焊接与热处理课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,焊接与热处理(1),*,焊接与热处理(1),2024/11/13,焊接与热处理(1),焊接与热处理(1)2023/9/24焊接与热处理(1),1,（一）焊接基础知识,1、常用焊接方法,（1）,焊条电弧焊（手工电弧焊）（SMAW）,设备简单，便于操作，适用于室内外各种位置的焊接，可以焊接各种材料，应用十分广泛；,生产效率低，劳动强度大；,对焊工的技术水平及操作要求较高。,焊接与热处理(1),（一）焊接基础知识1、常用焊接方法焊接与热处理(1),2,（2）,埋弧自动焊（SAW）,生产率比手工电弧焊高510倍，节省焊材，自动操作使焊接规范参数稳定，焊缝成分均匀，外型光滑美观，因而焊接质量良好、稳定；,设备比较复杂昂贵；,由于电弧不可见，因而对接头加工与装配要求严格；,焊接位置受到一定限制，一般在平焊位置焊接。,焊接与热处理(1),（2）埋弧自动焊（SAW）焊接与热处理(1),3,（3）,氩弧焊,非熔化极（TIG，GTAW），熔化极（MIG）,手工，半自动，自动；,适于焊接各种钢材、有色金属及合金，焊接质量优良；便于实现全位置自动化焊接；,热量集中，熔池较小，焊接速度较快，热影响区较小，工件焊接变形较小；电弧稳定，飞溅小，成形美观，适于双面成形。,氩气成本较昂贵，氩弧焊的设备和控制系统比较复杂；,钨极氩弧焊的生产效率较低。,焊接与热处理(1),（3）氩弧焊焊接与热处理(1),4,（4）,CO,2,气体保护焊（GMAW）,CO,2,气体，混合气体（富氩）,成本低，效率高，质量好，操作性能好；,控制或操作不当时，容易产生气孔。焊接设备比较复杂。二氧化碳气体保护焊在压力容器制造中可用于焊接低碳钢、低合金钢,（5）等离子弧焊（PAW）,（6）电渣焊（ESW）：用于大厚度件的纵缝立焊,（7）,窄间隙焊（narrow-gap）：用于大厚度件的环缝焊接,（8）气电立焊,（EGW）：,用于中厚板以上的纵缝立焊,（9）带极堆焊（BESW）：用于表面耐蚀层堆焊,焊接与热处理(1),（4）CO2气体保护焊（GMAW）焊接与热处理(1),5,（一）焊接基础知识,2、焊接材料,包括：焊条，焊丝，焊剂，保护气体，焊剂垫,标准,GB/T 51171995碳钢焊条,GB/T 51181995低合金钢焊条,GB/T 9831995不锈钢焊条,GB/T 9842001堆焊焊条,GB/T 81102008气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝,GB/T 100452001碳钢药芯焊丝,GB/T 52931999埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂,GB/T 124702003埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂,GB/T 178541999埋弧焊用不锈钢焊丝和焊剂,GB/T 48422006氩,焊接与热处理(1),（一）焊接基础知识2、焊接材料焊接与热处理(1),6,焊条,标准,焊条型号,牌号,药皮类型,电流种类,GB/T 5117 碳钢焊条,E4303,J422,钛钙型,交流、直流,E4310,J425,高纤维素型,直流反接,E4315,J427,低氢钠型,直流反接,E4316,J426,低氢钾型,交流、直流,E5015,J507,低氢钠型,直流反接,GB/T 5118 低合金钢焊条,E5515-B2,R307,低氢钠型,直流反接,E6015-B3,R407,低氢钠型,直流反接,GB/T 983,不锈钢焊条,E308-15,A107,低氢钠型,直流反接,E308L-15,A007,低氢钠型,直流反接,E347-15,A137,低氢钠型,直流反接,E316-15,A207,低氢钠型,直流反接,焊接与热处理(1),焊条标准焊条型号牌号药皮类型电流种类GB/T 5117 碳,7,（一）焊接基础知识,3、焊缝与焊接接头,“焊缝”是指焊件经焊接后所形成的结合部分,焊接接头包括：焊缝、熔合区、热影响区,焊接与热处理(1),（一）焊接基础知识3、焊缝与焊接接头焊接与热处理(1),8,（二）焊接工艺评定,监检人员应当对焊接工艺的评定过程进行监督；,焊接工艺评定报告(PQR)和焊接工艺规程(WPS)经过监检人员签字确认后存入技术档案；,焊接工艺评定技术档案应当保存至该工艺评定失效为止，焊接工艺评定试样应当至少保存5年。,（三）焊工资格考核,取得相应项目的特种设备作业人员证；,施焊记录与焊接记录,焊工代号钢印，或者在焊接记录(含焊缝布置图)中记录焊工代号，焊接记录列入产品质量证明文件。,焊接与热处理(1),（二）焊接工艺评定焊接与热处理(1),9,（四）焊接工艺一般要求,1、焊接环境条件,风速：手工焊10m/s，气保焊2m/s,相对湿度：90%,焊件温度：20,焊件温度为020时，将始焊处预热到15以上,无雨雪环境,焊材贮存库相对湿度：60%，温度：5,2、焊接工艺要求,禁止在非焊接部位引弧和收弧,受压元件角焊缝的根部应保证焊透,控制线能量不超过评定合格值,控制层间温度,双面焊应清理焊根,每条焊缝应尽可能一次焊完,焊接与热处理(1),（四）焊接工艺一般要求1、焊接环境条件焊接与热处理(1),10,（四）焊接工艺一般要求,3,、返修,具有经过评定合格的焊接工艺规程(WPS)支持；,焊缝同一部位的返修次数不宜超过2次，如超过2次，返修前应当经过制造单位技术负责人批准；,返修的次数、部位、返修情况记入压力容器质量证明文件；,在热处理后进行焊接返修，根据补焊深度确定是否需要进行消除应力处理；,有特殊耐腐蚀要求的压力容器或者受压元件，返修部位仍需保证不低于原有的耐腐蚀性能；,返修部位应当按照原要求检测合格；,耐压试验后进行返修的，返修深度大于1/2厚度的，应当重新进行耐压试验。,焊接与热处理(1),（四）焊接工艺一般要求3、返修焊接与热处理(1),11,（五）碳素钢和低合金钢的焊接,1、焊接性能,碳素钢,低合金钢：普通低合金钢、低合金高强钢、低合金耐热钢（Cr-Mo）、低合金低温钢（Ni）,主要问题：冷裂纹，再热裂纹,冷裂纹三要素：扩散氢，淬硬组织，拉伸应力,碳当量：Ceq=C+Mn/6+（Cr+Mo+V）/5+（Ni+Cu）/15,Ceq0.6，属较难焊的钢材。,2、焊材选择原则,碳素钢、普低钢和低合金高强钢：力学性能,Cr-Mo耐热钢：化学成分,低温钢：化学成分和低温韧性,异种钢接头：就低的原则,焊接与热处理(1),（五）碳素钢和低合金钢的焊接1、焊接性能焊接与热处理(1),12,（五）碳素钢和低合金钢的焊接,3、焊接方法,：,各种,4、焊接工艺：,降低冷却速度,焊前预热的作用:,1）降低焊接冷却速度，遏制或减少淬硬组织；,2）减小焊接区的温度梯度，降低焊接接头内应力；,3）扩大焊接区的温度场，使焊接接头在较宽的区域内处于塑性状态，减弱了焊接应力的不利影响；,4）降低残余应力峰值；,5）有利于焊缝中氢的逸出。,预热温度对焊缝边界焊接热循环的影响,焊接与热处理(1),（五）碳素钢和低合金钢的焊接3、焊接方法：各种预热温度对焊缝,13,4、焊接工艺,预热温度：由焊接性试验确定,层间温度：不低于预热温度,焊接参数：由焊接工艺评定确定,线能量(热输入)：焊接电流、焊接电压、焊接速度,缓冷,后热处理：,在焊接完成后，立即加热到一定温度,一般为200350（根据材料和结构型式的不同而不同）,保持一定时间（一般不少于30min），,目的：降低扩散氢含量,焊接与热处理(1),4、焊接工艺预热温度：由焊接性试验确定焊接与热处理(1),14,（六）不锈钢的焊接,（1）焊接性能,用于耐腐蚀、高温、低温,奥氏体不锈钢主要问题：,晶间腐蚀：,碳在奥氏体中溶解度不同，1100时达0.12%，450850时只有0.02%，称为敏化温度；,在敏化温度区晶粒边界析出Cr23C6，造成晶界局部贫铬（含Cr量低于12%），丧失抗腐蚀能力。,解决办法：超低碳，添加稳定化元素（Ti、Nb），快速冷却,热裂纹：,S可与Ni形成低熔点共晶，熔点650，聚集在晶界，凝固过程中，在拉伸应力的作用下开裂。,解决办法：严格限制S、P含量,马氏体、铁素体不锈钢主要问题：冷裂纹，脆化,焊接与热处理(1),（六）不锈钢的焊接（1）焊接性能焊接与热处理(1),15,晶间腐蚀,焊接与热处理(1),晶间腐蚀焊接与热处理(1),16,（六）不锈钢的焊接,（2）焊接方法,：,常见方法,（3）焊材选择原则,同种接头：化学成分,不同奥氏体不锈钢异种接头：化学成分就低的原则,不同马氏体、铁素体不锈钢异种接头：化学成分就低的原则,提高焊缝耐腐蚀性：超低碳，添加稳定化元素（Ti、Nb）,焊接与热处理(1),（六）不锈钢的焊接（2）焊接方法：常见方法焊接与热处理(1),17,奥氏体不锈钢与碳素钢、低合金钢、马氏体不锈钢、铁素体不锈钢的异种接头应选用：,25Cr-13Ni（E309型），25Cr-20Ni（E310型）,焊接与热处理(1),奥氏体不锈钢与碳素钢、低合金钢、马氏体不锈钢、铁素体不锈钢的,18,（六）不锈钢的焊接,4、焊接工艺,马氏体、铁素体不锈钢：与低合金钢相类似,奥氏体不锈钢：快速冷却（与低合金钢相反）,不预热，层间温度150，,小线能量，多层多道焊，,背面充氩保护,药芯焊丝的应用,5、不锈钢复合钢的焊接,马氏体（铁素体）不锈钢复合钢，奥氏体不锈钢复合钢,焊材选择：基层和复层：按其本身选焊材,过渡层：选25Cr-13Ni或25Cr-20Ni型焊材,焊接与热处理(1),（六）不锈钢的焊接4、焊接工艺焊接与热处理(1),19,预热：按总厚度确定,定位焊：只允许焊在基层上,焊接顺序：基层过渡层复层,不得用碳钢、低合金钢焊材在复层、过渡层上施焊,过渡层焊缝应同时熔合基层焊缝、基层母材、复层母材，且盖满基层焊缝和基层母材,焊接与热处理(1),预热：按总厚度确定焊接与热处理(1),20,（七）产品焊接试件及检验,1、产品焊接试件的意义,检验产品焊接接头的力学性能和弯曲性能,2、需要制备产品焊接试件的条件,碳钢、低合金钢制低温容器；,抗拉强度下限值540MPa的低合金钢制容器；,需经过热处理改善或者恢复材料力学性能的钢制容器；,盛装毒性为极度或者高度危害介质的压力容器；,设计和标准要求制备产品焊接试件的压力容器。,焊接与热处理(1),（七）产品焊接试件及检验1、产品焊接试件的意义焊接与热处,21,（七）产品焊接试件及检验,3、产品焊接试件制备,试件材料：与容器同标准、同牌号、同厚度、同热处理状态,由施焊容器的焊工，同条件、同工艺焊接,在筒节A类纵向接头焊缝的延长部位与筒节同时施焊,与容器同炉热处理,同一台容器上不同壳体的纵向接头工艺不同，则分别制作试件,焊接与热处理(1),（七）产品焊接试件及检验3、产品焊接试件制备焊接与热处理(,22,4、产品焊接试件的检验,检验依据：,NB/T47016-2011承压设备产品焊接试件的力学性能检验,检验项目：外观，无损检测，拉伸，弯曲，冲击（要求时）,试样类别、数量：,10T20，可用2个侧弯代替面弯和背弯；,两侧母材钢号不同时，每侧热影响区都取3个冲击；,低碳钢、Q345R和铬镍奥氏体钢允许免做热影响区冲击。,试件厚度,拉伸,弯曲试验,冲击试验,面弯,背弯,侧弯,焊缝,热影响区,T10,1,1,1,3,3,10T20,1,1,1,*,3,3,T20,1,2,3,3,焊接与热处理(1),4、产品焊接试件的检验试件厚度拉伸弯曲试验冲击试验面弯背弯侧,23,拉伸试验：与焊接工艺评定相同,弯曲试验：与焊接工艺评定相同,冲击试验：,试验温度：不高于最低设计金属温度。,合格标准：试验温度下，3个试样的平均值不低于规定值，其中1个试样的冲击功可小于规定值，但不得小于规定值的70。,铬镍奥氏体钢试样还应提供侧向膨胀量。,焊接与热处理(1),拉伸试验：与焊接工艺评定相同焊接与热处理(1),24,（七）产品焊接试件及检验,5、复验,检验项目不合格，允许从原试件上取样复验,。,拉伸、弯曲试验：对不合格项目取双倍试样复验（如：面弯试样不合格，再取2个试样做面弯）；,合格指标按原要求，