藥皮焊條，而一類容器或一般結構

30、，可采用酸性藥皮焊條?；蛞话憬Y構，可采用酸性藥皮焊條。 埋弧自動焊時，焊劑多采用埋弧自動焊時，焊劑多采用HJ431，焊絲視具體，焊絲視具體鋼號有所區(qū)別：鋼號有所區(qū)別：Q235、10鋼等多采用鋼等多采用H08A；而；而20R、20g、20鋼多采用鋼多采用H08MnA。 21第五章第五章 過程設備用金屬材料的焊接過程設備用金屬材料的焊接 電渣焊時，由于焊劑的更新少，若仍按埋弧焊選電渣焊時，由于焊劑的更新少，若仍按埋弧焊選用用H08A焊絲，與高焊絲，與高Mn高高Si焊劑配合，則焊縫金屬中焊劑配合，則焊縫金屬中的的Mn、Si元素會不足，特別是母材和焊絲中原有的元素會不足，特別是母材和焊絲中原有的Mn還

31、會燒損。故低碳鋼電渣焊時，往往選用中還會燒損。故低碳鋼電渣焊時，往往選用中Mn高高Si中中F熔煉焊劑熔煉焊劑HJ360與與10Mn2或或H10MnSi焊絲配合。焊絲配合。也可用也可用HJ43l與與H10MnSi配合。配合。 含碳量含碳量0.24或大厚件時注意防熱裂紋和冷或大厚件時注意防熱裂紋和冷裂紋。裂紋。 預熱及熱處理要求預熱及熱處理要求 僅在板厚大或施焊環(huán)境溫僅在板厚大或施焊環(huán)境溫度過低時才要求進行適當預熱。在板厚小于度過低時才要求進行適當預熱。在板厚小于100mm時，時，其預熱溫度一般不大于其預熱溫度一般不大于100。對于盛裝具有應力腐。對于盛裝具有應力腐蝕介質或板厚大于蝕介質或板厚大于

32、34mm的殼體，要求焊后進行的殼體，要求焊后進行22第五章第五章 過程設備用金屬材料的焊接過程設備用金屬材料的焊接600650的消除應力熱處理。若焊前預熱溫度不的消除應力熱處理。若焊前預熱溫度不低于低于100，則焊后熱處理厚度可放寬至板厚大于，則焊后熱處理厚度可放寬至板厚大于38mm。 (3)(3)低碳鋼在低溫時的焊接低碳鋼在低溫時的焊接 在嚴寒冬天或類似的氣溫條件下焊接低碳鋼結構，在嚴寒冬天或類似的氣溫條件下焊接低碳鋼結構，焊接接頭冷卻速度快，從而裂紋傾向增大，特別是焊焊接接頭冷卻速度快，從而裂紋傾向增大，特別是焊接大厚度或大剛度結構更是如此。其中，多層焊接的接大厚度或大剛度結構更是如此。其

33、中，多層焊接的第一道焊縫開裂傾向又比其他大。為避免裂紋，可以第一道焊縫開裂傾向又比其他大。為避免裂紋，可以采取以下措施。采取以下措施。 焊前預熱，焊時保持層間溫度。承壓殼體及管焊前預熱，焊時保持層間溫度。承壓殼體及管道低碳鋼低溫環(huán)境焊前預熱溫度如表道低碳鋼低溫環(huán)境焊前預熱溫度如表51所示。所示。23第五章第五章 過程設備用金屬材料的焊接過程設備用金屬材料的焊接 采用低氫或超低氫焊接材料。采用低氫或超低氫焊接材料。 點固焊時加大電流，減慢焊速，適當增大點固點固焊時加大電流，減慢焊速，適當增大點固焊縫截面和長度，必要時施加預熱。焊縫截面和長度，必要時施加預熱。 整條焊縫連續(xù)焊完，盡量避免中斷：不在

34、坡口整條焊縫連續(xù)焊完，盡量避免中斷：不在坡口以外的母材上打弧，滅弧時弧坑要填滿。以外的母材上打弧，滅弧時弧坑要填滿。 24第五章第五章 過程設備用金屬材料的焊接過程設備用金屬材料的焊接5 52 22 2 中碳鋼的焊接中碳鋼的焊接 含碳量含碳量0.25一一0.6時為中碳鋼，常用的鋼有時為中碳鋼，常用的鋼有35、40、45、Q275等。焊制承壓殼體，我國不允許采用中碳鋼。一般中碳等。焊制承壓殼體，我國不允許采用中碳鋼。一般中碳鋼是作為鍛件或熱壓件用于制造各種齒輪、緊固件或軸類的，鋼是作為鍛件或熱壓件用于制造各種齒輪、緊固件或軸類的，也有的以鋼板、型材的形式供貨。過程設備中，有些承載運動也有的以鋼板

35、、型材的形式供貨。過程設備中，有些承載運動元件采用中碳鋼，這類零件在加大尺寸或損壞后修復，往往采元件采用中碳鋼，這類零件在加大尺寸或損壞后修復，往往采用焊接。用焊接。 (1)(1)中碳鋼的焊接性中碳鋼的焊接性 隨著含碳量的增加，中碳鋼的焊接性逐漸變差。如果含碳隨著含碳量的增加，中碳鋼的焊接性逐漸變差。如果含碳量量0.50左右而仍按焊接低碳鋼常用的工藝施焊，則熱影響區(qū)左右而仍按焊接低碳鋼常用的工藝施焊，則熱影響區(qū)可能產生硬脆的馬氏體組織，易產生冷裂紋。當焊接材料和焊可能產生硬脆的馬氏體組織，易產生冷裂紋。當焊接材料和焊接過程控制不好時，甚至焊縫也如此。但當含碳量接過程控制不好時，甚至焊縫也如此。

36、但當含碳量0.30，且含錳量不高時，則焊接性良好。且含錳量不高時，則焊接性良好。25第五章第五章 過程設備用金屬材料的焊接過程設備用金屬材料的焊接 焊接時，相當數(shù)量母材會熔化進入焊縫，使其含焊接時，相當數(shù)量母材會熔化進入焊縫，使其含碳量增高，容易產生焊縫熱裂紋，特別是硫等雜質控碳量增高，容易產生焊縫熱裂紋，特別是硫等雜質控制不嚴時，更易顯示出來。這種熱裂紋在弧坑處更為制不嚴時，更易顯示出來。這種熱裂紋在弧坑處更為敏感。此外，由于含碳量增高，氣孔敏感性也增大。敏感。此外，由于含碳量增高，氣孔敏感性也增大。 (2)(2)中碳鋼的焊接工藝要點中碳鋼的焊接工藝要點 焊接方法與焊接材料焊接方法與焊接材料

37、 中碳鋼一般采用手工電弧焊接，中碳鋼一般采用手工電弧焊接，并采用強度相當?shù)牡蜌湫秃笚l。低氫焊條具有較好的脫硫脫氫并采用強度相當?shù)牡蜌湫秃笚l。低氫焊條具有較好的脫硫脫氫能力，熔敷金屬塑性和韌性良好，所以，無論對熱裂紋或氫致能力，熔敷金屬塑性和韌性良好，所以，無論對熱裂紋或氫致冷裂紋來說，抗裂性都較高。特殊情況下，亦可采用鉻鎳不銹冷裂紋來說，抗裂性都較高。特殊情況下，亦可采用鉻鎳不銹鋼焊條焊接。這時不需預熱，而焊縫為奧氏體金屬塑性良好，鋼焊條焊接。這時不需預熱，而焊縫為奧氏體金屬塑性良好，可以減少焊接接頭應力，避免熱影響區(qū)冷裂紋產生。用于中碳可以減少焊接接頭應力，避免熱影響區(qū)冷裂紋產生。用于中碳鋼

38、焊接的鉻鎳不銹鋼焊條牌號有奧鋼焊接的鉻鎳不銹鋼焊條牌號有奧102、奧、奧107、奧、奧302、奧、奧307、奧、奧402、奧、奧407等。等。 26第五章第五章 過程設備用金屬材料的焊接過程設備用金屬材料的焊接 大多焊前必須預熱，且預熱溫度隨碳含量或板厚增加而大多焊前必須預熱，且預熱溫度隨碳含量或板厚增加而升高。升高。通常，通常，35和和45鋼預熱溫度可為鋼預熱溫度可為150250，含碳量，含碳量再高，或厚度大，或剛性大，則預熱溫度可在再高，或厚度大，或剛性大，則預熱溫度可在250400。 焊后最好立即進行消除應力熱處理，焊后最好立即進行消除應力熱處理，特別是大厚度工件、特別是大厚度工件、大剛

39、性結構和嚴厲條件下大剛性結構和嚴厲條件下(例如載荷或沖擊載荷例如載荷或沖擊載荷)工作的工件更工作的工件更如此。消除應力回火溫度一般為如此。消除應力回火溫度一般為600650。如果不可能立。如果不可能立即消除應力，也應當后熱，以便擴散氫逸出。后熱溫度不一即消除應力，也應當后熱，以便擴散氫逸出。后熱溫度不一定與預熱溫度相同，視具體情況而定。后熱保溫時間大約每定與預熱溫度相同，視具體情況而定。后熱保溫時間大約每10mm厚度為厚度為1h左右。左右。 對接焊時要特別注意焊好第一層，因為在坡口根部，焊對接焊時要特別注意焊好第一層，因為在坡口根部，焊縫的熔合比高，使焊縫的含碳量增高，裂紋傾向大。如有可縫的熔

40、合比高，使焊縫的含碳量增高，裂紋傾向大。如有可能，宜開能，宜開U形坡口，用小直徑焊條小工藝參數(shù)焊接。形坡口，用小直徑焊條小工藝參數(shù)焊接。27第五章第五章 過程設備用金屬材料的焊接過程設備用金屬材料的焊接 5 53 3 普通低合金鋼的焊接普通低合金鋼的焊接 普通低合金鋼，簡稱普低鋼。因為這類鋼是在普普通低合金鋼，簡稱普低鋼。因為這類鋼是在普通低碳鋼基礎上，添加少量合金元素而通低碳鋼基礎上，添加少量合金元素而 使強度提高使強度提高的鋼，所以稱為普通低合金鋼。凡屈服極限的鋼，所以稱為普通低合金鋼。凡屈服極限s 294MPa的鋼，均稱為高強度鋼。普低鋼均屬此類，的鋼，均稱為高強度鋼。普低鋼均屬此類，故

41、又稱普通低合金高強度鋼。這類鋼與通常所說的低故又稱普通低合金高強度鋼。這類鋼與通常所說的低合金鋼有所不同，其所添加合金元素的種類和數(shù)量主合金鋼有所不同，其所添加合金元素的種類和數(shù)量主要是為了提高鋼的強度。同時為保證具有良好的塑性要是為了提高鋼的強度。同時為保證具有良好的塑性與焊接性，其含碳量均較低，大多為與焊接性，其含碳量均較低，大多為0.2左右。普左右。普低鋼廣泛用于承壓設備的制造，與低碳鋼相比，可以低鋼廣泛用于承壓設備的制造，與低碳鋼相比，可以節(jié)省鋼材，減輕設備質量，延長設備使用壽命。節(jié)省鋼材，減輕設備質量，延長設備使用壽命。 28第五章第五章 過程設備用金屬材料的焊接過程設備用金屬材料的

42、焊接 5 53 31 1 普低鋼的分類與強化原理普低鋼的分類與強化原理普低鋼分為普低鋼分為熱軋、正火和調質鋼熱軋、正火和調質鋼三類。三類。 (1)(1)熱軋鋼熱軋鋼 這類鋼大多以熱軋狀態(tài)供貨和應用，其屈服極限這類鋼大多以熱軋狀態(tài)供貨和應用，其屈服極限為為294392MPa，典型鋼號有，典型鋼號有16MnR和和15MnVR等。等。主要通過加入合金元素主要通過加入合金元素Mn、Si進行固溶強化，使其強進行固溶強化，使其強度得以提高。其度得以提高。其Mn含量含量1.6，大于此值，塑性、，大于此值，塑性、韌性偏低；韌性偏低；Si0.55，大于此值，對韌性和脆性轉，大于此值，對韌性和脆性轉變溫度均不利。

43、變溫度均不利。15MnV是在是在16MnR基礎上加入基礎上加入0.040.12的的V，起細化晶粒和沉淀強化作用，故其，起細化晶粒和沉淀強化作用，故其強度較強度較16MnR高一個檔次。但高一個檔次。但15MnVR在熱軋態(tài)時性在熱軋態(tài)時性能有波動，經正火處理后可以獲得更高的塑性和韌性，能有波動，經正火處理后可以獲得更高的塑性和韌性，故故15MnVR在正火后使用更為合理。在正火后使用更為合理。 29第五章第五章 過程設備用金屬材料的焊接過程設備用金屬材料的焊接 (2)(2)正火鋼正火鋼 這類鋼以正火態(tài)或正火這類鋼以正火態(tài)或正火+回火態(tài)供貨和使用，其屈回火態(tài)供貨和使用，其屈服極限為服極限為392490

44、MPa，典型鋼號有，典型鋼號有15MnTi、15MnVNR和和18MnMoNbR等。這類鋼是在熱軋鋼進等。這類鋼是在熱軋鋼進行行Mn、Si固溶強化的基礎上，再加入少量固溶強化的基礎上，再加入少量V、Nb、Ti、Mo，N等元素，形成碳化物或氮化物，起沉淀強化作等元素，形成碳化物或氮化物，起沉淀強化作用。通過正火使生成的碳化物或氮化物以細小質點從用。通過正火使生成的碳化物或氮化物以細小質點從固溶體中沉淀析出，彌散分布于晶內和晶界，同時細固溶體中沉淀析出，彌散分布于晶內和晶界，同時細化了晶粒，從而有效地提高了強度和韌性。若是熱軋化了晶粒，從而有效地提高了強度和韌性。若是熱軋態(tài)，碳化物和氮化物不能分析

45、出，也不能均勻彌散分態(tài)，碳化物和氮化物不能分析出，也不能均勻彌散分布，鋼的韌性差。例如板厚為布，鋼的韌性差。例如板厚為18mm的的15MnTi，在熱，在熱軋態(tài)時其室溫沖擊韌性為軋態(tài)時其室溫沖擊韌性為23.5Jcm2；經；經910正火正火處理后，其室溫沖擊韌性到提高至處理后，其室溫沖擊韌性到提高至108Jcmz。30第五章第五章 過程設備用金屬材料的焊接過程設備用金屬材料的焊接 應當注意，這類鋼中的含應當注意，這類鋼中的含Mo鋼，如鋼，如18MnMoNbR，正火后應進行回火。因為正火冷卻速度快，得到的組正火后應進行回火。因為正火冷卻速度快，得到的組織是上貝氏體和少量鐵素體。上貝氏體韌性差，必須織

46、是上貝氏體和少量鐵素體。上貝氏體韌性差，必須通過回火才能使韌性和塑性得到改善。通過回火才能使韌性和塑性得到改善。 (3)(3)低碳調質鋼低碳調質鋼 正火鋼是通過沉淀析出和細化晶粒來提高強度并正火鋼是通過沉淀析出和細化晶粒來提高強度并保證韌性符合要求的。強度越高，加入的合金元素就保證韌性符合要求的。強度越高，加入的合金元素就越多。但當合金元素的含量達到一定范圍后，鋼的塑越多。但當合金元素的含量達到一定范圍后，鋼的塑性和韌性會嚴重惡化，因此正火鋼所能達到的最高屈性和韌性會嚴重惡化，因此正火鋼所能達到的最高屈服極限也就是服極限也就是490MPa左右。為此發(fā)展了低碳調質鋼。左右。為此發(fā)展了低碳調質鋼。

47、31第五章第五章 過程設備用金屬材料的焊接過程設備用金屬材料的焊接 調質鋼主要是靠調質熱處理強化。通過調質處理，調質鋼主要是靠調質熱處理強化。通過調質處理，可以充分地發(fā)揮合金元素的強化作用，因此在正火鋼可以充分地發(fā)揮合金元素的強化作用，因此在正火鋼的基礎上，只需添加少量合金元素就能通過淬火和回的基礎上，只需添加少量合金元素就能通過淬火和回火來更有效地提高強度并保證韌性?；饋砀行У靥岣邚姸炔⒈ＷC韌性。 壓力容器用各類普低鋼的成分和性能如表壓力容器用各類普低鋼的成分和性能如表52和和表表53所示。低碳調質鋼的屈服極限為所示。低碳調質鋼的屈服極限為441980MPa，在調質態(tài)供貨和使用。其特點是含

48、碳量更，在調質態(tài)供貨和使用。其特點是含碳量更低，淬火組織為低碳馬氏體，不僅強度高，并且兼有低，淬火組織為低碳馬氏體，不僅強度高，并且兼有良好的塑性和韌性，可以直接在調質態(tài)進行焊接，焊良好的塑性和韌性，可以直接在調質態(tài)進行焊接，焊后也不需再進行調質處理。這類鋼由于強度高，主要后也不需再進行調質處理。這類鋼由于強度高，主要用于中溫高壓設備。典型鋼號有用于中溫高壓設備。典型鋼號有14MnMoV、14MnMoNbB等。等。32第五章第五章 過程設備用金屬材料的焊接過程設備用金屬材料的焊接5.3.2 5.3.2 普低鋼的焊接性普低鋼的焊接性 普低鋼焊接中可能出現(xiàn)的問題，歸納起來主要有普低鋼焊接中可能出現(xiàn)

49、的問題，歸納起來主要有以下幾點。以下幾點。 (1)(1)焊縫金屬中的熱裂紋焊縫金屬中的熱裂紋 普低鋼由于含碳量低，且都含有對防熱裂紋有利普低鋼由于含碳量低，且都含有對防熱裂紋有利的的Mn，故這類鋼的熱裂傾向均較小，一般不會產生熱，故這類鋼的熱裂傾向均較小，一般不會產生熱裂紋。但當鋼的成分不均，偏析嚴重而使局部裂紋。但當鋼的成分不均，偏析嚴重而使局部C、S、P含量過高，或焊接材料中含量過高，或焊接材料中S、P雜質偏高時，焊縫金雜質偏高時，焊縫金屬中有可能產生熱裂紋。實際生產中曾經出現(xiàn)過這樣屬中有可能產生熱裂紋。實際生產中曾經出現(xiàn)過這樣的情況，后經嚴格限制的情況，后經嚴格限制S、P才得以防止。含才

50、得以防止。含Nb鋼在鋼在電渣焊時易出現(xiàn)八字熱裂紋。電渣焊時易出現(xiàn)八字熱裂紋。33第五章第五章 過程設備用金屬材料的焊接過程設備用金屬材料的焊接 (2)(2)粗晶區(qū)脆化粗晶區(qū)脆化 在熱影響區(qū)被加熱至在熱影響區(qū)被加熱至1100C以上的粗晶區(qū)，是焊以上的粗晶區(qū)，是焊接接頭的薄弱區(qū)。尤其在焊接線能量過大時，粗晶區(qū)接接頭的薄弱區(qū)。尤其在焊接線能量過大時，粗晶區(qū)將因晶粒過于粗大或出現(xiàn)魏氏體組織等而韌性降低；將因晶粒過于粗大或出現(xiàn)魏氏體組織等而韌性降低；若焊接線能量過小，粗晶區(qū)中的馬氏體比例增大也若焊接線能量過小，粗晶區(qū)中的馬氏體比例增大也會使韌性降低，對于含碳量較高的熱軋鋼尤其明顯。會使韌性降低，對于含碳

51、量較高的熱軋鋼尤其明顯。 (3)(3)冷裂紋冷裂紋 主要產生于熱影響區(qū)，在碳當量高和板厚大時，主要產生于熱影響區(qū)，在碳當量高和板厚大時，冷裂紋傾向也大。此時需要采取降低擴散氫含量、預冷裂紋傾向也大。此時需要采取降低擴散氫含量、預熱和后熱等措施防止冷裂紋的產生。熱和后熱等措施防止冷裂紋的產生。 34第五章第五章 過程設備用金屬材料的焊接過程設備用金屬材料的焊接 (4)(4)再熱裂紋再熱裂紋 16MnR等熱軋鋼無再熱裂紋傾向，但其他含等熱軋鋼無再熱裂紋傾向，但其他含Mo、V、Nb、Ti等元素的正火或調質鋼，則有再熱裂紋傾等元素的正火或調質鋼，則有再熱裂紋傾向。其中向。其中V的影響最大，同時含的影響

52、最大，同時含V、Mo時更為嚴重。時更為嚴重。這類鋼在焊后熱處理時應避開在再熱裂紋敏感溫度范這類鋼在焊后熱處理時應避開在再熱裂紋敏感溫度范圍內加熱。圍內加熱。 普低鋼由于品種多、成分和強度差異大，其焊接普低鋼由于品種多、成分和強度差異大，其焊接性差別也大，故上述問題存在的程度也就不同。低強性差別也大，故上述問題存在的程度也就不同。低強度級的熱軋普低鋼，如度級的熱軋普低鋼，如16MnR等，其碳當量等，其碳當量0.40.6,其焊接性較差，淬硬和冷其焊接性較差，淬硬和冷裂傾向較熱軋鋼大，同時還可能產生再熱裂紋，裂傾向較熱軋鋼大，同時還可能產生再熱裂紋， 35第五章第五章 過程設備用金屬材料的焊接過程設

53、備用金屬材料的焊接焊接時多要求在焊接時多要求在100200下進行預熱，或進行后下進行預熱，或進行后熱。低碳調質鋼，如熱。低碳調質鋼，如14MnMoNbB等，其碳當量等，其碳當量06，屬焊接性差的鋼，冷裂、再熱裂傾向均存，屬焊接性差的鋼，冷裂、再熱裂傾向均存在。但由于淬火形成的是低碳馬氏體組織，故其淬硬在。但由于淬火形成的是低碳馬氏體組織，故其淬硬傾向并不比正火鋼大。這類鋼的主要問題是熱影響區(qū)傾向并不比正火鋼大。這類鋼的主要問題是熱影響區(qū)粗晶區(qū)的冷裂紋和韌性下降，以及熱影響區(qū)最高溫度粗晶區(qū)的冷裂紋和韌性下降，以及熱影響區(qū)最高溫度低于低于Ac1，高于調質回火溫度區(qū)域的軟化和強度降低。，高于調質回火

54、溫度區(qū)域的軟化和強度降低。 36第五章第五章 過程設備用金屬材料的焊接過程設備用金屬材料的焊接 5 53 33 3 普低鋼的焊接普低鋼的焊接 (1)(1)普低鋼的焊接工藝要點普低鋼的焊接工藝要點 手工電弧焊、埋弧自動焊、手工電弧焊、埋弧自動焊、CO2CO2氣體保護焊和電渣焊等均氣體保護焊和電渣焊等均適用于普低鋼的焊接適用于普低鋼的焊接。其中電渣焊，適用于熱軋或正火鋼。其中電渣焊，適用于熱軋或正火鋼30mm以上厚板焊接，且焊后必須進行正火處理，以細化晶粒，以上厚板焊接，且焊后必須進行正火處理，以細化晶粒，提高性能。提高性能。 焊條按等強度原則選擇焊條按等強度原則選擇，大多使用堿性低氫焊條并充分，

55、大多使用堿性低氫焊條并充分烘干，焊前將坡口清理干凈，采用短弧焊。目的在于減少氫的烘干，焊前將坡口清理干凈，采用短弧焊。目的在于減少氫的來源。來源。 采取適當?shù)暮附右?guī)范以控制焊接冷卻速度采取適當?shù)暮附右?guī)范以控制焊接冷卻速度。既要防止因。既要防止因焊接規(guī)范過小，冷卻速度快，焊接規(guī)范過小，冷卻速度快， 增加熱影響區(qū)淬硬的傾向；也增加熱影響區(qū)淬硬的傾向；也要防止因焊接規(guī)范過大，冷卻速度緩慢，使高溫停留時間過長，要防止因焊接規(guī)范過大，冷卻速度緩慢，使高溫停留時間過長，晶粒嚴重長大。因此，對于有過熱傾向而又有一定淬硬性的鋼，晶粒嚴重長大。因此，對于有過熱傾向而又有一定淬硬性的鋼，可以用線能量小的規(guī)范，以減

56、少高溫停留時間，同時采用預熱可以用線能量小的規(guī)范，以減少高溫停留時間，同時采用預熱來減少過熱區(qū)的淬硬性來減少過熱區(qū)的淬硬性 37第五章第五章 過程設備用金屬材料的焊接過程設備用金屬材料的焊接 焊前預熱和焊后低溫消氫處理相配合，防止強度級別焊前預熱和焊后低溫消氫處理相配合，防止強度級別較高的低合金鋼產生冷裂紋。較高的低合金鋼產生冷裂紋。 盡量減小結構的剛性和裝配應力。禁止強力組裝，并盡量減小結構的剛性和裝配應力。禁止強力組裝，并采用合理的焊接順序。采用合理的焊接順序。 15MnVNR、18MnMbNbR等較高強度正火鋼，焊后等較高強度正火鋼，焊后必須進行消除應力熱處理，以減小焊接殘余應力和改善組

57、織。必須進行消除應力熱處理，以減小焊接殘余應力和改善組織。而其他鋼種是否需焊后熱處理，可按圖樣要求確定。而其他鋼種是否需焊后熱處理，可按圖樣要求確定。 正火和調質鋼均存在熱影響區(qū)淬硬和冷裂傾向，但兩正火和調質鋼均存在熱影響區(qū)淬硬和冷裂傾向，但兩者在工藝措施上卻有所不同；正火鋼采用的線能量較大，預者在工藝措施上卻有所不同；正火鋼采用的線能量較大，預熱溫度較高；而調質鋼采用的線能量和預熱溫度均相對較低，熱溫度較高；而調質鋼采用的線能量和預熱溫度均相對較低，目的是保證調質鋼具有足夠的冷卻速度，以便形成低碳馬氏目的是保證調質鋼具有足夠的冷卻速度，以便形成低碳馬氏體。另外，調質鋼的焊后熱處理溫度必須低于

58、調質時的回火體。另外，調質鋼的焊后熱處理溫度必須低于調質時的回火溫度溫度 。38第五章第五章 過程設備用金屬材料的焊接過程設備用金屬材料的焊接 (2)受壓殼體常用普低鋼的焊接受壓殼體常用普低鋼的焊接 普低鋼的強度差別大，由下列幾種鋼的焊接，可以看出不普低鋼的強度差別大，由下列幾種鋼的焊接，可以看出不同強度級別鋼的焊接性及其工藝的差別。因此，生產中對這類同強度級別鋼的焊接性及其工藝的差別。因此，生產中對這類鋼的焊接，應注意具體分析，區(qū)別對待。鋼的焊接，應注意具體分析，區(qū)別對待。 16MnR鋼的焊接鋼的焊接 該鋼為屈服強度該鋼為屈服強度343MPa級的鋼，可級的鋼，可焊性良好。熱影響區(qū)最高硬度一般

59、小于焊性良好。熱影響區(qū)最高硬度一般小于HV300。對較薄產品的。對較薄產品的焊接可不預熱，當板厚大于焊接可不預熱，當板厚大于32mm時，采用時，采用100150C以上以上的預熱以防止冷裂的產生。低溫環(huán)境施焊，均需預熱，其預熱的預熱以防止冷裂的產生。低溫環(huán)境施焊，均需預熱，其預熱溫度可參見表溫度可參見表86。 16MnR鋼手工電弧焊時，對于非重要產品，可使用酸性焊鋼手工電弧焊時，對于非重要產品，可使用酸性焊條，如條，如J502、J503。這些焊條工藝性。這些焊條工藝性0自好，操作容易，價自好，操作容易，價格便宜。對于該鋼制造的厚壁容器焊接需選用堿性焊條，如格便宜。對于該鋼制造的厚壁容器焊接需選用

60、堿性焊條，如 J506、J507，以提高焊接接頭的抗裂性，并獲得良好的塑性，以提高焊接接頭的抗裂性，并獲得良好的塑性和韌性。和韌性。39第五章第五章 過程設備用金屬材料的焊接過程設備用金屬材料的焊接 16MnR鋼的埋弧焊鋼的埋弧焊,通常采用工藝性能好、抗氣孔性通常采用工藝性能好、抗氣孔性強的高強的高Mn高高Si焊劑焊劑,如如HJ430、HJ431、HJ432。用。用于于16MnR鋼埋弧焊的焊絲有鋼埋弧焊的焊絲有H08A、H10MnSi、H08Mn2、H08MnA、H10Mn2、H08MnMoA等，通等，通常根據(jù)板厚和坡口形式的不同來選擇。常見的有以下常根據(jù)板厚和坡口形式的不同來選擇。常見的有以