焊接基本知识-2008要点.ppt

焊接基本知识 天津市电力公司技术中心 马 崇 2008年11月 目 录 压力容器常用的焊接方法 焊接接头 焊接应力与变形 承压类特种设备常用钢材的焊接 第一节 锅炉压力容器常用的焊接方法 二、焊接方法的分类 ２．焊接能量参数（焊接电流，电弧电压，焊接速度）　　焊接工艺评定 通常以热输入（线能量），即熔焊时由焊接能源输入给单位长度焊缝上 的热能表征． Ｅ＝６０ＵＩ／Ｖ （Ｅ：Ｊ／ｃｍ；Ｕ：Ｖ；Ｉ：Ａ；Ｖ：ｃｍ／ｍｉｎ） ３．多层焊多道焊 层间温度 后热 ＊层间温度或两层焊接的时间间隔必须加以控制． ＊多层焊可能产生较大的角变形，根部的应力集中程度将增大． ４．紧急后热 （１）减轻残余应力 （２）改善组织，降低淬硬性 （３）减少扩散氢 ５．焊条烘烤和坡口清洁 是减少气孔，提高焊接质量的重要措施． 三、 低碳钢的焊接 （一）用于锅炉压力容器制造的低碳钢的种类： 1、普通碳素钢中的Q235AF、Q235A、Q235B、Q235C，用于制造低压锅炉和容器，使用条件分别有明确和严格的限制。 2、优质碳素钢中的10钢、20钢，常用的是无缝钢管。 3、专用碳素钢中的20g和20R广泛地用于制造中低压锅炉和容器。 （二）低碳钢的焊接性 低碳钢含碳量低，除冶炼时脱氧加入的硅、锰外，不含其他合金元素，所以工艺焊接性好，又有一定的强度、塑性及韧性，可以满足中低压容器的使用要求。 （1）低碳钢一般塑性较好，没有淬硬倾向，对焊接加热及冷却不敏感，焊缝和热影响区不易产生裂纹。 （2）一般焊前不需预热，但对大厚度结构或在低温环境施焊的焊件，可适当预热。 （3）平炉镇静钢杂质很少，偏析很小，不易形成低熔点共晶，所以对裂纹不敏感。沸腾钢中杂质较多，产生裂纹的可能性大，因而Q235AF的使用受到严格限制，只能用于低压（p0.6MPa）， 小型及普通介质容器。 （4）如果工艺选择不当，可能会出现热影响区晶粒长大现象，温度越高，热影响区在高温停留时间越长，晶粒长大越严重。 （5）可采用交、直流电源，全位置焊接，工艺简单。 三、低合金钢的焊接 　　锅炉压力容器制造中使用的低合金钢，是低碳低合金钢，其含碳量在低碳钢的范围之内。低合金钢具有较高的强度，较好的塑性与韧性，工艺性能也较好，特别是强度比低碳钢高很多，因而在锅炉和压力容器制造中得到广泛的应用。 　　低合金钢一般以常温屈服强度的大小分级，常用低合金钢及其碳当量如表2-2所示。表中所列的碳当量，是取钢材化学成分的高限，用国际焊接学会推荐的碳当量计算公式算出。不难看出，钢材的强度等级越高，碳当量越大，可焊性越差。 低合金钢的焊接特点 三是焊接时焊口附近的起焊温度（相当于周围的气温或预热温度）。 还要提高工件的原始温度，即预热焊件，以使焊接接头缓冷。 二是焊接工艺方法及所选定的焊接规范，包括焊接电流、焊接速度以及焊条摆动的方式； 以上诸因素的不同配合，可以得到不同的热影响区最高硬度。对于一定的钢材和焊接结构形式，避免热影响区淬硬的措施是调节和控制后两个因素，特别是减慢焊接接头的冷却速度。 从工艺规范来说，就是在保证焊接质量的前提下，尽量采用大电流和较大直径焊条以及较慢的焊接速度， 一是原材料及焊接结构因素，包括钢材的化学成分、钢板厚度、接头形式及焊缝尺寸等，其中钢材化学成分的影响最为显著，钢中含碳及其他合金元素越多，强度越高，焊接时热影响区的淬硬倾向就越大； 热影响区有比较大的淬硬倾向，这是低合金钢焊接的重要特定之一。即在这类钢焊接时，热影响区易出现脆性马氏体组织，硬度明显增高，塑性及韧性降低。 热影响区的淬硬倾向 1 备注 防止措施 影响因素 解释 特点 序 锅炉压力容器用低合金钢含碳量低，且大部分含有一定量的锰，所以抗热裂纹性能较好，一般很少出现热裂纹问题。热裂纹主要发生在电渣焊的焊缝金属中。 含有一定量铬、钼、钒、钛、铌等的低合金钢焊接元件，在焊后消除应力退火中，可能产生再热裂纹。 一是焊缝和热影响区的氢含量； 二是热影响区的淬硬程度； 三是由焊接接头刚度所决定的焊接应力的大小。 冷裂纹是在这三种因素综合作用下产生的，而氢通常是其中最主要的因素。 焊接低合金钢时，最容易出现的缺陷是冷裂纹，即焊接接头焊后冷却到300℃至室温范围所产生的裂纹。随着钢材强度等级的提高，产生冷裂纹的倾向也加大。冷裂纹主要产生在高强度钢的厚板焊接接头中，通常产生在热影响区、焊缝根部或焊趾处。冷裂纹常具有延迟特性，即裂纹不是在焊接后的冷却过程中立即产生，而是经过几小时甚至几天才产生，所以有时也把冷裂纹叫做延迟裂纹。 焊接接头的裂纹 2 备注 影响因素 解释 特点 序 五、 奥氏体不锈钢焊接 奥氏体不锈钢的焊接性较好，焊接时一般不需要采取特殊的工艺措施。但当焊接工艺选择不当时，容易出现晶间腐蚀及热裂纹等缺陷。