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设备工业管道焊接施工及验收设备培训课件 施工管理部2015 11 一 焊接的基本知识焊接的概念以及焊接的分类焊接是两种或者两种以上同种或者异种材料通过原子或分子之间的结合或扩散连接成一体的工艺过程 促使原子或分子之间的结合或扩散的方法是加热或加压 或同时加热加压 焊接属于不可拆联接 一 焊接的分类焊接分为熔焊 压焊 钎焊三种熔焊即电弧焊 手工电弧焊 埋弧焊 气体保护焊 气焊 激光焊 惰性气体保护焊 压焊包括锻焊 爆炸焊 焊缝接头形式 焊接接头分为 有热影响区 焊缝区以及融合区 焊缝的缺陷主要有 气孔 夹渣 未焊透 未融合 裂纹等 这里要明确各种缺陷的产生原因 气孔就是焊材潮湿或烘干温度时间没有达到要求 母材表面有水 油 锈等 电弧焊接质量不良等 未焊透就是母材厚 电流小 没有开坡口及焊接速度过快等 裂纹就是材质错误或者焊接工艺不合理等 通过分析各缺陷原因制订措施 保证焊接质量 焊丝及焊条焊丝 焊丝是用作焊条芯 作为电极以及填充金属 还用作气焊 钨极氩弧焊 等离子弧焊的填充金属以及埋弧自动焊 CO2气体保护焊等 焊丝分为碳素结构钢焊丝以及金属结构钢焊丝 不锈钢焊丝三种 直径从0 4 9mm H表示焊接用焊丝 例如 H08H08AH08EH08Mn等当然还有铝 铜等焊丝 铅焊丝等 焊条的牌号 焊条牌号共分10大类第一类 结构钢焊条 碳素钢及普通低合金钢 第二类 铬钼耐热钢焊条第三类 低温钢焊条第四类 不锈钢焊条第五类 堆焊焊条第六类 铸铁焊条第七类 NI及Ni合金第八类 Cu及Cu合金第九类 Al及Al合金第十类 特殊用途焊条 结构钢焊条 碳钢及低合金钢焊条 1 牌号 J427J422J5xxJ6xxJ7xxJ8xx第一位数增大 表示抗拉强度大J422对应型号E4303钛钙钢交直流J426J427E4316E4315氢钾钠型直流J506J507E5015E5016碱性焊条 焊接烟尘小 焊接性好 一班用于16MnR 20G等容器的焊接 2 钼及铬钼钢焊条字母用R表示后面的一样3 低温的用W表示 W后的第一二两个数字表示低温焊条的工作温度 度 第三为数字表示药皮种类及电流形式W707 70度 低氢钠直流4 不锈钢焊条用A表示 A表示奥氏体不锈钢 第一个字母表示焊缝金属主要化学成分组成等 A0XXA1xxA2xxA3xx 常用的A022为超低碳不锈钢焊条 A132为GrNi钢 针对不同的焊材选用不同的焊接方案制定焊接工艺 焊接工艺的概念 是根据产品的生产性质 图样和技术要求结合现有条件运用现代焊接技术知识和先进生产经验 确定出的产品加工方法和技术程序 是焊接过程中的一整套技术规定包括焊前准备 焊接材料 焊接设备 焊接方法 焊接顺序 焊接操作的最佳选择以及焊后热处理 焊接工艺是保证焊接质量的基础 焊接工艺包括 接头形式与坡口形式IVXU开坡口根据板材的焊接厚度以及材料 尽可能减少焊后变型节约材料 降低成本 焊接工艺参数 焊接时为保证焊接质量而选定的物理量 包括以下部分参数 焊接电流 电弧电压 焊接速度 线能量等 焊条直径 焊接速度 焊条的选择 热处理 焊前焊后等还包括焊条的烘干等 针对不同的焊接制订不同的焊接 然后要焊接工艺评定 是针对焊接的一种检验与实验 热处理 热处理的概念 金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度 并在此温度中保持一定时间后 又以不同速度冷却的一种工艺 金属热处理是机械制造中的重要工艺之一 与其他加工工艺相比 热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分 而是通过改变工件内部的显微组织 或改变工件表面的化学成分 赋予或改善工件的使用性能 其特点是改善工件的内在质量 而这一般不是肉眼所能看到的 热处理的过程 热处理工艺一般包括加热 保温 冷却三个过程 有时只有加热和冷却两个过程 这些过程互相衔接 不可间断 热处理的分类 金属热处理工艺大体可分为整体热处理 表面热处理和化学热处理三大类 1 整体热处理 退火 退火是将工件加热到适当温度 根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间 然后进行缓慢冷却 目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态 获得良好的工艺性能和使用性能 或者为进一步淬火作组织准备 正火 正火是将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却 正火的效果同退火相似 只是得到的组织更细 常用于改善材料的切削性能 也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理 淬火 淬火是将工件加热保温后 在水 油或其他无机盐 有机水溶液等淬冷介质中快速冷却 淬火后钢件变硬 但同时变脆 回火 为了降低钢件的脆性 将淬火后的钢件在高于室温而低于650 的某一适当温度进行长时间的保温 再进行冷却 这种工艺称为回火 2 表面热处理 表面热处理是只加热工件表层 以改变其表层力学性能的金属热处理工艺 为了只加热工件表层而不使过多的热量传入工件内部 使用的热源须具有高的能量密度 即在单位面积的工件上给予较大的热能 使工件表层或局部能短时或瞬时达到高温 常用的热源有氧乙炔或氧丙烷等火焰 感应电流 激光和电子束等 3 化学热处理 化学热处理是通过改变工件表层化学成分 组织和性能的金属热处理工艺 化学热处理与表面热处理不同之处是后者改变了工件表层的化学成分 化学热处理是将工件放在含碳 氮或其他合金元素的介质 气体 液体 固体 中加热 保温较长时间 从而使工件表层渗入碳 氮 硼和铬等元素 渗入元素后 有时还要进行其他热处理工艺如淬火及回火 主要方法 有渗碳 渗氮 渗金属 焊接完成后要对组焊部分进行焊接检验 焊接完成后如何保证焊缝材质与母才材质相同不存在缺陷等 就要用无损检测方法 射线探伤照片xv射线超声波探伤磁粉探伤渗透探伤涡流以及声发射探伤至于采用什么方式检测或检测周期 根据压力容器安全技术监察规程 以及压力管道检测规程 制订详细的检验策略 焊接结构无损探伤方法和选用应综合考虑母材以及焊缝的材质 结构形式 厚度 坡口形式 焊接方法 焊后热处理 可能产生的缺陷类型 被检元件的批量 检验现场条件 环境 检验灵敏度等综合考虑 检测方法 对于材料表明以及近表面缺陷 应选用磁粉或渗透 对磁铁性材料应优先磁粉 对非铁只选渗透 对于内部缺陷选用超声波和射线 夹渣 未焊透裂纹等 裂纹类型状缺陷应优先选用超声波探伤 母材厚度较大的焊接结构应选用超声波工件较薄的应选射线探伤 金属线材及管材大批量选涡流探伤 焊接结构无损探伤方法和选用应综合考虑母材以及焊缝的材质 结构形式 厚度 坡口形式 焊接方法 焊后热处理 可能产生的缺陷类型 被检元件的批量 检验现场条件 环境 检验灵敏度等综合考虑 检测方法 对于材料表明以及近表面缺陷 应选用磁粉或渗透 对磁铁性材料应优先磁粉 对非铁只选渗透 对于内部缺陷选用超声波和射线 夹渣 未焊透裂纹等 裂纹类型状缺陷应优先选用超声波探伤 母材厚度较大的焊接结构应选用超声波工件较薄的应选射线探伤 金属线材及管材大批量选涡流探伤 3 除焊接以及成型管线外的其他管子的对接焊缝 中心到管子弯曲起点的距离不应小于管子外径 且不应该小于10 mm 管子与对接焊缝与支吊架边缘之间的距离不应小于 mm 同一直管段上两对接焊缝中心面的距离 当公称直径大于等于150mm时不应小于150mm 公称直径小于150mm时不应该小于管子的外经 4 不应在焊缝以及边缘开孔 如必须应做特殊考虑 5 焊缝的坡口形式以及尺寸应符合设计文件以及焊接指导书的要求 国标986埋弧焊焊缝坡口的基本形式与尺寸 二 焊前的准备1 焊件的切割和坡口加工且采用机械方法 也可以采用等离子弧 氧乙炔焰等热加工方法 在采用热加工方法加工坡口后 必须除去坡口表面的氧化皮 熔渣 以及影响接头质量的表面层 并将凹凸不平处打磨平整 2 焊件组对前应将坡口及其内侧表面不小于10mm范围内的油渍 垢 锈毛刺及镀锌层清除干净 且不得有裂纹 夹渣等缺陷 3 除设计规定需冷拉伸或冷压缩的管道外 焊件不能进行强行对焊 4 管子或管件对接焊缝组对时 内壁应齐平 内壁错边量不宜超过管壁厚度的10 且不应大于2mm 5 设备容器对接焊缝组对时的错边两应符合下表 6 只能从单面焊接的纵向和环向焊缝其内壁最大错变量不应超过2mm 7 复合钢板组对时 应该以复层表面为基准 错边量不应高于复层钢板的 且不应大于 mm 8 焊件组对时应热置牢固 并应采取措施防止焊接和热处理过程中产生附加应力和变形 9 当焊件采用自动或半自动时 纵焊缝两短应装上与母材相同或同一类别材质的引弧板和熄弧板 禁止在焊材上引弧熄弧 10 不锈钢焊件坡口两侧各100mm范围内在施焊前应采取防止焊接正侧物沾污焊件表面的措施 11 焊条 焊剂在适用前应按规定进行烘干 并且保持干燥 焊丝使用前应清除表面的油物以及锈蚀等 三 焊接工艺要求1 焊条焊丝的选用 应按照母材的化学成分 力学性能焊接接头的抗裂性 焊前预热 焊后热处理 适用条件及施工条件等因素确定 2 同种钢材焊接时 焊缝金属的成分 性能应与母材相当 低温钢应选用与母材的使用温度相适应的焊材 耐热耐蚀钢高合金钢应选用镍基焊材 异种钢的焊接 焊条选用当两侧母材均为奥氏体钢或均为非奥氏体钢时可根据合金含量较低一侧母材或介于两者之间的选用焊条 当两侧母材之一为奥氏体钢时 应选用20Cr BNi型或含Ni量更高的焊材 3 复合钢板焊接时 基层和复层应分别选用相应得焊材 基层与复层过渡层过渡处的焊接 应选用过渡层焊材 4 严禁在坡口之外的母材表面引弧和检验电流 并应防止电弧擦伤母材 5 对含Cr量大于或等于3 或合金元素总含量大于5 的焊件 氩弧焊打底焊接时 焊缝内部应充氩气或其他保护气体 或采取其他防止内侧焊缝被氧化的措施 6 施焊过程中应保证起弧和收弧处的质量 收弧时应将弧坑填满 多层焊的层间接头磨开 7 低温钢 奥氏体不锈钢耐热耐蚀钢以及奥氏体与非奥氏体异种钢接头焊接时应符合下列规定 1 应在焊接作业指导书规定的范围内 在保证焊透和熔合良好的条件下 采用小电流 短电弧 快焊速 和多层多道焊工艺 应控制层间温度 2 对抗腐蚀性能要求高的双面焊焊缝与腐蚀介质接触的焊层应最后施焊 3 低温钢焊接完毕 宜对焊缝进行表面焊道退火处理 4 根据设计规定对奥氏体不锈钢焊缝及其附近表面进行酸洗钝化处理 四 焊前预热 焊后热处理1 进行焊前预热 及焊后热处理应根据钢体的淬硬性 焊件厚度结构钢性 焊接方法及使用条件等因素确定的 2 要求焊前预热的焊件 基层建温度应在规定的预热温度范围内 3 当焊件温度低于0 时 所有钢材的焊缝应在始焊处100mm范围内预热15 以上 4 对有应力腐蚀的焊缝应进行焊后热处理 5 对非奥氏体钢异种钢焊接时 应选择焊接性较差的一侧选用焊前预热以及焊后热处理温度 6 焊前预热的加热范围 应以焊缝中心为基准 每侧不应小于焊件厚度的3倍 焊后热处理的加热范围 每侧不应小于焊缝宽度的3倍 加热带以外部分保温 7 焊前预热与焊后热处理时 应测量以及记录温度 测温点数量以及分步选择合理 测温仪表经过检测合格 8 对容易产生焊接延迟裂纹的钢材 焊接后应及时进行热处理 焊后均匀加热200 300 并进行保温缓冷 9 当采用钨极氩弧焊打底时 一般焊前预热温度在150 200 10 热处理后经检测需要重新焊接的焊缝 需要再次进行热处理 谢谢大家