《压力容器焊接常识》课件.ppt

压力容器焊接常识 Contents 调节焊接热循环的措施： 改变焊接线能量大小，可改变焊接热循环的曲线形状； 改善材料焊接前的初始温度（预热） ； 采用后热等措施使冷却速度改善。 金属焊接性  Weldability of Metal 1. 金属焊接性的概念 金属材料对焊接加工的适应性。 在一定焊接条件下，获得优质焊接接头的难易程度。 决定于金属材料本身性质和加工条件。包括二方面的内容: 结合性能：指某种材料在给定的焊接工艺条件下，形成完整而无缺陷的焊接接头的能力 。 使用性能 ：指在给定的焊接工艺条件下，焊接接头或整体结构满足使用要求的能力 。 2. 金属焊接性的间接评价 碳当量 把钢中合金元素（包括碳）的含量按其对焊接性影响程度换算成碳的相当含量，其总和叫碳当量。 CE=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15 (%) 经验表明 当CE＜0.4％时，焊接性良好，一般不需预热； CE=0.4～0.6％时，焊接性较差，一般需要预热和采取其它工艺措施； CE＞0.6时，焊接性差，需采取较高的预热温度和其它严格的工艺措施。 评价金属焊接性的二个参数 冷裂纹敏感系数 除化学成分外，板厚（刚性约束）、焊缝含氢量等也对焊接性有影响。 Pe=C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B+h/600+H/60(%) 防止裂纹要求的最低预热温度: Tp=1440Pc－392(℃) 焊缝区组织是从液态结晶冷凝后形成的铸态组织，因此，可能存在着各种铸造缺陷。但由于冷却快，且通过渗入某些合金等可以满足使用要求。 焊缝结晶过程要产生偏析，宏观偏析与焊缝成形系数（即焊道的宽度与厚度之比）有关。成形系数小，易形成中心偏析。 3.2 焊缝区 3.3 热影响区 焊接过程中，受焊接热循环的影响，焊缝附近的母材组织或性能发生变化的区域为焊接热影响区。如图所示。 过热区 1100℃～固相线，魏氏组织，为热影响区中机械性能最差的部位； 正火区 Ac3～1100℃，正火组织，冷却后晶粒细小，机械性能较好。 部分相变区 Ac1～Ac3之间 ，晶粒大小不一，组织不均匀，性能较差。 3.4 熔合区 焊缝与热影响区的过渡区，位于熔合线两侧，也叫半熔化区，如图所示。 特点： 温度处于固相线和液相线之间； 成份不均匀，组织粗大。 粗大的过热组织和粗大的淬硬组织，是焊接接头中性能最差的。 3.5 影响焊接接头性能的因素 焊接材料 焊条和焊丝等（熔化后形成焊缝金属组成部分，影响焊缝化学成分） 焊接方法 不同焊接方法的热源温度高低不同、且机械保护也不同。 焊接工艺 焊接电流、电弧电压、焊接速度和线能量等的总称为工艺参数。 工艺参数→接头输入热量的大小→焊接热循环→热影响区大小→组织粗细→焊缝性能 4. 焊接材料 4.1 手工电弧焊用焊接材料 电焊条由内部钢芯和外侧药皮组成。 ⑴ 钢芯 主要作用导电，并在焊条端部形成具有一定成分的熔敷金属。 要求焊芯尽量减少有害元素的含量，限制S、P，有些焊条要求焊芯控制As(砷)、Sb(锑)、Sn(锡)等元素。 ⑵ 药皮 又称涂料，保证熔敷金属具有一定的成分和优良的性能。 药皮一般由稳弧剂、造渣剂、脱氧剂、造气剂、合金剂、增塑润滑剂和粘接剂等组成。 4.1 手工电弧焊用焊接材料 药皮中各种组分的作用： ①稳弧剂 凡易电离的物质均能稳弧。常用碱金属及碱土金属化合物，如碳酸钾、碳酸钠、大理石等。 ②造渣剂 形成溶渣，覆盖熔化金属表面，保护熔池及改善焊缝成形。 ③脱氧剂 降低含氧量，提高机械性能。主要脱氧剂有锰铁、硅铁、钛铁。 ④造气剂 高温下能分解出气体，保护电弧及熔池，防止空气中氧和氮侵入。 4.1 手工电弧焊用焊接材料 药皮中各种组分的作用： ⑤合金剂 补偿合金元素的烧损及向焊缝过渡合金元素，以保证焊缝的化学成分及性能等。 ⑥增塑润滑剂 增加药皮粉料在焊条压涂过程的塑性、滑性及流动性，以提高焊条的压涂质量，减小偏心度。 ⑦粘接剂 使药皮粉料在压涂过程中有一定粘性，与焊芯牢固粘接，并使之在烘干后具有一定的强度。 ⑶ 电焊条的分类 ① 按用途分 4.1 手工电弧焊用焊接材料 ② 按熔渣的碱度分 4.1 手工电弧焊用焊接材料 按熔渣的碱度可分为酸性焊条和碱性焊条。 酸性焊条 焊接工艺性好，成形整洁,去渣容易，不易产生气孔和夹渣。但药皮氧化性强使合金元素烧损大，机械性能（冲击韧性）比较低。 酸性焊条一般均可用交直流电源。典型的酸性焊条是J422。 碱性焊条 焊接的焊缝机械性能良好，特别是冲击韧性比较高，主要用于重要结构的焊接。 典型的碱性焊条有J5