壓力容器及管道焊接

1、壓力容器及管道焊接編寫人：栗連英 李清元1 焊接的基本概念 什么是焊接 焊接是用加熱或加壓，或加熱又加壓的方法，在使用或不使用填充金屬的情況下，使兩塊金屬連接在一起的一種加工工藝方法。 什么是焊接接頭： 用焊接方法連接的接頭叫做焊接接頭。焊接接頭包括： 焊縫區(qū)：焊件經(jīng)焊接后形成的結(jié)合部分。 熱影響區(qū)：焊接過程中，母材因受熱的影響（但未熔化）金相組織和力學性能發(fā)生了變化的區(qū)域。 熔合區(qū)：焊接接頭中焊縫向熱影響區(qū)過渡的區(qū)域。 對接接頭：兩焊件端面相對平行的接頭或兩焊件端面成 45 斜接均屬于對接接頭。 搭接接頭：兩焊件部分重疊構(gòu)成的接頭或開槽焊、塞焊，以及鋸齒狀搭接等接頭，均屬搭接接頭。 T 形接

2、頭：一焊件端面與另一焊件表面構(gòu)成直角的接頭或十字接頭屬 T 形接頭范圍。 角接接頭：兩焊件端面間構(gòu)成大于 45，小于 135 夾角的接頭2 焊接的分類及常用的幾種方法 1）、焊條電弧焊（SMAW）在焊條末端和工件之間燃燒的電弧所產(chǎn)生的高溫，使藥皮、焊芯及工件熔化，藥皮熔化過程中產(chǎn)生的氣體和熔渣，不僅使熔池和電弧周圍的空氣隔絕，而且和熔化了的焊芯、母材發(fā)生一系列冶金反應，使熔池金屬冷卻結(jié)晶后形成符合要求的焊縫。焊條電弧焊焊條電弧焊是利用手工操縱焊條進行焊接的電弧焊方是利用手工操縱焊條進行焊接的電弧焊方法法手工電弧焊優(yōu)缺點 特點：特點： 設(shè)備簡單，操作方便，易于維修。設(shè)備簡單，操作方便，易于維修。

3、 對焊接接頭的裝配尺寸要求相對較低。對焊接接頭的裝配尺寸要求相對較低。 可達性好，能進行全位置焊接可達性好，能進行全位置焊接 適合焊接多種金屬材料及各種結(jié)構(gòu)形狀。適合焊接多種金屬材料及各種結(jié)構(gòu)形狀。 對焊工要求高，靠操作技術(shù)及經(jīng)驗保證。對焊工要求高，靠操作技術(shù)及經(jīng)驗保證。 勞動條件差，焊工的手眼處于高溫烘烤，勞動條件差，焊工的手眼處于高溫烘烤，有毒煙塵環(huán)境有毒煙塵環(huán)境 生產(chǎn)效率低生產(chǎn)效率低鎢極氬弧焊 2）鎢極氬弧焊焊（GTAW）是利用惰性氣體氬氣保護的一種電弧焊焊接方法。即從噴嘴中噴出的氬氣在焊接區(qū)造成一個厚而密的氣體保護層隔絕空氣，在氬氣層流的包圍之中，電弧在鎢極和工件之間燃燒利用電弧產(chǎn)生的

4、熱量熔化被焊處，并填充焊絲把兩塊分離的金屬連接在一起，從而獲得牢固的焊接接頭。鎢極氬弧焊原理圖鎢極氬弧焊設(shè)備鎢極氬弧焊優(yōu)點 特點：特點： 保護效果最佳，氬氣是惰性氣體高溫下不保護效果最佳，氬氣是惰性氣體高溫下不分解，不與焊縫金屬發(fā)生化學反應。分解，不與焊縫金屬發(fā)生化學反應。 噴嘴噴出的氬氣有冷卻作用，焊接熱影響噴嘴噴出的氬氣有冷卻作用，焊接熱影響區(qū)窄，焊件變形小。區(qū)窄，焊件變形小。 無熔渣，焊縫成型美觀，質(zhì)量好，管道打無熔渣，焊縫成型美觀，質(zhì)量好，管道打底焊應用多。底焊應用多。 適合各種位置的焊接，容易實現(xiàn)自動化。適合各種位置的焊接，容易實現(xiàn)自動化。鎢極氬弧焊缺點 成本高。成本高。 氬氣電離勢

5、高，引弧困難。氬氣電離勢高，引弧困難。 安全防護問題，引弧紫外線強度是手工電安全防護問題，引弧紫外線強度是手工電弧焊的弧焊的5-30倍倍 焊接工藝復雜首先焊前要對焊件和填充金屬表面進行化學清理或機械清理。 熔深淺，生產(chǎn)率低 熔化極氣體保護焊 3）熔化極氣體保護焊,主要講一下二保焊，CO2氣體保護焊是利用從噴嘴中噴出的CO2氣體隔絕空氣，保護熔池的一種先進的熔焊方法。熔化極氣體保護焊是利用氣熔化極氣體保護焊是利用氣體進行保護的電弧焊。體進行保護的電弧焊。 CO2氣體保護焊原理圖CO2氣體保護焊設(shè)備CO2氣體保護焊CO2氣體保護焊優(yōu)點 特點：特點： 生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)效率高，電流大、焊絲的熔敷速度快

6、、母材的熔深大、對10mm以下的鋼板可以開I性坡口一次焊透，厚板可加大鈍邊、減小坡口以減少填充金屬提高效率。 焊接變形小，焊接變形小，CO2氣體保護焊電流大、電弧熱量集中、CO2氣體有冷卻作用，受熱面積小，所以焊后工件變形小省去矯正變形的工作量。優(yōu)點 對油銹不敏感，對油銹不敏感，焊接過程中CO2氣體分解，氧化性強，對油、銹臟物敏感性小故對焊前清理的要求不高。 操作簡單，操作簡單，自動送絲焊工易掌握，成本低，為手工電弧焊的40-50%。缺點 飛濺較大，弧光強。飛濺較大，弧光強。 抗風力弱，不夠靈活?？癸L力弱，不夠靈活。 焊接過程中氣流過大二氧化碳容易分解，產(chǎn)生一氧化碳在焊接過程中氣流過大二氧化碳

7、容易分解，產(chǎn)生一氧化碳在熔池中產(chǎn)生氣孔，過小會摻入空氣，也會造成氣孔；熔池中產(chǎn)生氣孔，過小會摻入空氣，也會造成氣孔； 焊接過程中如果使用焊接過程中如果使用CO2純度較高時，容易造成焊縫純度較高時，容易造成焊縫C含含量增加，焊縫質(zhì)量下降。在壓力容器焊接中，受壓焊縫不量增加，焊縫質(zhì)量下降。在壓力容器焊接中，受壓焊縫不推薦使用推薦使用 CO2氣體保護焊需要克服的問題 氧化碳問題 氣孔問題 飛濺問題 埋弧自動焊 4）埋弧焊（SAW）是高效機械化焊接方法。是電弧在焊劑下燃燒以進行焊接的方是電弧在焊劑下燃燒以進行焊接的方法，法，焊劑由漏斗流出后，均勻地堆撒在裝配好的焊件上，焊絲由送絲機構(gòu)經(jīng)送絲滾輪和導電嘴

8、送入焊接電弧區(qū)。焊接電源的輸出端分別接在導電嘴和焊件上。送絲機構(gòu)、焊劑漏斗和控制盤通常裝在一臺小車上，使焊接電弧勻速移動。通過操作控制盤上的開關(guān)，自動控制焊接過程。埋弧焊的電弧被掩埋在顆粒狀焊劑下面，當焊絲與焊件間引燃電弧時，電弧熱使焊件、焊絲和焊劑熔化并部分被蒸發(fā)，埋弧焊 金屬和焊劑的蒸氣將熔融的焊劑吹開、形成一個氣泡，電弧在這個氣泡內(nèi)燃燒，氣泡的上部被熔化了的焊劑及渣殼構(gòu)成的外膜包圍著。不僅能很好的將熔池與空氣隔開，而且可隔絕弧光的輻射，因此焊縫質(zhì)量高，勞動條件好。埋弧焊原理圖埋弧焊設(shè)備埋弧焊優(yōu)點 特點：特點： 生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)效率高，焊絲的熔化系數(shù)大、母材熔化快、提高了焊接速度。 焊縫質(zhì)

9、量好，焊縫質(zhì)量好，埋弧焊時焊接區(qū)受到焊劑和渣殼的可靠保護，大大減少了有害氣體侵入的機會，焊接工藝參數(shù)自動調(diào)節(jié)焊接過程比較穩(wěn)定，焊縫的化學成分、性能及尺寸比較均勻，焊波光滑平整。 勞動條件好，勞動條件好，焊接過程機械化、操作簡單、沒有弧光的有害影響、減輕焊工的勞動強度優(yōu)點 在有風的環(huán)境中焊接時，埋弧焊的保護效果勝過其它焊接方法 節(jié)省焊接材料和電能，即熔深大減少焊縫中焊絲的填充量，飛濺極少，又沒有焊條頭的損失，故節(jié)省焊接材料。埋弧焊的熱量集中且利用率高，在單位長度焊縫上耗電較少；缺點 只能在水平或傾斜度不大的位置施焊。只能在水平或傾斜度不大的位置施焊。 焊接設(shè)備比較復雜，機動靈活性差，僅適焊接設(shè)備

10、比較復雜，機動靈活性差，僅適用長焊縫的焊接。用長焊縫的焊接。 當焊接電流小于當焊接電流小于 100A 時，電弧的穩(wěn)時，電弧的穩(wěn)定性不好，焊接電流大熔池較深容易產(chǎn)生氣定性不好，焊接電流大熔池較深容易產(chǎn)生氣孔，不適合焊接薄板?？?，不適合焊接薄板。 不能直接觀察電弧和坡口的對中，容易焊偏 焊接材料 焊條焊條的組成焊條的組成焊芯焊芯 作為電極，傳導焊接電流，產(chǎn)生電弧 作為填充金屬，與熔化的母材金屬共同組成焊縫金屬 添加合金元素 藥皮藥皮 改善焊接工藝性能易于引弧和再引弧，穩(wěn)弧性好，減少飛濺，使焊縫成形美觀； 機械保護作用氣保護和渣保護 冶金處理作用去除有害雜質(zhì)（如O.H.S.P等），添加有益元素 焊接

11、材料焊條的選用原則焊條的選用原則總原則：盡可能使接頭的使用性能與母材保持一致根據(jù)母材的物理、機械性能和化學成分根據(jù)母材工作條件和使用要求 根據(jù)焊接結(jié)構(gòu)的特點 根據(jù)焊接現(xiàn)場設(shè)備條件 根據(jù)勞動條件和生產(chǎn)效益 焊接材料焊劑 分類 焊接材料 焊絲 實芯焊絲實芯焊絲 藥芯焊絲藥芯焊絲 藥芯焊絲的特點：藥芯焊絲的特點： 既有熔渣的保護和冶金作用，又能實現(xiàn)自動化焊接 生產(chǎn)效率高，飛濺少、焊縫成形美觀、調(diào)節(jié)焊縫合金成分方便 和實芯焊絲相比，藥芯焊絲也有煙塵量高的缺點焊材的保管與使用 焊條必須在干燥通風良好的室內(nèi)庫中存放，不允許與有害氣體和腐蝕性介質(zhì)同放一起，市內(nèi)應保持整潔；焊條應放在架子上，架子和地面的距離不

12、小于300mm，離墻壁距離不小于300mm，架子下放置干燥劑嚴防焊條受潮；焊條堆放整齊，按種類、牌號、批次、規(guī)格、入庫時間分類堆放，標注明確避免混亂；對于受潮、藥皮變色、焊芯有銹跡的焊條須經(jīng)烘干后進行質(zhì)量評定，若各項性能指標符合要求方可使用；存放一年以上的焊條，在發(fā)放前應重新做各種性能試驗，符合要求方可使用；焊條庫內(nèi)應有溫度計、濕度計，低氫型焊條室內(nèi)溫度不低于5，相對空氣濕度低于90%；焊材保管與使用 焊條在使用前，如焊條說明書無特殊規(guī)定時應進行烘干，酸性焊條視受潮情況在75-150烘干1-2h，堿性低氫型結(jié)構(gòu)鋼焊條應在350-400烘干1-2h，烘干的焊條應放在保溫箱（筒）內(nèi)，隨用隨取使用時

13、注意保持干燥；低氫型焊條在常溫下超過4h應重新烘干，重新烘干次數(shù)不宜超過三次；焊條烘干時應做記錄，記錄上有牌號、批號、溫度、時間等項內(nèi)容常用焊材烘干溫度及保持時間常用鋼號的焊接材料表材料的基礎(chǔ)知識 鋼的分類：鋼是以鐵為主要元素，含碳量鋼的分類：鋼是以鐵為主要元素，含碳量一般在一般在2%以下，并含有其他元素的金屬材以下，并含有其他元素的金屬材料。鋼可按化學成分、用途、質(zhì)量分類。料。鋼可按化學成分、用途、質(zhì)量分類。 1、按化學成分分為碳素鋼、合金鋼。 1）碳素鋼：是以鐵為基本成分的鐵碳合金，碳素鋼中除以碳為主要合金元素外，還含有少量的有益元素錳和硅。錳含量一般小于1%，硅含量都在5%以下。此外碳素

14、鋼還含有少量雜質(zhì)元素硫和磷，并限制其含量。碳素鋼按含量分低碳鋼（含碳量小于0.30%）、中碳鋼（含碳量0.30%-0.60%）、高碳鋼（含碳量大于0.60%）。鋼的分類2）合金鋼：在碳素鋼的基礎(chǔ)上人為的加入鉻、錳、鈦、鉬、鎢、釩等合金元素，以提高鋼的性能。合金鋼中合金元素總量小于5%的稱為低合金鋼；合金元素總量在5%-10%的稱為中合金鋼；合金元素大于10%的稱為高合金鋼。鋼的分類2、按用途分類分為結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼、特殊性能鋼。 1）結(jié)構(gòu)鋼：用于制造工程結(jié)構(gòu)（橋梁、船舶、高壓容器、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)等）和機械零件（軸、齒輪等）。工程結(jié)構(gòu)用鋼的含碳量一般都在低碳鋼范圍內(nèi)，在軋制或正火狀態(tài)下使用，很少進行熱處

15、理，工程結(jié)構(gòu)鋼適用于焊接。機械零件用鋼大多數(shù)需進行熱處理鋼的分類 2）特殊性能鋼：指不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼等，一般均具有較高含量的合金元素。 3、按質(zhì)量優(yōu)劣分為普通質(zhì)量鋼、優(yōu)質(zhì)鋼、特殊質(zhì)量鋼。 1）普通質(zhì)量鋼中磷含量不大于0.045%，硫含量不大于0.055%。 2）優(yōu)質(zhì)鋼中磷含量不大于0.040%，硫含量不大于0.040%。 3）特殊質(zhì)量鋼中磷含量不大于0.035%，硫含量不大于0.030%。合金元素的作用合金元素在鋼中的作用: 1)碳（C）是鋼的主要強化元素之一。隨著鋼的含碳量的增加，鋼的強度、硬度、淬硬傾向、低溫脆化傾向增加，塑性、韌性、抗腐蝕性能降低。含碳量對鋼的焊接性影響極大。隨著含

16、碳量的增加，焊縫金屬和焊接熱影響區(qū)產(chǎn)生焊接裂紋的傾向增加，焊接性變差。當含碳量高于0.25%時，焊接性及開始變差。合金元素的作用 2）錳（Mn）是強化元素之一，能溶于鐵素體中，起固溶強化作用，提高鋼的強度和硬度。錳又是一種良好的脫氧和脫硫劑。焊接是經(jīng)常利用錳來進行脫氧和脫硫。錳在鋼中的含量小于2%時，可使鋼的強度明顯提高，并能提高鋼在低溫下的沖擊韌性。 3）硅（Si）當硅含量小于1%時，對鋼有強化作用。硅是強脫氧劑，可提高鋼在高溫下的抗氧化性。焊接時硅易形成高熔點夾雜物殘留在焊縫中 3）硅（Si）當硅含量小于1%時，對鋼有強化作用。硅是強脫氧劑，可提高鋼在高溫下的抗氧化性。焊接時硅易形成高熔點

17、夾雜物殘留在焊縫中。 4）鉬（Mo）能提高鋼的強度、硬度， 能細化晶粒，防止回火脆化的現(xiàn)象產(chǎn)生。含鉬量小于0.6%時，可提高鋼的塑性減少產(chǎn)生焊接裂紋的可能性。 5）鉻（Cr）可提高鋼的抗氧化性和耐腐蝕性，含鉻的鋼具有回火脆性，在焊接時易產(chǎn)生裂紋，因此含鉻量高的鋼可焊性變差。合金元素的作用 6）鈦（Ti）是強烈的脫氧劑。在含鈦的低合金鋼中，含鈦量為0.08%-0.15%。鈦可提高鋼的強度，細化晶粒、提高韌性，改善硫的偏析程度。含鈦量小于0.2%時，可降低產(chǎn)生焊接裂紋和過熱傾向，有利于改善鋼的焊接性。 鋼中的有害元素 6、鋼中的有害雜質(zhì)、有害氣體： 1）硫（S）使鋼中主要的有害雜質(zhì)之一。對于焊接鋼

18、中的硫是非常有害的。當焊接材料本身含硫量高或母材含硫量高時，都會使焊縫金屬含硫量偏高，是焊縫金屬在凝固時容易產(chǎn)生焊接熱裂紋。含硫量高的鋼材在焊接時，除焊縫金屬產(chǎn)生熱裂紋外，因硫化物受熱熔化，在焊接熱影響區(qū)也容易產(chǎn)生裂紋有害元素 2）磷（P）使鋼中的另一種有害雜質(zhì)。使鋼的焊接性惡化，使焊縫金屬和焊接熱影響區(qū)易出現(xiàn)裂紋。 3）氧（O）鋼中超出溶解度的氧以夾雜物的形式存在，降低鋼的強度、塑性、韌性，使鋼的脆性轉(zhuǎn)變溫度明顯提高，降低鋼材的疲勞強度。 4）氫（H）使鋼產(chǎn)生白點，引起氫脆現(xiàn)象，嚴重降低鋼的韌性。焊接時焊縫金屬所吸收的氫當含量較高時易產(chǎn)生冷裂紋 常用鋼號化學成分 常用鋼號對照表表二、材料的焊

19、接性能 金屬焊接性是指材料對焊接加工的適應性，又分為工藝焊接性和使用焊接性。 (1) 工藝焊接性 指在一定的焊接工藝條件下能否獲得優(yōu)質(zhì)致密、無缺陷焊接接頭的能力。(2) 使用焊接性 是指焊接接頭或整體結(jié)構(gòu)滿足技術(shù)條件中所規(guī)定的使用性能的程度。使用焊接性與產(chǎn)品的工作條件有密切關(guān)系。材料焊接性 影響焊接性的因素 1）材料因素 材料因素有鋼的化學成分、冶煉軋制狀態(tài)、熱處理狀態(tài)、組織狀態(tài)和力學性能等。其中化學成分（包括雜質(zhì)的分布）是主要的影響因素。對焊接性影響較大的因素有碳、硫、磷、氫、氧和氮。對鋼中合金元素來說，還有錳、硅、鉻、鎳、鉬、鈦、釩、鈮、銅和硼等材料焊接性 2）工藝因素 包括施工時所采用的

20、焊接方法、焊接工藝規(guī)程和焊后熱處理等。對于同一母材，當采用不同的焊接方法和工藝措施時，會表現(xiàn)出不同的焊接性。 3）設(shè)計因素 是指焊接結(jié)構(gòu)的安全性不但受材料的影響，而且在很大程度還受到結(jié)構(gòu)型式的影響。焊接接頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計會影響應力狀態(tài)，從而對焊接性也發(fā)生影響材料焊接性 4）服役環(huán)境因素 是指焊接結(jié)構(gòu)的工作溫度、負荷條件和工作環(huán)境。如在高溫下工作時有可能發(fā)生蠕變；在低溫或沖擊載荷下工作時，會發(fā)生脆性破壞；在腐蝕介質(zhì)中工作時，接頭會發(fā)生腐蝕等材料焊接性 評價焊接性準則：（1）評定焊接接頭產(chǎn)生焊接缺陷的傾向（2）評定焊接接頭能否滿足結(jié)構(gòu)使用性能的要求 碳當量估算評價碳當量估算法 碳當量：把鋼中合金元素（

21、包括碳）的含量按其作用換算成碳的相當含量。把鋼中包括碳在內(nèi)的對淬硬、冷裂紋及脆化等有影響的合金元素含量換算成碳的相當含量。通過對鋼的碳當量和冷裂敏感指數(shù)的估算，可以初步衡量低合金高強度鋼冷裂敏感性的高低，并判斷材料的焊接性能，這對焊接工藝條件如預熱、焊后熱處理、線能量等的確定具有重要的指導作用。一般情況下，碳當量越高，鋼材焊接時越容易產(chǎn)生冷裂紋，焊接性能越差。 計算公式國際焊接學會（I I W）推薦C ECE=C+Mn/6+(C r+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15(%)適用于中高強度的非調(diào)質(zhì)低合金高強鋼，化學成分取上限。一般可用碳當量預熱某鋼種的焊接性，以便確定是否需要采取預熱和其他工藝

22、措施。當板厚小于20mm時CE 0.6%, 屬較難焊材料，需采取較高預熱溫度焊接裂紋敏感系數(shù)計算 焊接裂紋敏感系數(shù) 人們?yōu)楦倪M鋼的性能和焊接性，鋼中碳含量不斷降低，而為了彌補強度損失又添加了其他合金元素進行補充，使得低碳微量多合金之類的低合金高強度鋼得到大力發(fā)展，為此又提出了許多新的碳當量計算公式（見表1），Pcm公式又稱為焊接裂紋敏感系數(shù)，即是適合含碳量較低的公式。通常要求Pcm0.24，該公式增加了合金元素種類，同時降低了各元素對碳當量的影響因數(shù)，能夠更好的反映低碳時鋼材的焊接性能。 CE(Pcm)=C+Si/30+Mn/20+Cr/20+Cu/20+Mo/15+V/10+Ni/60+5B

23、 焊接性評價 在壓力容器低碳鋼選材備料中主要使用CE(IIW)和CE(Pcm)兩種碳當量公式來評價鋼種焊接性能的難易程度。碳當量越高，鋼材淬硬傾向越大，焊接性能越差。由于各碳當量公式都有其局限性，在選擇公式時應該參照相關(guān)標準，當標準未明確規(guī)定時，可以根據(jù)碳含量選擇公式：當鋼材碳含量(C)0.12%，宜用CE(IIW)公式；當(C)0.12%時，則宜用CE(Pcm)公式。另外在利用碳當量評價鋼材焊接性能時也應該注意其只能在一定范圍內(nèi)，對鋼材概括的、相對的評價其焊接性。壓力容器常用鋼材 壓力容器用鋼可分為碳素鋼、低合金鋼和高合金鋼 1）壓力容器常用碳素結(jié)構(gòu)鋼有Q235B、Q235C；常用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)

24、構(gòu)鋼有20g、20R、10G 2）低合金鋼 壓力容器常用的低合金鋼，包括專用鋼板Q345R、15CrMoR 、16MnDR、15MnNiDR、09MnNiDR、07MnCrMoNbDR、16MnR、 16Mng、15MnVR、15MnVNR、18MnMoNbR、09Mn2VDR，低合金耐熱鋼包括珠光體耐熱鋼和貝氏體耐熱鋼。珠光體耐熱鋼：12CrMo 15CrMo 14Cr1Mo;貝氏體耐熱鋼：12Cr2Mo 15CrMoR 14CrMoR 12Cr2Mo1R壓力容器用鋼3）高合金鋼 壓力容器常用的低碳或超低碳高合金鋼大多是耐腐蝕、耐高溫鋼，主要有鉻鋼、鉻鎳鋼和鉻鎳鉬鋼。主要鋼種有0Cr13 0

25、Cr18Ni9 0Cr18Ni9Ti 0Cr18Ni10Ti 00Cr19Ni10 0Cr17Mn13Mo2N焊工管理 焊工資格：從事壓力鍋爐、壓力容器、壓力管道受壓元件焊工資格：從事壓力鍋爐、壓力容器、壓力管道受壓元件焊接的工作必須取得相應資格。焊接的工作必須取得相應資格。經(jīng)過由技術(shù)監(jiān)督部門認可考試機構(gòu)考核合格，有市級質(zhì)檢部門審批頒發(fā)特種設(shè)備作業(yè)人員證，在全國各地等同有效，每四年復審一次，首次取得的合格項目第一次復審需重新考試，第二次或以后可在合格范圍內(nèi)抽考。焊工考試包括基本知識考試和焊接操作技能考試兩部分，考試內(nèi)容應與焊工申請的項目范圍相適應，基本知識考試采用計算機答題方式，操作技能考試采

26、用施焊試件并且進行檢驗評定的方法，具體內(nèi)容見特種設(shè)備焊接操作人員考核細則TSG Z6002-2010，焊工考核細則先后經(jīng)歷五次修改，前兩次為勞動部門，后三次為質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門。焊工管理按照焊接方法的機動化程度，將焊工分為手工焊焊工和焊機操作工（機動焊焊工和自動焊焊工）。操作技能考試的主要要素1 焊接方法；每種焊接方法都有代號，常見的幾種，手工電弧焊SMAW、鎢極氣體保護焊GTAW、熔化極氣體保護焊GMAW、埋弧焊SAW等2 金屬材料類別；分為鋼、銅及合金，鋁及合金，鎳及合金等，重點說鋼，四類材料類別，一類為低碳鋼，二類為低合金鋼，三類為鉻鉬鋼（Cr含量大于5%），鐵素體及馬氏體鋼，四類材料為奧

27、氏體不銹鋼及奧氏體鐵素體雙相鋼。3 填充金屬類別 焊材的選擇4 試件位置 常用的板材試件平、橫、立、仰（1G/2G/3G/4G)，管材試件水平轉(zhuǎn)動、垂直固定、水平固定、45度固定(1G/2G/5G/6G).5 焊接工藝因素 比如氬弧焊焊絲是否帶藥芯、焊機類別及正負極接法、焊口焊道層數(shù)。6 焊縫金屬厚度及管材外徑焊工證內(nèi)容：焊工資質(zhì)證相應合格項目的表示方法：SMAW-2G(K)-12-F3J 低氫型、堿性焊條 試件厚度 橫焊、帶襯墊 試件鋼號分類代號 焊工證內(nèi)容4、試件形式、位置及代號：焊接工藝評定 焊接工藝評定（NB/T47014-2011承壓設(shè)備焊接工藝評定） 是指導性和驗證性的實驗，用擬定

28、的焊接工藝（焊接方法、焊材、母材、厚度、接頭形式、各種焊接參數(shù)等）按有關(guān)標準對所焊試件進行試驗，測定焊接接頭能否達到設(shè)計要求和滿足使用，其目的驗證擬用焊接工藝的正確性（或可用性），證明施焊單位是否掌握該項焊接工藝，具有制造安裝的能力。焊接工藝評定 1、焊評過程：擬定焊接工藝指導書、施焊試件、制取試樣、檢驗試件和試樣、測定焊接接頭是否具有所要求的使用性能、提出焊評報告對擬定的焊接工藝指導書進行評定。 2、焊接工藝評定規(guī)則：評定對接焊縫焊接工藝時，采用對接焊縫試件。評定合格的焊接工藝亦適用于角焊縫；評定非受壓角焊縫焊接工藝時，可僅采用角焊縫試件；板材對接焊縫試件評定合格的焊接工藝適用于管材的對接焊

29、縫，反之亦可；管與板角焊縫試件評定合格的焊接工藝適用于板材的角焊縫，反之亦可；焊接工藝評定 3、評定規(guī)則：改變焊接方法，需重新評定；（重要因素、補加因素、次要因素）當變更任何一個重要因素時需重新評定焊接工藝；當增加或變更任何一個補加因素時，則可按增加或變更的補加因素增焊沖擊韌性試件進行試驗；當變更次要因素時不需重新評定焊接工藝，但需重新編制焊接工藝指導書焊接工藝評定 4、母材：根據(jù)母材的化學成分、力學性能、焊接性能對其進行分類分組。當重要因素、補加因素不變時，某一鋼號母材評定合格的焊接工藝可用于同組別號的其他鋼號母材；在同類別號中，高組別號母材的評定適用于該組別號母材與低組別號母材所組成的焊接

30、接頭。母材組別號改變時，需重新評定；當不同類別號的母材組成焊接接頭時，即母材各自以評定合格，其焊接接頭仍需重新評定。但類別號為的同鋼號母材的評定適用于該類別號（或該組別號）母材與類別號為的母材所組成的焊接接頭 5、厚度：評定合格的對接焊縫試件的焊接工藝適用于焊件厚度有效范圍，若母材為-2組和標準抗拉強度下限大于540Mpa的強度型低合金鋼按下表，其它按后表二：表二：焊接工藝評定 6、預熱：根據(jù)母材的化學成分、焊接性能、厚度、焊接接頭的拘束成都、焊接方法、焊接環(huán)境等綜合考慮是否預熱。預熱的作用降低焊接接頭的冷卻速度，減少鋼材的淬硬傾向，有利于焊縫擴散氫的逸出，可調(diào)整或減輕焊接殘余應力，作為防止低

31、合金高強度鋼、Cr-Mo鋼、大厚度構(gòu)件焊接裂紋的重要措施；采取局部預熱應防止局部應力過大，預熱的范圍為焊縫兩側(cè)各不小于焊件厚度的3倍，且不小于100mm；預熱的焊件在整個焊接過程中應不低于預熱溫度。 老標準對此有要求，新規(guī)范未單獨列出，但某些成為關(guān)鍵因素。焊接工藝評定 7、熱處理：是為了消除焊接接頭中的殘余應力、降低硬度、改善組織、恢復或提高韌性而進行的高溫退火，即將焊件或焊接區(qū)段均勻加熱到鋼材的相變點以下的某溫度區(qū)域并保持一定時間，然后均勻冷卻的全過程。根據(jù)加熱溫度及冷卻方式速度分為5個類別，改變熱處理類別，需重新進行評定。焊接工藝評定 8、試件檢驗：無損檢測（有正式報告），力學性能即拉伸試

32、驗（2個試樣）、沖擊試驗（當規(guī)定時），彎曲性能試驗（當試件焊縫兩側(cè)的母材之間或焊縫金屬和母材之間的彎曲性能有顯著差別時，可改用縱向彎曲試驗代替橫向彎曲試驗，縱向彎曲時只取面彎和背彎試樣各2個；也可用4個橫向側(cè)彎試樣代替2個面彎和2個背彎試樣；彎心直徑為試件厚度的4倍、彎曲角度為180）焊接接頭和坡口形式焊接接頭和坡口形式對接接頭對接接頭搭接和角接接頭搭接和角接接頭2.1 2.1 壓力容器焊接接頭分類壓力容器焊接接頭分類對接接頭對接接頭 容易焊透，受力情況好，應力均勻，連接強度高，焊容易焊透，受力情況好，應力均勻，連接強度高，焊接接頭質(zhì)量容易保證。坡口的主要作用是保證焊透，分不接接頭質(zhì)量容易保證

33、。坡口的主要作用是保證焊透，分不開坡口、單邊和雙邊開坡口、單邊和雙邊V V形及形及U U形坡口：形坡口：X形坡形坡口可減口可減少焊條少焊條金屬量金屬量50%，且變形且變形及內(nèi)應及內(nèi)應力小。力小。較重要較重要的焊接的焊接結(jié)構(gòu)可結(jié)構(gòu)可用用U形形坡口。坡口。對接接頭對接接頭對接接頭對接接頭對不等厚度接件的組對要求：對不等厚度接件的組對要求：為減小應力集中，厚度為減小應力集中，厚度10mm10mm，兩板厚度差，兩板厚度差3mm3mm；厚度；厚度10mm10mm，厚度差大于薄板，厚度差大于薄板3030或超過或超過5mm5mm時，應削薄厚板邊緣。時，應削薄厚板邊緣。 焊接應力與變形焊接應力與變形1 1 焊

34、接應力和變形的危害焊接應力和變形的危害 焊接應力會增加結(jié)構(gòu)工作時的應力，降低承載能力；焊接應力會增加結(jié)構(gòu)工作時的應力，降低承載能力；在存在應力腐蝕的場合，還會加劇應力腐蝕開裂。在存在應力腐蝕的場合，還會加劇應力腐蝕開裂。 焊接變形影響組裝質(zhì)量，矯正變形會增加成本，還要焊接變形影響組裝質(zhì)量，矯正變形會增加成本，還要降低塑性。降低塑性。2 2 焊接應力和變形產(chǎn)生的原因焊接應力和變形產(chǎn)生的原因 金屬材料如果整體均勻加熱和冷卻，能完全自由膨脹金屬材料如果整體均勻加熱和冷卻，能完全自由膨脹和收縮，則在加熱過程中產(chǎn)生變形，不產(chǎn)生應力；冷卻后和收縮，則在加熱過程中產(chǎn)生變形，不產(chǎn)生應力；冷卻后，恢復到原來的形

35、狀和尺寸，沒有殘余變形，也沒有殘余，恢復到原來的形狀和尺寸，沒有殘余變形，也沒有殘余應力，如圖應力，如圖a a所示。所示。2 2 焊接應力和變形產(chǎn)生的原因焊接應力和變形產(chǎn)生的原因 如果在加熱和冷卻過程中，完全不能膨脹和收縮，這如果在加熱和冷卻過程中，完全不能膨脹和收縮，這時有焊接殘余應力而沒有殘余變形。時有焊接殘余應力而沒有殘余變形。 由于焊接是局部加熱，在加熱和冷卻過程中，有一定由于焊接是局部加熱，在加熱和冷卻過程中，有一定的剛性約束，如圖的剛性約束，如圖b b所示，加熱時金屬受壓應力，產(chǎn)生塑性所示，加熱時金屬受壓應力，產(chǎn)生塑性壓縮變形；在冷卻過程中，由于金屬不能完全自由收縮，壓縮變形；在冷

36、卻過程中，由于金屬不能完全自由收縮，而受到拉應力，并保存下來，這就是焊接殘余應力。而受到拉應力，并保存下來，這就是焊接殘余應力。5.2 5.2 焊接應力和變形產(chǎn)生的原因焊接應力和變形產(chǎn)生的原因 焊接變形和應力在一個焊接結(jié)構(gòu)中是焊縫局部收縮的焊接變形和應力在一個焊接結(jié)構(gòu)中是焊縫局部收縮的兩種表現(xiàn)。如果在焊接過程中，工件能夠自由收縮，則焊兩種表現(xiàn)。如果在焊接過程中，工件能夠自由收縮，則焊后工件變形較大，而焊接殘余應力較??；如果在焊接過程后工件變形較大，而焊接殘余應力較?。蝗绻诤附舆^程中，由于外力限制或工件自身剛性較大而不能自由收縮，中，由于外力限制或工件自身剛性較大而不能自由收縮，則焊后工件變形

37、較小，但內(nèi)部卻存在著較大的殘余應力。則焊后工件變形較小，但內(nèi)部卻存在著較大的殘余應力。3 3 減少和消除焊接應力的措施減少和消除焊接應力的措施 設(shè)計措施設(shè)計措施l盡量減少焊縫數(shù)量及尺寸；盡量減少焊縫數(shù)量及尺寸；l避免焊縫過分集中與交叉；避免焊縫過分集中與交叉；l采用剛性較小的接頭形式；采用剛性較小的接頭形式；l在拉應力區(qū)域，避免幾何不連續(xù)性。在拉應力區(qū)域，避免幾何不連續(xù)性。工藝措施工藝措施l合理選擇焊接順序和方向合理選擇焊接順序和方向( (先橫后縱先橫后縱) )；l錘擊焊縫法；錘擊焊縫法；l預熱法；預熱法；l熱處理法；熱處理法；l采用小線能量焊接。采用小線能量焊接。6. 焊接缺陷與焊接質(zhì)量檢驗

38、焊接缺陷與焊接質(zhì)量檢驗6.1 6.1 焊接缺陷焊接缺陷 局部變形與裂紋局部變形與裂紋 當焊接應力超過屈服極限時會產(chǎn)當焊接應力超過屈服極限時會產(chǎn)生焊接變形；超過強度極限會出現(xiàn)裂生焊接變形；超過強度極限會出現(xiàn)裂紋。紋。 焊縫外部缺陷焊縫外部缺陷l焊縫增強過高焊縫增強過高 坡口角度太小或焊接電流過??；坡口角度太小或焊接電流過??；導致應力集中。導致應力集中。 為提高疲勞壽命，應將焊縫的增為提高疲勞壽命，應將焊縫的增強高鏟平。強高鏟平。l焊縫過凹焊縫過凹 焊縫工作截面減小，使接頭處焊縫工作截面減小，使接頭處強度降低。強度降低。l咬邊咬邊 工件上沿焊縫邊緣形成凹陷。工件上沿焊縫邊緣形成凹陷。減少工作截面，

39、并造成嚴重應力集減少工作截面，并造成嚴重應力集中。中。l焊瘤焊瘤 對靜載強度無影響，會引起應對靜載強度無影響，會引起應力集中，使動載強度降低。力集中，使動載強度降低。6.1 6.1 焊接缺陷焊接缺陷l燒穿燒穿 部分熔化金屬從焊縫反面部分熔化金屬從焊縫反面漏出，甚至燒穿成洞，使接頭漏出，甚至燒穿成洞，使接頭強度下降。強度下降。 焊縫內(nèi)部缺陷焊縫內(nèi)部缺陷l未焊透未焊透 應力集中嚴重，降低強度，開裂根源。應力集中嚴重，降低強度，開裂根源。l夾渣夾渣 減少工作截面，造成應力集中，降低焊縫強度和沖擊減少工作截面，造成應力集中，降低焊縫強度和沖擊韌性。韌性。6.1 6.1 焊接缺陷焊接缺陷l氣孔氣孔 減少

40、有效工作截面，降低機械強度。減少有效工作截面，降低機械強度。l裂紋裂紋 按發(fā)生的時間，焊接裂紋分熱裂紋和冷裂紋兩種。按發(fā)生的時間，焊接裂紋分熱裂紋和冷裂紋兩種。熱裂紋熱裂紋 是由液態(tài)到固態(tài)結(jié)晶過程中產(chǎn)生的。是由液態(tài)到固態(tài)結(jié)晶過程中產(chǎn)生的。 焊縫中存在低熔點物質(zhì)（如焊縫中存在低熔點物質(zhì)（如FeSFeS），受到較大的焊接應），受到較大的焊接應力時，易在晶粒之間引起破裂。力時，易在晶粒之間引起破裂。 焊件及焊條內(nèi)含焊件及焊條內(nèi)含S S、CuCu等雜質(zhì)多時，易產(chǎn)生熱裂紋。等雜質(zhì)多時，易產(chǎn)生熱裂紋。 熱裂紋具有沿晶界分布的特征。熱裂紋具有沿晶界分布的特征。6.1 6.1 焊接缺陷焊接缺陷冷裂紋冷裂紋 是

41、在冷卻過程中產(chǎn)生的。是在冷卻過程中產(chǎn)生的。 由于熱影響區(qū)或焊縫內(nèi)形成了淬火組織，在高應力作由于熱影響區(qū)或焊縫內(nèi)形成了淬火組織，在高應力作用下，引起晶粒內(nèi)部的破裂，焊接含碳量較高或合金元素用下，引起晶粒內(nèi)部的破裂，焊接含碳量較高或合金元素較多的易淬火鋼材時，最易產(chǎn)生冷裂紋。較多的易淬火鋼材時，最易產(chǎn)生冷裂紋。 焊縫中熔入過多的氫，也會引起冷裂紋。焊縫中熔入過多的氫，也會引起冷裂紋。 此外，還有再熱裂紋等。此外，還有再熱裂紋等。 裂紋是最危險的一種缺陷，一般不允許存在，一經(jīng)發(fā)裂紋是最危險的一種缺陷，一般不允許存在，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，必須鏟去重焊?，F(xiàn)，必須鏟去重焊。6.1 6.1 焊接缺陷焊接缺陷 預防冷裂

42、紋的主要措施：徹底清除待焊件坡口及兩側(cè)的油、銹、污物、水分等，以減少氫和雜質(zhì)的來源；采取預熱和后熱以降低焊接接頭的冷卻速度，減緩淬硬傾向，同時有利于焊縫金屬氫的逸出；采用低氫或超低氫的焊材，對重要的、特別是高強鋼或合金元素較多的鋼材，已采用堿性低氫或超低氫的焊材，并嚴格烘干；采取焊后熱處理可有效地消除殘余應力，改善焊接接頭的韌性。 熱裂紋預防措施：限制鋼材及焊接材料熱裂紋預防措施：限制鋼材及焊接材料中易偏析元素和有害雜質(zhì)的含量，特別應當中易偏析元素和有害雜質(zhì)的含量，特別應當盡量減少硫、磷等雜質(zhì)含量及降低含碳量。盡量減少硫、磷等雜質(zhì)含量及降低含碳量。調(diào)節(jié)焊縫金屬的化學成分，改善焊縫組織，調(diào)節(jié)焊縫

43、金屬的化學成分，改善焊縫組織，細化焊縫晶粒，控制焊接工藝參數(shù)，適當提細化焊縫晶粒，控制焊接工藝參數(shù)，適當提高焊縫成形系數(shù)，采用多層多道焊法，避免高焊縫成形系數(shù)，采用多層多道焊法，避免中心線偏析，防止中心線裂紋。提高焊條或中心線偏析，防止中心線裂紋。提高焊條或焊劑的堿度，以降低焊縫中的雜質(zhì)含量，改焊劑的堿度，以降低焊縫中的雜質(zhì)含量，改善偏析程度，采取各種降低焊接應力的工藝善偏析程度，采取各種降低焊接應力的工藝措施。斷弧時采用引出板，或逐漸滅弧，并措施。斷弧時采用引出板，或逐漸滅弧，并填滿弧坑，可以減少弧坑裂紋的產(chǎn)生。填滿弧坑，可以減少弧坑裂紋的產(chǎn)生。焊接缺陷的返修焊接缺陷的返修一次返修一次返修：

44、不論是無損檢測發(fā)現(xiàn)的焊縫超標缺陷，還是肉眼發(fā)現(xiàn)的焊縫表面缺陷，除其它工藝文件有專門規(guī)定外，凡首次采用動力焊補方法達到焊縫質(zhì)量要求的，均稱為一次返修。二次返修二次返修：若在同一部位進行第二次補焊，填充金屬重疊，則稱該操作為二次返修。多次返修多次返修依此類推。一般情況下，同一部位的返修次數(shù)不宜超過2次。返修的幾點要求：返修的幾點要求：返修焊工必須持有相應的合格項目返修焊工必須持有相應的合格項目二返工藝要由焊接責任工程審核二返工藝要由焊接責任工程審核二返以上的返修必需由技術(shù)負責人批準二返以上的返修必需由技術(shù)負責人批準有熱處理要求的焊縫返修后必須重新進行熱處理有熱處理要求的焊縫返修后必須重新進行熱處理

45、耐壓試驗后進行的返修，返修部位必須按原要求無損檢測合格。耐壓試驗后進行的返修，返修部位必須按原要求無損檢測合格。由于焊接接頭或接管泄漏而進行的返修，或返修深度大于壓力容器壁厚的一半，由于焊接接頭或接管泄漏而進行的返修，或返修深度大于壓力容器壁厚的一半，還應重新進行耐壓試驗還應重新進行耐壓試驗。 焊縫返修焊縫返修 焊接接頭質(zhì)量檢驗的內(nèi)容和方法 焊接質(zhì)量檢驗的方法 焊接檢驗焊接檢驗 焊接檢驗包括：焊接檢驗包括：外觀檢查、無損檢測外觀檢查、無損檢測和機械性能試驗和機械性能試驗（水壓與氣壓試驗），以無損檢測為主。（水壓與氣壓試驗），以無損檢測為主。 外觀檢查外觀檢查 用肉眼或用用肉眼或用5 52020

46、倍放大鏡觀察。可發(fā)現(xiàn)焊縫表面缺陷倍放大鏡觀察?？砂l(fā)現(xiàn)焊縫表面缺陷，如咬邊、焊瘤、表面裂紋、氣孔、夾渣及焊穿等。，如咬邊、焊瘤、表面裂紋、氣孔、夾渣及焊穿等。 焊縫的外形尺寸可采用焊口檢測器或樣板進行測量。焊縫的外形尺寸可采用焊口檢測器或樣板進行測量。 無損檢測無損檢測 內(nèi)部夾渣、氣孔、裂紋等缺陷用內(nèi)部夾渣、氣孔、裂紋等缺陷用X射線檢測和超聲波檢射線檢測和超聲波檢測磁力等進行檢驗。對于離焊縫表面不深的內(nèi)部缺陷和表測磁力等進行檢驗。對于離焊縫表面不深的內(nèi)部缺陷和表面微裂紋，可采用磁力檢測和滲透檢測。面微裂紋，可采用磁力檢測和滲透檢測。 焊接檢驗焊接檢驗lX射線檢測射線檢測 是利用是利用X射線對焊縫照相，根據(jù)底片影像判斷射線對焊縫照相，根據(jù)底片影像判斷內(nèi)部缺陷。再根據(jù)技術(shù)要求評定是否合格。內(nèi)部缺陷。再根據(jù)技術(shù)要求評定是否合格。l超聲波檢測超聲波檢測 是根據(jù)超聲波傳播原理來檢測內(nèi)部缺陷的。是根據(jù)超聲波傳播原理來檢測內(nèi)部缺陷的。再根據(jù)技術(shù)要求評定是否合格。再根據(jù)技術(shù)要求評定是否合格。 超聲波探傷比超聲波探傷比X光照相簡便，廣泛應用。但只憑經(jīng)驗判光照相簡便，廣泛應用。但只憑經(jīng)驗判斷，而且不能留下永久的檢驗根據(jù)。斷，而且不能留下永久的檢驗根據(jù)。產(chǎn)品焊接試板產(chǎn)品焊接試板工藝