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文檔簡介
焊接技術(shù)人員培訓(xùn)手冊第一部分焊接工藝評定的使用管理&焊接工藝規(guī)程的編制一、焊接工藝評定的有關(guān)概念二、焊接工藝評定及使用管理程序三、焊接工藝評定變素及其評定規(guī)則四、如何閱讀焊接工藝評定報告五、如何編制焊接工藝規(guī)程一、焊接工藝評定的有關(guān)概念1、焊接工藝評定的定義和目的2、消除焊接工藝評定認(rèn)識上誤區(qū):'“焊接性能"與“焊接性”4、“焊接性能試驗”與“焊接工藝評定”5'“焊縫”與“焊接接頭”6'“焊接工藝評定”與“焊工技能考試”7、焊接工藝評定的基本條件8、常用焊接工藝評定標(biāo)準(zhǔn):JB4708-2000《鋼制壓力容器焊接工藝評定》GB50236-98《現(xiàn)場設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工及駿收規(guī)》第4章勞部發(fā)1996[276]號《蒸汽鍋爐安全監(jiān)察規(guī)程》附錄IJGJ81-2000《逑筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》第5章GB128-90《立式圓筒形鋼制焊接油罐施工及駿收規(guī)》附錄一ASME第IX卷《焊接與釬焊》二、焊接工藝評定及使用管理程序1、焊接工藝評定程序焊接工藝評定立項焊接工藝評定委托編制焊接工藝指導(dǎo)書(WPI)并批準(zhǔn)頁腳評定試板的焊接評定試板的檢驗焊接工藝評定失敗,重新修改焊接工藝指導(dǎo)書,重復(fù)進(jìn)行上述程序。編寫焊接工藝評定報告(PQR)并批準(zhǔn)2、焊接工藝評定文件的使用與管理焊接工藝評定文件的受控登記。焊接工藝評定的有效版本及換版轉(zhuǎn)換。每季度編制焊接工藝評定文件的有效版本目錄。保證現(xiàn)場工程和產(chǎn)品的焊接工藝評定的履蓋率為100%-焊接工藝評定文件作為公司的一項焊接技術(shù)儲備,屬于公司重要技術(shù)文件,應(yīng)妥善保管。三、焊接工藝評定變素及其評定規(guī)則1、焊接工藝評定的主要變素:試件形式母材類別焊接方法焊接工藝因素焊后熱處理種類及參數(shù)母材厚度焊縫熔敷金屬厚度四、如何閱讀焊接工藝評定報告1、如何認(rèn)識焊接工藝評定報告的作用焊接工藝評定報告的合法性:焊接工藝評定報告的有效性:焊接工藝評定報告及焊接工藝規(guī)程的局限性:焊接工藝評定報告是一種必須由企業(yè)焊接責(zé)任工程師和總工程師簽字的重要質(zhì)保文件,也是技術(shù)監(jiān)督部門和用戶代表審核施工企業(yè)質(zhì)保能力的主要依據(jù)之一。2、焊接工藝評定報告與焊接工藝規(guī)程的關(guān)系3、閱讀焊接工藝評定報告的方法頁腳五、如何編制焊接工藝規(guī)程1、焊接工藝規(guī)程的作用2、焊接工藝規(guī)程的基本要求3、焊接工藝規(guī)程的編寫應(yīng)遵循的原則3、焊接工藝規(guī)程的填寫說明第二部分由焊接材料所想到的……一、工程焊接相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、資料簡介二、焊條型號與牌號的識別三、焊條的保管與使用四、焊條的選用五、氨弧焊絲的選用六、鐮基合金的焊材選用一、工程焊接常用相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)簡介(一)工程焊接常用標(biāo)準(zhǔn)GB50236-98《現(xiàn)場設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗收規(guī)》JB4708-2000《鋼制壓力容器焊接工藝評定》/T4809-2000《鋼制壓力容器焊接規(guī)程》JGJ81-2002《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》SH3085-1997《石油化工管式加熱爐碳鋼和輅鋁鋼爐管焊接技術(shù)條件》SH/T3523-1999《石油化工珞錦奧氏體鋼、鐵銖合金和錦合金管道焊接規(guī)程》SH3524-92《石油化工鋼制塔類容器現(xiàn)場組焊施工工藝標(biāo)準(zhǔn)》SH3525-92《石油化工低溫鋼焊接規(guī)程》SH3526-92《石油化工異種鋼焊接規(guī)程》SH/T3527-1999(石油化工不銹鋼復(fù)合鋼焊接規(guī)程》SHJ520-91《石油化工工程絡(luò)鋁耐熱鋼管道焊接技術(shù)規(guī)程》SY/T4103-1995《鋼質(zhì)管道焊接及驗收》頁腳SY/T4071-93《管道下向焊接工藝規(guī)程》HGJ222-92《鋁及鋁合金焊接技術(shù)規(guī)程》HGJ223-92《銅及銅合金焊接及釬焊技術(shù)規(guī)程》(二)工程焊接常用焊接材料標(biāo)準(zhǔn)JB3223-1996《焊接材料質(zhì)董管理規(guī)程》/T4747-2002《壓力容器用鋼焊條訂貨技術(shù)條件》GB/T5117-1995《碳鋼焊條〉GB/T5118-1995《低合金鋼焊條》GB/T983-1995《不銹鋼焊條》GB/T14957-94《熔化焊用鋼絲》GB/T14958-94《氣體保護(hù)焊用鋼絲》GB/T8110-1995《氣體保護(hù)電弧焊用碳鋼、低合金鋼焊絲》GB/T10045-88《碳鋼藥芯焊絲》GB/T4242-84《焊接用不銹鋼絲》GB/T13814-92《錦及錦合金焊條》GB/T9460-1988《銅及銅合金焊絲》GB/T15620-1995《錦及錦合金焊絲》GB/T3623-1998《鈦及鈦合金絲》GB4842-1995《純氫》GB6052《工業(yè)液體的二氧化碳》(三)推薦實用的焊接參考書焊接手冊:推薦《焊接手冊》(中國機(jī)械工程學(xué)會焊接學(xué)會編)焊接材料使用手冊:推薦《電焊條選用指南》(吳樹雄編著)焊材制違廠提供的《焊接材料樣本》二、焊條型號與牌號的識別(一)焊條藥皮的作用與類型1、焊條藥皮的基本功能:(1)保護(hù)電弧與熔池。藥皮比焊芯熔化慢,形成一個套筒,保護(hù)金屬熔滴順利地向熔池過渡;同時藥皮放出氣體和形成熔渣?保護(hù)電弧及熔池免受空氣的有害作用。熔渣履蓋于熔敷金屬表面,也降低了焊縫金屬的冷卻速度,有利于改善接頭性能。頁腳(2) 冶金處理。通過冶金反應(yīng)直到脫氧、脫硫?脫磷等去除雜質(zhì)作用,同時還對焊縫金屬起合金化作用。(3) 賦予焊條良好的焊接工藝性能。使電弧容易引燃,燃燒穩(wěn)定,減少飛濺,增大熔深,保證焊縫成形等。滿足某些專用焊條的特殊功能。如鐵粉焊條藥皮含較多的鐵粉,增加了焊條的熔敷系數(shù),提高了焊接生產(chǎn)率。2?焊條藥皮的類型:序號藥皮類型對應(yīng)牌號對應(yīng)型號焊接電源1特殊型xxxOExx002鈦型XXX1Exx13直流或交流3鈦鈣型xxx2Exx03直流或交流4鈦鐵礦型xxx3Exx01直流或交流5氧化鐵型xxx4Exx20直流或交流6纖維素型xxx5Exx10、11直流或交流7低氫鉀型xxx6Exx16直流或交流8低氫鈉型xxx7Exx15直流9石墨型xxx8Exx13直流或交流10鹽基型xxx9Exx13直流3、酸性焊條與堿性焊條:?藥皮在焊接時熔化形成熔渣。焊后熔渣為酸性的焊條稱為酸性焊條,反之為堿性焊條。?酸性焊條的缺點(diǎn):酸性焊條的熔渣組成物以酸性氧化物為主,對焊縫金屬有較強(qiáng)的氧化性,致使焊縫金屬中合金元素的燒損量較大。同時焊縫金屬中氫和氧的含量較高,焊縫金屬的力學(xué)性能,特別是塑性和初性較低。?酸性焊條的優(yōu)點(diǎn):對鐵銹、油污及水分引起的氣孔敏感性小。酸性焊條用交流或直流電源均可焊接。?喊性焊條的優(yōu)點(diǎn):堿性焊條的熔渣組成物以堿性氧化物為主,對焊縫金屬的氧化性很小,冶金處理效果好。堿性焊條焊接時,藥皮分解出C02作保護(hù)氣體,保護(hù)氣體中氫含苣很低,因此用堿性焊條焊成的焊縫金屬含氫量低,綜合力學(xué)性能好,特別是塑性、初性較高。頁腳?堿性焊條的缺點(diǎn):對氣孔的敏感性較大。(二)焊條統(tǒng)一編號的意義焊條通常用型號和牌號來反映其主要性能特點(diǎn)及類別。?焊條型號是以焊條國家標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)、反映焊條主要特性的一種表示方法。?焊條牌號是根振焊條的主要用途及性能特點(diǎn),對焊條產(chǎn)品的具體命名。由焊條廠家制定。?我國焊條行業(yè)采用統(tǒng)一牌號:屬于同一藥皮類型、符合相同焊條型號、性能相似的產(chǎn)品統(tǒng)一命名為一個牌號。如J422、J507?!镒⒁猓翰还苁呛笚l廠自定的牌號,還是全國焊接材料行業(yè)統(tǒng)一牌號,都必須在產(chǎn)品樣本或標(biāo)簽、質(zhì)童證明書上注明該產(chǎn)品是“符合國標(biāo)”、“相當(dāng)國標(biāo)”或不加標(biāo)注(即與國標(biāo)不符),以便用戶結(jié)合產(chǎn)品性能要求,對照標(biāo)準(zhǔn)去選用。★每種焊條產(chǎn)品只有一個牌號 但多種牌號焊條可同時對應(yīng)一個型號咖:牌號J507RH和J507R,型號均E5015-G。焊條分類對照按牌號
按型號碳鋼結(jié)構(gòu)鋼焊條低溫鋼焊條 低合金鋼焊條鋁及輅4目耐熱鋼焊條洛不銹鋼焊條 不銹鋼焊條洛鐐奧氏體不銹鋼(三)焊條牌號的表示方法?通常用一個漢語拼音字母(或漢字)與三位數(shù)字表示。如A302(奧302)、W607(溫607)?有的焊條牌號在三位數(shù)字后面加注后綴字母和/或數(shù)字。如J507RH、A022Mo、J422FM6第一位字母:表示焊條種類;前兩位數(shù)字:表示熔敷金屬強(qiáng)度或合金類型;頁腳第三位數(shù)字:表示藥皮類型及電流種類;數(shù)字后面的字母和數(shù)字:附加合金元素或焊條特性(具有特殊性能和用途)?!鋈纾篏一一高韌性焊條; R—一壓力容器用焊條;Fe一一高效鐵粉焊條:X一一向下立焊用焊條;一一超低氫焊條;RH一一高韌性超低氫焊條;(四)焊條型號的表示方法1、碳鋼焊條:?根據(jù)GB/T5117-1995《碳鋼焊條》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,碳鋼焊條型號按熔敷金屬的力學(xué)性能、藥皮類型、焊接位置和焊接電流種類劃分。?碳鋼焊條型號的編制方法:首位字母“E”表示焊條;前兩位數(shù)字表示熔敷金屬抗拉強(qiáng)度的最小值,單位為kgf/nun2;第三位數(shù)字表示焊條的焊接位置:“0”和“1”表示焊條適用于全位置焊接;“2”表示焊條適用于平焊及平角焊;“4"表示焊條適用于向下立焊。第三位和第四位數(shù)字組合時表示焊接電流種類及藥皮類型。在第四位數(shù)字后面附加字母或數(shù)字:“R”表示耐吸潮焊條,“1T表示對吸潮和力學(xué)性能有特殊規(guī)定的焊條,“-1”表示沖擊性能有特殊規(guī)定的焊條?!雠e例:E4303:43kgf/mni2;全位置;鈦鈣型;交直流兩用。E5015:50kgf/nnn2;全位置;低氫鈉型;直流反接°E5018-1:50kgf/nim2;全位置;鐵粉低氫型;交流或直流反接;-46°C低溫沖擊保證值。2、低合金鋼焊條:?根據(jù)GB/T5118-1995《低合金鋼焊條》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,低合金鋼焊條型號按熔敷金屬的力學(xué)性能、化學(xué)成分、藥皮類型'焊接位置和焊接電流種類劃分。?低合金鋼焊條型號的編制方法:首位字母“E”表示焊條;前兩位數(shù)字表示熔敷金屬抗拉強(qiáng)度的最小值(kgf/mM);第三位數(shù)字表示焊條的焊接位置:“0”和“1”表示焊條適用于全位置焊接;“2”表示焊條適用于平焊及平角焊。第三位和第四位數(shù)字組合時表示焊接電流種類及藥皮類型;后綴字母為熔敷金屬的化學(xué)成分分類代號,并以短劃與前面分開。若還具有附加化學(xué)成分時,附加化學(xué)成分頁腳直接用元素符號表示,并以短劃與前面后綴字母分開?!鋈?E5515-B2-V(R317)對于E50XX-X、E55XX-X、E60XX-X型低氫焊條的熔敷金屬化學(xué)成分分類后綴字母或附加化學(xué)成分后面加字母時,表示耐吸潮焊條?!雠e例:(1) E5015-G(J507RH'J507R等):50kgf/mm2(490MPa);低氫鈉型;高韌性(低溫沖擊保證值);直流反接;全位置焊接。(2) E6015-G(J607RH):60kgf/mm2(610MPa);低氫鈉型;超低氫高初性;(-40°C低溫沖擊保證值);直流反接;全位置焊接。(3) E5515-C1(W707Ni):低氫鈉型;含2.5Ni;55kgf/mm2(540MPa):高韌性(-70°C沖擊保證值);直流反接;全位置焊接。(4) E5515-C2(W907Ni):低氫鈉型;含3.5Ni;55kgf/mm2(540MPa);高韌性(-90°C沖擊保證值);直流反接;全位置焊接。(5) E5515-B1(R207):低氫鈉型;0.5Cr-0.5Mo;540MPa,常溫沖擊保證值;直流反接;全位置焊接。(6) E5515-B2(R307):低氫鈉型;lCr-0.5Mo;540MPa,常溫沖擊保證值;直流反接;全位置焊接。(7) E5515-B2-V(R317):低氫鈉型;lCr-0.5Mo-V;540MPa-常溫沖擊保證值;直流反接;全位置焊接。(8) E6015-B3(R407):低氫鈉型;2.5Cr-lMo;590MPa,常溫沖擊保證值;直流反接;全位置焊接。3、不銹鋼焊條:?根據(jù)GB/T983-1995《不銹鋼焊條》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,不銹鋼焊條型號按熔敷金屬的化學(xué)成分、藥皮類型、焊接位置和焊接電流種類劃分。?不銹鋼焊條型號的編制方法:首位字母“E”表示焊條;“E”后面的數(shù)字表示熔敷金屬化學(xué)成分分類代號,如有特殊要求的化學(xué)成分,該化學(xué)成分用元素符號表示,放在數(shù)字的后面;短線“-”后面的兩數(shù)字表示藥皮類型、焊接位置及焊接電流種類?!?5"表示堿性、鈦型或鈦鈣型藥皮,全位置焊接,交流或直流反接;“16”表示堿性藥皮、全位置焊接、直流反接;“17”是“16”的變型?!锊讳P鋼焊條型號與美國、日本等工業(yè)發(fā)達(dá)國家的不銹鋼焊條型號相同?!雠e例:頁腳(1) E308L-16(A002):鈦鈣型;超低碳(CW0.04%);公稱成分00-19Cr-10Ni;交流或直流反接(盡可能采用直流電源);全位置焊接。(2) E308-15(A107):堿性;低碳(CW0.08%);公稱成分0-19Cr-10Ni;直流反接;全位置焊接。(3) E316L-16(A022):鈦鈣型;超低碳(CW0.04%);公稱成分00-18Cr-12Ni-2Mo:交流或直流反接(盡可能采用直流電源);全位置焊接。(4) E316-15(A207):堿性;低碳(CW0.08%);熔敷金屬公稱成分0-18Cr-12Ni-2Mo;直流反接;全位置焊接。(5) E347-15(A137):堿性;低碳(C^O.08%);含Nb穩(wěn)定劑;公稱成分0-19Cr-10Ni-Nb;直流反接;全位置焊接。E309-15(A307):堿性;含CW0.15%;公稱成分l-23Cr-13Ni;直流反接;全位置焊接。E310-16(A402):鈦鈣型;含O0.08-0.20%;純奧氏體組織,公稱成分2-26Cr-21Ni;交流或直流反接(盡董采用直流電源);全位置焊接。(注:L表示碳含董較低(C<0.04%);H表示碳含董較高(C>0.15%))?特殊情況:E5MoV-15(R507):低氫鈉型;5Cr-0.5Mo-V;520MPaE9Mo-15(R707):低氫鈉型;9Cr-lMo,590MPa按牌號:屬于珠光體耐熱鋼(低合金鋼)焊條。按型號:屬于不銹鋼焊條。GB/T983-1995提出:將放入下次修訂的GB/T5I18標(biāo)準(zhǔn)中。(五)國外牌號、型號對比(舉例)焊條類別國牌號國標(biāo)型號AWS型號J422E4303碳鋼焊條J506E5016E7016J506RE5016-GE7016-G低合金結(jié)構(gòu)鋼焊條J506RHE5016-GE7016-GJ607E6015-D1E9015-D1低溫鋼焊條W707X1E5515-C1E8015-C1珠光體耐熱鋼焊條R407E6015-B3E9015-B3頁腳啓不銹鋼焊條絡(luò)録奧氏體不銹鋼焊條禺基合金焊條
G207E410-15E410-15A042E319MOE309MoL-16A022MoE317L-16E317L-16Ni307BENiCrFe-3第三部分、焊條的保管與使用(一)焊條的工藝性能1、焊條的使用性能:焊條的工藝性能一一通常指焊條的操作性能:焊條是否容易地進(jìn)行焊接作業(yè)。焊條的焊接性能一一被焊件是否得到充分的連接(有無焊接缺陷),以及焊接接頭是否滿足使用要求(接頭的力學(xué)性能和耐熱、耐蝕等特殊性能)。焊條的效率一一焊接施工中能否使焊接效率提高,人工和材料等費(fèi)用降低。2、焊條的工藝性能:焊條的穩(wěn)弧性:電弧在焊接過程中保持穩(wěn)定、不易晃動和熄滅的特性。焊條的偏心與受潮對穩(wěn)弧性也有影響。對各種焊接位置的適用性:焊條對各?種空間位置操作的適用性如何,是焊條的一個重要工藝性能。各種牌號的焊條適用的焊接位置一般在焊條說明書中有規(guī)定。焊縫的成形性能:指焊縫的幾何形狀和焊縫的表面質(zhì)董。脫渣性:其好壞對焊工的勞動條件、焊接生產(chǎn)率和焊縫質(zhì)量等都有直接影響。氧化性強(qiáng)的熔渣脫渣性較差。如J422比J426的脫渣性就好。焊縫的熔深:在焊條因素中,藥皮的組成和厚度是影響焊縫熔深的主要因素。厚藥皮焊條的熔深比薄藥皮大。厚鋼板對接焊時采用熔深較大的焊條可以不開坡口或開小坡口,使生產(chǎn)效率提高。焊條的熔敷系數(shù):焊接過程中,焊條在單位時間通過單位焊接電流熔敷到焊件上的金屬量稱為熔敷系數(shù)(Q)。焊條熔敷系數(shù)的大小標(biāo)志著焊接過程中生產(chǎn)率的高低。焊接飛濺的大?。猴w濺大不僅會增加焊后清理的時間,也浪費(fèi)了焊條。焊條的飛濺程度主要與焊條藥皮類型有關(guān)。焊條藥皮受潮*飛濺也增大。當(dāng)然也與焊機(jī)的性能、扱性等因素有關(guān)。3、影響焊接工藝操作性能的因素:焊條的工藝性能焊工技能電焊機(jī)特性頁腳使用的焊接工具(如焊槍)母材的材質(zhì)板厚接頭形式和尺寸焊接工藝參數(shù)(如電流、電壓、焊速等)焊接位置其他焊接條件(如焊接環(huán)境.、保護(hù)氣體等)?因此>要準(zhǔn)確地評定焊條的工藝性能,應(yīng)因定焊工'電焊機(jī)、其他焊接工具-試驗材料、焊接條件等上述因素,以排除這些因素的影響。4、評定焊條工藝性能的方法:可通過觀察下列項目來判斷:電弧的發(fā)生:開始引弧的難易;再引弧性(斷弧后重新引弧的難易)。電弧的狀態(tài):穩(wěn)弧性,包括持續(xù)性(有否斷弧、喘息等)和集中性;吹力大小。熔馳狀態(tài):套筒形狀;藥皮熔化的均勻性。熔渣:流動性;淸除的難易程度;覆蓋的均勻性。飛濺:發(fā)生的狀態(tài)(飛濺的大小及數(shù)t);淸除的難易程度。焊縫外觀:焊波的粗細(xì);成形(焊縫余高)。氣體和煙塵的發(fā)生狀態(tài):發(fā)生量及煙塵成分。(二)焊條使用前的檢驗一一以評定焊條的質(zhì)量和使用性能。一般按以下步驟進(jìn)行:1、焊條的進(jìn)廠驗收:一般情況下應(yīng)進(jìn)行質(zhì)童證明書核對'包裝檢査和焊條外觀檢驗。核對焊條質(zhì)董證明書。焊條質(zhì)蚩證明書的容除說明該批焊條質(zhì)董符合相應(yīng)焊條標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定外,還應(yīng)包括:焊條型號、牌號、規(guī)格(直徑和長度);批號、數(shù)量及生產(chǎn)日期;熔敷金屬化學(xué)成份檢驗結(jié)果;熔敷金屬或?qū)咏宇^冬項性能檢驗結(jié)果;生產(chǎn)廠名稱與地址;生產(chǎn)廠技術(shù)檢驗部門與檢驗人員簽章。檢査焊條的包裝:包裝是否完好,有無破損、受潮現(xiàn)象;檢查包裝上的標(biāo)記容是否齊全,是否清晰可頁腳辨;其型號、牌號、規(guī)格、生產(chǎn)批號、檢驗號、制遙廠與商標(biāo)等是否與質(zhì)量證明書 相一致。(3)檢査焊條的外觀質(zhì)量:是否受污染,在儲運(yùn)過程中是否有可能影響焊接質(zhì)童的缺陷產(chǎn)生;識別標(biāo)記是否清晰、牢固,與產(chǎn)品實物是否相符。2、進(jìn)行實際操作試焊:通過試焊以評定焊條的工藝性能。3、必要的化學(xué)成分和力學(xué)性能等復(fù)驗:應(yīng)根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或供貨協(xié)議的要求進(jìn)行復(fù)駿。如球罐使用的焊條要進(jìn)行擴(kuò)散氫測定。(三)焊條的保管1、焊條保管的基本原則:焊條的保管要特別注意環(huán)境濕度??諝庵邢鄬穸群蜏囟仍礁撸羝謮阂簿驮礁?,則藥皮越容易吸濕。當(dāng)空氣中水蒸汽分壓^5niniHg時,藥皮吸濕董很小,但一般逮議空氣中的相對濕度低于60%,并離開地面和堵壁一定的距離(約20伽)。溫度以10-25°C為宜。分清焊條型號(牌號)、規(guī)格,不能錯用。焊條運(yùn)輸、堆放過程中應(yīng)注意不要損傷藥皮?堆放不要太高。對藥皮強(qiáng)度較差的焊條(如高強(qiáng)度焊條、不銹鋼焊條、堆焊焊條、鑄鐵焊條等))更要當(dāng)心。2、焊條受潮后的明顯特征:?焊條受潮后,藥皮的顏色發(fā)深,焊條相碰沒有清脆的金屬聲。?有的焊條表面長期受潮甚至反堿出現(xiàn)“白花"。?有些焊條表面雖然沒有特殊的變化,但焊接時電弧強(qiáng),飛濺增多。3、受潮焊條對焊接工藝性能的影響:電弧強(qiáng)烈,燃燒不穩(wěn)定;飛濺多,顆粒大;熔深大,容易產(chǎn)生咬邊;熔渣覆蓋不均勻*焊波粗糙,違成壓坑;熔渣清除困難,低氫型焊條的熔渣表面氣孔多。4、受潮焊條對焊接質(zhì)童的影響:產(chǎn)生焊接裂紋和氣孔。焊條受潮吸收的水份在焊接電弧熱的作用下,變成氣體,分解出氫*致使形成焊接裂紋和氣孔。堿性焊條尤甚。焊條包裝時用聚乙烯塑料袋封口?也不能保證長期的徹底防潮。力學(xué)性能冬項指標(biāo)偏低。5、現(xiàn)場檢查焊條受潮情況的簡易方法:檢查焊條的包裝情況,包裝破損,焊條吸潮肯定嚴(yán)重。頁腳檢査焊條的制造日期,制造后長期存放的焊條表面容易出現(xiàn)白理狀的斑痕。將幾根焊條放在豐中滾動,吸潮后的焊條失去了清脆的金屬聲。取一根焊條微彎10-15度,如果彎曲時發(fā)出明顯的脆裂聲音,則說明焊條比較干燥。取一根焊條豎著落地,觀察其彈跳力,干燥的焊條彈跳力較好,回彈較高。將焊條接入焊接回路中短路數(shù)秒種,如果藥皮表面有水蒸汽出現(xiàn)*則是不千燥的焊條。取一報焊條直接進(jìn)行試焊,若是受潮的焊條,在焊接過程中會有藥皮爆裂或藥皮成塊脫落現(xiàn)象,并產(chǎn)生較多的水汽。觀察焊芯端部表面,看是否有銹跡。取一束焊條,用肉眼檢査:如果藥皮表面有黑斑存在,則表明焊條部的焊芯已銹蝕。也可敲掉藥皮,直接檢查焊芯是否銹蝕。在焊接操作過程中檢查,受潮焊條的工藝性能會出現(xiàn)下列變化:?同一電流值時,電弧吹力變大,熔深増加;?飛濺數(shù)量增多,顆粒變大;?對酸性焊條,熔渣覆蓋不良,且焊縫成形變差;?對低氫型焊條,熔渣的面(指與焊縫接觸的一面)出現(xiàn)許多小孔。6、焊接材料有效期限的確定:★JB3223-96《焊接材料質(zhì)量管理規(guī)程》規(guī)定:自生產(chǎn)日期算起按下述方法確定:焊材質(zhì)童證明書或說明書推薦的期限;酸性焊材及防潮包裝密封良好的低氫型焊材為兩年;石墨型焊材及其他焊材為一年?!畛^上述規(guī)定有效期限的焊條、焊劑及藥芯焊絲,應(yīng)按規(guī)定復(fù)驗合格后才能發(fā)放使用。(四)焊條的使用1、焊條烘烤注意事項:焊條吸潮,如果焊芯不生銹和藥皮不變質(zhì),焊條重新烘干后可確保原來的性能而不影響使用。烘烤溫度應(yīng)遵照焊條說明書的規(guī)定?!婵緶囟鹊土诉_(dá)不到除去水份的目的;▲烘烤過高,容易引起粘結(jié)劑的分解造成藥皮開裂,焊接時產(chǎn)生脫落現(xiàn)象,而且藥皮的合金元素會氧化,影響合金的過渡。焊條推薦烘烤規(guī)絡(luò)不銹鋼和酸性焊條烘烤15FC/1小時頁腳洛銖?qiáng)W氏體不銹鋼焊條堿性焊條烘烤250C/1小時酸性焊條烘烤15FC/1小時其他類別焊條堿性焊條烘烤350-400°C/l小時纖維素焊條烘烤80°C/1.5-2小時焊條在烘箱中疊起層數(shù):一般以直徑4伽】的不超過3層;直徑3.2nun的不超過5層,且堆放不應(yīng)超過隔層高度的2/3,避免烘烤時受熱不均和潮氣不易排出。▲焊條疊起太厚易造成烘烤溫度不均勻,不能烘透或局部過熱而使藥皮脫落。焊條烘烤速度控制:應(yīng)緩慢升溫,然后保溫和緩慢冷卻。推薦焊條進(jìn)箱溫度為IOO"C以下,升降溫速度不宜超過i5o°c/小B寸?!豢蓪⒑笚l突然放入高溫箱,或者突然從高溫箱取出,這樣也會引起藥皮開裂、剝落。烘干后的焊條應(yīng)及時放入100—150°C恒溫箱恒溫保存。重新烘干次數(shù)一般不超過2次,超過2次應(yīng)征求焊條制造廠的意見。▲烘烤次數(shù)過多易造成藥皮脫落。2、焊條使.用注意事項:焊條放在保溫筒隨用隨取。同一保溫簡嚴(yán)禁混裝不同牌號焊條。在4小時回收的焊條應(yīng)堆放在恒溫箱指定的位置,不得混淆。超過4小時或低于規(guī)定溫度的焊條回收后應(yīng)重新進(jìn)行烘烤。第四部分、焊條的選用★為什么要重視對焊接材料的正確選擇??正確選擇焊材是保證焊接質(zhì)量的最重要、也是最基本的條件。?工程所采用的焊接材料一般要求在設(shè)計文件中作出規(guī)定。GB50236-98第2.0.2條規(guī)定:設(shè)計文件應(yīng)標(biāo)明母材、焊接材料、焊縫系數(shù)及焊縫坡口的形式,并對焊接方法、焊前預(yù)熱'焊后熱處理及焊接檢驗提出要求。?作為施工單位的工程技術(shù)人員要求掌握焊材選擇的基本知識,目的是:頁腳在審圖時核對設(shè)計對焊材選擇的正確性;當(dāng)設(shè)計無規(guī)定或現(xiàn)場條件滿足不了設(shè)計規(guī)定時*為自選焊材提供方便?!锾貏e注意:施工單位自選的焊材最終仍應(yīng)報請設(shè)計同意。★特別提醒:焊條選擇是否合理,不完全由焊接工藝評定所決定。(一)選擇焊條的基本要點(diǎn)1、考慮焊件材料的物理性能、力學(xué)性能和化學(xué)成分:按等強(qiáng)度的原則,選擇滿足接頭力學(xué)性能要求的焊條?!雠e例:Q235>按等強(qiáng)度的原則應(yīng)選用J42x焊條,而不應(yīng)選用J50x焊條。?特殊情況:根據(jù)母材的焊接性,選用不等強(qiáng)度(高強(qiáng)度匹配或低強(qiáng)度匹配)、而韌性好的焊條,但需通過改變焊縫結(jié)構(gòu)形式,以滿足設(shè)計強(qiáng)度和剛度的要求。使熔敷金屬的合金成分符合或接近母材?!雠e例:15Critfo必須選用R307焊條(lCr-O.5Mo)*而不能選用R207焊條(0.5Cr-0.5Mo)-當(dāng)母材化學(xué)成分中碳或硫、磷等有害雜質(zhì)較高時,應(yīng)選擇抗裂性和抗氣孔能力較強(qiáng)的焊條。如低氫型焊條等?!镒⒁猓汉附訕?gòu)件對力學(xué)性能和化學(xué)成分的要求并不是均衡的:▼有的焊件可能僞重于強(qiáng)度、韌性等方面的要求,而對化學(xué)成分不一定要求與母材一致。如選用結(jié)構(gòu)鋼焊條時,首先應(yīng)側(cè)重考慮焊縫金屬與母材間的等強(qiáng)度,或焊縫金屬的高初性;▼有的焊件又可能偏重于化學(xué)成分方面的要求,如對于耐熱鋼、不銹鋼焊條的選擇,通常側(cè)重于考慮焊縫金屬與母材化學(xué)成分的一致;▼有的也可能對兩者都有嚴(yán)格的要求。如異種鋼焊條的選擇。因此在選擇焊條時應(yīng)分清主次,綜合考慮。2、考慮焊件的工作條件和使用性能:焊件在承受動載荷和沖擊載荷情況下,除了要求保證抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度外,對沖擊韌性、塑性均有較高的要求。此時應(yīng)選用低氫型、鈦鈣型或氧化鐵型焊條?!雠e例:16Mn鋼用于非重要結(jié)構(gòu)時可選用J502'J503等酸性焊條;而當(dāng)用于重要結(jié)構(gòu)時,則應(yīng)選用J506J507等堿性焊條。焊件在腐蝕介質(zhì)中工作時,必須分清介質(zhì)種類、濃度?工作溫度以及腐蝕類型(一般腐蝕、晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕等),從而選擇合適的不銹鋼焊條?!雠e例:焊接!Crl8Ni9不銹鋼時,為了滿足焊縫與母材金屬成分相同的要求,對于在腐蝕要求不高的條件頁腳下工作的焊件,可選用A102'A107焊條;而對于工作溫度低于300°C而耐腐蝕要求較高的焊件,則應(yīng)選A132'A137或A002焊條。焊件在受磨損條件下工作時*須區(qū)分是一般磨損還是沖擊磨損,是金屬間磨損還是磨料磨損,是在常溫下磨損還是在高溫下磨損等。還應(yīng)考慮是否在腐蝕介質(zhì)中工作,以選擇合適的堆焊焊條。處在低溫或高溫下工作的焊件,應(yīng)選擇能保證低溫或高溫力學(xué)性能的焊條?!雠e例:12CrMo在400°C下工作,焊接應(yīng)選R207,而不能選J507。AIGMnDR在-4(TC下工作,焊接應(yīng)選J507RH(-40°C)?而不能用J507、J507Mo'J507H等焊條(-30°C)。3、考慮焊件的復(fù)雜程度和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、焊接接頭型式等:形狀復(fù)雜或大厚度的焊件,由于其焊縫金屬在冷卻收縮時產(chǎn)生的應(yīng)力大,容易產(chǎn)生裂紋。因此,必須采用抗裂性好的焊條,如低氫型焊條、和高韌性焊條焊條。對于某些坡口較小的接頭,或?qū)Ω亢竿缚刂茋?yán)格的接頭,應(yīng)選用具有較大熔深或熔透能力的焊條?!雠e例:長輸管線用鋼X42焊接,為保證根部焊透又不至于有過大的焊瘤,常采用纖維素型焊條E6010進(jìn)行向下立焊操作。因受條件限制而使某些焊接部位難以淸理千凈時,就應(yīng)考慮選用氧化性強(qiáng),容易脫渣,對鐵銹'氧化皮和油污反應(yīng)不敏感的酸性焊條,以免產(chǎn)生氣孔等缺陷。4、考慮焊縫的空間位置:有的焊條只適用于某一位置的焊接,其它位置焊接時效果較差,有的焊條則是參種位置均能焊接的全位置焊條,選用時要考慮焊接位置的特點(diǎn):對于仰焊、立焊縫較多的焊件,應(yīng)選用鈦鈣型-鈦型、低氫型或鈦鐵礦型的全位置焊條。焊接部位所處的位置不能翻轉(zhuǎn)時,必須選擇能進(jìn)行全位置焊接的焊條。5、考慮施焊工作條件:沒有直流焊機(jī)的場合,應(yīng)選用交直流兩用的焊條。某些鋼材(如珠光體耐熱鋼)需進(jìn)行焊后消除應(yīng)力熱處理,但受設(shè)備條件限制或本身結(jié)構(gòu)限制而不能進(jìn)行時,應(yīng)選用與母材金屬化學(xué)成分不同的焊條(如奧氏體不銹鋼焊條),可以免進(jìn)行焊后熱處理。應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場條件,如野外操作、焊接工作環(huán)境等來合理選用焊條。6、考慮改善焊接操作環(huán)境和保證工人身體健康:盡量選用發(fā)塵量小、產(chǎn)生有害氣體少的焊條。頁腳在酸性焊條和堿性焊條都可以滿足的地方,鑒于堿性焊條對操作技術(shù)及施工準(zhǔn)備要求高,故應(yīng)盡量采用酸性焊條。對于在密閉容器或通風(fēng)不良場所焊接時,應(yīng)盡量采用低塵低秦焊條或酸性焊條。7、考慮焊接的經(jīng)濟(jì)性:在保證使用性能的前提下,盡瑩選用價格低廉的焊條。根據(jù)我國的礦藏資源,應(yīng)大力推廣鈦鐵礦型焊條(xxx3型)。對性能有不同要求的主次焊縫,可采用不同焊條,不要片面追求焊條的全面性能。根據(jù)結(jié)構(gòu)的工作條件,合理選用焊條的合金系統(tǒng)。如對在常溫下工作,用于一般腐蝕條件的不銹鋼,就不必選用含鋌的不銹鋼焊條。8、考慮焊接效率:對焊接工作量大的結(jié)構(gòu),有條件時應(yīng)盡瑩采用高效率焊條,如鐵粉焊條、高效率不銹鋼焊條、重力焊條、底層焊條、立向下焊條之類的專用焊條。水平位置焊接時采用鐵粉焊條,垂直位置焊接時采用下向焊條等,均可大大提高生產(chǎn)率和降低成本。9、考慮焊條的工藝性能:焊條工藝性能的好壞是焊條使用的前提。工藝性能不好的焊條會產(chǎn)生各種焊接缺陷。對于同一牌號(型號)的焊條,不同的生產(chǎn)廠家,其工藝性能差別很大,需要我們在采購時認(rèn)真分析。采購不同廠家同一牌號的焊條時,還應(yīng)考慮焊工的習(xí)慣問題和對該焊條工藝性能的適用性。(二)碳素鋼的焊條選用1、對碳素鋼的認(rèn)識:?碳鋼的主要分類方法:按含碳量分類:低碳鋼:CW0.30%(有的國家稱為軟鋼);中碳鋼:00?30-0?60%;高碳鋼:00.60%-按冶煉方法分:平爐鋼;轉(zhuǎn)爐鋼;電爐鋼。按鋼的脫氧程度的不同分:沸騰鋼;半鎮(zhèn)赫鋼;鎮(zhèn)靜鋼。按用途分:結(jié)構(gòu)鋼;工具鋼。根扌忌鋼中有害雜質(zhì)S、P的含董分:普通碳素鋼:S<0.050%,PW0?045%;優(yōu)質(zhì)碳素鋼:SWO.035%,PWO.035%;高級優(yōu)質(zhì)碳素鋼:SW0.030%,PW0.035%。頁腳★注意:經(jīng)常需要焊接的鋼是各種碳素結(jié)構(gòu)鋼,包括普通碳素結(jié)構(gòu)鋼(如Q235)'優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼(20鋼)、專門用途碳素結(jié)構(gòu)鋼等?!罡咛间搶嶋H上不用于制違焊接結(jié)構(gòu)。?與焊接關(guān)系密切的專門用途碳素結(jié)構(gòu)鋼:船體用碳素鋼(GB712-88):▲A、B、D、E:C^O.18-0.22%;屈服強(qiáng)度235MPa。焊接氣瓶用碳素鋼(GB6653-94):壓力容器用碳素鋼(GB6654-1996):▲20R:CW0.20%;屈服強(qiáng)度225-245MPa。鍋爐用碳素鋼(GB713-1997)橋梁用碳素結(jié)構(gòu)鋼(YB/T10-81)16q:C=0.12-0.20%;屈服強(qiáng)度225MPa。石油天然氣管道用螺旋縫埋弧焊碳素鋼(GB9711-88)AS205、S240、S290:CW0.17-0.22%;屈服強(qiáng)度205-290MPa鐵道鋼軌用碳素鋼(GB2585-81):▲U、71、U74、U71Cu:C=0.64-0.80%;抗拉強(qiáng)度2785MP&。核壓力容器用碳素結(jié)構(gòu)鋼▲20HR:CW0.20%;屈服強(qiáng)度235MPa。(9)汽車制造用碳素結(jié)構(gòu)鋼(GB3275-91)▲08A1:C=0.05-0.12%;抗拉強(qiáng)度315-440MPa15A1:C=0.12-0.17%;抗拉強(qiáng)度345-490MPa2、低碳鋼的焊接特點(diǎn):焊接性能優(yōu)良,一般不會因焊接而引起淬硬組織。冶煉方法落后或非正規(guī)小型鋼廠生產(chǎn)*遙成碳鋼含N、0高,焊接裂紋傾向大。母材成分不合格(如C、S過高)時,焊接裂紋傾向大。焊條質(zhì)童不好時造成焊縫中C、S倫高,焊接裂紋傾向大。厚度大、剛性大的結(jié)構(gòu)件在低溫條件下焊接可能出現(xiàn)裂紋。3、低碳鋼在低溫環(huán)境下的焊接扌皆施:頁腳焊前預(yù)熱,焊時保持道間溫度采用低氫或超低氫型焊條整條焊縫連續(xù)焊完,盡董避免中斷不在坡口以外的母材上打弧彎板、矯正和裝配時盡可能不在低溫下進(jìn)行盡可能改毎嚴(yán)寒下勞動生產(chǎn)條件4、低碳鋼的焊條選用要點(diǎn):按照等強(qiáng)度匹配的原則,通常選用E43xx系列的焊條。有時也可選用E50xx系列焊條代用,但不應(yīng)作為首選,否則違背了等強(qiáng)的原則。一般結(jié)構(gòu)選用酸性焊條或堿性焊條。焊接動載荷、復(fù)雜和厚扳結(jié)構(gòu)和重要受壓容器?以及低溫下焊接時,應(yīng)選用堿性、低氫型焊條,如E4316(J426)、E4315(J427)-☆各國根據(jù)自己的資源及使用習(xí)慣,選用的藥皮類型均有所不同。在我國,鈦鈣型焊條(如J422)的消耗輦最大,要占全部焊條產(chǎn)呈的80%以上。低碳鋼在低溫條件下的焊接預(yù)熱溫度壁厚mm在冬種氣溫下的預(yù)熱溫度低碳鋼管道、容器低溫環(huán)境下焊接時W16不低于-3(TC時不預(yù)熱;低于-3FC時預(yù)熱100-150°C17-30不低于-2(rc時不預(yù)熱;低于-2(rc時預(yù)熱ioo-i5o°c31-40不低于-i(rc時不預(yù)熱;低于-io°c時預(yù)熱ioo-i5o°c41-50不低于(TC時不預(yù)熱;低于0°C時預(yù)熱100-150°C低碳鋼梁、柱'桁架結(jié)構(gòu)低溫焊接時W30不低于-30°C時不預(yù)熱;低于-3FC時預(yù)熱100-I50°C31-51不低于-io°c時不預(yù)熱;低于-io°c時預(yù)熱ioo-i5o°c51-70不低于(TC時不預(yù)熱;低于0°C時預(yù)熱100-150°C5、中碳鋼的焊接特點(diǎn):隨著含C量的增加,焊接性逐漸變差,焊接接頭的硬化傾向、裂紋傾向和氣孔敏感性均增大,雜質(zhì)控制不嚴(yán)時裂紋傾向更加明顯。若對已經(jīng)熱處理(正火或調(diào)質(zhì))的中碳鋼部件進(jìn)行焊接,裂紋傾向較大。且熱處理后的焊接會使母材熱影響區(qū)軟化。頁腳6、中碳鋼的焊接工藝要點(diǎn):正確選擇焊接材料。大多數(shù)情況下,需要焊前預(yù)熱和保持一定的層間溫度。焊后立即進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理,熱處理溫度一般為600-650t。不能立即進(jìn)行熱處理的,則應(yīng)立即后熱。對已經(jīng)熱處理的中碳鋼部件進(jìn)行焊接*應(yīng)采取防裂紋的措施。7、中碳鋼的焊條選用要點(diǎn):在要求焊縫與母材等強(qiáng)度的情況下,應(yīng)選用相應(yīng)強(qiáng)度等級而塑性、赫性較高的低氫或超低氫焊條。■舉例:35鋼選用J506'J507;45鋼選用J556、J557;55鋼選用J606、J607焊條。個別情況下也可采用鈦鐵礦型或鈦鈣型焊條,但一定要有嚴(yán)格的工藝措葩配合,如控制預(yù)熱溫度和盡量減少母材熔深以減少焊縫含C量。在僅要現(xiàn)完整連接而不要求強(qiáng)度,或不要求焊縫與母材等強(qiáng)度的場合,或者焊件結(jié)構(gòu)復(fù)雜對采取防裂紋措施有困難時,可采用強(qiáng)度等級較母材低一檔的焊條。但須滿足設(shè)計要求的各項力學(xué)性能指標(biāo)。■舉例:35鋼選用J422'J423、J426、J427;45鋼選用J422'J423、J426、J427、J506、J507;鋼選用J422'J423、J426、J427、J506、J507焊條。特殊情況也可采用洛銀奧氏體不銹鋼焊條,此時可不預(yù)熱或適當(dāng)降低預(yù)熱溫度。理由是奧氏體焊縫金屬塑性好、溶解氫的能力杳。如A102、A107、A302'A307、A402、A407等焊條均可采用。有時也可在中、高碳鋼的坡口表面堆焊一層含碳董很低(CW0.03%)、強(qiáng)度低、塑性好的純鐵過渡層,然后再用與母材強(qiáng)度相匹配的焊條填滿坡口,能有效地防止焊接裂紋。■舉例:鋼與低碳鋼Q235的焊接:方案一:先在45鋼坡口面預(yù)熱300°C,然后用冷。方案二:在無預(yù)熱情況下,先用A302或A307再用A302或A307焊條進(jìn)行對接焊。(二)低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊條選用1、對低合金結(jié)構(gòu)鋼的認(rèn)識:?低合金鋼按其使用性能分為三類:▲低合金結(jié)構(gòu)鋼(也稱強(qiáng)度型低合金鋼)
J427或J507焊條進(jìn)行焊接,焊后進(jìn)行650°C后 熱并緩焊條在45鋼及Q235鋼的坡口面上堆焊兩層隔離 層,然后頁腳▲低合金低溫鋼(也稱低溫型低合金鋼)▲低合金耐熱鋼(也稱耐熱型低合金鋼)?低合金結(jié)構(gòu)鋼的合金總含量小于5%。?低合金結(jié)構(gòu)鋼一般按其屈服強(qiáng)度分級。常用的低合金結(jié)構(gòu)鋼的屈服強(qiáng)度在300-600MPaIS。▲屈服強(qiáng)度為300-450MPa的低合金結(jié)構(gòu)鋼,以熱軋或正火狀態(tài)使用。如16W1R(屈服強(qiáng)度下限285MPa)▲屈服企度大于450MPa的低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼,以調(diào)質(zhì)狀態(tài)使用。如OTMnNiCrMoVDR(屈服強(qiáng)度下限490MPa)2、低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接特點(diǎn):(1) 熱影響區(qū)的淬硬傾向(硬化):?強(qiáng)度等級和含碳量低的鋼,熱影響區(qū)淬硬傾向?。磺?qiáng)度450MPa以上的低合金高強(qiáng)鋼,熱影響區(qū)可能出現(xiàn)硬而脆的馬氏體組織,沖擊初性下降,冷裂敏感性增大,可焊性變差。?防止硬化的措施:采用適中的線能童配合以適當(dāng)?shù)念A(yù)熱,以獲得適當(dāng)小的焊接冷卻速度。因為線能董增大可使硬化傾向降低,但易使晶粒長大。(2) 焊接接頭的冷裂紋傾向:?產(chǎn)生冷裂紋的三要素:▲熱影響區(qū)或焊縫金屬的淬硬傾向(組織硬化)▲焊接接頭的拉應(yīng)力存在(拘束度大)▲焊縫金屬的高含氫董(擴(kuò)散氫的影響)?焊接冷裂紋的控制措施:▲控制組織硬化:?預(yù)熱;?通過較大線能量降低接頭冷卻速度;?冬季和厚板多道焊時采取緩冷等措施。▲限制擴(kuò)散氫:?焊件坡口表面清理;采用低氫或超低氫焊材,并防止吸潮;?預(yù)熱或“緊急”后熱以減少擴(kuò)散氫;?采用奧氏體焊條來因溶氫,限制氫的擴(kuò)散?但帶來其它問題(如熱裂紋、熔合區(qū)冷裂紋、不經(jīng)濟(jì)等),非特殊情況不采用?!刂凭惺鴳?yīng)力:?通過結(jié)構(gòu)設(shè)計減少剛度或拘束度;?預(yù)熱;頁腳?采取合理焊接順序,使焊縫有收縮余地;?坡口設(shè)計以減少焊縫金屬填尢童;?焊后消除應(yīng)力熱處理(3)焊縫金屬的熱裂紋傾向?產(chǎn)生熱裂紋的兩要素:▲焊縫中S、P雜質(zhì)偏析,易形成低熔點(diǎn)共晶體偏析于晶乳處?!附咏宇^的應(yīng)力存在☆在低合金結(jié)構(gòu)鋼及其常用的配套焊接材料中,由于能增大熱裂傾向的元素含董較少,故產(chǎn)生熱裂紋的敏感性不大。?焊縫熱裂紋的控制措施:▲控制焊縫成分:關(guān)鍵是選擇適用的焊接材料,控制C、S、P含量。C含量最好小于0.12%?!{(diào)整焊接工藝:?限制過熱:降低線能董,并采用小的焊接電流和小的焊接速度。因為熔池過熱易促使熱裂?!镒⒁猓翰荒芡ㄟ^提高焊接速度來降低線能董。因為焊接速度增大會改變?nèi)鄢匦螤?,影響到僞析。?控制成形系數(shù)(焊縫寬度與焊縫厚度之比):焊縫系數(shù)影響枝晶成長方向及其會合面的偏析情況。焊縫系數(shù)小,則使偏析集中于焊縫中心,形成焊縫中心薄弱面,熱裂傾向大。一般希望避免出現(xiàn)焊縫系數(shù)小于1的情況,即焊縫實際岸度不要超過焊縫寬度。?減小熔合比:通過開大坡口,或減小熔深,或采取隔離層堆焊法,采用錦基?合金焊材等,來減小熔合比,防止母材向焊縫轉(zhuǎn)移某些有害雜質(zhì)。?降低拘束度。如合理布置焊縫,合理安排施焊順序等。?其它:如控制裝配間隙、改善接頭設(shè)計、改進(jìn)裝配質(zhì)董等。3、低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊條選擇要點(diǎn):總體原則:一般根據(jù)母材的化學(xué)成分、力學(xué)性能、接頭的裂紋敏感性、焊后是否熱處理、焊件的使用條件(耐蝕、耐高溫、耐低溫等)、結(jié)構(gòu)形式及受力情況、焊接施工條件等因素進(jìn)行綜合考慮。必要時還應(yīng)通過焊接性試驗最終確定。首先考慮等強(qiáng)度原則。要求焊縫的強(qiáng)度等于或略高于母材金屬的強(qiáng)度,而不希望焊縫強(qiáng)度太高。★經(jīng)驗證明,如果焊縫強(qiáng)度超過母材過多且塑性差時,可能造成冷彎角小,甚至出現(xiàn)橫向裂紋?!?T4709規(guī)定:碳素鋼、低合金鋼的焊縫金屬應(yīng)保證力學(xué)性能,且其抗拉強(qiáng)度不應(yīng)超過母材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的上限值加30\IPa。應(yīng)考慮化學(xué)成分的要求。一般情況選用焊條熔敷金屬的S、P含董應(yīng)與母材一致。頁腳★壓力容器焊接的焊接材料熔敷金屬硫、磷含董應(yīng)符合JB/T4747-2002《壓力容器用鋼焊條訂 貨技術(shù)條件》的規(guī)定?!飰毫θ萜髦七`和現(xiàn)場組焊時,應(yīng)注意所采購的焊條其質(zhì)量證明書標(biāo)注的S、P量是否符合 JB/T4747-2002的規(guī)定。滿足所要求的常溫或低溫沖擊初性指標(biāo)要求。對于有沖擊初性要求的焊件,一般情況選用的焊條其焊縫金屬沖擊值應(yīng)不低于相應(yīng)母材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定下限值?!镉糜趬毫θ萜骱附拥暮笚l應(yīng)符合JB/T4747-2002《壓力容器用鋼焊條訂貨技術(shù)條件》的規(guī)定。對于一些在腐蝕介質(zhì)中工作的低合金鋼,則主要根據(jù)焊縫金屬耐腐蝕性能來選擇焊條。■舉例:10'loWVNb抗氫鋼應(yīng)采用J507MoW焊條,而不能用J507。對于同一強(qiáng)度等級的酸性焊條和堿性焊條的選用*主要取決于焊接件的結(jié)構(gòu)形狀(簡單或復(fù)雜)、鋼板厚度、工作條件(靜載荷或動載荷)和鋼材的抗裂性能等方面。?對于重要結(jié)構(gòu)及要求抗裂性好、塑性好、沖擊韌性好、低溫性能好的焊接結(jié)構(gòu),應(yīng)選用堿性焊條(低氫型或超低氫型)?!畹蜌湫秃笚l的含氫量標(biāo)準(zhǔn)是5-10niL/100g;超低氫型焊條為^5mL/100g。?對于非重要結(jié)構(gòu)或坡口表面有油、銹、氧化皮等胎物而又很難淸理時,在結(jié)構(gòu)性能要求允許的前提下,可選用酸性焊條。在某些特殊情況下,例如鋼材冷裂紋傾向較大、結(jié)構(gòu)剛性大、板材較厚和接頭冷卻速度較快時,為防止裂紋,以及考慮母材金屬成分的過渡,有效的辦法是選用強(qiáng)度級別比母材金屬略低、塑性和韌性高、抗裂性好的焊條。(三)低溫鋼的焊條選用1、對低溫鋼的認(rèn)識:?用于制造-20?-253°C低溫下工作的焊接結(jié)構(gòu)的專用鋼材,稱為低溫鋼。?低溫鋼的分類:根據(jù)化學(xué)成分和組織特點(diǎn)*分為三大類:▲低合金鐵素體型低溫鋼:含合金元素總童不超過5%。組織為鐵素體加少蜀珠光體,在-40?-norta使用?!雠e例:低合金低溫鋼16MnDR(-40°C)、低溫碳鋼ASTMA333Gr6(-45°C)、3.5Ni鋼ASTMA333Gr3(-100°C)等?!泻辖鸬吞捡R氏體型低溫鋼:合金元素含瑩大于5-10%。組織與熱處理方法有關(guān):淬火后的組織為低碳馬氏體;正火后的組織為低碳馬氏體、鐵素體及少量奧氏體;回火后的組織為含銖鐵素體和少董富碳奧氏體?!畹湫弯摲N有9Ni鋼:回火后的組織使9Ni鋼在-196°C低溫下仍具有優(yōu)良的低溫韌性?!吆辖饖W氏體型低溫鋼:合金元素總含董大于10%,組織為奧氏體>在-196?-269°C的低溫下仍保持相頁腳當(dāng)高的韌性?!雠e例:lCrl8Ni9Ti等。2、低溫鋼結(jié)構(gòu)發(fā)生脆性斷裂的必要條件:必須具備由外載荷及殘余應(yīng)力引起的一定應(yīng)力水平;由結(jié)構(gòu)、材料、制違缺陷引起的缺口效應(yīng),其中由焊接而引起的缺陷(幾何的或冶金的)往往是脆斷的裂源。設(shè)備和管道的工作溫度低于材料的脆性轉(zhuǎn)變溫度3、低合金低溫鋼的焊接特點(diǎn):不含鋰低溫鋼:由于其含碳量低、其他合金元素也不高,淬硬和冷裂傾向小,具有良好的焊接性。一般可不采用預(yù)熱,但應(yīng)避免在低溫下施焊。含粽低溫鋼:由于添加了線,增大了鋼的淬硬性,但不顯箸,冷裂傾向不大。當(dāng)板厚較大或拘束較大時,應(yīng)采用適當(dāng)預(yù)熱。?雖然粽可能增大熱裂傾向,但是嚴(yán)格控制鋼及焊接材料中的C、S、P含量,以及采用合理的焊接工藝,增大焊縫成形系數(shù),可以避免熱裂紋?!锾貏e提醒:低溫下使用的焊接結(jié)構(gòu)易于發(fā)生脆性斷裂。所以保證焊縫和粗晶區(qū)的低溫初性是低溫鋼焊接時的技術(shù)關(guān)縫?!雠e例:9Ni鋼的焊接特點(diǎn)、焊接接頭的低溫初性問題(包括焊縫金屬、熔合區(qū)和粗晶區(qū))。焊接熱裂紋問題?尤其表現(xiàn)為弧坑裂紋。焊接冷裂紋問題:低氫條件下一般不會產(chǎn)生冷裂紋。但高氫下也有一定冷裂敏感性。焊接時電弧的磁偽吹問趣:9Ni鋼系鐵磁性鋼,焊接時易發(fā)生電弧的磁偽吹,違成夾渣、未熔合等焊接缺陷的產(chǎn)生。?焊接磁偏吹的消除及控制措施:?采用永久詆鐵平衡法來消除焊接徹偏吹的影響。在坡口焊縫的背側(cè)移動永久磁鐵,并用特斯拉計監(jiān)測,可以保證焊縫的剩礒接近于零。?采用交流焊接電源,由于電流方向的高頻率變換(每秒100次),磁場不會造成電弧偏吹。?避免使用大電流的碳弧氣刨淸根,而改用砂輪打磨。4、低溫鋼焊接接頭的低溫韌性保證扌普施:從結(jié)構(gòu)設(shè)計上充分考慮焊透,避免結(jié)構(gòu)不良而引起的人為缺陷。正確選擇焊材,保證焊縫足夠的沖擊韌性水平。正確制定焊接工藝,控制焊接線能量:采取小電流、快焊速、控制多層焊的層間溫度等措施。頁腳避免工藝缺陷:防止焊接接頭產(chǎn)生各種應(yīng)力集中源。?采用錘擊工件等強(qiáng)制手段進(jìn)行組裝會增加殘余應(yīng)力,易導(dǎo)致發(fā)生低應(yīng)力脆性斷裂破壞。所以規(guī)定低溫鋼在組裝過程中不允許采用錘擊等強(qiáng)制手段進(jìn)行組裝。?因為缺口效應(yīng)往往是脆斷的裂源,所以不允許在受壓元件上刻劃或敲打材料標(biāo)記和焊工鋼印等導(dǎo)致產(chǎn)生缺口效應(yīng)的劃痕。?焊件表面的電弧擦傷是應(yīng)力集中源,所以規(guī)定焊接時不得在焊件表面引弧、收弧和試驗電流,嚴(yán)禁有電弧擦傷。?對低溫鋼焊接實行表面退火焊道,對改善焊接接頭的韌性有相當(dāng)有利的作用。這種表面退火焊道通??梢杂鸣]極氨弧焊不填焊絲表面重熔來實現(xiàn)。?為了消除表面層的柱狀組織,也可以最后多焊一層退火焊道,再把退火焊道加工掉。焊后消除應(yīng)力熱處理可以降低低溫鋼焊接產(chǎn)品的脆斷危險性。5、低合金低溫鋼的焊條選用要點(diǎn):低溫鋼焊接的主要矛盾是保證接頭的低溫赫性要求,防止接頭在使用過程中產(chǎn)生脆性斷裂,其強(qiáng)度通常均能滿足要求。故應(yīng)按以下原則選用與母材的使用溫度相適應(yīng)的焊條:當(dāng)?shù)蜏劁摻Y(jié)構(gòu)的使用條件在-45°C以上時,可選用低溫韌性好的Ti-B系或高初性普通低合金鋼焊條。如W507、J507RH。使用條件在-60°C以下的低溫鋼,一般均采用含銖的低溫鋼焊條。如W607'W707Ni等。在-100°C左右使用的低溫鋼,通常均使用含3?5Ni或更高含線量并含一定董鋁的低溫鋼焊條。如W907Ni-對于9Ni鋼的焊接,常用的焊接材料有三種,即:含Ni約60%以上的Inconel型、含Ni約40%的Fe-Ni基型、含Nil3%-CrI6%的奧氏體不銹鋼改進(jìn)型加:如ENiCrFe-2、ENiCrFe-4、ENiCrMo-6等焊條?!?T4709-2000規(guī)定:用于焊接低溫鋼的銀鋼焊條的焊縫金屬夏比V型缺口沖擊吸收功在相應(yīng)低溫時應(yīng)不小于34J-★低溫鋼焊條藥皮一般均采用低氫型。(四)鎔鑰珠光體耐熱鋼的焊條選用1、對耐熱鋼的認(rèn)識:在高溫下能夠保持化學(xué)穩(wěn)定性(耐腐蝕、不起皮)叫做熱穩(wěn)定性;在高溫下具有足夠的強(qiáng)度叫做熱強(qiáng)性。具有熱穩(wěn)定性和熱強(qiáng)性的鋼稱為耐熱鋼。?耐熱鋼的分類:頁腳低合金耐熱鋼:合金元素總含雖5%以下。供貨狀態(tài)為退火、或正火+回火。組織主要為珠光體+鐵素體,所以也稱珠光體耐熱鋼。以Cr'Mo為主要元素的珠光體耐熱鋼稱為洛鎧珠光體耐熱鋼?!鋈纾?2CrMo、15CrMo、12CrlMoV等。中合金耐熱鋼:合金元素總含量6-12%,以Cr為主,含Mo0.5-1%<>供貨狀態(tài)主要為退火-或正火+回火。也有以調(diào)質(zhì)狀態(tài)供貨。退火狀態(tài)下的組織為鐵素體+碳化物;正火+回火狀態(tài)下的組織為鐵素體+貝氏體。合金元素總含量大于10%以上的耐熱鋼組織為馬氏體?!鋈?5Cr-0.5Mo、7Cr-0.5Mo、9Cr-lMo-V等。高合金耐熱鋼:合金元素總含雖大于13%,以Cr或Cr-Ni為主。組織為馬氏體、鐵素體和奧氏體三種?!鋈?CC3A1(鐵素體)'lCrl3(馬氏體)、lCr*18Ni9Ti(奧氏體)。?耐熱鋼的高溫性能:抗蠕變性能。蠕變:金屬在一定溫度和一定應(yīng)力作用下隨著時間的增加,慢慢發(fā)生塑性變形的現(xiàn)象碳鋼工作溫度超過300-35CTC,合金鋼的工作溫度高于400°C,都會發(fā)生蠕變。高溫持久強(qiáng)度:金屬材料在高溫、長期應(yīng)力作用下抵抗斷裂的能力。蠕變脆性(鋼的持久塑性):在溫度'應(yīng)力和時間三者聯(lián)合作用下所產(chǎn)生的脆性傾向。高溫抗氧化能力。2、對耐熱鋼焊接接頭性能的基本要求:接頭的等強(qiáng)度和等塑性:不僅要有與母材基本相等的常溫和高溫短時強(qiáng)度,而且更重要的應(yīng)具有與母材相當(dāng)?shù)母邷爻志脧?qiáng)度?同時還應(yīng)具有與母材相近的塑性變形能力。接頭的抗氫性和抗氣化性:具有與母材基本相同的抗氫性利抗高溫氣化性。為此要求焊縫金屬的合金成分應(yīng)與母材基本相同。接頭的組織穩(wěn)定性:要求接頭冬區(qū)的組織不應(yīng)產(chǎn)生明顯的變化及由此引起的脆變或軟化。接頭的抗脆斷性:焊接接頭應(yīng)能承受1.5倍工作壓力的壓力試驗,和高溫高壓設(shè)備投運(yùn)或檢修后的冷起動過程。低合金耐熱鋼接頭的物理均一性:低合金耐熱鋼焊接接頭具有與母材基本相同的物理性能,防止接頭材料的熱膨脹系數(shù)和導(dǎo)熱率的差別違成過大的熱應(yīng)力,對接頭的提前失效產(chǎn)生不利影響0★奧氏體耐熱鋼與奧氏體不銹鋼具有基本相同的焊接特點(diǎn),其焊條選用原則將在后面的奧氏體不銹鋼一章中頁腳一并介紹。3、輅鋁珠光體耐熱鋼的焊接特點(diǎn):?輅鋁珠光體耐熱鋼的基本合金元素是Ci■和恥,有的還含有V'W'Si、Ti、B等。?焊接時存在的主要問題是:熱影響區(qū)的脆化(淬硬性):在冷卻速度較大的情況下,接近熔合線的粗晶區(qū)容易形成淬硬的馬氏體組織。主要合金元素Cr和Mo能顯箸地提高鋼的淬硬性?!m然多層焊的接頭性能比單層焊好得多,但緊靠熔合線的熱影響區(qū)仍是最薄弱的環(huán)節(jié)?!锓乐勾胧?通過預(yù)熱盡可能提高焊接加熱速度;適中的焊接線能董。焊縫和熱影響區(qū)的軟化:冷卻速度過慢,使接頭在AC1附近的停留時間增長,而出現(xiàn)“軟化區(qū)”,沖擊初性下降,引起斷裂?!锓乐勾胧?盡董減小焊接線能童;?控制預(yù)熱溫度不宜過高。冷裂紋:一般發(fā)生在熱影響區(qū)的粗晶區(qū)。當(dāng)焊縫強(qiáng)度和氫含量較高時也會發(fā)生在焊縫?!锓乐勾胧和秃辖鸾Y(jié)構(gòu)鋼。回火脆性:洛鋁鋼及其焊接接頭在370-565°C溫度區(qū)間長期運(yùn)行過程中發(fā)生漸進(jìn)的脆變現(xiàn)象°以2.25Cr-lMo鋼為典型°★防止措施:?控制線能量(43kJ/cm以下)。再熱裂紋:在焊接之后再次處于高溫(如焊后熱處理)下產(chǎn)生的裂紋。容易發(fā)生在鋁鋼、絡(luò)鋁鋼及貉鋁機(jī)鋼等珠光體耐熱鋼的焊接接頭上(多數(shù)在粗晶區(qū),少數(shù)在焊縫金屬中)。▲再熱裂紋的主要影響因素:?化學(xué)成分:Cr、Mo、V是碳化物的形成元素,會有析出強(qiáng)化作用,増加鋼的再熱裂紋敏感性。?焊接殘余應(yīng)力:再熱裂紋發(fā)生在高焊接殘余應(yīng)力的部位。焊接接頭中的咬邊、根部未焊透等處是產(chǎn)生再熱裂紋的裂源。?焊后熱處理條件:加熱溫度是該鋼種的再熱裂紋最敏感溫度,此時保溫時間越長越不利。加熱速度較慢時容易發(fā)生再熱裂紋。★再熱裂紋的防止措施:?合理設(shè)計接頭形式,降低接頭的拘束度。頁腳★/T4709-2000?正確選用焊接材料:①采用強(qiáng)度較低的焊縫金屬,以提高其塑性變形能力*可減輕近縫區(qū)塑性應(yīng)變集中程度;②也可僅在焊縫表層用低強(qiáng)高塑性焊條蓋面?!镒⒁猓荷鲜鰞牲c(diǎn)都必須服從設(shè)計強(qiáng)度允許的圍O?控制焊接工藝:①堆焊隔離層;☆控制適宜的線能童;②適當(dāng)預(yù)熱和提高層間溫度;③ 采用回火焊道(焊趾覆層或TIG重熔)有助于細(xì)化晶粒,減小應(yīng)力集中;④調(diào)整施焊方式減少焊接應(yīng)力(焊接順序、分段退焊等);⑤焊后對焊縫的加強(qiáng)高和焊趾部位打磨呈圓滑過渡,減小應(yīng)力集中程度;⑥有條件時可采用熱輸入量小、熱影響區(qū)窄、焊縫金屬含氫量低的焊接方法(如窄間隙焊、熔化極氣體保護(hù)焊等)。?正確選擇熱處理工藝:① 采用低溫焊后熱處理及高加熱速度(如CrMoV鋼可提高500-720°C區(qū)間最終回火的加熱速度為400-460°C/h);②盡瑩縮短在敏感溫度區(qū)間的保溫時間;③ 采用中間分段消除應(yīng)力熱處理(如CrMoV鋼480-500°Cxlh);④完全正火處理;⑤錘擊焊縫表層。4、鎔相珠光體耐熱鋼的焊條選用要點(diǎn):☆從合金元素過渡方式看,絕大多數(shù)低合金耐熱鋼焊條的主要合金成分都是由藥皮來過渡的。(1)一般可按鋼種和構(gòu)件的工作溫度來選用,以保證接頭的高溫性能。通常選用熔敷金屬化學(xué)成分和力學(xué)性能與母材相同或接近的焊條。規(guī)定:低合金耐熱鋼的焊縫金屬除應(yīng)保證力學(xué)性能'抗拉強(qiáng)度不應(yīng)超過母材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的上限值加30MPa外,還應(yīng)保證化學(xué)成分。如焊件焊后需經(jīng)退火、正火或熱成形,則應(yīng)選用合金成分和強(qiáng)度級別較高的焊條。對于有沖擊初性要求的焊件,一般情況選用的焊條其焊縫金屬常溫沖擊值應(yīng)不低于相應(yīng)母材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定下限值;★壓力容器焊接的洛鋁鋼焊條應(yīng)符合JB/T4747-2002《壓力容器用鋼焊條訂貨技術(shù)條件》的規(guī)定。不論從提高焊接接頭的抗裂紋能力,還是從滿足力學(xué)性能考慮,都要求采用堿性低氫型焊條。只有在一些小直徑薄醴管及一些管道經(jīng)氨弧焊打底后作蓋面焊時才可選用其他類型焊條(如R302、R3I0等)。頁腳考慮到防止熱裂紋,通常將焊材中的碳含董控制在低于母材的碳含量?!缚p金屬的含碳量一般應(yīng)不大于0.14%-對于l?25C「0?5Mo鋼和2.25Cr-lMo鋼,焊縫金屬的最佳碳含量為0.10%左右?!己m過低的洛鋁鋼焊縫經(jīng)長時間的焊后熱處理會促使鐵素體形成,導(dǎo)致初性下降,故應(yīng)謹(jǐn)慎使用碳含童過低的焊材。對于不便于進(jìn)行高溫預(yù)熱或焊后熱處理的場合(尤其是現(xiàn)場補(bǔ)焊),可采用奧氏體焊條或線基合金焊條。一般情況下選用Cr25Nil3型焊條,如A307、A312等;奧氏體不銹鋼的焊條選用1、對不銹鋼的認(rèn)識:不銹鋼是指主加元素Cr高于12%,能使鋼處于鈍化狀態(tài)、又具有不銹鋼特性的鋼。不銹鋼實際是不銹鋼(耐大氣、水等弱腐蝕介質(zhì))和耐酸鋼(耐酸-堿、鹽等強(qiáng)腐蝕介質(zhì))的總稱。不銹鋼并不一定耐酸,而耐酸鋼一般具有良好的不銹性能。?不銹鋼的分類?不銹鋼根據(jù)其顯微組織分為鐵素體型、馬氏體型、奧氏體型、奧氏體+鐵素體型和沉淀硬化型不銹鋼。?不銹鋼根據(jù)主要合金元素大致分為高絡(luò)型不銹鋼和高輅繚型不銹鋼。?高洛型不銹鋼包括馬氏體型不銹鋼和鐵素體不銹鋼兩大類。?高洛銖型不銹鋼則包括奧氏體、奧氏體+鐵素體型和沉淀硬化型不銹鋼。▼馬氏體不銹鋼:常見的以Crl3不銹鋼為代表,在常溫下具有馬氏體組織,如lCrl32Crl3、3Crl3'lCrl7Ni2>9Crl8MoVo▼鐵素體不銹鋼:常見的以Crl3'Crl7為代表,在常溫下具有鐵素體組織,如0Crl3^0Crl3Al、1017、lCrl7Ti、lCr25Ti。▼奧氏體不銹鋼:大致分為:OCrl8-Ni8型,如0Crl8Ni9、0Crl7N訂2Mo2等;OCr25-Nil3型,如0Cr23Nil3;OCr25-Ni20型,如0Cr25Ni20;OCr25-Ni35型,如4Cr25Ni35(國外鑄造不銹鋼);?超級奧氏體型'如254SMo(20Cr-18Ni-6Mo)<>Crl8Ni9不銹鋼是基本的絡(luò)銖?qiáng)W氏體不銹鋼?!镒⒁猓翰讳P鋼的不銹性和耐蝕性是相對的和有條件的,目前還沒有對任何腐蝕壞境都具有耐蝕性的不銹鋼,所以不頁腳銹鋼的選用應(yīng)根據(jù)具體的使用條件加以合理考慮。技術(shù)人員在進(jìn)行材料代用時應(yīng)注意。?奧氏體不銹鋼的組織特點(diǎn):?通常在常溫下的組織為純奧氏體,也有一些為奧氏體+少量鐵素體,這種少量鐵素體有助于防止熱裂紋。?不能用熱處理方法強(qiáng)化。但具有顯箸的冷加工咬化性,可通過冷變形方法提高強(qiáng)度。?經(jīng)冷變形產(chǎn)生的加工硬化,可采用因溶處理便之軟化。2、奧氏體不銹鋼的焊接特點(diǎn):熱裂紋?!锓乐勾胧?盡瑩使焊縫金屬呈雙相組織,鐵素體的含量控制在3-5%以下。因為鐵素體能大童溶解有害的S、P雜質(zhì)。?盡量選用堿性藥皮的優(yōu)質(zhì)焊條,以限制焊縫金屬中S、P、C等的含量。晶間腐蝕:根據(jù)貧輅理論,焊縫和熱影響區(qū)在加熱到450-850°C敏化溫度區(qū)時在晶界上析出碳化啓,造成貧貉的晶界,不足以抵抗腐蝕的程度?!锓乐勾胧翰捎玫吞蓟虺吞嫉暮覆?,如A002等;采用含鈦、鋌等穩(wěn)定化元素的焊條咖A137、A132等。?由焊絲或焊條向焊縫熔入一定量的鐵素體形成元素,使焊縫金屬成為奧氏體+鐵素體的雙相組織,(鐵素體一般控制在4-12%)o?減少焊接熔池過熱,選用較小的焊接電流和較快的焊接速度,加快冷卻速度。?焊后穩(wěn)定化退火處理(對耐晶間腐蝕性能要求很高的焊件而言):850°C/2-3h,空冷。(3)應(yīng)力腐蝕開裂:?應(yīng)力腐蝕開裂一一焊接接頭在特定腐蝕環(huán)境下受拉伸應(yīng)力作用時所產(chǎn)生的延遲開裂現(xiàn)象。?奧氏體不銹鋼焊接接頭的應(yīng)力腐蝕開裂是焊接接頭比較嚴(yán)重的失效形式,表現(xiàn)為無塑性變形的脆性破壞。?應(yīng)力腐蝕開裂的宏觀特征:裂紋從表面開始向部擴(kuò)展,點(diǎn)蝕往往是裂紋的根源。斷口上常附有各種腐蝕產(chǎn)物及氧化現(xiàn)象。?影響應(yīng)力腐蝕開裂的三要素:化學(xué)成分、拉應(yīng)力、工作介質(zhì)?!瘜W(xué)成分:不同的材料本身對于應(yīng)力腐蝕敏感性有所不同?!ぷ鹘橘|(zhì):主要是介質(zhì)的濃度和溫度的影響:①對于碳鋼及低合金鋼的應(yīng)力腐蝕開裂:OH2S介質(zhì)的存在:H2S的濃度達(dá)到飽和狀態(tài);H2S水溶液的溫度在室溫附近開裂傾向最大。頁腳150-300°CONaOH介質(zhì)的存在:在超過5%NaOH的幾乎全部濃度田都可產(chǎn)生堿脆,而以30%NaOH附近最為危險。堿脆的臨界溫度約為沸點(diǎn),堿脆的最低溫度約為60°C-②對于奧氏體不銹鋼的應(yīng)力腐蝕開裂:?氯化物介質(zhì)的存在:幾乎只要有C1-存在,即可發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂;溫度升高,應(yīng)力腐蝕開裂加速>在口-濃度少的稀溶液中,存在一個SCC敏感溫度困,一般在150-300°C。ONaOH介質(zhì)的存在:OP的濃度高于0.1%即發(fā)生SCC*40-42%的NaOH是最危險的濃度;最低發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂的溫度是115°C左右(對于40-42%的NaOH)。?高溫高壓水介質(zhì)的存在:其中溶解的氧(0)濃度對不銹鋼應(yīng)力腐蝕開裂傾向影響很大,且存在一敏感溫度困 ,在300°C附近最易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開裂?!宇^拉應(yīng)力:拉應(yīng)力的存在是SCC的先決條件。壓應(yīng)力不會引起SCC。據(jù)調(diào)査,造成SCC的應(yīng)力主要是殘余應(yīng)力,約占80%,其中由焊接引起的殘余應(yīng)力約占30%-★應(yīng)力腐蝕開裂防止措施:?合理設(shè)計:①耐蝕材料的合理選擇,實用上選用高Cr、Ni且含高M(jìn)o的奧氏體不銹鋼是合理的,雙相不銹鋼具有最好的抗SCC性能,超級奧氏體不銹鋼顯示明顯的耐應(yīng)力腐蝕能力;②最大限度地減少應(yīng)力集中和減少高應(yīng)力區(qū)。?合理制定成形加工和組裝工藝,盡可能減小冷作變形度,避免強(qiáng)制組裝,防止組裝過程中遙成各種傷痕(0種組裝傷痕及電弧灼痕都會成為SCC的裂源,易違成腐蝕坑)。?合理選擇焊材:焊縫與母材應(yīng)有良好的匹配,不產(chǎn)生任何不良組織,如晶粒粗化及碩脆馬氏體等;?采取合適的焊接工藝:保證焊縫成形良好,不產(chǎn)生任何應(yīng)力集中或點(diǎn)蝕的缺陷,如咬邊等;采取合理的焊接順序,降低焊接殘余應(yīng)力水平;?消除應(yīng)力處理:焊后熱處理,如焊后完全退火或退火;在難以實施熱處理時采用焊后錘擊或噴丸等。?生產(chǎn)管理措施:介質(zhì)中雜質(zhì)的控制,如液氨介質(zhì)中的02'N2'H20等;液化石油氣中的H2S;氮化物溶液中的02、Fc3+?等;防蝕處理:如涂層、襯里或陰極保護(hù)等;添加緩蝕劑。(4) 焊縫金屬的低溫脆化:對于奧氏體不銹鋼焊接接頭,在低溫使用時,焊縫金屬的塑韌性是關(guān)鍵問題。此時,焊縫組織中的鐵素體的存在總是惡化低溫赫性?!镉纱丝芍?,除了單相奧氏體鋼,其他乞類不銹鋼均不適用于低溫條件?!锓乐勾胧和ㄟ^選用純奧氏體焊材和調(diào)茫焊接工藝獲得單一的奧氏體焊縫。(5) 焊接接頭的。相脆化:?焊件在經(jīng)受一定時間的高溫加熱后會在焊縫中析出一種脆性的(7相,導(dǎo)致整個接頭脆化,塑性和初性顯頁腳著下降。。相的析出溫度國650-850°C。在高溫加熱過程中,相主要由鐵素體轉(zhuǎn)變而成。加熱時間越長,相析出越多。★防止措施:?限制焊縫金屬中的鐵素體含量(小于15%);采用超合金化焊接材料,即高線焊材。?采用小規(guī),以減小焊縫金屬在高溫下的停留時間;?對已析出的(7相在條件允許時進(jìn)行因溶處理,使(J相溶入奧氏體。3、奧氏體不銹鋼的焊條選用要點(diǎn):?不銹鋼主要用于耐腐蝕,但也用作耐熱鋼和低溫鋼。因此,在焊接不銹鋼時>焊條的性能必須與不銹鋼的用途相符。不銹鋼焊條必須根扌爍母材和工作條件(包括工作溫度和接觸介質(zhì)等)來選用。(1) 一般來說,焊條的選用可參照母材的材質(zhì),選用與母材成分相同或相近的焊條。如:A102對應(yīng)0Crl9Ni9;A137對應(yīng)!Crl8Ni9Ti。(2)由于碳含蚩對不銹鋼的抗腐蝕性能有很大的影響,因此,一般選用熔敷金屬含碳量不高于母材的不銹鋼焊條。如316L必須選用A022焊條。(3)奧氏體不銹鋼的焊縫金屬應(yīng)保證力學(xué)性能??赏ㄟ^工藝評定驗證(4)對于在高溫工作的耐熱不銹鋼(奧氏體耐熱鋼),所選用的焊條主要應(yīng)能滿足焊縫金屬的抗熱裂性能和焊接接頭的高溫性能。?對Cr/NiMl的奧氏體耐熱鋼,如lCrl8Ni9Ti等,一般均采用奧氏體-鐵素體不銹鋼焊條,以焊縫金屬中含2-5%鐵素體為宜。鐵素體含量過低時,焊縫金屬抗裂性差;若過高,則在高溫長期使用或熱處理時易形成。脆化相,違成裂紋。如A002、A102'A137。在某些特姝的應(yīng)用場合,可能要求采用全奧氏體的焊縫金屬時,可采用比如A402從407焊條等。?對Cr/Ni<l的穩(wěn)定型奧氏體耐熱鋼,如Crl6Ni25Mo6等,一般應(yīng)在保證焊縫金屬具有與母材化學(xué)成分大致相近的同時,増加焊縫金屬中Mo'WMn等元素的含量,使得在保證焊縫金屬熱強(qiáng)性的同時,提高焊縫的抗裂性。如采用A502'?\507。(5) 對于在各種腐蝕介質(zhì)中工作的耐蝕不銹鋼,則應(yīng)按介質(zhì)和工作溫度來選擇焊條,并保證其耐腐蝕性能(做焊接接頭的腐蝕性能試驗)。?對于工作溫度在300°C以上、有較強(qiáng)腐蝕性的介質(zhì),須采用含有Ti或Nb穩(wěn)定化元素或超低碳不銹鋼焊條。如"37或A002等。?對于含有稀硫酸或鹽酸的介質(zhì),常選用含Mo或含Mo和Cu的不銹鋼焊條如:A032、A052等。?對于在常溫下工作,腐蝕性弱或僅為避免銹蝕污染的設(shè)備,方可采用不含Ti或Nb的不銹鋼焊條。?為保證焊縫金屬的耐應(yīng)力腐蝕能力,采用超合金化的焊材,即焊縫金屬中的耐蝕合金元素(Cr、Mo'Ni頁腳等)含量高于母材。如采用00CrI8Nil2Mo2類型的焊接材料(如A022)焊接00Crl9Nil0焊件。(6)對于在低溫條件下工作的奧氏體不銹鋼,應(yīng)保證焊接接頭在使用溫度的低溫沖擊韌性,故采用純奧氏體焊條。如A402、A407。(7)也可選用銀基合金焊條。如采用恥達(dá)9%的銖基焊材焊接如6型超級奧氏體不銹鋼。(8)焊條藥皮類型的選擇:由于雙相奧氏體鋼焊縫金屬本身含有一定量的鐵素體,具有良好的塑性和韌性,從焊縫金屬抗裂性角度進(jìn)行比較?堿性藥皮與鈦鈣型藥皮焊條的差別不像碳鋼焊條那樣顯著。因此在實際應(yīng)用中,從焊接工藝性能方面著眼較多,大都采用藥皮類型代號為17或16的焊條(如A102A、.A102、A132等)。?只有在結(jié)構(gòu)剛性很大或焊縫金屬抗裂性較差(如某些馬氏體洛不銹鋼'純奧氏體組織的啓線不銹鋼等)時?才考■慮選用藥皮代號為15的堿性藥皮不銹鋼焊條(如A107、.A407等)。4、鐵素體-奧氏體雙相不銹鋼的焊接:(1)對國外雙相不銹鋼的認(rèn)識:?用途:主要用于耐強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)(如氮離子含量較高)的石油化工?海水與廢水處理的設(shè)備、管道等場合。?組織和性能特點(diǎn):?含有較高的洛(18-28%)和較低的線(4-10%),室溫下的組織為奧氏體+鐵素體,通常鐵素體含量不低于50%。?屈服強(qiáng)度可達(dá)400-550MPa,是普通不銹鋼的2倍?同時具有奧氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼的一些特性,韌性良好,強(qiáng)度較高,耐氯化物應(yīng)力腐蝕優(yōu)于普通不銹鋼。?具有良好的焊接性能:與奧氏體不銹鋼相比,具有較低的熱裂傾向;與鐵素體不銹鋼相比,具有較低的加熱脆化傾向。?雙相不銹鋼的類型:雙相不銹鋼的品種很多,最常用的有3種,即:頁腳?超低碳的18Cr-5Ni-3Mo型(也稱Crl8型、1805型):如已列入國家標(biāo)準(zhǔn)GB4237C雙相不銹鋼熱軋鋼板》的00Crl8Ni5Mo3Si2(1805);M國ASTMS31500(18Cr-5Ni-3Mo-N,抗拉強(qiáng)度下限630MPa)<023Cr-4Ni-Mo型(也稱Cr23無Mo型、2305型):如:美國ASTMS32304(23Cr-4Ni-Mo-Cu-N,抗拉強(qiáng)度下限GOOMPa)022Cr-5Ni-3Mo型(也稱Cr22型、2205型):如:美國ASTMS31803(22Cr-5Ni-3Mo-N*抗拉強(qiáng)度下限620MPa)O25Cr-7Ni-4Mo型(也稱Cr25型、2507型):分普通和超級兩種類型。■如:已列入國家標(biāo)準(zhǔn)GB4237-92《雙相不銹鋼熱軋鋼板》和GB13296-91的普通雙相不銹鋼有0Cr26Ni5Mo2;美國ASTMS31260(普通型*25Cr-6Ni-3Mo-Cu-N-W,抗拉強(qiáng)度下限690MPa)'ASTMS32750(超級型,25Cr-7Ni-4Mo-N,抗拉強(qiáng)度下限800MPa)。(2)雙相不銹鋼的焊接特點(diǎn):?具有良好的焊接性,熱裂紋敏感性較小,當(dāng)雙相組織的比例適當(dāng)時冷裂紋敏感性也較低。但在拘束度較大及焊縫金屬含氫量較高時,
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