焊接工藝指導(dǎo)書焊接規(guī)程及焊接技術(shù)資料

H:\精品資料\建筑精品網(wǎng)原稿ok（刪除公文）\建筑精品網(wǎng)5未上傳百度焊接工藝指導(dǎo)書焊接工藝評定焊接規(guī)程焊接作業(yè)指導(dǎo)書焊接技術(shù)實用資料第一部分焊接工藝評定的使用管理&焊接工藝規(guī)程的編制

一、焊接工藝評定的有關(guān)概念二、焊接工藝評定及使用管理程序三、焊接工藝評定變素及其評定規(guī)則四、如何閱讀焊接工藝評定報告五、如何編制焊接工藝規(guī)程一、焊接工藝評定的有關(guān)概念1、焊接工藝評定的定義和目的2、消除焊接工藝評定認識上誤區(qū):3、”焊接性能”與”焊接性”4、”焊接性能試驗”與”焊接工藝評定”5、”焊縫”與”焊接接頭”6、”焊接工藝評定”與”焊工技能考試”7、焊接工藝評定的基本條件8、常見焊接工藝評定標準:JB4708－《鋼制壓力容器焊接工藝評定》GB50236－98《現(xiàn)場設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗收規(guī)范》第4章勞部發(fā)1996[276]號《蒸汽鍋爐安全監(jiān)察規(guī)程》附錄IJGJ81-《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》第5章GB128-90《立式圓筒形鋼制焊接油罐施工及驗收規(guī)范》附錄一ASME第IX卷《焊接與釬焊》二、焊接工藝評定及使用管理程序1、焊接工藝評定程序(1)焊接工藝評定立項(2)焊接工藝評定委托(3)編制焊接工藝指導(dǎo)書(WPI)并批準(4)評定試板的焊接(5)評定試板的檢驗焊接工藝評定失敗,重新修改焊接工藝指導(dǎo)書,重復(fù)進行上述程序。(6)編寫焊接工藝評定報告(PQR)并批準2、焊接工藝評定文件的使用與管理(1)焊接工藝評定文件的受控登記。(2)焊接工藝評定的有效版本及換版轉(zhuǎn)換。(3)每季度編制焊接工藝評定文件的有效版本目錄。(4)保證現(xiàn)場工程和產(chǎn)品的焊接工藝評定的覆蓋率為100%。(5)焊接工藝評定文件作為公司的一項焊接技術(shù)儲備,屬于公司重要技術(shù)機密文件,應(yīng)妥善保管。三、焊接工藝評定變素及其評定規(guī)則1、焊接工藝評定的主要變素:試件形式母材類別焊接方法焊接工藝因素焊后熱處理種類及參數(shù)母材厚度焊縫熔敷金屬厚度四、如何閱讀焊接工藝評定報告1、如何認識焊接工藝評定報告的作用(1)焊接工藝評定報告的合法性:(2)焊接工藝評定報告的有效性:(3)焊接工藝評定報告及焊接工藝規(guī)程的局限性:(4)焊接工藝評定報告是一種必須由企業(yè)焊接責任工程師和總工程師簽字的重要質(zhì)保文件,也是技術(shù)監(jiān)督部門和用戶代表審核施工企業(yè)質(zhì)保能力的主要依據(jù)之一。2、焊接工藝評定報告與焊接工藝規(guī)程的關(guān)系3、閱讀焊接工藝評定報告的方法五、如何編制焊接工藝規(guī)程1、焊接工藝規(guī)程的作用2、焊接工藝規(guī)程的基本要求3、焊接工藝規(guī)程的編寫應(yīng)遵循的原則3、焊接工藝規(guī)程的填寫說明第二部分由焊接材料所想到的……一、工程焊接相關(guān)標準、資料簡介二、焊條型號與牌號的識別三、焊條的保管與使用四、焊條的選用五、氬弧焊絲的選用六、鎳基合金的焊材選用一、工程焊接常見相關(guān)標準簡介(一)工程焊接常見標準GB50236-98《現(xiàn)場設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗收規(guī)范》JB4708-《鋼制壓力容器焊接工藝評定》JB/T4809-《鋼制壓力容器焊接規(guī)程》JGJ81-《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》SH3085-1997《石油化工管式加熱爐碳鋼和鉻鉬鋼爐管焊接技術(shù)條件》SH/T3523-1999《石油化工鉻鎳奧氏體鋼、鐵鎳合金和鎳合金管道焊接規(guī)程》SH3524-92《石油化工鋼制塔類容器現(xiàn)場組焊施工工藝標準》SH3525-92《石油化工低溫鋼焊接規(guī)程》SH3526-92《石油化工異種鋼焊接規(guī)程》SH/T3527-1999《石油化工不銹鋼復(fù)合鋼焊接規(guī)程》SHJ520-91《石油化工工程鉻鉬耐熱鋼管道焊接技術(shù)規(guī)程》SY/T4103-1995《鋼質(zhì)管道焊接及驗收》SY/T4071-93《管道下向焊接工藝規(guī)程》HGJ222-92《鋁及鋁合金焊接技術(shù)規(guī)程》HGJ223-92《銅及銅合金焊接及釬焊技術(shù)規(guī)程》(二)工程焊接常見焊接材料標準JB3223-1996《焊接材料質(zhì)量管理規(guī)程》JB/T4747-《壓力容器用鋼焊條訂貨技術(shù)條件》GB/T5117-1995《碳鋼焊條》GB/T5118-1995《低合金鋼焊條》GB/T983-1995《不銹鋼焊條》GB/T14957-94《熔化焊用鋼絲》GB/T14958-94《氣體保護焊用鋼絲》GB/T8110-1995《氣體保護電弧焊用碳鋼、低合金鋼焊絲》GB/T10045-88《碳鋼藥芯焊絲》GB/T4242-84《焊接用不銹鋼絲》GB/T13814—92《鎳及鎳合金焊條》GB/T9460—1988《銅及銅合金焊絲》GB/T15620-1995《鎳及鎳合金焊絲》GB/T3623-1998《鈦及鈦合金絲》GB4842-1995《純氬》GB6052《工業(yè)液體的二氧化碳》(三)推薦實用的焊接參考書焊接手冊:推薦《焊接手冊》(中國機械工程學(xué)會焊接學(xué)會編)焊接材料使用手冊:推薦《電焊條選用指南》(吳樹雄編著)焊材制造廠提供的《焊接材料樣本》二、焊條型號與牌號的識別(一)焊條藥皮的作用與類型1、焊條藥皮的基本功能:(1)保護電弧與熔池。藥皮比焊芯熔化慢,形成一個套筒,保護金屬熔滴順利地向熔池過渡;同時藥皮放出氣體和形成熔渣,保護電弧及熔池免受空氣的有害作用。熔渣覆蓋于熔敷金屬表面,也降低了焊縫金屬的冷卻速度,有利于改進接頭性能。(2)冶金處理。經(jīng)過冶金反應(yīng)直到脫氧、脫硫、脫磷等去除雜質(zhì)作用,同時還對焊縫金屬起合金化作用。(3)賦予焊條良好的焊接工藝性能。使電弧容易引燃,燃燒穩(wěn)定,減少飛濺,增大熔深,保證焊縫成形等。(4)滿足某些專用焊條的特殊功能。如鐵粉焊條藥皮內(nèi)含較多的鐵粉,增加了焊條的熔敷系數(shù),提高了焊接生產(chǎn)率。2、焊條藥皮的類型:序號藥皮類型對應(yīng)牌號對應(yīng)型號焊接電源1特殊型×××0E××002鈦型×××1E××13直流或交流3鈦鈣型×××2E××03直流或交流4鈦鐵礦型×××3E××01直流或交流5氧化鐵型×××4E××20直流或交流6纖維素型×××5E××10、11直流或交流7低氫鉀型×××6E××16直流或交流8低氫鈉型×××7E××15直流9石墨型×××8E××13直流或交流10鹽基型×××9E××13直流3、酸性焊條與堿性焊條:●藥皮在焊接時熔化形成熔渣。焊后熔渣為酸性的焊條稱為酸性焊條,反之為堿性焊條?！袼嵝院笚l的缺點:酸性焊條的熔渣組成物以酸性氧化物為主,對焊縫金屬有較強的氧化性,致使焊縫金屬中合金元素的燒損量較大。同時焊縫金屬中氫和氧的含量較高,焊縫金屬的力學(xué)性能,特別是塑性和韌性較低?！袼嵝院笚l的優(yōu)點:對鐵銹、油污及水分引起的氣孔敏感性小。酸性焊條用交流或直流電源均可焊接?！駢A性焊條的優(yōu)點:堿性焊條的熔渣組成物以堿性氧化物為主,對焊縫金屬的氧化性很小,冶金處理效果好。堿性焊條焊接時,藥皮分解出CO2作保護氣體,保護氣體中氫含量很低,因此用堿性焊條焊成的焊縫金屬含氫量低,綜合力學(xué)性能好,特別是塑性、韌性較高。●堿性焊條的缺點:對氣孔的敏感性較大。(二)焊條統(tǒng)一編號的意義焊條一般見型號和牌號來反映其主要性能特點及類別。

焊條型號是以焊條國家標準為依據(jù)、反映焊條主要特性的一種表示方法。

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

中國焊條行業(yè)采用統(tǒng)一牌號:屬于同一藥皮類型、符合相同焊條型號、性能相似的產(chǎn)品統(tǒng)一命名為一個牌號。如J422、J507?！镒⒁?不論是焊條廠自定的牌號,還是全國焊接材料行業(yè)統(tǒng)一牌號,都必須在產(chǎn)品樣本或標簽、質(zhì)量證明書上注明該產(chǎn)品是”符合國標”、”相當國標”或不加標注(即與國標不符),以便用戶結(jié)合產(chǎn)品性能要求,對照標準去選用?！锩糠N焊條產(chǎn)品只有一個牌號,但多種牌號焊條可同時對應(yīng)一個型號。如:牌號J507RH和J507R,型號均為E5015-G。焊條分類對照按牌號按型號結(jié)構(gòu)鋼焊條碳鋼低合金鋼焊條低溫鋼焊條鉬及鉻鉬耐熱鋼焊條不銹鋼焊條鉻不銹鋼焊條鉻鎳奧氏體不銹鋼(三)焊條牌號的表示方法◆一般見一個漢語拼音字母(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;前兩位數(shù)字:表示熔敷金屬強度或合金類型;第三位數(shù)字:表示藥皮類型及電流種類;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?G——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;(四)焊條型號的表示方法1、碳鋼焊條:●根據(jù)GB/T5117-1995《碳鋼焊條》標準規(guī)定,碳鋼焊條型號按熔敷金屬的力學(xué)性能、藥皮類型、焊接位置和焊接電流種類劃分。●碳鋼焊條型號的編制方法: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)字組合時表示焊接電流種類及藥皮類型。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2、低合金鋼焊條:●根據(jù)GB/T5118-1995《低合金鋼焊條》標準規(guī)定,低合金鋼焊條型號按熔敷金屬的力學(xué)性能、化學(xué)成分、藥皮類型、焊接位置和焊接電流種類劃分。●低合金鋼焊條型號的編制方法: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)字組合時表示焊接電流種類及藥皮類型;后綴字母為熔敷金屬的化學(xué)成分分類代號,并以短劃”-”與前面分開。若還具有附加化學(xué)成分時,附加化學(xué)成分直接用元素符號表示,并以短劃”-”與前面后綴字母分開?！鋈?E5515-B2-V(R317)對于E50XX-X、E55XX-X、E60XX-X型低氫焊條的熔敷金屬化學(xué)成分分類后綴字母或附加化學(xué)成分后面加字母”R”時,表示耐吸潮焊條?！雠e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。3、不銹鋼焊條:●根據(jù)GB/T983-1995《不銹鋼焊條》標準規(guī)定,不銹鋼焊條型號按熔敷金屬的化學(xué)成分、藥皮類型、焊接位置和焊接電流種類劃分。●不銹鋼焊條型號的編制方法: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)成分分類代號,如有特殊要求的化學(xué)成分,該化學(xué)成分用元素符號表示,放在數(shù)字的后面;短線”-”后面的兩數(shù)字表示藥皮類型、焊接位置及焊接電流種類?！?5”表示堿性、鈦型或鈦鈣型藥皮,全位置焊接,交流或直流反接;”16”表示堿性藥皮、全位置焊接、直流反接;”17”是”16”的變型?！锊讳P鋼焊條型號與美國、日本等工業(yè)發(fā)達國家的不銹鋼焊條型號相同。■舉例:(1)E308L-16(A002):鈦鈣型;超低碳(C≤0.04%);公稱成分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(C≤0.08%);公稱成分0-19Cr-10Ni;直流反接;全位置焊接。(3)E316L-16(A022):鈦鈣型;超低碳(C≤0.04%);公稱成分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(C≤0.08%);熔敷金屬公稱成分0-18Cr-12Ni-2Mo;直流反接;全位置焊接。(5)E347-15(A137):堿性;低碳(C≤0.08%);含Nb穩(wěn)定劑;公稱成分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:屬于珠光體耐熱鋼(低合金鋼)焊條。按型號:屬于不銹鋼焊條。GB/T983-1995提出:將放入下次修訂的GB/T5118標準中。(五)國內(nèi)外牌號、型號對比(舉例)焊條類別國內(nèi)牌號國標型號AWS型號碳鋼焊條J422E4303J506E5016E7016低合金結(jié)構(gòu)鋼焊條J506RE5016-GE7016-GJ506RHE5016-GE7016-GJ607E6015-D1E9015-D1低溫鋼焊條W707NiE5515-C1E8015-C1珠光體耐熱鋼焊條R407E6015-B3E9015-B3鉻不銹鋼焊條G207E410-15E410-15鉻鎳奧氏體不銹鋼焊條A042E319MoE309MoL-16A022MoE317L-16E317L-16鎳基合金焊條Ni307BENiCrFe-3第三部分、焊條的保管與使用(一)焊條的工藝性能1、焊條的使用性能:(1)焊條的工藝性能——一般指焊條的操作性能:焊條是否容易地進行焊接作業(yè)。(2)焊條的焊接性能——被焊件是否得到充分的連接(有無焊接缺陷),以及焊接接頭是否滿足使用要求(接頭的力學(xué)性能和耐熱、耐蝕等特殊性能)。(3)焊條的效率——焊接施工中能否使焊接效率提高,人工和材料等費用降低。2、焊條的工藝性能:(1)焊條的穩(wěn)弧性:電弧在焊接過程中保持穩(wěn)定、不易晃動和熄滅的特性。焊條的偏心與受潮對穩(wěn)弧性也有影響。(2)對各種焊接位置的適用性:焊條對各種空間位置操作的適用性如何,是焊條的一個重要工藝性能。各種牌號的焊條適用的焊接位置一般在焊條說明書中有規(guī)定。(3)焊縫的成形性能:指焊縫的幾何形狀和焊縫的表面質(zhì)量。(4)脫渣性:其好壞對焊工的勞動條件、焊接生產(chǎn)率和焊縫質(zhì)量等都有直接影響。氧化性強的熔渣脫渣性較差。如J422比J426的脫渣性就好。(5)焊縫的熔深:在焊條因素中,藥皮的組成和厚度是影響焊縫熔深的主要因素。厚藥皮焊條的熔深比薄藥皮大。厚鋼板對接焊時采用熔深較大的焊條能夠不開坡口或開小坡口,使生產(chǎn)效率提高。(6)焊條的熔敷系數(shù):焊接過程中,焊條在單位時間內(nèi)經(jīng)過單位焊接電流熔敷到焊件上的金屬量稱為熔敷系數(shù)(α)。焊條熔敷系數(shù)的大小標志著焊接過程中生產(chǎn)率的高低。(7)焊接飛濺的大小:飛濺大不但會增加焊后清理的時間,也浪費了焊條。焊條的飛濺程度主要與焊條藥皮類型有關(guān)。焊條藥皮受潮,飛濺也增大。當然也與焊機的性能、極性等因素有關(guān)。3、影響焊接工藝操作性能的因素:(1)焊條的工藝性能(2)焊工技能(3)電焊機特性(4)使用的焊接工具(如焊槍)(5)母材的材質(zhì)(6)板厚(7)接頭形式和尺寸(8)焊接工藝參數(shù)(如電流、電壓、焊速等)(9)焊接位置(10)其它焊接條件(如焊接環(huán)境、保護氣體等)◆因此,要準確地評定焊條的工藝性能,應(yīng)固定焊工、電焊機、其它焊接工具、試驗材料、焊接條件等上述因素,以排除這些因素的影響。4、評定焊條工藝性能的方法:可經(jīng)過觀察下列項目來判斷:(1)電弧的發(fā)生:開始引弧的難易;再引弧性(斷弧后重新引弧的難易)。(2)電弧的狀態(tài):穩(wěn)弧性,包括持續(xù)性(有否斷弧、喘息等)和集中性;吹力大小。(3)熔融狀態(tài):套筒形狀;藥皮熔化的均勻性。(4)熔渣:流動性;清除的難易程度;覆蓋的均勻性。(5)飛濺:發(fā)生的狀態(tài)(飛濺的大小及數(shù)量);清除的難易程度。(6)焊縫外觀:焊波的粗細;成形(焊縫余高)。(7)氣體和煙塵的發(fā)生狀態(tài):發(fā)生量及煙塵成分。(二)焊條使用前的檢驗——以評定焊條的質(zhì)量和使用性能。一般按以下步驟進行:1、焊條的進廠驗收:一般情況下應(yīng)進行質(zhì)量證明書核對、包裝檢查和焊條外觀檢驗。(1)核對焊條質(zhì)量證明書。焊條質(zhì)量證明書的內(nèi)容除說明該批焊條質(zhì)量符合相應(yīng)焊條標準規(guī)定外,還應(yīng)包括:(a)焊條型號、牌號、規(guī)格(直徑和長度);(b)批號、數(shù)量及生產(chǎn)日期;(c)熔敷金屬化學(xué)成份檢驗結(jié)果;(d)熔敷金屬或?qū)咏宇^各項性能檢驗結(jié)果;(e)生產(chǎn)廠名稱與地址;(f)生產(chǎn)廠技術(shù)檢驗部門與檢驗人員簽章。(2)檢查焊條的包裝:包裝是否完好,有無破損、受潮現(xiàn)象;檢查包裝上的標記內(nèi)容是否齊全,是否清晰可辨;其型號、牌號、規(guī)格、生產(chǎn)批號、檢驗號、制造廠與商標等是否與質(zhì)量證明書相一致。(3)檢查焊條的外觀質(zhì)量:是否受污染,在儲運過程中是否有可能影響焊接質(zhì)量的缺陷產(chǎn)生;識別標記是否清晰、牢固,與產(chǎn)品實物是否相符。2、進行實際操作試焊:經(jīng)過試焊以評定焊條的工藝性能。3、必要的化學(xué)成分和力學(xué)性能等復(fù)驗:應(yīng)根據(jù)有關(guān)標準或供貨協(xié)議的要求進行復(fù)驗。如球罐使用的焊條要進行擴散氫測定。(三)焊條的保管1、焊條保管的基本原則:(1)焊條的保管要特別注意環(huán)境濕度。空氣中相對濕度和溫度越高,水蒸汽分壓也就越高,則藥皮越容易吸濕。當空氣中水蒸汽分壓≤5mmHg時,藥皮吸濕量很小,但一般建議空氣中的相對濕度低于60%,并離開地面和墻壁一定的距離(約20cm)。溫度以10-25℃(2)分清焊條型號(牌號)、規(guī)格,不能錯用。(3)焊條運輸、堆放過程中應(yīng)注意不要損傷藥皮,堆放不要太高。對藥皮強度較差的焊條(如高強度焊條、不銹鋼焊條、堆焊焊條、鑄鐵焊條等))更要當心。2、焊條受潮后的明顯特征:●焊條受潮后,藥皮的顏色發(fā)深,焊條相碰沒有清脆的金屬聲?！裼械暮笚l表面長期受潮甚至反堿出現(xiàn)”白花”?！裼行┖笚l表面雖然沒有特殊的變化,但焊接時電弧強,飛濺增多。3、受潮焊條對焊接工藝性能的影響:(1)電弧強烈,燃燒不穩(wěn)定;(2)飛濺多,顆粒大;(3)熔深大,容易產(chǎn)生咬邊;(4)熔渣覆蓋不均勻,焊波粗糙,造成壓坑;(5)熔渣清除困難,低氫型焊條的熔渣表面氣孔多。4、受潮焊條對焊接質(zhì)量的影響:(1)產(chǎn)生焊接裂紋和氣孔。焊條受潮吸收的水份在焊接電弧熱的作用下,變成氣體,分解出氫,致使形成焊接裂紋和氣孔。堿性焊條尤甚。焊條包裝時用聚乙烯塑料袋封口,也不能保證長期的徹底防潮。(2)力學(xué)性能各項指標偏低。5、現(xiàn)場檢查焊條受潮情況的簡易方法:(1)檢查焊條的包裝情況,包裝破損,焊條吸潮肯定嚴重。(2)檢查焊條的制造日期,制造后長期存放的焊條表面容易出現(xiàn)白霉狀的斑痕。(3)將幾根焊條放在手中滾動,吸潮后的焊條失去了清脆的金屬聲。(4)取一根焊條微彎10-15度,如果彎曲時發(fā)出明顯的脆裂聲音,則說明焊條比較干燥。(5)取一根焊條豎著落地,觀察其彈跳力,干燥的焊條彈跳力較好,回彈較高。(6)將焊條接入焊接回路中短路數(shù)秒種,如果藥皮表面有水蒸汽出現(xiàn),則是不干燥的焊條。(7)取一根焊條直接進行試焊,若是受潮的焊條,在焊接過程中會有藥皮爆裂或藥皮成塊脫落現(xiàn)象,并產(chǎn)生較多的水汽。(8)觀察焊芯端部表面,看是否有銹跡。(9)取一束焊條,用肉眼檢查:如果藥皮表面有黑斑存在,則表明焊條內(nèi)部的焊芯已銹蝕。也可敲掉藥皮,直接檢查焊芯是否銹蝕。(10)在焊接操作過程中檢查,受潮焊條的工藝性能會出現(xiàn)下列變化:●同一電流值時,電弧吹力變大,熔深增加;●飛濺數(shù)量增多,顆粒變大;●對酸性焊條,熔渣覆蓋不良,且焊縫成形變差;●對低氫型焊條,熔渣的內(nèi)面(指與焊縫接觸的一面)出現(xiàn)許多小孔。6、焊接材料有效期限的確定:★JB3223-96《焊接材料質(zhì)量管理規(guī)程》規(guī)定:自生產(chǎn)日期算起按下述方法確定:(1)焊材質(zhì)量證明書或說明書推薦的期限;(2)酸性焊材及防潮包裝密封良好的低氫型焊材為兩年;(3)石墨型焊材及其它焊材為一年。☆超過上述規(guī)定有效期限的焊條、焊劑及藥芯焊絲,應(yīng)按規(guī)定復(fù)驗合格后才能發(fā)放使用。(四)焊條的使用1、焊條烘烤注意事項:(1)焊條吸潮,如果焊芯不生銹和藥皮不變質(zhì),焊條重新烘干后可確保原來的性能而不影響使用。(2)烘烤溫度應(yīng)遵照焊條說明書的規(guī)定?！婵緶囟鹊土诉_不到除去水份的目的;▲烘烤過高,容易引起粘結(jié)劑的分解造成藥皮開裂,焊接時產(chǎn)生脫落現(xiàn)象,而且藥皮內(nèi)的合金元素會氧化,影響合金的過渡。焊條推薦烘烤規(guī)范鉻不銹鋼和鉻鎳奧氏體不銹鋼焊條酸性焊條烘烤150℃/1小時堿性焊條烘烤250℃/1小時其它類別焊條酸性焊條烘烤150℃/1小時堿性焊條烘烤350-400℃/1小時纖維素焊條烘烤80℃/1.5-2小時(3)焊條在烘箱中疊起層數(shù):一般以直徑4mm的不超過3層;直徑3.2mm的不超過5層,且堆放不應(yīng)超過隔層高度的2/3,避免烘烤時受熱不均和潮氣不易排出?！笚l疊起太厚易造成烘烤溫度不均勻,不能烘透或局部過熱而使藥皮脫落。(4)焊條烘烤速度控制:應(yīng)緩慢升溫,然后保溫和緩慢冷卻。推薦焊條進箱溫度為100℃以下,升降溫速度不宜超過150℃/▲不可將焊條突然放入高溫箱內(nèi),或者突然從高溫箱內(nèi)取出,這樣也會引起藥皮開裂、剝落。(5)烘干后的焊條應(yīng)及時放入100—150℃(6)重新烘干次數(shù)一般不超過2次,超過2次應(yīng)征求焊條制造廠的意見?！婵敬螖?shù)過多易造成藥皮脫落。2、焊條使用注意事項:(1)焊條放在保溫筒內(nèi)隨用隨取。同一保溫筒內(nèi)嚴禁混裝不同牌號焊條。(2)在4小時內(nèi)回收的焊條應(yīng)堆放在恒溫箱內(nèi)指定的位置,不得混淆。(3)超過4小時或低于規(guī)定溫度的焊條回收后應(yīng)重新進行烘烤。第四部分、焊條的選用★為什么要重視對焊接材料的正確選擇?●正確選擇焊材是保證焊接質(zhì)量的最重要、也是最基本的條件?！窆こ趟捎玫暮附硬牧弦话阋笤谠O(shè)計文件中作出規(guī)定。GB50236-98第2.0.2條規(guī)定:設(shè)計文件應(yīng)標明母材、焊接材料、焊縫系數(shù)及焊縫坡口的形式,并對焊接方法、焊前預(yù)熱、焊后熱處理及焊接檢驗提出要求?！褡鳛槭┕挝坏墓こ碳夹g(shù)人員要求掌握焊材選擇的基本知識,目的是:(1)在審圖時核對設(shè)計對焊材選擇的正確性;(2)當設(shè)計無規(guī)定或現(xiàn)場條件滿足不了設(shè)計規(guī)定時,為自選焊材提供方便?！锾貏e注意:施工單位自選的焊材最終仍應(yīng)報請設(shè)計同意?！锾貏e提醒:焊條選擇是否合理,不完全由焊接工藝評定所決定。(一)選擇焊條的基本要點1、考慮焊件材料的物理性能、力學(xué)性能和化學(xué)成分:(1)按等強度的原則,選擇滿足接頭力學(xué)性能要求的焊條。■舉例:Q235,按等強度的原則應(yīng)選用J42×焊條,而不應(yīng)選用J50×焊條?！籼厥馇闆r:根據(jù)母材的焊接性,選用不等強度(高強度匹配或低強度匹配)、而韌性好的焊條,但需經(jīng)過改變焊縫結(jié)構(gòu)形式,以滿足設(shè)計強度和剛度的要求。(2)使熔敷金屬的合金成分符合或接近母材?！雠e例:15CrMo必須選用R307焊條(1Cr-0.5Mo),而不能選用R207焊條(0.5Cr-0.5Mo)。(3)當母材化學(xué)成分中碳或硫、磷等有害雜質(zhì)較高時,應(yīng)選擇抗裂性和抗氣孔能力較強的焊條。如低氫型焊條等?！镒⒁?焊接構(gòu)件對力學(xué)性能和化學(xué)成分的要求并不是均衡的:▼有的焊件可能偏重于強度、韌性等方面的要求,而對化學(xué)成分不一定要求與母材一致。如選用結(jié)構(gòu)鋼焊條時,首先應(yīng)側(cè)重考慮焊縫金屬與母材間的等強度,或焊縫金屬的高韌性;▼有的焊件又可能偏重于化學(xué)成分方面的要求,如對于耐熱鋼、不銹鋼焊條的選擇,一般側(cè)重于考慮焊縫金屬與母材化學(xué)成分的一致;▼有的也可能對兩者都有嚴格的要求。如異種鋼焊條的選擇。因此在選擇焊條時應(yīng)分清主次,綜合考慮。2、考慮焊件的工作條件和使用性能:(1)焊件在承受動載荷和沖擊載荷情況下,除了要求保證抗拉強度、屈服強度外,對沖擊韌性、塑性均有較高的要求。此時應(yīng)選用低氫型、鈦鈣型或氧化鐵型焊條?！雠e例:16Mn鋼用于非重要結(jié)構(gòu)時可選用J502、J503等酸性焊條;而當用于重要結(jié)構(gòu)時,則應(yīng)選用J506、J507等堿性焊條。(2)焊件在腐蝕介質(zhì)中工作時,必須分清介質(zhì)種類、濃度、工作溫度以及腐蝕類型(一般腐蝕、晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕等),從而選擇合適的不銹鋼焊條?！雠e例:焊接1Cr18Ni9不銹鋼時,為了滿足焊縫與母材金屬成分相同的要求,對于在腐蝕要求不高的條件下工作的焊件,可選用A102、A107焊條;而對于工作溫度低于300℃而耐腐蝕要求較高的焊件,則應(yīng)選用A132、A137或A002(3)焊件在受磨損條件下工作時,須區(qū)分是一般磨損還是沖擊磨損,是金屬間磨損還是磨料磨損,是在常溫下磨損還是在高溫下磨損等。還應(yīng)考慮是否在腐蝕介質(zhì)中工作,以選擇合適的堆焊焊條。(4)處在低溫或高溫下工作的焊件,應(yīng)選擇能保證低溫或高溫力學(xué)性能的焊條?！雠e例:▲12CrMo在400℃下工作,焊接應(yīng)選R207,而不能選J507▲16MnDR在-40℃下工作,焊接應(yīng)選J507RH(-40℃),而不能用J507、J507Mo、J507H等焊條(-303、考慮焊件的復(fù)雜程度和結(jié)構(gòu)特點、焊接接頭型式等:(1)形狀復(fù)雜或大厚度的焊件,由于其焊縫金屬在冷卻收縮時產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力大,容易產(chǎn)生裂紋。因此,必須采用抗裂性好的焊條,如低氫型焊條、和高韌性焊條焊條。(2)對于某些坡口較小的接頭,或?qū)Ω亢竿缚刂茋栏竦慕宇^,應(yīng)選用具有較大熔深或熔透能力的焊條。■舉例:長輸管線用鋼X42焊接,為保證根部焊透又不至于有過大的焊瘤,常采用纖維素型焊條E6010進行向下立焊操作。(3)因受條件限制而使某些焊接部位難以清理干凈時,就應(yīng)考慮選用氧化性強,容易脫渣,對鐵銹、氧化皮和油污反應(yīng)不敏感的酸性焊條,以免產(chǎn)生氣孔等缺陷。4、考慮焊縫的空間位置:有的焊條只適用于某一位置的焊接,其它位置焊接時效果較差,有的焊條則是各種位置均能焊接的全位置焊條,選用時要考慮焊接位置的特點:(1)對于仰焊、立焊縫較多的焊件,應(yīng)選用鈦鈣型、鈦型、低氫型或鈦鐵礦型的全位置焊條。(2)焊接部位所處的位置不能翻轉(zhuǎn)時,必須選擇能進行全位置焊接的焊條。5、考慮施焊工作條件:(1)沒有直流焊機的場合,應(yīng)選用交直流兩用的焊條。(2)某些鋼材(如珠光體耐熱鋼)需進行焊后消除應(yīng)力熱處理,但受設(shè)備條件限制或本身結(jié)構(gòu)限制而不能進行時,應(yīng)選用與母材金屬化學(xué)成分不同的焊條(如奧氏體不銹鋼焊條),能夠免進行焊后熱處理。(3)應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場條件,如野外操作、焊接工作環(huán)境等來合理選用焊條。6、考慮改進焊接操作環(huán)境和保證工人身體健康:(1)盡量選用發(fā)塵量小、產(chǎn)生有害氣體少的焊條。(2)在酸性焊條和堿性焊條都能夠滿足的地方,鑒于堿性焊條對操作技術(shù)及施工準備要求高,故應(yīng)盡量采用酸性焊條。(3)對于在密閉容器內(nèi)或通風不良場所焊接時,應(yīng)盡量采用低塵低毒焊條或酸性焊條。7、考慮焊接的經(jīng)濟性:(1)在保證使用性能的前提下,盡量選用價格低廉的焊條。根據(jù)中國的礦藏資源,應(yīng)大力推廣鈦鐵礦型焊條(×××3型)。(2)對性能有不同要求的主次焊縫,可采用不同焊條,不要片面追求焊條的全面性能。(3)根據(jù)結(jié)構(gòu)的工作條件,合理選用焊條的合金系統(tǒng)。如對在常溫下工作,用于一般腐蝕條件的不銹鋼,就不必選用含鈮的不銹鋼焊條。8、考慮焊接效率:(1)對焊接工作量大的結(jié)構(gòu),有條件時應(yīng)盡量采用高效率焊條,如鐵粉焊條、高效率不銹鋼焊條、重力焊條、底層焊條、立向下焊條之類的專用焊條。(2)水平位置焊接時采用鐵粉焊條,垂直位置焊接時采用下向焊條等,均可大大提高生產(chǎn)率和降低成本。9、考慮焊條的工藝性能:焊條工藝性能的好壞是焊條使用的前提。工藝性能不好的焊條會產(chǎn)生各種焊接缺陷。(1)對于同一牌號(型號)的焊條,不同的生產(chǎn)廠家,其工藝性能差別很大,需要我們在采購時認真分析。(2)采購不同廠家同一牌號的焊條時,還應(yīng)考慮焊工的習慣問題和對該焊條工藝性能的適用性。(二)碳素鋼的焊條選用1、對碳素鋼的認識:●碳鋼的主要分類方法:(1)按含碳量分類:低碳鋼:C≤0.30%(有的國家稱為軟鋼);中碳鋼:C=0.30-0.60%;高碳鋼:C＞0.60%。(2)按冶煉方法分:平爐鋼;轉(zhuǎn)爐鋼;電爐鋼。(3)按鋼的脫氧程度的不同分:沸騰鋼;半鎮(zhèn)靜鋼;鎮(zhèn)靜鋼。(4)按用途分:結(jié)構(gòu)鋼;工具鋼。(5)根據(jù)鋼中有害雜質(zhì)S、P的含量分:普通碳素鋼:S≤0.050%,P≤0.045%;優(yōu)質(zhì)碳素鋼:S≤0.035%,P≤0.035%;高級優(yōu)質(zhì)碳素鋼:S≤0.030%,P≤0.035%?！镒⒁?經(jīng)常需要焊接的鋼是各種碳素結(jié)構(gòu)鋼,包括普通碳素結(jié)構(gòu)鋼(如Q235)、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼(20鋼)、專門用途碳素結(jié)構(gòu)鋼等。☆高碳鋼實際上不用于制造焊接結(jié)構(gòu)?！衽c焊接關(guān)系密切的專門用途碳素結(jié)構(gòu)鋼:(1)船體用碳素鋼(GB712-88):▲A、B、D、E:C≤0.18-0.22%;屈服強度235MPa。(2)焊接氣瓶用碳素鋼(GB6653-94):▲HP245、HP265、HP295:C≤0.16-0.20%;屈服強度245-295MPa。(3)壓力容器用碳素鋼(GB6654-1996):▲20R:C≤0.20%;屈服強度225-245MPa。(4)鍋爐用碳素鋼(GB713-1997)▲20g:C≤0.21%;屈服強度225-245MPa。(5)橋梁用碳素結(jié)構(gòu)鋼(YB/T10-81)▲16q:C=0.12-0.20%;屈服強度225MPa。(6)石油天然氣管道用螺旋縫埋弧焊碳素鋼(GB9711-88)▲S205、S240、S290:C≤0.17-0.22%;屈服強度205-290MPa(7)鐵道鋼軌用碳素鋼(GB2585-81):▲U、71、U74、U71Cu:C=0.64-0.80%;抗拉強度≥785MPa。(8)核壓力容器用碳素結(jié)構(gòu)鋼▲20HR:C≤0.20%;屈服強度235MPa。(9)汽車制造用碳素結(jié)構(gòu)鋼(GB3275-91)▲08Al:C=0.05-0.12%;抗拉強度315-440MPa15Al:C=0.12-0.17%;抗拉強度345-490MPa2、低碳鋼的焊接特點:(1)焊接性能優(yōu)良,一般不會因焊接而引起淬硬組織。(2)冶煉方法落后或非正規(guī)小型鋼廠生產(chǎn),造成碳鋼含N、O高,焊接裂紋傾向大。(3)母材成分不合格(如C、S過高)時,焊接裂紋傾向大。(4)焊條質(zhì)量不好時造成焊縫中C、S偏高,焊接裂紋傾向大。(5)厚度大、剛性大的結(jié)構(gòu)件在低溫條件下焊接可能出現(xiàn)裂紋。3、低碳鋼在低溫環(huán)境下的焊接措施:(1)焊前預(yù)熱,焊時保持道間溫度(2)采用低氫或超低氫型焊條(3)整條焊縫連續(xù)焊完,盡量避免中斷(4)不在坡口以外的母材上打弧(5)彎板、矯正和裝配時盡可能不在低溫下進行(6)盡可能改進嚴寒下勞動生產(chǎn)條件4、低碳鋼的焊條選用要點:(1)按照等強度匹配的原則,一般選用E43××系列的焊條。有時也可選用E50××系列焊條代用,但不應(yīng)作為首選,否則違背了等強的原則。(2)一般結(jié)構(gòu)選用酸性焊條或堿性焊條。(3)焊接動載荷、復(fù)雜和厚板結(jié)構(gòu)和重要受壓容器,以及低溫下焊接時,應(yīng)選用堿性、低氫型焊條,如E4316(J426)、E4315(J427)?！罡鲊鶕?jù)自己的資源及使用習慣,選用的藥皮類型均有所不同。在中國,鈦鈣型焊條(如J422)的消耗量最大,要占全部焊條產(chǎn)量的80%以上。低碳鋼在低溫條件下的焊接預(yù)熱溫度壁厚mm在各種氣溫下的預(yù)熱溫度低碳鋼管道、容器低溫環(huán)境下焊接時≤16不低于-30℃時不預(yù)熱;低于-30℃時預(yù)熱100-150℃17-30不低于-20℃時不預(yù)熱;低于-20℃時預(yù)熱100-150℃31-40不低于-10℃時不預(yù)熱;低于-10℃時預(yù)熱100-150℃41-50不低于0℃時不預(yù)熱;低于0℃時預(yù)熱100-150℃低碳鋼梁、柱、桁架結(jié)構(gòu)低溫焊接時≤30不低于-30℃時不預(yù)熱;低于-30℃時預(yù)熱100-150℃31-51不低于-10℃時不預(yù)熱;低于-10℃時預(yù)熱100-150℃51-70不低于0℃時不預(yù)熱;低于0℃時預(yù)熱100-150℃5、中碳鋼的焊接特點:(1)隨著含C量的增加,焊接性逐漸變差,焊接接頭的硬化傾向、裂紋傾向和氣孔敏感性均增大,雜質(zhì)S控制不嚴時裂紋傾向更加明顯。(2)若對已經(jīng)熱處理(正火或調(diào)質(zhì))的中碳鋼部件進行焊接,裂紋傾向較大。且熱處理后的焊接會使母材熱影響區(qū)軟化。6、中碳鋼的焊接工藝要點:(1)正確選擇焊接材料。(2)大多數(shù)情況下,需要焊前預(yù)熱和保持一定的層間溫度。(3)焊后立即進行消除應(yīng)力熱處理,熱處理溫度一般為600-650℃(4)不能立即進行熱處理的,則應(yīng)立即后熱。(5)對已經(jīng)熱處理的中碳鋼部件進行焊接,應(yīng)采取防裂紋的措施。7、中碳鋼的焊條選用要點:(1)在要求焊縫與母材等強度的情況下,應(yīng)選用相應(yīng)強度等級而塑性、韌性較高的低氫或超低氫焊條?！雠e例:35鋼選用J506、J507;45鋼選用J556、J557;55鋼選用J606、J607焊條。(2)個別情況下也可采用鈦鐵礦型或鈦鈣型焊條,但一定要有嚴格的工藝措施配合,如控制預(yù)熱溫度和盡量減少母材熔深以減少焊縫含C量。(3)在僅要求實現(xiàn)完整連接而不要求強度,或不要求焊縫與母材等強度的場合,或者焊件結(jié)構(gòu)復(fù)雜對采取防裂紋措施有困難時,可采用強度等級較母材低一檔的焊條。但須滿足設(shè)計要求的各項力學(xué)性能指標?！雠e例:35鋼選用J422、J423、J426、J427;45鋼選用J422、J423、J426、J427、J506、J507;55鋼選用J422、J423、J426、J427、J506、J507焊條。(4)特殊情況也可采用鉻鎳奧氏體不銹鋼焊條,此時可不預(yù)熱或適當降低預(yù)熱溫度。理由是奧氏體焊縫金屬塑性好、溶解氫的能力強。如A102、A107、A302、A307、A402、A407等焊條均可采用。(5)有時也可在中、高碳鋼的坡口表面堆焊一層含碳量很低(C≤0.03%)、強度低、塑性好的純鐵過渡層,然后再用與母材強度相匹配的焊條填滿坡口,能有效地防止焊接裂紋?！雠e例:45鋼與低碳鋼Q235的焊接:方案一:先在45鋼坡口面預(yù)熱300℃,然后用J427或J507焊條進行焊接,焊后進行650方案二:在無預(yù)熱情況下,先用A302或A307焊條在45鋼及Q235鋼的坡口面上堆焊兩層隔離層,然后再用A302或A307焊條進行對接焊。(二)低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊條選用1、對低合金結(jié)構(gòu)鋼的認識:●低合金鋼按其使用性能分為三類:▲低合金結(jié)構(gòu)鋼(也稱強度型低合金鋼)▲低合金低溫鋼(也稱低溫型低合金鋼)▲低合金耐熱鋼(也稱耐熱型低合金鋼)●低合金結(jié)構(gòu)鋼的合金總含量小于5%?！竦秃辖鸾Y(jié)構(gòu)鋼一般按其屈服強度分級。常見的低合金結(jié)構(gòu)鋼的屈服強度在300-600MPa范圍內(nèi)。▲屈服強度為300-450MPa的低合金結(jié)構(gòu)鋼,以熱軋或正火狀態(tài)使用。如16MnR(屈服強度下限285MPa)▲屈服強度大于450MPa的低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼,以調(diào)質(zhì)狀態(tài)使用。如07MnNiCrMoVDR(屈服強度下限490MPa)2、低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接特點:(1)熱影響區(qū)的淬硬傾向(硬化):●強度等級和含碳量低的鋼,熱影響區(qū)淬硬傾向小;屈服強度450MPa以上的低合金高強鋼,熱影響區(qū)可能出現(xiàn)硬而脆的馬氏體組織,沖擊韌性下降,冷裂敏感性增大,可焊性變差?！穹乐褂不拇胧?采用適中的線能量配合以適當?shù)念A(yù)熱,以獲得適當小的焊接冷卻速度。因為線能量增大可使硬化傾向降低,但易使晶粒長大。(2)焊接接頭的冷裂紋傾向:●產(chǎn)生冷裂紋的三要素:▲熱影響區(qū)或焊縫金屬的淬硬傾向(組織硬化)▲焊接接頭的拉應(yīng)力存在(拘束度大)▲焊縫金屬內(nèi)的高含氫量(擴散氫的影響)●焊接冷裂紋的控制措施:▲控制組織硬化:

預(yù)熱;

經(jīng)過較大線能量降低接頭冷卻速度;

冬季和厚板多道焊時采取緩冷等措施?！拗茢U散氫:

焊件坡口表面清理;采用低氫或超低氫焊材,并防止吸潮;

預(yù)熱或”緊急”后熱以減少擴散氫;

采用奧氏體焊條來固溶氫,限制氫的擴散,但帶來其它問題(如熱裂紋、熔合區(qū)冷裂紋、不經(jīng)濟等),非特殊情況不采用?！刂凭惺鴳?yīng)力:

經(jīng)過結(jié)構(gòu)設(shè)計減少剛度或拘束度;

預(yù)熱;

采取合理焊接順序,使焊縫有收縮余地;

坡口設(shè)計以減少焊縫金屬填充量;

焊后消除應(yīng)力熱處理(3)焊縫金屬的熱裂紋傾向●產(chǎn)生熱裂紋的兩要素:▲焊縫中S、P雜質(zhì)偏析,易形成低熔點共晶體偏析于晶界處?！附咏宇^的內(nèi)應(yīng)力存在☆在低合金結(jié)構(gòu)鋼及其常見的配套焊接材料中,由于能增大熱裂傾向的元素含量較少,故產(chǎn)生熱裂紋的敏感性不大?！窈缚p熱裂紋的控制措施:▲控制焊縫成分:關(guān)鍵是選擇適用的焊接材料,控制C、S、P含量。C含量最好小于0.12%?！{(diào)整焊接工藝:

限制過熱:降低線能量,并采用小的焊接電流和小的焊接速度。因為熔池過熱易促使熱裂?！镒⒁?不能經(jīng)過提高焊接速度來降低線能量。因為焊接速度增大會改變?nèi)鄢匦螤?影響到偏析。

控制成形系數(shù)(焊縫寬度與焊縫厚度之比):焊縫系數(shù)影響枝晶成長方向及其會合面的偏析情況。焊縫系數(shù)小,則使偏析集中于焊縫中心,形成焊縫中心薄弱面,熱裂傾向大。一般希望避免出現(xiàn)焊縫系數(shù)小于1的情況,即焊縫實際厚度不要超過焊縫寬度。

減小熔合比:經(jīng)過開大坡口,或減小熔深,或采取隔離層堆焊法,采用鎳基合金焊材等,來減小熔合比,防止母材向焊縫轉(zhuǎn)移某些有害雜質(zhì)。

降低拘束度。如合理布置焊縫,合理安排施焊順序等。

其它:如控制裝配間隙、改進接頭設(shè)計、改進裝配質(zhì)量等。3、低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊條選擇要點:總體原則:一般根據(jù)母材的化學(xué)成分、力學(xué)性能、接頭的裂紋敏感性、焊后是否熱處理、焊件的使用條件(耐蝕、耐高溫、耐低溫等)、結(jié)構(gòu)形式及受力情況、焊接施工條件等因素進行綜合考慮。必要時還應(yīng)經(jīng)過焊接性試驗最終確定。(1)首先考慮等強度原則。要求焊縫的強度等于或略高于母材金屬的強度,而不希望焊縫強度太高?！锝?jīng)驗證明,如果焊縫強度超過母材過多且塑性差時,可能造成冷彎角小,甚至出現(xiàn)橫向裂紋?！颙B/T4709規(guī)定:碳素鋼、低合金鋼的焊縫金屬應(yīng)保證力學(xué)性能,且其抗拉強度不應(yīng)超過母材標準規(guī)定的上限值加30MPa。(2)應(yīng)考慮化學(xué)成分的要求。一般情況選用焊條熔敷金屬的S、P含量應(yīng)與母材一致?！飰毫θ萜骱附拥暮附硬牧先鄯蠼饘倭颉⒘缀繎?yīng)符合JB/T4747-《壓力容器用鋼焊條訂貨技術(shù)條件》的規(guī)定。★壓力容器制造和現(xiàn)場組焊時,應(yīng)注意所采購的焊條其質(zhì)量證明書標注的S、P量是否符合JB/T4747-的規(guī)定。(3)滿足所要求的常溫或低溫沖擊韌性指標要求。對于有沖擊韌性要求的焊件,一般情況選用的焊條其焊縫金屬沖擊值應(yīng)不低于相應(yīng)母材標準規(guī)定下限值。★用于壓力容器焊接的焊條應(yīng)符合JB/T4747-《壓力容器用鋼焊條訂貨技術(shù)條件》的規(guī)定。(4)對于一些在腐蝕介質(zhì)中工作的低合金鋼,則主要根據(jù)焊縫金屬耐腐蝕性能來選擇焊條?！雠e例:10MoWVNb抗氫鋼應(yīng)采用J507MoW焊條,而不能用J507。(5)對于同一強度等級的酸性焊條和堿性焊條的選用,主要取決于焊接件的結(jié)構(gòu)形狀(簡單或復(fù)雜)、鋼板厚度、工作條件(靜載荷或動載荷)和鋼材的抗裂性能等方面?！駥τ谥匾Y(jié)構(gòu)及要求抗裂性好、塑性好、沖擊韌性好、低溫性能好的焊接結(jié)構(gòu),應(yīng)選用堿性焊條(低氫型或超低氫型)?！畹蜌湫秃笚l的含氫量標準是5-10mL/100g;超低氫型焊條為≤5mL/100g。●對于非重要結(jié)構(gòu)或坡口表面有油、銹、氧化皮等臟物而又很難清理時,在結(jié)構(gòu)性能要求允許的前提下,可選用酸性焊條。(6)在某些特殊情況下,例如鋼材冷裂紋傾向較大、結(jié)構(gòu)剛性大、板材較厚和接頭冷卻速度較快時,為防止裂紋,以及考慮母材金屬成分的過渡,有效的辦法是選用強度級別比母材金屬略低、塑性和韌性高、抗裂性好的焊條。(三)低溫鋼的焊條選用1、對低溫鋼的認識:●用于制造-20～-253℃●低溫鋼的分類:根據(jù)化學(xué)成分和組織特點,分為三大類:▲低合金鐵素體型低溫鋼:含合金元素總量不超過5%。組織為鐵素體加少量珠光體,在-40～-110℃■舉例:低合金低溫鋼16MnDR(-40℃)、低溫碳鋼ASTMA333Gr6(-45℃)、3.5Ni鋼ASTMA333Gr3(-100▲中合金低碳馬氏體型低溫鋼:合金元素含量大于5-10%。組織與熱處理方法有關(guān):淬火后的組織為低碳馬氏體;正火后的組織為低碳馬氏體、鐵素體及少量奧氏體;回火后的組織為含鎳鐵素體和少量富碳奧氏體?！畹湫弯摲N有9Ni鋼:回火后的組織使9Ni鋼在-196℃低溫下仍具有優(yōu)良的低溫韌性?！吆辖饖W氏體型低溫鋼:合金元素總含量大于10%,組織為奧氏體,在-196～-269℃■舉例:1Cr18Ni9Ti等。2、低溫鋼結(jié)構(gòu)發(fā)生脆性斷裂的必要條件:(1)必須具備由外載荷及殘余內(nèi)應(yīng)力引起的一定應(yīng)力水平;(2)由結(jié)構(gòu)、材料、制造缺陷引起的缺口效應(yīng),其中由焊接而引起的缺陷(幾何的或冶金的)往往是脆斷的裂源。(3)設(shè)備和管道的工作溫度低于材料的脆性轉(zhuǎn)變溫度3、低合金低溫鋼的焊接特點:(1)不含鎳低溫鋼:由于其含碳量低、其它合金元素也不高,淬硬和冷裂傾向小,具有良好的焊接性。一般可不采用預(yù)熱,但應(yīng)避免在低溫下施焊。(2)含鎳低溫鋼:由于添加了鎳,增大了鋼的淬硬性,但不顯著,冷裂傾向不大。當板厚較大或拘束較大時,應(yīng)采用適當預(yù)熱。

雖然鎳可能增大熱裂傾向,可是嚴格控制鋼及焊接材料中的C、S、P含量,以及采用合理的焊接工藝,增大焊縫成形系數(shù),能夠避免熱裂紋。★特別提醒:低溫下使用的焊接結(jié)構(gòu)易于發(fā)生脆性斷裂。因此保證焊縫和粗晶區(qū)的低溫韌性是低溫鋼焊接時的技術(shù)關(guān)鍵。■舉例:9Ni鋼的焊接特點(1)焊接接頭的低溫韌性問題(包括焊縫金屬、熔合區(qū)和粗晶區(qū))。(2)焊接熱裂紋問題,特別表現(xiàn)為弧坑裂紋。(3)焊接冷裂紋問題:低氫條件下一般不會產(chǎn)生冷裂紋。但高氫下也有一定冷裂敏感性。(4)焊接時電弧的磁偏吹問題:9Ni鋼系鐵磁性鋼,焊接時易發(fā)生電弧的磁偏吹,造成夾渣、未熔合等焊接缺陷的產(chǎn)生。◆焊接磁偏吹的消除及控制措施:

采用永久磁鐵平衡法來消除焊接磁偏吹的影響。在坡口焊縫的背側(cè)移動永久磁鐵,并用特斯拉計監(jiān)測,能夠保證焊縫內(nèi)的剩磁接近于零。

采用交流焊接電源,由于電流方向的高頻率變換(每秒100次),磁場不會造成電弧偏吹。

避免使用大電流的碳弧氣刨清根,而改用砂輪打磨。4、低溫鋼焊接接頭的低溫韌性保證措施:(1)從結(jié)構(gòu)設(shè)計上充分考慮焊透,避免結(jié)構(gòu)不良而引起的人為缺陷。(2)正確選擇焊材,保證焊縫足夠的沖擊韌性水平。(3)正確制定焊接工藝,控制焊接線能量:采取小電流、快焊速、控制多層焊的層間溫度等措施。(4)避免工藝缺陷:防止焊接接頭產(chǎn)生各種應(yīng)力集中源。●采用錘擊工件等強制手段進行組裝會增加殘余應(yīng)力,易導(dǎo)致發(fā)生低應(yīng)力脆性斷裂破壞。因此規(guī)定低溫鋼在組裝過程中不允許采用錘擊等強制手段進行組裝?！褚驗槿笨谛?yīng)往往是脆斷的裂源,因此不允許在受壓元件上刻劃或敲打材料標記和焊工鋼印等導(dǎo)致產(chǎn)生缺口效應(yīng)的劃痕?！窈讣砻娴碾娀〔羵菓?yīng)力集中源,因此規(guī)定焊接時不得在焊件表面引弧、收弧和試驗電流,嚴禁有電弧擦傷?！駥Φ蜏劁摵附訉嵭斜砻嫱嘶鸷傅?對改進焊接接頭的韌性有相當有利的作用。這種表面退火焊道一般能夠用鎢極氬弧焊不填焊絲表面重熔來實現(xiàn)。

為了消除表面層的柱狀組織,也能夠最后多焊一層退火焊道,再把退火焊道加工掉。(5)焊后消除應(yīng)力熱處理能夠降低低溫鋼焊接產(chǎn)品的脆斷危險性。5、低合金低溫鋼的焊條選用要點:低溫鋼焊接的主要矛盾是保證接頭的低溫韌性要求,防止接頭在使用過程中產(chǎn)生脆性斷裂,其強度一般均能滿足要求。故應(yīng)按以下原則選用與母材的使用溫度相適應(yīng)的焊條:(1)當?shù)蜏劁摻Y(jié)構(gòu)的使用條件在-45℃以上時,可選用低溫韌性好的Ti-B系或高韌性普通低合金鋼焊條。如W507、J507RH(2)使用條件在-60℃以下的低溫鋼,一般均采用含鎳的低溫鋼焊條。如W607、W707Ni(3)在-100℃左右使用的低溫鋼,一般均使用含3.5Ni或更高含鎳量并含一定量鉬的低溫鋼焊條。如W907Ni(4)對于9Ni鋼的焊接,常見的焊接材料有三種,即:含Ni約60%以上的Inconel型、含Ni約40%的Fe-Ni基型、含Ni13%-Cr16%的奧氏體不銹鋼改進型。如:如ENiCrFe-2、ENiCrFe-4、ENiCrMo-6等焊條。★JB/T4709-規(guī)定:用于焊接低溫鋼的鎳鋼焊條的焊縫金屬夏比V型缺口沖擊吸收功在相應(yīng)低溫時應(yīng)不小于34J?！锏蜏劁摵笚l藥皮一般均采用低氫型。(四)鉻鉬珠光體耐熱鋼的焊條選用1、對耐熱鋼的認識:在高溫下能夠保持化學(xué)穩(wěn)定性(耐腐蝕、不起皮)叫做熱穩(wěn)定性;在高溫下具有足夠的強度叫做熱強性。具有熱穩(wěn)定性和熱強性的鋼稱為耐熱鋼?！衲蜔徜摰姆诸?(1)低合金耐熱鋼:合金元素總含量5%以下。供貨狀態(tài)為退火、或正火+回火。組織主要為珠光體+鐵素體,因此也稱珠光體耐熱鋼。以Cr、Mo為主要元素的珠光體耐熱鋼稱為鉻鉬珠光體耐熱鋼。■如:12CrMo、15CrMo、12Cr1MoV等。(2)中合金耐熱鋼:合金元素總含量6-12%,以Cr為主,含Mo0.5-1%。供貨狀態(tài)主要為退火、或正火+回火。也有以調(diào)質(zhì)狀態(tài)供貨。退火狀態(tài)下的組織為鐵素體+碳化物;正火+回火狀態(tài)下的組織為鐵素體+貝氏體。合金元素總含量大于10%以上的耐熱鋼組織為馬氏體?！鋈?5Cr-0.5Mo、7Cr-0.5Mo、9Cr-1Mo-V等。(3)高合金耐熱鋼:合金元素總含量大于13%,以Cr或Cr-Ni為主。組織為馬氏體、鐵素體和奧氏體三種?！鋈?Cr13Al(鐵素體)、1Cr13(馬氏體)、1Cr18Ni9Ti(奧氏體)?！衲蜔徜摰母邷匦阅?(1)抗蠕變性能。蠕變:金屬在一定溫度和一定應(yīng)力作用下隨著時間的增加,慢慢發(fā)生塑性變形的現(xiàn)象碳鋼工作溫度超過300-350℃,合金鋼的工作溫度高于400(2)高溫持久強度:金屬材料在高溫、長期應(yīng)力作用下抵抗斷裂的能力。(3)蠕變脆性(鋼的持久塑性):在溫度、應(yīng)力和時間三者聯(lián)合作用下所產(chǎn)生的脆性傾向。(4)高溫抗氧化能力。2、對耐熱鋼焊接接頭性能的基本要求:(1)接頭的等強度和等塑性:不但要有與母材基本相等的常溫和高溫短時強度,而且更重要的應(yīng)具有與母材相當?shù)母邷爻志脧姸?同時還應(yīng)具有與母材相近的塑性變形能力。(2)接頭的抗氫性和抗氧化性:具有與母材基本相同的抗氫性和抗高溫氧化性。為此要求焊縫金屬的合金成分應(yīng)與母材基本相同。(3)接頭的組織穩(wěn)定性:要求接頭各區(qū)的組織不應(yīng)產(chǎn)生明顯的變化及由此引起的脆變或軟化。(4)接頭的抗脆斷性:焊接接頭應(yīng)能承受1.5倍工作壓力的壓力試驗,和高溫高壓設(shè)備投運或檢修后的冷起動過程。(5)低合金耐熱鋼接頭的物理均一性:低合金耐熱鋼焊接接頭具有與母材基本相同的物理性能,防止接頭材料的熱膨脹系數(shù)和導(dǎo)熱率的差別造成過大的熱應(yīng)力,對接頭的提前失效產(chǎn)生不利影響?！飱W氏體耐熱鋼與奧氏體不銹鋼具有基本相同的焊接特點,其焊條選用原則將在后面的奧氏體不銹鋼一章中一并介紹。3、鉻鉬珠光體耐熱鋼的焊接特點:●鉻鉬珠光體耐熱鋼的基本合金元素是Cr和Mo,有的還含有V、W、Si、Ti、B等?！窈附訒r存在的主要問題是:(1)熱影響區(qū)的脆化(淬硬性):在冷卻速度較大的情況下,接近熔合線的粗晶區(qū)容易形成淬硬的馬氏體組織。主要合金元素Cr和Mo能顯著地提高鋼的淬硬性?！m然多層焊的接頭性能比單層焊好得多,但緊靠熔合線的熱影響區(qū)仍是最薄弱的環(huán)節(jié)。★防止措施:

經(jīng)過預(yù)熱盡可能提高焊接加熱速度;適中的焊接線能量。(2)焊縫和熱影響區(qū)的軟化:冷卻速度過慢,使接頭在AC1附近的停留時間增長,而出現(xiàn)”軟化區(qū)”,沖擊韌性下降,引起斷裂?！锓乐勾胧?

盡量減小焊接線能量;

控制預(yù)熱溫度不宜過高。(3)冷裂紋:一般發(fā)生在熱影響區(qū)的粗晶區(qū)內(nèi)。當焊縫強度和氫含量較高時也會發(fā)生在焊縫內(nèi)?！锓乐勾胧?同低合金結(jié)構(gòu)鋼。(4)回火脆性:鉻鉬鋼及其焊接接頭在370-565℃溫度區(qū)間長期運行過程中發(fā)生漸進的脆變現(xiàn)象。以2.25Cr-1Mo★防止措施:

降低焊縫金屬中的O、Si和P含量;

控制線能量(43kJ/cm以下)。(5)再熱裂紋:在焊接之后再次處于高溫(如焊后熱處理)下產(chǎn)生的裂紋。容易發(fā)生在鉬鋼、鉻鉬鋼及鉻鉬釩鋼等珠光體耐熱鋼的焊接接頭上(多數(shù)在粗晶區(qū),少數(shù)在焊縫金屬中)。▲再熱裂紋的主要影響因素:

化學(xué)成分:Cr、Mo、V是碳化物的形成元素,會有析出強化作用,增加鋼的再熱裂紋敏感性。

焊接殘余應(yīng)力:再熱裂紋發(fā)生在高焊接殘余應(yīng)力的部位。焊接接頭中的咬邊、根部未焊透等處是產(chǎn)生再熱裂紋的裂源。

焊后熱處理條件:加熱溫度是該鋼種的再熱裂紋最敏感溫度,此時保溫時間越長越不利。加熱速度較慢時容易發(fā)生再熱裂紋?！镌贌崃鸭y的防止措施:

合理設(shè)計接頭形式,降低接頭的拘束度。

正確選用焊接材料:①采用強度較低的焊縫金屬,以提高其塑性變形能力,可減輕近縫區(qū)塑性應(yīng)變集中程度;②也可僅在焊縫表層用低強高塑性焊條蓋面?！镒⒁?上述兩點都必須服從設(shè)計強度允許的范圍。

控制焊接工藝:①堆焊隔離層;☆控制適宜的線能量;②適當預(yù)熱和提高層間溫度;③采用回火焊道(焊趾覆層或TIG重熔)有助于細化晶粒,減小應(yīng)力集中;④調(diào)整施焊方式減少焊接應(yīng)力(焊接順序、分段退焊等);⑤焊后對焊縫的加強高和焊趾部位打磨呈圓滑過渡,減小應(yīng)力集中程度;⑥有條件時可采用熱輸入量小、熱影響區(qū)窄、焊縫金屬含氫量低的焊接方法(如窄間隙焊、熔化極氣體保護焊等)。

正確選擇熱處理工藝:①采用低溫焊后熱處理及高加熱速度(如CrMoV鋼可提高500-720℃區(qū)間最終回火的加熱速度為400-460℃②盡量縮短在敏感溫度區(qū)間的保溫時間;③采用中間分段消除應(yīng)力熱處理(如CrMoV鋼480-500℃×1h);④完全正火處理;⑤錘擊焊縫表層。4、鉻鉬珠光體耐熱鋼的焊條選用要點:☆從合金元素過渡方式看,絕大多數(shù)低合金耐熱鋼焊條的主要合金成