火電焊接基礎(chǔ)知識

01火電建設(shè)焊接規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)

1、主干標(biāo)準(zhǔn)（1）DL/T869《火力發(fā)電廠焊接技術(shù)規(guī)程》；（2）DL/T678《電力鋼結(jié)構(gòu)焊接通用技術(shù)條件》。2、支持標(biāo)準(zhǔn)（1）DL/T868《焊接工藝評定規(guī)程》；（2）DL/T679《焊工技術(shù)考核規(guī)程》；（3）DL/T675《電力工業(yè)無損檢測人員資格考試規(guī)則》；（4）DL/T820《管道焊接接頭超聲波檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)程》；（5）DL/T821《鋼制承壓管道對接焊接接頭射線檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)程》；（6）DL/T438《火力發(fā)電廠金屬技術(shù)監(jiān)督規(guī)程》；（7）GB11345《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果的分級》；（8）JB/T4730.1~4730.6《承壓設(shè)備無損檢測》；3、專項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)（1）DL/T752《火力發(fā)電廠異種鋼焊接技術(shù)規(guī)程》；（2）DL/T819《火力發(fā)電廠焊接熱處理技術(shù)規(guī)程》；（3）DL/T5210.7《電力建設(shè)施工質(zhì)量驗(yàn)收及評價(jià)規(guī)程第7部分：焊接》；（4）DL/T734《火力發(fā)電廠鍋爐汽包焊接修復(fù)技術(shù)導(dǎo)則》；（5）DL/T753《汽輪機(jī)鑄鋼件補(bǔ)焊技術(shù)導(dǎo)則》；（6）DL/T754《母線焊接技術(shù)規(guī)程》；（5）DL/T1097《火電廠凝汽器管板焊接技術(shù)規(guī)程》。02焊接工藝評定和作業(yè)指導(dǎo)書

1、焊接工藝評定是施焊工作基礎(chǔ)；2、焊接作業(yè)指導(dǎo)書是施焊工作的依據(jù)。03火電廠主要鋼材

1、碳素鋼Q235、20、20G、A672B70CL32、A105、SA-106C2、低合金鋼WB363、耐熱鋼12CrMo、15CrMo、12Cr1MoV、12Cr1MoVG、12Cr2Mo4、馬氏體鋼A335P91、A335P925、不銹鋼鋼0Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti、30404序號標(biāo)題

1、焊絲TIG-J50、TIG-R30、TIG-R31、TIG-R40、ER80S-G、ER90S-B92、焊條J507、R307、R317、R407、E9018-G、E9015-B905序號標(biāo)題

焊接質(zhì)量的控制分檢查和檢驗(yàn)兩個(gè)方面。包括：自檢，班組或工地抽檢和質(zhì)量部門專檢，質(zhì)量驗(yàn)收及等級評定，質(zhì)量監(jiān)理，質(zhì)量階段性監(jiān)督檢查，以及專業(yè)檢驗(yàn)部門的技術(shù)檢驗(yàn)等。檢查過程分為焊接前、焊接過程和焊接后三個(gè)階段。檢查和檢驗(yàn)工作應(yīng)嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)程、規(guī)范規(guī)定的檢驗(yàn)項(xiàng)目、方法、標(biāo)準(zhǔn)和程序進(jìn)行,對于重要部件的焊接可安排焊接全過程的旁站監(jiān)督。06序號標(biāo)題

1、同種鋼焊接接頭熱處理后焊縫的硬度，一般不超過母材布氏硬度值加100HBW，且不超過下列規(guī)定：a)合金總含量小于3%時(shí)，布氏硬度值小于等于270HBW；b)合金總含量在3%∽10%時(shí)，布氏硬度值小于等于300HBW；c)合金總含量大于10%時(shí)，布氏硬度值小于等于350HBW。2、異種鋼焊接接頭焊縫硬度檢驗(yàn)應(yīng)符合DL/T752的規(guī)定；3、耐熱合金鋼焊縫硬度不低于母材硬度。07序號標(biāo)題

1、焊縫金相組織合格標(biāo)準(zhǔn)為：a)沒有裂紋；b)沒有過燒組織；c)沒有淬硬的馬氏體組織。08缺陷的種類及產(chǎn)生原因

無損檢測的主要用途是檢測缺陷，了解材料和對接接頭中的缺陷種類和產(chǎn)生原因，這樣有助于正確選擇無損檢測方法，正確地分析和判斷檢測結(jié)果，作為質(zhì)檢人員應(yīng)該掌握。（一）鋼焊縫中常見缺陷及產(chǎn)生原因1、外觀缺陷：指不借助于儀器，用肉眼可以發(fā)現(xiàn)的工件表面缺陷。常見的有咬邊、焊瘤、凹陷、未焊滿、燒穿及焊接變形等，有時(shí)還有表面氣孔和表面裂紋。（1）咬邊：指沿著焊趾在母材部分形成的凹陷或溝槽。它是由于電弧將焊縫邊緣的母材熔化后沒有得到熔敷金屬的充分補(bǔ)充所留下的缺陷。產(chǎn)生主要原因：是電弧熱量太高，即電流太大，運(yùn)條速度太小，焊條與工件間角度不正確，擺動(dòng)不合理，電弧過長，焊接次序不合理等也會(huì)造成咬邊，直流焊時(shí)電弧的磁偏吹也是產(chǎn)生咬邊的一個(gè)原因，另外立、橫、仰焊會(huì)加劇咬邊。危害性：減少了母材的有效截面積，降低結(jié)構(gòu)的承載能力，同時(shí)還會(huì)造成應(yīng)力集中，發(fā)展為裂紋源。防止措施：矯正操作姿勢，選用合理的規(guī)范，采用正確的運(yùn)條方式都有利于消除咬邊。在角焊中用交流焊代替直流焊也能有效地防止咬邊。（2）焊瘤：指焊縫中的液態(tài)金屬流到加熱不足未熔化的母材上或從焊縫根部溢出，冷卻后形成未與母材熔合的金屬瘤。產(chǎn)生主要原因：焊接規(guī)范過強(qiáng)，焊條熔化過快，焊條質(zhì)量欠佳（如偏芯），焊接電源特性不穩(wěn)定及操作姿勢不當(dāng)?shù)榷既菀讕砗噶?。在橫、立、仰焊位置更易形成焊瘤。危害性：改變了焊縫的實(shí)際尺寸，會(huì)帶來應(yīng)力集中，管子內(nèi)部的焊瘤會(huì)減小了內(nèi)徑，可能造成堵塞，另外焊瘤常伴有未熔合、夾渣等缺陷。防止措施：使焊縫處于平焊位置，正確選用規(guī)范，選用無偏芯焊條，合理操作。（3）凹陷：指焊縫表面或者背面局部低于母材的部分。產(chǎn)生主要原因：多是由于收弧時(shí)焊條（焊絲）未作短時(shí)間停留造成的（即弧坑），仰、橫焊時(shí)常在焊縫背面根部產(chǎn)生。危害性：減少了焊縫的有效截面積，弧坑常帶有弧坑裂紋和弧坑縮孔。防止措施：施焊時(shí)盡量選用平焊位置，選用合適的焊接規(guī)范，收弧時(shí)讓焊條在熔池內(nèi)短時(shí)間停留或環(huán)形擺動(dòng)，填滿弧坑。（4）未焊滿：指焊縫表面或者背面局部低于母材的部分。產(chǎn)生主要原因：填充金屬不足是產(chǎn)生未焊滿的根本原因，規(guī)范太弱，焊條過細(xì)，運(yùn)條不當(dāng)?shù)染鶗?huì)導(dǎo)致未焊滿。危害性：減少了焊縫的有效截面積，消弱了焊縫，同樣也會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中，同時(shí)，由于規(guī)范太弱使冷卻速度增大，容易產(chǎn)生氣孔、裂紋等缺陷。防止措施：加大焊接電流，加焊蓋面焊縫。（5）燒穿：指焊接過程中，熔深超過工件厚度，熔化金屬自焊縫背面流出，形成穿孔性缺陷。產(chǎn)生主要原因：焊接電流過大，速度過慢，電弧在焊縫處停留過久都會(huì)產(chǎn)生燒穿缺陷；另外工件間隙太大，鈍邊太小也容易出現(xiàn)燒穿現(xiàn)象。危害性：它破壞了焊縫，使接頭喪失連接及承載能力，所以燒穿是鍋爐壓力容器、壓力管道產(chǎn)品上不允許存在的缺陷。防止措施：選用較小電流和合適的焊接速度，減小裝配間隙，在焊縫背面加設(shè)墊板或藥墊，使用脈沖焊，能有效地防止燒穿。（6）其它表面缺陷1）成形不良：指焊縫的外觀幾何尺寸不符合要求，有焊縫超高，表面粗糙，以及焊縫過寬，焊縫向母材過渡不圓滑等。2）錯(cuò)邊：指兩個(gè)工件在厚度方向上錯(cuò)開一定位置，它既可作為焊縫表面缺陷，又可以作為裝配成形缺陷。3）塌陷：指單面焊時(shí)由于輸入熱量過大，熔化金屬過多而使液態(tài)金屬向焊縫背面塌陷形成后焊縫背面凸起，正面下榻。4）各種焊接變形：如角變形，扭曲，波浪變形等都屬于焊接缺陷，角變形也屬于裝配成形缺陷。2、氣孔：指焊接時(shí)，熔池中的氣體未在金屬凝固前逸出，殘存于焊縫之中所形成的空穴。其氣體可能是熔池從外界吸收的，也可能是焊接過程中反應(yīng)生成的。（1）氣孔的分類：從其形狀上分有球狀氣孔、條狀氣孔；從數(shù)量傻瓜分有單個(gè)氣孔和群狀氣孔。群狀氣孔又可分為均勻分布?xì)饪?、密集狀氣孔和鏈狀分布?xì)饪?。按氣孔?nèi)氣體成分又可分為氫氣孔、氮?dú)饪?、二氧化碳?xì)饪?、一氧化碳?xì)饪?、氧氣孔等。?）氣孔的形成機(jī)理：常溫固態(tài)金屬中氣體的溶解度只有高溫液態(tài)金屬中氣體溶解度的幾十分之一至幾百分之一，熔池金屬在凝固過程中，有大量的氣體要從金屬中逸出來，當(dāng)金屬凝固速度大于氣體逸出速度時(shí)就會(huì)形成氣孔。（3）產(chǎn)生主要原因：母材或填充金屬表面有銹、油污等，焊條及焊劑未烘干會(huì)增加氣孔量。銹、油污及焊條藥皮、焊劑中的水分在高溫下分解產(chǎn)生氣體，會(huì)增加高溫金屬中氣體的含量。焊接線能量過小，熔池冷卻速度大，不利于氣體的逸出。焊縫金屬脫氧不足也會(huì)增加氧氣孔。（4）危害性：減小了焊縫的有效截面積，使焊縫疏松，從而降低焊接接頭的強(qiáng)度和塑性，還會(huì)引起泄露。氣孔也是引起應(yīng)力集中的因素，氫氣孔還可能促成冷裂紋。（5）防止措施：a、清除焊絲，工作坡口及其附近表面的油污、鐵銹、水分和雜物；b、采用堿性焊條、焊劑，并徹底烘干；c、采用直流反接并用短電弧施焊；d、焊前預(yù)熱，減緩冷卻速度；e、用偏強(qiáng)的焊接規(guī)范施焊。3、夾渣：指焊后熔渣殘存在焊縫中的現(xiàn)象。（1）夾渣的分類：1）金屬夾渣：指鎢、銅等金屬顆粒殘留在焊縫中，習(xí)慣上稱為夾鎢、夾銅。2）非金屬夾渣：指未熔的焊條藥皮或焊劑、硫化物、氧化物、氮化物等殘留于焊縫之中。3）夾渣的分布與形狀：點(diǎn)狀?yuàn)A渣、條狀?yuàn)A渣、鏈狀?yuàn)A渣和密集夾渣。（2）產(chǎn)生原因：坡口尺寸不合理、坡口有污物、多層焊時(shí)，層間清渣不徹底、焊接線能量小、焊縫散熱太快液態(tài)金屬凝固過快、藥皮焊劑化學(xué)成分不合理、焊條擺動(dòng)不正確不利于熔渣上浮。可根據(jù)產(chǎn)生的原因采取相應(yīng)的措施來防止夾渣的產(chǎn)生。（3）危害性：點(diǎn)狀?yuàn)A渣與氣孔相似，帶有尖角的夾渣會(huì)產(chǎn)生尖端應(yīng)力集中，尖端還會(huì)發(fā)展為裂紋源。4、裂紋：金屬原子的結(jié)合遭到破壞，形成新的界面而產(chǎn)生的縫隙稱為裂紋。（1）裂紋的分類：1）根據(jù)裂紋尺寸分：宏觀裂紋、微觀裂紋、超顯微裂紋；2）根據(jù)裂紋延伸方向分：縱向裂紋、橫向裂紋、輻射狀裂紋；3）根據(jù)發(fā)生部位分：焊縫裂紋、熱影響區(qū)裂紋、熔合區(qū)裂紋、焊趾裂紋、焊道下裂紋、弧坑裂紋；4）根據(jù)發(fā)生條件和時(shí)機(jī)分：熱裂紋、冷裂紋、再熱裂紋、層狀撕裂。（2）各種裂紋的產(chǎn)生機(jī)理：1）熱裂紋：是在焊縫金屬凝固過程中，結(jié)晶偏析使雜質(zhì)生成的低熔點(diǎn)共晶物富集于晶界，形成所謂“液態(tài)薄膜”，在特定的敏感溫度區(qū)間，其強(qiáng)度極小，由于焊縫凝固收縮而受到拉應(yīng)力，最終開裂形成裂紋。2）再熱裂紋：近焊縫區(qū)金屬在高溫?zé)嵫h(huán)作用下，強(qiáng)化相碳化物（如碳化鈦、碳化鉻等）沉積在晶內(nèi)的位錯(cuò)區(qū)上，使晶內(nèi)強(qiáng)化過程大大高于晶界強(qiáng)化，這樣由于應(yīng)力松弛帶來的塑性變形就主要由晶界金屬來承擔(dān)，于是晶界區(qū)金屬會(huì)產(chǎn)生滑移且在三晶粒交界處產(chǎn)生應(yīng)力集中，就會(huì)產(chǎn)生裂紋。3）冷裂紋：淬硬組織減少了金屬的塑性儲(chǔ)備；焊接殘余應(yīng)力使焊縫受拉；焊接金屬內(nèi)含有較多的原子態(tài)的氫。（3）危害性：裂紋是面積型缺陷，是焊接缺陷中危害性最大的一種，尤其是冷裂紋；顯著減少承載面積，更嚴(yán)重的是裂紋端部形成尖銳缺口，應(yīng)力高度集中，很容易擴(kuò)展導(dǎo)致破壞。（4）防止措施：1）熱裂紋：降低鋼材和焊材的含碳量，減少S、P的含量、加入一定的合金元素減少偏析和柱狀晶（如鉬、釩、鈦等）、采用熔深較淺焊縫、合理選用焊接規(guī)范并預(yù)熱和后熱、較小冷卻速度、采用合理的裝配次序減小焊接應(yīng)力。2）再熱裂紋：合理預(yù)熱或采用后熱控制冷卻速度、降低殘余應(yīng)力避免應(yīng)力集中、回火處理盡量避開再熱裂紋敏感溫度區(qū)、注意冶金元素的強(qiáng)化作用。3）冷裂紋：采用低氫型堿性焊條、嚴(yán)格烘干、提高預(yù)熱溫度采用后熱措施并保證層間溫度不低于預(yù)熱溫度、避免焊縫中出現(xiàn)淬硬組織、合理的焊接順序減少焊接變形和焊接應(yīng)力、焊后及時(shí)進(jìn)行消氫熱處理。5、未焊透：指母材金屬未熔化，焊縫金屬?zèng)]有進(jìn)入接頭根部的現(xiàn)象。（1）產(chǎn)生原因：焊接電流小熔池淺、坡口和間隙尺寸不合理鈍邊太大、磁偏吹影響、焊條偏芯度太大、層間及焊根清理不良。（2）危害性：減少了焊縫的有效截面積使接頭強(qiáng)度下降、引起應(yīng)力集中嚴(yán)重降低焊縫的疲勞強(qiáng)度、可能成為裂紋源造成焊縫破壞。（3）防止措施：使用較大電流來焊接、焊角焊縫時(shí)用交流代替直流以防止磁偏吹、合理設(shè)計(jì)坡口并加強(qiáng)清理、采用短弧焊等措施。6、未熔合：指焊縫金屬與母材金屬或焊縫金屬之間未熔化結(jié)合在一起的缺陷。（1）產(chǎn)生原因：焊接電流過、焊接速度過快、焊條角度不對、產(chǎn)生了弧偏吹現(xiàn)象、母材表面有污物或氧化物影響熔敷金屬與母材間的熔化結(jié)合等。（2）危害性：減少了焊縫的有效截面積使接頭強(qiáng)度下降、使應(yīng)力集中變得比較、可能成為裂紋源造成焊縫破壞、其危害僅次于裂紋。（3）防止措施：使用較大電流來焊接、正確地進(jìn)行施