海工焊接經(jīng)驗分享

1、第一個問題：海工焊接中焊縫的要求。主要是余高、包角、焊趾過度、焊縫設(shè)計形式、全焊透焊縫焊接注意事項及焊接順序。（1）余高：余高主要對焊縫起到增加強度的作用，但是并不是余高越高越好，應(yīng)該控制在一個范圍內(nèi)，一般選在2-5mm 余高過高會引起焊縫橫向的不連續(xù)，在焊趾處引起應(yīng)力集中問題等。（2）包角：包角是所有焊接過程中最不應(yīng)該忽視的問題。一條焊縫是否焊接完成主要看包角包的是否合格和完美。包角包不好就會給這條焊縫的質(zhì)量留下隱患，一般包角會有氣孔、夾雜和未融合等缺陷，這就有可能引起焊縫從包角處出現(xiàn)裂紋進行擴散，引起焊縫縱向斷裂。（3）焊趾：焊趾是焊縫與母材的連接部位，一般情況下此處容易引起應(yīng)力集中，所以

2、海工焊縫焊接完畢后要對焊趾進行處理，一般式打磨過度等，也有用TIG熔修的。（3）焊縫形式：盡量采用減小收縮、減少引力集中的形式，可以適當?shù)淖冎本€焊縫為弧線焊縫等辦法。（4）全焊透：一般全焊透在海工項目中用于厚板、強度等級高的板材，當然此結(jié)構(gòu)部分屬于受力較大部分，一般全焊透焊縫容易引起缺陷，UT合格率下降。主要因為坡口形式不合理、焊工操作不當、反面清根不徹底以及碳刨坡口形式不合理造成的。（5）焊接順序：要根據(jù)結(jié)構(gòu)情況來確定，屬于現(xiàn)場經(jīng)驗類。有一個總體原則就是：盡量保持有自由端收縮、從中間向兩邊以及普通焊接中的一些方位順序（這個只要是做過焊接的都懂的，如果您不懂那就趕快看看書，我就不說了 呵呵 ）

3、 還希望大家積極發(fā)帖，提問、解答繼續(xù)交流！對于50的F級板在海工項目中用于厚板、強度等級高的板材，當然此結(jié)構(gòu)部分屬于受力較大部分，一般在焊縫立體交叉焊接節(jié)點處容易引起缺陷，主要受三項拉力，其中焊接應(yīng)力中主要為拉伸應(yīng)力的作用下容易產(chǎn)生裂紋。我個人認為主要應(yīng)考慮一下幾個方面;1、定位焊必須有足夠的長度和厚度，必要時應(yīng)開一定的坡口。2、定位焊時，為進一步增加縱縫端部位的拘束度，在縱縫終端部位的定位焊縫長度應(yīng)不小于100mm，并應(yīng)有足夠的焊縫厚度，且不得有裂紋、未熔合等缺陷。3、嚴格控制焊接熱輸入量；焊接過程中必須嚴格控制焊接熱輸入量，這不僅是為了確保焊接接頭力學性能的需要，而且對防止裂紋的產(chǎn)生有著十

4、分重要的作用。焊接電流的大小對三項力有很大的影響，因為焊接電流的大小直接與溫度場和焊接熱輸入量相關(guān)。4、嚴格控制熔池形狀及焊縫成形系數(shù)。隨著海洋事業(yè)的發(fā)展，海洋石油開發(fā)逐漸由淺海向深海發(fā)展，由溫暖海區(qū)向低溫寒冷海區(qū)發(fā)展。海洋平臺要經(jīng)受各種氣候條件和風浪的襲擊，遭受海水的腐蝕，工作環(huán)境非?？量?。其次，結(jié)構(gòu)大型化趨勢顯著，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，焊接工作量大，節(jié)點焊接本來就很困難，加之應(yīng)力集中程度高，其結(jié)構(gòu)處于更危險的狀態(tài)，且隨著結(jié)構(gòu)大型化，導(dǎo)致構(gòu)件厚度增加，其破壞的危險性也就愈來愈大，因此在海洋平臺修理時，對結(jié)構(gòu)焊接的要求也越來越高。下面根據(jù)我司修理“南海2號”“南海5號 “南海6號 等海洋平臺結(jié)構(gòu)修理的成功

5、經(jīng)驗，總結(jié)其結(jié)構(gòu)修理時的焊接要求和焊接方法如下，以供同行參考使用。一、海洋平臺結(jié)構(gòu)焊接的特點1 為了防止冷裂縫和提高熱影響區(qū)的韌性，多采用低氫型和超低氫型堿性焊條。2 焊接熱量輸入通常限制在4050kJera的范圍，以確保焊接接頭的韌性和抗脆斷性。3 厚板焊件，一般焊前需預(yù)熱，以防止裂紋發(fā)生。4 管節(jié)點和關(guān)鍵部件焊后還需要進行熱處理，以消除焊接殘余應(yīng)力。5 管件桁架結(jié)構(gòu)大多采用全位置、全熔透、多層多道手工焊接。6 承受交變應(yīng)力的管節(jié)點和關(guān)鍵構(gòu)件的角焊縫還需磨修或熔修，以修整焊縫和消除表面缺陷，減少應(yīng)力集中，提高疲勞壽命。二 對焊縫金屬和焊接接頭的性能要求1 韌性衡準材料韌性的指標主要是夏比V型

6、缺口沖擊韌性值。2 硬度限制熱影響區(qū)最高硬度，不僅是為了防止焊接冷裂紋的發(fā)生，也是為了防止氫致應(yīng)力腐蝕開裂。降低焊縫熱影響區(qū)硬度的主要措施是選擇較高的焊接熱輸入量，采用回火焊道和選用碳當量較低的材料。3 疲勞由結(jié)構(gòu)特點和焊接成形引起的應(yīng)力集中，是影響焊接接頭疲勞壽命的重要因素，特殊構(gòu)件的角焊縫對其形狀和缺陷必須侈整。并與母材表面光滑過渡。4 腐蝕為了避免焊縫金屬的腐蝕。在焊接材料的選取上。應(yīng)使焊縫金屬的電極電位正于母材金屬和過熱區(qū)。焊后熱處理對減輕腐蝕也有好處。采用碳當量較低的鋼材。（明天待續(xù)）三海洋平臺結(jié)構(gòu)焊接材料的選擇根據(jù)平臺構(gòu)件的用鋼等級和平臺設(shè)計要求。選用與之相匹配的焊條或焊絲和焊；f

7、嚏。焊后焊縫金屬和焊接接頭的性能與母材的性能基本一樣。能阻止焊縫和熱影響區(qū)焊接裂紋的發(fā)生和擴展。不致發(fā)生脆斷和疲勞。選擇焊接材料。要考慮發(fā)生裂紋的可能性。約束度高、應(yīng)力集中高的部件。選用塑性韌性好的低氫堿性焊條和韌性高的焊絲和堿性焊劑。Z向鋼的焊接選用低氫型和超低氫型焊接材料。焊接材料還要根據(jù)平臺構(gòu)件類別不同。分別選用不同級別的材料。次要構(gòu)件選用普通結(jié)構(gòu)鋼焊條。如J422、J423等；主要構(gòu)件選用相應(yīng)級別的低氫型堿性焊條。如J427、J5o7等；對于特殊構(gòu)件。一定要用相應(yīng)等級的低氫型或超低氫型堿性焊接材料。以防止冷裂紋和提高焊縫金屬和焊接頭的韌性。四海洋平臺結(jié)構(gòu)焊接前的準備工作1 焊接工藝認可

8、焊接工藝規(guī)程是根據(jù)焊接工藝合格記錄制定的規(guī)程。是對初步焊接工藝規(guī)程的修正。焊接工藝規(guī)程應(yīng)包括下列內(nèi)容：(1)鋼材等級和尺寸；(2)焊接材料(焊條、焊絲、焊劑)等級、牌號及規(guī)格；(3)焊接方法；(4)接頭、坡口的設(shè)計及公差要求；(5)焊接位置。包括平焊、橫焊、立焊、仰焊等；(6)焊接順序；(7)焊接參數(shù)。包括焊接電漉、電弧、電壓、焊接速度和熱量輸入范圍；(8)焊前預(yù)熱和層間溫度；(9)焊后熱處理參數(shù)。2 焊工與無損檢測人員認可參加管接點焊縫焊接韻工人。要經(jīng)過專門的考試認可。現(xiàn)場焊接管節(jié)點的焊工需取得6GR位置合格性考試認可。3 焊前工藝準備(1)焊件和裝配；(2)焊縫坡口；(3)焊前預(yù)熱：為緩和

9、焊接應(yīng)力。降低焊縫擴散氫含量。減少裂紋發(fā)生幾率。焊前對大厚度焊件、約束度高的焊件以及平臺特殊構(gòu)件要進行預(yù)熱。預(yù)熱溫度通常在100Cl5O 之間。五 常用的焊接方法I 手工電弧焊2 埋弧自動焊3 藥芯焊絲電弧焊六 施焊工藝l焊接環(huán)境和施焊條件平臺焊接工作在具有防風、防雨雪的遮蔽條件下進行，特別是在露天進行氣體保護焊時，一定要有防風措施。施焊時的環(huán)境溫度不得低于經(jīng)批準的焊接工藝認可試驗所規(guī)定的最低溫度，風速一般不得超過5級，相對濕度不得大于90 。遇有下列情形之一時，焊接前應(yīng)預(yù)熱，預(yù)熱溫度應(yīng)與認可的焊接工藝一致(1)焊接高強度鋼，特別是淬火圓鋼，厚橫截面鋼材或承受高約束的鋼材；(2)高濕度條件下；

10、(3)鋼材的溫度低于O 。2對接縫和焊接坡口海上設(shè)施結(jié)構(gòu)的對接縫一般應(yīng)全焊透，對厚度超過6ram的對接全焊透焊縫，為保證全都厚度充分焊透，需將焊件連接邊緣加工成坡口形狀，并采用多層、多道單面或雙面焊。坡口的形式有U塑和X型。3多層多道焊平臺結(jié)構(gòu)焊接，許多構(gòu)件需采用多層、多道焊。4角焊縫大厚度板全熔透角焊縫，焊接應(yīng)力高，應(yīng)力集中嚴重。為減少應(yīng)力集中，要求角焊縫表面成為凹面形，并平滑地向母材表面過渡。對特殊構(gòu)件(關(guān)鍵構(gòu)件)的角焊縫施焊時，焊工應(yīng)仔細地焊成凹面形，并要求修整加工。（明天待續(xù)）第四講 接上期七導(dǎo)管架管節(jié)點圓管和相貫線的節(jié)點焊接節(jié)點圓管和相貫線焊縫應(yīng)分別采用封底焊條、填充焊條和蓋面焊條進

11、行焊接。焊接材料用與母材強度和韌性等級相匹配的低氫塑或超低氫型堿性焊條，焊條直徑根據(jù)焊件厚度和焊接層次加以選擇，其中蓋面焊宜用小直徑焊條，以改善節(jié)點的抗疲勞性能。八焊后工藝處理焊后工藝處理主要是指焊縫修整、缺陷修補和焊后熱處理。焊后工藝處理的目的是提高焊縫金屬和焊接接頭的韌性和疲勞強度。九焊接檢驗應(yīng)對海上設(shè)施結(jié)構(gòu)焊接作業(yè)實施全程質(zhì)量監(jiān)控，要有專職檢驗人員按照認可的建造檢驗工藝和質(zhì)量控制工藝對結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量進行檢驗，嚴格執(zhí)行三級檢驗制度，即自檢、互檢和專檢，檢驗范圍包括過程檢驗和完工檢驗，待全部合格后報驗船師檢驗和船東認可。l 過程檢驗和控制(1)燒低氫焊條時，焊工在領(lǐng)取焊條前一定要帶保溫筒，而且

12、保溫筒在使用時一定要接上電源。任何焊工不得隨意將不是從烘箱中領(lǐng)取的焊條放入保溫筒內(nèi)，焊工在一天的工作結(jié)束后必須及時將保溫筒內(nèi)剩余的焊條放進烘箱內(nèi)。(2)每個焊工在施焊前要帶好錘子、鋼絲刷或風鏟等必備工具，而且要檢查電源線的連接是否牢固，檢查施工區(qū)域的環(huán)境衛(wèi)生及風力和風向，并采取一定的預(yù)防措施，這是保證焊縫質(zhì)量的前提條件。(3)進行打底焊時，施工人員要非常認真，不能因為反面要氣刨而大意，實際上對于焊縫質(zhì)量的好壞，打底焊的質(zhì)量起著非常重要的作用。(4)對于對接焊和全焊透的角焊縫，在焊接之前要進行50 一l00 預(yù)熱，且在多層多道焊時，每道焊縫層間溫度要控制在l00 一150之間，每條焊縫要盡量一次

13、性連接不斷地焊完，不能因為外界因素影響而間歇進行操作，這樣才能保證層間溫度。(5)在多層多道焊時，下一道焊縫焊接之前要對前一道焊縫進行敲渣和適量的打磨并進行100 目檢，在確保沒有任何缺陷后才能進行下一道焊縫的焊接工作，否則要及時消除缺陷才能繼續(xù)焊接。(6)嚴格按工藝要求的焊接順序進行焊接，以便最大限度地減少焊接應(yīng)力和焊接變形。(7)所有對接焊縫和全焊透角焊縫背面都要進行碳刨，碳刨深度一般為5ram左右，對于有缺陷的部分可以適當刨深到消除缺陷為止。碳刨后不能馬上進行打磨，必須100 目檢發(fā)現(xiàn)無缺陷后才能進行打磨工作，否則要進行消除缺陷的處理。2 完工檢驗(1)外觀檢驗 焊接完成48小時后，在清

14、除表面焊渣不涂防銹漆的狀態(tài)下，外觀經(jīng)專檢合格后報驗船師和船東檢驗。(2)焊縫無損檢測無損探傷一般應(yīng)在焊后48小時進行，當焊件被要求做焊后熱處理時，無損探傷應(yīng)在熱處理后進行無損檢測的范圍應(yīng)包括：A 對接焊縫；B 全焊透的K、T、Y型節(jié)點焊縫；C 部分焊透的K、T、Y型節(jié)點焊縫或填角焊縫。海洋工程鋼結(jié)構(gòu)常用的無損檢測方法有：射線檢測、超聲波檢測和磁粉檢測。（完）下行焊焊接，是在焊接薄板控制變形的最好的一種焊接方法。該工藝的特點是生產(chǎn)效率高、焊接質(zhì)量好，與焊條電弧向上焊相比可提高工效2倍以上。特別是CO2焊接的效率就更高了。采用此工藝方法，必須要有一定的工藝文件作支撐才可以。第五講 樁腿制造中的焊接

15、難點及尺寸精度控制（一）樁腿及樁靴所用的材料中很多為屈服強度是500兆帕級的超高強鋼，而齒條等部位為E500，不僅屈服強度高，而且要確保-40的低溫沖擊性能，這給焊接帶來很大的難題，也使得焊接工藝的認可試驗難上加難。在焊接工藝認可試驗前的模擬試驗中，通過鋼的供貨狀態(tài)（調(diào)質(zhì)狀態(tài)）,我們分析了下列焊接時易出現(xiàn)的問題：1. 裂紋(1)據(jù)化學成分計算得到鋼的碳當量：（CE=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15 ）。結(jié)果是CE的值為0.40-0.41，這說明存在著很強的淬硬傾向，鋼中的淬硬傾向越大，越容易產(chǎn)生裂紋。一方面，鋼淬硬之后形成脆硬的馬氏體組織，從金屬的強度理論可以知道，馬

16、氏體是一種脆硬的組織，發(fā)生斷裂時只需消耗較低的能量，因此，焊接接頭有馬氏體存在時，裂紋易于形成和擴展。另一方面，鋼淬硬會形成更多的晶格缺陷，主要是空位和位錯。在應(yīng)力和熱力不平衡的條件下，空位和位錯都會發(fā)生移動和聚集，當它們的濃度達到一定的臨界值后，就會形成裂紋源。在應(yīng)力的繼續(xù)作用下，就會不斷的發(fā)生擴展而形成宏觀的裂紋。(2)氫也是引起焊接冷裂紋的重要因素之一，并且具有延遲的特性。尤其是殘余擴散氫的影響，即在較低溫度下（Ms點以下）才具有致裂作用的氫的影響。焊縫中氫的濃度達到一定值后，在應(yīng)力的作用下就會產(chǎn)生裂紋。一般情況下，氫致裂紋出現(xiàn)在熱影響區(qū)，但是焊接超高強度鋼時，由于焊縫的合金成分復(fù)雜，熱

17、影響區(qū)的組織轉(zhuǎn)變可能先于焊縫，此時氫就相反地從熱影響區(qū)向焊縫擴散，那么延遲裂紋就可能在焊縫上產(chǎn)生。(3)超高強鋼焊接時產(chǎn)生冷裂紋不僅取決于鋼的淬硬傾向和氫的有害作用，而且還決定于焊接接頭所處的應(yīng)力狀態(tài)，甚至在某些情況下，應(yīng)力狀態(tài)還起取決性的作用。焊接接頭所承受的拘束應(yīng)力還包括不均勻加熱及冷卻過程中所產(chǎn)生的熱應(yīng)力和金屬相變時產(chǎn)生的組織應(yīng)力。綜上所述，超高強度鋼焊接時，產(chǎn)生冷裂紋的機理在于鋼種淬硬之后，受氫的誘發(fā)和促進使之脆化，在拘束應(yīng)力的作用下形成了裂紋。2. 晶粒長大引起的沖擊韌性的下降經(jīng)分析，高強度鋼都存在一個韌性最佳的冷卻時間t8/5，t8/5 過小或過大都會使韌性下降。t8/5 過小時，

18、韌性下降的原因是由于全部得到了馬氏體，當t8/5增加時，引起脆化的原因除了奧氏體晶粒粗化引起的脆化外，主要原因是由于上貝氏體和塊狀的M-A組元。同時，這種鋼對線能量是非常敏感的，也就是說，線能量也是使沖擊韌性下降的一個重要因素。3. 熱影響區(qū)的軟化這是QT狀態(tài)供貨的這種高強度鋼的普遍存在的問題，對焊后不再進行調(diào)質(zhì)處理的低碳鋼來說尤為重要。強度級別越高，這問題越突出，尤其是我們所使用的500級的超高強度鋼。（二）針對以上的問題我們進行了綜合分析，解決方法是：1. 焊前預(yù)熱通過預(yù)熱來降低馬氏體轉(zhuǎn)變時的冷卻速度，同時通過馬氏體的“自回火”作用來提高抗裂性。但是預(yù)熱溫度不能過高，否則不僅對防止裂紋沒有

19、必要，而相反會使800-500的冷卻速度低于出現(xiàn)脆性混合組織的臨界冷卻速度，使焊接熱影響區(qū)的韌性大大降低。根據(jù)DNV的規(guī)范要求，預(yù)熱溫度的確定不僅要考慮碳當量CE值，還要考慮裂紋敏感系數(shù) Pcm值（Pcm=C+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B）及焊件的厚度之和Tcomb。 當焊接件的厚度之和Tcomb70mm時，如果Pcm0.26, CE0.41, 預(yù)熱溫度要求最小100，最高可達175。這種預(yù)熱溫度下，工人的操作條件極差，致使無法焊接。而且樁腿、樁靴部位的超高強鋼部分將在冬季施工，更加大了裂紋傾向；當Pcm0.26, CE0.41時，如果Tcomb75mm，

20、一般不預(yù)熱；如果Tcomb75mm，預(yù)熱溫度不小于75。通過分析及討論厚度的覆蓋情況，我們選用厚度為40mm的，級別為E500的鋼板作試件，這樣一來，不僅給施焊帶來了方便，冷裂紋也比較好控制。2. 選擇適當?shù)暮附硬牧蠚涑藖碓从诤附硬牧系乃荩讣驴谔幍蔫F銹、油污以及環(huán)境濕度等因素以外，主要是焊接材料的含氫量。超高強度鋼的焊接需要使用含氫量為H10或H5的低氫焊接材料。這種材料很難找到，而且DNV規(guī)范要求又很嚴格，先后試驗了多種焊條及藥芯焊絲才得以確定。若用焊條修補缺陷時，必須使用含氫量為H5的超低氫焊條，且熱輸入大，效率低。最后確定采用效率高、焊后殘余應(yīng)力小的藥芯焊絲。3. 嚴格控制層間溫

21、度層間溫度起著與預(yù)熱同樣的作用。最小層間溫度為75，最大為200，也就是說，層間溫度最小控制在預(yù)熱溫度的下限，而最大層間溫度也不能過高。4. 線能量的控制為了確保立焊位置沖擊值在34J以上，其他位置在47J以上，我們選用小線能量的方法，也就是多層小焊道焊縫，這樣不僅可以使焊接熱影響區(qū)和焊縫金屬有較好的韌性，而且還可以減小焊接變形。根據(jù)經(jīng)驗，我們將最大線能量控制在21600J/cm。t8/5對于焊接接頭熔合線處最薄弱的粗晶區(qū)沖擊韌性的影響很大，如果控制在10秒-30秒之間，則熔合線處粗晶區(qū)能保證很好的沖擊韌性，甚至比母材還好。另外把每個焊道形狀及大小標在WPS上，實際生產(chǎn)中嚴格按其執(zhí)行。5. 焊

22、后熱處理這類鋼的合金化原理就是在低碳的基礎(chǔ)上通過加入多種提高淬透性的合金元素來保證獲得強度高、韌性好的低碳馬氏體和部分下貝氏體的混合組織。冷卻速度不能過快。我們選用的是焊后立即后熱，溫度為200，保溫2小時，隨后在空氣中冷卻下來。這樣做的目的是有利于氫的逸出，防止冷裂紋。(待續(xù)）（三）TIV-1是一個特殊的工程船，原因之一就是他的六條樁腿的尺寸精度比海洋平臺的要求高得多.為了克服尺寸精度控制的問題，通過與船東及設(shè)計公司協(xié)商，采取以下措施：1.間隙裝配焊接通常CO2藥芯焊采用陶瓷襯墊，裝配間隙為5-9mm，變形難于控制?，F(xiàn)在則采用3-4mm的鈍邊，彼此裝配間隙為零，焊一面，背面氣刨，這樣就使得收

23、縮量不超過0.3mm.2.不使用馬板，而是設(shè)計專用胎架施焊時如果使用馬板，則馬板必須為與焊件同等級材料，如果使用了馬板而不預(yù)熱，就容易產(chǎn)生裂紋。這樣一來，且不說提高了價格，馬板的預(yù)熱也成了大難題。雖然做焊接工藝認可實驗時可以做到，但是在實際生產(chǎn)中就很難做到。因此，我們設(shè)計了可調(diào)壓緊件、可調(diào)頂桿等方式的胎架，既解決了上述問題，又能使尺寸精度得以提高。3.采用合理的裝焊順序。根據(jù)我廠的生產(chǎn)能力，乃至全國范圍內(nèi)的生產(chǎn)設(shè)備情況，如果要做到先裝焊后切齒是非常困難的。不僅僅是因為裝焊后的切割，就裝配與焊接而言就很難達到所要求的精度。所以采用合理的裝焊順序，即先裝箱體后裝已切割好的齒條的方法，每一段都能使變

24、形量得到嚴格的控制，這樣整體精度就得以保證。為了提高試驗的成功率，針對每個位置、不同方法都先進行試驗前的試驗，做到及時發(fā)現(xiàn)問題，分析問題產(chǎn)生的原因，找到解決問題的措施。還有針對性地對焊工進行培訓(xùn)，提高焊工的素質(zhì)，尤其是3G（立焊）位置，如果焊絲的擺動不當，就容易造成夾渣等缺陷。只有這樣，我們的焊接工藝規(guī)程及焊接工藝合格試驗才圓滿地完成，為生產(chǎn)提供保障。第七講 海洋平臺雙相不銹鋼管線的焊接雙相不銹鋼管以其優(yōu)良的耐腐蝕、高強度和易于加工制造等優(yōu)異性能在海洋平臺應(yīng)用比較普遍。特別是它們對抗氯化物的侵蝕有很好的效果，最適合在富含氯離子的介質(zhì)中，以及某些酸介質(zhì)中使用，比如，在海洋采油平臺中，應(yīng)用于化學藥

25、劑注入系統(tǒng)。雙相不銹鋼的良好耐腐蝕性能是因為其具有鐵素體和奧氏體的混合結(jié)構(gòu)。正因為這種特異性能，使雙相不銹鋼的焊接工藝的要求不同于其他鋼材，本文以“東方11”項目為例，側(cè)重于雙相不銹鋼焊接的特殊方面，介紹雙相不銹鋼管線的焊接。2 焊接工藝評定海洋平臺管線焊接工藝一般采用ASME IX標準。設(shè)計焊接工藝之前，要了解平臺有哪些規(guī)格的管線，然后參考ASME IX QW一250條要求的工藝重要變素，確定采用哪些焊接方法，盡量采用有利于現(xiàn)場施工并且覆蓋范圍廣的焊接工藝。一般而言，用氬弧焊進行底道焊可獲得優(yōu)良的底邊成型；用手工電弧焊或埋弧自動焊填充可提高焊接效率，比較適合厚壁管材。進行焊接試件時，要按照工

26、藝要求嚴格控制焊接電流，電壓，焊接速度，保護氣體流量等，并做好記錄。按照ASNE IX QW一190標準，經(jīng)過外觀檢驗和無損探傷合格后，對試件焊接接頭進行力學性能試驗，比如拉伸(參考ASME QW一150)、冷彎(參考ASME QW一160)試驗、沖擊(參考ASME IXQW一170)等，對照材料所采用的標準，評定其力學性能。評定力學性能后，對焊縫金屬進行化學成分分析，確定焊縫金屬化學成分含量是否滿足材料標準要求。對于雙相不銹鋼的焊接工藝評定，還需要進行金相試驗和耐腐蝕性能試驗，才能證明焊接質(zhì)量是否達到要求。這就是雙相不銹鋼的特點，也是工藝評定的重點。雙相不銹鋼的鐵素體和奧氏體比例要與母材相近

27、才能保證比其他不銹鋼有更優(yōu)良的抗氯化物腐蝕性能，金相試驗就是通過金相分析確定焊縫鐵素體和奧氏體含量是否與母材相近。其程序是：焊接斷面經(jīng)過切割后取樣，取樣位置為焊縫頂部(即最后一道蓋面焊縫，距表面約lmm)焊縫中心、焊縫根部(距管件內(nèi)表面約lmm)、焊縫根部兩側(cè)的熱影響區(qū)、焊縫兩側(cè)母材；接著對樣品進行粗磨、細磨、拋光后，再進行浸蝕處理；最后在500倍顯微鏡下觀察其晶粒情況。對每一個樣品取20個視場進行觀察，觀察有沒有晶問碳化物和沉淀相的形成，測量鐵素體相的百分比。根據(jù)所測量到的鐵素體含量，按照ASTME562標準統(tǒng)計其平均值、標準偏差95cIRA 。所得的數(shù)據(jù)應(yīng)滿足雙相不銹鋼生產(chǎn)廠家推薦的要求。

28、下表為“東方11”項目一個雙相不銹鋼管的焊接工藝在上海交通大學焊接工程研究所進行鐵素體測試的試驗數(shù)據(jù)。耐腐蝕性能試驗用來驗證材料的耐腐蝕性能：在焊縫金屬取兩個試樣，尺寸為50mm25mmlOmm(當t1O時取板厚)。在10FeCl。6H O溶液、溫度222 C條件下浸漬24小時后取出。測量耐點蝕性能。要求在2O倍的放大鏡下沒有可見點蝕。重量損失不超過50gm 。具體方法和標準參見ASTM G48。3 焊工資質(zhì)考試依據(jù)認可的合格工藝。焊工資質(zhì)按照ASME IX第章進行焊接考試考試試件經(jīng)過外觀檢驗和現(xiàn)場拍片探傷合格后。焊工才具有相應(yīng)的資質(zhì)。具體考試辦法與其他鋼材類似，本文不再論述。4 現(xiàn)場焊接現(xiàn)場

29、焊接雙相不銹鋼除了嚴格按照認可的工藝控制焊接參數(shù)外，還要執(zhí)行下列焊接注意事項和技巧，才能保證現(xiàn)場的焊接質(zhì)量。(1)清理工具如鋼絲刷、刨錘等一律由雙相不銹鋼制成，打磨用的砂輪必須專用于磨雙相不銹鋼。不能讓雙相不銹鋼與鋼材直接接觸，否則，由于粘有鋼材粉末或鐵屑，會造成點蝕。(2)焊道兩側(cè)最好敷防飛濺劑，焊件表面最好覆蓋保護膜。(3)要采用短弧焊、斷弧焊，打底最好采用氬弧焊。(4)不預(yù)熱，焊后不保溫，層間溫度要小于150 C，必要時可以采用強冷措施。(5)要采用盡可能小的線能量母材的熔化量要控制在焊縫斷面的35 96以下。(6)由于雙相不銹鋼的熱膨脹系數(shù)大，定位焊縫長度要增加至100mm。厚度也要相

30、應(yīng)增加。(7)焊縫表面應(yīng)打磨光滑，然后進行酸洗，鈍化處理，再用清水洗干凈。如果需要，可采用拋光處理，石英砂磨刷等進行表面焊后顏色處理，以提高抗腐蝕性。(8)引弧須在坡口內(nèi)進行，不允許擦傷母材。被擦傷部位須進行打磨、探傷，然后酸化、鈍化處理。(9)用氬弧焊進行打底焊接時，要在管內(nèi)充氬氣，測定管內(nèi)含氧量，保證小于05 96，然后把氬氣流量調(diào)節(jié)到15I min方可焊接。焊接底層收口處，應(yīng)將氬氣流量調(diào)節(jié)至5I min，待壓力降低后方可收口焊接，可防止收口處內(nèi)凹。另外，焊接前三道焊縫或者焊縫金屬未達10mm時，都應(yīng)在管內(nèi)用氬氣進行背部保護，以防止根部焊縫金屬性能惡化。 雙相不銹鋼管線的焊接除了要滿足力學

31、性能外，還要滿足耐腐蝕性能，所以焊接工藝要求比較特殊，對焊工能力和現(xiàn)場條件要求也比較高。只有嚴格控制焊接各個要素、焊工操作規(guī)范和環(huán)境條件，才能保證良好的焊接質(zhì)量。第八講 金屬材料的焊接與焊接應(yīng)力一金屬材料的焊接性可焊性：是指被焊金屬在采用一定的焊接方法、焊接材料、工藝參數(shù)及結(jié)構(gòu)型式條件下，獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度，即金屬材料在一定的焊接工藝條件下，表現(xiàn)出“好焊”和“不好焊”的差別。內(nèi)涵：1結(jié)合性能 ：金屬焊接時對缺陷的敏感性。 2使用性能 ：焊成的接頭在指定的使用條件下可靠運行的能力?？珊感缘暮x：通常把金屬在焊接時形成裂紋的傾向及焊接接頭性能變壞的傾向，作為材料可焊性的主要指標。可焊性好的

32、材料，通常不需采用附加工藝措施就能獲得沒有焊接缺陷，而有良好機械性能的焊接接頭。可焊性的概念是相對的。金屬材料可焊性涉及的內(nèi)容：首先決定于金屬本身的性質(zhì)，另一方面也決定于焊接方法、焊接工藝參數(shù)、焊接材料、接頭形式、結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度、焊件使用條件和接頭受力情況等。主要是冶金因素和熱的因素，所以可焊性分為冶金可焊性和熱可焊性。冶金可焊性在一定工藝條件下，焊縫金屬對冶金過程和結(jié)晶過程的適應(yīng)性。熱可焊性在一定工藝條件下，近縫區(qū)金屬對熱作用的適應(yīng)能力。冶金可焊性（一）熔池中的金屬與熔渣和氣相間發(fā)生物理、化學反應(yīng)，以及合金元素的蒸發(fā)、氧化、還原等，可能造成焊縫金屬的成分、金相組織或性能的改變O、N、H、S、P

33、等雜質(zhì)的溶入和析出，可能形成氣孔或影響焊縫金屬的性能熔池金屬結(jié)晶時，成分偏析及結(jié)晶方向等原因可能導(dǎo)致熱裂紋。冶金可焊性(二)被焊金屬的性質(zhì)對其冶金可焊性很重要焊接材料、焊接方法、保護條件以及其它工藝措施對被焊金屬的冶金可焊性也有較大影響熱可焊性：熱影響區(qū)金屬在熱循環(huán)下發(fā)生相變，引起機械性能的變化，導(dǎo)致產(chǎn)生冷裂紋、晶粒長大和局部脆化等缺陷的可能性。熱可焊性基本取決于母材的化學成分、熱處理過程和焊接時的熱循環(huán)條件。熱作用又決定于焊接方法、焊接工藝參數(shù)、焊件形狀、接頭形式以及預(yù)熱溫度等?？珊感允窍鄬Ρ容^的概念：把材料在焊接時形成裂縫的傾向及焊接接頭性能變壞的傾向作為評定材料可焊性的主要指標?？珊感院?/p>

34、的材料，在焊接時不需要采用其它工藝措施(如預(yù)熱、緩冷、后熱等)，就能獲得無焊接缺陷，并且有良好機械性能的接頭。絕對不能焊接的材料是沒有的，可焊性是相對比較的概念。金屬材料可焊性的好壞主要取決于材料的化學成分，并且與結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度、剛性，焊接方法，采用的焊接工藝等也有密切關(guān)系。（待續(xù)）第九講 鋼的可焊性鋼的化學成分不同，可焊性也不同，一般分為四個等級 良好、一般、差和不好?？珊感暂^差的鋼材在焊接時需要采取相應(yīng)的措施(預(yù)熱、焊接緩冷)，以防產(chǎn)生裂紋等缺陷。對鋼的可焊性的評價方法有理論計算方法和試驗方法?？珊感缘睦碚撚嬎惴椒ǎ焊鶕?jù)母材和焊縫金屬的化學成分考慮某些條件(如焊接接頭拘束度、焊縫的擴散氫含

35、量)。利用經(jīng)驗公式估算產(chǎn)生熱裂紋、冷裂紋、再熱裂紋等傾向的大小。常用的理論計算方法：1、 碳當量法 2、冷裂紋敏感系數(shù)法碳當量(1)：在鋼的各種化學元素中，對可焊性影響最大的是碳，所以常用鋼中含碳量的多少作為判別鋼材可焊性的主要標志。鋼中含碳量越高，可焊性越差 。鋼中除碳元素以外，其它元素如錳、鎳、鉻、銅、鉬等根據(jù)它們對鋼的淬硬和焊接熱影響的大小折合成相當?shù)奶荚睾?，稱為碳當量。用CE表示，并以此來判別可焊性的好壞 。碳當量(2)：用碳當量方法確定鋼的可焊性，具有快捷、經(jīng)濟等優(yōu)點，但一般只能作出一個大致的定性估計，不能定量地斷定鋼材全面的可焊性。確定碳當量的公式很多，每一公式都有一定 的前提

36、和適用范圍，很難通用。國際焊接學會(IIW)推薦的碳當量公式為：W(C)當量=w(c)+w(Mn)/6+w(Cr)+w(Mo)+w(V)/5+w(Ni)+w(Cu)/15(%)碳當量(3):根據(jù)經(jīng)驗：C當量0.4%時，鋼材塑性良好，淬硬傾向不明顯，可焊性良好。在一般的焊接工藝條件下，焊件不會產(chǎn)生裂縫，但對厚大工件或低溫下焊接時應(yīng)考慮預(yù)熱。C當量=0.4%0.6%時，鋼材塑性下降，淬硬傾向明顯，可焊性較差。焊前工件需要適當預(yù)熱，焊后應(yīng)注意緩冷，要采取一定的焊接工藝措施才能防止裂縫。C當量0.6%時，鋼材塑性較低，淬硬傾向很強，可焊性不好。焊前工件必須預(yù)熱到較高溫度，焊接時要采取減少焊接應(yīng)力和防止

37、開裂的工藝措施，焊后要進行適當?shù)臒崽幚?，才能保證焊接接頭質(zhì)量。（待續(xù)）第十講 接上講碳當量(4)：用碳當量判斷可焊性只是近似估計，不能完全代表材料的可焊性對于某些碳當量較高，可焊性差的材料，在采取一定的工藝措施后，同樣能得到滿意的焊接接頭，所以可焊性差的材料也是可以焊接的。所謂鋼材的可焊性只是相對一定條件下而言的可焊性試驗：用新材料制造焊接產(chǎn)品，為了解其在焊接中可能出現(xiàn)的問題，以及應(yīng)采取的工藝措施，使用前應(yīng)進行可焊性試驗。從能否適應(yīng)焊接加工并獲得具有一定使用性能的焊接接頭角度，可焊性試驗包含四方面內(nèi)容：檢查焊縫金屬抵抗產(chǎn)生熱裂紋的能力。檢查焊縫及熱影響區(qū)金屬抵抗產(chǎn)生冷裂紋的能力。檢查焊接接頭抗

38、脆性斷裂的能力。檢查焊接接頭的使用性能?？珊感栽囼?zāi)康模壕唧w地說，可焊性試驗可達到以下目的：選擇適用于基本金屬的焊接材料；確定合理的工藝規(guī)范和工藝方法(如焊接電流，電弧、電壓、焊接速度、預(yù)熱溫度、熱處理方法等)；確定新材料的適應(yīng)性并做出評價；摸清焊接接頭金屬產(chǎn)生裂紋的敏感程度和焊接對材料韌性的影響以及焊接接頭性能?？珊感栽囼灧椒ǎ喊雌湓囼炇侄慰煞譃橹苯臃ê烷g接法兩類按試驗內(nèi)容可分為抗裂性試驗、接頭性能試驗和工藝適應(yīng)性試驗?？沽研栽囼灥哪康脑谟诹私獠牧虾附雍螽a(chǎn)生裂紋的傾向，通過改變焊接條件可初步提出減少或防止裂紋的工藝措施。接頭性能試驗的目的是通過對焊接接頭部位的塑性和韌性進行試驗，為焊接產(chǎn)品在

39、使用中安全可靠、為設(shè)計和施工提供依據(jù)。（待續(xù)）第十一講 可焊性試驗用新材料制造焊接產(chǎn)品，為了解其在焊接中可能出現(xiàn)的問題，以及應(yīng)采取的工藝措施，使用前應(yīng)進行可焊性試驗從能否適應(yīng)焊接加工并獲。得具有一定使用性能的焊接接頭角度，可焊性試驗包含四方面內(nèi)容：檢查焊縫金屬抵抗產(chǎn)生熱裂紋的能力；檢查焊縫及熱影響區(qū)金屬抵抗產(chǎn)生冷裂紋的能力；檢查焊接接頭抗脆性斷裂的能力；檢查焊接接頭的使用性能?？珊感栽囼?zāi)康模壕唧w地說，可焊性試驗可達到以下目的：選擇適用于基本金屬的焊接材料；確定合理的工藝規(guī)范和工藝方法(如焊接電流，電弧、電壓、焊接速度、預(yù)熱溫度、熱處理方法等)；確定新材料的適應(yīng)性并做出評價；摸清焊接接頭金屬產(chǎn)

40、生裂紋的敏感程度和焊接對材料韌性的影響以及焊接接頭性能。可焊性試驗方法：按其試驗手段可分為直接法和間接法兩類按試驗內(nèi)容可分為抗裂性試驗、接頭性能試驗和工藝適應(yīng)性試驗。抗裂性試驗的目的在于了解材料焊接后產(chǎn)生裂紋的傾向，通過改變焊接條件可初步提出減少或防止裂紋的工藝措施。接頭性能試驗的目的是通過對焊接接頭部位的塑性和韌性進行試驗，為焊接產(chǎn)品在使用中安全可靠、為設(shè)計和施工提供依據(jù)?？珊感栽囼灲Y(jié)論：工藝適應(yīng)性試驗主要是根據(jù)實際施工條件而設(shè)計的，如多次重復(fù)焊，碳弧氣刨，定位焊等方法在可焊性試驗時不能以一種試驗方法的結(jié)果，輕易得出可焊性的結(jié)論。必須分析具體產(chǎn)品的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)特點，選用合適的試驗方法，比較試驗

41、和產(chǎn)品之間的差別，然后再對試驗結(jié)果進行分析，得出結(jié)論。第十二講 焊接應(yīng)力與焊接變形一、焊接熱過程焊接過程中，焊件各部分的受熱以及焊件與周圍介質(zhì)都存在很大的溫度。在焊件內(nèi)部和焊件與周圍介質(zhì)之間要發(fā)生熱能的流動。焊接時，由熱源傳給焊件的熱能主要以輻射和對流為主。母材和焊條獲得熱能后，熱的傳播以熱傳導(dǎo)為主。二、焊接溫度場焊接熱源對焊件加熱的某一瞬時，焊件上各點溫度的分布為焊接溫度場 T工件上某點某一瞬時的溫度 x, y, z工件上某點的空間坐標 t 時間三、焊接溫度場的簡化根據(jù)焊件的尺寸和形狀，焊接溫度場可以是三維、二維和一維在厚大焊件的表面進行堆焊，可以把它的溫度場看作是三維的這時，熱源可以視為一

42、個點(點熱源)，熱的傳播是三個方向(x、y、z)一次焊透的薄板，溫度場是二維的。這時認為熱能均勻分布在板的厚度上，即在板厚方向沒有溫度差熱源看成是沿板厚的一條線(線熱源)，熱的傳遞是兩個方向(x、y)，沿平面進行細桿件對接的焊接溫度場可以看作是一維的影響焊接溫度場的因素(1)：熱源的影響：熱源的熱強度(單位時間內(nèi)供給的熱量)和熱量分布，影響溫度場的分布；熱源強度越大，熱量越集中，焊件受熱區(qū)域就越?。辉谝话闱闆r下熱影響區(qū)小對焊接接頭的性能有利；熱強度越大，熱量分布越集中的熱源(如電子束，等離子弧等)，在焊接中越有發(fā)展前途。影響焊接溫度場的因素(2)：基本金屬熱物理性能的影響：導(dǎo)熱系數(shù)和比熱是反映

43、材料熱物理性質(zhì)的兩個重要參數(shù)；材料的熱物理性質(zhì)不同，使溫度場的分布相差很大；導(dǎo)熱系數(shù)小的材料，其高溫停留時間相應(yīng)延長，使高溫受熱區(qū)域相應(yīng)增大，也就是引起組織性能變化和變形的熱影響區(qū)加大；從另一角度講，導(dǎo)熱系數(shù)小的材料對熱源利用率高，焊接熔化率較高。（待續(xù)）第十三 接上次影響焊接溫度場的因素(3)焊接工藝參數(shù)的影響：以電弧功率及焊接速度的影響最大，板厚和焊接速度一定，電弧功率增大，受熱超過600的高溫區(qū)域就增大，電弧功率和板厚一定，增大焊接速度，則600以上的高溫區(qū)域就縮小，可適當調(diào)節(jié)焊接工藝參數(shù)，控制熱影響區(qū)的大小。影響焊接溫度場的因素(4)板厚的影響：材料厚度大則導(dǎo)熱快；反之導(dǎo)熱慢，在相同熱

44、源功率和工藝規(guī)范下，厚板溫度場分布范圍小，薄板溫度場分布范圍較大，焊接接頭形式的影響：熱傳導(dǎo)的難易相當材料導(dǎo)熱能力大小，熱傳導(dǎo)最容易的接頭，其溫度場分布范圍最小，T型接頭和搭接接頭比對接接頭易導(dǎo)熱 。焊接線能量：在焊接過程中，單位長度的焊接接頭上所得到的電弧熱量(或其他能源的能量)，稱為線能量，也叫單位能。焊接線能量的大小，對焊縫和熱影響區(qū)金屬的組織和性能有很大影響隨著線能量的增加，焊接熱影響區(qū)的范圍也隨著增大。第十四 焊接應(yīng)力與變形產(chǎn)生的原因1. 均勻加熱時引起應(yīng)力與變形的原因了解焊接應(yīng)力與變形產(chǎn)生的原因：(1)不受外界約束的桿件在自由狀態(tài)下均勻加熱和均勻冷卻，不會有任何內(nèi)應(yīng)力，也不會有殘余

45、應(yīng)力與變形，在焊接中利用這個基本原理，以減小和消除焊接應(yīng)力與變形，如鑄鐵和鑄鋼件的焊件，焊前將焊件均勻地加熱到高溫，并在焊后造成均勻冷卻的條件，則在焊件中的應(yīng)力和變形很小，2) 有約束的均勻加熱不許伸長，可自由縮短，桿不彎曲變形熱伸長l，相當壓短l，T=El / l若TS,為彈性變形，冷卻后無殘余應(yīng)力和變形若TS,為彈塑性變形，冷卻后有殘余變形而無殘余應(yīng)力(3) 桿件兩端固定桿件不能自由伸長或縮短，冷卻后有殘余應(yīng)力而無變形。去除固定取下后同(2)2. 不均勻加熱引起應(yīng)力與變形三板相關(guān)，加熱中間加熱區(qū)：高溫受壓、冷卻后受拉。其他部位相反3. 焊接時的變形與應(yīng)力焊接的應(yīng)力與變形與2的情況基本一致，

46、只是焊接時，溫度均勻分布更為復(fù)雜，且熱源是移動的，金屬的局部不均勻加熱和冷卻、工件剛性以及焊縫金屬的組織變化是造成焊接應(yīng)力和變形的基本原因。4. 焊接時的約束條件結(jié)構(gòu)的相互作用對焊接的應(yīng)力與變形有影響，根據(jù)焊接時限制構(gòu)件膨脹和收縮的情況，可將約束條件分為外界固定、相互變形和構(gòu)件內(nèi)部各部分之間變形等三類。在剛性很大的胎架上焊接剛性較小的構(gòu)件，多半屬于外界固定約束，用定位焊裝配的結(jié)構(gòu)，焊接時受到的是相互變形的約束，在板面上與堆焊屬于典型的內(nèi)部各部分之間變形的約束。第十五 低合金高強鋼的焊接工藝目前我國液壓支架結(jié)構(gòu)件大部分采用16M n 鋼板作為主材, 體積及自重普遍較大, 給支架的運輸及安裝都帶來

47、困難。近十幾年來, 國外將屈服強度在295M Pa 460M Pa 的低合金高強度鋼(以下簡稱高強鋼) 廣泛于液壓支架結(jié)構(gòu)件中, 在保證其性能的同時也取得了較好的經(jīng)濟效益。國內(nèi)由于受高強度鋼焊接難度大、工藝復(fù)雜、易出現(xiàn)焊接缺陷等因素的限制,在這方面起步晚。我們近年來開始在高強鋼的焊接方面進行了大量的試驗和應(yīng)用, 從焊絲的選擇、焊前預(yù)熱、焊后處理、工藝參數(shù)等方面出發(fā)進行了工藝研究, 保證了支架結(jié)構(gòu)件焊接質(zhì)量的可靠性。一、高強鋼的焊接性分析1、熱裂紋高強鋼一般含C、S 量較低, 含M n 量較高, 而且含C、S 雜質(zhì)控制較嚴, 因此熱裂紋的傾向較小。2、冷裂紋低合金高強鋼中碳含量W (C) 一般控

48、制在0120%以下, 為了確保鋼的強度和韌性, 通過添加適量的M n、Mo 等合金元素及V、N b、T i、A l 等微合金化元素, 配合適當?shù)能堉乒に嚮驘崽幚砉に噥肀ＷC鋼材具有優(yōu)良的綜合力學性能。由于焊接熱循環(huán)不穩(wěn)定的原因, 在高強鋼淬透性提高的同時也加大了脆硬組織出現(xiàn)的幾率, 并且冷卻速度過快又會較多地出現(xiàn)晶格缺陷, 這都為冷裂紋的出現(xiàn)埋下了隱患。氫是引起高強鋼焊接冷裂紋的主要因素。裂紋一般出現(xiàn)在焊接熱影響區(qū), 有時也出現(xiàn)在焊縫金屬中。焊接接頭中含氫量越高, 產(chǎn)生裂紋的傾向就越大。水在熔池中高溫下的電解是焊縫中氫的主要來源, 焊接材料中的水分, 焊件坡口處的鐵銹、油污以及環(huán)境的濕度都是焊縫

49、中富氫的原因。采用CO 2 氣體保護焊時使用的CO 2 氣體應(yīng)特別注意其純度。由于結(jié)構(gòu)的角度、焊縫的位置、焊接順序、構(gòu)件的自重等因素使焊接接頭承受了不同的內(nèi)應(yīng)力, 從而降低了構(gòu)件的承載力, 使構(gòu)件在未達到使用期限或使用能力時就產(chǎn)生了冷裂紋或疲勞裂紋而發(fā)生損壞。3、熱影響區(qū)性能的變化高強鋼的熱處理工藝嚴格, 而焊接過程受實際因素限制, 加熱溫度和冷卻時間與其熱處理有著很大差別。所以在母材的熱影響區(qū)就容易出現(xiàn)兩個問題: 由于焊接冷卻速度快, 焊后一般又不進行熱處理, 在過熱區(qū)內(nèi)易出現(xiàn)誘發(fā)冷裂紋的脆性組織; 調(diào)質(zhì)狀態(tài)下的鋼材, 只要加熱溫度超過它的回火溫度, 性能就會發(fā)生變化。因此韌性的下降幾乎是不

50、可避免的, 而且隨著材料強度級別的提高韌性下降越明顯。（待續(xù)）第十六 接上二、高強鋼焊接影響因素的控制1、焊接方法的選擇高強鋼常用的焊接方法有焊條電弧焊、CO 2 氣體保護焊等, 為了減少電弧熱量對母材的影響, 應(yīng)采用能量較為集中的焊接方式, 如CO 2 氣體保護焊和混合氣體保護焊。為限制線能量, 不能采用大直徑的焊條或焊絲, CO 2 氣體保護焊時宜采用直徑1.2 或直徑1.6的焊絲。2焊接材料選擇焊接材料時一般要求所得焊縫金屬在焊態(tài)下應(yīng)具有接近于母材的機械性能, 即“等強匹配”。在特殊條件下, 如結(jié)構(gòu)的剛度很大、冷裂紋很難避免時, 選擇比母材強度稍低的材料作為填充金屬, 即“低強匹配”,

51、在少許犧牲焊縫強度而提高韌性的情況下, 對焊接接頭的性能更為有利。3、保護氣體在用CO 2 氣體保護焊焊接高強鋼時, CO 2 氣體純度是影響高強鋼焊接的重要因素之一, 應(yīng)符合HGöT 2537- 1993 規(guī)定或達到GBöT 6052- 1985 規(guī)定的優(yōu)等品要求, 一般要求CO 2 的體積分數(shù)在99.5% 以上。試驗表明: CO 2 的體積分數(shù)小98.7% 時在焊縫中易出現(xiàn)氣孔, 當CO 2 體積分數(shù)高于99.11% 時才能得到致密焊縫。對CO 2 氣體的提純有兩種方法: 一是在使用前將氣瓶倒立靜置放水的簡易方式; 二是在供氣裝置和設(shè)備間設(shè)置2 個 3 個干燥器, 以得

52、到純度較高的氣體。4、坡口處理坡口內(nèi)的銹蝕、水分、油污等也會導(dǎo)致氣孔和冷裂的產(chǎn)生, 所以在進行低合金高強鋼的焊接時, 一定要把坡口處理干凈。為了減少焊接量, 在板厚大于20mm 的鋼板拼接時盡量采用熔敷量較小的U 形或X形坡口。（待續(xù))第十七 接上三工藝參數(shù)的選擇1、焊接順序焊接順序的選擇應(yīng)遵循以下原則: 盡可能讓焊縫能自由收縮, 減少施焊時的拘束度, 圖紙設(shè)計時應(yīng)避免交叉焊縫, 有交叉時設(shè)計應(yīng)力釋放孔; 先焊接收縮量大的焊縫, 減少內(nèi)應(yīng)力; 把部件整體結(jié)構(gòu)劃分為若干個小部件, 將小部件按要求焊接后再組裝成大部件, 這樣就大大減少了總裝時的焊接量, 減少一次受熱量。2、焊接電流、焊接電壓和焊接

53、速度從減少裂紋的方面出發(fā), 焊接電流要大, 焊接速度慢些為佳; 但從減少熱影響區(qū)脆化的角度出發(fā), 焊接電流要小, 焊接速度要快。因此在焊接電流的選擇上要兼顧兩者的冷卻速度范圍, 上限取決于不產(chǎn)生裂紋, 下限取決于熱影響區(qū)不出現(xiàn)脆化的混合組織。在支架生產(chǎn)中常用的高強鋼板厚10mm 50mm , 接頭形式有T 形接頭(主筋、筋板、頂板間) , 對接接頭(板材拼接) , 角接接頭(側(cè)板與上板、頂板間)。在使用直徑1.6焊絲時, 焊接電流為280A 410A , 焊接電壓為29V 40V , 焊接速度為20m /h 35m/ h。3、焊接層數(shù)為限制過多熱量的輸入, 降低母材的過熱程度, 高強鋼焊接時應(yīng)

54、盡量采用多層、多道焊, 而且最好采用窄道焊而不作橫向擺動的運條技術(shù)。每層焊道以不超過7mm 為宜。這樣前一層焊道對后一層焊道有預(yù)熱作用, 后一層焊道又對前一層焊道起了緩冷的效果, 相互影響, 在嚴格控制層間溫度(2 000) 的條件下,有效減少了裂紋的出現(xiàn)和熱影響區(qū)性能的變化。4、焊前預(yù)熱和焊后熱處理高強鋼經(jīng)常在焊態(tài)下使用, 焊后一般不進行焊后熱處理。焊前預(yù)熱應(yīng)根據(jù)鋼板厚度、屈服強度和母材溫度決定。在外界溫度太低時應(yīng)進行焊前預(yù)熱, 板材強度越高、鋼板越厚, 預(yù)熱溫度就越高, 預(yù)熱溫度一般為20 150。母材溫度不能低于10, 若低于10, 必須進行預(yù)熱。四結(jié)論通過對高強鋼的焊接性尤其是焊接生產(chǎn)

55、中易出現(xiàn)問題的分析, 在制定了相應(yīng)的工藝措施后, 保證了焊接效果, 得到了良好的高強鋼焊接接頭, 完善了高強鋼焊接工藝, 拓寬了產(chǎn)品的生產(chǎn)范圍,采用合理的焊接工藝, 均取得了良好的效益。(完）手工電弧焊接過程中的變形成因及對策2006-09-08 瀏覽次數(shù)：2176 添加收藏在工業(yè)生產(chǎn)中，焊接作業(yè)特別是手工電弧焊作業(yè)作為制造、修理的一種重要的工藝方法得到越來越廣泛的運用。同時，由于手工電弧焊自身的焊接特點必然引起其焊接變形較大，如不對其變形的原因進行分析并針對其成因提出有效的對策，必將給生產(chǎn)帶來極大的危害。一、 手工電弧焊接過程中的變形成因我們知道，手工電弧焊接過程中的焊接電弧由在兩個電極之間

56、的氣體介質(zhì)中產(chǎn)生持久的放電現(xiàn)象所產(chǎn)生的。電弧的產(chǎn)生是先將兩電極相互接觸而形成短路，由于接觸電阻和短路電流產(chǎn)生電流熱效應(yīng)的結(jié)果，使兩電極間的接觸點達到白熱狀態(tài)，然后將兩電極拉開，兩電極間的空氣間隙強烈地受熱，空氣熱作用后形成電離化；與此同時，陰極上有高速度的電子飛出，撞擊空氣中的分子和原子，將其中的電子撞擊出來，產(chǎn)生了離子和自由電子。在電場的作用下，陽離子向陰極碰撞；陰離子和自由電子向陽極碰撞。這樣碰撞的結(jié)果，在兩電極間產(chǎn)生了高熱，并且放射強光。電弧是由陰極區(qū)（位于陰極）、弧柱（其長度差不多等于電弧長度）和陽極區(qū)（位于陽極）三部分所組成。陰極區(qū)和陽極區(qū)的溫度，主要取決于電極的材料。一般地，隨電極材料而異，陰極區(qū)的溫度大約為2400K3500K，而陽極區(qū)大約為2600K4200K，中間弧柱部分的溫度最高，約為5000K8000K。焊接接頭包括焊縫和熱影響區(qū)兩部分金屬。焊縫金屬是由熔池中的液態(tài)金屬迅速冷卻、凝固結(jié)晶而成，其中心點溫度可達2500以上?？拷缚p的基本金屬在電弧的高溫