開(kāi)工加熱器的焊接工藝評(píng)定

河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)論文PAGEPAGE29摘要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、彎曲性能、耐腐蝕性能、低溫性能、高溫性能等）和焊接接頭外形尺寸等。焊接工藝能否保證產(chǎn)品的焊接質(zhì)量，焊前需要在試件上進(jìn)行驗(yàn)證，這就是廣義的焊接工藝評(píng)定概念。嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，焊接工藝評(píng)定是指為驗(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)。焊接工藝評(píng)定的目的在于驗(yàn)證焊接工藝指導(dǎo)書(shū)的正確性，焊接工藝正確與否的標(biāo)志在于焊接接頭的使用性能是否符合要求。若符合要求，則證明所擬定的焊接工藝是正確的，當(dāng)用于焊接產(chǎn)品時(shí)，則產(chǎn)品的使用性能同樣可以滿足要求。關(guān)鍵詞：焊接焊接質(zhì)量焊接工藝評(píng)定AbstractTheweldingwasmakesthepressurevesseltheimportantcraft,theweldingqualityhasdecidedthemanufacturequalitytoagreatextent.Pressurevesselweldingqualityincludingmanyaspectcontents:Weldedjointoutwardappearance,welddefect,weldingdeformationandstress,weldjointoperationalperformance(mechanicsperformance,curvingperformance,anti-corrosiveperformance,lowtemperatureperformance,hightemperatureperformanceandsoon)andweldjointexternaldimensionsandsoon.Whetherdidtheweldingcraftfrontguaranteetheproducttheweldingquality,weldsneedstocarryontheconfirmationonthetestsample,thisisthegeneralizedweldingcraftstillconcept.Strict,thetestingandtheresultappraisalwhichfortheconfirmationtheweldingcraftevaluationisreferswhichdrawsuptheweldmentweldingcraftaccuracycarrieson.Theweldingcraftevaluationgoalliesintheconfirmationweldingcraftinstructionbooktheaccuracy,theweldingcraftcorrectornotsymbolliesintheweldjointtheoperationalperformancewhetherconformstotherequirement.Ifconformstotherequirement,thenproveddrawsuptheweldingcraftiscorrect,whenusesinweldstheproduct,thentheproductoperationalperformancesimilarlymaysatisfytherequest.Keywords:Weldingweldingqualityweldingcraftevaluation目錄1緒論 42開(kāi)工加熱器的結(jié)構(gòu)分析 42.1開(kāi)工加熱器的結(jié)構(gòu) 52.2開(kāi)工加熱器主要結(jié)構(gòu) 5315CrMoR和16MnR的焊接性分析 63.1金屬焊接性 63.215CrMoR的焊接性 93.316MnR焊接性 104開(kāi)工加熱器的焊接工藝評(píng)定 114.1焊接工藝評(píng)定的目的 124.2焊接工藝評(píng)定的程序 124.3焊接工藝評(píng)定的規(guī)則 134.4開(kāi)工加熱器的焊接工藝評(píng)定 14致謝 26參考文獻(xiàn) 271緒論管殼式換熱器，是一種通用的標(biāo)準(zhǔn)換熱器。在化工生產(chǎn)中被廣泛使用，它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固、制造較容易，處理能力大，適應(yīng)性強(qiáng)，操作彈性較大，尤其在高壓、高溫和大型裝置中使用更為普遍。近年來(lái)，盡管受到了其他新型換熱設(shè)備的挑戰(zhàn)，但反過(guò)來(lái)也促進(jìn)了自身的發(fā)展。在換熱器向高參數(shù)、大型化發(fā)展的今天，管殼式換熱器仍占有身份明顯的優(yōu)勢(shì)地位。固定管板式換熱器，這是使用最為廣泛的一類換熱器。換熱管兩端固定在管板上，管板牢固的焊接在殼體上。在管殼式換熱器中，在相同直徑的情況下，它的換熱面積能達(dá)到較大，制造較簡(jiǎn)單。1)優(yōu)點(diǎn)=1\*GB3①傳熱面積比浮頭式換熱器大20％～30％；=2\*GB3②旁路漏流較??；=3\*GB3③鍛件使用較少，成本低20％以上；=4\*GB3④沒(méi)有內(nèi)漏。2)缺點(diǎn)=1\*GB3①不適用于換熱器與殼程圓筒的熱膨脹變形差很大的場(chǎng)合，管板與管頭之間易產(chǎn)生溫差應(yīng)力而損壞；=2\*GB3②殼程無(wú)法機(jī)械清洗，不適用于殼程易結(jié)垢場(chǎng)合；=3\*GB3③管子腐蝕后造成連同殼體報(bào)廢，殼體部分壽命決定于管子壽命，故設(shè)備壽命相對(duì)較低。3)宜用場(chǎng)合=1\*GB3①設(shè)備需要盡少使用法蘭密封面的場(chǎng)合；=2\*GB3②管殼程金屬溫差不是很大的場(chǎng)合；=3\*GB3③殼程流體清潔，無(wú)需經(jīng)常抽取管束清洗的場(chǎng)合。2開(kāi)工加熱器的結(jié)構(gòu)分析管殼式換熱器，主要由殼體、管束、管板、折流擋板、管箱、封頭等部件組成。管束兩端固定在管板上，管板連同管束都固定在殼體上，封頭、殼體上裝有流體的進(jìn)出口接管。在圓形外殼內(nèi)，裝入平行管束，管束兩端用焊接或脹接的方法固定在管板上，兩塊管板與外管直接焊接，裝有進(jìn)口或出口管的頂蓋用螺栓與外殼兩端法蘭相連。實(shí)際操作時(shí)，一種流體在管束及其相通管箱內(nèi)流動(dòng)，其所經(jīng)過(guò)的路程稱為管程，另一種流體在管束與殼體之間的間隙中流動(dòng)，其所經(jīng)過(guò)的路程成為殼程。為勒提高殼程流體的流速，可在殼體內(nèi)裝設(shè)一定數(shù)目與管束相垂直的折流擋板，這樣既提高殼程流體的流速，同時(shí)又迫使殼程流體遵循規(guī)定的路徑流過(guò)，多次地錯(cuò)流流過(guò)管束，有利于提高傳熱效果。2.1開(kāi)工加熱器的結(jié)構(gòu)開(kāi)工加熱器屬于固定管板式換熱器，其管束兩端的管板與殼體固定連接。開(kāi)工加熱器的結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖1開(kāi)工加熱器結(jié)構(gòu)示意圖2.2開(kāi)工加熱器主要結(jié)構(gòu)1、換熱管與管板的連接結(jié)構(gòu)管板是換熱器中較重要的受壓元件之一。管板主要用來(lái)連接換熱管，同時(shí)將管程和殼程分隔，避免管程和殼程冷熱流體相混合。工程實(shí)踐表明，換熱器在使用過(guò)程中，經(jīng)常出現(xiàn)管板和管子連接處的泄露現(xiàn)象，影響工藝操作的正常進(jìn)行，甚至迫使工廠停工。一旦有爆炸性、放射性或腐蝕性的物質(zhì)泄露，不僅損失產(chǎn)品和熱量，而且還會(huì)危及人身及設(shè)備安全。因此，換熱管與管板的連接結(jié)構(gòu)是否合理、是否能保證良好的緊密性也就顯得非常重要。因此開(kāi)工加熱器的換熱器與管板的連接采用強(qiáng)度焊。換熱管的材質(zhì)是15CrMo,管板材質(zhì)是15CrMo=3\*ROMANIII。2、管箱與接管換熱器內(nèi)流體進(jìn)出的空間稱為管箱，它的作用是使管程的流體均勻地分配與集中。由于清洗、檢查管子時(shí)需拆下管箱，因此管箱結(jié)構(gòu)應(yīng)便于拆裝。管箱及封頭材質(zhì)16MnR，16mm。對(duì)于開(kāi)工加熱器上直徑大于250mm的接管，在其制造過(guò)程中，對(duì)其質(zhì)量也要進(jìn)行控制，以滿足開(kāi)工加熱器的綜合質(zhì)量要求。3、殼程殼體與管板連接根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，殼程殼體也是主要的受壓元件，其質(zhì)量的好壞直接影響產(chǎn)品的整體質(zhì)量。在加工過(guò)程及成品檢查中，對(duì)其質(zhì)量應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格控制。殼程材質(zhì)15CrMoR，22mm。315CrMoR和16MnR的焊接性分析金屬材料經(jīng)過(guò)焊接加工，形成焊接接頭而實(shí)現(xiàn)材料的連接。在具體的焊接條件下，有的金屬容易焊接，有的就難于焊接。而且，經(jīng)過(guò)焊接加工所獲得的焊接接頭質(zhì)量，有的優(yōu)良，有的低劣。所制造出來(lái)的焊接結(jié)構(gòu)產(chǎn)品，是否滿足使用性能的要求？例如，在氣密性、耐蝕性、耐磨性等方面，能否達(dá)到有關(guān)的技術(shù)指標(biāo)要求？以上這些情況，都反應(yīng)了金屬材料焊接性的優(yōu)劣。應(yīng)當(dāng)指出的是，金屬材料的焊接性和具體的焊接工藝有關(guān)。隨著新型焊接方法的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，曾經(jīng)難于焊接的金屬材料，現(xiàn)在也可以獲得質(zhì)量?jī)?yōu)良的焊接接頭及焊接結(jié)構(gòu)產(chǎn)品?！に裕附有允墙饘俨牧系闹匾阅苤笜?biāo)之一。在新材料的研制開(kāi)發(fā)、新工藝的科學(xué)研究及新型焊接結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的投產(chǎn)準(zhǔn)備等工作中，都應(yīng)進(jìn)行相關(guān)的焊接性試驗(yàn)。也就是應(yīng)當(dāng)對(duì)具體焊接工藝條件下金屬材料焊接性進(jìn)行試驗(yàn)及評(píng)定，以確保獲得優(yōu)質(zhì)的焊接質(zhì)量以及滿足使用條件技術(shù)要求的焊接結(jié)構(gòu)產(chǎn)品。3.1金屬焊接性（一）金屬焊接性定義根據(jù)GB/T3375-1994《焊接術(shù)語(yǔ)》關(guān)于焊接性的定義是：“材料在限定的施工條件下焊接成規(guī)定設(shè)計(jì)要求的構(gòu)件，并滿足預(yù)定服役要求的能力。焊接性受材料、焊接方法、構(gòu)件類型及使用要求四個(gè)因素的影響”。從材料焊接性定義可以看出：焊接性是材料對(duì)于焊接加工的適用性，以及使用條件下的可靠性。所以材料的焊接性可以分為：工藝焊接性和使用焊接性。1、工藝焊接性材料的工藝焊接性是在一定的焊接工藝條件下，材料能否獲得無(wú)缺陷的、優(yōu)質(zhì)的焊接接頭的能力。對(duì)于一般的熔焊工藝，其焊接過(guò)程都要經(jīng)歷加熱、熔化、冶金反應(yīng)以及隨后的凝固、冷卻過(guò)程。因此工藝焊接性又可以分為“熱焊接性”和“冶金焊接性”兩項(xiàng)內(nèi)容。熱焊接性是指焊接熱過(guò)程對(duì)于金屬材料加熱、熔化的影響情況以前預(yù)熱、焊后緩冷，或者采用風(fēng)冷、水冷墊板等工藝措施，就是為了改善和調(diào)整材料的熱焊接性。冶金焊接性是指焊接高溫條件下，熔滴及熔池液態(tài)金屬與焊接區(qū)內(nèi)的氣相、熔渣相之間發(fā)生冶金反應(yīng)以及對(duì)于焊縫性能和產(chǎn)生缺陷的影響程度。焊接冶金過(guò)程中的合金元素氧化、還原、蒸發(fā)，影響焊縫金屬的化學(xué)成分及組織性能。焊接區(qū)內(nèi)的氧、氮及對(duì)于材料的焊接熱影響區(qū)組織性能變化、產(chǎn)生缺陷的影響程度等。例如，有的材料對(duì)于焊接熱輸入量敏感，容易造成燒穿，有的材料容易造成晶粒粗大以及發(fā)生組織性能變化等。金屬材料本身的物理性能決定了熱焊接性的優(yōu)劣。此外，正確的選擇焊接方法，合理地確定焊接熱輸入量，也是改善和調(diào)整材料熱焊接性的重要措施。例如，通過(guò)采用高線能量密度的焊接方法、縮短加熱時(shí)間，采用熱輸入小的焊接參數(shù)等措施，達(dá)到改善及調(diào)整熱焊接性的目的。在通常的焊接實(shí)踐中，采用的焊、氫等氣相的溶解和析出，對(duì)于生成氣孔、夾雜等缺陷及焊縫性能有著嚴(yán)重的影響。在焊縫金屬的冷卻過(guò)程中，焊接化學(xué)冶金及物理冶金過(guò)程對(duì)于焊縫金屬的化學(xué)成分及組織性能、接頭應(yīng)力狀態(tài)、氣孔及裂紋等缺陷的敏感性等方面，都有著重要的影響。金屬材料本身的化學(xué)成分和組織性能對(duì)于材料的冶金焊接性有著重要的影響。同時(shí)，焊接方法、焊接材料及保護(hù)氣體對(duì)于冶金焊接性也具有重要的影響。例如，研制開(kāi)發(fā)新型材料可以改善材料的冶金焊接性。開(kāi)發(fā)新型焊接材料、新型的焊接方法也是改善冶金焊接性的重要工作。在通常的焊接實(shí)踐中，采用優(yōu)選焊接方法，調(diào)整熔合比，采用合理的焊接參數(shù)及焊縫成形系數(shù)，優(yōu)選焊接材料的類型及規(guī)格等技術(shù)措施也是調(diào)整及改善材料冶金焊接性的重要方法。2、使用焊接性材料的使用焊接性是指焊接接頭或整體焊接結(jié)構(gòu)產(chǎn)品滿足使用性能的程度。其中包括常規(guī)的力學(xué)性能、斷裂韌性、低溫韌性、高溫蠕變、持久強(qiáng)度、疲勞性能以及耐蝕性、耐磨性、氣密性等。總之，焊接結(jié)構(gòu)的使用性能要求非常復(fù)雜，而且也很苛刻。對(duì)于不同的接頭或結(jié)構(gòu)，所要求的使用性能也各不相同。因此焊接技術(shù)必須滿足不同條件下各種使用性能的要求，以確保焊接接頭及結(jié)構(gòu)的使用可靠性。綜上所述，金屬材料的焊接性包括兩方面的內(nèi)容，一是工藝焊接性，就是特定的金屬材料在具體的焊接工藝條件下，形成焊接接頭及焊接結(jié)構(gòu)的結(jié)合性能，以及焊接過(guò)程中形成焊接缺陷的敏感性；二是使用性能，就是特定的金屬材料在具體的焊接工藝條件下，形成焊接接頭及結(jié)構(gòu)適應(yīng)使用要求的能力，這關(guān)系到焊接接頭及結(jié)構(gòu)的使用可靠性。評(píng)定某個(gè)金屬材料的焊接性，正是從這兩個(gè)方面去考核，去分析。評(píng)定焊接性的方法通常是通過(guò)試驗(yàn)進(jìn)行的。（二）金屬焊接性的影響因素在焊接性的定義中，已經(jīng)明確地指出了：“焊接性受材料、焊接方法、構(gòu)件類型及使用要求四個(gè)因素的影響。”（1）材料因素影響焊接性的材料因素包括母材和焊接材料兩個(gè)方面。對(duì)于鋼鐵材料，其化學(xué)成分、冶煉及軋制狀態(tài)、熱處理?xiàng)l件、顯微組織、力學(xué)性能及熱物理性能等，都對(duì)焊接性有重要影響。其中以化學(xué)成分的影響最為重要。因此通常為了提高鋼的某種性能，而加入一些合金元素，其結(jié)果也不同程度地增大了鋼的淬硬傾向及焊接裂紋的敏感性。隨著冶金工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，近年來(lái)開(kāi)發(fā)的CF鋼、Z向鋼、采用控扎控冷技術(shù)的“潔凈鋼”、超細(xì)晶粒鋼等新型材料，對(duì)于鋼材的焊接性都有很大改善。焊條、焊絲、焊劑、保護(hù)氣體等焊接材料直接參與焊接冶金過(guò)程，對(duì)于材料焊接性及焊接質(zhì)量有著重要的影響。因此正確選擇焊接材料至關(guān)重要。開(kāi)發(fā)研制新型的焊接材料時(shí)，必須和材料的焊接性評(píng)定工作緊密配合。只有能夠改善和提高材料焊接性的焊接材料，才能在實(shí)際的焊接工程中得到廣泛作用。（2）工藝因素工藝因素包括采用的焊接方法、焊接參數(shù)、焊接順序，以及預(yù)熱、后熱、焊后熱處理等方面。對(duì)于同一種材料，采用不同的焊接方法及工藝措施，會(huì)表現(xiàn)出不同的材料焊接性。因此開(kāi)發(fā)新型的焊接方法及工藝措施，對(duì)于改善和提高材料的焊接性具有重要的關(guān)鍵作用。（3）結(jié)構(gòu)因素影響材料焊接性的結(jié)構(gòu)因素包括焊接接頭形式、焊接構(gòu)件的類型以及焊縫布置等方面。在焊接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方面，應(yīng)當(dāng)減少焊接量、防止應(yīng)力集中及焊接裂紋的產(chǎn)生。因此在焊接結(jié)構(gòu)及接頭的設(shè)計(jì)方面，采用防止應(yīng)力集中、減小結(jié)構(gòu)應(yīng)力狀態(tài)等技術(shù)措施對(duì)于防止焊接裂紋、改善材料的焊接性是有益的。（4）使用要求因素影響材料焊接性的使用要求因素包括焊接結(jié)構(gòu)的工作溫度、承受的壓力、承受載荷的類別、工作環(huán)境，以及是否有耐蝕性、耐磨性、氣密性等特殊性能的要求等。焊接結(jié)構(gòu)的服役環(huán)境復(fù)雜、服役條件比較苛刻。因此焊接構(gòu)件應(yīng)當(dāng)滿足的使用條件是多種多樣的。例如，工作溫度高，就應(yīng)當(dāng)考慮材料是否回發(fā)生蠕變；工作溫度較低時(shí)，有要注意防止脆性斷裂的發(fā)生；對(duì)于承受動(dòng)載、沖擊、高速運(yùn)動(dòng)的焊接構(gòu)件，應(yīng)當(dāng)采取必要的技術(shù)措施，確保其工作的可靠性及安全性。顯然，使用條件越殘酷，材料的焊接性越不容易保證。因此焊接工作者就應(yīng)采取特殊的技術(shù)措施，認(rèn)真加以解決。3.215CrMoR的焊接性耐熱鋼之所以能在高溫下長(zhǎng)期穩(wěn)定工作，是因?yàn)樗哂斜纫话愕吞间摳玫母邷亓W(xué)性能和高溫抗氧化性能。衡量鋼材的高溫力學(xué)性能的主要指標(biāo)，是高溫強(qiáng)度和蠕變性能，耐熱金屬在高溫時(shí)受力破壞的情況和常溫時(shí)不同。耐熱鋼區(qū)別于碳素鋼的另一特性，是它具有高溫抗氧化性。普通碳素鋼在高溫時(shí)，不僅強(qiáng)度低，而且會(huì)發(fā)生氧化，溫度越高，氧化就越嚴(yán)重。氧化鐵很粗疏，使氧化過(guò)程不能向鋼材內(nèi)部進(jìn)行，加速鋼材的破壞。如果在鋼中加入鉻，則由于鉻與氧的親和作用比鐵大，高溫時(shí)，在金屬表面首先形成氧化鉻，在金屬表面形成一層致密的保護(hù)膜，因而能防止內(nèi)部金屬的氧化。碳對(duì)耐熱鋼的高溫氧化不利，所以在鉻鉬耐熱鋼中，含碳量一般都控制在0．20%以下。鉬的熔點(diǎn)很高，能顯著提高金屬的高溫強(qiáng)度，因此，在珠光體耐熱鋼中一般都含有鉬。耐熱鋼按其合金含量具有不同程度的淬硬傾向。在焊接熱循環(huán)決定的冷卻速度下，焊縫金屬和熱影響區(qū)可能形成對(duì)冷裂紋敏感的顯微組織；其次，低合金耐熱鋼再熱裂紋傾向主要取決于鋼中碳化物形成元素的特性及其含量，同時(shí)還取決于焊接參數(shù)、焊接應(yīng)力及熱處理制度。耐熱鋼中大多數(shù)含有Cr、Mo、V、Nb和Ti等強(qiáng)碳化物形成元素，從而使接頭的過(guò)熱區(qū)有不同程度的再熱裂紋敏感性。最后，某些耐熱鋼焊接接頭，當(dāng)有害的殘余元素總含量超過(guò)容許極限時(shí)會(huì)出現(xiàn)回火脆性或長(zhǎng)期脆變。15CrMoR長(zhǎng)期在350～500℃區(qū)間內(nèi)長(zhǎng)期運(yùn)行使用過(guò)程中發(fā)生劇烈脆變的現(xiàn)象稱為回火脆性。焊縫金屬回火脆化的敏感性比母材大，因此，15CrMoR焊接時(shí)的工藝要點(diǎn)如下：（1）嚴(yán)格進(jìn)行預(yù)熱；（2）保持層間溫度；（3）錘擊焊縫；（4）盡量在自由狀態(tài)下焊接；（5）焊后緩冷和焊后熱處理。 3.316MnR焊接性鋼的焊接性主要取決于化學(xué)成分，鋼中元素對(duì)焊接性影響最大的是碳。16MnR鋼屬于非熱處理強(qiáng)化鋼，碳及合金元素的含量都比較低，總體來(lái)說(shuō)焊接性較好。但隨著合金元素的增加和強(qiáng)度的提高，焊接性也變差。焊接的問(wèn)題主要來(lái)自兩個(gè)方面：焊接裂紋與焊接熱影響區(qū)性能下降。焊接裂紋1、焊縫中的結(jié)晶裂紋熱軋及正火鋼的含碳量較低，并含有一定的錳，Mn/S比值可以達(dá)到防止結(jié)晶裂紋的缺陷。在母材化學(xué)成分正常，焊接材料及焊接參數(shù)選擇正確的情況下，一般不會(huì)產(chǎn)生結(jié)晶裂紋。但若母材化學(xué)成分反常，如碳和硫同時(shí)居于上限或存在嚴(yán)重偏析，則有產(chǎn)生結(jié)晶裂紋的可能性。在這種情況下，應(yīng)采取必要的防止措施。2、冷裂紋生成冷裂紋的三個(gè)要素中與材料有關(guān)的是淬硬組織。因此，鋼材的淬硬傾向可以作為判斷冷裂紋敏感性的標(biāo)準(zhǔn)之一。而淬硬傾向又可以通過(guò)碳當(dāng)量、Pc、熱影響區(qū)最高硬度或SHCCT圖來(lái)判斷。3、層狀撕裂層狀撕裂主要與鋼中的冶煉質(zhì)量、板厚、接頭形式和Z向應(yīng)力有關(guān)，與鋼材強(qiáng)度并無(wú)直接關(guān)系。（二）熱影響區(qū)的性能變化熱影響區(qū)的性能變化與所焊鋼材的類型和合金系統(tǒng)等都有很大的關(guān)系。焊接熱軋和正火鋼時(shí)，熱影響區(qū)的主要性能變化是過(guò)熱區(qū)的脆化問(wèn)題。由于過(guò)熱區(qū)溫度很高，接近于熔點(diǎn)，因此發(fā)生了奧氏體晶粒的顯著長(zhǎng)大和一些難熔質(zhì)點(diǎn)的融入等過(guò)程。這些過(guò)程的產(chǎn)生直接影響到過(guò)熱區(qū)性能的變化。16MnR在一般情況下，不需要復(fù)雜的工藝措施，便可以獲得性能良好的焊接接頭。4開(kāi)工加熱器的焊接工藝評(píng)定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、彎曲性能、耐腐蝕性能、低溫性能、高溫性能等）和焊接接頭外形尺寸等。焊接工藝能否保證產(chǎn)品的焊接質(zhì)量，焊前需要在試件上進(jìn)行驗(yàn)證，這就是廣義的焊接工藝平定概念。嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，焊接工藝評(píng)定是指為驗(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)。4.1焊接工藝評(píng)定的目的焊接工藝評(píng)定的目的在于驗(yàn)證焊接工藝指導(dǎo)書(shū)的正確性，焊接工藝正確與否的標(biāo)志在于焊接接頭的使用性能是否符合要求。若符合要求，則證明所擬定的焊接工藝是正確的，當(dāng)用于焊接產(chǎn)品時(shí)，則產(chǎn)品的使用性能同樣可以滿足要求。4.2焊接工藝評(píng)定的程序焊接工藝評(píng)定的實(shí)施過(guò)程，一般按下列程序進(jìn)行：1、編制焊接工藝評(píng)定指導(dǎo)書(shū)（WPS）提出焊接工藝評(píng)定項(xiàng)目→編制WPS→試件制備→試件焊接若不合格↑↓根據(jù)檢測(cè)報(bào)告編制PQR←理化檢驗(yàn)←加工試樣←試件無(wú)損檢測(cè)焊接工藝評(píng)定的實(shí)施過(guò)程示意壓力容器生產(chǎn)單位的焊接工程技術(shù)人員，應(yīng)根據(jù)施工圖樣的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求，通過(guò)金屬材料的焊接性試驗(yàn)或查閱有關(guān)資料，以及以往的焊接經(jīng)驗(yàn)，參照工藝評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，編制出焊接工藝評(píng)定書(shū)。焊接工藝指導(dǎo)書(shū)中，應(yīng)列出焊接接頭和坡口形式，選用的焊接材料牌號(hào)、規(guī)格，焊接位置，預(yù)熱和后熱，焊后熱處理等參數(shù)以及焊后檢驗(yàn)方法、要求及合格標(biāo)準(zhǔn)，并應(yīng)詳細(xì)說(shuō)明施焊時(shí)的技術(shù)措施，如焊前清理方法、焊接時(shí)擺動(dòng)或不擺動(dòng)，清根方法、單道焊、多道焊等。2、焊件的制備及焊接試件材料、焊接材料應(yīng)有完整的質(zhì)量證件，并要符合指導(dǎo)書(shū)的要求。試件尺寸應(yīng)滿足制備試樣要求；對(duì)接焊縫尺寸、試件厚度應(yīng)充分考慮使用于產(chǎn)品焊件的有效范圍。試件的焊接必須是本單位的熟練焊工，施焊過(guò)程中，設(shè)專人負(fù)責(zé)記錄各項(xiàng)焊接參數(shù)，作為焊接工藝評(píng)定報(bào)告的依據(jù)。3、試件檢驗(yàn)試件的檢驗(yàn)項(xiàng)目包括外觀、無(wú)損檢測(cè)和力學(xué)性能試驗(yàn)。試件外觀檢驗(yàn)，不得有裂紋、未焊透、未熔合等；對(duì)于外觀幾何尺寸，雖然在標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有具體規(guī)定，但應(yīng)符合指導(dǎo)書(shū)中的要求。外觀檢驗(yàn)合格后，試件要進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，按JB4730-2005標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定評(píng)定試件。理化檢驗(yàn)包括對(duì)試樣的力學(xué)性能試驗(yàn)和角焊縫的宏觀金相檢驗(yàn)。力學(xué)性能包括拉伸、彎曲和沖擊試驗(yàn)等項(xiàng)目。4、編制焊接工藝評(píng)定報(bào)告編制焊接工藝評(píng)定報(bào)告是按JB4708-2000標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，通過(guò)試驗(yàn)和檢測(cè)，以及焊接因素的記錄等，經(jīng)整理而成的綜合性的報(bào)告。焊接工藝評(píng)定報(bào)告應(yīng)包括以下內(nèi)容：1）焊接工藝評(píng)定日期；2）相應(yīng)的焊接工藝指導(dǎo)書(shū)編號(hào)；3）焊接接頭形式和坡口形式；4）焊接方法；5）試件母材金屬的牌號(hào)、分類號(hào)、厚度，質(zhì)量證明書(shū)和復(fù)驗(yàn)報(bào)告；6）焊接材料牌號(hào)、類型、直徑，質(zhì)量證明書(shū)和復(fù)驗(yàn)報(bào)告；7）焊接位置；8）施焊環(huán)境溫度、相對(duì)濕度；9）預(yù)熱溫度、層間溫度；10）焊后熱處理溫度和保溫時(shí)間；11）每條焊縫的焊接參數(shù)和操作技術(shù)；12）焊接接頭的外觀、無(wú)損檢測(cè)報(bào)告；13）對(duì)接接頭的拉伸、彎曲、沖擊韌度試驗(yàn)報(bào)告編號(hào)；角焊縫金相試驗(yàn)報(bào)告編號(hào)，試驗(yàn)方法的標(biāo)準(zhǔn)和試驗(yàn)結(jié)果；14）焊接工藝評(píng)定結(jié)論；15）試驗(yàn)人員、報(bào)告編制、審批人的簽字和日期。4.3焊接工藝評(píng)定的規(guī)則1、開(kāi)工加熱器必須進(jìn)行評(píng)定的焊縫根據(jù)GB/T150-1998《鋼制壓力容器》和1999版《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的規(guī)定，對(duì)于下列焊縫的焊接工藝，必須按GB/T4708-2000《鋼制壓力容器焊接工藝評(píng)定》進(jìn)行評(píng)定合格后，才允許進(jìn)行焊接。1）受壓元件焊縫；2）與受壓元件相焊的焊縫；3）熔入永久焊縫內(nèi)的定位焊縫；4）上述焊縫的返修焊縫。2、焊接工藝評(píng)定試板的適用范圍焊接工藝評(píng)定試件，按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定合格后，不僅適用于相同厚度的母材金屬和焊縫金屬，而且也適用于一定厚度范圍內(nèi)的其他焊件的母材金屬和焊縫金屬。這主要是因?yàn)樵谶@一范圍內(nèi)，焊件的傳熱速度變化不大，不足以影響焊縫金屬的結(jié)晶以及焊接接頭的使用性能。因此，標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)于評(píng)定合格的焊接工藝，適用于母材金屬和焊縫金屬的厚度，作了相應(yīng)的規(guī)定。4.4開(kāi)工加熱器的焊接工藝評(píng)定1、15CrMoR的焊接工藝評(píng)定如表1所示表115CrMoR的焊接工藝評(píng)定焊接工藝指導(dǎo)書(shū)焊接接頭：坡口形式____X________襯墊（材料及規(guī)格）______其他___________～CSiMnPSCrTiNb焊接位置平焊對(duì)接焊縫位置___________________焊接方向：（向上、向下）________角焊縫位置_______________焊接方向：（向上、向下）焊后熱處理：溫度范圍（℃）_____600～650保溫時(shí)間（h）_____1.2預(yù)熱:預(yù)熱(℃)(允許最低值)150層間溫度(℃)(允許最高值)250保持預(yù)熱時(shí)間0.5h加熱方式___電加熱___保護(hù)氣體:氣體種類混合比流量(L/min)保護(hù)氣__________________尾部保護(hù)氣_________________背面保護(hù)氣_________________電特性:電流種類:直流極性:反極性焊接電流范圍:(A)SMAW160～180SAW650～680電弧電壓(V):SMAW25SAW36～38(按所焊位置和厚度,分別列出電流電壓范圍,記入下表)焊道/焊層焊接方法填充材料焊接電源電弧電壓(V)焊接速度(cm/min)備注牌號(hào)直徑極性電流(A)正1-2SMAWR307Φ4直流反接160～1802511～15反3SAWH13CrMoAΦ4直流反接650～68036～3836～38反4-6SAWH13CrMoAΦ4直流反接650～68036～3836～38鎢極類型及直徑r:____噴嘴直徑(mm):________熔滴過(guò)渡形式:________焊絲送進(jìn)速度(cm/min):______技術(shù)措施:擺動(dòng)焊或不擺動(dòng)焊:__不擺動(dòng)焊___擺動(dòng)參數(shù):_______焊前清理和層間清理:焊前除銹和層間清渣背面清根方法:碳弧氣刨單道焊或多道焊（每面）:單道焊單絲焊或多絲焊：?jiǎn)谓z焊導(dǎo)電嘴至工件距離(mm)_________錘擊:焊后錘擊_其他：編制焊接051日期08.5.1審核焊接051日期08.5.1批準(zhǔn)焊接051日期08.5.115CrMoR的焊接工藝評(píng)定報(bào)告單位名稱:河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校焊接工藝評(píng)定報(bào)告編號(hào):__評(píng)001_焊接工藝指導(dǎo)書(shū)編號(hào):_評(píng)001__焊接方法:________SMAW+SAW_機(jī)械化程度:_手工+自動(dòng)母材:材料標(biāo)準(zhǔn):_GB6654______鋼號(hào).：____15CrMoR_______類、組別號(hào):Ⅳ_Ⅳ-1與類、組別號(hào):Ⅳ_Ⅳ-1相焊厚度:___22mm_直徑:________其他:________焊后熱處理:熱處理溫度(℃):_600～650_保溫時(shí)間(h):_1.2__保護(hù)氣體:氣體種類混合比流量(L/min)保護(hù)氣體__________尾部保護(hù)氣__________背面保護(hù)氣_______填充金屬:焊材標(biāo)準(zhǔn):____________焊材牌號(hào)：R307H13CrMoA____焊材規(guī)格:__Φ4_Φ4______焊縫金屬厚度;__________其他:________________電特性:電流種類:直流極性:___反極性_______鎢極尺寸:___________焊接電流(A):SMAW170SAW660___電弧電壓(V):SMAW25SAW37其他:__焊接位置:平焊對(duì)接焊縫位置:___方向(向上,向下)角焊縫位置:______方向(向上,向下)技術(shù)措施:焊接速度(cm/min):SMAW13SAW37_擺動(dòng)或不擺動(dòng):__不擺動(dòng)___擺動(dòng)參數(shù):__多道焊或單道焊（每面）:單道焊多絲焊或單絲焊:____單絲焊___其他:__________預(yù)熱:預(yù)熱溫度(℃):_____150____層間溫度(℃):______170__其他;__________3、16MnR的焊接工藝評(píng)定如表2所示表216MnR的焊接工藝評(píng)定焊接工藝指導(dǎo)書(shū)單位名稱河南機(jī)電高等專科學(xué)校_焊接工藝指導(dǎo)書(shū)編號(hào)評(píng)002日期2008.5.1焊接工藝評(píng)定報(bào)告編號(hào)評(píng)002__焊接方法SAW機(jī)械化程度自動(dòng)_____焊接接頭：坡口形式____Y________襯墊（材料及規(guī)格）_____________其他__________________母材：類別號(hào)Ⅱ組別號(hào)Ⅱ-1與類別號(hào)Ⅱ組別號(hào)Ⅱ-1_相焊及標(biāo)準(zhǔn)號(hào)GB6654鋼號(hào)16MnR與標(biāo)準(zhǔn)號(hào)GB6654鋼號(hào)16MnR相焊厚度范圍：母材：對(duì)接焊縫5～32mm角焊縫不限焊接材料:焊材類別焊絲焊劑焊材標(biāo)準(zhǔn)GB/T12470-1990填充金屬尺寸Φ4焊材型號(hào)焊材牌號(hào)H10MnSiAHJ260其他耐蝕堆焊金屬化學(xué)成分(%)CSiMnPSCrNiMoVTiNb其他:焊接位置平焊對(duì)接焊縫位置____________________焊接方向：（向上、向下）_________角焊縫位置______________________焊接方向：（向上、向下）焊后熱處理：溫度范圍（℃）____保溫時(shí)間（h）____預(yù)熱:預(yù)熱(℃)(允許最低值)________層間溫度(℃)(允許最高值)________保持預(yù)熱時(shí)間________加熱方式________保護(hù)氣體:氣體種類混合比流量(L/min)保護(hù)氣_______________尾部保護(hù)氣_______________背面保護(hù)氣_______________電特性:電流種類:___直流__極性:____反極性___焊接電流范圍:(A)650～680電弧電壓(V):36～38__(按所焊位置和厚度,分別列出電流電壓范圍,記入下表)焊道/焊層焊接方法填充材料焊接電源電弧電壓(V)焊接速度(cm/min)備注牌號(hào)直徑極性電流(A)正1SAWH10MnSiAΦ4直流反接650～68036～3836～38反2-4SAWH10MnSiAΦ4直流反接650～68036～3836～38鎢極類型及直徑r:____噴嘴直徑(mm):________熔滴過(guò)渡形式:________焊絲送進(jìn)速度(cm/min):____________技術(shù)措施:擺動(dòng)焊或不擺動(dòng)焊:__不擺動(dòng)焊___擺動(dòng)參數(shù):_______焊前清理和層間清理:焊前除銹和層間清渣背面清根方法:___單道焊或多道焊（每面）:單道焊單絲焊或多絲焊：?jiǎn)谓z焊導(dǎo)電嘴至工件距離(mm)_________錘擊:焊后錘擊其他：編制焊接051日期08.5.1審核焊接051日期08.5.1批準(zhǔn)焊接051日期08.5.116MnR的焊接工藝評(píng)定報(bào)告單位名稱:河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校焊接工藝評(píng)定報(bào)告編號(hào):__評(píng)002焊接工藝指導(dǎo)書(shū)編號(hào):評(píng)002_焊接方法:_____SAW_機(jī)械化程度:_自動(dòng)母材:材料標(biāo)準(zhǔn):_GB6654____鋼號(hào).：____16MnR_______類、組別號(hào):ⅡⅡ-1與類、組別號(hào):ⅡⅡ-1相焊厚度:___16mm直徑:________其他:___________焊后熱處理:熱處理溫度(℃):__保溫時(shí)間(h):______保護(hù)氣體:氣體種類混合比流量(L/min)保護(hù)氣體__________尾部保護(hù)氣__________背面保護(hù)氣__________填充金屬:焊材標(biāo)準(zhǔn):____________焊材牌號(hào)：H10MnSiA__焊材規(guī)格:___Φ4______焊縫金屬厚度;__________其他:________________電特性:電流種類:直流__極性:___反極性_______鎢極尺寸:________焊接電流(A):660___電弧電壓(V):37其他:__焊接位置:平焊對(duì)接焊縫位置:_方向(向上,向下)角焊縫位置:___方向(向上,向下)技術(shù)措施:焊接速度(cm/min):37_擺動(dòng)或不擺動(dòng):__不擺動(dòng)___擺動(dòng)參數(shù):___多道焊或單道焊（每面）:單道焊多絲焊或單絲焊:____單絲焊_____其他:___________預(yù)熱:預(yù)熱溫度(℃):______層間溫度(℃):________其他;__________4.管板與換熱管的焊接工藝評(píng)定如表3所示表3管板與換熱管的焊接接工藝指導(dǎo)書(shū)單位名稱_河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校_焊接工藝指導(dǎo)書(shū)編號(hào)評(píng)003日期2008.5.1焊接工藝評(píng)定報(bào)告編號(hào)評(píng)003_焊接方法GTAW機(jī)械化程度手動(dòng)_焊接接頭：坡口形式____________襯墊（材料及規(guī)格）______其他__________________母材：類別號(hào)Ⅳ組別號(hào)Ⅳ-1與類別號(hào)Ⅳ組別號(hào)Ⅳ-1_相焊及標(biāo)準(zhǔn)號(hào)GB6479鋼號(hào)15CrMo與標(biāo)準(zhǔn)GB6654鋼號(hào)15CrMoⅢ相焊厚度范圍：母材：對(duì)接焊縫角焊縫焊接材料:焊材類別氬氣焊絲焊材標(biāo)準(zhǔn)GB/T14958-1994填充金屬尺寸Φ2.5 焊材型號(hào)焊材牌號(hào)H13CrMoA其他耐蝕堆焊金屬化學(xué)成分(%)CSiMnPSCrNiMoVTiNb其他:焊接位置平焊對(duì)接焊縫位置_____________________焊接方向：（向上、向下）_____________角焊縫位置______________________焊接方向：（向上、向下）焊后熱處理：溫度范圍（℃）_____600～650保溫時(shí)間（h）_____1.2預(yù)熱:預(yù)熱(℃)(允許最低值)150層間溫度(℃)(允許最高值)200保持預(yù)熱時(shí)間0.5h加熱方式保護(hù)氣體:氣體種類混合比流量(L/min)保護(hù)氣氬氣___10～12尾部保護(hù)氣氬氣_______10～12_背面保護(hù)氣氬氣______10～12_電特性:電流種類:___直流__極性:______正極性_____焊接電流范圍:(A)110～130電弧電壓(V):10～12(按所焊位置和厚度,分別列出電流電壓范圍,記入下表)焊道/焊層焊接方法填充材料焊接電源電弧電壓(V)焊接速度(cm/min)備注牌號(hào)直徑極性電流(A)1GTAWH13CrMoAΦ2.5直流正接110～13010～1210～15鎢極類型及直徑r:_Φ2___噴嘴直徑(mm):___Φ3_____熔滴過(guò)渡形式:_______焊絲送進(jìn)速度(cm/min):____________技術(shù)措施:擺動(dòng)焊或不擺動(dòng)焊:__不擺動(dòng)焊___擺動(dòng)參數(shù):_______焊前清理和層間清理:__焊前除銹___背面清根方法:__單道焊或多道焊（每面）:單道焊單絲焊或多絲焊：?jiǎn)谓z焊導(dǎo)電嘴至工件距離(mm)___2______錘擊:__