第八章壓力容器焊接

1、過程設(shè)備焊接工藝分析 8 8 過程設(shè)備焊接工藝分析過程設(shè)備焊接工藝分析 對于焊制受壓過程設(shè)備，為確保焊接質(zhì)量，應(yīng)有一套嚴(yán)格對于焊制受壓過程設(shè)備，為確保焊接質(zhì)量，應(yīng)有一套嚴(yán)格和完善的焊接生產(chǎn)程序。其一般過程如下：和完善的焊接生產(chǎn)程序。其一般過程如下： 焊接性試驗(yàn)焊接性試驗(yàn)焊接工藝評定焊接工藝評定焊接工藝細(xì)則卡焊接工藝細(xì)則卡產(chǎn)品焊接產(chǎn)品焊接試板試板(環(huán)縫見證件環(huán)縫見證件) 焊接工藝實(shí)施與記錄焊接工藝實(shí)施與記錄焊接檢驗(yàn)與缺陷焊接檢驗(yàn)與缺陷返修。返修。 其中其中焊接性試驗(yàn)焊接性試驗(yàn)和和焊接工藝評定焊接工藝評定均為正式產(chǎn)品焊接前進(jìn)行均為正式產(chǎn)品焊接前進(jìn)行的試驗(yàn)，目的是為正確編制焊接工藝提供依據(jù)；的試驗(yàn)，

2、目的是為正確編制焊接工藝提供依據(jù)； 焊接試板和環(huán)縫見證件焊接試板和環(huán)縫見證件都是采用與產(chǎn)品相同的焊接工藝，都是采用與產(chǎn)品相同的焊接工藝，且與產(chǎn)品同時焊接的，起實(shí)際見證產(chǎn)品焊接質(zhì)量的作用；且與產(chǎn)品同時焊接的，起實(shí)際見證產(chǎn)品焊接質(zhì)量的作用；焊接工藝卡焊接工藝卡是指導(dǎo)焊接生產(chǎn)的技術(shù)文件對影響焊接質(zhì)量的各種是指導(dǎo)焊接生產(chǎn)的技術(shù)文件對影響焊接質(zhì)量的各種因素作出具體的規(guī)定和限制。因素作出具體的規(guī)定和限制。 過程設(shè)備焊接工藝分析 8 81 1 焊接工藝分析焊接工藝分析 8 81 11 1 焊接工藝分析基礎(chǔ)焊接工藝分析基礎(chǔ) (1) (1)焊接工藝概念與內(nèi)容焊接工藝概念與內(nèi)容 指指焊接產(chǎn)品在制造過程中焊接產(chǎn)品在

3、制造過程中所有與焊接有關(guān)的所有與焊接有關(guān)的加工加工方法與實(shí)施措施方法與實(shí)施措施和和要求要求。 焊接工藝的具體形式是各種焊接技術(shù)性文件或規(guī)焊接工藝的具體形式是各種焊接技術(shù)性文件或規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。把焊接生產(chǎn)過程中保證焊接質(zhì)量的有關(guān)技術(shù)范標(biāo)準(zhǔn)。把焊接生產(chǎn)過程中保證焊接質(zhì)量的有關(guān)技術(shù)問題的措施和要求以文字形式規(guī)定下來，用于指導(dǎo)焊問題的措施和要求以文字形式規(guī)定下來，用于指導(dǎo)焊接生產(chǎn)接生產(chǎn)焊接工藝規(guī)程（焊接工藝規(guī)程（WPS：Welding Procedure Specification） -焊接工藝守則焊接工藝守則 -焊接工藝細(xì)則卡焊接工藝細(xì)則卡（焊接作業(yè)指導(dǎo)書（焊接作業(yè)指導(dǎo)書 WWI weldingworki

4、ng struction）。過程設(shè)備焊接工藝分析 焊接工藝規(guī)程焊接工藝規(guī)程 WPS 焊接工藝規(guī)程適用面廣，如現(xiàn)行壓力容器焊接焊接工藝規(guī)程適用面廣，如現(xiàn)行壓力容器焊接工藝規(guī)程工藝規(guī)程 NBT 47015壓力容器焊接規(guī)程，是壓力容器焊接規(guī)程，是我國的現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。其中對手工電弧焊、埋我國的現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。其中對手工電弧焊、埋弧焊、氣體保護(hù)焊和電渣焊的各種材料壓力容器的弧焊、氣體保護(hù)焊和電渣焊的各種材料壓力容器的焊接工藝作了規(guī)定。我國的壓力容器設(shè)計、制造等焊接工藝作了規(guī)定。我國的壓力容器設(shè)計、制造等行業(yè)必須遵守執(zhí)行。行業(yè)必須遵守執(zhí)行。過程設(shè)備焊接工藝分析 焊接工藝守則焊接工藝守則 是針對某種焊

5、接方法或某種操是針對某種焊接方法或某種操作環(huán)節(jié)的準(zhǔn)則，如手工電弧焊工藝守則、埋弧焊工作環(huán)節(jié)的準(zhǔn)則，如手工電弧焊工藝守則、埋弧焊工藝守則和焊接材料管理守則等。藝守則和焊接材料管理守則等。 屬于行業(yè)或企業(yè)屬于行業(yè)或企業(yè)的的焊接工藝技術(shù)管理制度焊接工藝技術(shù)管理制度。 焊接工藝細(xì)則卡焊接工藝細(xì)則卡 簡稱焊接工藝卡，它是直接簡稱焊接工藝卡，它是直接發(fā)到焊工手中指導(dǎo)焊接生產(chǎn)的工藝文件。焊工必須發(fā)到焊工手中指導(dǎo)焊接生產(chǎn)的工藝文件。焊工必須按工藝卡的要求和步驟進(jìn)行焊接。工藝卡是以相關(guān)按工藝卡的要求和步驟進(jìn)行焊接。工藝卡是以相關(guān)焊接工藝規(guī)程和焊接工藝評定為依據(jù)擬定的。焊接工藝規(guī)程和焊接工藝評定為依據(jù)擬定的。 8

6、 81 1、焊接工藝評定、焊接工藝評定 8 81 11 1 焊接性試驗(yàn)與焊接工藝評定試驗(yàn)焊接性試驗(yàn)與焊接工藝評定試驗(yàn) 焊接性試驗(yàn)和焊接工藝評定試驗(yàn)焊接性試驗(yàn)和焊接工藝評定試驗(yàn)都是在都是在產(chǎn)品焊接前產(chǎn)品焊接前進(jìn)行進(jìn)行的焊接試驗(yàn)，但其具體作用和目的不同。的焊接試驗(yàn)，但其具體作用和目的不同。 焊接性試驗(yàn)是對新開發(fā)出的鋼種或從未焊過的鋼種進(jìn)行焊接性試驗(yàn)是對新開發(fā)出的鋼種或從未焊過的鋼種進(jìn)行的焊接性試驗(yàn)和評價，并不針對具體產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的焊接性試驗(yàn)和評價，并不針對具體產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。焊接性試驗(yàn)。焊接性試驗(yàn)主要對各類焊接缺陷的敏感性及接頭的使用性，特別是對裂主要對各類焊接缺陷的敏感性及接頭的使用性，特別是對裂紋的敏感

7、性作出分析評價紋的敏感性作出分析評價 焊接工藝評定焊接工藝評定，是針對某個產(chǎn)品的焊接工藝，在正，是針對某個產(chǎn)品的焊接工藝，在正式施焊前進(jìn)行的式施焊前進(jìn)行的試試驗(yàn)，是為確保具體產(chǎn)品焊接質(zhì)量而進(jìn)行的驗(yàn)，是為確保具體產(chǎn)品焊接質(zhì)量而進(jìn)行的試驗(yàn)。試驗(yàn)。它是它是解決在具體產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和工藝條件下使焊接接頭質(zhì)解決在具體產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和工藝條件下使焊接接頭質(zhì)量完全滿足要求量完全滿足要求過程設(shè)備焊接工藝分析8 81 12 2 焊接工藝評定與焊接工藝細(xì)則卡焊接工藝評定與焊接工藝細(xì)則卡 焊接工藝細(xì)則卡焊接工藝細(xì)則卡是發(fā)到焊工手中用以是發(fā)到焊工手中用以指導(dǎo)產(chǎn)品指導(dǎo)產(chǎn)品焊接的技術(shù)文件焊接的技術(shù)文件。為此，對于所擬定的并要用于產(chǎn)為

8、此，對于所擬定的并要用于產(chǎn)品焊接的每項焊接工藝因素，均應(yīng)事先作相應(yīng)的評品焊接的每項焊接工藝因素，均應(yīng)事先作相應(yīng)的評定。定。 焊接工藝評定焊接工藝評定是制造廠在產(chǎn)品正式焊接以前，是制造廠在產(chǎn)品正式焊接以前，對初步擬定的焊接工藝細(xì)則卡或其他規(guī)程中的焊接對初步擬定的焊接工藝細(xì)則卡或其他規(guī)程中的焊接工藝進(jìn)行的驗(yàn)證性試驗(yàn)。即按準(zhǔn)備采用的焊接工藝，工藝進(jìn)行的驗(yàn)證性試驗(yàn)。即按準(zhǔn)備采用的焊接工藝，在接近實(shí)際生產(chǎn)條件下，制成材料、工藝參數(shù)等均在接近實(shí)際生產(chǎn)條件下，制成材料、工藝參數(shù)等均與產(chǎn)品相同的模擬焊接試板，并按產(chǎn)品的技術(shù)條件與產(chǎn)品相同的模擬焊接試板，并按產(chǎn)品的技術(shù)條件對試板進(jìn)行檢驗(yàn)。對試板進(jìn)行檢驗(yàn)。 焊接工

9、藝評定的目的焊接工藝評定的目的1、驗(yàn)證施焊單位擬訂的焊接工藝是否正確。2、提供完整的焊接工藝參數(shù)，是編制焊接 作業(yè)指導(dǎo)書的依據(jù)。3、焊接質(zhì)量管理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是衡量一個單位施焊能力和技術(shù)水平的重要標(biāo)志。一般性規(guī)定 1）焊接工藝評定應(yīng)以可靠的鋼材焊接性能為依據(jù)，并在產(chǎn)品焊接之前完成。 2）焊接工藝評定一般過程是：擬定焊接工藝指導(dǎo)書、施焊試件和制取試樣、檢驗(yàn)試件和試樣、測定焊接接頭是否具有所要求的使用性能、提出焊接工藝評定報告對擬定的焊接工藝指導(dǎo)書進(jìn)行評定。 3）對于截面全焊透的T形接頭和角接接頭，當(dāng)無法檢測內(nèi)部缺陷，而制造單位又沒有足夠的能力確保焊透時，還應(yīng)增加制作型號式試驗(yàn)件進(jìn)行焊接工藝評定，經(jīng)

10、解剖試驗(yàn)確認(rèn)方能允許施焊產(chǎn)品。 4）焊接工藝評定所用設(shè)備、儀表應(yīng)處于正常工作狀態(tài)，鋼材、焊接材料必須符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，由本單位技能熟練的焊接人員使用本單位焊接設(shè)備焊接試件。 TSG R0004 -2009固容規(guī)焊接工藝評定的對象 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/T 47014 進(jìn)行焊接工藝評定或者具有經(jīng)過評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/T 47014 進(jìn)行焊接工藝評定。 過程設(shè)備焊

11、接工藝分析813 壓力容器焊接工藝評定的基本要求壓力容器焊接工藝評定的基本要求 從從焊縫處的部位焊縫處的部位來講，受壓殼體上的縱、環(huán)焊縫，法蘭、來講，受壓殼體上的縱、環(huán)焊縫，法蘭、接管、管板上的焊縫和受壓元件上的點(diǎn)固焊、吊裝點(diǎn)、組裝接管、管板上的焊縫和受壓元件上的點(diǎn)固焊、吊裝點(diǎn)、組裝焊點(diǎn)及耐蝕堆焊層等均要求進(jìn)行焊接工藝評定。焊點(diǎn)及耐蝕堆焊層等均要求進(jìn)行焊接工藝評定。 評定時分別按評定時分別按對接焊縫、角焊縫和堆焊焊縫對接焊縫、角焊縫和堆焊焊縫三種方式制三種方式制備試板。其中對接焊縫試板要進(jìn)行外觀檢查、無損探傷和拉備試板。其中對接焊縫試板要進(jìn)行外觀檢查、無損探傷和拉伸、彎曲、韌性等力學(xué)性能檢驗(yàn)；

12、角焊縫要進(jìn)行外觀和金相伸、彎曲、韌性等力學(xué)性能檢驗(yàn)；角焊縫要進(jìn)行外觀和金相檢驗(yàn)；耐蝕堆焊層試板要進(jìn)行滲透探傷、彎曲試驗(yàn)和化學(xué)成檢驗(yàn)；耐蝕堆焊層試板要進(jìn)行滲透探傷、彎曲試驗(yàn)和化學(xué)成分分析。分分析。 焊接工藝評定試驗(yàn)用試板應(yīng)具有足夠的尺寸。手工電弧焊接工藝評定試驗(yàn)用試板應(yīng)具有足夠的尺寸。手工電弧焊、氣體保護(hù)焊試板尺寸不小于焊、氣體保護(hù)焊試板尺寸不小于300 x 500mm，埋弧焊不小，埋弧焊不小于于400 x600mm，電渣焊不小于，電渣焊不小于500 x800mm。焊接工藝評定首先是按鋼種來進(jìn)行的過程設(shè)備焊接工藝分析 通常是將影響焊接質(zhì)量的因素分為通常是將影響焊接質(zhì)量的因素分為重要因素、重要因素

13、、補(bǔ)加因素和次要因素補(bǔ)加因素和次要因素。 重要因素重要因素是是指影響除沖擊韌性以外的焊接接頭指影響除沖擊韌性以外的焊接接頭力學(xué)性能力學(xué)性能的焊接條件；的焊接條件； 補(bǔ)加因素補(bǔ)加因素是指是指影響接頭沖擊韌性影響接頭沖擊韌性的焊接條件的焊接條件(規(guī)規(guī)定有沖擊韌性要求時才有定有沖擊韌性要求時才有)； 次要因素次要因素是指是指不影響接頭力學(xué)性能不影響接頭力學(xué)性能的焊接條件。的焊接條件。變更任何一個重要因素或補(bǔ)加因素時都要進(jìn)行焊接變更任何一個重要因素或補(bǔ)加因素時都要進(jìn)行焊接工藝評定工藝評定：而：而變更次要因素變更次要因素時則不必進(jìn)行評定，但時則不必進(jìn)行評定，但應(yīng)重新編制焊接工藝指導(dǎo)書應(yīng)重新編制焊接工藝指

14、導(dǎo)書。過程設(shè)備焊接工藝分析 下述情況通常都必須進(jìn)行焊接工藝評定：下述情況通常都必須進(jìn)行焊接工藝評定： 改變焊接方法；改變焊接方法； 改變母材分類組的編號；改變母材分類組的編號； 改變焊接材料，如焊條、焊劑、焊絲和保護(hù)氣改變焊接材料，如焊條、焊劑、焊絲和保護(hù)氣體牌號和組成類別等；體牌號和組成類別等； 改變預(yù)熱、后熱和焊后熱處理制度；改變預(yù)熱、后熱和焊后熱處理制度； 母材厚度和熔敷金屬厚度超過原評定的有效范母材厚度和熔敷金屬厚度超過原評定的有效范圍。圍。8.1.3 8.1.3 焊接工藝評定程序焊接工藝評定程序焊接工藝評定立項編制焊接工藝評定指導(dǎo)書焊接試件試件理化檢驗(yàn)編制焊接工藝評定報告PQR編制焊

15、接工藝卡表表82所示為典型的壓力容器焊接工藝細(xì)則卡格式。所示為典型的壓力容器焊接工藝細(xì)則卡格式。 過程設(shè)備焊接工藝分析 8.2 8.2 焊接工藝卡編制原則焊接工藝卡編制原則 在分析或編制焊接工藝時，通常應(yīng)考慮以下原在分析或編制焊接工藝時，通常應(yīng)考慮以下原則。則。 技術(shù)上的先進(jìn)性與可行性技術(shù)上的先進(jìn)性與可行性 立足于采用先進(jìn)立足于采用先進(jìn)的焊接方法與工藝措施，符合現(xiàn)代生產(chǎn)的時代潮流，的焊接方法與工藝措施，符合現(xiàn)代生產(chǎn)的時代潮流，而且易提高焊接質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益而且易提高焊接質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益。例如，目前先進(jìn)。例如，目前先進(jìn)工業(yè)國家為保證壓力容器的焊接質(zhì)量，凡不能進(jìn)行工業(yè)國家為保證壓力容器的焊接質(zhì)量，凡不

16、能進(jìn)行雙面焊的殼體焊縫，都采用氬弧焊打底。但應(yīng)注意，雙面焊的殼體焊縫，都采用氬弧焊打底。但應(yīng)注意，技術(shù)上的先進(jìn)性要與現(xiàn)實(shí)的可行性相結(jié)合，特別是技術(shù)上的先進(jìn)性要與現(xiàn)實(shí)的可行性相結(jié)合，特別是與本廠具體條件相結(jié)合。如，電渣焊用于大厚件的與本廠具體條件相結(jié)合。如，電渣焊用于大厚件的焊接生產(chǎn)率高，但焊后需要正火處理，若沒有正火焊接生產(chǎn)率高，但焊后需要正火處理，若沒有正火處理的條件處理的條件,采用電渣焊就不一定是可行的。采用電渣焊就不一定是可行的。過程設(shè)備焊接工藝分析 經(jīng)濟(jì)上的合理性經(jīng)濟(jì)上的合理性 在一定的生產(chǎn)條件下，要在一定的生產(chǎn)條件下，要對多種工藝方法進(jìn)行計算對比，特別是對于產(chǎn)品的對多種工藝方法進(jìn)行計

17、算對比，特別是對于產(chǎn)品的關(guān)鍵件、主要件和復(fù)雜零部件的焊接方法或工藝措關(guān)鍵件、主要件和復(fù)雜零部件的焊接方法或工藝措施進(jìn)行核算與方案對比，選擇出施進(jìn)行核算與方案對比，選擇出經(jīng)濟(jì)上最合理的方經(jīng)濟(jì)上最合理的方法。法。在在保證質(zhì)量的前提下，力求成本最低保證質(zhì)量的前提下，力求成本最低，這是提，這是提高產(chǎn)品市場競爭力的有效途徑。高產(chǎn)品市場競爭力的有效途徑。 盡量改善勞動條件盡量改善勞動條件 使焊工具有良好且安全使焊工具有良好且安全的勞動條件不但是勞動保護(hù)問題，同時也是提高和的勞動條件不但是勞動保護(hù)問題，同時也是提高和保證焊接質(zhì)量的一個積極因素。例如在焊件預(yù)熱溫保證焊接質(zhì)量的一個積極因素。例如在焊件預(yù)熱溫度很

18、高時，往往焊接缺陷出現(xiàn)較多，這顯然與高溫度很高時，往往焊接缺陷出現(xiàn)較多，這顯然與高溫勞動條件有關(guān)。為此，應(yīng)盡量采用機(jī)械化和自動化勞動條件有關(guān)。為此，應(yīng)盡量采用機(jī)械化和自動化程度高的焊接設(shè)備與工裝設(shè)備。程度高的焊接設(shè)備與工裝設(shè)備。 過程設(shè)備焊接工藝分析 (3)(3)焊接工藝分析與編制的依據(jù)焊接工藝分析與編制的依據(jù) 對于一個具體焊接結(jié)構(gòu)產(chǎn)品或零部件的焊接工對于一個具體焊接結(jié)構(gòu)產(chǎn)品或零部件的焊接工藝的分析或擬定，必須依據(jù)充分的原始技術(shù)資料。藝的分析或擬定，必須依據(jù)充分的原始技術(shù)資料。 產(chǎn)品的施工裝配圖和零部件圖產(chǎn)品的施工裝配圖和零部件圖 產(chǎn)品的裝配圖產(chǎn)品的裝配圖是分析或擬定焊接工藝的主要資料。是分析

19、或擬定焊接工藝的主要資料。 有關(guān)產(chǎn)品焊接要求的標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)產(chǎn)品焊接要求的標(biāo)準(zhǔn) 產(chǎn)品的焊接工藝必產(chǎn)品的焊接工藝必須滿足這類標(biāo)準(zhǔn)中的有關(guān)規(guī)定和要求須滿足這類標(biāo)準(zhǔn)中的有關(guān)規(guī)定和要求，如，如GB150，固容規(guī)等固容規(guī)等。 有關(guān)的焊接技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)的焊接技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 這類標(biāo)準(zhǔn)是指導(dǎo)焊接生這類標(biāo)準(zhǔn)是指導(dǎo)焊接生產(chǎn)的工藝性文件，與焊接工藝的分析或擬定關(guān)系最產(chǎn)的工藝性文件，與焊接工藝的分析或擬定關(guān)系最密切。如密切。如NBT47014、47015、47016和和GB/T 985、GB 986等。等。 現(xiàn)有焊接技術(shù)水平與實(shí)際生產(chǎn)條件現(xiàn)有焊接技術(shù)水平與實(shí)際生產(chǎn)條件過程設(shè)備焊接工藝分析 822 焊接工藝細(xì)則卡要素分析焊接工藝細(xì)則

20、卡要素分析 焊接工藝細(xì)則卡，必須對影響焊接質(zhì)量的主要焊接工藝細(xì)則卡，必須對影響焊接質(zhì)量的主要工藝要素作出具體的規(guī)定和要求。工藝要素作出具體的規(guī)定和要求。 (1)(1)焊前準(zhǔn)備焊前準(zhǔn)備 焊前準(zhǔn)備是指坡口的制備，接頭的裝配和焊接焊前準(zhǔn)備是指坡口的制備，接頭的裝配和焊接區(qū)域的清理等工作。它對接頭的焊接質(zhì)量起重要的區(qū)域的清理等工作。它對接頭的焊接質(zhì)量起重要的作用。作用。 碳鋼和低合金鋼受壓部件的焊縫坡口可以采用碳鋼和低合金鋼受壓部件的焊縫坡口可以采用機(jī)械加工或火焰切割制備。不銹鋼部件的坡口必須機(jī)械加工或火焰切割制備。不銹鋼部件的坡口必須采用機(jī)械加工制備。采用機(jī)械加工制備。 坡口兩側(cè)的內(nèi)外表面必須清污物

21、，這是防止焊坡口兩側(cè)的內(nèi)外表面必須清污物，這是防止焊縫產(chǎn)生氣孔和裂紋的有效措施。縫產(chǎn)生氣孔和裂紋的有效措施。 過程設(shè)備焊接工藝分析 焊件組裝焊件組裝時，接頭兩側(cè)邊緣必須相互對準(zhǔn)，這不時，接頭兩側(cè)邊緣必須相互對準(zhǔn)，這不僅是保證焊縫外形和尺寸的基本要求，而且也是為僅是保證焊縫外形和尺寸的基本要求，而且也是為了避免接頭受力時產(chǎn)生附加的彎曲力矩。焊件組裝了避免接頭受力時產(chǎn)生附加的彎曲力矩。焊件組裝后應(yīng)作錯邊量的檢查。在壓力容器制造中，對接頭后應(yīng)作錯邊量的檢查。在壓力容器制造中，對接頭錯邊量的錯邊量的要求較高。要求較高。容器殼體容器殼體A、B類焊類焊縫容許的縫容許的錯邊量如錯邊量如表表8-2所示。所示。

22、過程設(shè)備焊接工藝分析 (2)(2)焊接材料的選定焊接材料的選定 應(yīng)明確規(guī)定焊接材料的具體牌號和規(guī)格。對于某些焊應(yīng)明確規(guī)定焊接材料的具體牌號和規(guī)格。對于某些焊件，在同一個接頭中，可能要采用兩種以上的焊接方法。應(yīng)件，在同一個接頭中，可能要采用兩種以上的焊接方法。應(yīng)將每種焊接方法所使用的焊接材料一并列出，必要時還應(yīng)提將每種焊接方法所使用的焊接材料一并列出，必要時還應(yīng)提出對焊接材料的烘干要求和溫度。出對焊接材料的烘干要求和溫度。 應(yīng)從接頭的應(yīng)從接頭的強(qiáng)度組配和抗裂性強(qiáng)度組配和抗裂性方面考慮選材。方面考慮選材。 焊接材料通常由焊接材料通常由設(shè)計人員設(shè)計人員選定，并作為技術(shù)要求標(biāo)注在選定，并作為技術(shù)要求標(biāo)

23、注在設(shè)備圖紙上。以下幾點(diǎn)在選定焊接材料時應(yīng)予注意。設(shè)備圖紙上。以下幾點(diǎn)在選定焊接材料時應(yīng)予注意。 等強(qiáng)度原則應(yīng)避免高強(qiáng)度化等強(qiáng)度原則應(yīng)避免高強(qiáng)度化 不要誤認(rèn)為焊條強(qiáng)度越高不要誤認(rèn)為焊條強(qiáng)度越高越好。但也不要誤認(rèn)為等強(qiáng)度就是焊條強(qiáng)度要完全與母材一越好。但也不要誤認(rèn)為等強(qiáng)度就是焊條強(qiáng)度要完全與母材一樣或不能低于。因?yàn)槟承┘墑e焊條總有強(qiáng)度裕量，例如樣或不能低于。因?yàn)槟承┘墑e焊條總有強(qiáng)度裕量，例如E50XX焊條的焊條的b多在多在520580MPa之間。因此在焊某些低之間。因此在焊某些低合金鋼時，特別是厚壁件時，選擇強(qiáng)度低一檔的焊條，往往合金鋼時，特別是厚壁件時，選擇強(qiáng)度低一檔的焊條，往往接頭的強(qiáng)度仍能

24、保證。接頭的強(qiáng)度仍能保證。過程設(shè)備焊接工藝分析 對于中低強(qiáng)度鋼，由于母材與焊縫都具有較高的韌性儲對于中低強(qiáng)度鋼，由于母材與焊縫都具有較高的韌性儲備，按等強(qiáng)度原則高組配的焊接接頭顯然是合理的。備，按等強(qiáng)度原則高組配的焊接接頭顯然是合理的。 對于屈服極限大于對于屈服極限大于1600MPa的超高強(qiáng)度鋼，由于強(qiáng)度提的超高強(qiáng)度鋼，由于強(qiáng)度提高，韌性降低，其韌性儲備也顯著下降，甚至已接近安全極高，韌性降低，其韌性儲備也顯著下降，甚至已接近安全極限，若仍用等強(qiáng)度原則而選用高組配焊接接頭，則焊縫韌性限，若仍用等強(qiáng)度原則而選用高組配焊接接頭，則焊縫韌性會進(jìn)一步下降，使接頭處于安全極限以下，如此將可能導(dǎo)致會進(jìn)一步

25、下降，使接頭處于安全極限以下，如此將可能導(dǎo)致由于焊縫韌性不足引起的低應(yīng)力脆性破壞。所以在超高強(qiáng)度由于焊縫韌性不足引起的低應(yīng)力脆性破壞。所以在超高強(qiáng)度焊接時，宜用等韌性原則確定焊接材料，使焊縫的韌性不低焊接時，宜用等韌性原則確定焊接材料，使焊縫的韌性不低于母材。于母材。 任何時候均應(yīng)明確，采用低組配焊接接頭并不意味著接任何時候均應(yīng)明確，采用低組配焊接接頭并不意味著接頭強(qiáng)度是低于母材，而是指選用的焊條強(qiáng)度可以低于母材，頭強(qiáng)度是低于母材，而是指選用的焊條強(qiáng)度可以低于母材，此時的接頭在具有較好韌性的同時，仍可保證與母材等強(qiáng)度。此時的接頭在具有較好韌性的同時，仍可保證與母材等強(qiáng)度。試驗(yàn)表明，通常試驗(yàn)表明

26、，通常只要焊縫金屬強(qiáng)度不低于母材的只要焊縫金屬強(qiáng)度不低于母材的8787，則焊，則焊接接頭即可與母材等強(qiáng)度接接頭即可與母材等強(qiáng)度 過程設(shè)備焊接工藝分析 焊接接頭縱向與橫向性能有差異焊接接頭縱向與橫向性能有差異 高組配接頭高組配接頭焊縫橫向拉伸試樣大部斷于母材或熱影焊縫橫向拉伸試樣大部斷于母材或熱影響區(qū)，表明響區(qū)，表明焊縫強(qiáng)度高于母材焊縫強(qiáng)度高于母材；低組配接頭低組配接頭的橫向拉伸試樣均斷于焊縫金屬區(qū)，表的橫向拉伸試樣均斷于焊縫金屬區(qū)，表明明焊縫金屬強(qiáng)度低于母材焊縫金屬強(qiáng)度低于母材。 故對于垂直于焊縫方向受力大的焊接接頭，例如故對于垂直于焊縫方向受力大的焊接接頭，例如圓筒形壓力容器的縱向焊縫，要注

27、意這個問題。圓筒形壓力容器的縱向焊縫，要注意這個問題。 過程設(shè)備焊接工藝分析 鋼板厚度不同時的強(qiáng)度有差別鋼板厚度不同時的強(qiáng)度有差別 通常通常隨著板厚隨著板厚增加，其強(qiáng)度會下降增加，其強(qiáng)度會下降。 例如例如Q345R鋼，在板厚鋼，在板厚16mm時，其室溫強(qiáng)度時，其室溫強(qiáng)度b510MPa，但當(dāng)板厚大于，但當(dāng)板厚大于100mm時則為時則為b480MPa。還應(yīng)指出，。還應(yīng)指出，GB 150中所列壓力容器中所列壓力容器用鋼板，僅給出了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的下限值，但鋼板的實(shí)用鋼板，僅給出了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的下限值，但鋼板的實(shí)測強(qiáng)度往往較標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定高些。而資料推薦的焊條一測強(qiáng)度往往較標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定高些。而資料推薦的焊條一般是按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)

28、定的較薄鋼板確定的，如用于較厚的般是按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的較薄鋼板確定的，如用于較厚的鋼板，焊條強(qiáng)度顯然有些偏高，這是易被忽視的問鋼板，焊條強(qiáng)度顯然有些偏高，這是易被忽視的問題。題。過程設(shè)備焊接工藝分析 低組配在防裂等情況下的應(yīng)用低組配在防裂等情況下的應(yīng)用 抗裂性試驗(yàn)證明，使抗裂性試驗(yàn)證明，使用低組配焊條對防止焊縫根部裂紋有明顯效果，且可降低預(yù)用低組配焊條對防止焊縫根部裂紋有明顯效果，且可降低預(yù)熱溫度熱溫度5070。 有些強(qiáng)度較高的低合金鋼，第一道打底焊縫易產(chǎn)生裂紋有些強(qiáng)度較高的低合金鋼，第一道打底焊縫易產(chǎn)生裂紋等缺陷，若將打底焊改為強(qiáng)度低一級的焊條，而其他仍用強(qiáng)等缺陷，若將打底焊改為強(qiáng)度低一級的焊條，

29、而其他仍用強(qiáng)度高的焊條，則打底焊縫的缺陷可以得到控制，而同時焊縫度高的焊條，則打底焊縫的缺陷可以得到控制，而同時焊縫在全厚度上的強(qiáng)度并不削弱。在全厚度上的強(qiáng)度并不削弱。 某些部位的焊接接頭，焊接時根部易產(chǎn)生裂紋，如壓力某些部位的焊接接頭，焊接時根部易產(chǎn)生裂紋，如壓力容器大型接管的焊接。在第一道打底焊時采用低組配焊條也容器大型接管的焊接。在第一道打底焊時采用低組配焊條也是行之有效的防裂措施。是行之有效的防裂措施。 低合金高強(qiáng)度鋼壓力容器上的裝配點(diǎn)焊、預(yù)焊件焊縫、低合金高強(qiáng)度鋼壓力容器上的裝配點(diǎn)焊、預(yù)焊件焊縫、拉筋板焊縫和返修焊縫等使用低組配焊條可起到防裂效果。拉筋板焊縫和返修焊縫等使用低組配焊條

30、可起到防裂效果。 研究還證明，采用適宜的低組配焊條，可使焊接再熱裂研究還證明，采用適宜的低組配焊條，可使焊接再熱裂紋減小到最低程度。紋減小到最低程度。 過程設(shè)備焊接工藝分析 采用低組配應(yīng)進(jìn)行焊接工藝評定采用低組配應(yīng)進(jìn)行焊接工藝評定 低組配焊接低組配焊接接頭有較好的韌性和塑性，對防裂止裂和防脆斷以接頭有較好的韌性和塑性，對防裂止裂和防脆斷以及改善焊接工藝是有利的及改善焊接工藝是有利的。但如前所述，采用低組。但如前所述，采用低組配后接頭的強(qiáng)度必須同時滿足不低于母材的要求。配后接頭的強(qiáng)度必須同時滿足不低于母材的要求。為此，對于壓力容器等設(shè)備上的受壓元件的焊接接為此，對于壓力容器等設(shè)備上的受壓元件的焊

31、接接頭，均應(yīng)事先經(jīng)過焊接工藝評定試驗(yàn)，確認(rèn)接頭強(qiáng)頭，均應(yīng)事先經(jīng)過焊接工藝評定試驗(yàn)，確認(rèn)接頭強(qiáng)度指標(biāo)不低于母材后，再作正式應(yīng)用。度指標(biāo)不低于母材后，再作正式應(yīng)用。 鍋爐和壓力容器等過程設(shè)備的焊接材料一般可鍋爐和壓力容器等過程設(shè)備的焊接材料一般可參照附表參照附表1進(jìn)行選擇。進(jìn)行選擇。過程設(shè)備焊接工藝分析 (3)(3)焊接工藝規(guī)范參數(shù)焊接工藝規(guī)范參數(shù) 焊接工藝規(guī)范參數(shù)包括焊接電參數(shù)焊接工藝規(guī)范參數(shù)包括焊接電參數(shù)(電流、電壓、電流、電壓、電流種類、頻率、焊接速度和送絲速度等電流種類、頻率、焊接速度和送絲速度等)、焊前預(yù)、焊前預(yù)熱溫度、后熱溫度和保溫時間、消氫處理溫度和保熱溫度、后熱溫度和保溫時間、消氫

32、處理溫度和保溫時間、焊后熱處理和消除應(yīng)力處理制度等。在氣溫時間、焊后熱處理和消除應(yīng)力處理制度等。在氣體保護(hù)焊中體保護(hù)焊中,還包括氣體種類還包括氣體種類,混合比和流量等。混合比和流量等。 焊接電參數(shù)焊接電參數(shù) 在使用連續(xù)的交流電和直流電焊在使用連續(xù)的交流電和直流電焊接時，焊接規(guī)范中的電參數(shù)主要是焊接電壓和焊接接時，焊接規(guī)范中的電參數(shù)主要是焊接電壓和焊接電流。在采用脈沖電流焊接時，電參數(shù)還包括電流電流。在采用脈沖電流焊接時，電參數(shù)還包括電流的交變頻率、通斷比、基本電流和峰值電流值。所的交變頻率、通斷比、基本電流和峰值電流值。所選擇的焊接規(guī)范電參數(shù)應(yīng)保證接頭的性能滿足技術(shù)選擇的焊接規(guī)范電參數(shù)應(yīng)保證接

33、頭的性能滿足技術(shù)條件規(guī)定的各項要求。條件規(guī)定的各項要求。 過程設(shè)備焊接工藝分析 a.a.焊接線能量與電流焊接線能量與電流 焊接電流、電壓和焊接速度的大小決定著焊焊接電流、電壓和焊接速度的大小決定著焊接線能量。焊接線能量的大小不但對焊縫截面的接線能量。焊接線能量的大小不但對焊縫截面的大小和形狀起決定性作用，同時還對焊接區(qū)在高大小和形狀起決定性作用，同時還對焊接區(qū)在高溫下停留的時間和焊后冷卻速度有直接影響。溫下停留的時間和焊后冷卻速度有直接影響。在在焊接速度一定時，加大電流或電壓均可使焊接線能量增加。焊接速度一定時，加大電流或電壓均可使焊接線能量增加。線能量增大，焊縫和熱影響區(qū)晶粒易粗化，使韌性降

34、低。線能量增大，焊縫和熱影響區(qū)晶粒易粗化，使韌性降低。過程設(shè)備焊接工藝分析 就鋼種來說，就鋼種來說，奧氏體不銹鋼奧氏體不銹鋼為防高溫敏化區(qū)耐為防高溫敏化區(qū)耐蝕性下降，要求采用小線能量焊接；蝕性下降，要求采用小線能量焊接；鐵素體不銹鋼鐵素體不銹鋼由于高溫易產(chǎn)生粗大鐵素體或馬氏體而使韌性下降，由于高溫易產(chǎn)生粗大鐵素體或馬氏體而使韌性下降，故也要求采用較小的線能量；故也要求采用較小的線能量；而馬氏體不銹鋼而馬氏體不銹鋼由于由于焊接時有強(qiáng)烈的淬硬傾向，為減小冷卻速度，需要焊接時有強(qiáng)烈的淬硬傾向，為減小冷卻速度，需要大的焊接線能量；大的焊接線能量；調(diào)質(zhì)普通低合金鋼調(diào)質(zhì)普通低合金鋼，由于是靠低，由于是靠低

35、碳馬氏體獲得優(yōu)良的綜合機(jī)械性能，不希望冷卻速碳馬氏體獲得優(yōu)良的綜合機(jī)械性能，不希望冷卻速度過慢，因此焊接時度過慢，因此焊接時應(yīng)采用小線能量應(yīng)采用小線能量；而；而正火普通正火普通低合金鋼低合金鋼，為防焊接裂紋，要求冷卻速度盡量慢些，為防焊接裂紋，要求冷卻速度盡量慢些，故故易采用大線能量焊接易采用大線能量焊接；低溫用鋼為防止因過熱出；低溫用鋼為防止因過熱出現(xiàn)粗大鐵素體和馬氏體而使韌性下降，要求最大限現(xiàn)粗大鐵素體和馬氏體而使韌性下降，要求最大限度地減小焊接線能量。度地減小焊接線能量。 過程設(shè)備焊接工藝分析 不同焊接方法的常用焊接線能量范圍有很大不同焊接方法的常用焊接線能量范圍有很大差別，電渣焊最大，

36、埋弧自動焊次之，第三是手差別，電渣焊最大，埋弧自動焊次之，第三是手工電弧焊，手工氬弧焊最小。工電弧焊，手工氬弧焊最小。 過程設(shè)備焊接工藝分析 b.b.電源極性電源極性 電源極性也是焊接工藝細(xì)則卡中必電源極性也是焊接工藝細(xì)則卡中必須標(biāo)明的電參數(shù)。直流焊機(jī)則有正負(fù)兩個極。根據(jù)須標(biāo)明的電參數(shù)。直流焊機(jī)則有正負(fù)兩個極。根據(jù)焊件、焊條與焊機(jī)連接方式不同，有正接與反接兩焊件、焊條與焊機(jī)連接方式不同，有正接與反接兩種接法。在采用低氫型焊條時，要求必須用直流反種接法。在采用低氫型焊條時，要求必須用直流反接，即焊機(jī)負(fù)極與焊件相連，此時焊接過程穩(wěn)定，接，即焊機(jī)負(fù)極與焊件相連，此時焊接過程穩(wěn)定，飛濺少，且有利于脫氫

37、。直流正接飛濺少，且有利于脫氫。直流正接(工件與焊機(jī)正極工件與焊機(jī)正極相連相連)時，電弧和熔池溫度較高，利于熔透。故在板時，電弧和熔池溫度較高，利于熔透。故在板厚大和采用酸性焊條時，應(yīng)采用直流正接。厚大和采用酸性焊條時，應(yīng)采用直流正接。 不同類型的氣體保護(hù)焊，對電源極性有著不同的不同類型的氣體保護(hù)焊，對電源極性有著不同的要求。要求。CO2氣體保護(hù)焊和熔化極氬弧焊一般要求采氣體保護(hù)焊和熔化極氬弧焊一般要求采用直流反接；而非熔化鎢極氬弧焊僅在用直流反接；而非熔化鎢極氬弧焊僅在3mm厚度以厚度以上的上的Al、Mg及其合金焊接時限用直流正接。及其合金焊接時限用直流正接。過程設(shè)備焊接工藝分析 焊前預(yù)熱溫

38、度的選定焊前預(yù)熱溫度的選定 預(yù)熱溫度是焊接工藝規(guī)范的主要參數(shù)之一。預(yù)熱溫度是焊接工藝規(guī)范的主要參數(shù)之一。焊前的預(yù)熱具有下列幾方面的有利作用：焊前的預(yù)熱具有下列幾方面的有利作用：a.降低焊接熱影響區(qū)的冷卻速度，避免淬硬組織的形成，防降低焊接熱影響區(qū)的冷卻速度，避免淬硬組織的形成，防止冷裂紋井改善熱影響區(qū)的塑性；止冷裂紋井改善熱影響區(qū)的塑性；b減小了焊接區(qū)的溫度梯度，從而降低了焊接接頭的內(nèi)應(yīng)減小了焊接區(qū)的溫度梯度，從而降低了焊接接頭的內(nèi)應(yīng)力；力；c.擴(kuò)大了焊接區(qū)的加熱范圍，使焊接接頭在較寬的區(qū)域內(nèi)處擴(kuò)大了焊接區(qū)的加熱范圍，使焊接接頭在較寬的區(qū)域內(nèi)處于塑性狀態(tài)，減弱了焊接應(yīng)力的不利影響；于塑性狀態(tài)，

39、減弱了焊接應(yīng)力的不利影響；d改變了焊接區(qū)的應(yīng)變集中區(qū)部位，降低了促使冷裂紋形改變了焊接區(qū)的應(yīng)變集中區(qū)部位，降低了促使冷裂紋形成的應(yīng)力峰值；成的應(yīng)力峰值；e. 延長了焊接區(qū)在延長了焊接區(qū)在100以上溫度的停留時間，有利于焊縫以上溫度的停留時間，有利于焊縫金屬中氫的逸出，降低了氫致裂紋形成的危險。金屬中氫的逸出，降低了氫致裂紋形成的危險。 過程設(shè)備焊接工藝分析預(yù)熱對象：預(yù)熱對象：一般來說，淬硬傾向大和易產(chǎn)生裂紋的一般來說，淬硬傾向大和易產(chǎn)生裂紋的鋼均要求預(yù)熱，鋼均要求預(yù)熱，低合金高強(qiáng)鋼和耐熱鋼低合金高強(qiáng)鋼和耐熱鋼一般均要求一般均要求預(yù)熱。預(yù)熱。 而焊接時無冷裂紋傾向，但高溫停留時間長會使而焊接時無

40、冷裂紋傾向，但高溫停留時間長會使性能下降的鋼，則不應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱。例如奧氏體不銹性能下降的鋼，則不應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱。例如奧氏體不銹鋼預(yù)熱會使耐晶間腐蝕性能下降；低溫用鋼無淬硬鋼預(yù)熱會使耐晶間腐蝕性能下降；低溫用鋼無淬硬傾向，但高溫停留時間長，對鋼性有不良影響。這傾向，但高溫停留時間長，對鋼性有不良影響。這些鋼焊接時均不進(jìn)行預(yù)熱。電渣焊不要求預(yù)熱。些鋼焊接時均不進(jìn)行預(yù)熱。電渣焊不要求預(yù)熱。過程設(shè)備焊接工藝分析 焊前預(yù)熱及其預(yù)熱溫度的確定是較為復(fù)雜的問焊前預(yù)熱及其預(yù)熱溫度的確定是較為復(fù)雜的問題。對于結(jié)構(gòu)較為簡單的焊件，可按表題。對于結(jié)構(gòu)較為簡單的焊件，可按表83規(guī)定的規(guī)定的溫度范圍進(jìn)行預(yù)熱。溫度范圍進(jìn)行預(yù)熱

41、。過程設(shè)備焊接工藝分析 a.a.碳當(dāng)量法碳當(dāng)量法 由于碳當(dāng)量高時，鋼材淬硬傾向增加，由于碳當(dāng)量高時，鋼材淬硬傾向增加，因此，目前常用碳當(dāng)量法估算所需的預(yù)熱溫度。對于碳鋼和因此，目前常用碳當(dāng)量法估算所需的預(yù)熱溫度。對于碳鋼和普低鋼，當(dāng)焊件板厚小于普低鋼，當(dāng)焊件板厚小于10mm時，如果計算出的時，如果計算出的c當(dāng)量當(dāng)量0.45，一般可不預(yù)熱。如板厚增加，應(yīng)根據(jù)情況，考慮預(yù)，一般可不預(yù)熱。如板厚增加，應(yīng)根據(jù)情況，考慮預(yù)熱。熱。 對于非調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼，為了更可靠地防止冷裂縫，國際焊對于非調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼，為了更可靠地防止冷裂縫，國際焊接協(xié)會推薦了不同接協(xié)會推薦了不同板厚的板厚的c當(dāng)量與預(yù)當(dāng)量與預(yù)熱溫度的關(guān)系，如

42、熱溫度的關(guān)系，如表表84所示。從表所示。從表中可以看出，碳當(dāng)中可以看出，碳當(dāng)量越高或板厚越大量越高或板厚越大時時,預(yù)熱溫度也越高。預(yù)熱溫度也越高。過程設(shè)備焊接工藝分析 確定焊前是否預(yù)熱和預(yù)熱溫度時，還應(yīng)考慮確定焊前是否預(yù)熱和預(yù)熱溫度時，還應(yīng)考慮環(huán)境環(huán)境溫度溫度。如環(huán)境溫度過低，焊縫冷卻速度過大，易產(chǎn)。如環(huán)境溫度過低，焊縫冷卻速度過大，易產(chǎn)生裂紋。生裂紋。對于鍋爐和壓力容器等過程設(shè)備，在環(huán)境對于鍋爐和壓力容器等過程設(shè)備，在環(huán)境溫度低于溫度低于00時，若無預(yù)熱措施，不得進(jìn)行焊接時，若無預(yù)熱措施，不得進(jìn)行焊接。綜。綜合一些經(jīng)驗(yàn)，合一些經(jīng)驗(yàn)，16MnR和和16Mng在不同氣溫時的焊接在不同氣溫時的焊接

43、預(yù)熱溫度，如表預(yù)熱溫度，如表85所示。所示。過程設(shè)備焊接工藝分析 多層焊與層間溫度的控制多層焊與層間溫度的控制 對于大厚件的結(jié)構(gòu)，采用電弧焊時必須是多層多道對于大厚件的結(jié)構(gòu)，采用電弧焊時必須是多層多道焊才能完成焊接；有些材料為改善焊接工藝和提高焊才能完成焊接；有些材料為改善焊接工藝和提高接頭的韌性也要求采用多層多道焊。接頭的韌性也要求采用多層多道焊。多層焊時應(yīng)控制層間溫度。多層焊時應(yīng)控制層間溫度。層間溫度是指多層多道層間溫度是指多層多道焊時，在焊接后一層焊縫時，前一層焊縫所保持的焊時，在焊接后一層焊縫時，前一層焊縫所保持的最低溫度。最低溫度。對于要求預(yù)熱的對于要求預(yù)熱的易淬火鋼易淬火鋼，或要求

44、采用，或要求采用大線能量焊接的鋼，應(yīng)控制大線能量焊接的鋼，應(yīng)控制層間溫度等于或略高于層間溫度等于或略高于預(yù)熱溫度預(yù)熱溫度，目的是更有效地降低冷卻速度，促使擴(kuò)，目的是更有效地降低冷卻速度，促使擴(kuò)散氫充分逸出焊接區(qū)，利于防止裂紋的產(chǎn)生。散氫充分逸出焊接區(qū)，利于防止裂紋的產(chǎn)生。多層多層焊時，后層焊縫的熱循環(huán)對前層焊縫具有回火作用，焊時，后層焊縫的熱循環(huán)對前層焊縫具有回火作用，可以改善前層焊縫的組織，降低硬度，提高韌性可以改善前層焊縫的組織，降低硬度，提高韌性。 過程設(shè)備焊接工藝分析 相反，對于一些要求采用小線能量焊接的鋼，相反，對于一些要求采用小線能量焊接的鋼，應(yīng)注意控制應(yīng)注意控制層間溫度不宜過高層

45、間溫度不宜過高。例如。例如奧氏體不銹鋼奧氏體不銹鋼，層間溫度高會降低接頭的耐蝕性能，故要求其層間層間溫度高會降低接頭的耐蝕性能，故要求其層間溫度要盡量低；又如以溫度要盡量低；又如以鐵素體鐵素體為基體的為基體的低溫用鋼低溫用鋼，在高溫下停留時間長，會導(dǎo)致鐵素體晶粒粗化，使在高溫下停留時間長，會導(dǎo)致鐵素體晶粒粗化，使韌性降低，故這類鋼宜采用小線能量多道焊，且限韌性降低，故這類鋼宜采用小線能量多道焊，且限制層間溫度不得高于制層間溫度不得高于300。 過程設(shè)備焊接工藝分析 焊后加熱與消氫處理焊后加熱與消氫處理 焊后加熱焊后加熱是指焊接結(jié)束后將焊件或焊接區(qū)立即加熱到是指焊接結(jié)束后將焊件或焊接區(qū)立即加熱到

46、150250的范圍內(nèi)，并保持一定時間。這種工藝簡稱為后熱，的范圍內(nèi)，并保持一定時間。這種工藝簡稱為后熱，又稱為低溫后熱，目的是降低冷卻速度，防止冷裂紋的形成。又稱為低溫后熱，目的是降低冷卻速度，防止冷裂紋的形成。消氫處理消氫處理也是在焊后將焊接區(qū)進(jìn)行加熱，但目的主要是排除也是在焊后將焊接區(qū)進(jìn)行加熱，但目的主要是排除焊接區(qū)內(nèi)的擴(kuò)散氫，防止延遲裂紋。焊接區(qū)內(nèi)的擴(kuò)散氫，防止延遲裂紋。以消氫為目的，后熱處理應(yīng)在以消氫為目的，后熱處理應(yīng)在300300400400溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，這種處理就稱其為這種處理就稱其為“消氫處理消氫處理”。其要點(diǎn)是當(dāng)每條焊縫焊完其要點(diǎn)是當(dāng)每條焊縫焊完后立即將焊件或

47、整條焊縫加熱到上列溫度，并保溫后立即將焊件或整條焊縫加熱到上列溫度，并保溫24h后后空冷。但對于焊后立即進(jìn)行焊后熱處理的構(gòu)件，可免作消氫空冷。但對于焊后立即進(jìn)行焊后熱處理的構(gòu)件，可免作消氫處理。處理。過程設(shè)備焊接工藝分析 低溫后熱及消氫處理的主要作用是防止焊縫金屬或熱影低溫后熱及消氫處理的主要作用是防止焊縫金屬或熱影響區(qū)內(nèi)冷裂紋的形成。響區(qū)內(nèi)冷裂紋的形成。 在高拘束度接頭和難焊鋼材的焊接中，必須采用后熱工在高拘束度接頭和難焊鋼材的焊接中，必須采用后熱工藝才能可靠地防止冷裂紋的形成。最近的研究證明，在藝才能可靠地防止冷裂紋的形成。最近的研究證明，在防止防止形成冷裂紋的效果方面，低溫后熱比預(yù)熱更顯

48、著形成冷裂紋的效果方面，低溫后熱比預(yù)熱更顯著。 對于某些低合金鋼，在一些特殊的結(jié)構(gòu)中可以采用焊后對于某些低合金鋼，在一些特殊的結(jié)構(gòu)中可以采用焊后加熱來降低預(yù)熱的溫度，這對于減輕焊工的勞動強(qiáng)度，縮短加熱來降低預(yù)熱的溫度，這對于減輕焊工的勞動強(qiáng)度，縮短制造周期無疑具有重要意義。制造周期無疑具有重要意義。 過程設(shè)備焊接工藝分析過程設(shè)備焊接工藝分析 消氫的作用機(jī)理與低溫后熱相似。由于加熱溫度較高，消氫的作用機(jī)理與低溫后熱相似。由于加熱溫度較高，效果更好。但是消氫處理需消耗較多的能量，故在實(shí)際生產(chǎn)效果更好。但是消氫處理需消耗較多的能量，故在實(shí)際生產(chǎn)中，中，只是在焊接對氫致裂紋特別敏感的厚壁焊縫時只是在焊

49、接對氫致裂紋特別敏感的厚壁焊縫時才加以應(yīng)才加以應(yīng)用。用。 預(yù)熱和后熱均可起到降低冷卻速度與控制裂紋的效果。預(yù)熱和后熱均可起到降低冷卻速度與控制裂紋的效果。在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)權(quán)衡采用預(yù)熱還是后熱的利弊，重要結(jié)構(gòu)必在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)權(quán)衡采用預(yù)熱還是后熱的利弊，重要結(jié)構(gòu)必須通過焊接工藝評定試驗(yàn)，在取得同樣效果條件下，注意經(jīng)須通過焊接工藝評定試驗(yàn)，在取得同樣效果條件下，注意經(jīng)濟(jì)性和改善焊接作業(yè)條件。濟(jì)性和改善焊接作業(yè)條件。過程設(shè)備焊接工藝分析 焊后熱處理焊后熱處理 在鍋爐和壓力容器等過程設(shè)備制在鍋爐和壓力容器等過程設(shè)備制造中，焊后熱處理有消除應(yīng)力熱處理、正火、調(diào)質(zhì)造中，焊后熱處理有消除應(yīng)力熱處理、正火、調(diào)質(zhì)和

50、固溶處理等。其中消除應(yīng)力熱處理最為多見。和固溶處理等。其中消除應(yīng)力熱處理最為多見。 a a消除應(yīng)力熱處理消除應(yīng)力熱處理 消除應(yīng)力熱處理對于保證鍋消除應(yīng)力熱處理對于保證鍋爐和壓力容器等過程設(shè)備的安全運(yùn)行十分重要，有爐和壓力容器等過程設(shè)備的安全運(yùn)行十分重要，有關(guān)規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)對此均作了明確規(guī)定。當(dāng)受壓殼體的關(guān)規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)對此均作了明確規(guī)定。當(dāng)受壓殼體的壁厚超過一定厚度或工藝操作有特殊要求時就必須壁厚超過一定厚度或工藝操作有特殊要求時就必須進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理。進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理。需要焊后熱處理的條件（GB150）過程設(shè)備焊接工藝分析 消除應(yīng)力熱處理消除應(yīng)力熱處理的溫度：的溫度： 消除應(yīng)力熱處理是將焊件或焊

51、接接頭一定范圍加熱消除應(yīng)力熱處理是將焊件或焊接接頭一定范圍加熱至至Acl以下足夠高的溫度，保溫一定時間后緩慢冷卻至以下足夠高的溫度，保溫一定時間后緩慢冷卻至300400，最后再空冷。低碳鋼消除應(yīng)力熱處理溫，最后再空冷。低碳鋼消除應(yīng)力熱處理溫度通常為度通常為600650C，而低合金鋼大部則需要較高的，而低合金鋼大部則需要較高的溫度，如表溫度，如表88所示。所示。 過程設(shè)備焊接工藝分析 對于鍋爐和壓力容器來說，消除應(yīng)力熱處理的主要目的對于鍋爐和壓力容器來說，消除應(yīng)力熱處理的主要目的是降低或消除接頭中的焊接殘余應(yīng)力，提高其抗裂和抗脆斷是降低或消除接頭中的焊接殘余應(yīng)力，提高其抗裂和抗脆斷的能力，穩(wěn)定結(jié)

52、構(gòu)尺寸和形狀。在這種熱處理過程中，材料的能力，穩(wěn)定結(jié)構(gòu)尺寸和形狀。在這種熱處理過程中，材料的屈服強(qiáng)度因溫度升高而降低，因此焊接殘余應(yīng)力得以釋放。的屈服強(qiáng)度因溫度升高而降低，因此焊接殘余應(yīng)力得以釋放。同時焊縫及熱影響區(qū)的淬硬組織被消除，硬度降低，塑性與同時焊縫及熱影響區(qū)的淬硬組織被消除，硬度降低，塑性與韌性提高。韌性提高。 過程設(shè)備焊接工藝分析 但但應(yīng)注意應(yīng)注意，某些含，某些含V、Nb、Ti等碳化物形成元素的低合等碳化物形成元素的低合金鋼，在消除應(yīng)力熱處理的某個溫度范圍內(nèi)有產(chǎn)生脆化的傾金鋼，在消除應(yīng)力熱處理的某個溫度范圍內(nèi)有產(chǎn)生脆化的傾向，向，此現(xiàn)象稱為消除應(yīng)力脆化此現(xiàn)象稱為消除應(yīng)力脆化。 另外

53、，一些含另外，一些含V、Nb、Ti、Mo、Cr的鋼具有再熱裂紋傾的鋼具有再熱裂紋傾向，在高拘束度接頭中可能會產(chǎn)生向，在高拘束度接頭中可能會產(chǎn)生消除應(yīng)力裂紋消除應(yīng)力裂紋。對于這類。對于這類材料，必須通過焊接工藝評定試驗(yàn)，恰當(dāng)?shù)剡x擇消除應(yīng)力熱材料，必須通過焊接工藝評定試驗(yàn)，恰當(dāng)?shù)剡x擇消除應(yīng)力熱處理的加熱溫度和保溫時間，避免焊件在脆化或再熱裂紋敏處理的加熱溫度和保溫時間，避免焊件在脆化或再熱裂紋敏感溫度區(qū)長時間加熱。例如感溫度區(qū)長時間加熱。例如15CrMo等耐熱鋼，其再熱裂紋等耐熱鋼，其再熱裂紋敏感溫度為敏感溫度為500650，故其消除應(yīng)力熱處理的加熱和保溫，故其消除應(yīng)力熱處理的加熱和保溫溫度確定為

54、溫度確定為680720。 焊后消除應(yīng)力熱處理應(yīng)注意的問題還有：熱處理后不得焊后消除應(yīng)力熱處理應(yīng)注意的問題還有：熱處理后不得再進(jìn)行焊接，否則要重新進(jìn)行熱處理；對于調(diào)質(zhì)高強(qiáng)度鋼，再進(jìn)行焊接，否則要重新進(jìn)行熱處理；對于調(diào)質(zhì)高強(qiáng)度鋼，應(yīng)嚴(yán)格控制加熱溫度不得高于調(diào)質(zhì)時的回火溫度應(yīng)嚴(yán)格控制加熱溫度不得高于調(diào)質(zhì)時的回火溫度,否則會因失否則會因失強(qiáng)而使強(qiáng)度不足；奧氏體不銹鋼一般不作消除應(yīng)力熱處理。強(qiáng)而使強(qiáng)度不足；奧氏體不銹鋼一般不作消除應(yīng)力熱處理。 過程設(shè)備焊接工藝分析 b.b.正火或正火加回火正火或正火加回火 厚壁筒節(jié)縱縫不少是采用電渣焊厚壁筒節(jié)縱縫不少是采用電渣焊完成。但是電渣焊縫晶粒粗大，達(dá)不到所要求的

55、機(jī)械性能，完成。但是電渣焊縫晶粒粗大，達(dá)不到所要求的機(jī)械性能，因此焊后必須作正火處理以細(xì)化晶粒。某些采用埋弧焊焊成因此焊后必須作正火處理以細(xì)化晶粒。某些采用埋弧焊焊成的筒節(jié)也可能在熱校和熱整形過程中經(jīng)受正火處理。的筒節(jié)也可能在熱校和熱整形過程中經(jīng)受正火處理。 正火溫度應(yīng)在該種鋼材正火溫度應(yīng)在該種鋼材Ac3點(diǎn)以上點(diǎn)以上3050，過高的正，過高的正火溫度會導(dǎo)致晶粒的長大，起不到正火的效果。保溫時間按火溫度會導(dǎo)致晶粒的長大，起不到正火的效果。保溫時間按壁厚壁厚12mimmm計算。保溫結(jié)束后將工件放在平靜空氣計算。保溫結(jié)束后將工件放在平靜空氣中冷卻。如筒節(jié)的熱成形、熱?；驘嵴螠囟瓤煽刂圃谝?guī)定中冷卻。

56、如筒節(jié)的熱成形、熱?；驘嵴螠囟瓤煽刂圃谝?guī)定的正火溫度范圍之內(nèi)，則上述熱加工工序與正火工序可合二的正火溫度范圍之內(nèi)，則上述熱加工工序與正火工序可合二為一。如熱加工必須在大大高于常規(guī)的正火溫度下進(jìn)行，則為一。如熱加工必須在大大高于常規(guī)的正火溫度下進(jìn)行，則可能引起鋼材奧氏體晶粒的急劇長大而損害了塑性和韌性。可能引起鋼材奧氏體晶粒的急劇長大而損害了塑性和韌性。因此在這種熱加工后應(yīng)再作一次正規(guī)的正火處理。因此在這種熱加工后應(yīng)再作一次正規(guī)的正火處理。 過程設(shè)備焊接工藝分析 厚壁受壓部件經(jīng)正火處理的高溫空冷后會產(chǎn)生較高的內(nèi)應(yīng)厚壁受壓部件經(jīng)正火處理的高溫空冷后會產(chǎn)生較高的內(nèi)應(yīng)力，故正火后應(yīng)緊接作回火處理。對

57、于某些低合金鋼，只有經(jīng)力，故正火后應(yīng)緊接作回火處理。對于某些低合金鋼，只有經(jīng)過過正火加回火正火加回火，即所謂空氣，即所謂空氣調(diào)質(zhì)處理調(diào)質(zhì)處理才能達(dá)到符合要求的綜合才能達(dá)到符合要求的綜合性能。在這種情況下，必須正確選定并嚴(yán)格控制回火溫度?；匦阅?。在這種情況下，必須正確選定并嚴(yán)格控制回火溫度。回火處理的目的主要是改善鋼材和接頭的組織和性能。它與焊后火處理的目的主要是改善鋼材和接頭的組織和性能。它與焊后消除應(yīng)力處理有所區(qū)別?；鼗鸩僮魇菍⒐ぜ跔t內(nèi)加熱到規(guī)定消除應(yīng)力處理有所區(qū)別?；鼗鸩僮魇菍⒐ぜ跔t內(nèi)加熱到規(guī)定的溫度，按壁厚保溫，保溫結(jié)束后出爐空冷；而消除應(yīng)力處理的溫度，按壁厚保溫，保溫結(jié)束后出爐空冷

58、；而消除應(yīng)力處理時，工件在保溫結(jié)束后隨爐冷卻到時，工件在保溫結(jié)束后隨爐冷卻到300，然后空冷。另一方，然后空冷。另一方面消除應(yīng)力處理的溫度范圍較寬，焊件在面消除應(yīng)力處理的溫度范圍較寬，焊件在500以上溫度下處以上溫度下處理，即能產(chǎn)生明顯的消除應(yīng)力的作用。如不考慮消除應(yīng)力處理理，即能產(chǎn)生明顯的消除應(yīng)力的作用。如不考慮消除應(yīng)力處理對接頭性能的影響，消除應(yīng)力處理的溫度范圍可在對接頭性能的影響，消除應(yīng)力處理的溫度范圍可在500700之間。之間。過程設(shè)備焊接工藝分析而鋼材的回火溫度，特別是碳化物形成元素含量較多的低合而鋼材的回火溫度，特別是碳化物形成元素含量較多的低合金鋼，處于比較窄的范圍內(nèi)。保證獲得最

59、佳性能的回火溫度金鋼，處于比較窄的范圍內(nèi)。保證獲得最佳性能的回火溫度可能只容許可能只容許2030的波動范圍。因此對性能要求較高或鋼的波動范圍。因此對性能要求較高或鋼材對回火溫度較敏感的材料，應(yīng)將回火和消除應(yīng)力處理分別材對回火溫度較敏感的材料，應(yīng)將回火和消除應(yīng)力處理分別進(jìn)行。在一些對回火溫度不敏感的鋼中，如進(jìn)行。在一些對回火溫度不敏感的鋼中，如20R、lbMnR和和16Mng等，可將回火處理和消除應(yīng)力處理合為一個工序進(jìn)行。等，可將回火處理和消除應(yīng)力處理合為一個工序進(jìn)行。表表8-9列出各種壓力容器用鋼的最佳正火和回火溫度范圍。列出各種壓力容器用鋼的最佳正火和回火溫度范圍。過程設(shè)備焊接工藝分析 c.

60、c.調(diào)質(zhì)處理調(diào)質(zhì)處理 即水淬加回火處理即水淬加回火處理。在厚壁壓力容器中，。在厚壁壓力容器中， 目前已開始應(yīng)用水調(diào)質(zhì)處理來提高殼體材料的強(qiáng)度和韌性，目前已開始應(yīng)用水調(diào)質(zhì)處理來提高殼體材料的強(qiáng)度和韌性，以更好地發(fā)揮低合金鋼的綜合性能。由于厚壁容器筒節(jié)必須以更好地發(fā)揮低合金鋼的綜合性能。由于厚壁容器筒節(jié)必須采用熱卷或熱壓的工藝成型，因此水調(diào)質(zhì)處理在筒節(jié)縱縫焊采用熱卷或熱壓的工藝成型，因此水調(diào)質(zhì)處理在筒節(jié)縱縫焊成后進(jìn)行，這樣水調(diào)質(zhì)處理也就成為一種焊后熱處理。成后進(jìn)行，這樣水調(diào)質(zhì)處理也就成為一種焊后熱處理。 水調(diào)質(zhì)處理時，淬火溫度一般取鋼材水調(diào)質(zhì)處理時，淬火溫度一般取鋼材Ac3點(diǎn)以上點(diǎn)以上3050。對