焊接操作技能指導(dǎo)教師班培訓(xùn)課件

焊接操作技能指導(dǎo)教師班培訓(xùn)課件第一頁，共192頁。常存雜質(zhì)元素對(duì)碳鋼性能的影響⒈化學(xué)成分⑴碳（C）：含碳量C%增加，則強(qiáng)度、硬度提高，而塑性、韌性下降。但含碳量減少，除強(qiáng)度、硬度下降外，還會(huì)增加時(shí)效敏感性。綜合考慮含碳量控制在0.1~0.3%之間，一般鍋爐鋼材使用的碳鋼含碳量通常0.2%左右。⑵合金元素的不同作用：硅（Si）:在碳素鋼中作為一種脫氧劑（硅鐵）加入鋼水中而在冶煉結(jié)束殘留在鋼中。對(duì)于鎮(zhèn)靜鋼硅含量應(yīng)不少于0.1%，而作為一種合金元素，一般不應(yīng)低于0.4%。硅在鋼中是以固溶體的形式存在于鐵素體或奧氏體中，可以提高鋼的強(qiáng)度和冷加工硬化程度，而使鋼的韌性和塑性降低。硅會(huì)使鋼的可焊性惡化。第二頁，共192頁。錳（Mn）：在碳素鋼中也作為一種脫氧劑（錳鐵）加入鋼水中而在冶煉結(jié)束殘留在鋼中。對(duì)于鎮(zhèn)靜鋼錳含量一般在0.35~0.65%，而作為一種合金元素，一般不應(yīng)低于1.0%。錳是一強(qiáng)化元素（固溶體），對(duì)珠光體鋼強(qiáng)度有顯著作用。錳含量超過1.0%時(shí)可焊性變差。V、Ti、Nb等元素可以細(xì)化晶粒，提高韌性及材料致密度。Cr、Ni提高鋼的熱強(qiáng)性能、高溫氧化性和耐腐蝕性。Mo、Nb、W等提高鋼中碳化物的穩(wěn)定性（熱強(qiáng)性），其中Mo是提高鋼的熱強(qiáng)性最有效的合金元素，可以提高抗蠕變能力。Cu有時(shí)效強(qiáng)化作用，并提高鋼的抗大氣腐蝕性能。B可以提高鋼的淬透性。微量元素Re、稀土元素，綜合力學(xué)性能有所提高。第三頁，共192頁。⑶有害元素：硫（S）：有害元素，熱脆傾向增加。硫在鋼中的偏析嚴(yán)重，惡化鋼材質(zhì)量。形成低熔點(diǎn)共晶化合物FeS，使塑性、韌性下降，焊接、鍛造、軋制時(shí)甚至導(dǎo)致晶間開裂的熱脆性。但硫可改善鋼材的可切削性。焊接中將產(chǎn)生SO2可能在焊縫中形成氣孔和疏松。為此對(duì)硫的含量有嚴(yán)格要求，鍋爐鋼材中至少控制在0.040~0.45%以下。磷（P）：有害元素，冷脆傾向與回火脆性增加。磷在鋼中偏析嚴(yán)重，增加回火脆性及冷脆敏感性，磷多的地方往往成為脆裂的起點(diǎn)。磷的增加使鋼在室溫或更低的溫度下沖擊功明顯下降。為此對(duì)磷含量應(yīng)越低越好，鍋爐鋼材中磷含量至少控制在0.040%以下。第四頁，共192頁。（4）有害氣體氧：在煉鋼過程中鋼水中含有較多FeO，加入錳鐵、硅鐵、鋁等進(jìn)行脫氧，其與之反應(yīng)生成MnO、SiO2、AlO3等浮入渣中而被除去。如鋼水中含氧太多或冶煉及脫氧不當(dāng)，可能留下部分氧化物夾于鋼中。造成鋼的強(qiáng)度、韌性及疲勞強(qiáng)度降低。氫：氫在鋼的液體與固體狀態(tài)下，其溶解度相差極大。在固體狀態(tài)下隨溫度下降氫的溶解度也下降。鋼冷卻凝固較快時(shí)氫原子來不及向金屬外部擴(kuò)散，將聚集于晶粒缺陷、晶界處，并形成分子狀態(tài)的氫——?dú)浒c(diǎn)。氮：鋼中的氮可以提高強(qiáng)度和硬度，但增加時(shí)效敏感性。氧、氫、氮等有害氣體是鋼在冶煉過程中與氣體接觸而吸收的。而鋼材標(biāo)準(zhǔn)中一般不明確規(guī)定其允許含量，但對(duì)于性能的影響及造成的缺陷是有明確要求。第五頁，共192頁。⒉組織結(jié)構(gòu)、晶粒度及供貨狀態(tài)①常見的顯微組織：奧氏體（A）——強(qiáng)度硬度不高，塑性韌性很好，無磁性。鐵素體（F）——強(qiáng)度硬度低，塑性韌性好。滲碳體（Fe3C）——硬而脆，隨C%增加，滲碳體增加，強(qiáng)度硬度提高，而塑性、韌性下降。珠光體（P）——性能介于F與Fe3C之間。馬氏體（M）——具有很高的強(qiáng)度和硬度，但很脆；延展性差，易導(dǎo)致裂紋。魏氏組織——粗大的過熱組織，塑性韌性下降，使鋼變脆。帶狀組織——雙相共存的金屬材料在熱變形時(shí)沿主伸長方向呈帶狀或?qū)訝罘植嫉慕M織。

第六頁，共192頁。②晶粒度：常見1～8級(jí)。8級(jí)細(xì)小而均勻、綜合力學(xué)性能好。③供貨狀態(tài)：熱軋、調(diào)質(zhì)、正火，以正火狀態(tài)組織性能最好。⒊加工工藝對(duì)組織性能影響冷作變形會(huì)帶來纖維組織、加工硬化及殘余內(nèi)應(yīng)力。熱變形會(huì)提高材料塑性變形能力及降低變形抗力。第七頁，共192頁。鋼鐵材料的分類1.按化學(xué)成分分類：鋼、鐵（1）鋼①碳素鋼（簡稱碳鋼）：除鐵、碳外主要含有少量Si、Mn及P、S等雜質(zhì)，這些總含量不超過2%，按含碳量不同分為：

低碳鋼——含碳量0.02～0.25%

中碳鋼——含碳量等于0.25%～0.6%

高碳鋼——含碳量大于0.6%第八頁，共192頁。合金鋼：碳鋼所含元素外，還含有其它一些合金元素，如Cr、Ni、Mo、W、V、B等，按合金元素含量不同分類：

低合金鋼——含量小于5%

中合金鋼——含量等于5%～10%

高合金鋼——含量大于10%（2）鐵：工業(yè)純鐵——含碳量小于0.02%

生鐵——含碳量大于2.0%

鑄鐵——含碳量大于2.0%，灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵第九頁，共192頁。⒉按冶煉方法分類：（1）按冶煉設(shè)備分——平爐鋼、電爐鋼、轉(zhuǎn)爐鋼冶煉方法：平爐、轉(zhuǎn)爐、電爐（+真空精煉）（2）按脫氧方式分：①沸騰鋼（F）②鎮(zhèn)靜鋼（Z）③半鎮(zhèn)靜鋼（b）④特殊鎮(zhèn)靜鋼（TZ）

3.按品質(zhì)分類：P、S雜質(zhì)含量分類①普通鋼②優(yōu)質(zhì)鋼③高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼（A）④特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼（E）第十頁，共192頁。⒋按用途分類：①結(jié)構(gòu)鋼——碳鋼、低合金鋼等。②工具鋼③特殊用途用鋼——不銹鋼、耐熱鋼、磁鋼等。5.按材料供貨類型分類：

①鋼板②鋼管③鍛件④鑄鋼件⑤棒材⑥型材第十一頁，共192頁。碳鋼的牌號(hào)、性能及用途碳素鋼：

Q235-AFQ:屈服強(qiáng)度235：屈服強(qiáng)度值

A:質(zhì)量等級(jí)F:鋼的脫氧程度（沸騰鋼）

Q245RQ:屈服強(qiáng)度245：屈服強(qiáng)度值

R：鍋爐壓力容器用鋼2020：含碳量≤0.2%優(yōu)質(zhì)鋼第十二頁，共192頁。合金鋼：16MnDR

16:含碳量≤0.2%Mn:合金含量

DR：低溫容器用鋼第十三頁，共192頁。什么是不銹鋼？鋼-----碳含量小于2.11%的鐵碳（或鐵基）合金。不銹鋼是不銹鋼和耐酸鋼的簡稱。在材料科學(xué)領(lǐng)域中，將Cr含量大于10.5%，且以耐蝕性和不銹性為主要使用性能的一系列鐵基合金稱為不銹鋼。通常對(duì)在大氣、水蒸氣和淡水中等腐蝕性較弱的介質(zhì)中不銹和耐蝕的鋼種稱為不銹鋼，對(duì)在酸堿鹽等腐蝕性強(qiáng)烈的環(huán)境中具有耐蝕性的鋼種稱為耐酸鋼。第十四頁，共192頁。不銹鋼不銹的特性與鋼中的鉻含量有直接關(guān)系，隨著鉻含量的提高而增強(qiáng)。當(dāng)鉻含量達(dá)到10.5%以上時(shí)鋼的這一特征發(fā)生突變，從易生銹到不銹，從不耐蝕到耐腐蝕，見圖4-1和圖4-2。而且含鉻量從10.5%以后隨著鉻含量的不斷提高，其耐銹性和耐蝕性也不斷得到改善。一般不銹鋼的最高鉻含量為26%，更高的鉻含量已沒有必要。第十五頁，共192頁。不銹鋼是如何分類的？

常用的不銹鋼的分類方法主要有：1）按鋼的組織結(jié)構(gòu)分類可分為：奧氏體不銹鋼、馬氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、雙相不銹鋼和沉淀硬化不銹鋼。2）按鋼的化學(xué)成分分類可分為：Cr不銹鋼、Cr-Ni不銹鋼、Cr-Mn-N-Ni不銹鋼、超低碳不銹鋼、高純不銹鋼等。3）按鋼的功能分類可分為：低溫不銹鋼、耐熱不銹鋼、耐磨不銹鋼、無磁不銹鋼、易切削不銹鋼和超塑性不銹鋼等。第十六頁，共192頁。不銹鋼主要鋼種的性能與特性304:由于具有較好的耐腐蝕性，強(qiáng)度高，壽命長，并且有良好的色澤和表面光澤度，因此作為不銹耐熱鋼使用最廣泛，適用于食品用設(shè)備，一般化工設(shè)備，特別是裝飾行業(yè)例如不銹鋼圍欄。316、317系列：與0Cr18Ni9相比Mo的合金化使鋼耐酸性和耐氯化物孔蝕的性能明顯提高，被用于的石油、化工、化肥等工業(yè)的設(shè)備、容器、管道等部件。321系列：作焊芯、抗磁儀表、醫(yī)療器械、耐酸容器、設(shè)備襯里及輸送管道等設(shè)備和零件。第十七頁，共192頁。不銹鋼中各種元素的作用

目前已知的化學(xué)元素有100多種，在工業(yè)中常用的鋼鐵材料中可以遇到的化學(xué)元素約二十多種。對(duì)于人們?cè)谂c腐蝕現(xiàn)象作長期斗爭(zhēng)的實(shí)踐而形成的不銹鋼這一特殊鋼系列來說，最常用的元素有十幾種，除了組成鋼的基本元素鐵以外，對(duì)不銹鋼的性能與組織影響最大的元素是：碳、鉻、鎳、錳、硅、鉬、鈦、鈮、鈦、錳、氮、銅、鈷等。這些元素中除碳、硅、氮以外，都是化學(xué)元素周期表中位于過渡族的元素。

實(shí)際上工業(yè)上應(yīng)用的不銹鋼都是同時(shí)存在幾種以至十幾種元素的，當(dāng)幾種元素共存于不銹鋼這一個(gè)統(tǒng)一體中時(shí)，它們的影響要比單獨(dú)存在時(shí)復(fù)雜得多，因?yàn)樵谶@種情況下不僅要考慮各元素自身的作用，而且要注意它們互相之間的影響，因此不銹鋼的組織決定于各種元素影響的總和。

第十八頁，共192頁。1.鉻在不銹鋼中的決定作用

決定不銹鋼性屬的元素只有一種，這就是鉻，每種不銹鋼都含有一定數(shù)量的鉻。迄今為止，還沒有不含鉻的不銹鋼。鉻之所以成為決定不銹鋼性能的主要元素，根本的原因是向鋼中添加鉻作為合金元素以后，促使其內(nèi)部的矛盾運(yùn)動(dòng)向有利于抵抗腐蝕破壞的方面發(fā)展。這種變化可以從以下方面得到說明：

①鉻使鐵基固溶體的電極電位提高

②鉻吸收鐵的電子使鐵鈍化

鈍化是由于陽極反應(yīng)被阻止而引起金屬與合金耐腐蝕性能被提高的現(xiàn)象。構(gòu)成金屬與合金鈍化的理論很多，主要有薄膜論、吸附論及電子排列論。

第十九頁，共192頁。2.碳在不銹鋼中的兩重性

碳是工業(yè)用鋼的主要元素之一，鋼的性能與組織在很大程度上決定于碳在鋼中的含量及其分布的形式，在不銹鋼中碳的影響尤為顯著。碳在不銹鋼中對(duì)組織的影響主要表現(xiàn)在兩方面，一方面碳是穩(wěn)定奧氏體的元素，并且作用的程度很大（約為鎳的30倍），另一方面由于碳和鉻的親和力很大，與鉻形成—系列復(fù)雜的碳化物。所以，從強(qiáng)度與耐腐燭性能兩方面來看，碳在不銹鋼中的作用是互相矛盾的。總的來講，目前工業(yè)中獲得應(yīng)用的不銹鋼的含碳量都是比較低的，大多數(shù)不銹鋼的含碳量在0.1～0.4％之間，耐酸鋼則以含碳0.1～0.2％的居多。含碳量大于0.4％的不銹鋼僅占鋼號(hào)總數(shù)的一小部分，這是因?yàn)樵诖蠖鄶?shù)使用條件下，不銹鋼總是以耐腐蝕為主要目的。此外，較低的含碳量也是出于某些工藝上的要求，如易于焊接及冷變形等。第二十頁，共192頁。3.鎳在不銹鋼中的作用是在與鉻配合后才發(fā)揮出來的：鎳是優(yōu)良的耐腐蝕材料，也是合金鋼的重要合金化元素。鎳在鋼中是形成奧氏體的元素，但低碳鎳鋼要獲得純奧氏體組織，含鎳量要達(dá)到24％；而只有含鎳27％時(shí)才使鋼在某些介質(zhì)中的耐腐蝕性能顯著改變。所以鎳不能單獨(dú)構(gòu)成不銹鋼。但是鎳與鉻同時(shí)存在于不銹鋼中時(shí)，含鎳的不銹鋼卻具有許多可貴的性能。

基于上面的情況可知，鎳作為合金元素在不銹鋼中的作用，在于它使高鉻鋼的組織發(fā)生變化，從而使不銹鋼的耐腐蝕性能及工藝性能獲得某些改善。第二十一頁，共192頁。4.錳和氮可以代替鉻鎳不銹鋼中鎳

錳對(duì)于奧氏體的作用與鎳相似。但說得確切一些，錳的作用不在于形成奧氏體，而是在于它降低鋼的臨界淬火速度，在冷卻時(shí)增加奧氏體的穩(wěn)定性，抑制奧氏體的分解，使高溫下形成的奧氏體得以保持到常溫。在提高鋼的耐腐蝕性能方面，錳的作用不大，如鋼中的含錳量從0到10．4%變化，也不使鋼在空氣與酸中的耐腐蝕性能發(fā)生明顯的改變。這是因?yàn)殄i對(duì)提高鐵基固溶體的電極電位的作用不大，形成的氧化膜的防護(hù)作用也很低，所以工業(yè)上雖有以錳合金化的奧氏體鋼（如40Mn18Cr4,50Mn18Cr4WN、ZGMn13鋼等），但它們不能作為不銹鋼使用。錳在鋼中穩(wěn)定奧氏體的作用約為鎳的二分之一，即2％的氮在鋼中的作用也是穩(wěn)定奧氏體，并且作用的程度比鎳還要大。例如，欲使含18％鉻的鋼在常溫下獲得奧氏體組織，以錳和氮代鎳的低鎳不銹鋼與元鎳的鉻錳氮不誘鋼，目前已在工業(yè)中獲得應(yīng)用，有的已成功地代替了經(jīng)典的18-8鉻鎳不銹鋼。第二十二頁，共192頁。5.不銹鋼中加鈦或鈮是為了防止晶間腐蝕。

6.鉬和銅可以提高某些不銹鋼的耐腐蝕性能。

7.硅形成鐵素體的元素，在一般不銹鋼中為常存雜質(zhì)元素。

8.磷在一般不銹鋼中都是雜質(zhì)元素，但其在奧氏體不銹鋼中的危害性不像在一般鋼中那樣顯著，故含量可允許高一些，如有的資料提出可達(dá)0．06％，以利于冶煉控制。個(gè)別的含錳的奧氏體鋼的含磷量可達(dá)0．06％（如2Crl3NiMn9鋼）以至0.08％（如Cr14Mnl4Ni鋼）。利用磷對(duì)鋼的強(qiáng)化作用，也有加磷作為時(shí)效硬化不銹鋼的合金元素，PH17－10P鋼(含0．25％磷)乃PH－HNM鋼（含0．30磷）等。

第二十三頁，共192頁。9.硫和硒在一般不銹鋼中也是常有雜質(zhì)元素。但向不銹鋼中加0．2～0．4％的硫，可提高不銹鋼的切削性能，硒也具有同樣的作用。硫和硒提高不銹鋼的切削性能，是因?yàn)樗鼈兘档筒讳P鋼的韌性，例如一般18－8鉻鎳不銹鋼的沖擊值可達(dá)30公斤/厘米2。含0．31％硫的18－8鋼（0．084％C、18．15％Cr、9．25％Ni）的沖擊值為1．8公斤/平方厘米；含0。22％硒的18－8鋼（0．094％C、18．4％Cr、9％Ni）的沖擊值為3．24公斤/平方厘米。硫與硒均降低不銹鋼的耐腐蝕性能，所以實(shí)際應(yīng)用它們作為不銹鋼的合金化元素的很少。第二十四頁，共192頁。壓力容器常用材料標(biāo)準(zhǔn)GB/T221-2008《鋼鐵產(chǎn)品牌號(hào)表示方法》GB/T699-2008《優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB/T700-2006《碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB713-2014《鍋爐和壓力容器用鋼板》GB3531-2008《壓力容器用低合金鋼板》GB/T8163-2008《輸送流體用無縫鋼管》GB19189-2011《壓力容器用調(diào)質(zhì)高強(qiáng)度鋼板》NB/T47008（JB4726）-2011《承壓設(shè)備用碳素鋼和合金鋼鍛件》NB/T47009（JB4726）-2010《低溫承壓設(shè)備用合金鋼鍛件》NB/T47010（JB4726）-2010《承壓設(shè)備用不銹鋼和耐熱鋼鍛件》GB13296-2007《鍋爐、熱交換器用不銹鋼無縫鋼管》GB/T14976-2012《流體輸送用不銹鋼無縫鋼管》GB9948-2006《石油裂化用無縫鋼管》第二十五頁，共192頁。壓力容器常用金屬材料特點(diǎn)對(duì)壓力容器用鋼性能要求壓力容器在運(yùn)行中，各個(gè)受壓元件不但承受壓力的作用，而且還受到各種介質(zhì)腐蝕的影響以及溫度的影響。因此對(duì)壓力容器用鋼要求高，主要有：（1）足夠的強(qiáng)度——抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度（2）規(guī)定的伸長率和韌性、低溫韌性（低溫工況時(shí)）（3）良好的加工工藝性，包括冷熱加工成型與焊接性能（4）良好的低倍組織和表面質(zhì)量（5）良好的高溫性能——蠕變強(qiáng)度、持久強(qiáng)度與塑性，高溫組織穩(wěn)定性與抗氧化性（高溫工況時(shí)）（6）與腐蝕介質(zhì)接觸的材料應(yīng)具有優(yōu)良的抗腐蝕性能第二十六頁，共192頁。2.壓力容器常用金屬材料特點(diǎn)（1）碳鋼：主要是低碳鋼，如Q235B、20、Q245R等。該類鋼材強(qiáng)度較低，塑性與韌性好，可焊性良好，冷熱加工性好。但熱強(qiáng)性較差，超過450℃長期使用會(huì)出現(xiàn)石墨化現(xiàn)象。是壓力容器使用最廣泛的鋼材。（2）低合金鋼：主要是鋼，如Q345R、Q370R、15CrMo等。該類鋼材強(qiáng)度較高，有一定的塑性與韌性，但可焊性較低碳鋼差，主要用于壓力容器強(qiáng)度要求較高的部件上。（3）奧氏體不銹鋼：該類鋼材強(qiáng)度較低，塑性與韌性好，熱強(qiáng)性和抗高溫氧化性強(qiáng)，具有良好的耐腐蝕性，但可焊性較差。主要用于壓力容器低溫、高溫或耐蝕要求的部件上。第二十七頁，共192頁。壓力容器常用材料1.常用碳素鋼牌號(hào)及特性

Q235AF、A235A、Q235B、A235C、Q245R、20等Q235AF、A235A明確規(guī)定不能用于受壓元件。2.常用低合金高強(qiáng)度鋼牌號(hào)及特性

Q345R、Q370R、20MnMo、20MnMoNb、13MnNiMoNbR（BHW35）、07MnCrMoVR(調(diào)質(zhì)鋼)3.常用低合金耐熱鋼牌號(hào)及特性

12CrMo、15CrMoR4.常用低溫用鋼牌號(hào)及特性

16MnDR（-40℃）、09Mn2VDR（-50℃）、09MnNiDR（-70℃）第二十八頁，共192頁。壓力容器常用材料（續(xù)）5.常用不銹耐酸鋼牌號(hào)及特性（GB24511標(biāo)準(zhǔn)）：不銹耐酸鋼為不銹鋼和耐酸鋼兩類鋼的統(tǒng)稱。（1）奧氏體不銹鋼：06Cr19Ni10（S30408）、022Cr19Ni10（S30403）、022Cr17Ni12Mo2（S31603）（2）鐵素體不銹鋼：06Cr13（S11306）（3）馬氏體不銹鋼：

Cr13型不銹鋼，熱處理為淬火加回火。（4）雙相不銹鋼（奧氏體-鐵素體）：

022Cr22Ni5Mo3N（S22253）第二十九頁，共192頁。壓力容器常用材料（續(xù)）6.常用鋼鍛件牌號(hào)及特性

16MnD、20MnMo、20MnMoNb

材料標(biāo)準(zhǔn)：NB/T47008（碳素鋼和低合金鋼）、NB/T47009（低溫合金鋼）、NB/T47010（不銹鋼和耐熱鋼）7.常用鋼管牌號(hào)及特性

20、15CrMo、1Cr5Mo、16Mn（-40℃）材料標(biāo)準(zhǔn)：GB/T8163、GB5310、GB6479、GB9948第三十頁，共192頁。Q345R：Q345R鋼是屈服強(qiáng)度為345MPa級(jí)的壓力容器專用板，它具有良好的綜合力學(xué)性能和工藝性能。磷、硫含量略低于低合金高強(qiáng)度鋼板Q345(16Mn)鋼，除抗拉強(qiáng)度、延伸率要求比Q345(16Mn)鋼有所提高外，還要求保證沖擊韌性。它是目前我國用途最廣、用量最大的壓力容器專用鋼板。Q345R。Q—“屈”漢語拼音首位字母。345—屈服強(qiáng)度值。R：“容”漢語拼音首位字母。第三十一頁，共192頁。注：根據(jù)2008年9月1日實(shí)施的《GB713-2008鍋爐和壓力容器用鋼板》的新分類，16Mng和16MnR、19Mng合并為Q345R。Q345R是普通低合金鋼,是鍋爐壓力容器常用鋼材，交貨狀態(tài)分：熱軋或正火，屬低合金鋼。性能與Q345(16Mn)的（16mm鋼板的屈服強(qiáng)度大于345Mpa）性能相近，抗拉強(qiáng)度為（510-640）之間，伸長率大于21%，零度V型沖擊功大于34J。Q345R工藝參考標(biāo)準(zhǔn)GB713-2008（GB713-2014于2015年4月1日實(shí)施，替換2008版）。第三十二頁，共192頁。Q345R注意問題：一、必須考慮設(shè)備的操作條件（如設(shè)計(jì)壓力、設(shè)計(jì)溫度、介質(zhì)的特性）、材料的焊接性能、冷熱加工性能、熱處理以及容器的結(jié)構(gòu)等。二、在滿足第一條的前提下，考慮經(jīng)濟(jì)合理性：1、所需鋼板厚度小于8mm時(shí)，在碳鋼與低合金高強(qiáng)度鋼之間，應(yīng)盡量采用碳鋼板（多層容器除外）。2、在剛度或結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為主的場(chǎng)合，應(yīng)盡量選用普通碳素鋼。在強(qiáng)度設(shè)計(jì)為主的場(chǎng)合，應(yīng)根據(jù)壓力、溫度、介質(zhì)等使用限制，依次選用Q235B、20R(20g)、Q345R(16MnR)等鋼板。3、所需不銹鋼厚度大于12mm時(shí)，應(yīng)盡采用襯里、復(fù)合、堆焊等結(jié)構(gòu)形式。第三十三頁，共192頁。Q345R注意問題：4、不銹鋼應(yīng)盡量不用作設(shè)計(jì)溫度小于等于500攝氏度的耐熱用鋼。5、珠光體耐熱鋼應(yīng)盡量不用作設(shè)計(jì)溫度小于等于350攝氏度的耐熱鋼。在必須使用珠光體耐熱鋼作耐熱鋼或抗氫用途時(shí)，應(yīng)盡量減少、合并鋼材的品種、規(guī)格。三、厚度大于60mm的Q345R鋼板，碳含量上限可提高至0.22%。四、Q345R鋼板中可添加鈮，釩，鈦元素，其含量應(yīng)填寫在質(zhì)量證明書中，上述3個(gè)元素含量總和應(yīng)分別不大于0.050%、0.10%、0.12%。第三十四頁，共192頁。06Cr19Ni10（S30408）：06Cr19Ni10在空氣中或化學(xué)腐蝕介質(zhì)中能夠抵抗腐蝕的一種高合金鋼。06Cr19Ni10不銹鋼也就是舊標(biāo)準(zhǔn)中的0Cr18Ni9不銹鋼。06Cr19Ni10是一種通用性的不銹鋼，它廣泛地用于制作要求良好綜合性能（耐腐蝕和成型性）的設(shè)備和機(jī)件。為了保持不銹鋼所固有的耐腐蝕性，鋼必須含有12%以上的鉻。允許使用溫度：-196℃~800℃第三十五頁，共192頁。06Cr19Ni10材料出現(xiàn)生銹現(xiàn)象，可能有以下幾個(gè)原因：1.使用環(huán)境中存在氯離子。氯離子廣泛存在，比如食鹽、汗跡、海水、海風(fēng)、土壤等等。不銹鋼在氯離子存在下的環(huán)境中，腐蝕很快，甚至超過普通的低碳鋼。所以對(duì)不銹鋼的使用環(huán)境有要求，而且需要經(jīng)常擦拭，除去灰塵，保持清潔干燥。（這樣就可以給他定個(gè)“使用不當(dāng)”。）美國有一個(gè)例子：某企業(yè)用一橡木容器盛裝某含氯離子的溶液，該容器已使用近百余年，上個(gè)世紀(jì)九十年代計(jì)劃更換，因橡木材料不夠現(xiàn)代，采用不銹鋼更換后16天容器因腐蝕泄漏第三十六頁，共192頁。2.沒有經(jīng)過固溶處理。合金元素沒有溶入基體，致使基體組織合金含量低，抗蝕性能差。3.這種不含鈦和鈮的材料有天生的晶間腐蝕的傾向。加入鈦和鈮，再配以穩(wěn)定處理，可以減少晶間腐蝕。在空氣中或化學(xué)腐蝕介質(zhì)中能夠抵抗腐蝕的一種高合金鋼，不銹鋼是具有美觀的表面和耐腐蝕性能好，不必經(jīng)過鍍色等表面處理，而發(fā)揮不銹鋼所固有的表面性能,使用于多方面的鋼鐵的一種，通常稱為不銹鋼。代表性能的有13鉻鋼，18-8鉻鎳鋼等高合金鋼。從金相學(xué)角度分析，因?yàn)椴讳P鋼含有鉻而使表面形成很薄的鉻膜，這個(gè)膜隔離開與鋼內(nèi)侵入的氧氣起耐腐蝕的作用。第三十七頁，共192頁?！豆潭ㄊ綁毫θ萜靼踩夹g(shù)監(jiān)察規(guī)程》

對(duì)壓力容器材料的基本要求一.TSGR0004-2009《固容規(guī)》材料基本要求二.TSGG0004-2009《固容規(guī)》材料其它要求第三十八頁，共192頁。TSGR0004-2009《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》

一.

材料基本要求

1.通用要求(1)壓力容器的選材應(yīng)當(dāng)考慮材料的力學(xué)性能、化學(xué)性能、物理性能和工藝性能；(2)壓力容器用材料的質(zhì)量、規(guī)格與標(biāo)志，應(yīng)當(dāng)符合相應(yīng)材料的國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，其使用方面的要求應(yīng)當(dāng)符合本規(guī)程引用標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定；第三十九頁，共192頁。1.通用要求（續(xù)）(3)壓力容器專用鋼板（帶）的制造單位應(yīng)當(dāng)取得相應(yīng)的特種設(shè)備制造許可證；(4)材料制造單位應(yīng)當(dāng)在材料上的明顯部位作出清晰、牢固的鋼印標(biāo)志或者采用其他方法的標(biāo)志，實(shí)施制造許可的壓力容器專用材料，質(zhì)量證明書和材料上的標(biāo)志內(nèi)容還應(yīng)當(dāng)包括制造許可標(biāo)志和許可證編號(hào)；(5)材料制造單位應(yīng)當(dāng)向材料使用單位提供質(zhì)量證明書，材料質(zhì)量證明書的內(nèi)容應(yīng)當(dāng)齊全、清晰，并且蓋有材料制造單位質(zhì)量檢驗(yàn)章；第四十頁，共192頁。1.通用要求（續(xù)）(6)對(duì)于壓力容器專用鋼板，由材料制造單位直接向壓力容器制造單位供貨時(shí)，雙方商定鋼板質(zhì)量證明書的份數(shù)；由非材料制造單位供貨時(shí)，材料制造單位應(yīng)當(dāng)分別為每張鋼板出具質(zhì)量證明書；(7)壓力容器制造單位從非材料制造單位取得壓力容器用材料時(shí)，應(yīng)當(dāng)取得材料制造單位提供的質(zhì)量證明書原件或者加蓋供應(yīng)單位檢驗(yàn)公章和經(jīng)辦人章的復(fù)印件（壓力容器專用鋼板除外）；壓力容器制造單位應(yīng)當(dāng)對(duì)所取得的壓力容器用材料及材料質(zhì)量證明書的真實(shí)性和一致性負(fù)責(zé)。第四十一頁，共192頁。2.熔煉方法

壓力容器受壓元件用鋼，應(yīng)當(dāng)是氧氣轉(zhuǎn)爐或者電爐冶煉的鎮(zhèn)靜鋼。對(duì)標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值大于或者等于540MPa的低合金鋼板和奧氏體—鐵素體不銹鋼鋼板，以及用于設(shè)計(jì)溫度低于-20℃的低溫鋼板和低溫鋼鍛件，還應(yīng)當(dāng)采用爐外精煉工藝。第四十二頁，共192頁。3.化學(xué)成份（熔煉分析）（1）用于焊接的碳素鋼和低合金鋼：

C≤0.25％，P≤0.035％、S≤0.035％。（2）壓力容器專用鋼中的碳素鋼和低合金鋼（鋼板、鋼管和鋼鍛件）磷、硫含量應(yīng)當(dāng)符合下列要求：A）基本要求：P≤0.030％、S≤0.020％；B）鋼材標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值540MPa的鋼材，P≤0.025％、S≤0.015％；C）用于設(shè)計(jì)溫度低于-20℃并且鋼材標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值小于540MPa的鋼材，P≤0.025％、S≤0.012％；D）用于設(shè)計(jì)溫度低于-20℃并且鋼材標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值≥540MPa的鋼材，P≤0.020％、S≤0.010％。第四十三頁，共192頁。4.力學(xué)性能（1）沖擊功厚度不小于6mm的鋼板、直徑和厚度可以制備寬度為5mm小尺寸沖擊試樣的鋼管、任何尺寸的鋼鍛件，按照設(shè)計(jì)要求的沖擊試驗(yàn)溫度下的V型缺口試樣沖擊功（KV2）指標(biāo)應(yīng)當(dāng)符合表1的規(guī)定。

表1碳素鋼和低合金鋼（鋼板、鋼管和鋼鍛件）沖擊功（注1）

鋼材標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)試樣沖擊功平均值

Rm（MPa）KV2（J）≤450≥20>450~510≥24>510~570≥31>570~630≥34>630~690≥38第四十四頁，共192頁。注1：(1)試樣取樣部位和方法應(yīng)當(dāng)符合相應(yīng)鋼材標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定；(2)沖擊試驗(yàn)每組取3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)試樣（寬度為10mm），允許1個(gè)試樣的沖擊功數(shù)值低于表列數(shù)值，但不得低于表列數(shù)值的70%；(3)當(dāng)鋼材尺寸無法制備標(biāo)準(zhǔn)試樣時(shí)，則應(yīng)當(dāng)依次制備寬度為7.5mm和5mm的小尺寸沖擊試樣，其沖擊功指標(biāo)分別為標(biāo)準(zhǔn)試樣沖擊功指標(biāo)的75%和50%；(4)鋼材標(biāo)準(zhǔn)中沖擊功指標(biāo)高于表1規(guī)定的鋼材，還需要符合相應(yīng)鋼材標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。第四十五頁，共192頁。（2）斷后伸長率A）壓力容器受壓元件用鋼板、鋼管和鋼鍛件的斷后伸長率應(yīng)當(dāng)符合本規(guī)程引用標(biāo)準(zhǔn)以及相應(yīng)鋼材標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定；B）焊接結(jié)構(gòu)用碳素鋼、低合金高強(qiáng)度鋼和低合金低溫鋼鋼板，其斷后伸長率（A）的指標(biāo)應(yīng)當(dāng)符合表2-2的規(guī)定；采用不同尺寸試樣的斷后伸長率指標(biāo)，應(yīng)當(dāng)按照GB/T17600.1《鋼的伸長率換算第1部分：碳素鋼和低合金鋼》和GB/T17600.2《鋼的伸長率換算第2部分：奧氏體鋼》進(jìn)行換算，換算后的指標(biāo)應(yīng)當(dāng)符合本條規(guī)定。第四十六頁，共192頁。（2）斷后伸長率（續(xù)）表2鋼板斷后伸長率指標(biāo)（注2）鋼材標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值斷后伸長率

Rm（MPa）A（%）≤420≥23>420~550≥20>550~680≥17

注2：鋼板標(biāo)準(zhǔn)中斷后伸長率指標(biāo)高于本表規(guī)定的，還應(yīng)當(dāng)符合相應(yīng)鋼板標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。第四十七頁，共192頁。5.壓力容器用鑄鐵.1鑄鐵材料的應(yīng)用限制

鑄鐵不得用于盛裝毒性程度為極高、高度或中度危害介質(zhì)，以及設(shè)計(jì)壓力大于等于0.15MPa的易燃介質(zhì)壓力容器的受壓元件，也不得用于管殼式余熱鍋爐的受壓元件。除上述壓力容器之外，允許選用以下鑄鐵材料：(1)灰鑄鐵，牌號(hào)為HT200、HT250、HT300和HT350；(2)球墨鑄鐵，牌號(hào)為QT400-18R和QT400-18L。.2設(shè)計(jì)壓力、溫度限制(1)灰鑄鐵，設(shè)計(jì)壓力不得大于0.8MPa，設(shè)計(jì)溫度范圍為10℃～200℃；(2)球墨鑄鐵，設(shè)計(jì)壓力不得大于1.0MPa，QT400-18R的設(shè)計(jì)溫度范圍為0℃～200℃，QT400-18L的設(shè)計(jì)溫度范圍為-10℃～200℃。第四十八頁，共192頁。6.復(fù)合鋼板壓力容器用復(fù)合鋼板應(yīng)當(dāng)按照本規(guī)程引用標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定選用，并且符合以下要求：(1)復(fù)合鋼板復(fù)合界面的結(jié)合剪切強(qiáng)度，不銹鋼-鋼復(fù)合板不小于210MPa，鎳-鋼復(fù)合板不小于210MPa，鈦-鋼復(fù)合板不小于140MPa，銅-鋼復(fù)合板不小于100MPa；(2)復(fù)合鋼板基材的使用狀態(tài)符合本規(guī)程引用標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定；(3)碳素鋼和低合金鋼基材（包括鋼板和鋼鍛件）應(yīng)當(dāng)按基材標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行沖擊試驗(yàn)，沖擊功合格指標(biāo)應(yīng)當(dāng)符合基材標(biāo)準(zhǔn)或訂貨合同的規(guī)定。第四十九頁，共192頁。TSGR0004-2009《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》

二.

材料其它要求1.境外牌號(hào)材料的使用.1境外材料制造單位制造的材料(1)境外牌號(hào)材料應(yīng)當(dāng)是壓力容器現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范允許使用并且境外已經(jīng)有使用實(shí)例的材料，其使用范圍應(yīng)當(dāng)符合境外相應(yīng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，如本規(guī)程引用標(biāo)準(zhǔn)列有相近化學(xué)成分和力學(xué)性能的牌號(hào)時(shí)，其使用范圍還應(yīng)當(dāng)符合本規(guī)程引用標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定；(2)境外牌號(hào)材料的技術(shù)要求不得低于境內(nèi)相近牌號(hào)材料的技術(shù)要求（如磷、硫含量，沖擊試樣的取樣部位、取樣方向和沖擊功指標(biāo)，斷后伸長率等）；第五十頁，共192頁。1.境外牌號(hào)材料的使用（續(xù)）(3)材料質(zhì)量證明書和材料標(biāo)志應(yīng)當(dāng)符合本規(guī)程2.1的規(guī)定；(4)壓力容器制造單位應(yīng)當(dāng)對(duì)進(jìn)廠材料與材料質(zhì)量證明書進(jìn)行審核，并且對(duì)材料的化學(xué)成分和力學(xué)性能進(jìn)行驗(yàn)證性復(fù)驗(yàn)，符合相關(guān)要求后才能投料使用；(5)用于焊接結(jié)構(gòu)壓力容器受壓元件的材料，壓力容器制造單位在首次使用前，應(yīng)當(dāng)掌握材料的焊接性能并且進(jìn)行焊接工藝評(píng)定；第五十一頁，共192頁。1.境外牌號(hào)材料的使用（續(xù)）(6)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值大于或者等于540MPa的鋼材，以及用于壓力容器設(shè)計(jì)溫度低于-40℃的低合金鋼鋼材，材料制造單位還應(yīng)當(dāng)按照本規(guī)程1.9的規(guī)定通過技術(shù)評(píng)審，其材料方可允許使用。.2境內(nèi)材料制造單位制造的材料境內(nèi)材料制造單位制造的境外牌號(hào)材料，除應(yīng)當(dāng)符合本規(guī)程的各項(xiàng)要求外，還應(yīng)當(dāng)按照本規(guī)程1.9的規(guī)定通過技術(shù)評(píng)審，評(píng)審內(nèi)容包括制造單位的相關(guān)條件和材料的試制技術(shù)文件。.3境外牌號(hào)材料的選用設(shè)計(jì)單位若選用境外牌號(hào)的材料，應(yīng)當(dāng)在設(shè)計(jì)文件中充分說明其必要性和經(jīng)濟(jì)性。第五十二頁，共192頁。2.新材料的使用

.1未列入本規(guī)程引用標(biāo)準(zhǔn)的材料壓力容器主要受壓元件采用未列入本規(guī)程引用標(biāo)準(zhǔn)的材料，試制前材料的研制單位應(yīng)當(dāng)進(jìn)行系統(tǒng)的試驗(yàn)研究工作，并且應(yīng)當(dāng)按照本規(guī)程1.9的規(guī)定通過技術(shù)評(píng)審，該材料方可允許試用。.2已列入本規(guī)程引用標(biāo)準(zhǔn)的材料對(duì)列入GB150或者JB4732的標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值大于或者等于540MPa的鋼材，以及用于壓力容器設(shè)計(jì)溫度低于-40℃的低合金鋼鋼材，如果鋼材制造單位沒有該鋼材的制造或者壓力容器應(yīng)用業(yè)績，則應(yīng)當(dāng)進(jìn)行系統(tǒng)的試驗(yàn)研究工作，并且應(yīng)當(dāng)按照本規(guī)程1.9的規(guī)定通過技術(shù)評(píng)審，該材料方可允許試用。第五十三頁，共192頁。3.材料投用和標(biāo)志移植(1)壓力容器制造單位應(yīng)當(dāng)通過對(duì)材料供貨單位進(jìn)行考察、評(píng)審、追蹤等方法，確保所使用的壓力容器材料符合本規(guī)程的要求，并且在材料進(jìn)廠時(shí)審核材料質(zhì)量證明書和材料標(biāo)志；(2)對(duì)于采購的第Ⅲ類壓力容器用Ⅳ級(jí)鍛件，以及不能確定質(zhì)量證明書的真實(shí)性或者對(duì)性能和化學(xué)成分有懷疑的要求受壓元件材料，壓力容器制造單位應(yīng)當(dāng)進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，符合本規(guī)程的規(guī)定后方可投料使用；(3)用于制造壓力容器受壓元件的材料在分割前應(yīng)當(dāng)進(jìn)行標(biāo)志移植。第五十四頁，共192頁。4.焊接材料(1)用于制造壓力容器受壓元件的焊接材料，應(yīng)當(dāng)保證焊縫金屬的力學(xué)性能高于或者等于母材規(guī)定的限值，當(dāng)需要時(shí)，其他性能也不得低于母材的相應(yīng)要求；(2)焊接材料應(yīng)當(dāng)滿足相應(yīng)焊材標(biāo)準(zhǔn)和本規(guī)程引用標(biāo)準(zhǔn)的要求，并且附有質(zhì)量證明書和清晰、牢固的標(biāo)志；(3)壓力容器制造單位應(yīng)當(dāng)建立并且嚴(yán)格執(zhí)行焊接材料驗(yàn)收、復(fù)驗(yàn)、保管、烘干、發(fā)放和回收制度。NB/T47018-2011《承壓設(shè)備用焊接材料訂貨技術(shù)條件》第五十五頁，共192頁。5.材料代用

壓力容器制造或現(xiàn)場(chǎng)組焊單位對(duì)主要受壓元件的材料代用，應(yīng)當(dāng)事先取得原設(shè)計(jì)單位出具的設(shè)計(jì)更改批準(zhǔn)文件，對(duì)改動(dòng)部位應(yīng)當(dāng)在竣工圖上做詳細(xì)記錄。第五十六頁，共192頁。什么是焊接？1．焊接概念(welding)

焊接是通過加熱、加壓，或兩者并用，用或不用填充材料，使兩工件產(chǎn)生原子間結(jié)合的加工工藝和聯(lián)接方式。焊接應(yīng)用廣泛，既可用于金屬，也可用于非金屬。第五十七頁，共192頁。焊接常用術(shù)語定義（1）焊接（GB3375《焊接術(shù)語》）：通過加壓或不加壓，用填充材料或不用以實(shí)現(xiàn)工件間的結(jié)合的連接稱為焊接。

（2）焊接接頭（NB/T47014-2011）：由兩個(gè)或兩個(gè)以上零件組合或已經(jīng)焊合的接點(diǎn)。檢驗(yàn)接頭性能應(yīng)考慮焊縫、熔合區(qū)、熱影響區(qū)甚至母材等不同部位的相互影響。

（3）焊縫：焊縫是指焊件經(jīng)焊接后所形成的結(jié)合部分。（4）焊接熱影響區(qū)（HAZ）：靠近焊縫的母材經(jīng)過焊接熱循環(huán)而發(fā)生組織或性能改變區(qū)域。第五十八頁，共192頁。（5）焊接熱循環(huán)：是在焊接熱源作用下，焊件上某點(diǎn)的溫度隨時(shí)間變化的過程。

（6）焊接工藝：指導(dǎo)焊工施焊的工藝文件。

（7）焊接規(guī)范參數(shù)：是影響焊接質(zhì)量和焊接生產(chǎn)率的各個(gè)焊接工藝參數(shù)的總稱，它包括電弧電壓、焊接電流、焊接速度、焊接線能量等。

（8）焊接工藝評(píng)定（NB/T47014-2011）：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)過程及結(jié)果評(píng)價(jià)。

（9）焊接工藝評(píng)定報(bào)告（NB/T47014-2011）：是指按規(guī)定格式記載驗(yàn)證性試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)擬定焊接工藝的正確性進(jìn)行評(píng)價(jià)的記錄和報(bào)告。第五十九頁，共192頁。（10）焊后熱處理（NB/T47014-2011）：能改變焊接接頭的組織和性能或殘余應(yīng)力的熱過程。

（11）焊接預(yù)熱與后熱：焊接預(yù)熱是指施焊前對(duì)工件進(jìn)行的加熱過程。后熱是指工件焊接完成后立即進(jìn)行的加熱過程。

（12）焊接應(yīng)力：焊接應(yīng)力是指由于焊接不均勻熱循環(huán)過程在焊件內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力。

（13）焊接殘余應(yīng)力：焊接殘余應(yīng)力是指焊接過程結(jié)束后保留在焊件里的焊接應(yīng)力。

（14）焊接變形：焊接變形也是由于不均勻的焊接熱過程造成的。

第六十頁，共192頁。（15）焊接位置：熔焊時(shí)焊接接頭所處的空間位置稱為焊接位置。有平焊位置、橫焊位置、立焊位置、仰焊位置等。

（16）焊接缺陷：焊接過程中在焊接接頭中產(chǎn)生的金屬不連續(xù)、不致密或連接不良的現(xiàn)象。如裂紋、未焊透、未熔合、夾渣、氣孔、咬邊、背面凹陷（內(nèi)凹）、焊瘤、弧坑、電弧擦傷、未焊滿、燒穿、焊接變形、錯(cuò)邊、焊縫成形不良、焊縫化學(xué)成分或組織不符合要求、過熱過燒、白點(diǎn)、焊縫尺寸不符要求等。

（17）手工焊：手工焊是焊工手持焊炬（或焊槍）進(jìn)行焊接的形式。

（18）機(jī)械或自動(dòng)焊：而機(jī)械或自動(dòng)焊是焊炬（或焊槍）采用機(jī)械或自動(dòng)完成焊接。第六十一頁，共192頁。焊接分類焊接分類方法有很多，這里介紹按焊接性質(zhì)來分類。一般分為熔化焊、壓力焊和釬焊。1.壓力焊：（1）概念：壓力焊是在加壓條件下，使兩工件在固態(tài)下實(shí)現(xiàn)原子間結(jié)合，又稱固態(tài)焊接。常用的壓焊工藝是電阻對(duì)焊，當(dāng)電流通過兩工件的連接端時(shí)，該處因電阻很大而溫度上升，當(dāng)加熱至塑性狀態(tài)時(shí)，在軸向壓力作用下連接成為一體。（2）種類：冷壓焊、超聲波焊、爆炸焊、鍛焊、擴(kuò)散焊、摩擦焊、電阻對(duì)焊、電阻點(diǎn)焊和電阻縫焊等。第六十二頁，共192頁。2.釬焊：（1）概念：釬焊是使用比工件熔點(diǎn)低的金屬材料作釬料，將工件和釬料加熱到高于釬料熔點(diǎn)、低于工件熔點(diǎn)的溫度，利用液態(tài)釬料潤濕工件，填充接口間隙并與工件實(shí)現(xiàn)原子間的相互擴(kuò)散，從而實(shí)現(xiàn)焊接的方法。（2）種類：如火焰釬焊、感應(yīng)釬焊、爐釬焊、鹽浴釬焊、電子束釬焊和真空釬焊等。第六十三頁，共192頁。3.熔化焊：

（1）概念：熔化焊是在焊接過程中將工件接口加熱至熔化狀態(tài)，不加壓力完成焊接的方法。熔化焊時(shí)，熱源將待焊兩工件接口處迅速加熱熔化，形成熔池。熔池隨熱源向前移動(dòng)，冷卻后形成連續(xù)焊縫而將兩工件連接成為一體。（2）種類：又分為鋁熱焊、電渣焊、電子束焊、激光焊、電弧焊和氣焊等，對(duì)于壓力容器焊接主要采用熔化焊中的電弧焊。（3）電弧焊分類：焊條電弧焊、鎢極氣體保護(hù)焊、熔化極氣體保護(hù)焊、埋弧焊、等離子弧焊等。第六十四頁，共192頁。焊接圖示（等離子焊）第六十五頁，共192頁。電子束焊機(jī)第六十六頁，共192頁。氣體保護(hù)焊機(jī)第六十七頁，共192頁。激光焊機(jī)第六十八頁，共192頁。埋弧焊機(jī)第六十九頁，共192頁。手工電弧焊機(jī)第七十頁，共192頁。常用焊接方法1.手工焊條電弧焊（1）原理：手工焊條電弧焊是手工操作利用焊條與焊件間產(chǎn)生的電弧熱將金屬（焊條和焊件）熔化而形成焊縫的焊接方法。

手工焊條電弧焊焊接過程中，在電弧的高溫作用下，焊條藥皮熔化分解生成氣體和熔渣。在氣體和溶渣的聯(lián)合保護(hù)下，有效地排除了周圍空氣對(duì)熔化金屬的有害影響。通過高溫下熔化與熔渣的冶金反應(yīng)，還原并凈化焊縫金屬，從而得到優(yōu)質(zhì)的焊縫。第七十一頁，共192頁。焊條電弧焊原理（示意圖）第七十二頁，共192頁。焊條電弧焊原理（示意圖）第七十三頁，共192頁。

（2）特點(diǎn)：手工焊條電弧焊的設(shè)備簡單，操作方便，工藝靈活，適應(yīng)性強(qiáng)（材料、焊接位置和環(huán)境等）。但生產(chǎn)效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，對(duì)焊工的技術(shù)水平及操作要求較高。且焊接質(zhì)量很大程度上取決于焊工的素質(zhì)。

對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、有全位置要求等機(jī)械焊難以實(shí)現(xiàn)的焊接，目前手工焊條電弧焊是主要的焊接方法。

（3）設(shè)備：常用有交流電焊機(jī)、旋轉(zhuǎn)式直流電焊機(jī)和硅整流直流焊機(jī)。

第七十四頁，共192頁。（4）焊條

①焊條組成焊芯電極填充金屬藥皮保護(hù)作用冶金作用工藝性能第七十五頁，共192頁。②焊條型號(hào)是在國家標(biāo)準(zhǔn)及權(quán)威性國際組織(ISO)的有關(guān)法規(guī)中，根據(jù)焊條特性指標(biāo)明確劃分規(guī)定的，是焊條生產(chǎn)、使用、管理及研究等有關(guān)單位必須遵守執(zhí)行的。例：GB/T5117—1995

Exx

x

x焊條最小抗拉強(qiáng)度σbKg.f/mm2焊接位置藥皮類型和焊接電源種類第七十六頁，共192頁。1．焊條（1）組成與基本要求

a）

組成：焊條由焊芯和壓涂在焊芯表面的藥皮組成。

b）

基本要求：①容易引弧；②具有摻合金和冶金處理作用；③對(duì)熔渣的保護(hù)作用；④適用于各種位置焊接；⑤吸潮性和偏心度要小。（2）焊芯：GB/3294《焊接用鋼盤條》對(duì)焊芯有明確規(guī)定，總的要求是低含硫、磷的優(yōu)質(zhì)鋼。第七十七頁，共192頁。（3）藥皮：藥皮的作用主要有：①提高焊接電弧的穩(wěn)定性；②防止空氣侵入熔池；③保證焊縫金屬順利脫氧；④摻合金提高焊縫性能；⑤提高焊接生產(chǎn)率。

（4）焊條分類

a）

按熔渣堿度分類：焊條分為酸性焊條和堿性焊條。

酸性焊條：是指熔渣中酸性氧化物占主要比例的焊條。

堿性焊條：是指熔渣中堿性氧化物占主要比例的焊條，又稱低氫焊條。

b）

按用途分類：結(jié)構(gòu)鋼焊條、耐熱鋼焊條、低溫鋼焊條、堆焊焊條、特殊用途焊條、有色金屬焊條等。第七十八頁，共192頁。（5）焊條型號(hào)與牌號(hào)：通常可以用焊條型號(hào)及牌號(hào)來反映其主要性能特點(diǎn)及類別。

焊條型號(hào)是國家標(biāo)準(zhǔn)焊條表示的方法，如GB/T5117《非合金鋼及細(xì)晶粒鋼焊條》、GB/T5118《合金鋼焊條》、GB/T983《不銹鋼焊條》等都規(guī)定了相應(yīng)的焊條型號(hào)。焊條牌號(hào)是行業(yè)命名或企業(yè)命名的焊條表示方法。目前焊接上焊條型號(hào)和焊條牌號(hào)都在使用，但標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定焊條生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的焊條如有國家標(biāo)準(zhǔn)的必須打上焊條型號(hào)。第七十九頁，共192頁。（6）焊接規(guī)范：是影響焊接質(zhì)量和焊接生產(chǎn)率的各個(gè)焊接工藝參數(shù)的總稱。手工電弧電的焊接規(guī)范主要包括、電弧電壓、焊條種類和直徑、焊機(jī)種類和極性、焊接速度、焊接層數(shù)等。

①焊接電流：影響焊接質(zhì)量和生產(chǎn)率的主要因素之一，取決于焊條直徑和焊縫位置。

②電弧電壓：影響焊縫寬度，取決于電弧長度。

③焊條直徑：由焊件厚度選擇。

④焊接速度：一般不作要求。

⑤焊接層數(shù)：由焊件厚度選擇。第八十頁，共192頁。（7）焊接位置：熔焊時(shí)焊接接頭所處的空間位置稱為焊接位置。GB/T3375《焊接術(shù)語》中用傾角和轉(zhuǎn)角兩個(gè)參數(shù)來劃分不同的焊接位置。其中平焊位置、立焊位置、橫焊位置、仰焊位置是四種基本焊接位置。

A）對(duì)接焊縫和角焊縫：平焊、立焊、橫焊、仰焊、

平角焊、立角焊、仰角焊。

B）管子環(huán)焊縫：水平轉(zhuǎn)動(dòng)、垂直固定、水平固定、

45°固定。

第八十一頁，共192頁。Ⅰ.平焊：手工平焊影像明顯可見的均勻分布的焊條運(yùn)行波紋，成形較規(guī)正，其波紋圖形如同水的波紋一樣。第八十二頁，共192頁。Ⅱ.立焊：手工立焊影像明顯可見魚鱗狀三角波紋，有時(shí)呈三角溝槽，成形較規(guī)正。第八十三頁，共192頁。Ⅲ.橫焊：手工橫焊影像明顯可見焊道與焊道之間的溝槽，橫焊時(shí)，焊條不上下擺動(dòng)，故無運(yùn)條的波紋。第八十四頁，共192頁。Ⅳ.仰焊：手工仰焊，由于焊條擺動(dòng)方式與平、立、橫均不相同，其影像無平、立、橫的運(yùn)條波紋，如同許多個(gè)圓餅形紋組成的焊縫影像，黑度不均勻，若其背面為平焊縫，則還可見不太明顯的平焊波紋。第八十五頁，共192頁。2.埋弧焊焊接過程中，主要的焊接操作如引燃及熄滅電弧、送進(jìn)焊絲、移動(dòng)焊絲或工件都由機(jī)械自動(dòng)完成，且電弧被掩埋在焊劑下面實(shí)施焊接，所以稱為埋弧自動(dòng)焊。（1）原理：埋?。ㄗ詣?dòng)）焊是電弧在焊劑層下燃燒的一種焊接方法。在焊劑層下，電弧在焊絲末端與焊件之間燃燒，使焊劑、蒸發(fā)，形成氣體，在電弧周圍形成一個(gè)封閉空腔，電弧在這個(gè)空腔中穩(wěn)定燃燒焊絲不斷送入，以熔滴狀進(jìn)入熔池，與熔化的母材金屬混合，并受到熔化焊劑的還原、凈化及合金化作用。隨著焊接過程的進(jìn)行，電弧向前移動(dòng)，熔池冷卻凝固后形成焊縫，比重較輕的熔渣浮在熔池的表面，有效地保護(hù)熔池金屬，冷卻后形成渣殼。第八十六頁，共192頁。埋弧焊原理（示意圖）第八十七頁，共192頁。埋弧焊原理（示意圖）第八十八頁，共192頁。（2）特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：①埋弧焊生產(chǎn)效率高，因?yàn)榭梢允褂么箅娏鞫龃罅私饘偃刍?；②由于采用自?dòng)焊，其焊縫質(zhì)量穩(wěn)定、表面美觀；③節(jié)省焊接材料和電能（熔透性強(qiáng)，一定厚度的焊件可不開坡口）；④改善了焊工勞動(dòng)條件（由于電弧在焊劑層下燃燒，消除了弧光及煙塵的有害影響）。缺點(diǎn)：①埋弧焊的局限性是設(shè)備比較復(fù)雜昂貴，機(jī)械化焊的坡口加工與裝配精度要求；②應(yīng)用范圍比較窄，焊接位置受到一定限制，一般限于平焊形狀簡單的長焊縫。

第八十九頁，共192頁。（3）應(yīng)用：主要用于壓力容器殼體的主焊縫的焊接。（4）焊絲與焊劑（見“焊接材料”）（5）焊接規(guī)范：①焊接電流②電弧電壓③焊接速度④焊絲直徑和伸出長度第九十頁，共192頁。焊接材料●焊絲——鋼芯(與手工焊鋼芯同屬一個(gè)國家標(biāo)準(zhǔn))

根據(jù)化學(xué)成分和用途不同:例：

H08A鋼焊絲平均含碳量0.08%高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼第九十一頁，共192頁。焊劑焊劑是焊接時(shí)能夠形成熔渣和氣體，對(duì)熔化金屬起保護(hù)和冶金處理作用的物質(zhì)。焊劑是埋弧和電渣焊不可缺少的焊接材料。焊劑按按制造方法分為熔煉焊劑和非熔煉焊劑，如常用的HJ431就是熔煉焊劑。還有按焊劑主要化學(xué)成分分以及按焊劑熔渣堿度分等分類方法。焊劑標(biāo)準(zhǔn)主要有GB/T5293-1999《埋弧焊用碳鋼絲和焊劑》和GB/T12470-1990《低合金鋼埋弧焊用焊劑》。第九十二頁，共192頁。3.鎢極氬弧焊（1）原理：手工鎢極氬弧焊是依靠不熔化的鎢極與焊件之間的電弧熔化基本金屬和填充焊絲（也可不加填充焊絲），借助噴嘴流出的氬氣在電弧及熔池周圍形成連續(xù)、封閉的氣流，保護(hù)鎢極及熔池不被氧化的一種熔化焊焊接方法。（2）特點(diǎn)：保護(hù)為惰性氣體（無化學(xué)反應(yīng)，不溶于金屬），保護(hù)效果好，焊縫質(zhì)量高；適用范圍廣；電弧集中，焊接熱影響區(qū)小，根部易焊透；無熔渣；適用于全位置焊。但效率低、成本高。適用于不銹鋼、耐熱鋼及銅、鈦、鋁、鎂等有色金屬的（＜3mm）薄板焊接或重要構(gòu)件的打底焊第九十三頁，共192頁。鎢極氬弧焊原理（示意圖）第九十四頁，共192頁。第九十五頁，共192頁。（3）應(yīng)用：主要用于重要產(chǎn)品焊接打底，管子焊接、奧氏體不銹鋼產(chǎn)品焊接以及有色金屬產(chǎn)品焊接。

（4）焊絲和保護(hù)氣體

焊絲在氬弧焊、CO2焊和埋弧焊中大量使用，主要分為實(shí)芯焊絲和藥芯焊絲兩種。GB/T14957-1994《熔化焊用鋼絲》、GB/T5092-1996《焊接用不銹鋼絲》和GB/T8110-2008《氣體保護(hù)電弧焊用碳鋼、低合金鋼焊絲》等規(guī)定了相應(yīng)焊絲的牌號(hào)及化學(xué)成分。如經(jīng)常在氬弧焊中使用的H08A、H10Mn2、H08Mn2Si（GB/T14957等）、ER50（GB/T8110）等第九十六頁，共192頁。氣體保護(hù)電弧焊第九十七頁，共192頁。4.等離子弧焊1).定義：借助水冷噴嘴對(duì)電弧的拘束作用，利用機(jī)械壓縮效應(yīng)（電弧通過噴嘴細(xì)小孔道時(shí)的被迫收縮）、熱壓縮效應(yīng)（在冷氣流的強(qiáng)迫冷卻下，帶電粒子流〈離子和電子〉往弧柱中心集中）和電磁收縮效應(yīng)（弧柱帶電粒子的電流線為平行電流線，相互磁場(chǎng)作用使電流線產(chǎn)生相互吸引而收縮）將電弧壓縮為細(xì)小的等離子體，獲得較高能量密度的等離子弧進(jìn)行焊接的方法稱為等離子弧焊。第九十八頁，共192頁。等離子弧能量密度大（105～106W/cm2），弧柱溫度高（24000K以上），穿透能力強(qiáng)。10～12mm厚鋼材可不開坡口，一次焊透雙面成型，焊接速度快，生產(chǎn)率高，應(yīng)力變形小。電流小到0.1A時(shí)，電弧仍能穩(wěn)定燃燒，能保持良好的挺直度與方向性，所以可焊接很薄的箔材。等離子弧焊接在生產(chǎn)中已廣泛應(yīng)用，特別是國防工業(yè)及尖端技術(shù)所用的銅合金、合金鋼、鎢、鉬、鈷、鈦等金屬的焊接。如鈦合金導(dǎo)彈殼體、波紋管及膜盒、微型繼電器、電容器的外殼封焊以及飛機(jī)上一些薄壁容器均可用等離子弧焊接。但等離子弧焊接設(shè)備比較復(fù)雜，氣體耗量大，只宜于室內(nèi)焊接。等離子弧特點(diǎn)和應(yīng)用第九十九頁，共192頁。1)焊接可采用等離子和自動(dòng)鎢極氬弧焊同時(shí)進(jìn)行或兩種焊接方法分開作業(yè)。2）采用等離子弧焊接打底，自動(dòng)鎢極氬弧焊蓋面，或等離子弧焊接打底自動(dòng)鎢極氬弧焊填充蓋面等工藝方法；3）采用等離子弧焊接打底，自動(dòng)鎢極氬弧焊蓋面，蓋面應(yīng)適當(dāng)填絲，防止焊縫低于母材。4）焊接應(yīng)由專業(yè)進(jìn)行培訓(xùn)過的人員進(jìn)行操作或現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)，否則不得進(jìn)行等離子焊和自動(dòng)鎢極氬弧焊的焊接作業(yè)。5）焊接前應(yīng)按工藝要求調(diào)整離子焊接規(guī)范參數(shù)，并按操作規(guī)程要求進(jìn)行焊接；6）焊接過程中應(yīng)認(rèn)真觀察跟蹤視頻，及時(shí)調(diào)整焊槍位置，防止焊偏；等離子弧焊接第一百頁，共192頁。

等離子弧焊和手工鎢極氬弧焊雙搶焊接結(jié)束后，一般不需要打磨處理，保持焊縫原始表面即可。1）焊接接頭應(yīng)進(jìn)行表面質(zhì)量檢測(cè)，符合標(biāo)準(zhǔn)要求，表面余高盡量保持不高于1.0mm.2）按工藝和圖紙要求進(jìn)行其他無損檢測(cè)，并符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。等離子弧焊接接頭質(zhì)量檢測(cè)第一百零一頁，共192頁。1）等離子焊接后焊縫可能會(huì)出現(xiàn)未焊透，咬邊等缺陷；2）對(duì)焊后存在焊偏造成局部未焊透，咬邊等缺陷時(shí)，應(yīng)采用手工鎢極氬弧焊進(jìn)行修補(bǔ)，焊前應(yīng)將缺陷采用砂輪打磨去除干凈，對(duì)于鈦、鋯等活性金屬砂輪打磨后應(yīng)采用刮刀清除0.5mm打磨層，去除因打磨滲入金屬表層的氧化磨粒等雜物采用丙酮將補(bǔ)焊區(qū)域周圍20mm范圍內(nèi)擦洗干凈，按補(bǔ)焊工藝要求進(jìn)行補(bǔ)焊并完成焊縫按圖紙和工藝要求對(duì)接頭進(jìn)行無損檢測(cè)同時(shí)盡量保持余高不高于1.0mm.等離子弧焊接缺陷處理第一百零二頁，共192頁。等離子弧焊第一百零三頁，共192頁。等離子弧焊第一百零四頁，共192頁。等離子弧焊焊縫等離子弧焊＋自動(dòng)鎢極氬弧焊焊縫第一百零五頁，共192頁。等離子弧焊＋自動(dòng)鎢極氬弧焊焊縫第一百零六頁，共192頁。5.電渣焊1）定義：利用電流通過熔渣時(shí)產(chǎn)生的電阻熱加熱和熔化焊絲和母材來進(jìn)行焊接的一種熔化焊方法。分為絲極、板極、熔嘴和熔管電渣焊。第一百零七頁，共192頁。2）電渣焊特點(diǎn)宜在垂直位置焊接適于大厚度件焊接，生產(chǎn)率高，焊接材料消耗少渣池對(duì)被焊件有較好預(yù)熱作用，不易出現(xiàn)淬硬組織高溫停留時(shí)間長，組織粗大，焊后必須進(jìn)行正火和回火熱處理焊縫成形系數(shù)調(diào)節(jié)范圍大，有利于防止熱裂紋的產(chǎn)生第一百零八頁，共192頁。3）應(yīng)用電渣焊適用于板厚40mm以上結(jié)構(gòu)的焊接。一般用于直焊縫焊接。目前電渣焊已在我國水輪機(jī)、水壓機(jī)、軋鋼機(jī)、重型機(jī)械、鍋爐制造、石油化工等大型設(shè)備制造中得到廣泛使用。電渣焊除焊接碳鋼、低合金、中合金鋼和高合金鋼以及鑄鐵外，也可用來焊接鋁及鋁合金、鎂合金、鈦及鈦合金和銅。第一百零九頁，共192頁。6.熔化極氣體保護(hù)焊：是在惰性或活性氣體保護(hù)下采用熔化電極進(jìn)行電弧焊的方法。7.摩擦焊：是利用焊件表面互相摩擦產(chǎn)生的熱使端面達(dá)到熱塑性狀態(tài)，然后迅速頂鍛，完成焊接的一種壓力焊方法。第一百一十頁，共192頁。壓力焊

——焊接過程中，必須對(duì)焊件施加壓力（加熱或不加熱）來完成焊接的焊接方法第一百一十一頁，共192頁。電阻焊——利用電流通過接頭產(chǎn)生電阻熱，將被焊金屬的接觸部位加熱至塑性狀態(tài)或局部熔化狀態(tài)，然后施加一定的壓力使金屬原子間相互結(jié)合形成焊接接頭。第一百一十二頁，共192頁。1點(diǎn)焊——將焊件裝配成搭接接頭，并壓緊在兩極之間，接通電流后利用電阻熱將焊件局部熔化，形成焊點(diǎn)的方法。

■是一種高速、經(jīng)濟(jì)的連接方法。適用于可以采用搭接接頭不要求氣密性，厚度＜3mm沖壓、軋制的薄板結(jié)構(gòu)。第一百一十三頁，共192頁。2縫焊——是焊件搭接或?qū)咏宇^并置于兩滾輪電極之間，滾輪加壓焊件并轉(zhuǎn)動(dòng)連續(xù)或斷續(xù)放電，從而產(chǎn)生一連串熔核，相互搭疊得密封焊縫的電阻焊方法。第一百一十四頁，共192頁。3對(duì)焊——把兩焊件端部相對(duì)放置，利用焊接電流加熱，然后加壓完成焊接的電阻焊方法?！裆a(chǎn)效率高，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化?！窆ぜ娱L●環(huán)形工件●部件組焊●異質(zhì)金屬對(duì)接第一百一十五頁，共192頁。①電阻對(duì)焊先壓緊工件+通電+頂鍛力加熱沿徑向不均，軸向較均勻，且低于熔點(diǎn)。適用于焊接截面F＜250mm2,形狀緊湊(如棒、厚壁管金屬型材）的材料。②閃光對(duì)焊先接通電源+工件靠近+閃光+頂鍛端面加熱均勻，適用于斷面F為1000mm2左右的閉合零件的拼口。凡是可以鍛造的金屬都能進(jìn)行閃光焊。第一百一十六頁，共192頁。摩擦焊

1原理——利用焊接接觸面相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中相互摩擦所產(chǎn)生的熱使工件工件段不大到熱塑性狀態(tài)，然后迅速頂鍛，完成焊接的一種壓焊的方法。

第一百一十七頁，共192頁。2特點(diǎn)●接頭焊接質(zhì)量好●生產(chǎn)率高，成本低●以實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化生產(chǎn)●能焊接異種鋼和異種金屬●環(huán)境保護(hù)好●難焊非圓形橫斷面和薄壁管件第一百一十八頁，共192頁。焊接在各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用第一百一十九頁，共192頁。動(dòng)車組制造現(xiàn)場(chǎng)第一百二十頁，共192頁。汽車制造第一百二十一頁，共192頁。造船行業(yè)的自動(dòng)化焊接第一百二十二頁，共192頁。水下焊接第一百二十三頁，共192頁。常用金屬材料的焊接第一百二十四頁，共192頁。焊接接頭（1）焊縫與焊接接頭定義焊縫是指焊件經(jīng)焊接后所形成的結(jié)合部分；焊接接頭是由兩個(gè)或兩個(gè)以上零件用焊接組合或已經(jīng)焊合的接點(diǎn)。檢驗(yàn)接頭性能應(yīng)考慮焊縫、熔合區(qū)、熱影響區(qū)甚至母材等不同部位的相互影響。焊縫與焊接接頭是兩個(gè)不同的概念。常見的接頭型式：

——對(duì)接接頭、角接接頭、T型接頭、搭接接頭第一百二十五頁，共192頁。焊接接頭和焊縫（圖）第一百二十六頁，共192頁。焊接接頭和坡口形式（圖）第一百二十七頁，共192頁。焊接接頭由焊縫、熔合區(qū)、熱影響區(qū)三部分組成。（2）焊接接頭的組成熔合區(qū)焊縫母材熱影響區(qū)母材第一百二十八頁，共192頁。（3）焊接接頭的組織A）一次結(jié)晶組織：發(fā)達(dá)的柱狀晶+等軸晶，有偏析。鋼一般為奧氏體組織（焊縫）。B）二次結(jié)晶組織（固態(tài)相變）：（以低碳鋼為例）焊縫：鐵素體+少量珠光體——組織均勻，晶粒細(xì)小，綜合力學(xué)性能好；熱影響區(qū)：（部位及硬度分布見后圖）①熔合區(qū)：晶粒粗大的過熱組織②過熱區(qū)（粗晶區(qū)）：1100℃以上，存在粗大魏氏組織③正火區(qū)（重結(jié)晶區(qū)）：細(xì)晶粒的正火組織④不完全重結(jié)晶區(qū)（AC1至AC3之間）第一百二十九頁，共192頁。（3）焊接接頭的組織（續(xù)）第一百三十頁，共192頁。一、結(jié)構(gòu)鋼的焊接

1、碳鋼的焊接焊接性——在一定的焊接工藝下，獲得優(yōu)質(zhì)焊接接著的難易程度低碳鋼——含碳量低、硅錳含量少，焊接性優(yōu)良。手工電弧焊、埋弧焊、電渣焊、鎢極氬弧焊、熔化極氣體保護(hù)焊、電阻焊、氣焊及釬焊都是成熟的焊接方法第一百三十一頁，共192頁。

中碳鋼——含錳量不高時(shí)，焊接性良好。隨含碳量的增加，焊接性變差。多數(shù)情況下，需預(yù)熱和控制層間溫度，焊后應(yīng)進(jìn)行消應(yīng)力熱處理。采用手工焊時(shí)，若要求焊縫與母材等強(qiáng)，應(yīng)盡量選用與母材強(qiáng)度級(jí)別相等的低氫焊條第一百三十二頁，共192頁。碳素鋼的焊接

Q235、10、15、20等低碳鋼是應(yīng)用最廣泛的焊接結(jié)構(gòu)材料，由于其含碳量低于0.25%，塑性很好，淬硬傾向小，不易產(chǎn)生裂紋，所以焊接性最好。焊接時(shí)，任何焊接方法和最普通的焊接工藝即可獲得優(yōu)質(zhì)的焊接接頭。但由于施焊條件、結(jié)構(gòu)形式不同，焊接時(shí)還需注意以下問題：（1）在低溫環(huán)境下焊接厚度大、剛性大的結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行預(yù)熱，否則容易產(chǎn)生裂紋。（2）重要結(jié)構(gòu)焊后要進(jìn)行去應(yīng)力退火以消除焊接應(yīng)力。低碳鋼對(duì)焊接方法幾乎沒有限制，應(yīng)用最多的是手工電弧焊、埋弧焊、氣體保護(hù)電弧焊和電阻焊。采用電弧焊時(shí)，焊接材料的選擇參見表。第一百三十三頁，共192頁。低碳鋼焊接材料的選擇焊接方法焊接材料應(yīng)用情況手工電弧焊J421、J422、J423等一般結(jié)構(gòu)J426、J427、J506、J507等承受動(dòng)載荷、結(jié)構(gòu)復(fù)雜或厚板重要結(jié)構(gòu)埋弧焊H08配HJ430、H08A配HJ431一般結(jié)構(gòu)H08MnA配HJ431重要結(jié)構(gòu)CO2氣體保護(hù)焊H08Mn2SiA一般結(jié)構(gòu)二、碳素鋼的焊接第一百三十四頁，共192頁。2.合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接（1）強(qiáng)度用鋼（高強(qiáng)鋼）按屈服點(diǎn)高低及熱處理狀態(tài)分為：●熱軋鋼●正火鋼●低碳調(diào)質(zhì)鋼●中碳調(diào)質(zhì)鋼第一百三十五頁，共192頁。

熱軋鋼及正火鋼常用焊接方法：手工電弧焊、埋弧焊、氣體保護(hù)焊、電渣焊、壓力焊

焊接要點(diǎn)：●抗熱裂性比較好●有一定的冷裂傾向，隨強(qiáng)度級(jí)別升高而增大●沉淀強(qiáng)化鋼種消應(yīng)力熱處理時(shí)避免600℃保溫●熱軋鋼在制造大厚件時(shí)，有層狀撕裂危險(xiǎn)●存在過熱區(qū)脆化問題第一百三十六頁，共192頁。低合金高強(qiáng)度鋼常用焊接方法：手工電弧焊、氣體保護(hù)焊、電渣焊及壓力焊主要工藝措施：●預(yù)熱●選擇合適的焊接線能量●后熱及焊后熱處理第一百三十七頁，共192頁。（2）低碳調(diào)質(zhì)鋼焊接要點(diǎn)：●含碳量低、含錳量高，熱裂傾向小●冷裂紋傾向比較大●有一定的再熱裂紋敏感性●對(duì)層狀撕裂不敏感●有過熱區(qū)脆化和熱影響區(qū)軟化問題工藝措施：●焊前預(yù)熱●避免使用大的焊接線能量第一百三十八頁，共192頁。（3）中碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接

焊接要點(diǎn)：●淬硬傾向大，近縫區(qū)易出現(xiàn)馬氏體組織●碳及合金元素高，有較大熱裂傾向●有再熱裂紋傾向●焊后淬火區(qū)出現(xiàn)淬硬的馬氏體，導(dǎo)致脆化●焊后熱影響區(qū)總有軟化區(qū)

工藝措施：●預(yù)熱及后熱●宜采用小線能量焊接●采用低碳、硫、磷焊絲第一百三十九頁，共192頁。(4)珠光體耐熱鋼常用焊接方法：手工電弧焊為主、埋弧焊和電渣焊也常用焊接要點(diǎn)：●成分與低碳鋼相近，焊接性也接近●主要問題是冷裂紋、再熱裂紋、粗晶區(qū)脆化以及熱影響區(qū)的軟化第一百四十頁，共192頁。二、不銹鋼的焊接不銹鋼中都含有不少于12%的鉻，還含有鎳、錳、鉬等合金元素，以保證其耐熱性和耐腐蝕性。按組織狀態(tài)，不銹鋼可分為奧氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼和馬氏體不銹鋼等，其中以奧氏體不銹鋼的焊接性最好，廣泛用于石油、化工、動(dòng)力、航空、醫(yī)藥、儀表等部門的焊接結(jié)構(gòu)中，常見牌號(hào)有：1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni9等。第一百四十一頁，共192頁。1.奧氏體不銹鋼的焊接

主要問題是熱裂紋、脆化、晶間腐蝕和應(yīng)力腐蝕開裂(1)熱裂紋含鎳量越高，產(chǎn)生熱裂傾向越大，越不容易控制防止措施：嚴(yán)格限制S、P含量調(diào)整焊縫金屬組織，金屬合金成分采用小線能量及小截面焊道第一百四十二頁，共192頁。(2)接頭脆化防止措施：嚴(yán)格控制焊縫中鐵素體含量多層焊時(shí)采用較小線能量(3)晶間腐蝕防止措施：盡量降低母材及焊縫中含碳量采用熱量集中的焊接方法在鋼中添加穩(wěn)定化元素Ti、Nb等在鋼及焊縫金屬中加鐵素體形成元素第一百四十三頁，共192頁。(4)應(yīng)力腐蝕開裂防止措施：焊后消除或減少焊接殘余應(yīng)力選用奧氏體－鐵素體雙相組織的母材或焊接材料

采用高Ni的鉻鎳不銹鋼焊條焊接奧氏體不銹鋼常采用手工電弧焊、鎢極氬弧焊和熔化極富氬混合氣體保護(hù)焊第一百四十四頁，共192頁。（一）奧氏體不銹鋼的焊接性奧氏體不銹鋼焊接件容易在焊接接頭處發(fā)生晶間腐蝕，其原因是焊接時(shí)，在450～850℃溫度范圍停留一定時(shí)間的接頭部位，在晶界處析出高鉻碳化物（Cr23C6），引起晶粒表層含鉻量降低，形成貧鉻區(qū)，在腐蝕介質(zhì)的作用下，晶粒表層的貧鉻區(qū)受到腐蝕而形成晶間腐蝕。這時(shí)被腐蝕的焊接接頭表面無明顯變化，受力時(shí)則會(huì)沿晶界斷裂，幾乎完全失去強(qiáng)度。為防止和減少焊接接頭處的晶間腐蝕，應(yīng)嚴(yán)格控制焊縫金屬的含碳量，采用超低碳的焊接材料和母材。采用含有能優(yōu)先與碳形成穩(wěn)定化合物的元素如Ti、Nb等，也可防止貧鉻現(xiàn)象的產(chǎn)生。第一百四十五頁，共192頁。奧氏體不銹鋼焊接的另一個(gè)問題是熱裂紋。產(chǎn)生的主要原因是焊縫中的樹枝晶方向性強(qiáng)，有利于S、P等元素的低熔點(diǎn)共晶產(chǎn)物的形成和聚集。另外，此類鋼的導(dǎo)熱系數(shù)?。s為低碳鋼的1/3），線脹系數(shù)大（比低碳鋼大50%），所以焊接應(yīng)力也大。防止的辦法是選用含碳量很低的母材和焊接材料，采用含適量Mo、Si等鐵素體形成元素的焊接材料，使焊縫形成奧氏體加鐵素體的雙相組織，減少偏析。第一百四十六頁，共192頁。（二）奧氏體不銹鋼的焊接工藝一般熔焊方法均能用于奧氏體不銹鋼的焊接，目前生產(chǎn)上常用的方法是手工電弧焊、氬弧焊和埋弧焊。在焊接工藝上，主要應(yīng)注意以下問題：（1）采用小電流、快速焊，可有效地防止晶間腐蝕和熱裂紋等缺陷的產(chǎn)生。一般焊接電流應(yīng)比焊接低碳鋼時(shí)低20%；（2）焊接電弧要短，且不作橫向擺動(dòng)，以減少加熱范圍。避免隨處引弧，焊縫盡量一次焊完，以保證耐腐蝕性。（3）多層焊時(shí)，應(yīng)等前面一層冷至60℃以下，再焊后一層。雙面焊時(shí)先焊非工作面，后焊與腐蝕介質(zhì)接觸的工作面。（4）對(duì)于晶間腐蝕，在條件許可時(shí)，可采用強(qiáng)制冷卻。必要時(shí)可進(jìn)行穩(wěn)定化處理，消除產(chǎn)生晶間腐蝕的可能性。第一百四十七頁，共192頁。2馬氏體不銹鋼的焊接主要問題是冷裂紋和脆化拘束度較大或含氫量較高時(shí)，在焊縫或近縫區(qū)可能產(chǎn)生冷裂紋預(yù)熱是防止這類鋼產(chǎn)生冷裂紋的重要措施常用方法為手工電弧焊和鎢極氬弧焊第一百四十八頁，共192頁。3鐵素體不銹鋼的焊接主要問題是熱影響區(qū)脆化和常溫沖擊韌度較低焊接時(shí)，就盡量縮短400－600℃和650－850℃的加熱和冷卻時(shí)間可采用小