壓力容器焊接與無(wú)損檢測(cè)課件

壓力容器焊接與無(wú)損檢測(cè)開(kāi)封市鍋爐壓力容器檢驗(yàn)所張士全1壓力容器焊接與無(wú)損檢測(cè)開(kāi)封市鍋爐壓力容器檢驗(yàn)所1壓力容器焊接與無(wú)損檢測(cè)壓力容器焊接的基本概念壓力容器常用焊接方法及特點(diǎn)焊接材料壓力容器焊接設(shè)計(jì)焊接變形與焊接應(yīng)力焊接缺陷及防止壓力容器焊接接頭檢測(cè)方法容器建造標(biāo)準(zhǔn)對(duì)焊接接頭無(wú)損檢測(cè)的有關(guān)要求2鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接與無(wú)損檢測(cè)壓力容器焊接的基本概念2鄭州大學(xué)化工設(shè)壓力容器焊接的基本概念3壓力容器焊接的基本概念3壓力容器焊接的基本概念1.1金屬焊接的定義通過(guò)加熱或加壓，或兩者并用，用或不用填充材料，使兩個(gè)分離的金屬物體（同種金屬或異種金屬）產(chǎn)生原子（分子）間結(jié)合而連成一體的連接方法。4鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接的基本概念1.1金屬焊接的定義4鄭州大學(xué)化工設(shè)壓力容器焊接的基本概念1.2焊接方法的分類(lèi)1.2.1熔焊將待焊處的母材金屬熔化，但不加壓力以形成焊縫的焊接方法。是目前應(yīng)用最廣泛的一種焊接方法。最常用的有焊條電弧焊、埋弧焊和氣體保護(hù)焊等。5鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接的基本概念1.2焊接方法的分類(lèi)5鄭州大學(xué)化工設(shè)壓力容器焊接的基本概念1.2焊接方法的分類(lèi)1.2.2壓焊焊接過(guò)程中，必須對(duì)焊件施加壓力（加熱或不加熱）以完成焊接的方法。包括熱壓焊、爆炸焊、鍛焊、擴(kuò)散焊、氣壓焊和冷壓焊等。6鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接的基本概念1.2焊接方法的分類(lèi)6鄭州大學(xué)化工設(shè)壓力容器焊接的基本概念1.2焊接方法的分類(lèi)1.2.3釬焊采用比母材熔點(diǎn)低的金屬材料作為釬料，將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點(diǎn)但低于母材熔點(diǎn)的溫度，利用液態(tài)釬料潤(rùn)濕母材，填充接頭間隙，并與母材相互擴(kuò)散而實(shí)現(xiàn)連接焊件的方法。包括火焰釬焊、爐中釬焊、感應(yīng)釬焊和電子束焊等。7鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接的基本概念1.2焊接方法的分類(lèi)7鄭州大學(xué)化工設(shè)壓力容器焊接的基本概念1.3坡口、焊縫形式與接頭形式1.3.1坡口根據(jù)設(shè)計(jì)和工藝需要，在焊件的待焊部位加工并裝配成一定形狀的溝槽，稱(chēng)為坡口。為保證焊縫全部焊透又無(wú)缺陷，當(dāng)板厚超過(guò)一定厚度時(shí)將焊件開(kāi)成各種形式的坡口。8鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接的基本概念1.3坡口、焊縫形式與接頭形式8鄭州壓力容器焊接的基本概念1.3.1坡口坡口的作用使焊條或焊絲或焊矩能直接伸到待焊工件的底部，使根部焊透。便于脫渣。能使焊條或焊矩在坡口內(nèi)作必要的擺動(dòng)，以獲得良好的熔合。調(diào)節(jié)母材金屬與焊縫金屬的比例。9鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接的基本概念1.3.1坡口9鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)壓力容器焊接的基本概念1.3.1坡口坡口的基本形式10鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接的基本概念1.3.1坡口10鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)壓力容器焊接的基本概念1.3.2焊縫形式與接頭形式從焊接角度來(lái)看，壓力容器是由母材與焊接接頭組成的。焊縫是焊接接頭的組成部分。焊縫與焊接接頭是兩個(gè)不同概念。11鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接的基本概念1.3.2焊縫形式與接頭形式11鄭州壓力容器焊接的基本概念對(duì)接接頭T型接頭十字接頭搭接接頭塞焊搭接接頭槽焊接頭角接接頭端接接頭套管接頭斜對(duì)接接頭卷邊接頭鎖底接頭

焊接接頭形式分為12種12鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接的基本概念對(duì)接接頭角接接頭焊接接頭形式分為12壓力容器焊接的基本概念對(duì)接接頭兩焊件表面構(gòu)成≥135°，≤180°夾角的接頭。對(duì)接接頭從力學(xué)角度分析是比較理想的一種接頭形式，它的受力狀況較好，應(yīng)力集中較小，能承受較大的靜載荷和動(dòng)載荷，是焊接結(jié)構(gòu)和壓力容器受壓元件應(yīng)用最多的接頭形式。13鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接的基本概念對(duì)接接頭13鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接的基本概念T形接頭一焊件的端面和另一焊件的表面構(gòu)成直角或近似直角的接頭。T形接頭由于焊縫向母材過(guò)度較急劇，接頭在外力作用下內(nèi)部應(yīng)力分布極不均勻，特別是角焊縫根部和過(guò)渡處都有很大的應(yīng)力集中。因此這種接頭承受載荷尤其是動(dòng)載荷的能力較低。14鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接的基本概念T形接頭14鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接的基本概念角接接頭兩焊件端部構(gòu)成大于30°、小于135°夾角的接頭。15鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接的基本概念角接接頭15鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接的基本概念搭接接頭兩焊件部分重疊在一起所構(gòu)成的接頭。搭接接頭的強(qiáng)度較低，尤其是疲勞強(qiáng)度，只用于不重要的結(jié)構(gòu)。16鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接的基本概念搭接接頭16鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接的基本概念焊縫焊件經(jīng)焊接后所形成的結(jié)合部分，即填充與熔化的母材凝固后形成的區(qū)域。在熔化焊范圍內(nèi)，焊縫形式分為五種對(duì)接焊縫（又稱(chēng)坡口焊縫）角焊縫端接焊縫塞焊縫槽焊縫17鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接的基本概念焊縫17鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接的基本概念

接頭形式和焊縫形式（GB/T3375-1994《焊接術(shù)語(yǔ)》）1坡口形式Ⅰ形接頭形式對(duì)接接頭焊縫形式對(duì)接焊縫（雙面焊）23坡口形式V形（帶墊板）接頭形式對(duì)接接頭焊縫形式對(duì)接焊縫坡口形式V形（帶鈍邊）接頭形式對(duì)接接頭焊縫形式對(duì)接焊縫（有根部焊道）18鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接的基本概念接頭形式和焊縫形式（GB/T3375壓力容器焊接的基本概念

接頭形式和焊縫形式（GB/T3375-1994《焊接術(shù)語(yǔ)》）4坡口形式V形（帶鈍邊）接頭形式對(duì)接接頭焊縫形式對(duì)接焊縫和角接的組合焊縫56坡口形式X形接頭形式對(duì)接接頭焊縫形式對(duì)接焊縫坡口形式I形接頭形式對(duì)接接頭焊縫形式角焊縫19鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接的基本概念接頭形式和焊縫形式（GB/T3375壓力容器焊接的基本概念

接頭形式和焊縫形式（GB/T3375-1994《焊接術(shù)語(yǔ)》）7坡口形式單邊V形（帶鈍邊）接頭形式對(duì)接接頭焊縫形式對(duì)接和角接的組合焊縫89坡口形式單邊V形接頭形式T形接頭焊縫形式對(duì)接焊縫坡口形式I形接頭形式T形接頭焊縫形式角焊縫20鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接的基本概念接頭形式和焊縫形式（GB/T3375壓力容器焊接的基本概念

接頭形式和焊縫形式（GB/T3375-1994《焊接術(shù)語(yǔ)》）10坡口形式K形接頭形式T形接頭焊縫形式對(duì)接和角接的組合焊縫1112坡口形式單邊V形接頭形式T形接頭焊縫形式對(duì)接焊縫坡口形式K形接頭形式十字接頭焊縫形式對(duì)接焊縫21鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接的基本概念接頭形式和焊縫形式（GB/T3375壓力容器焊接的基本概念

接頭形式和焊縫形式（GB/T3375-1994《焊接術(shù)語(yǔ)》）13坡口形式I形接頭形式搭接接頭焊縫形式角焊縫1415坡口形式—接頭形式塞焊搭接接頭焊縫形式塞焊縫坡口形式—接頭形式槽焊接頭焊縫形式槽焊縫22鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接的基本概念接頭形式和焊縫形式（GB/T3375壓力容器焊接的基本概念

接頭形式和焊縫形式（GB/T3375-1994《焊接術(shù)語(yǔ)》）16坡口形式單邊V形（帶鈍邊）接頭形式角接接頭焊縫形式對(duì)接焊縫1718坡口形式—接頭形式角接接頭焊縫形式角焊縫坡口形式—接頭形式端接接頭焊縫形式端接焊縫23鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接的基本概念接頭形式和焊縫形式（GB/T3375壓力容器焊接的基本概念

接頭形式和焊縫形式（GB/T3375-1994《焊接術(shù)語(yǔ)》）19坡口形式—接頭形式套管接頭焊縫形式角焊縫2021坡口形式—接頭形式斜對(duì)接接頭焊縫形式對(duì)接焊縫坡口形式—接頭形式卷邊接頭焊縫形式對(duì)接焊縫24鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接的基本概念接頭形式和焊縫形式（GB/T3375壓力容器焊接的基本概念

接頭形式和焊縫形式（GB/T3375-1994《焊接術(shù)語(yǔ)》）22坡口形式雙J形接頭形式T形接頭（A）對(duì)接接頭（B）焊縫形式對(duì)接焊縫2324坡口形式V形接頭形式鎖底接頭焊縫形式對(duì)接焊縫坡口形式喇叭形接頭形式焊縫形式25鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接的基本概念接頭形式和焊縫形式（GB/T3375壓力容器焊接的基本概念同一種焊縫形式可以連接成多個(gè)接頭形式對(duì)接接頭不一定用對(duì)接焊縫連接連接角接接頭的焊縫也不一定是角焊縫26鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接的基本概念同一種焊縫形式可以連接成多個(gè)接頭形式2壓力容器焊接的基本概念1.4焊接性能、焊接工藝評(píng)定和焊接工藝規(guī)程焊接是制造壓力容器的重要工藝，焊接質(zhì)量在很大程度上決定了制造質(zhì)量。壓力容器焊接質(zhì)量包括諸多方面的內(nèi)容：焊縫外觀、焊接缺陷、焊接變形與應(yīng)力、焊接接頭的使用性能（力學(xué)性能、彎曲性、耐腐蝕性能、低溫性能、高溫性能等）和焊接接頭外型尺寸等。掌握焊接性能、進(jìn)行焊接工藝評(píng)定和編制焊接工藝規(guī)程是焊接壓力容器中的三個(gè)重要環(huán)節(jié)。27鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接的基本概念1.4焊接性能、焊接工藝評(píng)定和焊接工1.壓力容器焊接的基本概念“焊接工藝評(píng)定”與“焊接性能試驗(yàn)”是兩個(gè)不同概念，不能相互代替。母材的焊接性能是焊接工藝評(píng)定基礎(chǔ)，或前提?！耙钥煽康牟牧虾附有阅転橐罁?jù)”，并沒(méi)有要求進(jìn)行焊接工藝評(píng)定的單位親自從頭到尾做出鋼材焊接性能全部試驗(yàn)，材料的焊接性能可以通過(guò)調(diào)研、查找資料、咨詢(xún)及必要的試驗(yàn)獲得，但真實(shí)性必須可靠。焊接工藝評(píng)定是焊接工藝規(guī)程的依據(jù)焊接工藝規(guī)程是確保壓力容器焊接質(zhì)量的行動(dòng)準(zhǔn)則焊接工藝評(píng)定規(guī)則只是在焊接工藝評(píng)定時(shí)使用，焊接工藝評(píng)定規(guī)則與焊接規(guī)程是兩個(gè)不同概念。28鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所1.壓力容器焊接的基本概念“焊接工藝評(píng)定”與“焊接性能試驗(yàn)”壓力容器焊接的基本概念1.4.1焊接性能金屬材料的焊接性能是指在限定的施工條件下，焊接成符合設(shè)計(jì)要求的構(gòu)件，并滿(mǎn)足預(yù)訂服役要求的能力。亦即材料對(duì)焊接加工的適應(yīng)性和使用可靠性。施工條件包括：材料牌號(hào)、結(jié)構(gòu)條件、焊接設(shè)備條件、工藝條件、焊接環(huán)境。設(shè)計(jì)要求包括：焊接尺寸、形位偏差、焊縫內(nèi)外缺陷要求，焊接接頭的性能、焊接技術(shù)條件。服役要求包括：焊接接頭結(jié)合性能、具體工藝介質(zhì)條件下焊接接頭的使用性能及使用環(huán)境下結(jié)構(gòu)抗斷裂能力。29鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接的基本概念1.4.1焊接性能29鄭州大學(xué)化工設(shè)壓力容器焊接的基本概念1.4.1焊接性能材料的焊接性能與條件有關(guān)，在不同條件下有不同表現(xiàn)。焊接性能可分為工藝焊接性能和使用焊接性能：工藝焊接性能是指在一定焊接工藝條件下，能否獲得優(yōu)質(zhì)、無(wú)缺陷或少缺陷的焊接接頭能力。使用焊接性能是指焊接接頭或整體結(jié)構(gòu)滿(mǎn)足各種使用要求的程度。影響焊接性能的因素為材料、焊接方法、結(jié)構(gòu)類(lèi)型和使用要求。30鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接的基本概念1.4.1焊接性能30鄭州大學(xué)化工設(shè)壓力容器焊接的基本概念1.4.2焊接工藝焊接工藝是指制造焊件所有相關(guān)的加工方法和實(shí)施要求，包括焊接設(shè)備、材料選用、焊接方法選定、焊接參數(shù)、操作要求等。31鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接的基本概念1.4.2焊接工藝31鄭州大學(xué)化工設(shè)壓力容器焊接的基本概念1.4.3焊接工藝評(píng)定為驗(yàn)證所擬定的焊件焊接工藝的正確性而進(jìn)行的試驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果評(píng)價(jià)稱(chēng)為焊接工藝評(píng)定。正確認(rèn)識(shí)焊接工藝評(píng)定的目的和作用，是執(zhí)行焊接工藝評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)的前提。有人以為承壓設(shè)備焊接工藝評(píng)定只是施焊試件并通過(guò)了拉伸、彎曲、沖擊試驗(yàn)即可施焊產(chǎn)品，產(chǎn)品焊接質(zhì)量便得到保證，這是十分錯(cuò)誤的，焊接工藝評(píng)定只對(duì)焊接接頭的力學(xué)性能與彎曲性能和堆層焊層化學(xué)成分負(fù)責(zé)，并不對(duì)焊接接頭的耐腐蝕性、抗裂性、回火脆化、低溫沖擊韌性、再熱裂紋、高溫蠕變等等使用性能與焊接缺陷敏感性負(fù)責(zé)，對(duì)承壓設(shè)備焊接工藝評(píng)定的監(jiān)督檢查，應(yīng)首先對(duì)施焊單位掌握材料焊接性能的程度進(jìn)行測(cè)定檢驗(yàn)，尤其對(duì)耐蝕鋼、耐熱鋼、低溫鋼、標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值大于540Mpa的高強(qiáng)鋼更應(yīng)如此。焊接工藝評(píng)定規(guī)則只對(duì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的檢驗(yàn)要求負(fù)責(zé)，當(dāng)增加焊接工藝評(píng)定試件檢驗(yàn)項(xiàng)目時(shí)，原標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的焊接工藝評(píng)定規(guī)則對(duì)新增加的檢驗(yàn)項(xiàng)目便不再適用?！氨締挝患寄苁炀毜暮附尤藛T”、“使用本單位焊接設(shè)備”限定了焊接工藝評(píng)定需在本單位進(jìn)行，不允許“借用”、“輸入”或“交換”。32鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接的基本概念1.4.3焊接工藝評(píng)定32鄭州大學(xué)化壓力容器焊接的基本概念1.4.3焊接工藝評(píng)定GB150.4-2011規(guī)定：7.2.1容器施焊前，受壓元件焊縫、與受壓元件相焊的焊縫、熔入永久焊縫內(nèi)的定位焊縫、受壓元件母材表面堆焊與補(bǔ)焊，以及上述焊縫的返修焊縫都應(yīng)按NB/T47014進(jìn)行焊接工藝評(píng)定或者具有經(jīng)過(guò)評(píng)定合格的焊接工藝支持。7.2.2用于焊接結(jié)構(gòu)受壓元件的境外材料(含填充材料)，壓力容器制造單位在首次使用前，應(yīng)按NB/T47014進(jìn)行焊接工藝評(píng)定。7.2.7焊接工藝評(píng)定技術(shù)檔案應(yīng)保存至該工藝評(píng)定失效為止，焊接工藝評(píng)定試樣保存期不少于5年。（GB150-98為7年）33鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接的基本概念1.4.3焊接工藝評(píng)定33鄭州大學(xué)化1.壓力容器焊接的基本概念1.4.3焊接工藝評(píng)定一般過(guò)程

根據(jù)金屬材料的焊接性能，按照設(shè)計(jì)文件規(guī)定和制造工藝擬定“預(yù)焊接工藝規(guī)程”，施焊試件和制取試樣，檢測(cè)焊接接頭是否符合規(guī)定的要求，并形成焊接工藝評(píng)定報(bào)告對(duì)預(yù)焊接工藝規(guī)程進(jìn)行評(píng)價(jià)。焊接工藝評(píng)定具體過(guò)程：(1)

對(duì)于產(chǎn)品上每條需要評(píng)定的焊縫，擬定“預(yù)焊接工藝規(guī)程”，內(nèi)容包括每種焊接方法的重要因素、補(bǔ)加因素和次要因素。(2)按照“預(yù)焊接工藝規(guī)程”和工藝評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定施焊試件、檢驗(yàn)和測(cè)定試樣性能、填寫(xiě)“焊接工藝評(píng)定報(bào)告”，內(nèi)容主要包括每種焊接方法施焊試件所需控制的重要因素、補(bǔ)加因素?cái)?shù)據(jù)和各項(xiàng)檢測(cè)結(jié)果，如果評(píng)定不合格應(yīng)修改預(yù)焊接工藝規(guī)程繼續(xù)評(píng)定，直到評(píng)定合格。(3)當(dāng)進(jìn)行沖擊試驗(yàn)時(shí)，預(yù)焊接工藝規(guī)程上每個(gè)重要因素和補(bǔ)加因素都要得到評(píng)定，當(dāng)不規(guī)定沖擊試驗(yàn)時(shí)，預(yù)焊接工藝規(guī)程上每個(gè)重要因素都要得到評(píng)定。34鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所1.壓力容器焊接的基本概念1.4.3焊接工藝評(píng)定一般過(guò)程壓力容器焊接的基本概念1.4.4焊接工藝規(guī)程WPS（焊接作業(yè)指導(dǎo)書(shū)WWI）按照壓力容器焊接工藝評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)定合格的焊接工藝只能確保焊接接頭的力學(xué)性能或堆焊層化學(xué)成分符合要求。對(duì)于焊接接頭作為壓力容器的一部分還有缺陷、應(yīng)力、外觀要求；對(duì)于整個(gè)產(chǎn)品還有外形尺寸、位置偏差、使用性能及其它性能要求；對(duì)于生產(chǎn)管理來(lái)講，還要求提高生產(chǎn)率、操作方便、安全生產(chǎn)等要求。這是預(yù)焊接工藝規(guī)程不能解決的，也不是焊接工藝評(píng)定的范圍，這只能由焊接工藝規(guī)程來(lái)實(shí)現(xiàn)。35鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接的基本概念1.4.4焊接工藝規(guī)程WPS（焊接作壓力容器焊接的基本概念1.4.4焊接工藝規(guī)程WPS（焊接作業(yè)指導(dǎo)書(shū)WWI）焊接工藝規(guī)程是制造焊件所有相關(guān)的加工和實(shí)踐要求的細(xì)則文件，可保證由熟練焊工操作時(shí)的質(zhì)量再現(xiàn)性。焊接工藝規(guī)程是焊接工藝人員依據(jù)評(píng)定合格的焊接工藝，針對(duì)具體的焊接接頭，根據(jù)本單位能力與條件，運(yùn)用焊接實(shí)踐知識(shí)和理論知識(shí)編制而成的。焊工必須嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝規(guī)程，才能確保壓力容器的焊接質(zhì)量。36鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接的基本概念1.4.4焊接工藝規(guī)程WPS（焊接作壓力容器常用焊接方法及特點(diǎn)37壓力容器常用焊接方法及特點(diǎn)37壓力容器常用焊接方法及特點(diǎn)焊條電弧焊(SMAW)38鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器常用焊接方法及特點(diǎn)焊條電弧焊(SMAW)38鄭州大學(xué)壓力容器常用焊接方法及特點(diǎn)焊條電弧焊(SMAW)焊條電弧焊的電源設(shè)備分三類(lèi)：交流電弧焊變壓器直流弧焊電源逆變弧焊電源焊條電弧焊的特點(diǎn)：焊條電弧焊設(shè)備簡(jiǎn)單、輕便，操作靈活。可以應(yīng)用子維修及裝配中短縫的焊接，特別是可以用于難以達(dá)到的部位的焊接。焊條電弧焊配用相應(yīng)的焊條可適用于大多數(shù)工業(yè)用碳鋼、不銹鋼、鑄鐵、銅、鋁、鎳及其合金的焊接。39鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器常用焊接方法及特點(diǎn)39鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器常用焊接方法及特點(diǎn)埋弧焊（SAW）

40鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器常用焊接方法及特點(diǎn)40鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器常用焊接方法及特點(diǎn)埋弧焊（SAW）

埋弧焊的焊接過(guò)程與焊條電弧焊的基本一樣，熱源也是電弧，但把焊絲上的藥皮改變成了顆粒狀的焊劑。焊接前先把焊劑鋪撒在焊縫上，大約40～60毫米厚，焊接時(shí)，焊絲與焊件之間的電弧，完全淹埋在焊劑層下燃燒。埋弧焊的特點(diǎn)：埋弧焊的優(yōu)點(diǎn)：（1）生產(chǎn)效率高。埋弧自動(dòng)焊的生產(chǎn)率可比手工焊提高5～10倍?？刹捎么箅娏骱附樱ū仁止ず复?～8倍），電弧熱量大，焊絲熔化快，熔深也大，焊接速度比手工焊快的多，而且焊接變形小。（2）焊劑層對(duì)焊縫金屬的保護(hù)好，所以焊縫質(zhì)量好。（3）節(jié)約鋼材和電能。鋼板厚度一般在10毫米以下時(shí)，埋弧自動(dòng)焊可不開(kāi)坡口，這就大大節(jié)省了鋼材，而且由于電弧被焊劑保護(hù)著，使電弧的熱得到充分利用，從而節(jié)省了電能；（4）改善了勞動(dòng)條件。減少勞動(dòng)量，無(wú)弧光，焊接過(guò)程中發(fā)出的氣體量少，這對(duì)保護(hù)焊工眼睛和身體健康是很有益。埋弧自動(dòng)焊的缺點(diǎn)：適應(yīng)能力差，只能在水平位置焊接長(zhǎng)直焊縫或大直徑的環(huán)焊縫。41鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器常用焊接方法及特點(diǎn)41鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器常用焊接方法及特點(diǎn)鎢極氣體保護(hù)焊42鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器常用焊接方法及特點(diǎn)42鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器常用焊接方法及特點(diǎn)

鎢極氣體保護(hù)焊/鎢極氬弧焊（GTAW/TIG)電極：純鎢或活化鎢，如：釷鎢極、鈰鎢極等鎢極只起導(dǎo)電作用不熔化，通電后在鎢極和工件間產(chǎn)生電弧。保護(hù)氣體：氬氣、氦氣等鎢極氣體保護(hù)焊的特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：焊縫保護(hù)好，故焊縫金屬純度高、性能好；焊接時(shí)加熱集中，焊件變形?。浑娀》€(wěn)定性好，在小電流（＜10A）時(shí)電弧也能穩(wěn)定燃燒。缺點(diǎn)：氬氣較貴，焊前對(duì)焊件的清理要求很?chē)?yán)格。43鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器常用焊接方法及特點(diǎn)鎢極氣體保護(hù)焊/鎢極氬弧焊（G壓力容器常用焊接方法及特點(diǎn)熔化極氣體保護(hù)焊（GMAW)(MIG/MAG)44鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器常用焊接方法及特點(diǎn)44鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器常用焊接方法及特點(diǎn)熔化極氣體保護(hù)焊（GMAW)(MIG/MAG)常見(jiàn)的熔化極氣體保護(hù)焊有混合氣體保護(hù)焊（MAG）、熔化極氬弧焊（MIG）、CO2氣體保護(hù)焊等。操作方式主要是半自動(dòng)焊和自動(dòng)焊兩種。/直流電源熔化極氣體保護(hù)焊的特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1)焊接效率高。2)熔深大。3)焊接厚板時(shí)，可以用較低的焊接電弧和較快的焊接速度，其焊接變形小。缺點(diǎn)：有飛濺、易產(chǎn)生氣孔45鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器常用焊接方法及特點(diǎn)45鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所焊接材料46焊接材料46焊接材料焊接材料是指焊接時(shí)所消耗的材料。焊接材料包括焊條、焊絲、填充絲、焊帶、焊劑、保護(hù)氣體等。壓力容器制造過(guò)程中最常用的焊接材料為焊條電弧焊焊條、埋弧焊焊絲及焊劑。47鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所焊接材料47鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所焊接材料3.1焊條電弧焊焊條常用焊條標(biāo)準(zhǔn)GB/T983-1995《不銹鋼焊條》GB/T5117-1995《碳鋼焊條》GB/T5118-1995《低合金鋼焊條》GB/T3670-1995《銅及銅合金焊條》GB/T3669-1983《鋁及鋁合金焊條》GB/T13814-2008《鎳及鎳合金焊條》NB/T47018《承壓設(shè)備用焊接材料訂貨技術(shù)條件》48鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所焊接材料3.1焊條電弧焊焊條48鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所焊接材料3.1焊條電弧焊焊條焊條統(tǒng)一編號(hào)的意義

焊條通常用型號(hào)和牌號(hào)來(lái)反映其主要性能特點(diǎn)及類(lèi)別。

焊條型號(hào)是以焊條國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)、反映焊條主要特性的一種表示方法。

焊條牌號(hào)是根據(jù)焊條的主要用途及性能特點(diǎn)，對(duì)焊條產(chǎn)品的具體命名。由焊條廠家制定。

我國(guó)焊條行業(yè)采用型號(hào)?！镒⒁猓翰还苁呛笚l廠自定的牌號(hào)，還是全國(guó)焊接材料行業(yè)牌號(hào)，都必須在質(zhì)量證明書(shū)上注明該產(chǎn)品是“符合國(guó)標(biāo)”、“相當(dāng)國(guó)標(biāo)”或不加標(biāo)注（即與國(guó)標(biāo)不符），以便用戶(hù)結(jié)合產(chǎn)品性能要求，對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)去選用?！锒喾N牌號(hào)焊條可同時(shí)對(duì)應(yīng)一個(gè)型號(hào)。如：牌號(hào)J507RH和J507R，型號(hào)均為E5015-G。49鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所焊接材料3.1焊條電弧焊焊條49鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所3.焊接材料焊條牌號(hào)的表示方法

◆通常用一個(gè)漢語(yǔ)拼音字母（或漢字）與三位數(shù)字表示。如A302（奧302）、W607（溫607）◆有的焊條牌號(hào)在三位數(shù)字后面加注后綴字母和/或數(shù)字。如J507RH、A022Mo、J422Fe16第一位字母：表示焊條種類(lèi)；前兩位數(shù)字：表示熔敷金屬?gòu)?qiáng)度或合金類(lèi)型；第三位數(shù)字：表示藥皮類(lèi)型及電流種類(lèi)；數(shù)字后面的字母和數(shù)字：附加合金元素或焊條特性（具有特殊性能和用途）?！鋈纾篏——高韌性焊條；R——壓力容器用焊條；Fe——高效鐵粉焊條：X——向下立焊用焊條；H——超低氫焊條；RH——高韌性超低氫焊條；50鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所3.焊接材料焊條牌號(hào)的表示方法50鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所焊接材料3.1焊條電弧焊焊條焊條型號(hào)的表示方法1、碳鋼焊條：●根據(jù)GB/T5117-1995《碳鋼焊條》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，碳鋼焊條型號(hào)按熔敷金屬的力學(xué)性能、藥皮類(lèi)型、焊接位置和焊接電流種類(lèi)劃分。●碳鋼焊條型號(hào)的編制方法：首位字母“E”表示焊條；前兩位數(shù)字表示熔敷金屬抗拉強(qiáng)度的最小值，單位為kgf/mm2；第三位數(shù)字表示焊條的焊接位置：“0”和“1”表示焊條適用于全位置焊接；“2”表示焊條適用于平焊及平角焊；“4”表示焊條適用于向下立焊。第三位和第四位數(shù)字組合時(shí)表示焊接電流種類(lèi)及藥皮類(lèi)型。51鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所焊接材料3.1焊條電弧焊焊條51鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所焊接材料焊條型號(hào)的表示方法續(xù)：在第四位數(shù)字后面附加字母或數(shù)字：“R”表示耐吸潮焊條，“M”表示對(duì)吸潮和力學(xué)性能有特殊規(guī)定的焊條，“-1”表示沖擊性能有特殊規(guī)定的焊條?！雠e例：E4303：43kgf/mm2；全位置；鈦鈣型；交直流兩用。E5015：50kgf/mm2；全位置；低氫鈉型；直流反接。E5018－1：50kgf/mm2；全位置；鐵粉低氫型；交流或直流反接；-46℃低溫沖擊保證值。52鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所焊接材料焊條型號(hào)的表示方法續(xù)：52鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所焊接材料焊條型號(hào)的表示方法續(xù)：2、低合金鋼焊條：根據(jù)GB/T5118-1995《低合金鋼焊條》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，低合金鋼焊條型號(hào)按熔敷金屬的力學(xué)性能、化學(xué)成分、藥皮類(lèi)型、焊接位置和焊接電流種類(lèi)劃分?！竦秃辖痄摵笚l型號(hào)的編制方法：首位字母“E”表示焊條；前兩位數(shù)字表示熔敷金屬抗拉強(qiáng)度的最小值（kgf/mm2）；第三位數(shù)字表示焊條的焊接位置：“0”和“1”表示焊條適用于全位置焊接；“2”表示焊條適用于平焊及平角焊。第三位和第四位數(shù)字組合時(shí)表示焊接電流種類(lèi)及藥皮類(lèi)型；后綴字母為熔敷金屬的化學(xué)成分分類(lèi)代號(hào)，并以短劃“-”與前面分開(kāi)。若還具有附加化學(xué)成分時(shí)，附加化學(xué)成分直接用元素符號(hào)表示，并以短劃“-”與前面后綴字母分開(kāi)。如：E5515-B2-V（R317）對(duì)于E50XX-X、E55XX-X、E60XX-X型低氫焊條的熔敷金屬化學(xué)成分分類(lèi)后綴字母或附加化學(xué)成分后面加字母“R”時(shí)，表示耐吸潮焊條。53鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所焊接材料焊條型號(hào)的表示方法續(xù)：53鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所焊接材料焊條型號(hào)的表示方法續(xù)：2、低合金鋼焊條：■舉例：（1）E5015-G（J507RH、J507R等）：50kgf/mm2（490MPa）；低氫鈉型；高韌性（低溫沖擊保證值）；直流反接；全位置焊接。（2）E6015-G（J607RH）：60kgf/mm2（610MPa）；低氫鈉型；超低氫高韌性；（-40℃低溫沖擊保證值）；直流反接；全位置焊接。（3）E5515-C1（W707Ni）：低氫鈉型；含2.5Ni；55kgf/mm2（540MPa）；高韌性（-70℃沖擊保證值）；直流反接；全位置焊接。（4）E5515-C2（W907Ni）：低氫鈉型；含3.5Ni；55kgf/mm2（540MPa）；高韌性（-90℃沖擊保證值）；直流反接；全位置焊接。（5）E5515-B1（R207）：低氫鈉型；0.5Cr-0.5Mo；540MPa，常溫沖擊保證值；直流反接；全位置焊接。（6）E5515-B2（R307）：低氫鈉型；1Cr-0.5Mo；540MPa，常溫沖擊保證值；直流反接；全位置焊接。（7）E5515-B2-V（R317）：低氫鈉型；1Cr-0.5Mo-V；540MPa，常溫沖擊保證值；直流反接；全位置焊接。（8）E6015-B3（R407）：低氫鈉型；2.5Cr-1Mo；590MPa，常溫沖擊保證值；直流反接；全位置焊接。54鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所焊接材料焊條型號(hào)的表示方法續(xù)：54鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所焊接材料焊條型號(hào)的表示方法續(xù)：3、不銹鋼焊條：根據(jù)GB/T983-1995《不銹鋼焊條》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，不銹鋼焊條型號(hào)按熔敷金屬的化學(xué)成分、藥皮類(lèi)型、焊接位置和焊接電流種類(lèi)劃分?！癫讳P鋼焊條型號(hào)的編制方法：首位字母“E”表示焊條；“E”后面的數(shù)字表示熔敷金屬化學(xué)成分分類(lèi)代號(hào)，如有特殊要求的化學(xué)成分，該化學(xué)成分用元素符號(hào)表示，放在數(shù)字的后面；短線“-”后面的兩數(shù)字表示藥皮類(lèi)型、焊接位置及焊接電流種類(lèi)?！?6”表示堿性、鈦型或鈦鈣型藥皮，全位置焊接，交流或直流反接；“15”表示低氫鈉型、全位置焊接、直流反接；“17”是“16”的變型。不銹鋼焊條型號(hào)與美國(guó)、日本等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的不銹鋼焊條型號(hào)相同?！雠e例：（1）E308L-16（A002）：鈦鈣型；超低碳（含C≤0.04%）；公稱(chēng)成分00-19Cr-10Ni；交流或直流反接（盡可能采用直流電源）；全位置焊接。（2）E308-15（A107）：堿性；低碳（含C≤0.08%）；公稱(chēng)成分0-19Cr-10Ni；直流反接；全位置焊接。55鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所焊接材料焊條型號(hào)的表示方法續(xù)：55鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所焊接材料焊條型號(hào)的表示方法續(xù)：3、不銹鋼焊條：舉例：（3）E316L-16（A022）：鈦鈣型；超低碳（含C≤0.04%）；公稱(chēng)成分00-18Cr-12Ni-2Mo；交流或直流反接（盡可能采用直流電源）；全位置焊接。（4）E316-15（A207）：堿性；低碳（含C≤0.08%）；熔敷金屬公稱(chēng)成分0-18Cr-12Ni-2Mo；直流反接；全位置焊接。（5）E347-15（A137）：堿性；低碳（含C≤0.08%）；含Nb穩(wěn)定劑；公稱(chēng)成分0-19Cr-10Ni-Nb；直流反接；全位置焊接。（6）E309-15（A307）：堿性；含C≤0.15%；公稱(chēng)成分1-23Cr-13Ni；直流反接；全位置焊接。（7）E310-16（A402）：鈦鈣型；含C=0.08-0.20%；純奧氏體組織，公稱(chēng)成分2-26Cr-21Ni；交流或直流反接（盡量采用直流電源）；全位置焊接。（注：L表示碳含量較低（C≤0.04%）；H表示碳含量較高（C＞0.15%））◆特殊情況：E5MoV-15（R507）：低氫鈉型；5Cr-0.5Mo-V；520MPaE9Mo-15（R707）：低氫鈉型；9Cr-1Mo，590MPa按牌號(hào)：屬于珠光體耐熱鋼（低合金鋼）焊條。按型號(hào)：屬于不銹鋼焊條。GB/T983-1995提出：將放入下次修訂的GB/T5118標(biāo)準(zhǔn)中。56鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所焊接材料焊條型號(hào)的表示方法續(xù)：56鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所焊接材料3.2焊劑焊劑是具有一定粒度的顆粒狀物質(zhì)，焊接時(shí)能夠熔化形成熔渣和氣體。是埋弧焊和電渣焊不可缺少的焊接材料。在焊接過(guò)程中，焊劑的作用相當(dāng)于焊條藥皮，熔化形成熔渣，對(duì)焊接熔池起保護(hù)、冶金處理和改善焊接工藝性能的作用。燒結(jié)焊劑還具有滲合金作用，焊劑與焊絲相組合，即為埋弧焊和電渣焊所需的焊接材料。57鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所焊接材料3.2焊劑57鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所焊接材料3.2焊劑焊劑的焊接工藝性能和化學(xué)冶金性能是決定焊縫金屬化學(xué)成分和性能的主要因素之一。采用同樣的焊絲和同樣的焊接參數(shù)，而配用的焊劑不同，所得焊縫的性能將有很大的差別。一種焊絲可與多種焊劑合理組合，無(wú)論是在低碳鋼還是在低合金鋼上都有這種合理的組合。58鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所焊接材料3.2焊劑58鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所焊接材料3.3焊接用保護(hù)氣體焊接用氣體標(biāo)準(zhǔn)GB/T4842-2006《氬》GB/T6052-1993《工業(yè)液體二氧化碳》GB/T4844.2-1995《純氦》GB/T7445-1995《純氫、高純氫和超純氫》GB/T3863-2008《工業(yè)氧》GB/T3864-2008《工業(yè)氮》59鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所焊接材料3.3焊接用保護(hù)氣體59鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所焊接材料3.4焊絲焊絲與焊劑或保護(hù)氣體配用，起導(dǎo)電和填充焊縫金屬的作用，對(duì)焊縫金屬的成分有決定性影響。按照適用的焊接方法，焊絲可分為埋弧焊焊絲、電渣焊焊絲、CO2焊焊絲和氣體保護(hù)焊焊絲等。按被焊材料的不同，可分為碳鋼焊絲、低合金鋼焊絲、不銹鋼焊絲、鑄鐵焊絲和有色金屬焊絲等。按制造方法與焊絲的形狀，可分為實(shí)心焊絲和藥心焊絲。60鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所焊接材料3.4焊絲60鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所焊接材料3.4焊絲實(shí)心焊絲是目前最常用的焊絲，系熱軋線材經(jīng)拉拔加工而成。為了防止生銹，須對(duì)焊絲（除不銹鋼焊絲外）表面進(jìn)行特殊處理。例如鍍銅處理，包括電鍍、浸銅及化學(xué)鍍銅處理等。實(shí)心焊絲主要有碳鋼、低合金鋼、耐熱鋼和不銹鋼焊絲，廣泛用于埋弧焊、電渣焊、CO2氣體保護(hù)焊、氬弧焊、氣焊等。61鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所焊接材料3.4焊絲61鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接設(shè)計(jì)62壓力容器焊接設(shè)計(jì)62壓力容器焊接設(shè)計(jì)鋼材焊接方法焊接材料焊接坡口焊接接頭型式預(yù)熱層間溫度后熱焊后熱處理檢驗(yàn)檢測(cè)焊接設(shè)計(jì)是壓力容器設(shè)計(jì)一個(gè)重要組成部分，包括63鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接設(shè)計(jì)鋼材層間溫度焊接設(shè)計(jì)是壓力容器設(shè)計(jì)一個(gè)重要壓力容器焊接設(shè)計(jì)壓力容器焊接設(shè)計(jì)原則選用焊接性能良好的母材盡量減少焊接工作量減少焊縫數(shù)量。減少坡口截面積。焊縫最好為直線或圓以利使用機(jī)械化、自動(dòng)化焊接方法。64鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接設(shè)計(jì)壓力容器焊接設(shè)計(jì)原則64鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)壓力容器焊接設(shè)計(jì)壓力容器焊接設(shè)計(jì)原則合理布置焊縫焊縫宜對(duì)稱(chēng)布置不采用十字交叉兩焊縫之間最小距離最好不小于100mm不在受力截面突變處設(shè)置焊縫焊接施工及焊接檢驗(yàn)方便，減少現(xiàn)場(chǎng)焊接工作量。有利于生產(chǎn)組織與管理。65鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接設(shè)計(jì)壓力容器焊接設(shè)計(jì)原則65鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.1焊接方法選用選擇焊接方法應(yīng)符合以下要求能保證壓力容器質(zhì)量可靠、生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)成本低。焊接方法一經(jīng)確定，則坡口形式、焊接材料、焊工合格項(xiàng)目、焊接工藝、所需工藝裝備（裝置）等則隨之確定。各種壓力容器常用焊接方法各有不同特點(diǎn)和適用條件，應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn)和制造廠的生產(chǎn)條件選用。66鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.1焊接方法選用66鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.2焊接材料選用4.2.1焊條的選用原則對(duì)于用低碳鋼及普通低合金鋼焊接的承壓過(guò)程設(shè)備，一般按等強(qiáng)度原則，使焊縫金屬的強(qiáng)度與母材相等或相近?？筛鶕?jù)鋼材的強(qiáng)度等級(jí)來(lái)選用強(qiáng)度相當(dāng)?shù)暮笚l。還需根據(jù)鋼材的焊接性，母材成分，焊接結(jié)構(gòu)的尺寸、形狀，坡口和受力情況等影響進(jìn)行全面考慮。對(duì)于低碳鋼與普通低合金鋼，或普通低合金鋼與普通低合金鋼之間的異種鋼焊接接頭，一般選用與強(qiáng)度等級(jí)較低的鋼相應(yīng)的焊條。NB/T47018-2011（JB/T4709)《壓力容器焊接規(guī)程》67鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.2焊接材料選用67鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.2焊接材料選用4.2.1焊條的選用原則對(duì)同一強(qiáng)度等級(jí)的酸性焊條或堿性焊條的選用，主要取決于焊接件的結(jié)構(gòu)形狀（簡(jiǎn)單或復(fù)雜）、鋼板厚度（剛性小或大）、工作條件（靜載荷或動(dòng)載荷）和鋼材的抗裂性能等方面。對(duì)要求塑性好、沖擊韌性高、抗裂能力強(qiáng)的焊件，選用堿性焊條。如直流電源有困難，可選用交直流兩用堿性焊條。如堿性焊條和酸性焊條可以同樣滿(mǎn)足要求，一般用酸性焊條。68鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.2焊接材料選用68鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.2焊接材料選用4.2.1焊條的選用原則對(duì)于承受高溫或腐蝕的耐熱鋼和不銹鋼，鋼中合金元素對(duì)其耐熱和腐蝕性起決定性作用。故這類(lèi)鋼在選擇焊條時(shí)，應(yīng)以等成分原則為主，使焊縫金屬的主要合金成分與母材相近或相同，以保證焊接接頭的特殊性能。如果主要考慮操作及焊縫外觀因素，奧氏體不銹鋼多選用鈦鈣藥皮焊條。69鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.2焊接材料選用69鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.2焊接材料選用（參考）4.2.2埋弧焊和電渣焊與焊劑的選配原則（需做匹配）在埋弧焊中，應(yīng)注意焊絲與焊劑中Mn、Si含量的適當(dāng)配合。若焊絲中Mn、Si含量較高，則應(yīng)選配Mn、Si含量低的焊劑。反之，應(yīng)選配Mn、Si含量高的焊劑。低碳鋼與低合金鋼選配無(wú)錳焊絲配用高錳高硅焊劑，用于焊接低碳鋼。低錳焊絲配用中錳焊劑，用于焊接低合金鋼。對(duì)于電渣焊，由于焊劑更新很少，焊縫合金化主要由焊絲提供，所以焊絲中的Mn、Si含量應(yīng)較同樣條件埋弧焊時(shí)高。70鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.2焊接材料選用（參考）70鄭州大學(xué)化工壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.2焊接材料選用（參考）4.2.2埋弧焊和電渣焊與焊劑的選配原則不銹鋼用焊絲與焊劑選配采用的焊絲成分要與被焊接的不銹鋼成分基本一致。焊接鉻-鎳不銹鋼時(shí)，采用H08Cr21Ni10(S30408)、H08Cr19Ni10Ti(S32168)、H03Cr21Ni10(S30403)等焊絲。焊接超低碳不銹鋼時(shí)，采用相應(yīng)的超低碳焊絲。焊劑可采用熔煉型或燒結(jié)型，要求焊劑的氧化性小，以減少合金元素的燒損。71鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.2焊接材料選用（參考）71鄭州大學(xué)化工壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.2焊接材料選用（參考）4.2.3氣體保護(hù)焊對(duì)焊絲的要求鎢極氬弧焊焊接有時(shí)不加填充焊絲，被焊母材加熱熔化后直接連接起來(lái)，有時(shí)加填充焊絲。由于保護(hù)氣體為純Ar，無(wú)氧化性，焊絲熔化后成分基本不發(fā)生變化，所以焊絲成分即為焊縫成分。也有的采用母材成分作為焊絲成分，使焊縫成分與母材一致。72鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.2焊接材料選用（參考）72鄭州大學(xué)化工壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.2焊接材料選用4.2.3氣體保護(hù)焊對(duì)焊絲的要求鎢極氬弧焊焊接有時(shí)不加填充焊絲，被焊母材加熱熔化后直接連接起來(lái)，有時(shí)加填充焊絲。由于保護(hù)氣體為純Ar，無(wú)氧化性，焊絲熔化后成分基本不發(fā)生變化，所以焊絲成分即為焊縫成分。也有的采用母材成分作為焊絲成分，使焊縫成分與母材一致。73鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.2焊接材料選用73鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.2焊接材料選用4.2.3氣體保護(hù)焊對(duì)焊絲的要求熔化極氬弧焊和活性氣體保護(hù)焊熔化極氬弧焊主要用于焊接不銹鋼等高合金鋼，為了改善電弧特性，在Ar氣中加入適量O2或CO2，即成為活性氣體保護(hù)焊。焊接低合金鋼時(shí)，采用Ar+5%CO2可提高焊縫的抗氣孔能力。焊接超低碳不銹鋼時(shí)，采用Ar+2%O2混合氣體，以防止焊縫增碳。74鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.2焊接材料選用74鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.2焊接材料選用4.2.3氣體保護(hù)焊對(duì)焊絲的要求熔化極氬弧焊和活性氣體保護(hù)焊Ar+20%CO2的活性氣體保護(hù)焊用于低合金鋼的焊接正逐步增多?；钚詺怏w保護(hù)焊，由于保護(hù)氣體有一定的氧化性，應(yīng)適當(dāng)提高焊絲中Si、Mn等脫氧元素的含量，其它成分可以與母材一致，也可以有所差別。焊接高強(qiáng)鋼時(shí)，焊縫中C的含量通常低于母材，Mn的含量則應(yīng)高于母材。為了改善低溫韌性，焊縫中Si的含量不宜過(guò)高。75鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.2焊接材料選用75鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.2焊接材料選用4.2.3氣體保護(hù)焊對(duì)焊絲的要求CO2焊焊絲CO2是活性氣體，主要用于焊低碳鋼與低合金鋼。由于具有較強(qiáng)的氧化性，因此CO2焊所用焊絲必須含有較高的Mn、Si等脫氧元素。CO2焊通常采用C-Mn-Si系焊絲。76鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.2焊接材料選用76鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.3焊接坡口和焊接接頭設(shè)計(jì)4.3.1坡口設(shè)計(jì)壓力容器中的焊接接頭焊縫，當(dāng)壁厚較大時(shí)均應(yīng)開(kāi)設(shè)坡口。目的是為了使焊縫全部焊透和減小或避免焊接缺陷，保證焊接質(zhì)量。77鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.3焊接坡口和焊接接頭設(shè)計(jì)77鄭州大學(xué)化壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.3焊接坡口和焊接接頭設(shè)計(jì)4.3.1坡口設(shè)計(jì)典型焊接坡口各部分名稱(chēng)78鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.3焊接坡口和焊接接頭設(shè)計(jì)78鄭州大學(xué)化壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.3焊接坡口和焊接接頭設(shè)計(jì)4.3.1坡口設(shè)計(jì)常用對(duì)接接頭坡口型式79鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.3焊接坡口和焊接接頭設(shè)計(jì)79鄭州大學(xué)化壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.3焊接坡口和焊接接頭設(shè)計(jì)4.3.1坡口設(shè)計(jì)焊接坡口主要結(jié)構(gòu)參數(shù)坡口角度α鈍邊高度p根部間隙bα的作用是使焊條或焊絲便于伸到坡口底部并作必要的擺動(dòng)和偏移，以便獲得良好的熔合，便于脫渣和清渣。鈍邊p的作用是防止燒穿和熔化金屬流失。間隙b是為了保證焊透。80鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.3焊接坡口和焊接接頭設(shè)計(jì)80鄭州大學(xué)化壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.3焊接坡口和焊接接頭設(shè)計(jì)4.3.1坡口設(shè)計(jì)焊接坡口應(yīng)根據(jù)圖樣要求或工藝條件選用標(biāo)準(zhǔn)坡口或自行設(shè)計(jì)選擇坡口形式和尺寸應(yīng)考慮下列因素焊接方法焊縫填充金屬盡量少避免產(chǎn)生缺陷減少焊接殘余變形與應(yīng)力有利于焊接防護(hù)焊工操作方便復(fù)合鋼板的坡口應(yīng)有利于減少過(guò)渡焊縫金屬的稀釋率81鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.3焊接坡口和焊接接頭設(shè)計(jì)81鄭州大學(xué)化壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.3焊接坡口和焊接接頭設(shè)計(jì)4.3.1坡口設(shè)計(jì)相對(duì)其它焊接工藝規(guī)范參數(shù)，焊接坡口與制造單位的實(shí)際情況和經(jīng)驗(yàn)有著更密切聯(lián)系，坡口變化并不影響焊接接頭的力學(xué)性能，各制造廠幾乎都有坡口企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，不應(yīng)強(qiáng)求采用標(biāo)準(zhǔn)坡口或圖樣中坡口。82鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.3焊接坡口和焊接接頭設(shè)計(jì)82鄭州大學(xué)化壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.3焊接坡口和焊接接頭設(shè)計(jì)4.3.1坡口設(shè)計(jì)坡口標(biāo)準(zhǔn)GB/T985.1-2008《氣焊、焊條電弧焊、氣體保護(hù)焊和高能束焊的推薦坡口》GB/T985.2-2008《埋弧焊的推薦坡口》GB/T985.3-2008《鋁及鋁合金氣體保護(hù)焊的推薦坡口》GB/T985.4-2008《鋁及鋁合金氣體保護(hù)焊的推薦坡口》GB/T985.5-2008《復(fù)合鋼的推薦坡口》HG20583-2011《鋼制化工容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)定》上述標(biāo)準(zhǔn)中所列坡口形式和尺寸都是可行的，確保焊接接頭與母材等強(qiáng)，但不一定是最佳的，最佳的焊接坡口是根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)并結(jié)合制造單位的實(shí)際條件確定。83鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.3焊接坡口和焊接接頭設(shè)計(jì)83鄭州大學(xué)化壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.3焊接坡口和焊接接頭設(shè)計(jì)4.3.1坡口設(shè)計(jì)單就操作而言，坡口越小，耗用焊接材料越少，生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益越高。因?yàn)樘畛浣饘俚亩嗌僦苯尤Q于坡口截面，坡口越大，填充金屬越多，焊接時(shí)間也就越長(zhǎng)。同時(shí)大的坡口會(huì)引起較大的焊接變形和殘余應(yīng)力，耗用矯正工時(shí)。84鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.3焊接坡口和焊接接頭設(shè)計(jì)84鄭州大學(xué)化壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.3焊接坡口和焊接接頭設(shè)計(jì)4.3.1坡口設(shè)計(jì)焊接方法首先決定是否需要開(kāi)坡口電渣焊不需開(kāi)坡口。焊條電弧焊由于其熔深較淺，厚度大于2mm的鋼板就要開(kāi)坡口。埋弧焊其熔深大，一般10mm以下鋼板雙面焊可以不開(kāi)坡口。85鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.3焊接坡口和焊接接頭設(shè)計(jì)85鄭州大學(xué)化壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.3焊接坡口和焊接接頭設(shè)計(jì)4.3.1坡口設(shè)計(jì)焊接方法首先決定是否需要開(kāi)坡口坡口尺寸也與焊接方法有關(guān)焊條電弧焊與氣體保護(hù)焊相比，前者坡口角度應(yīng)大些。因?yàn)楹笚l電弧焊的焊條較粗，且焊縫表面有較厚的熔渣層，較大的坡口便于焊條深入坡口底部，也便于脫渣和清渣。氣體保護(hù)焊時(shí)，焊縫表面無(wú)熔渣，焊絲直徑也較小，故坡口角度可開(kāi)小些。熔化極氣體保護(hù)焊的V形坡口角度一般可取45～50°，而焊條電弧焊的V形坡口角度一般要≥60°。86鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.3焊接坡口和焊接接頭設(shè)計(jì)86鄭州大學(xué)化壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.3焊接坡口和焊接接頭設(shè)計(jì)4.3.1坡口設(shè)計(jì)在焊接方法一定時(shí)，坡口的形狀和尺寸主要決定于板厚的大小。板厚由小到大，應(yīng)依次分別采用V形、X形和U形等坡口。這樣可以減少焊接材料用量，利于控制焊接變形。87鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.3焊接坡口和焊接接頭設(shè)計(jì)87鄭州大學(xué)化壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.3焊接坡口和焊接接頭設(shè)計(jì)4.3.1坡口設(shè)計(jì)焊件的材料不同，對(duì)坡口的形狀和尺寸要求也有差異。低碳鋼對(duì)焊接熱循環(huán)不敏感，可以采用高線能量的焊接規(guī)范參數(shù)，為便于操作，坡口截面應(yīng)大些。鉻鎳奧氏體不銹鋼，對(duì)焊接熱循環(huán)敏感性大，要求采用小線能量焊接，其坡口應(yīng)盡量小些，以避免焊接熱的多次作用。鎳及鎳合金焊接時(shí)其熔池液體粘度較大，流動(dòng)性差，熔深淺，焊接過(guò)程中易出現(xiàn)夾渣和未熔合等缺陷，故其坡口角度應(yīng)適當(dāng)加大，根部鈍邊適當(dāng)減小，其V形坡口角度一般為70～80°。88鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.3焊接坡口和焊接接頭設(shè)計(jì)88鄭州大學(xué)化壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.3焊接坡口和焊接接頭設(shè)計(jì)4.3.1坡口設(shè)計(jì)GB150.4-2011對(duì)坡口要求6.3坡口坡口應(yīng)符合下列要求:a) 坡口表面不得有裂紋、分層、夾雜等缺陷;b) 標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值Rm≥540MPa的低合金鋼材及Cr-Mo低合金鋼材經(jīng)熱切割的坡口表面，加工完成后應(yīng)按JB/T4730.4行磁粉檢測(cè)，Ⅰ級(jí)合格;C)施焊前，應(yīng)清除坡口及其母材兩側(cè)表面20mm范圍內(nèi)（以離坡口邊緣的距離計(jì)）的氧化皮、油污、熔渣及其它有害雜質(zhì)。89鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.3焊接坡口和焊接接頭設(shè)計(jì)89鄭州大學(xué)化壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.3.2焊接接頭設(shè)計(jì)壓力容器焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，為做到合理地選擇焊接接頭的類(lèi)型，應(yīng)綜合考慮如下因素：設(shè)計(jì)要求：保證接頭滿(mǎn)足使用要求。焊接和無(wú)損檢測(cè)的難易與焊接變形：操作容易實(shí)現(xiàn)，焊接應(yīng)力小，變形能夠控制。焊接成本：接頭準(zhǔn)備和施工時(shí)費(fèi)用低，經(jīng)濟(jì)性好。施工條件：制造施工單位具備完成施工要求所需的技術(shù)、人員和設(shè)備條件。90鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.3.2焊接接頭設(shè)計(jì)90鄭州大學(xué)化工設(shè)備壓力容器焊接設(shè)計(jì)焊接接頭的分類(lèi):GB150-2011規(guī)定容器受壓元件之間的焊接接頭分為A、B、C，D四類(lèi)，非受壓元件與受壓元件的連接接頭為E類(lèi)焊接接頭。如圖：91鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接設(shè)計(jì)焊接接頭的分類(lèi):91鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.3.2焊接接頭設(shè)計(jì)A、B類(lèi)接頭壓力容器上的A、B類(lèi)焊接接頭，主要是殼體上的縱、環(huán)向?qū)咏宇^，是受壓殼體上的主承力焊接接頭，這類(lèi)接頭要求采用全焊透結(jié)構(gòu)，應(yīng)盡量采用雙面焊的全焊透對(duì)接接頭。如因結(jié)構(gòu)尺寸限制，只能從單面焊接時(shí)，也可采用單面坡口的接頭，但必須保證能形成相當(dāng)于雙面焊的全焊透對(duì)接接頭。采用氬弧焊之類(lèi)的焊接工藝完成全熔透的打底焊道，或在焊縫背面加襯板來(lái)確保焊縫根部完全熔透或成形良好。92鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.3.2焊接接頭設(shè)計(jì)92鄭州大學(xué)化工設(shè)備壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.3.2焊接接頭設(shè)計(jì)A、B類(lèi)接頭當(dāng)對(duì)接接頭兩側(cè)壁厚不等，較薄殼壁厚度不大于10mm時(shí)，厚度差大于3mm；較薄殼壁厚度大于10mm時(shí)，厚度差大于較薄殼壁厚度的30%，則應(yīng)將較厚殼壁接頭邊緣削薄，其斜度至少為1：3。為避免相鄰焊接接頭焊接殘余應(yīng)力的疊加和熱影響區(qū)的重疊，壓力容器上的A類(lèi)或B類(lèi)接頭之間的距離至少應(yīng)為壁厚的3倍，且不小于100mm。同時(shí)不應(yīng)采用十字焊縫，且A、B類(lèi)接頭及其附近不得開(kāi)設(shè)管孔。若因管子密集必須開(kāi)在A、B類(lèi)接頭上時(shí)，則要求開(kāi)孔部位焊縫作100%射線或超聲波探傷，對(duì)超標(biāo)缺陷妥善處理后再焊接接管。93鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.3.2焊接接頭設(shè)計(jì)93鄭州大學(xué)化工設(shè)備壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.3.2焊接接頭設(shè)計(jì)A、B類(lèi)接頭容器筒身和封頭上的A、B類(lèi)接頭均應(yīng)布置在不直接受局部彎曲應(yīng)力作用的部位。若受壓部件在載荷作用下發(fā)生彎曲而使焊縫根部受到彎曲應(yīng)力作用，則不應(yīng)采用單面對(duì)接接頭或直角填充焊縫。A、B類(lèi)對(duì)接接頭均應(yīng)按GB150的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行局部或全部射線或超聲波探傷檢查。其中A類(lèi)接頭中的圓筒縱焊縫還應(yīng)按GB150的要求作焊接試件，作為焊接質(zhì)量的實(shí)際見(jiàn)證，除圖樣規(guī)定制作見(jiàn)證環(huán)外，B類(lèi)接頭則一般不作焊接試件。94鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.3.2焊接接頭設(shè)計(jì)94鄭州大學(xué)化工設(shè)備壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.3.2焊接接頭設(shè)計(jì)C類(lèi)接頭C類(lèi)接頭以用于法蘭與筒身或接管的連接為最多。法蘭的厚度是按所加彎矩進(jìn)行剛度和強(qiáng)度計(jì)算確定的，因此比殼體或接管的壁厚大得多。對(duì)于這類(lèi)接頭不必要求采用全焊透結(jié)構(gòu)形式，而允許采用局部焊透的T形接頭，低壓容器中的小直徑法蘭甚至可采用不開(kāi)坡口的角焊縫連接，但必須在法蘭內(nèi)外兩面進(jìn)行封焊，這樣既可防止法蘭的焊接變形，又可保證法蘭所要求的剛度。95鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.3.2焊接接頭設(shè)計(jì)95鄭州大學(xué)化工設(shè)備壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.3.2焊接接頭設(shè)計(jì)C類(lèi)接頭對(duì)于平封頭，管板與筒身相接的C類(lèi)接頭，因工作應(yīng)力較高，應(yīng)力狀態(tài)較復(fù)雜，應(yīng)采用全焊透角接接頭或?qū)咏宇^，并提出探傷要求，搭接、角接焊縫不采用。

為減小角焊縫趾部位的應(yīng)力集中，角焊縫表面可按要求加工成圓角、圓角半徑最小為0.25倍圓筒殼或接管壁厚，且不小于4.5mm。96鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.3.2焊接接頭設(shè)計(jì)96鄭州大學(xué)化工設(shè)備壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.3.2焊接接頭設(shè)計(jì)D類(lèi)接頭在壓力容器和鍋爐等過(guò)程設(shè)備中，D類(lèi)接頭主要是接管與殼體和補(bǔ)強(qiáng)圈與殼體間的連接焊縫，其受力狀況差，且較A、B類(lèi)接頭復(fù)雜，在載荷作用下會(huì)產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中。在壁厚較大時(shí)，D類(lèi)接頭的拘束度相當(dāng)大，故焊接殘余應(yīng)力亦較大，易產(chǎn)生裂紋之類(lèi)的缺陷，對(duì)于承受交變載荷的壓力容器、低溫壓力容器、厚壁壓力容器和高強(qiáng)鋼制壓力容器的不利影響更為顯著。97鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.3.2焊接接頭設(shè)計(jì)97鄭州大學(xué)化工設(shè)備壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.3.2焊接接頭設(shè)計(jì)D類(lèi)接頭一般情況下，開(kāi)孔直徑越大，對(duì)容器安全性的不利影響也越大，而且接管與殼體的連接結(jié)構(gòu)不同，其不利影響程度也不同。壓力容器中常見(jiàn)的D類(lèi)接頭形式有插入式接管T形接頭，安放式接管和凸緣的角接接頭等。其中插入式接管T形接頭又分為帶補(bǔ)強(qiáng)圈和不常補(bǔ)強(qiáng)圈T形接頭等形式。98鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.3.2焊接接頭設(shè)計(jì)98鄭州大學(xué)化工設(shè)備壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.3.2焊接接頭設(shè)計(jì)D類(lèi)接頭插入式接管T形接頭接管壁厚的區(qū)別厚壁式接頭其接管區(qū)的應(yīng)力集中系數(shù)顯著低于薄壁式，有利于抗裂性的提高，工作可靠性大為改善，適用于較高工作壓力和高強(qiáng)度鋼殼體。

接管插入殼內(nèi)程度的區(qū)別在接管壁厚相同時(shí)，伸出式較平頭式接管的應(yīng)力集中要緩和一些，抗裂性有一定程度的改善。局部焊透的接頭在其未焊透處的焊根部會(huì)產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中，也易于形成裂紋等焊接缺陷，其工作可靠性不如全焊透結(jié)構(gòu)好。

99鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.3.2焊接接頭設(shè)計(jì)99鄭州大學(xué)化工設(shè)備壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.3.2焊接接頭設(shè)計(jì)D類(lèi)接頭插入式接管T形接頭帶補(bǔ)強(qiáng)圈與不帶補(bǔ)強(qiáng)圈的區(qū)別補(bǔ)強(qiáng)圈主要用于對(duì)殼體開(kāi)孔削弱的補(bǔ)強(qiáng)作用，但同時(shí)也使T形接頭的焊縫厚度的增加了一倍。不僅加大了焊接工作量，而且還提高了接頭的拘束度，使焊接缺陷的形成幾率明顯增高。無(wú)法進(jìn)行射線或超聲波探傷檢查，焊接質(zhì)量較難控制。補(bǔ)強(qiáng)圈與殼體間很難做到緊密貼合，在溫度較高時(shí)兩者間存在較大的熱膨脹差，使補(bǔ)強(qiáng)區(qū)產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力，抗疲勞性差。

在各種插入的接管接頭中，全焊透的插入式接管T形接頭工作可靠性最好，使用壽命最長(zhǎng)。100鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.3.2焊接接頭設(shè)計(jì)100鄭州大學(xué)化工設(shè)壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.3.2焊接接頭設(shè)計(jì)E類(lèi)接頭支座和各種內(nèi)件等非受壓元件與受壓殼體間相連的E類(lèi)接頭，一般是采用搭接或角接接頭。支座等元件不承受介質(zhì)的壓力載荷，但要承受重力或其它機(jī)械載荷，其接頭的焊接與檢驗(yàn)要求可視元件具體受力情況區(qū)別對(duì)待。立式容器裙座與封頭間的搭接接頭、對(duì)接接頭和球罐與其支柱間的搭接接頭吊耳、支架和角撐等附件與殼體的連接接頭加強(qiáng)筋等無(wú)強(qiáng)度要求的連接接頭厚壁殼體上的E類(lèi)接頭要注意產(chǎn)生層狀撕裂的可能101鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.3.2焊接接頭設(shè)計(jì)101鄭州大學(xué)化工設(shè)壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.4焊后熱處理4.4.1壓力容器焊后熱處理及其目的焊后熱處理是指為改善焊接接頭的組織和性能，消除焊接殘余應(yīng)力等影響，將焊接接頭及其鄰近局部在金屬相變點(diǎn)以下均勻加熱到足夠高的溫度，并保持一定的時(shí)間，然后緩慢冷卻的過(guò)程。102鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.4焊后熱處理102鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.4焊后熱處理4.4.1壓力容器焊后熱處理及其目的焊后熱處理的目的焊后熱處理可以松弛焊接殘余應(yīng)力，軟化淬硬區(qū)，改變組織形態(tài)，減少含氫量，尤其是提高某些鋼種的沖擊韌性，改善力學(xué)性能。如果焊后熱處理的溫度過(guò)高或保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，反而會(huì)使焊縫金屬中碳化物聚集、粗化，或脫碳層厚度增加，從而造成力學(xué)性能、蠕變強(qiáng)度及缺口韌性的下降。103鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.4焊后熱處理103鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.4焊后熱處理4.4.2需要進(jìn)行焊后熱處理的條件容器的焊后熱處理需要大型熱處理裝備，消耗大量能源。所以，應(yīng)綜合考慮容器的安全性與經(jīng)濟(jì)性，科學(xué)設(shè)定是否需要進(jìn)行焊后熱處理。由于影響因素較多，尚難判斷將焊接應(yīng)力限制在什么水平是適宜的。焊接應(yīng)力的大小一般與材質(zhì)、鋼材厚度、預(yù)熱溫度三個(gè)因素有關(guān)。104鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.4焊后熱處理104鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.4焊后熱處理4.4.2需要進(jìn)行焊后熱處理的條件影響焊接應(yīng)力的大小的因素材質(zhì)隨著鋼材強(qiáng)度級(jí)別的提高及合金含量的增加，其焊接性變差，在相同的焊接工藝條件下易產(chǎn)生焊接缺陷。鋼材厚度鋼材厚度越大則意味著焊縫越深，焊縫冷卻后收縮的傾向越強(qiáng)；且剛性增大，抵抗局部收縮變形的能力越強(qiáng)，從而產(chǎn)生較大的焊接殘余應(yīng)力。預(yù)熱溫度焊前預(yù)熱可減緩焊縫部位與其它部位的溫度梯度，能減緩高峰值焊接應(yīng)力的產(chǎn)生。105鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.4焊后熱處理105鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.4焊后熱處理4.4.2需要進(jìn)行焊后熱處理的條件GB150等標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)各種材質(zhì)、厚度以及預(yù)熱溫度設(shè)定壓力容器需進(jìn)行焊后熱處理的條件8.2.2容器及其受壓元件符合下列條件之一者，應(yīng)進(jìn)行焊后熱處理，焊后熱處理應(yīng)包括受壓元件間及其與非受壓元件的連接焊縫。當(dāng)制訂熱處理技術(shù)要求時(shí)，除滿(mǎn)足以下規(guī)定外，還應(yīng)采取必要的措施，避免由于焊后熱處理導(dǎo)致的再熱裂紋。8.2.2.1焊接接頭厚度符合表5規(guī)定者。（表5略）8.2.2.2圖樣注明有應(yīng)力腐蝕的容器。8.2.2.3用于盛裝毒性為極度或高度危害介質(zhì)的碳素鋼、低合金鋼制容器。8.2.2.4當(dāng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或圖樣另有規(guī)定時(shí)。106鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.4焊后熱處理106鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)4.壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.4焊后熱處理8.2.3對(duì)于異種鋼材之間的焊接接頭，按熱處理要求高者確定是否進(jìn)行焊后熱處理。8.2.4當(dāng)需對(duì)奧氏體型不銹鋼、奧氏體-鐵素體型不銹鋼進(jìn)行焊后熱處理時(shí)，按設(shè)計(jì)文件規(guī)定。8.2.5除設(shè)計(jì)文件另有規(guī)定，奧氏體型不銹鋼、奧氏體-鐵素體型不銹鋼的焊接接頭可不進(jìn)行熱處理。對(duì)工程上常見(jiàn)的低溫鋼板、低溫鍛件適用高于其使用溫度下限的情況，GB150.4表5根據(jù)設(shè)計(jì)溫度不同，對(duì)這部分材料給出了不同要求，以在保證焊接容器及其受壓元件本質(zhì)安全的前提下合理降低制造成本。107鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所4.壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.4焊后熱處理107鄭州大學(xué)化工設(shè)備壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.4.3焊后熱處理的方法爐內(nèi)整體熱處理將工件整體放入爐內(nèi)加熱的方法稱(chēng)為爐內(nèi)整體熱處理。由于工件在爐內(nèi)受熱均勻，溫度及升降溫速度易于控制，效果好，在可能條件下宜優(yōu)先選用。依據(jù)工件大小、形狀的不同，熱處理爐分為箱式、井式數(shù)種，并配有完善的溫控系統(tǒng)?？刹捎萌加?、燃?xì)饣螂娂訜帷?.2.6焊后熱處理要求8.2.6.1制造單位應(yīng)按設(shè)計(jì)文件和標(biāo)準(zhǔn)的要求在熱處理前編制熱處理工藝。8.2.6.2不得使用燃煤爐進(jìn)行焊后熱處理。8.2.6.3熱處理裝置（爐）應(yīng)配有自動(dòng)記錄溫度曲線的測(cè)溫儀表，并能自動(dòng)繪制熱處理的時(shí)間與工作壁溫關(guān)系的曲線。108鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.4.3焊后熱處理的方法108鄭州大學(xué)化壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.4.3焊后熱處理的方法分段爐內(nèi)熱處理工件過(guò)長(zhǎng)，受加熱爐尺寸的限制，只能采取分段的方法進(jìn)行熱處理。分段爐內(nèi)熱處理有兩大技術(shù)關(guān)鍵：一是確定工件重復(fù)加熱的長(zhǎng)度，另一是工件裸露在爐外部分的保溫措施。分段熱處理時(shí)，由于靠近爐門(mén)部分和爐內(nèi)部分的溫度存在差異，對(duì)于容器裸露在爐外的部分，必須采取適宜的保溫措施，以避免容器爐內(nèi)與爐外溫度梯度過(guò)大。分段爐內(nèi)熱處理只要措施得當(dāng)，可以認(rèn)為能達(dá)到爐內(nèi)整體熱處理同樣的效果。109鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接設(shè)計(jì)109鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.4焊后熱處理4.4.3焊后熱處理的方法局部熱處理常用的局部熱處理裝置為紅外線高溫陶瓷電加熱器，它是由耐熱陶瓷片用加熱電阻絲串聯(lián)而成，具有易彎曲、折疊及對(duì)工件外形適用性廣等優(yōu)點(diǎn)。既可用于焊后熱處理，也可用于焊前預(yù)熱及消氫。局部熱處理的技術(shù)關(guān)鍵在于加熱裝置要有足夠的功率和準(zhǔn)確的溫控系統(tǒng)、足夠的加熱寬度以及適宜的保溫措施。110鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.4焊后熱處理110鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.4焊后熱處理4.4.3焊后熱處理的方法現(xiàn)場(chǎng)熱處理現(xiàn)場(chǎng)熱處理亦稱(chēng)整體爐外焊后熱處理。壓力容器由于制造或運(yùn)輸?shù)脑蛟谑褂矛F(xiàn)場(chǎng)組焊，如高塔、球罐等，這些設(shè)備需進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)熱處理。整體爐外焊后熱處理，是將壓力容器的殼體作為高溫加熱爐的爐體，在容器殼體內(nèi)部加熱，殼體外部用絕熱材料保溫。加熱的方式有燃油、燃?xì)狻㈦娂訜峒案邷責(zé)煔饧訜岬?，其中燃油法?yīng)用得最為普遍。燃油法一般由供油、測(cè)溫、控制、風(fēng)路等多個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成，熱處理前依據(jù)燃油、容器、絕熱材料的具體情況進(jìn)行必要的熱工計(jì)算。111鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.4焊后熱處理111鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.5預(yù)熱、層間溫度和后熱預(yù)熱可以降低焊接接頭冷卻速度，防止母材和熱影響區(qū)產(chǎn)生裂紋、減少焊接變形，降低焊接區(qū)的殘余應(yīng)力。通過(guò)工藝焊接性能試驗(yàn)確定的不產(chǎn)生冷裂紋的預(yù)熱溫度，當(dāng)用于實(shí)際產(chǎn)品時(shí)，考慮到現(xiàn)場(chǎng)施焊與試驗(yàn)室試驗(yàn)差異，一般都要再增加50℃。當(dāng)結(jié)構(gòu)拘束度較大或環(huán)境溫度較低等條件下還要適當(dāng)增加預(yù)熱溫度。預(yù)熱常常惡化勞動(dòng)條件，使生產(chǎn)工藝復(fù)雜化，過(guò)高的預(yù)熱溫度還會(huì)降低接頭韌性。因此，焊前是否需要預(yù)熱和預(yù)熱溫度的確定要認(rèn)真對(duì)待。112鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.5預(yù)熱、層間溫度和后熱112鄭州大學(xué)化壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.5預(yù)熱、層間溫度和后熱層間溫度相當(dāng)于預(yù)熱，當(dāng)不要求預(yù)熱時(shí)，層間溫度應(yīng)加以控制；而要求預(yù)熱時(shí)，應(yīng)控制層間溫度不得低于預(yù)熱溫度。后熱的目的是加快焊接接頭中氫的逸出，是防止焊接冷裂紋的有效措施。后熱應(yīng)在焊后立即進(jìn)行，后熱溫度與鋼材有關(guān)，但一般為200~350℃。溫度太低，消氫效果不明顯；溫度過(guò)高，若超出馬氏體轉(zhuǎn)變終了溫度則容易在焊接接頭中保留殘存的馬氏體組織。113鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所壓力容器焊接設(shè)計(jì)4.5預(yù)熱、層間溫度和后熱113鄭州大學(xué)化焊接變形與焊接應(yīng)力

（焊接殘余變形與焊接殘余應(yīng)力）114焊接變形與焊接應(yīng)力

（焊接殘余變形與焊接殘余應(yīng)力）114焊接變形與焊接應(yīng)力焊接變形與焊接應(yīng)力的產(chǎn)生焊接是一種局部加熱過(guò)程。熔池冷卻凝固成為焊縫后將繼續(xù)冷卻到環(huán)境溫度。隨著溫度的變化，體積相應(yīng)發(fā)生變化，即局部的膨脹和收縮。焊件局部膨脹和收縮，會(huì)引起焊件的變形。當(dāng)上述局部體積變化受到限制，就造成焊件內(nèi)的應(yīng)力。在焊后殘留于工件的變形和應(yīng)力稱(chēng)為殘余變形和殘余應(yīng)力。115鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所焊接變形與焊接應(yīng)力焊接變形與焊接應(yīng)力的產(chǎn)生115鄭州大學(xué)化工焊接變形與焊接應(yīng)力5.1焊接殘余變形5.1.1焊接變形的種類(lèi)縱向（沿焊縫方向）和橫向（垂直于焊縫方向）變形是焊接變形的最基本形式角變形，亦稱(chēng)轉(zhuǎn)角變形116鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所焊接變形與焊接應(yīng)力5.1焊接殘余變形116鄭州大學(xué)化工設(shè)備焊接變形與焊接應(yīng)力5.1.1焊接變形的種類(lèi)彎曲變形波浪變形扭曲變形，亦稱(chēng)螺旋變形117鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所焊接變形與焊接應(yīng)力5.1.1焊接變形的種類(lèi)117鄭州大學(xué)化焊接變形與焊接應(yīng)力5.1.2影響變形量的因素一般情況下，線膨脹系數(shù)大的材料，焊縫收縮量也大。鋁、奧氏體不銹鋼的線膨脹系數(shù)都比低碳鋼大，焊后殘余變形量也就大。焊件剛性越大則變形量越小。多層焊時(shí)，第一層引起的收縮量最大，第二層的收縮量只有第一層的20%，以后逐層減小。用夾具固定焊時(shí)，焊接變形可較自由狀態(tài)下減少40～70%。118鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所焊接變形與焊接應(yīng)力5.1.2影響變形量的因素118鄭州大學(xué)焊接變形與焊接應(yīng)力5.1.2影響變形量的因素焊接接頭型式對(duì)角變形的影響符合下述規(guī)律：角變形隨坡口角度增大而增加。V型坡口的角變形大于U型坡口。V型、U型坡口的角變形大于對(duì)稱(chēng)型坡口。具有I型坡口特點(diǎn)的電渣焊焊縫、窄間隙焊焊縫、等離子弧焊等焊縫，其角變形都很小。單層自動(dòng)弧焊的熔深大，焊縫上、下寬度相差不大，故其角變形較手弧焊為小。119鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所焊接變形與焊接應(yīng)力5.1.2影響變形量的因素119鄭州大學(xué)焊接變形與焊接應(yīng)力5.1.3減少焊接變形的措施設(shè)計(jì)方面盡量減少焊縫數(shù)量、焊縫長(zhǎng)度和焊縫截面積；使結(jié)構(gòu)中所有焊縫盡量對(duì)稱(chēng)于中性軸布置；結(jié)構(gòu)上便于施焊時(shí)采用胎模夾具固定；合理設(shè)計(jì)角焊縫焊角尺寸。120鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所焊接變形與焊接應(yīng)力5.1.3減少焊接變形的措施120鄭州大焊接變形與焊接應(yīng)力5.1.3減少焊接變形的措施工藝方面反變形法121鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所焊接變形與焊接應(yīng)力5.1.3減少焊接變形的措施121鄭州大焊接變形與焊接應(yīng)力5.1.3減少焊接變形的措施工藝方面剛性?shī)A持進(jìn)行焊接

利用夾具剛性固定焊件進(jìn)行焊接設(shè)置臨時(shí)拉桿提高焊件剛性?xún)蓚€(gè)相同焊件相互點(diǎn)固后再行焊接122鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所焊接變形與焊接應(yīng)力5.1.3減少焊接變形的措施122鄭州大焊接變形與焊接應(yīng)力5.1.3減少焊接變形的措施工藝方面選用合適的焊接方法和焊接順序，以減少焊件受熱123鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計(jì)研究所焊接變形與焊接應(yīng)力5.1.3減少焊接變形的措施123鄭州大焊接變形與焊接應(yīng)力5.1.3減少焊接變形的措施焊后矯形當(dāng)采用上述措施后焊接變形仍較大時(shí)，則應(yīng)根據(jù)焊件設(shè)計(jì)要求考慮進(jìn)行焊后矯形。矯形的方法有機(jī)械法和火焰法，機(jī)械法可用校平機(jī)、壓力機(jī)、卷板機(jī)、錘擊等。在選用矯形方法時(shí)，要特別注意鋼種。對(duì)耐腐蝕設(shè)備不宜用錘擊以防止應(yīng)力腐蝕。對(duì)具有晶間腐蝕傾向的18-8不銹鋼和淬硬傾向較大的鋼材不宜用火焰矯形對(duì)冷裂傾向較大的高強(qiáng)鋼要少用機(jī)械法矯形，因此法屬冷塑性變形，易產(chǎn)生硬化。124鄭州大學(xué)化工設(shè)備