不銹鋼及耐熱鋼的焊接(焊接冶金與焊接性素材包)

1、20921-7a第7章不銹鋼及耐熱鋼的焊接7.1不銹鋼及耐熱鋼的成分及性能7.2不銹鋼及耐熱鋼的焊接性分析7.3不銹鋼及耐熱鋼的焊接工藝7.4典型不銹鋼及耐熱鋼的焊接20921-7a7.1不銹鋼及耐熱鋼的成分及性能不銹鋼和耐熱鋼的種類繁多，其主要合金成分為Cr和Ni。一般來(lái)講，只有w(Cr)12時(shí)才能在大氣環(huán)境下不發(fā)生銹蝕，增加Ni或提高Cr含量，耐蝕性或耐熱性均可提高。20921-7a7.1.1不銹鋼及耐熱鋼的成分及分類表7-1典型不銹鋼和耐熱鋼的主要化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))(%)國(guó)產(chǎn)牌號(hào)國(guó)際牌號(hào)CSiMnCrNi其他1Cr174300120751001601801Cr1341001510010

2、01151300Cr18Ni9Ti321007100200170190800110Ti: 05070Cr25Ni20310S00810020024026019022000Cr25Ni5Mo2N00310020024026050800Cr17Ni7Al6310091001001601806575Al: 0751520921-7a7.1.1不銹鋼及耐熱鋼的成分及分類1.鐵素體鋼2.馬氏體鋼 3. 奧氏體鋼 4. 鐵素體-奧氏體雙相鋼 5. 沉淀硬化鋼 20921-7a7.1.2不銹鋼的耐蝕性能1.均勻腐蝕 2.點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕 3.晶間腐蝕 圖7-118-8型奧氏體不銹鋼晶間腐蝕敏感溫度與時(shí)間對(duì)應(yīng)關(guān)

3、系曲線20921-7a7.1.2不銹鋼的耐蝕性能圖7-2晶間腐蝕貧鉻理論示意圖20921-7a7.1.2不銹鋼的耐蝕性能4.應(yīng)力腐蝕 20921-7a7.1.3不銹鋼及耐熱鋼的力學(xué)性能1. 不銹鋼的力學(xué)性能2. 耐熱鋼的耐熱性能20921-7a7.1.3不銹鋼及耐熱鋼的力學(xué)性能表7-2常見(jiàn)不銹鋼的力學(xué)性能數(shù)據(jù)類型牌號(hào)熱處理狀態(tài)屈服強(qiáng)度/MPa抗拉強(qiáng)度/MPa伸長(zhǎng)率(%)鐵素體鋼1Cr17退火處理205450220Cr13Al175410馬氏體鋼1Cr13退火處理20544020奧氏體鋼1Cr18Ni9Ti固溶處理205520400Cr25Ni20205520沉淀硬化鋼0Cr17Ni7Al固溶處

4、理380103020565時(shí)效960114035510時(shí)效103012304雙相鋼00Cr26Ni5Mo2固溶處理3905902020921-7a7.1.3不銹鋼及耐熱鋼的力學(xué)性能表7-3奧氏體耐熱鋼在不同溫度下的蠕變強(qiáng)度溫度/持續(xù)時(shí)間1h對(duì)應(yīng)的蠕變強(qiáng)度/MPa溫度/持續(xù)時(shí)間1h對(duì)應(yīng)的蠕變強(qiáng)度/MPa0Cr19Ni90Cr17Ni12Mo20Cr25Ni200Cr19Ni95002342842167003983550167219149750295460011016798800196294650641235985014717620921-7a7.1.4不銹鋼及耐熱鋼的物理性能表7-4不銹鋼及耐熱

5、鋼的物理性能類型牌號(hào)密度/(g/c)(20)比熱容/J/(g)(0100)熱導(dǎo)率/W/(cm)(100)線膨脹系數(shù)/(1/)(0100)電阻率/(1cm)(20)鐵素體鋼0Cr13775046027108614Cr25N74705002110467馬氏體鋼1Cr1377504602599572Cr137750460251035520921-7a7.1.4不銹鋼及耐熱鋼的物理性能表7-4不銹鋼及耐熱鋼的物理性能類型牌號(hào)密度/(g/c)(20)比熱容/J/(g)(0100)熱導(dǎo)率/W/(cm)(100)線膨脹系數(shù)/(1/)(0100)電阻率/(1cm)(20)188奧氏體鋼0Cr19Ni10803

6、050015169721Cr18Ni9Ti803050016167742520奧氏體鋼2Cr25Ni20803050014144780Cr21Ni2080305001114299低碳鋼7860500591171320921-7a7.2不銹鋼及耐熱鋼的焊接性分析焊縫金屬的室溫組織對(duì)不銹鋼及耐熱鋼(Cr-Ni鋼)接頭的性能有重要的影響。為了獲得合適的焊縫金屬組織，必須合理調(diào)整CrNi比值。這里，Cr為Cr當(dāng)量，是將每一種鐵素體化元素按其鐵素體化的強(qiáng)烈程度折合成相當(dāng)?shù)腃r元素的量的總和20921-7a7.2.1焊接接頭的組織轉(zhuǎn)變1.焊縫的組織圖圖7-3Cr-Ni鋼的舍夫勒?qǐng)D20921-7a7.2.1

7、焊接接頭的組織轉(zhuǎn)變圖7-4標(biāo)有AF/FA界線的舍夫勒焊縫組織圖20921-7a7.2.1焊接接頭的組織轉(zhuǎn)變圖7-5w(Fe)=60%的Fe-Cr-Ni合金偽二元相圖20921-7a7.2.1焊接接頭的組織轉(zhuǎn)變2. 接頭的組織轉(zhuǎn)變圖7-624-5Mo2Cu雙相鋼焊接接頭中相體積分?jǐn)?shù)與峰值溫度的關(guān)系20921-7a7.2.2焊接接頭的耐蝕性1.晶間腐蝕 圖7-7焊接接頭晶間腐蝕產(chǎn)生的部位示意圖1焊縫2熔合區(qū)3熱影響區(qū)(1) 焊縫區(qū)的晶間腐蝕普通的18-8型奧氏體鋼焊縫的晶間腐蝕通常在多層多道焊的情況下出現(xiàn)，后一層焊縫對(duì)前一層焊縫的加熱處于敏化溫度區(qū)域時(shí)，20921-7a7.2.2焊接接頭的耐蝕性在

8、晶界上容易析出鉻的碳化物，形成貧鉻的晶粒邊界。圖7-818-8Ti奧氏體不銹鋼焊接接頭的刀狀腐蝕20921-7a7.2.2焊接接頭的耐蝕性(2) 熱影響區(qū)的晶間腐蝕在普通的18-8型奧氏體鋼的焊接熱影響區(qū)會(huì)產(chǎn)生晶間腐蝕，主要出現(xiàn)在焊接熱影響區(qū)中加熱峰值溫度處于6001000的區(qū)域。(3) 熔合區(qū)的刀狀腐蝕這種刀狀腐蝕只出現(xiàn)在含Ti或Nb的18-8Ti或18-8Nb奧氏體不銹鋼焊接接頭的熔合區(qū)內(nèi)，如圖7-8所示。圖7-918-8Ti奧氏體不銹鋼焊接接頭碳化物分布示意圖WM焊縫WI焊縫邊界20921-7a7.2.2焊接接頭的耐蝕性2.點(diǎn)蝕和應(yīng)力腐蝕(1) 點(diǎn)蝕不銹鋼焊接接頭的點(diǎn)蝕常成為應(yīng)力腐蝕的裂

9、紋源，因此必須解決點(diǎn)蝕問(wèn)題。(2) 應(yīng)力腐蝕對(duì)于不銹鋼來(lái)說(shuō)，應(yīng)力腐蝕斷裂的部位通常不存在均勻腐蝕，斷裂往往以點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕為起始點(diǎn)。圖7-10304不銹鋼焊接接頭表面的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂20921-7a7.2.2焊接接頭的耐蝕性1) 雙相不銹鋼的屈服強(qiáng)度比奧氏體不銹鋼高，產(chǎn)生表面滑移所需的應(yīng)力水平高，在相同的腐蝕介質(zhì)中，雙相不銹鋼的表面膜因表面滑移而破壞所需的應(yīng)力較大，應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂較難發(fā)生。2) 雙相不銹鋼中一般含有Mo元素，Cr含量也很高，耐點(diǎn)蝕能力強(qiáng)，應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂缺乏起始點(diǎn)。3) 雙相不銹鋼的兩個(gè)相的電極電位不同，裂紋在不同相和相界面的擴(kuò)展機(jī)制不同，對(duì)裂紋的擴(kuò)展起到阻止或抑制作用，應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的

10、發(fā)展速度緩慢。20921-7a7.2.3焊接接頭的裂紋1.熱裂紋 2.冷裂紋 20921-7a7.2.4焊縫金屬的脆化1.焊縫的粗晶脆化2.焊縫的相脆化3.焊縫的475脆化20921-7a7.2.5異種鋼接頭的成分不均勻性圖7-11確定18-8不銹鋼/低碳鋼焊縫中心組織的舍夫勒?qǐng)D20921-7a7.2.5異種鋼接頭的成分不均勻性圖7-12低碳鋼母材與奧氏體鋼焊縫邊界的元素分布圖20921-7a7.2.5異種鋼接頭的成分不均勻性圖7-13珠光體鋼與23-13奧氏體鋼焊接接頭的硬度分布20921-7a7.3不銹鋼及耐熱鋼的焊接工藝 本節(jié)將根據(jù)上節(jié)焊接性分析的主要觀點(diǎn)，分別討論鐵素體鋼、馬氏體鋼、奧

11、氏體鋼、雙相鋼以及異種鋼的焊接工藝，主要包括焊接材料的選擇和焊接工藝要點(diǎn)。20921-7a7.3.1鐵素體鋼的焊接工藝1.焊接材料的選擇 2.焊接工藝要點(diǎn)(1) 焊接方法鐵素體鋼通常采用焊條電弧焊、TIG焊和MIG焊，有時(shí)也采用埋弧焊。(2) 焊前預(yù)熱鐵素體鋼被加熱至9501000以上后急冷至室溫，塑性和缺口韌性顯著降低，在焊接熱影響區(qū)就會(huì)出現(xiàn)高溫脆性，同時(shí)耐蝕性也顯著降低。(3) 焊接熱輸入焊接過(guò)程應(yīng)該采取較小的熱輸入。(4) 焊后熱處理鐵素體鋼多用于要求耐蝕的場(chǎng)合，高Cr鐵素體鋼也有晶間腐蝕傾向。20921-7a7.3.2馬氏體鋼的焊接工藝1.焊接材料的選擇 2.焊接工藝要點(diǎn)(1) 焊接方

12、法馬氏體鋼的焊接通常采用焊條電弧焊、TIG焊和MIG焊。(2) 焊前預(yù)熱為防止接頭產(chǎn)生冷裂紋，應(yīng)該采取預(yù)熱措施。(3) 焊后熱處理焊后熱處理的作用是通過(guò)退火處理降低焊縫金屬和熱影響區(qū)的硬度，改善焊接接頭的韌性，還可降低焊接結(jié)構(gòu)的殘余應(yīng)力。20921-7a7.3.3奧氏體鋼的焊接工藝1. 焊接材料的選擇1) 根據(jù)鋼的具體成分和服役條件以及對(duì)焊縫金屬的性能要求選擇焊接材料。20921-7a7.3.3奧氏體鋼的焊接工藝表7-5一些典型奧氏體鋼及其組配的熔敷金屬母材熔 敷 金 屬組織0Cr18Ni11Ti0Cr21Ni9Nb、0Cr18Ni9SiV31Cr18Ni9Ti1Cr19Ni10Nb、1Cr1

13、6Ni9Mo200Cr19Ni1100Cr21Ni1000Cr19Ni13Mo300Cr20Ni13Mo3、00Cr23Ni13Mo21Cr18Ni12Mo3Ti1Cr18Ni10Mn3Mo2V、Cr19Ni12Mo2Nb0Cr17Ni12Mo20Cr19Ni12Mo2Nb0Cr18Ni12Mo2Cu200Cr19Ni14Mo2Cu22Cr25Ni20Si22Cr25Ni18Mn7、1Cr25Ni18Si2B(05%)、2Cr25Ni202Cr26Ni21Mo220921-7a7.3.3奧氏體鋼的焊接工藝2) 根據(jù)焊接材料的具體成分及其變動(dòng)范圍確定其與母材的匹配是否適用。3) 必須考慮母材的稀

14、釋作用，否則會(huì)使焊縫的合金化元素含量降低，難以得到理想的凝固模式和室溫雙相組織，因而不能保證焊縫金屬的抗裂性能。圖7-14標(biāo)有焊接材料成分變化范圍的舍夫勒焊縫組織圖20921-7a7.3.3奧氏體鋼的焊接工藝2. 焊接工藝要點(diǎn)(1) 焊接方法奧氏體鋼對(duì)焊接方法沒(méi)有什么特殊要求，一般的焊條電弧焊、TIG焊、MIG焊、埋弧焊等方法均可采用，只要根據(jù)焊接的生產(chǎn)效率和質(zhì)量要求加以確定即可。(2) 焊接熱輸入合理控制焊接參數(shù)，避免接頭產(chǎn)生過(guò)熱現(xiàn)象。(3) 預(yù)熱和后熱奧氏體鋼焊接時(shí)，通常不需要焊前預(yù)熱，也不需要焊后熱處理，而且應(yīng)該適當(dāng)加快冷卻，嚴(yán)格控制較低的層間溫度，還應(yīng)該避免交叉焊縫。20921-7a7

15、.3.3奧氏體鋼的焊接工藝(4) 保證熔合比穩(wěn)定焊縫的化學(xué)成分變化對(duì)焊縫組織影響很大，為確保理想的焊縫組織，必須保證焊縫的化學(xué)成分穩(wěn)定。(5) 保護(hù)原焊件表面狀態(tài)焊前和焊后的清理工作常會(huì)影響耐蝕性。20921-7a7.3.4鐵素體-奧氏體雙相鋼的焊接工藝1. 焊接材料的選擇2. 焊接工藝要點(diǎn)(1) 焊接方法與奧氏體鋼焊接相似，鐵素體-奧氏體雙相鋼的焊接對(duì)焊接方法也沒(méi)有特殊要求，一般的焊條電弧焊、TIG焊、MIG焊、埋弧焊等方法均可采用，激光焊、電子束焊應(yīng)用的實(shí)例也越來(lái)越多。20921-7a7.3.4鐵素體-奧氏體雙相鋼的焊接工藝表7-6典型鐵素體-奧氏體雙相鋼及其組配的熔敷金屬母材熔 敷 金

16、屬組織0Cr21Ni6Mn9N00Cr21Ni15Mn9N00Cr25Ni6Mo3N00Cr24Ni7Mo3N、00Cr23Ni13Mo3+00Cr25Ni5Mo2N00Cr25Ni9Mo3N、00Cr23Ni13Mo3+00Cr25Ni7Mo3WCuN00Cr25Ni11Mo3WCuN+20921-7a7.3.4鐵素體-奧氏體雙相鋼的焊接工藝(2) 合理控制焊接熱輸入焊接時(shí)應(yīng)該盡量選用小的熱輸入，以避免接頭產(chǎn)生過(guò)熱現(xiàn)象。(3) 預(yù)熱和后熱鐵素體-奧氏體雙相鋼焊接時(shí)，通常不需要焊前預(yù)熱，也不需要焊后熱處理，而且應(yīng)該適當(dāng)進(jìn)行緩慢冷卻，獲得理想的/相比例。(4) 保證熔合比穩(wěn)定盡可能控制焊接工藝，

17、保證熔合比穩(wěn)定，從而穩(wěn)定焊縫的化學(xué)成分，以獲得理想的焊縫組織。20921-7a7.3.5奧氏體鋼對(duì)珠光體鋼的焊接工藝采用熔焊方法焊接奧氏體鋼與珠光體鋼，焊接熔合比是影響焊接接頭質(zhì)量的關(guān)鍵因素。通常希望熔合比越小越好，以降低焊縫金屬的稀釋程度，避免焊縫中出現(xiàn)脆硬馬氏體組織。20921-7a7.4典型不銹鋼及耐熱鋼的焊接鐵素體不銹鋼具有優(yōu)良的抗氯化物應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂、耐點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕的性能，供貨狀態(tài)為850/10min/空冷，其化學(xué)成分如表7-7所示。20921-7a7.4.1高純0Cr18Mo2鐵素體鋼的焊接表7-7高純0Cr18Mo2鐵素體不銹鋼的化學(xué)成分及力學(xué)性能化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))(%)力學(xué)性

18、能CMnSiCrNiMoTiSP/MPa/MPa(%)0019028016188801410602000050024550700300400304020921-7a7.4.23Cr13馬氏體不銹鋼試管機(jī)壓力閥套的焊接圖7-153Cr13試管機(jī)壓力閥套的焊接結(jié)構(gòu)和焊接坡口形式及尺寸a)焊接結(jié)構(gòu)形式及尺寸b)焊接坡口形式及尺寸20921-7a7.4.318-8Ti奧氏體鋼的焊接表7-8母材和熔敷金屬的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))(%)材料CCrNiTi188Ti母材00451896856095A302熔敷金屬0152225121420921-7a7.4.318-8Ti奧氏體鋼的焊接表7-9試驗(yàn)用焊接參數(shù)焊

19、接方法焊接電流/A電弧電壓/V焊接速度/(cm/min)焊條電弧焊1501986TIG焊1502225121420921-7a7.4.318-8Ti奧氏體鋼的焊接圖7-1618-8Ti奧氏體鋼焊接接頭的組織特征a)焊條電弧焊b)TIG焊20921-7a7.4.4SAF2205鐵素體-奧氏體雙相鋼的焊接表7-10SAF2205雙相不銹鋼母材和填充材料的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))(%)材料CMnSiCrNiMoSPN母材0015083049222953231800010024017焊絲001415505122928613120001001801720921-7a7.4.4SAF2205鐵素體-奧氏體雙相

20、鋼的焊接1. Creq和Nieq的含義是什么?它們與不銹鋼及耐熱鋼的焊縫組織存在何種關(guān)系?2.不銹鋼晶間腐蝕貧鉻理論的基本內(nèi)容是什么?3.論述奧氏體不銹鋼焊接接頭發(fā)生晶間腐蝕的部位及形成機(jī)理。4.對(duì)比分析各種不銹鋼的焊接裂紋敏感性，提出相應(yīng)的防止措施。5.論述各種不銹鋼焊縫金屬的脆化現(xiàn)象及其成因，如何防止或消除?20921-7a7.4.4SAF2205鐵素體-奧氏體雙相鋼的焊接6.低碳鋼與奧氏體鋼焊接時(shí)會(huì)出現(xiàn)哪些現(xiàn)象?其焊接工藝要點(diǎn)是什么?7.如何選擇奧氏體鋼的焊接材料?其焊接工藝要點(diǎn)包括哪些具體內(nèi)容?8.在對(duì)鐵素體-奧氏體雙相鋼的焊接中，怎樣選擇焊接材料?焊接工藝方面應(yīng)注意哪些問(wèn)題?鍋爐壓力

21、容器壓力管道焊工考試規(guī)則第一十三條：焊接操作技能考試應(yīng)從焊接方法、試件材料、焊接材料及試件形式等方面進(jìn)行考核。 焊接方法及代號(hào)見(jiàn)表1， 焊條類別代號(hào)及適用范圍見(jiàn)表2， 試件鋼號(hào)分類及代號(hào)見(jiàn)表3， 各種試件形式、位置及代號(hào)見(jiàn)表4， 焊接要素及代號(hào)見(jiàn)表5。表1焊接方法及代號(hào)焊接方法代號(hào)焊條電弧焊SMAW鎢極氣體保護(hù)焊GTAW熔化極氣體保護(hù)焊GMAW（含藥芯焊絲電弧焊FCAW）埋弧焊SAW（一）、“2002年考規(guī)”對(duì)八種焊接方法的焊工考試作出規(guī)定，除此以外的焊接方法都按四十三條規(guī)定進(jìn)行考試。藥芯焊絲電弧焊考試規(guī)定與熔化極氣體保護(hù)焊相同，常用半自動(dòng)與自動(dòng)焊方式( 實(shí)質(zhì)上是手工焊與機(jī)械焊）。堆焊不能稱為

22、焊接方法，只是焊接方法的運(yùn)用，各種焊接方法焊接操作技能考試規(guī)定也適用于堆焊的運(yùn)用。對(duì)于焊接方法按“2002年考規(guī)”分為手工焊接和機(jī)械化焊接兩種方法；對(duì)焊工操作技能“2002年考規(guī)”分為手工和焊機(jī)操作技能兩種。 對(duì)試件對(duì)接形式分為板材對(duì)接焊縫、管材對(duì)接焊縫和管板角接頭試件三種。焊接不銹鋼復(fù)合鋼之間焊縫及過(guò)渡焊縫的焊工，應(yīng)取得耐蝕堆焊資格表2焊條類別、代號(hào)及范圍焊條類別焊條類別代號(hào)相應(yīng)型號(hào)牌號(hào)適用焊件的焊條范圍鈦鈣型F1EXX03J422/J502F1纖維素型鈦型F2EXX10J505GXF1、F2鈦型、鈦鈣型F3EXXX(X)-16/-17G202F1、F3低氫型、堿性F3JEXX15/-16J

23、427/J507R507/R307F1、F3、F3J鈦型、鈦鈣F4EXXX(X)-16/-17A132/A302F4堿性F4JEXXX(X)-16/-17A137/A307F4、F4J.二、鍋爐、壓力容器和壓力管道使用國(guó)產(chǎn)焊條所執(zhí)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有三個(gè)：GB/T9831995， GB/T51171995， GB/T51181995，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)一個(gè)： JB/T47472002。表2焊條代號(hào)、類別及適用范圍F1鈦鈣型EXX03F1（J422、J502) GB/ T5117 這類焊條為鈦鈣型，藥皮中含30%以上的氧化鈦和20%以下的鈣或鎂的碳酸鹽礦，熔渣流動(dòng)性良好，脫渣容易，電弧穩(wěn)定熔池適中，飛濺少，焊波

24、整齊。這類焊條適用于全位置焊接，焊接電流為交流或直流正、反接，主要焊接較重要的碳鋼結(jié)構(gòu)。F2纖維素型EXX10，EXX11，（GB/T5117）EXX10X，EXX11X， （GB/T5118） EXX10、 EXX10X型焊條為高纖維素鈉型藥皮中纖維素含量較高，電弧穩(wěn)定，焊接時(shí)有機(jī)物在電弧區(qū)分解產(chǎn)生大量的氣體，保護(hù)熔敷金屬，電弧吹力大，熔深較深。熔化速度快，熔渣少，脫渣容易，熔渣覆蓋較差，通常限制采用大電流焊接。這類焊條適用于全位置焊接，特別適用于立焊、仰焊的多道焊和有較高射線檢測(cè)要求的焊縫，也可用于向下立焊，焊接電流為直流反接。 如J505GX （GB/T5118） 適用焊件的焊條范圍：F

25、1、F2F3鈦型、鈦鈣型型號(hào)：（GB/T983)EXXX（X）16型焊條（G202),藥皮可以是堿性的，也可以是鈦型或鈦鈣型。適用于交流或直流焊接，為了在交流施焊時(shí)獲得良好的電弧穩(wěn)定性，這類焊條藥皮中一般都含有易電離元素如鉀，直徑不大于4.0mm的焊條可用于全位置焊接 。適用焊件的焊條范圍：F1、F3。 F3J低氫型、堿性 GB/T5117 J426 、J506、J507 GB/T5118J427、J507、J507RH GB/T983G207EXX15、EXX15X型焊條，這類焊條為低氫鈉型。藥皮主要組成物是碳酸鹽礦和螢石，堿度較高，熔渣流動(dòng)性好，焊接工藝性能一般，焊波較粗，角焊縫略凸，熔深

26、適中，脫渣性能好，焊接時(shí)要求焊條干燥，并采用短弧焊。這類焊條可全位置焊接，焊接電流為直流反接。這類焊條的熔敷金屬具有良好的抗裂性能和力學(xué)性能。 EXX16、EXX18X型焊條，這類焊條為低氫鉀型藥皮。在與EXX15、 EXX15X型焊條藥皮基本相似的基礎(chǔ)上添加了穩(wěn)弧劑，如鉀水玻璃等，電弧穩(wěn)定，工藝性能、焊接位置與EXX15型焊條相似，焊接電流為交流或直流反接。這類焊條的熔敷金屬具有良好的抗裂性能和力學(xué)性能。適用焊件的焊條范圍：F1、F3、F3JF4鈦型、鈦鈣型GB/T983EXXX（X）15EXXX（X）17（A132、A302） GB/T983F4J GB/T983EXXX（X）15EXXX

27、（X）17（A137）（A307）上述三個(gè)焊條國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)都是等效采用美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，所謂等效采用則是將國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)內(nèi)容全部照搬，只是計(jì)量單位從英制改為中國(guó)習(xí)慣采用的公制。當(dāng)焊工考試時(shí)若采用了美國(guó)焊條，便可直接按（2002考規(guī)）表2的規(guī)定將美國(guó)焊條劃入相應(yīng)的類別中。GB/T9831995等效ANSI/AWSA5.41992不銹鋼手工電弧焊焊條GB/T51171995等效ANSI/AWSA5.11991碳鋼藥皮電焊條規(guī)程 GB/T51181995等效ANSI/AWSA5.51981低合金鋼藥皮電焊條規(guī)程三、試件母材鋼號(hào)及代號(hào)見(jiàn)表3焊工焊接操作技能考試是要求焊工按照評(píng)定合格的焊接工藝施焊出沒(méi)有超標(biāo)缺陷

28、的焊縫。從焊接缺陷角度出發(fā)，焊工焊接操作技能與母材鋼號(hào)沒(méi)有關(guān)系，對(duì)于焊條電弧焊，焊工焊接操作技能與藥皮類別密切相關(guān)。但因鋼材合金成分不同造成焊接性能不同，施焊時(shí)所采取的焊接工藝措施不一樣，從焊接工藝復(fù)雜程度出發(fā)而將試件母材鋼號(hào)進(jìn)行分類，并制定出替代規(guī)則，手工焊焊工焊接操作技能也相應(yīng)分成四個(gè)等級(jí)。表3試件鋼號(hào)分類及代號(hào)表類別代號(hào)典型鋼號(hào)示例碳素鋼Q195、Q215、Q235、10、20、20R、20G、20gHP245、HP265、L175、L210、S205低合金鋼HP295、HP325、L245、L290、馬氏體鋼鐵素體不銹鋼奧氏體不銹鋼、雙相不銹鋼表3中鋼號(hào)都是鍋爐、壓力容器、壓力管道和氣

29、瓶現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中所列鋼號(hào)。GB66531994焊接氣瓶用鋼板中所列氣瓶用鋼的牌號(hào)都用“HP”打頭，例如HP245、HP365?！?45”表示鋼材屈服點(diǎn)s 下限值。氣瓶用鋼的化學(xué)成分都有控制范圍。SY52971991石油天然氣輸送管道用直縫電阻焊鋼管中所列的鋼種等級(jí)都用“S”打頭，例如S240、S480。“240表示該等級(jí)鋼種的t0.5下限值， （規(guī)定總伸長(zhǎng)應(yīng)力即試樣標(biāo)距長(zhǎng)度上產(chǎn)生0.5%的總伸長(zhǎng)所需的拉應(yīng)力）對(duì)于每個(gè)等級(jí)鋼種化學(xué)成分都有控制范圍?！癎B/T97111999石油天然氣輸送鋼管交貨技術(shù)條件中所列的鋼種等級(jí)都用“L”打頭，例如L175、L155。155”表示該等級(jí)鋼種的Rt0.5下限值，

30、對(duì)于每個(gè)等級(jí)鋼種化學(xué)成分都有控制范圍。碳素鋼（類）：焊接性能良好，大多數(shù)情況下焊前不要求預(yù)熱，焊后不要求后熱，部分鋼號(hào)因?yàn)闆](méi)有沖擊要求，因而也不需要控制線能量。低合金鋼（類）：這類鋼號(hào)焊前要求預(yù)熱，焊后要求后熱，而且有沖擊試驗(yàn)要求，因而要求控制線能量上限。馬氏體鋼、鐵素體不銹鋼（類）：這類鋼焊接裂紋傾向較大，焊前不要求預(yù)熱，焊后要進(jìn)行熱處理，焊接工藝要求嚴(yán)格，要求控制焊接線能量范圍。1Co5Mo與1Co9Mo1是代表這一類別鋼號(hào)， 1Co5Mo鋼供貨狀態(tài)的金相組織與熱處理狀態(tài)有關(guān)。即便退火供貨時(shí)為珠光體，在焊后其焊縫與熱影響區(qū)將出現(xiàn)馬氏體組織，所以將它列入類。奧氏體不銹鋼、雙相不銹鋼（類）：這

31、類鋼材用相應(yīng)的焊條施焊時(shí)熔池不易攤開(kāi)，熔滴過(guò)渡不暢特點(diǎn)與碳鋼、低合金鋼很不同，故另列一類。表3內(nèi)所列鋼號(hào)只是典型鋼號(hào)示例，包含了鍋爐、壓力容器、壓力管道標(biāo)準(zhǔn)中所列鋼號(hào)。對(duì)于沒(méi)有列入表3的鋼號(hào)（例如新鋼號(hào)、國(guó)外鋼號(hào)）可根據(jù)第四十四條規(guī)定由焊工考委會(huì)將其列入相應(yīng)類別中。對(duì)焊機(jī)操作工來(lái)講，焊接操作技能考試是考核焊工掌握焊機(jī)能力，焊接過(guò)程“自動(dòng)”完成與鋼號(hào)無(wú)關(guān)，焊機(jī)操作工用某一鋼號(hào)經(jīng)焊接操作技能考試合格后，則焊接所有鋼號(hào)都可免除考試。表4試件形式、位置及代號(hào)見(jiàn)圖： 表4試件形式、位置及代號(hào)試件形式試件位置代號(hào)板材對(duì)接焊縫平焊1G橫焊2G立焊3G仰焊4G管材對(duì)接焊縫試件水平轉(zhuǎn)動(dòng)1G垂直固定2G向上焊水平

32、固定向下焊5G5GX向上焊45固定向下焊6G6GX管板角接頭試件水平轉(zhuǎn)動(dòng)2FRG垂直固定平焊2FG垂直固定仰焊4FG水平固定5FG45固定6FG第十四條焊接操作技能考試合格的焊工，當(dāng)試件鋼號(hào)或焊材變化時(shí)，屬下列情況之一的不需重新進(jìn)行焊接操作技能考試：（一）手工焊焊工采用某類別鋼號(hào)經(jīng)焊接操作技能考試合格后，焊接該類別其它鋼號(hào)時(shí)；（二）手工焊焊工采用任一鋼號(hào)，經(jīng)焊接操作技能考試合格后，焊接該類別鋼號(hào)與類別代號(hào)較低鋼號(hào)所組成的異種鋼號(hào)焊接接頭時(shí)；（三）除類外，手工焊焊工采用某類別任一鋼號(hào)，經(jīng)焊接操作技能考試合格后，焊接較低類別鋼號(hào)時(shí)；（四）焊機(jī)操作工采用某類別任一鋼號(hào)，經(jīng)焊接操作技能考試合格后，焊接

33、其它類別鋼號(hào)時(shí)；（五）變更焊絲鋼號(hào)（或型號(hào)）、藥芯焊絲類型、焊劑型號(hào)、保護(hù)氣體種類和鎢極種類時(shí)；第十五條經(jīng)焊接操作技能考試合格的焊工，屬下列情況之一的，需重新進(jìn)行焊接操作技能考試：、改變焊接方法；、在同一焊接方法中，手工焊考試合格，從事焊機(jī)操作工時(shí)；、在同一種焊接方法中，焊機(jī)操作考試合格，從事手工焊工作時(shí)；、表五中焊接要素（代號(hào)）01、02、03、04、06和08之一改變時(shí)；、焊件焊接位置超出表11規(guī)定的適用范圍時(shí)。表5焊接要素及代號(hào) 焊接要素要素代號(hào)手工焊鎢極氣體保護(hù)焊填充金屬焊絲無(wú)01實(shí)芯02藥芯03機(jī)械化焊鎢極氣體保護(hù)焊自動(dòng)穩(wěn)壓系統(tǒng)有04無(wú)05自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)有06無(wú)07每面坡口內(nèi)焊道單道0

34、8多道09焊接要素實(shí)際上是影響焊工焊接操作技能的工藝因素和條件，增加表5焊接要素及代號(hào)是“2002年考規(guī)”特點(diǎn)，從表5可見(jiàn)，分兩種情況：一是手工焊，只對(duì)鎢極氣體保護(hù)焊填充金屬規(guī)定了三種情況（無(wú)焊絲、實(shí)芯、藥芯焊絲）；二是機(jī)械化焊對(duì)鎢極氣體保護(hù)焊的自動(dòng)穩(wěn)壓系統(tǒng)和其他焊接方法的自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)及單道焊、多道焊重新考試規(guī)定?！氨?中焊接要素（代號(hào)）01、02、03、04、06和08之一改變時(shí)”這一句話中說(shuō)明 表5中共有9個(gè)焊接要素，只有上述6個(gè)焊接要素改變時(shí)，需要重新進(jìn)行焊接操作技能考試，要素改變的含義是：01改變含義：手工鎢極氣體保護(hù)焊增加或取消填充金屬焊絲。02改變含義：手工鎢極氣體保護(hù)焊從實(shí)芯填充

35、金屬焊絲變?yōu)樗幮咎畛浣饘俸附z，或取消填充金屬焊絲。 03改變含義：手工鎢極氣體保護(hù)焊從藥芯填充金屬焊絲變?yōu)閷?shí)芯填充金屬焊絲，或取消填充金屬焊絲。 04改變含義：自動(dòng)鎢極氣體保護(hù)焊取消自動(dòng)穩(wěn)壓系統(tǒng)；06改變含義：所有機(jī)械化焊接方法取消自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)。08改變含義：所有機(jī)械化焊接方法在每面坡口內(nèi)從單道焊變?yōu)槎嗟篮?。焊縫金屬中的焊層與焊道是兩個(gè)概念，其定義可看GB/T33751994焊接術(shù)語(yǔ)，在圖A所示焊縫中有四個(gè)焊層6條焊道，在圖B所示焊縫中有兩個(gè)焊層2個(gè)焊道。 圖B 表5中“08”和“09”是指“每面坡口內(nèi)焊道”。如圖C所示雙面坡口的焊縫內(nèi)，正面為單道，而背面為多道。 圖A圖C第十六條焊接操作技能

36、考試可以由一名焊工在同一試件上采用一種焊接方法進(jìn)行，也可以由一名焊工在同一試件上采用不同焊接方法進(jìn)行組合考試；或由兩名（或以上）焊工在同一試件上采用相同或不同焊接方法進(jìn)行組合考試。由三名（含三名）以上焊工的組合考試試件，厚度不得小于20mm。例一、如16MnR，板厚12mm，平焊對(duì)接、一焊工用實(shí)芯焊絲，鎢極氣體保護(hù)焊打底2mm，焊條電弧焊用低氫型焊條蓋面10mm。考試合格后，他即具有兩個(gè)項(xiàng)目：GTAW1G-2-02SMAW1G（K）10F3J例二、一管板角接頭試件，管外徑為57，材質(zhì)為20號(hào)鋼，壁厚4mm；板厚12mm，材質(zhì)為16MnR，垂直固定，一焊工用實(shí)芯焊絲鎢極氣體保護(hù)焊打底2mm，再用

37、低氫型焊條電弧焊焊完，考試合格后，他即具有兩個(gè)項(xiàng)目：GTAW/2FG2/5702SMAW/2FG（K）10/57F3J 手工焊焊工進(jìn)行焊接操作技能考試合格時(shí)，焊條熔敷金屬成分和組織應(yīng)與試件母材類同，不得用奧氏體不銹鋼焊條或雙相鋼焊條焊接、類鋼號(hào)。當(dāng)使用GB/T983中的焊條進(jìn)行耐蝕堆焊時(shí)，手工焊焊工采用某類別任一鋼號(hào)作基層經(jīng)操作技能考試合格后，在較低類別鋼號(hào)上堆焊時(shí)不需重新進(jìn)行焊接操作技能考試。手工焊焊工采用類中任一鋼號(hào)經(jīng)焊接操作技能考試合格后，當(dāng)使用奧氏體不銹鋼焊條或雙相鋼焊條焊接、類鋼焊件時(shí)不需重新進(jìn)行焊接操作技能考試。第十七條考試試件試件形式各種試件形式如圖所示，包括：對(duì)接焊縫試件、管板

38、角接頭試件、堆焊試件。管板角接頭形式見(jiàn)圖4。對(duì)接焊縫試件、管板角接頭試件分帶襯墊和不帶襯墊兩種。雙面焊、部分焊透的對(duì)接焊縫和部分焊透的管板角接頭均視為帶襯墊。焊接操作技能考試試件分為：對(duì)接焊縫試件（下分板材對(duì)接焊縫試件和管材對(duì)接焊縫試件），管板角接頭試件，和堆焊試件。對(duì)接焊縫是鍋爐、壓力容器、壓力管道中最大量使用的焊縫形式，可將角焊縫看作坡口角度為90的對(duì)接焊縫，從焊工熔敷焊縫金屬過(guò)程而言，角焊縫與對(duì)接焊縫是極其相似的，焊工采用對(duì)接焊縫試件經(jīng)焊接操作技能考試合格后在一定條件下適用于焊接角焊縫，“2002考規(guī)”中不再設(shè)角焊縫試件。第十八條手工焊焊工采用對(duì)接焊縫試件，經(jīng)焊接操作技能考試合格后，適用

39、于焊件金屬厚度范圍見(jiàn)表7。t為每名焊工、每種焊接方法在試件上的對(duì)接焊縫金屬厚度（余高不計(jì)），當(dāng)某焊工用一種焊接方法考試且試件截面全焊透時(shí)，t與試件母材T相等。表7手工焊對(duì)接焊縫適用于對(duì)接焊縫焊件焊縫金屬厚度范圍mm焊縫形式試件母材厚度T適用于焊件焊縫金屬厚度最小值最大值對(duì)接焊縫 12不限2t 12不限不限（注）注：t不得小于12mm，且焊縫不得少于3層例SMAW1G8F3J焊條電弧焊，材質(zhì)、類，水平位置，焊縫金屬厚度16mm ,低氫型焊條施焊。（如果為T(mén)16則）GTAW 1G302手工鎢極氣體保護(hù)焊，實(shí)芯焊絲，材質(zhì)、類，水平位置，焊縫金屬厚度6mm。 （如果為T(mén)6則） 、手工焊焊工采用管材對(duì)接

40、焊縫試件，經(jīng)焊接操作技能考試合格后，適用于管材對(duì)接焊縫焊件外徑范圍見(jiàn)表8；適用于焊縫金屬厚度范圍見(jiàn)表7。 表8手工焊管材對(duì)接焊縫試件適用于對(duì)接焊縫焊件外徑范圍mm管材試件外徑D適用于管材焊件外徑范圍最小值最大值25D不限25D7625不限7676不限300（注）76不限注：管材向下焊試件例：SMAW1G2/25F3J焊條電弧焊，材質(zhì)、類，水平轉(zhuǎn)動(dòng)，焊縫金屬厚度4mm ,管外徑25mmn。（對(duì)244.5的管？）GTAW1G2/2502手工鎢極氣體保護(hù)焊，實(shí)芯焊絲，材質(zhì)、類，水平轉(zhuǎn)動(dòng)，焊縫金屬厚度4mm ,管外徑25mmn。 、手工焊焊工采用管板角接頭試件，經(jīng)焊接操作技能考試合格后，適用于管板角接

41、頭焊件范圍見(jiàn)表9，當(dāng)某焊工用一種焊接方法考試且試件截面全焊透時(shí)，t與試件板材厚度S0相等。表9手工焊管板角接頭試件適用于管板角接頭焊件范圍mm管板角接頭試件管外徑D適用焊件范圍管外徑管壁厚度焊件焊縫金屬厚度最小值最大值最小值最大值25D不限不限不限當(dāng)S012時(shí)2t當(dāng)S0 12時(shí)（注）不限25D7625不限不限7676不限不限注：當(dāng)S012時(shí)，t應(yīng)不小于12mm，且焊縫不得少于3層例SMAW/-2FG8/57F3J焊條電弧焊，類和類材料相焊，管574，管板角焊縫，焊縫金屬厚度t16mm，焊條為低氫型。如果，或板厚18mm以上？ 例GTAW/-2FG-3/57-02 手工鎢極氣體保護(hù)焊，實(shí)芯焊絲，

42、 類和類材料相焊，管板角焊縫，焊縫金屬厚度6mm。（如果？）、焊機(jī)操作工采用對(duì)接焊縫試件或管板角接頭試件考試時(shí)，母材厚度T或S0自定，經(jīng)焊接操作技能考試合格后，適用于焊件焊縫金屬厚度不限。例SAW1G（K）07/08例 SAW1G（K）07/09例GTAW5FG（K）04/06/09例 GTAW5FG（K）05/07/09焊機(jī)操作工采用對(duì)接焊縫試件或管板角接頭試件考試時(shí)，管外徑自定，經(jīng)焊接操作技能考試合格后，適用于管材對(duì)接焊縫焊件或管板角接頭焊件管外徑的最小值為試件外徑，最大值不限。例GTAW5FG（K）04/06/09此時(shí)已看不出管徑最小值，只能從焊工考試檔案中才可查出D值手工焊焊工和焊機(jī)操

43、作工采用不帶襯墊對(duì)接焊縫試件或管板角接頭試件，經(jīng)焊接操作技能考試合格后，分別適用于帶襯墊對(duì)接焊縫試件或管板角接頭試件；反之不適用。例按第十六條組合考試：材質(zhì)16MnR，板厚12mm，平焊試件，用手工鎢極氬弧焊打底，填充金屬為實(shí)芯焊絲，焊縫金屬厚度2mm，然后采用低氫型焊條手工焊填滿坡口，項(xiàng)目代號(hào)為：GTAW1G202和SMAW1G（K）10F3J則焊條電弧焊只能用于雙面焊、部分焊透的對(duì)接焊縫。例管板角接頭無(wú)襯墊水平固定試件，管材壁厚2mm , 25mm ,材質(zhì)20號(hào)鋼，板材厚度12mm，材質(zhì)16MnR，采用手工鎢極氬弧焊打底，填充金屬為實(shí)芯焊絲，焊縫金屬厚度為2mm，然后采用低氫型焊條手工焊填

44、滿坡口，項(xiàng)目代號(hào)為 ： GTAW/-2FG-2/25-02 SMAW-/-2FG(K)-10/25-F3J則焊條電弧焊只能用于雙面焊、部分焊透的對(duì)接焊縫。手工焊焊工和焊機(jī)操作工采用對(duì)接焊縫試件或管板角接頭試件，經(jīng)焊接操作技能考試合格后，除規(guī)定需要重新考試時(shí)，適用于焊件角焊縫，且母材厚度和外徑不限。上述“除規(guī)定需要重新考試”的規(guī)定為：手工焊焊工：第十五條規(guī)定：手工焊考試合格從事焊機(jī)操作工表5中焊接要素01、02、03、04、06和08改變時(shí)焊條類別超出表2的規(guī)定：第十四條規(guī)定：第十九條規(guī)定：第十八條、中關(guān)于管外徑的規(guī)定。焊機(jī)操作工：第十五條規(guī)定內(nèi)容：焊機(jī)操作考試合格，從事手工焊工作時(shí)。耐蝕堆焊試

45、件各種焊接方法的焊接操作技能考試規(guī)定也適用于耐蝕堆焊。手工焊焊工和焊機(jī)操作工采用堆焊試件考試合格后，適用于焊件的堆焊層厚度不限，適用于焊件母材厚度范圍見(jiàn)表10。表10堆焊試件適用母材厚度范圍mm堆焊試件母材厚度T適用于堆焊焊件母材厚度范圍最小值最大值25T不限2525不限焊接不銹鋼復(fù)合鋼的復(fù)層之間焊縫及過(guò)渡焊縫的焊工，應(yīng)取得耐蝕堆焊資格例：有一復(fù)合鋼板，基層材質(zhì)為16MnR，板厚16mm，復(fù)合層為0Gr18Ni9，板厚3mm ，平板對(duì)接，采用平焊位置、低氫型和堿性焊條施焊，所需焊工項(xiàng)目為：SMAW1G12F3JSMAW（N16）1G（K）F4JSMAW1G（K）12F4J值得注意是表7、表8、

46、表9、表11中試件厚度包括試件母材厚度和試件焊縫金屬厚度。對(duì)于焊接操作技能考試來(lái)說(shuō)是考核焊工堆敷焊縫金屬時(shí)盡量不出或少出焊接缺陷能力，而不是考核在什么厚度試件坡口內(nèi)施焊焊縫的能力，因此考核焊工焊接操作技能應(yīng)按試件焊縫金屬厚度考慮，而不是按試件母材厚度考慮。焊工在試件上可以不焊滿坡口，為便于檢驗(yàn)與結(jié)果評(píng)定通常焊滿坡口，“2002考規(guī)”只依據(jù)試件焊縫金屬厚度來(lái)確定適應(yīng)于焊件焊縫金屬厚度范圍。參照ASME第卷規(guī)定出手工焊試件合格后適應(yīng)于焊件焊縫金屬厚度范圍見(jiàn)表7、表9。從焊工焊接操作技能考試目的出發(fā)，焊縫金屬厚度越大，則焊工施焊道數(shù)與層數(shù)越多，產(chǎn)生焊接缺陷的幾率也越大。因此，厚度大的焊縫金屬考試合格了，焊接厚度小的焊縫金屬焊件則可免除考試。（十一）手工焊焊工和焊機(jī)操作工，采用對(duì)接焊縫試件或管板角接頭試件，經(jīng)焊接操作技能考試合格后，適用于焊件的焊接位置見(jiàn)表11。表11試件適用焊件焊接位置試件適用焊件范圍對(duì)接焊縫位置角焊縫位置管板角接頭焊件位置形式代號(hào)板材和外行大于600mm的管材外徑600mm的管材板材對(duì)接焊縫1G、2G3G、4G管材對(duì)接焊縫1G、2G、5G、5XG、6G、6XG管板角接頭2FG、2FRG4FG、5FG、6FG注：1.表中“立”表示向上立焊；向下立焊表示為：立向下。2.板材對(duì)