壓力容器焊接基礎(chǔ)

壓力容器焊接基礎(chǔ)1第1頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、焊接方法及原理簡(jiǎn)介

2第2頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.1焊條電焊弧焊條電弧焊是利用焊條與工件間產(chǎn)生的電弧熱，將工件和焊條加熱熔化而進(jìn)行焊接的。焊條電弧焊的特點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單、易于維護(hù)、使用靈活方便，可以在室內(nèi)、室外和高空等各種位置施焊。對(duì)材料的適用性強(qiáng)，碳鋼、低合金鋼、耐熱鋼、低溫用鋼、不銹鋼等都可以采用焊條電弧焊。3第3頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

在鍋爐和壓力容器等設(shè)備制造中，焊條電弧焊多用于設(shè)備內(nèi)部附件的焊接和支座、接管與開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)等部位的焊接。對(duì)于單件生產(chǎn)的設(shè)備，其他焊縫也采用焊條電弧焊。對(duì)于某些特殊類型的設(shè)備，如繞帶容器，或因空間位置焊縫較多，或短焊縫多，也主要采用焊條電弧焊，有些壓力容器的打底焊，亦采用焊條電弧焊。4第4頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.2埋弧自動(dòng)焊埋弧焊是一種利用在焊劑層下光焊絲和焊件之間燃燒的電弧所產(chǎn)生的熱量來(lái)熔化焊絲、焊劑和母材金屬而形成焊縫的方法，在焊接過(guò)程中，顆粒狀的焊劑及其熔渣保護(hù)了電弧和焊接區(qū)，光焊絲提供填充金屬。焊接時(shí)，光焊絲連續(xù)地送入覆蓋焊接區(qū)的焊劑層，電弧引燃后，焊接焊絲和母材立即熔化并形成熔池。熔化的熔渣覆蓋住熔池及高溫焊接區(qū)，產(chǎn)生良好的保護(hù)作用。5第5頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

6第6頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月埋弧自動(dòng)焊和焊條電弧焊比較有以下優(yōu)點(diǎn)。生產(chǎn)效率高焊接質(zhì)量高而且穩(wěn)定改善勞動(dòng)條件埋弧自動(dòng)焊的缺點(diǎn)是占地面積較大，設(shè)備費(fèi)用較高，且僅適用于平焊位置的焊接。7第7頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

埋弧自動(dòng)焊特別適用于厚度20mm以上受壓殼體縱、環(huán)縫的焊接。既可焊接碳鋼，也可焊接低合金鋼、耐熱鋼和不銹鋼等。但埋弧自動(dòng)焊不適宜焊接薄板，因?yàn)樵陔娏餍∮?00A時(shí)，電弧的穩(wěn)定性差。8第8頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.3氣體保護(hù)焊氣體保護(hù)電弧焊簡(jiǎn)稱氣保焊或者氣電焊，它也是一種以電弧為熱源的熔化焊方法。焊接時(shí)從焊槍噴嘴連續(xù)噴出保護(hù)氣體排除焊接區(qū)的空氣，保護(hù)電弧及焊接熔池不受大氣污染，防止有害氣體對(duì)熔滴和熔池的侵害，保證焊接過(guò)程的穩(wěn)定，從而獲得高質(zhì)量的焊接接頭。9第9頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

按照電極的性質(zhì)，氣體保護(hù)電弧焊可分為非熔化極氣體保護(hù)焊與熔化極氣體保護(hù)焊兩大類。前者實(shí)際是指鎢極氬弧焊，后者主要有熔化極氬弧焊和二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊等。過(guò)程設(shè)備焊接中使用的主要也是這幾種方法。10第10頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.3.1鎢極氬弧焊通常又稱作“TIG”焊，為非熔化極氣體保護(hù)焊。以燃燒于非熔化電極（鎢棒）與焊件間的電弧作為熱源，電極和電弧區(qū)及熔化金屬都用一層氬氣保護(hù)，使之與空氣隔絕。11第11頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

鎢極氬弧焊的電極通常是用鎢或鎢合金棒，用于保護(hù)的氣體通常是氬氣，有時(shí)也采用氦氣或氬氣與氦氣的混合氣體。焊接時(shí)，填充金屬（焊絲）從鎢極的前方添加。當(dāng)焊件厚度小于3mm時(shí)，一般不需開(kāi)坡口和填充金屬，焊接過(guò)程可用手工進(jìn)行，也可以自動(dòng)化。12第12頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

鎢極氬弧焊具有下列獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：①惰性氣體與任何金屬不起化學(xué)反應(yīng)，熔池金屬不發(fā)生冶金變化，只是填充金屬和母材在惰性氣體保護(hù)下的重熔。②氬弧具有相當(dāng)好的穩(wěn)定性。③氬弧熱量集中，熔透能力強(qiáng)，熔化金屬因無(wú)氧化還原反應(yīng)，表面張力較大。13第13頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

鎢極氬弧焊的缺點(diǎn)：鎢極承受電流的能力較差，過(guò)大的電流將引起鎢極的熔化和蒸發(fā)；氬氣和鎢極的價(jià)格較貴，與其它常用的焊接方法相比，成本較高。因此，只有在對(duì)焊縫質(zhì)量要求特別高的場(chǎng)合才用。14第14頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

在鍋爐和壓力容器制造中，鎢極氬弧焊主要用于要求全焊透的薄壁管焊接，厚壁管和接管封底焊縫和不銹鋼管件及薄板成型件的焊接。換熱器管子與管板焊接和容器封底焊也采用鎢極氬弧焊。容器和管道的環(huán)縫封底焊采用鎢極氬弧焊代替焊條電弧焊，可以單面焊雙面成形，質(zhì)量好、工作效率高。15第15頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.3.2熔化極氣體保護(hù)焊根據(jù)保護(hù)氣體的種類，熔化極氣體保護(hù)焊包括熔化極惰性氣體保護(hù)電弧焊（簡(jiǎn)稱MIG）、熔化極氧化性混合氣體保護(hù)電弧焊（簡(jiǎn)稱MAG）和二氧化碳?xì)怏w保護(hù)電弧焊（簡(jiǎn)稱CO2焊）等。熔化極氣體保護(hù)焊的熱源是在可熔化的焊絲與被焊工件之間并在保護(hù)氣氛中產(chǎn)生的電弧。它利用電弧熱效應(yīng)產(chǎn)生的熱來(lái)加熱和熔化焊絲和工件金屬，形成焊縫，達(dá)到連接工件的目的。16第16頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

17第17頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.3.2.1熔化極惰性氣體保護(hù)焊熔化極惰性氣體保護(hù)焊中采用的保護(hù)氣體主要有氬氣，氦氣和氮?dú)?，其中熔化極氬弧焊應(yīng)用最廣。熔化極氬弧焊以焊絲作為電極，不斷送進(jìn)和熔化熔滴進(jìn)入熔池與母材形成焊縫。惰性氣體在焊接過(guò)程中不與液態(tài)金屬反應(yīng)，只起嚴(yán)密包圍焊接區(qū)（電弧、焊絲端頭、熔滴、熔池金屬和鄰近熔池的母材金屬），使之與空氣隔離的作用。18第18頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

由于電弧是在惰性氣氛中燃燒，焊絲端頭的金屬也是在惰性氣氛中熔化、過(guò)渡，所以電弧燃燒穩(wěn)定，熔滴過(guò)渡平穩(wěn)、安定、無(wú)激烈飛濺。在整個(gè)電弧燃燒過(guò)程中，焊絲連續(xù)等速送進(jìn)。由于焊絲外表沒(méi)有涂層，電流可大大提高，故母材熔深大，焊絲熔化速度快，熔敷效率高。與鎢極氬弧焊相比，可大大提高生產(chǎn)效率，尤其適用于中厚和大厚度板材的焊接。19第19頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.3.2.2熔化極氧化性混合氣體保護(hù)焊熔化極氧化性氣體保護(hù)電弧焊是采用在惰性氣體中加入一定量的氧化性氣體（活性氣體），如氬氣加二氧化碳?xì)怏w，氬氣加氧氣，氬氣加氧氣加二氧化碳?xì)怏w等作為保護(hù)氣體的一種熔化極氣體保護(hù)電弧焊方法，可用于平焊、立焊、橫焊和仰焊以及全位置焊接，尤其適用于碳鋼、合金鋼和不銹鋼等黑色金屬材料的焊接，20第20頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

采用氧化性混合氣體作為保護(hù)氣體可具有下列作用：①提高熔滴過(guò)渡的穩(wěn)定性；②穩(wěn)定陰極斑點(diǎn)，提高電弧燃燒的穩(wěn)定性；③改善焊縫熔深形狀及外觀成形；④增大電弧的熱功率；⑤控制焊縫的冶金質(zhì)量，減少焊接缺陷；⑥降低焊接成本。21第21頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.3.2.3二氧化碳?xì)怏w保護(hù)電弧焊二氧化碳?xì)怏w保護(hù)電弧焊與其它氣體保護(hù)焊相比，具有以下特點(diǎn)：①CO2氣體價(jià)廉、焊接成本低、抗氫能力強(qiáng)，目前廣泛應(yīng)用于碳鋼和低合金鋼的焊接；②具有飛濺與合金元素的氧化燒損。CO2氣體在高溫下會(huì)分解為CO和O2。CO不溶于鋼液，但能在鋼液中形成氣泡。氣泡在高溫下因急劇膨脹而發(fā)生劇烈爆炸，從而導(dǎo)致飛濺嚴(yán)重，使電弧燃燒不穩(wěn)。氧氣在高溫下會(huì)使合金元素發(fā)生氧化燒損。故CO2氣體保護(hù)焊不適用有色金屬與高合金鋼的焊接。22第22頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

③既可焊厚板也可焊薄板。高溫下CO2氣體分解時(shí)要消耗大量熱量，同時(shí)由于分解出來(lái)CO氣體和O2體積增加1倍，故電弧的冷卻壓縮作用增強(qiáng)，電弧電壓增高，熔深增大，有利于厚板焊接，但在采用短路過(guò)渡細(xì)焊絲時(shí)亦可焊接薄板。23第23頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.4電渣焊電渣焊是利用電流通過(guò)液態(tài)熔渣產(chǎn)生的電阻熱熔化焊絲與母材形成焊接熔池的一種焊接方法。它能在垂直位置從一次行程完成全厚度焊縫的焊接。因此電渣焊是鍋爐、壓力容器制造中效率最高的焊接方法，和其它焊接方法比較，電渣焊有以下特點(diǎn)：①大厚度工件可一次焊成。②生產(chǎn)效率高，焊接材料消耗少。③電渣焊熱循環(huán)的最大特點(diǎn)是線能量大。④幾乎沒(méi)有滲錳、滲硅反應(yīng)。24第24頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

25第25頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

26第26頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

由于電渣焊的特點(diǎn)，在鍋爐和壓力容器制造中，電渣焊主要用于厚板的拼接及厚壁筒體縱、環(huán)縫的焊接。但由于環(huán)縫電渣焊過(guò)程比縱縫電渣焊復(fù)雜得多，且工件接長(zhǎng)后整體正火處理受爐膛尺寸限制，因此，目前環(huán)縫電渣焊應(yīng)用的還比較少。絲極電渣焊可焊接厚度為30~500mm的板材，板厚小于30mm不宜采用。碳鋼和低合金鋼均可采用電渣焊。27第27頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

28第28頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.焊接應(yīng)力及變形(焊接殘余變形與殘余應(yīng)力)29第29頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

焊接是一種局部加熱過(guò)程。熔池冷卻凝固成為焊縫后將繼續(xù)冷卻到環(huán)境溫度。隨著溫度的變化，體積相應(yīng)發(fā)生變化，即局部的膨脹和收縮。焊件局部膨脹和收縮，會(huì)引起焊件的變形，當(dāng)上述局部體積變化受到限制，就造成焊件內(nèi)的應(yīng)力。在焊后殘留在工件上的變形和應(yīng)力稱為殘余變形和殘余應(yīng)力。30第30頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.1焊接殘余變形2.1.1焊接變形的種類2.1.1.1變形種類常見(jiàn)的焊接變形有：①縱向（沿焊縫方向）和橫向（垂直于焊縫方向）變形，是焊接變形的最基本形式。②角變形，亦稱轉(zhuǎn)角變形。③彎曲變形。④波浪變形。⑤扭曲變形，亦稱螺旋變形。31第31頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

2.1.1.2

影響變形量的因素影響變形量的因素包括結(jié)構(gòu)因素和工藝因素等多方面。焊接材料的物理性質(zhì)、板材厚度、接頭型式、結(jié)構(gòu)剛性等都影響收縮量的大小。①一般情況下，線膨脹系數(shù)大的材料，焊縫收縮量也大。②焊件剛性越小則變形量越大。③焊接接頭型式對(duì)角變形的影響符合下述規(guī)律：角變形隨坡口角度增大而增加。④單層自動(dòng)弧焊的熔深大，焊縫上、下寬度相差不大，故其角變形較手弧焊為小。32第32頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.1.2減少焊接變形的措施

2.1.2.1設(shè)計(jì)方面盡量減少焊縫數(shù)量、焊縫長(zhǎng)度和焊縫截面積；使結(jié)構(gòu)中所有焊縫盡量對(duì)稱于中性軸布置；結(jié)構(gòu)上便于施焊時(shí)采用胎模夾具固定；合理設(shè)計(jì)角焊縫焊角尺寸。33第33頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

2.1.2.2工藝方面（1）反變形法（2）剛性?shī)A持進(jìn)行焊接方法有：①利用夾具剛性固定焊件進(jìn)行焊接；②設(shè)置臨時(shí)拉桿提高焊件剛性；③兩個(gè)相同焊件相互點(diǎn)固后再行焊接。（3）選用合適的焊接方法和焊接順序，以減少焊件受熱。34第34頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月當(dāng)采用上述措施后焊接變形仍較大時(shí)，則應(yīng)根據(jù)焊件設(shè)計(jì)要求考慮進(jìn)行焊后矯形。矯形的方法有機(jī)械法和火焰法，機(jī)械法可用校平機(jī)、壓力機(jī)、卷板機(jī)、錘擊等。在選用矯形方法時(shí)，要特別注意鋼種。對(duì)耐腐蝕設(shè)備不宜用錘擊以防止應(yīng)力腐蝕；對(duì)具有晶間腐蝕傾向的18-8不銹鋼和淬硬傾向較大的鋼材不宜用火焰矯形；對(duì)冷裂傾向較大的高強(qiáng)鋼要少用機(jī)械法矯形，因此法屬冷塑性變形，易產(chǎn)生硬化。2.1.3焊后矯形35第35頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.2焊接殘余應(yīng)力2.2.1產(chǎn)生原因總的來(lái)說(shuō)，焊接應(yīng)力是焊接過(guò)程中焊件體積變化受阻而產(chǎn)生。在焊接過(guò)程中引起體積變化的主要原因是：由于溫度降低體積收縮和低溫時(shí)組織轉(zhuǎn)變而引起的體積變化。2.2.1.1熱收縮對(duì)焊接殘余應(yīng)力的影響2.2.1.2組織轉(zhuǎn)變對(duì)焊接殘余應(yīng)力的影響36第36頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.2.2焊接應(yīng)力的類型焊接應(yīng)力既是焊縫金屬體積變化受阻所產(chǎn)生，故應(yīng)力為三向應(yīng)力。但鑒于化工設(shè)備焊接中是以厚度不大的板材為主要對(duì)象，故焊接應(yīng)力主要為雙向應(yīng)力（縱向、橫向）。對(duì)于薄板對(duì)接焊，尚可認(rèn)為只有單向應(yīng)力（縱向）；但若板材厚度大于25~30mm，則厚度方向?qū)附邮湛s的阻力不可忽略，此時(shí)產(chǎn)生三向應(yīng)力，并且根部應(yīng)力峰值常達(dá)到材料的屈服極限，且多屬拉應(yīng)力，危害很大。37第37頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.2.3焊接應(yīng)力對(duì)焊件使用性能的影響多數(shù)情況下，焊縫及近縫區(qū)易產(chǎn)生焊接拉應(yīng)力。拉應(yīng)力會(huì)降低材料塑性，成為焊接接頭產(chǎn)生裂紋或脆斷的主要根源。對(duì)承受動(dòng)載的零件危害很大。若焊接應(yīng)力為壓應(yīng)力，則主要降低受外壓薄壁圓筒或其它受壓構(gòu)件的穩(wěn)定性，是使薄壁殼體焊后產(chǎn)生波浪變形的主要原因之一。38第38頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

焊件中存在殘余應(yīng)力，會(huì)降低焊件的承載能力，同時(shí)易導(dǎo)致焊后甚至使用期間的變形。由于焊接時(shí)焊件僅產(chǎn)生局部的體積變化，故焊接應(yīng)力也僅是一個(gè)局部效應(yīng)。通過(guò)應(yīng)力測(cè)定表明，在焊縫兩側(cè)200~300mm以外就基本上不存在焊接應(yīng)力。因此，只要母材塑性很好，這種局部效應(yīng)對(duì)剛性不太大的焊件就不會(huì)帶來(lái)多大危害。但焊接應(yīng)力的存在總歸是不理想的，故應(yīng)盡量降低其峰值甚至完全消除之。39第39頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.2.4降低焊接殘余應(yīng)力的措施2.2.4.1設(shè)計(jì)方面中心問(wèn)題是正確布置焊縫，以免應(yīng)力疊加，降低應(yīng)力峰值。（1）焊縫彼此盡量分散并避免交叉。（2）避免在斷面劇烈過(guò)渡區(qū)設(shè)置焊縫。（3）焊縫應(yīng)盡量分布在結(jié)構(gòu)應(yīng)力最簡(jiǎn)單、最小處。（4）對(duì)臥式容器環(huán)縫應(yīng)盡量位于支座以外，縱縫則盡量位于殼體下部140°范圍以外。（5）改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，局部降低焊件剛性，減小焊接應(yīng)力。40第40頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

2.2.4.2工藝措施（1）采用合理的焊接順序。（2）縮小焊接區(qū)與結(jié)構(gòu)整體之間的溫差，辦法有：整體預(yù)熱，采用低線能量，間歇施焊等。（3）錘擊焊縫。41第41頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.2.5焊接殘余應(yīng)力的消除對(duì)于有應(yīng)力腐蝕和要求尺寸穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，承受交變載荷要求有較大抗疲勞強(qiáng)度的焊接結(jié)構(gòu)，以及低溫下使用的結(jié)構(gòu)，為了防止低溫應(yīng)力脆性破壞，焊后一般都須消除焊接應(yīng)力。只有當(dāng)材料的塑性、韌性都很好時(shí)才可以不考慮消除焊接應(yīng)力的措施。42第42頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.焊接缺陷及防止

43第43頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.1焊接缺陷的類型與危害3.1.1焊接缺陷類型常見(jiàn)的焊接缺陷有咬邊、凹陷、焊瘤、氣孔、夾渣、裂紋、未焊透、未熔合等。通常按缺陷在焊縫中的位置不同，分為外部缺陷和內(nèi)部缺陷兩大類。44第44頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

外部缺陷有表面裂紋、表面氣孔、咬邊、凹陷、滿溢、焊瘤、弧坑等，這些缺陷主要與焊接工藝和操作技術(shù)水平有關(guān)。還有些是外觀形狀和尺寸不合要求的外部缺陷，如錯(cuò)邊、角變形和余高過(guò)高等。45第45頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

內(nèi)部缺陷有氣孔、夾渣、裂紋、未焊透、未熔合等。46第46頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

3.1.2焊接缺陷的危害焊接缺陷對(duì)設(shè)備的影響，主要是在缺陷周圍產(chǎn)生應(yīng)力集中。嚴(yán)重時(shí)使原缺陷不斷擴(kuò)展，直至破裂。同時(shí)，焊接缺陷對(duì)疲勞強(qiáng)度，脆性斷裂以及抗應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂都有重大影響，由于各類缺陷的形態(tài)不同，所產(chǎn)生的應(yīng)力集中程度也不同，因而對(duì)結(jié)構(gòu)的危害程度也各不一樣。47第47頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

3.1.2.1焊接缺陷引起的應(yīng)力集中3.1.2.2焊接缺陷對(duì)脆性斷裂的影響3.1.2.3焊接缺陷對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響3.1.2.4焊接缺陷對(duì)應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的影響48第48頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.2焊接裂紋裂紋是焊接結(jié)構(gòu)中比較普遍而又十分嚴(yán)重的一種缺陷。嚴(yán)重的裂紋明顯地削弱容器的承載能力和耐腐蝕性能。即使開(kāi)始不很嚴(yán)重的裂紋，由于在裂紋尖端處存在應(yīng)力集中，低溫、交變或沖擊載荷的作用會(huì)使裂紋擴(kuò)展，從而有造成突然脆斷的可能。由于裂紋而造成的事故在國(guó)內(nèi)、外都為數(shù)不少。49第49頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

焊接裂紋可能產(chǎn)生在焊縫區(qū)，也可能產(chǎn)生在熱影響區(qū)或熔合處；有時(shí)出現(xiàn)縱向裂紋，有時(shí)出現(xiàn)橫向裂紋；在斷弧處還會(huì)出現(xiàn)火口裂紋亦稱弧坑裂紋。從形成裂紋的本質(zhì)來(lái)看，大體上可分為熱裂紋和冷裂紋兩大類。50第50頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.2.1熱裂紋熱裂紋又稱結(jié)晶裂紋，是在焊縫凝固或高溫時(shí)形成的。其外形特征具有晶間破壞的性質(zhì)，在多數(shù)情況下裂紋面上有強(qiáng)烈氧化的彩色（深蘭色或黑色）。多出現(xiàn)在焊縫上，個(gè)別情況下也出現(xiàn)于熱影響區(qū)。熱裂紋分微觀裂紋和宏觀裂紋兩種，微觀裂紋沿晶界分布，火口裂紋屬熱裂紋。51第51頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.2.1.2影響因素?zé)崃鸭y的形成主要與兩個(gè)因素有關(guān)：

一是冶金因素：主要決定于化學(xué)成分，雜質(zhì)的分布情況，晶粒的大小及方向性以及變形速度等。

二是力學(xué)因素：主要決定于金屬的膨脹系數(shù)，焊接接頭剛性，焊縫位置以及焊接溫度分布情況等。52第52頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

3.2.1.3預(yù)防裂紋措施預(yù)防熱裂紋的基本措施是：嚴(yán)格控制焊縫化學(xué)成分，限制碳、硫、磷含量，當(dāng)上述措施還無(wú)法避免熱裂紋時(shí)，就必須采取工藝措施，如焊前預(yù)熱、伴熱，用大線能量施焊（但要保證焊縫形狀系數(shù)不過(guò)?。┮约氨M量降低焊件剛性等。53第53頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.2.2冷裂紋3.2.2.1冷裂紋的特點(diǎn)冷裂紋是焊接高強(qiáng)鋼、中合金鋼和中碳鋼等易淬火鋼材最易產(chǎn)生的焊接缺陷。它與熱裂紋有本質(zhì)區(qū)別。其特點(diǎn)是：①產(chǎn)生于焊縫金屬凝固之后，一般產(chǎn)生于馬氏體轉(zhuǎn)變溫度以下或常溫。②主要產(chǎn)生于熱影響區(qū)，個(gè)別情況下產(chǎn)生于焊縫區(qū)。54第54頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

③常具有延遲性。有的鋼材不是焊后立即產(chǎn)生冷裂紋，而是在焊后幾小時(shí)、幾十小時(shí)甚至更長(zhǎng)時(shí)間才產(chǎn)生。這類不是在焊后立即產(chǎn)生的冷裂紋又稱延遲裂紋，它是冷裂紋中比較普遍的形態(tài)。由于它不能在制造過(guò)程中被檢測(cè)出來(lái)，故更具有危險(xiǎn)性能。④裂紋表面無(wú)明顯氧化色彩，屬脆口斷裂。55第55頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

3.2.2.2產(chǎn)生原因冷裂紋的產(chǎn)生就其本質(zhì)而言，是焊件熱影響區(qū)的低塑性組織，焊接接頭中的氫氣和焊接應(yīng)力綜合作用的結(jié)果。（1）淬硬作用（2）氫的作用（3）焊接應(yīng)力的作用56第56頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

綜上所述，冷裂紋是上述三個(gè)因素綜合作用的結(jié)果，排除或消弱其中任何一個(gè)因素都對(duì)防冷裂有利。若僅存在某一因素的作用，冷裂紋也不致產(chǎn)生，這也是防冷裂的基本出發(fā)點(diǎn)。57第57頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

3.2.2.3預(yù)防冷裂紋措施（1）最大限度地降低焊縫氫含量（2）采用預(yù)熱、伴熱和焊后熱處理以及采用大線能量施焊均利于氫的逸出和降低淬火傾向。（3）嚴(yán)格控制母材含磷量，以防冷脆。（4）采取有利于降低焊接殘余應(yīng)力的措施。58第58頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.2.3再熱裂紋

(主要是消除應(yīng)力熱處理裂紋)對(duì)某些低合金高強(qiáng)度鋼焊件，在進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理或在高溫度下使用時(shí)，熱影響區(qū)的粗晶部位往往產(chǎn)生裂紋，這種裂紋是在構(gòu)件焊后重新加熱的過(guò)程中產(chǎn)生的，故稱為“再熱裂紋”。59第59頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

再熱裂紋在許多鋼種中被發(fā)現(xiàn)過(guò)，其中包括奧氏體不銹鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼和鎳基合金，尤其是低合金高強(qiáng)鋼和含鉻、鉬元素較多的大截面焊縫中更突出。大截面焊縫（厚壁容器焊縫等）在進(jìn)行多道多層焊時(shí)，為適應(yīng)焊接過(guò)程中多次無(wú)損探傷的需要，必須進(jìn)行多次熱處理。每次熱處理時(shí)間甚至長(zhǎng)達(dá)20小時(shí)或更多，累計(jì)熱處理總時(shí)間甚至超過(guò)100小時(shí)，故這種再熱裂紋更多見(jiàn)于厚壁容器焊縫中。60第60頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

3.2.3.1形成機(jī)理再熱裂紋的形成機(jī)理至今尚無(wú)明確定論。從現(xiàn)有資料來(lái)看，可以認(rèn)為，再熱裂紋的形成與其它焊接裂紋的形成原因和機(jī)理是不同的。再熱裂紋的產(chǎn)生與高溫應(yīng)力松馳有關(guān)。當(dāng)焊接接頭被加熱到消除應(yīng)力的溫度范圍內(nèi)，材料的屈服強(qiáng)度降低，由彈性應(yīng)變轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄詰?yīng)變，使應(yīng)力釋放，從而消除了焊接殘余應(yīng)力。61第61頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

熱影響區(qū)中粗晶區(qū)的殘余應(yīng)力最高，相應(yīng)地就要產(chǎn)生較大的塑性應(yīng)變才能使應(yīng)力降低。但有些鋼種，該處的塑性在消除應(yīng)力熱處理前后有較大變化。熱處理后晶界的塑性比晶界內(nèi)低，晶界成為薄弱環(huán)節(jié)，容易在此引起開(kāi)裂。62第62頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月熱處理前后粗晶區(qū)塑性的變化主要與合金所處狀態(tài)有關(guān)。在焊接時(shí)，該區(qū)被加熱到1100℃以上，合金碳化物溶于奧氏體內(nèi)并發(fā)生晶粒粗化。在焊后的快速冷卻過(guò)程中，一般合金碳化物都來(lái)不及析出，對(duì)該區(qū)塑性無(wú)多大影響。但在隨后的消除應(yīng)力熱處理中，受到550~℃700的加熱并經(jīng)過(guò)一定的保溫，這時(shí)合金碳化物會(huì)彌散析出在位錯(cuò)線上，強(qiáng)化了晶內(nèi)。與此同時(shí)，也有片狀、條狀碳化物析出于晶界，本來(lái)粗晶區(qū)的晶界上，低熔點(diǎn)雜質(zhì)和某些微量元素相對(duì)含量就高，塑性較差，再加下硬脆碳化物的析集，故加重了晶界脆化。63第63頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.2.3.2影響因素影響再熱裂紋的因素很多，主要有以下兩個(gè)因素：1、合金元素：鋼中的合金元素對(duì)再熱裂紋的敏感性起決定性因素，尤其是Cr、Mo、V、Nb、Ti等元素，故鋼均屬再熱裂紋敏感鋼種。2、焊接殘余應(yīng)力：再熱裂紋往往發(fā)生在高的焊接殘余應(yīng)力部位。64第64頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

3.2.3.3再熱裂紋預(yù)防措施（1）選用再熱裂紋敏感性小的母材，這是最根本的措施。（2）采取一切有利于降低殘余應(yīng)力的措施。（3）避免焊接殘余應(yīng)力與其它應(yīng)力（結(jié)構(gòu)應(yīng)力、再熱過(guò)程中的熱應(yīng)力等）的復(fù)合。65第65頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

（4）注意再熱時(shí)熱源氣氛的選擇。當(dāng)使用重油加熱時(shí)，須用釩含量低的重油以防由于氧化釩使晶界脆弱化。此外，要防止焊縫表面被碳化、氧化。（5）在確保消除應(yīng)力效果的前提下，盡量采用較低的再熱溫度和較短的保溫時(shí)間。66第66頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.壓力容器焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)67第67頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.1壓力容器焊接接頭的分類

鍋爐鍋筒、管道和各種壓力容器均為受壓殼體，其焊接接頭的結(jié)構(gòu)和要求具有同類性。設(shè)備上的焊接接頭按受力狀態(tài)及所處的部位可分為A、B、C、D、E、F六類，其中A、B、C、D四類均為受壓殼體上直接承受壓力載荷的接頭；E類是非受壓元件與受壓殼體間的接頭，不承受壓力載荷；F類是受壓元件表面上的堆焊接頭，起耐磨或防腐蝕作用，一般不計(jì)入承壓厚度。68第68頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

69第69頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.2壓力容器焊接接頭的特點(diǎn)與設(shè)計(jì)要求4.2.1A、B類接頭壓力容器上的A、B類焊接接頭，主要是殼體上的縱、環(huán)向?qū)咏宇^，是受壓殼體上的主承力焊接接頭，這類接頭要求采用全焊透結(jié)構(gòu)，應(yīng)盡量采用雙面焊的全焊透對(duì)接接頭。如因結(jié)構(gòu)尺寸限制，只能從單面焊接時(shí)，也可采用單面坡口的接頭，但必須保證能形成相當(dāng)于雙面焊的全焊透對(duì)接接頭。為此，采用氬弧焊之類的焊接工藝完成全熔透的打底焊道，或在焊縫背面加襯板來(lái)確保焊縫根部完全熔透或成形良好。70第70頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

當(dāng)對(duì)接接頭兩側(cè)壁厚不等且厚度差大于較薄殼壁厚度的1/4或3mm時(shí)，則應(yīng)將較厚殼壁接頭邊緣削薄，其斜度至少為1：3。71第71頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月為避免相鄰焊接接頭焊接殘余應(yīng)力的疊加和熱影響區(qū)的重疊，壓力容器上的A類或B類接頭之間的距離至少應(yīng)為壁厚的3倍，且不小于100mm。同時(shí)不應(yīng)采用十字焊縫，且A、B類接頭及其附近不得開(kāi)設(shè)管孔。若因管子密集必須開(kāi)在A、B類接頭上時(shí)，則要求開(kāi)孔部位焊縫作100%射線或超聲波探傷，對(duì)超標(biāo)缺陷妥善處理后再焊接接管。容器筒身和封頭上的A、B類接頭均應(yīng)布置在不直接受局部彎曲應(yīng)力作用的部位。若受壓部件在載荷作用下發(fā)生彎曲而使焊縫根部受到彎曲應(yīng)力作用，則不應(yīng)采用單面對(duì)接接頭或直角填充焊縫。72第72頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

A、B類對(duì)接接頭均應(yīng)按GB150的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行局部或全部射線或超聲波探傷檢查。其中A類接頭中的圓筒縱焊縫還應(yīng)按GB150的要求作焊接試板，作為焊接質(zhì)量的實(shí)際見(jiàn)證，而B(niǎo)類接頭則一般不作焊接試板。73第73頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.2.2C類接頭

C類接頭以用于法蘭與筒身或接管的連接為最多。法蘭的厚度是按所加彎矩進(jìn)行剛度和強(qiáng)度計(jì)算確定的，因此比殼體或接管的壁厚大得多。對(duì)于這類接頭不必要求采用全焊透結(jié)構(gòu)形式，而允許采用局部焊透的T形接頭，低壓容器中的小直徑法蘭甚至可采用不開(kāi)坡口的角焊縫連接，但必須在法蘭內(nèi)外兩面進(jìn)行封焊，這樣既可防止法蘭的焊接變形，又可保證法蘭所要求的剛度。74第74頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

對(duì)于平封頭，管板與筒身相接的C類接頭，因工作應(yīng)力較高，應(yīng)力狀態(tài)較復(fù)雜，應(yīng)采用全焊透角接接頭或?qū)咏宇^，并提出探傷要求，搭接、角接焊縫不采用。為減小角焊縫趾部位的應(yīng)力集中，角焊縫表面可按要求加工成圓角、圓角半徑最小為0.25倍圓筒殼或接管壁厚，且不小于4.5mm。75第75頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.2.3D類接頭在壓力容器和鍋爐等過(guò)程設(shè)備中，D類接頭主要是接管與殼體和補(bǔ)強(qiáng)圈與殼體間的連接焊縫，其受力狀況差，且較A、B類接頭復(fù)雜，在載荷作用下會(huì)產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中。在壁厚較大時(shí)，D類接頭的拘束度相當(dāng)大，故焊接殘余應(yīng)力亦較大，易產(chǎn)生裂紋之類的缺陷，對(duì)于承受交變載荷的壓力容器、低溫壓力容器、厚壁壓力容器和高強(qiáng)鋼制壓力容器的不利影響更為顯著。一般情況下，開(kāi)孔直徑越大，對(duì)容器安全性的不利影響也越大，而且接管與殼體的連接結(jié)構(gòu)不同，其不利影響程度也不同。76第76頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月壓力容器中常見(jiàn)的D類接頭形式有插入式接管T形接頭，安放式接管和凸緣的角接接頭等。其中插入式接管T形接頭又分為帶補(bǔ)強(qiáng)圈和不常補(bǔ)強(qiáng)圈T形接頭等形式。77第77頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

長(zhǎng)期的使用經(jīng)驗(yàn)證明，在各種插入的接管接頭中，全焊透的插入式接管T形接頭工作可靠性最好，使用壽命最長(zhǎng)。這種結(jié)構(gòu)便于進(jìn)行超聲波探傷，可以對(duì)接頭的焊接質(zhì)量進(jìn)行有效控制，設(shè)計(jì)時(shí)若恰當(dāng)?shù)夭捎煤癖诮庸埽菇宇^在滿足強(qiáng)度要求的同時(shí)具有一定的柔性，減小拘束度，則接頭的應(yīng)力集中系數(shù)會(huì)進(jìn)一步降低，從而使其工作可靠性更好。78第78頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

溫度和壓力較高容器、低溫壓力容器和承受交變載荷與具有急劇溫度梯度的壓力容器，以及低合金高強(qiáng)度鋼制容器上直徑大于100mm的接管，通常均采用這種全焊透T形接頭。對(duì)于承受疲勞載荷、低溫和抗拉強(qiáng)度σb＞540MPa的鋼制壓力容器，應(yīng)將接管端部?jī)?nèi)棱角和外表面角焊縫加工成圓角，以便進(jìn)一步降低應(yīng)力集中系數(shù)。79第79頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.3壓力容器焊接接頭坡口設(shè)計(jì)

壓力容器和鍋爐等設(shè)備中的焊接接頭焊縫，當(dāng)壁厚較大時(shí)均應(yīng)開(kāi)設(shè)坡口。其目的是為了使焊縫全部焊透和減小或避免焊接缺陷，保證焊接質(zhì)量，常用對(duì)接接頭坡口型式有：不開(kāi)坡口、V形坡口、U型坡口、X型坡口、雙U形坡口。坡口主要結(jié)構(gòu)參數(shù)有坡口角度α，鈍邊高度p和根部間隙b等。80第80頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

其中α的作用是使焊條或焊絲便于伸到坡口底部并作必要的擺動(dòng)和偏移，以便獲得良好的熔合，便于脫渣和清渣；鈍邊p的作用是防止燒穿和熔化金屬流失；間隙b是為了保證焊透。坡口的形狀和尺寸與焊接方法、焊接位置、焊件厚度、焊透要求、焊接變形的大小以及生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)等因素有關(guān)。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)全面考慮這些因素，設(shè)計(jì)或選擇適宜的坡口形狀和尺寸。81第81頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

4.3.1坡口形狀和尺寸的主要影響因素（1）單就操作而言，坡口越小，耗用焊接材料越小，生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益越高。（2）焊接方法首先決定是否需要開(kāi)坡口。（3）在焊接方法一定時(shí)，坡口的形狀和尺寸主要決定于板厚的大小。（4）焊件的材料不同，對(duì)坡口的形狀和尺寸要求也有差異。82第82頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

4.3.2坡口形狀與尺寸的設(shè)計(jì)焊接接頭坡口的設(shè)計(jì)或選擇，主要考慮的原則是：保證焊透；坡口易于加工；盡量節(jié)省填充金屬，提高焊接生產(chǎn)效率；焊件產(chǎn)生的變形和殘余應(yīng)力盡可能地小。對(duì)于低碳鋼和低合金鋼制壓力容器等過(guò)程設(shè)備的各種焊接接頭，其手工電弧焊、氣體保護(hù)焊和埋弧自動(dòng)焊的坡口形式及尺寸，可詳見(jiàn)GB985、GB986、GB150附錄J。83第83頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

盡管不同條件時(shí)的坡口形狀和尺寸有所差異，但選用所遵循的原則是一致的。（1）I形坡口。（2）單面V形坡口。（3）X形坡口。（4）U形坡口。（5）雙U形坡口。84第84頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5.焊接材料及選擇85第85頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5.1焊接過(guò)程對(duì)焊接材料的要求（1）限制空氣侵入焊接區(qū)。（2）保證焊縫合理的化學(xué)成分。86第86頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5.2手工電弧焊條5.2.1.1碳鋼與低合金鋼焊條型號(hào)這類型號(hào)包括碳鋼、低合金高強(qiáng)度鋼和鉻鉬耐熱鋼用焊條。碳鋼焊條型號(hào)的基本形式為E××××。5.2.1焊條的型號(hào)87第87頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月其中：E表示焊條，第1、2位數(shù)字表示熔敷金屬最低抗拉強(qiáng)度（kgf/mm2）第三位數(shù)字表示焊接位置，“0”或“1”表示適用于全位置焊接，第3、4位組合表示藥皮類型與電源要求。88第88頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

89第89頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5.2.1.2不銹鋼焊條型號(hào)不銹鋼包括鉻不銹鋼和鉻鎳奧氏體不銹鋼等。其焊條型號(hào)基本形式為E××××-××，其中E×××為化學(xué)成分類別編號(hào)，大多為三位數(shù)，首位為“3”者代表鉻鎳奧氏體不銹鋼，首位為“4”者代表鉻不銹鋼；第4位數(shù)字為特殊要求代號(hào)字母或元素符號(hào)，最后兩位數(shù)字表示藥皮類型與電源要求，“15”表示堿性藥皮，限用直流反接，“16”表示藥皮為堿性或酸性，交、直流均可。90第90頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

91第91頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5.2.2焊條的牌號(hào)焊條牌條的基本形式是“××××”，首位是一個(gè)漢語(yǔ)拼音字母或漢字，其后三位是數(shù)字。在后三位數(shù)字中，前兩位表示各大類中的若干小類，其含義依大類而不同；第三位數(shù)字表示各種焊條牌號(hào)的藥皮類型及焊接電源。對(duì)于具有特殊性能要求和用途的焊條，牌號(hào)數(shù)字末尾還附有起主要作用的元素符號(hào)或字母，祥見(jiàn)表。92第92頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

93第93頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

94第94頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5.2.2.1結(jié)構(gòu)鋼焊條結(jié)構(gòu)鋼焊條牌號(hào)是指用于碳鋼及低合金高強(qiáng)度鋼的焊條，其基本表示形式為J(結(jié))×××，字母“J”表示結(jié)構(gòu)鋼焊條，中間兩位數(shù)字有示熔敷金屬的最低抗拉強(qiáng)度。95第95頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5.2.2.2鉻鉬耐熱鋼焊條96第96頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

5.2.2.3不銹鋼焊條97第97頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

98第98頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5.3焊劑焊劑是具有一定粒度的顆粒狀物質(zhì)，焊接時(shí)能夠熔化形成熔渣和氣體，是埋弧焊和電渣焊不可缺少的焊接材料。在焊接過(guò)程中，焊劑的作用相當(dāng)于焊條藥皮，熔化形成熔渣，對(duì)焊接熔池起保護(hù)、冶金處理和改善焊接工藝性能的作用，燒結(jié)焊劑還具有滲合金作用，焊劑與焊絲相組合，即為埋弧焊和電渣焊所需的焊接材料。99第99頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

焊劑的焊接工藝性能和化學(xué)冶金性能是決定焊縫金屬化學(xué)成分和性能的主要因素之一，采用同樣的焊絲和同樣的焊接參數(shù)，而配用的焊劑不同，所得焊縫的性能將有很大的差別。一種焊絲可與多種焊劑合理組合，無(wú)論是在低碳鋼還是在低合金鋼上都有這種合理的組合。100第100頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5.3.1焊劑的分類5.3.1.1按制造方法分類:（1）熔煉焊劑（2）非熔煉焊劑

101第101頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

5.3.1.2按化學(xué)成分分類（1）按SiO2含量分為：高硅焊劑，SiO2>30%；中硅焊劑，SiO2=10~30%；低硅焊劑，SiO2<10%；無(wú)硅焊劑。（2）按MnO含量分為：高錳焊劑，MnO>30%，中錳焊劑，MnO=15~30%；低錳焊劑，MnO=2~15%；無(wú)錳焊劑，MnO<2%（3）按CaF2>30%，高氟焊劑，CaF2>30%，中氟劑,CaF2=10~30%；低氟焊劑；CaF2<10%。102第102頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

5.3.1.3根據(jù)焊劑氧化性的強(qiáng)弱分類（1）氧化性焊劑（2）弱氧化性焊劑（3）惰性焊劑（或稱中性焊劑）5.3.1.4按熔渣的堿度分類（1）酸性焊劑（B<1.0）（2）中性焊劑(B=1.0~1.5)（3）堿性焊劑(B>1.5)103第103頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5.3.2焊劑的牌號(hào)5.3.2.1熔煉焊劑牌號(hào)牌號(hào)表示形式為“HJ×××”，其中“HJ”表示埋弧焊和電渣焊用熔煉焊劑；其后的第一位數(shù)字表示焊劑中MnO的含量，共4個(gè)數(shù)字（即1、2、3、4）。第二位數(shù)字表示焊劑中SiO，CaF2的含量（用1~8數(shù)字分別表示）。9表示其他。第三位數(shù)字表示同一類型熔煉焊劑的不同牌號(hào)序列號(hào)。若在第三位數(shù)字后加有“x”，則表示是顆粒焊劑。104第104頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

如：HJ431105第105頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

5.3.2.2燒結(jié)焊劑牌號(hào)其表示形式為“SJ×××”，其中“SJ”表示埋弧焊用燒結(jié)焊劑，其中后第一位數(shù)字表示熔渣的渣系組成（用1~6數(shù)字分別表示）。第二、三位數(shù)字表示該渣系焊劑的牌號(hào)序，按01~09編排。如：SJ402106第106頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5.3.3燒結(jié)焊劑與熔練焊劑的比較熔練焊劑是我國(guó)生產(chǎn)和應(yīng)用最多的焊劑，近年燒結(jié)焊劑也得到發(fā)展和應(yīng)用，與熔煉焊劑比較，燒結(jié)焊劑有許多優(yōu)點(diǎn)。（1）在燒結(jié)焊劑里可以加脫氧劑，脫氧充分，而熔煉焊劑不能加脫氧劑。（2）燒結(jié)焊劑可以加合金劑，合金化作用強(qiáng)。用普通的低碳鋼焊絲配合適當(dāng)?shù)暮竸┛梢苑奖愕貙?duì)焊縫金屬合金化。而熔煉焊劑只能配一定成分的焊絲才能對(duì)焊縫金屬合金化。107第107頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（3）燒結(jié)焊劑的堿度調(diào)節(jié)范圍較大，當(dāng)焊劑堿度大于3時(shí)，仍可具有較好的焊接工藝性能，采用高堿度的焊劑有利于獲得高韌性的焊縫。燒結(jié)焊劑比熔煉焊劑具有更好的抗銹、抗氣孔能力。但燒結(jié)焊劑與熔煉焊劑相比還存在以下缺點(diǎn)，焊接工藝參數(shù)變化會(huì)影響到焊劑的熔化量，致使焊縫金屬的成分因此而出現(xiàn)波動(dòng)；燒結(jié)焊劑的吸潮性較大，容易增加焊縫的含氫量，其存放條件及焊前烘干的要求此熔煉焊劑嚴(yán)格。108第108頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5.4焊接用保護(hù)氣體5.4.1保護(hù)氣體的類別與特性常用的保護(hù)氣體有以下幾類：（1）惰性氣體（2）強(qiáng)氧化性氣體（3）弱氧化性氣體（4）混合氣體109第109頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

5.4.2保護(hù)氣體的適用范圍110第110頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

111第111頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5.5焊絲焊絲與焊劑或保護(hù)氣體配用，起導(dǎo)電和填充焊縫金屬的作用，對(duì)焊縫金屬的成分有決定性影響。按照適用的焊接方法，焊絲可分為埋弧自動(dòng)焊焊絲、電渣焊焊絲、CO2焊焊絲和氣焊焊絲等；按被焊材料的不同，可分為碳鋼焊絲、低合金鋼焊絲、不銹鋼焊絲、鑄鐵焊絲和有色金屬焊絲等；按制造方法與焊絲的形狀，可分為實(shí)心焊絲和藥心焊絲。112第112頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

實(shí)心焊絲是目前最常用的焊絲，系熱軋線材經(jīng)拉拔加工而成。為了防止生銹，須對(duì)焊絲（除不銹鋼焊絲外）表面進(jìn)行特殊處理。目前主要是鍍銅處理，包括電鍍、浸銅及化學(xué)鍍銅處理等。實(shí)心焊絲主要有碳鋼、低合金鋼、耐熱鋼和不銹鋼焊絲，廣泛用于埋弧焊、電渣焊、CO2氣體保護(hù)焊、氬弧焊、氣焊等。

113第113頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

實(shí)心焊絲的牌號(hào)以“H×××…”表示。其中“H”表示焊接用實(shí)心焊絲；其后的一位或兩位數(shù)字表示含碳量；再后是合金元素及其含量，含量以百分?jǐn)?shù)整數(shù)標(biāo)注，不足1%時(shí)省略。末尾標(biāo)有“A”時(shí)表示優(yōu)質(zhì)，其S.、P≤0.03%；標(biāo)有“E”時(shí)為高級(jí)優(yōu)質(zhì)，其S.、P含量更低。例如：114第114頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5.6焊接材料選用5.6.1焊接材料選用要點(diǎn)5.6.1.1焊條的選用原則（1）對(duì)于用低碳鋼及普通低合金鋼焊接的承壓過(guò)程設(shè)備，一般按等強(qiáng)度原則，使焊縫金屬的強(qiáng)度與母材相等或相近。（2）對(duì)于低碳鋼與普通低合金鋼，或普通低合金鋼與普通低合金鋼之間的異種鋼焊接接頭，一般選用與強(qiáng)度等級(jí)較低的鋼相應(yīng)的焊條。115第115頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（3）對(duì)同一強(qiáng)度等級(jí)的酸性焊條或堿性焊條的選用，主要取決于焊接件的結(jié)構(gòu)形狀（簡(jiǎn)單或復(fù)雜）、鋼板厚度（剛性小或大）、工作條件（靜載荷或動(dòng)載荷）和鋼材的抗裂性能等方面。（4）對(duì)于承受高溫或腐蝕的耐熱鋼和不銹鋼，鋼中合金元素對(duì)其耐熱和腐蝕性起決定性作用。故這類鋼在選擇焊條時(shí)，應(yīng)以等成分原則為主，使焊縫金屬的主要合金成分與母材相近或相同，以保證焊接接頭的特殊性能。由于工藝因素的考慮，奧氏體不銹鋼多選用酸性藥皮焊條。116第116頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

5.6.1.2埋弧焊與電渣焊與焊劑的選配原則在埋弧焊中，應(yīng)注意焊絲與焊劑中Mn、Si含量的適當(dāng)配合。若焊絲中Mn、Si含量較高，則應(yīng)選配Mn、Si含量低的焊劑；反之應(yīng)配用Mn、Si含量高的焊劑。（1）低碳鋼與低合金鋼選配（2）不銹鋼用焊絲與焊劑選配117第117頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

5.6.1.3氣體保護(hù)焊對(duì)焊絲的要求（1）鎢極氬弧焊（TIG）

TIG焊接有時(shí)不加填充焊絲，被焊母材熔化后直接連接起來(lái)，有時(shí)加填充焊絲。由于保護(hù)氣體為純Ar，無(wú)氧化性，焊絲熔化后成分基本不發(fā)生變化，所以焊絲成分即為焊縫成分。也有的采用母材成分作為焊絲成分，使焊縫成分與母材一致。TIG焊時(shí)焊接線能量小，焊接強(qiáng)度和塑、韌性良好，容易滿足使用性能要求。

118第118頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

（2）熔化極氬弧焊（MIG）和活性氣體保護(hù)焊（MAG）MIG方法主要用于焊接不銹鋼等高合金鋼。為了改善電弧特性，在Ar氣中加入適量O2或CO2，即成為MAG方法。焊接低合金鋼時(shí)，采用Ar+5%CO2可提高焊縫的抗氣孔能力。但焊接超低碳不銹鋼時(shí)不能采用Ar+5%CO2混合氣體，只能采用Ar+%CO2混合氣體，以防止焊縫增碳。目前低合金鋼的MIG焊接正在逐步被Ar+2%CO2的MAG焊接所取代。

119第119頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

MAG焊接時(shí)由于保護(hù)氣體有一定的氧化性，應(yīng)適當(dāng)提高焊絲中Si、Mn等脫氧元素的含量，其它成分可以與母材一致，也可以有所差別，焊接高強(qiáng)鋼時(shí)，焊縫中C的含量通常低于母材，Mn的含量則應(yīng)高于母材，這不僅為了脫氧也是焊縫合金成分的要求。為了改善低溫韌度，焊縫中Si的含量不宜過(guò)高。

120第120頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

（3）CO2焊焊絲CO2是活性氣體，主要用于焊低碳鋼與低合金鋼。由于具有較強(qiáng)的氧化性，因此CO2焊所用焊絲必須含有較高的Mn、Si等脫氧元素。CO2焊通常采用C-Mn-Si系焊絲，如H08MnSiA、H08Mn2SiA、H04Mn2SiA等。CO2焊焊絲直徑一般是0.8、1.0、1.2、1.6、2.0mm等。焊絲直徑≤1.2mm屬于細(xì)絲CO2焊，焊絲直徑≥1.6mm屬于粗絲CO2焊。121第121頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

H08Mn2SiA焊絲是一種廣泛應(yīng)用的CO2焊焊絲，它有較好的工藝性能，適合于焊接500MPa級(jí)以下的低合金鋼。對(duì)于強(qiáng)度級(jí)別要求更高的鋼種，應(yīng)采用焊絲成分中含有Mo元素的H10MnSiMo等牌號(hào)的焊絲。122第122頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

5.6.2常用鋼焊接材料選用123第123頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

序號(hào)適用鋼種手工焊條自動(dòng)埋弧焊電渣焊氣體保護(hù)焊氣焊焊絲國(guó)際型號(hào)統(tǒng)一牌號(hào)焊絲焊劑焊絲焊劑焊絲保護(hù)氣體1Q235-A,FQ235-A1020E4303E4315J422①J427H08AHJ431H10MnH10MnSiHJ431H08Mn2SiH10MnSiH05MnSiAlTiZrCO2Ar+CO2ArH08MnA220R20gE4303E4315J422J427H08MnA316MnR16MngE5015J507H10Mn2②HJ431H08Mn2Si③H10MnMoH08Mn2SiH05MnSiAlTiZrCO2Ar+CO2ArH10MnSiH08MnMoHJ250H10MnMo－415MnVR15MnVNR20MnMoE5515-G④J557H08MnMoHJ350H10MnMoH08Mn2SiH05MnSiAlTiZrCO2Ar+CO2ArH08Mn2Si513MnNiMoNbR18MnMoNbRE7015-D1J607⑤H08Mn2MoHJ350H10Mn2NiMo⑥H10Mn2MoHJ431H08Mn2SiMoCO2Ar+CO2－614MnMoVE7015-D2J707H08Mn2MoHJ350H10Mn2NiMo⑥HJ431H08Mn2SiMoCO2Ar+CO2－714MnMoVN（調(diào)質(zhì)處理）E8015J807H08Mn2NiMoHJ250H10Mn2NiMoVHJ431H08MnNiSiMoAr+CO2－812CrMoE5515-B1R207H10CrMoHJ350－－H08CrMnSiMoAr+CO2ArH10CrMo915CrMoRE5515-B2R307H12CrMoHJ350H12CrMoHJ431H08CrMnSiMoH05Cr1MoTiREAr+CO2ArH12CrMo1020CrMo12CrMoVE5515-B2-VR317H08CrMoVHJ350－－H05Cr1MoVTiREArH08CrMoVH08CrMnSiMoVAr+CO21121/4Cr1Mo(12Cr2Mo1)E6015-B3R407H10Cr3MoMnAHJ250+350（1：1）H10Cr3MoMnA－H05Cr2Mo1TiREAr－124第124頁(yè)，課件共132頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

序號(hào)適用鋼種手工焊條自動(dòng)埋弧焊電渣焊氣體保護(hù)焊氣焊焊絲國(guó)際型號(hào)統(tǒng)一牌號(hào)焊絲焊劑焊絲焊劑焊絲保護(hù)氣體1212CrMoWBV（鋼102）E5515-B3-WVBR347H08Cr2MoWVNiTiBHJ250－－H08Cr2MoWVTiBH10Cr2MnMoWVTiBArH08Cr2MoVTi13Cr5MoCr6SiMoE309Mo-16A312HCr5MoHJ250－－－－－140Cr131Cr132Cr13E410-15G207H0Cr14H0Cr18HJ260－－H0Cr14H0Cr18Ar－15Cr17(Cr17Ti)Cr17Mo2E430-16E430-15G302G307H0Cr18Mn2HJ260－－H0Cr18Mo2Ar－160Cr18Ni9E308-16A102H0Cr21Ni10HJ260－－H0Cr21Ni10Ar－1700Cr19Ni10E3081-16A002H00Cr21Ni10HJ260－－H00Cr21Ni10Ar－180Cr18Ni12Mo2TiE318-16A212H0Cr19Ni12Mo2HJ260－－H0Cr19Ni9Mo2Ar－190Cr18Ni10TiE347-16A132H0Cr20Ni10NbHJ260－－H0Cr20Ni10NbAr－200Cr19N