焊接基礎(chǔ)知識課件

1、2022-5-231火力電站焊接常用知識 主講：馬國民2022-5-232 目錄 一、關(guān)于焊接的概述一、關(guān)于焊接的概述 二、焊接材料二、焊接材料 三、火電廠常用金屬焊接焊材選用 四、焊接工藝四、焊接工藝 五、焊接缺陷及其危害性五、焊接缺陷及其危害性2022-5-233一、焊接基礎(chǔ)知識1.什么叫焊接? 兩種或兩種以上材質(zhì)(同種或異種),通過加熱或加壓或二者并用,來達到原子之間的結(jié)合而形成永久性連接的工藝過程叫焊接.2022-5-2342.什么叫電弧？ 由焊接電源供給的，在兩極間產(chǎn)生強烈而持久的氣體放電現(xiàn)象叫電弧。1按電流種類可分為：交流電弧、直流電弧和脈沖電弧。2按電弧的狀態(tài)可分為：自由電弧和壓

2、縮電?。ㄈ绲入x子弧）。3按電極材料可分為：熔化極電弧和不熔化極電弧。2022-5-2353.什么叫母材？被焊接的金屬-叫做母材。4.什么叫熔滴？焊絲先端受熱后熔化，并向熔池過渡的液態(tài)金屬滴-叫做熔滴。5.什么叫熔池？熔焊時焊件上所形成的具有一定幾何形狀的液態(tài)金屬部分-叫做熔池。6.什么叫焊縫？焊接后焊件中所形成的結(jié)合部分。2022-5-2367.什么叫焊縫金屬？由熔化的母材和填充金屬（焊絲、焊條等）凝固后形成的那部分金屬。8.什么叫保護氣體？焊接中用于保護金屬熔滴以及熔池免受外界有害氣體（氫、氧、氮）侵入的氣體-保護氣體。2022-5-2379.什么叫焊接技術(shù)？各種焊接方法、焊接材料、焊接工藝

3、以及焊接設(shè)備等及其基礎(chǔ)理論的總稱叫焊接技術(shù)。10.什么叫焊接工藝？它有哪些內(nèi)容？焊接過程中的一整套工藝程序及其技術(shù)規(guī)定。內(nèi)容包括：焊接方法、焊前準備加工、裝配、焊接材料、焊接設(shè)備、焊接順序、焊接操作、焊接工藝參數(shù)以及焊后處理等。11.什么叫CO2焊接？用純度 99.98% 的CO2做保護氣體的熔化極氣體保護焊稱為CO2焊。12.什么叫MAG焊接？用混合氣體75-95% Ar + 25-5 % CO2 ，（標準配比：80%Ar + 20%CO2 ）做保護氣體的熔化極氣體保護焊稱為MAG焊。2022-5-2382022-5-239 二、焊接材料1. 什么叫焊接材料？包括哪些內(nèi)容？焊接材料包括焊條、

4、焊絲、焊劑、氣體、電極、襯墊等。2.什么叫焊絲？焊接時作為填充金屬，同時用來導電的金屬絲叫焊絲。分實心焊絲和藥芯焊絲兩種。常用的實心焊絲型號：ER50-6（牌號：H08Mn2SiA）。2022-5-23103.什么叫藥芯焊絲？由薄鋼帶卷成圓形鋼管，同時在其中填滿一定成分的藥粉，經(jīng)拉制而成的一種焊絲。4.為什么藥芯焊絲用CO2氣體保護？按保護方式區(qū)分藥芯焊絲有兩種類型：藥芯氣保焊絲和藥芯自保焊絲。藥芯氣保焊絲一般用CO2氣體作保護，屬于氣渣聯(lián)合保護形式，焊縫成形好，綜合機械性能高。5.為什么藥芯焊絲焊縫表面會出壓痕氣孔？因藥芯焊絲是由薄鋼帶卷成的管狀焊絲，屬于有縫焊絲；空氣中的水分會通過縫隙侵入

5、藥芯，焊藥潮濕（無法烘干），造成焊縫有壓痕氣孔。6.為什么對CO2氣體純度有技術(shù)要求？一般CO2氣體是化工生產(chǎn)的副產(chǎn)品，純度僅為99.6%左右，含有微量的雜質(zhì)和水分，會給焊縫帶來氣孔等缺陷。焊接重要產(chǎn)品一定要選用CO2純度99.8%的氣體，焊縫氣孔少，含氫量低，抗裂性好。2022-5-23117.為什么對氬氣純度有較高技術(shù)要求？目前市場上有三種氬氣：普氬（純度99.6%左右）、純氬（純度99.9%左右）、高純氬（純度99.99%），前兩種可焊接碳鋼和不銹鋼；焊接鋁及鋁合金、鈦及鈦合金等有色金屬一定要選用高純氬；避免焊縫及熱影響區(qū)被氧化無法進行焊接。8.為什么TIG焊噴嘴有大小多種規(guī)格？有48五

6、種規(guī)格噴嘴，焊接碳鋼可選用45噴嘴，焊接不銹鋼和鋁及鋁合金應(yīng)選用67大噴嘴，以加強焊縫及熱影響區(qū)的保護范圍。焊接鈦及鈦合金等有色金屬應(yīng)選用78更大的噴嘴，才能防止焊縫及熱影響區(qū)被氧化。2022-5-23129.什么叫酸性焊條？藥皮中含有多量酸性氧化物的焊條，如結(jié)422（E4303）、結(jié)502（E5003）等交直流兩用電焊條。10.什么叫堿性焊條？藥皮中含有多量堿性氧化物同時含有氟化物的焊條，如結(jié)507（E5015）、結(jié)506（E5016）等電焊條。11.什么叫纖維素型（下向立焊專用）焊條？藥皮中含有多量有機物的焊條，管道及薄板結(jié)構(gòu)下向立焊專用。1如E6010（相當于E4310、J425G）適用

7、于打底焊、熱焊、填充焊。2E8010（相當于E5511、J555）適用于熱焊、填充焊、蓋面焊層。一般用低氫下向焊條蓋面焊； E7048（相當于J506X）焊縫外形整潔、美觀。2022-5-2313 12.為什么焊前焊條要嚴格烘干？焊條往往會因吸潮而使工藝性能變壞，造成電弧不穩(wěn)、飛濺增大，并容易產(chǎn)生氣孔、裂紋等缺陷。因此，焊條使用前必須嚴格烘干。一般酸性焊條的烘干溫度 150-200，時間1小時；堿性焊條的烘干溫度350-400，時間1-2小時，烘干后放在100-150的保溫箱內(nèi)，隨用隨取。2022-5-23142022-5-23152022-5-2316三、火電廠常用金屬焊接焊材選用（一）T/

8、P92(10Cr9MoW2VNbN)鋼材 T92/P92是一種新型的9%Cr的馬氏體熱強鋼。該鋼是由日本新日鐵公司在T/P91（9Cr-1Mo-V-Nb）合金成分的基礎(chǔ)上通過加入1.8的W取代部分Mo，大大提高了固溶強化的效果，T92與T91相比，600以下的力學性能兩者大致相當，600以上則T92為高，600的許用應(yīng)力比T91高34；延 由于該鋼性能優(yōu)良，使用溫度可達650，可在電站鍋爐中的高溫過熱器、再熱器部分代替TP304H和TP347H應(yīng)用，可望改善鋼管的運行性能， 該鋼作為將來、現(xiàn)有鍋爐的最高溫度區(qū)以及超臨界壓力鍋爐管子用鋼，主蒸汽和再熱蒸汽管道用鋼必將得到廣泛應(yīng)用。焊條采用伯樂蒂森

9、MTS616-E9015-G焊絲采用伯樂蒂森MTS616-ER80S-G2022-5-23172022-5-23182022-5-23192022-5-2320（二）T/P91(10Cr9Mo1VNbN)鋼材該鋼的最高使用溫度為650、最佳使用溫度為585-625，T91常用于制造壁溫不超過650的高溫過熱器、高溫再熱器、屏式過熱器等重要部件，用于亞臨界鍋爐的過熱器和再熱器上可替代TP304H和部分TP347H，也可用作為壓力容器和核電高溫受壓件用鋼。P91主要用于制造金屬壁溫不超過600高溫過熱器和再熱器集箱、主蒸汽管道，其在超臨界機組中應(yīng)用的優(yōu)越性更為明顯。 T91P91鋼是一種可替代TP

10、304H（可在625代替TP304H奧氏體鋼，大大地降低材料使用成本）的鐵素體鋼，而且和先進的蒸汽系統(tǒng)的發(fā)展相適應(yīng)。該鋼是完成主蒸汽溫度由538C向566C過渡的首選材料，是完成主蒸汽溫度由566向593過渡的關(guān)鍵材料，是用于改造現(xiàn)役發(fā)電機組高溫部件的最有前途的替換材料，具有廣闊的應(yīng)用前景。我國已成功地用于亞臨界機組的主蒸汽管道，取得了很好的運行業(yè)績，目前的超臨界機組的主蒸汽管道廣泛采用P91。P91在歐洲應(yīng)用的最大蒸汽參數(shù)是588/28.6Mpa和580/31Mpa。焊條采用伯樂蒂森 KJ91焊絲采用伯樂蒂森MTS616-ER90S-B92022-5-23212022-5-2322 2022

11、-5-2323（三）WB36(15NiCuMoNbMo)焊條采用E9018-G 焊絲采用ER80S-G（四）12Cr1M0V焊條采用R317 焊絲采用R31（五）10Cr1M0910(WC9 /P22/F 22)焊條采用R407 焊絲采用R40（六）15CrM0(WC6)焊條采用R307 焊絲采用R30（六）WCA,WCB,WCC 都是碳鋼材質(zhì)、相當于25或35碳鋼 ，指閥體材質(zhì) 2022-5-2324四、焊接工藝照片2022-5-23252022-5-23262022-5-23272022-5-23282022-5-23292022-5-23302022-5-23312022-5-23322

12、022-5-23332022-5-23342022-5-2335焊縫編號 焊縫位置 焊接方法 焊接材料說明01A1、02A1 封頭拼縫雙面SAWH08MnMo+HJ4311A1、2A1、B1、B3 殼體縱、環(huán)縫雙面SAWH10Mn2+HJ431B2 殼體環(huán)縫(大合攏)內(nèi)SMAW外SAWJ507H10Mn2+HJ431B4D1-D3 人孔接管與對應(yīng)法蘭環(huán)縫人孔、小接管與殼體角焊縫 雙面SMAW J507B5、B6小接管與對接法蘭環(huán)縫 GTAW打底SMAW蓋面 TIG-50J507 E1鞍座與殼體焊接角焊縫 GMAW(CO2焊) TWE-711 2022-5-2336說明： 封頭拼縫在平板狀態(tài)下焊

13、接完成后，需再經(jīng)過950 1000的加熱后進行沖壓成形，故拼縫要經(jīng)過Ac3以上溫度的加熱，焊縫的力學性能不僅取決于化學成分，而且和焊縫的組織狀態(tài)有很大關(guān)系。雖然焊縫的含碳量要比母材低很多，但由于焊接是一個局部加熱過程，冷卻速度很大，因此焊縫呈現(xiàn)為一種柱狀晶的特殊的過飽和鑄造組織，其中少量的馬氏體主要靠碳的固溶強化存在，而低碳馬氏體的亞結(jié)構(gòu)存在許多位錯，過飽和的固溶的碳就聚集在位錯周圍，起著釘扎位錯的作用，使位錯難于運動，馬氏體便不易變形而呈現(xiàn)強化焊縫的作用。經(jīng)過Ac3以上的溫度加熱后，焊縫組織從柱狀晶變成了等軸晶，打破了原來的亞結(jié)構(gòu)狀態(tài)，使過飽和程度降低，其碳的固溶強化作用也隨之降低了，所以勢

14、必焊縫強度降低。為了彌補上述情況造成的焊縫強度降低，只有調(diào)整焊縫的化學成分，使用合金元素更多一些的、強度高一檔的焊絲來焊接熱壓封頭拼縫。2022-5-2337 殼體縱、環(huán)縫焊接條件好，考慮到板厚因素，從提高效率、保證焊接質(zhì)量出發(fā)，選用雙面埋弧焊，焊絲啊等強度原則選用。 設(shè)備大合攏焊縫，考慮到設(shè)備因素，內(nèi)焊縫采用埋弧焊較困難，故內(nèi)側(cè)采用焊條電弧焊、外側(cè)采用碳弧氣刨清根后再進行外環(huán)縫埋弧焊。B2焊縫據(jù)人孔較近，故將其為大合攏焊縫。 人孔接管與人孔法蘭環(huán)縫，由于人孔直徑較大，故采用焊條電弧焊進行雙面焊。 對于人孔、小接管與殼體角焊縫，鑒于此部位焊縫形狀和焊接條件，一般選用焊條電弧焊進行雙面焊。 對于

15、小直徑接管環(huán)縫，由于只能單面焊，又要保證質(zhì)量，選用TIG焊打底是保證焊縫質(zhì)量最有效的方法。TIG-50為焊材牌號，其焊材型號為ER70S-G (AWS A5.18)。 鞍座與殼體焊接角焊縫屬非承壓焊縫，采用熔化極氣體保護焊(保護氣體為純CO2)，效率高，焊縫成形好。TWE-711為焊材牌號，其焊材型號為E71T-1(AWS A5.20)。2022-5-2338六、不銹鋼的焊接1.為什么說焊接不銹鋼有一定的工藝難度？主要工藝難度是：1 不銹鋼材料熱敏感性較強，在 450-850溫度區(qū)內(nèi)停留時間稍長，焊縫及熱影響區(qū)耐腐蝕性能嚴重下降。2 容易發(fā)生熱裂紋。3保護不良，高溫氧化嚴重。4線膨脹系數(shù)大，產(chǎn)

16、生較大的焊接變形。2.為什么焊接奧氏體不銹鋼要采取有效的工藝措施？一般工藝措施有：1要依據(jù)母材的化學成分，嚴格選擇焊接材料。2小電流.，快速焊接；小線能量， 減少熱輸入。3細直徑焊絲、焊條，不擺動，多層多道焊。4焊縫及熱影響區(qū)強制冷卻，減少450-850停留時間。5TIG焊縫背面氬氣保護。6與腐蝕介質(zhì)接觸的焊縫最后焊接。7焊縫及熱影響區(qū)鈍化處理。2022-5-2339 3.為什么奧氏體不銹鋼和碳鋼、低合金鋼焊接（異種鋼焊接）要選用2513系列的焊絲及焊條？答：焊接奧氏體不銹鋼和碳鋼、低合金鋼相連的異種鋼焊接接頭，焊縫熔敷金屬必須采用2513系列的焊絲 0Cr25Ni13 （ 309、309L）

17、及焊條（奧312、奧307等）。如采用其它不銹鋼焊材，在碳鋼、低合金鋼一側(cè)熔合線上產(chǎn)生馬氏體組織，會產(chǎn)生冷裂紋。2022-5-2340七、焊接缺陷1.什么叫焊接缺陷？焊接過程中產(chǎn)生的不符合標準要求的缺陷。2.為什么熔化焊焊縫會產(chǎn)生缺陷？由于人、機、料、法、環(huán)等因素的影響，焊縫內(nèi)外部會產(chǎn)生的缺陷有：焊縫尺寸不符合要求、弧坑、燒穿、咬邊、焊瘤、嚴重飛濺、夾渣、氣孔、裂紋等。3.什么叫氣孔？在焊接過程中，熔池金屬中的氣體在金屬冷卻以前未能來得及逸出，而在焊縫金屬中（內(nèi)部或表面）所形成的孔穴。2022-5-23414.什么叫裂紋？在焊接應(yīng)力以及其他致脆因素共同作用下，產(chǎn)生在焊縫金屬及熱影響區(qū)（內(nèi)部或表面）所形成的縫隙稱為裂紋。a)熱裂紋焊后高溫時立即產(chǎn)生的裂紋。b)冷裂紋焊后在金屬冷卻至室溫時產(chǎn)生的裂紋；或焊后幾小時、幾天后產(chǎn)生的裂紋稱為延遲裂紋。5.什么叫咬邊？由于焊接參數(shù)選擇不正確，或者操作方法不正確沿著焊趾（熔合線上）的母材部位產(chǎn)生的溝槽或凹陷叫咬邊，會造成局部應(yīng)力集中。2022-5-2342 6.什么叫未焊透？焊接時，接頭根部未完全熔透的現(xiàn)象。7.什么叫未熔合？熔焊時，焊道與母材之間或焊道與焊道之間，未能完全熔化結(jié)合的部分。8.為什么要控制焊縫中的含氫量？氫、氧、氮三種有害氣體會對焊接