t水泥罐焊接工藝Mn手工電弧焊 埋弧自動焊

1、沈陽工學院焊接工藝規(guī)程說明書第1章 緒 論1.1 焊接結構的概論 400噸水泥罐，罐體縱焊縫和環(huán)焊縫的焊接工藝。材質為16mn 圖1.1 罐體結構示意圖1.2 焊接方法的選擇 如圖縱焊縫用埋弧焊水平位置焊接。環(huán)焊縫用懸掛式埋弧焊機焊接。 通常來講，厚板環(huán)焊縫和長度較長的縱焊縫多采用埋弧焊進行焊接。罐體支架等部位多采用手工電弧焊進行焊接。下面是對埋弧焊和手工電弧焊的一些介紹：1.2.1 埋弧焊原理及應用1 、 埋弧焊工作原理埋弧焊是以連續(xù)送進的焊絲作為電極和填充金屬。焊接時，在焊接區(qū)域的上面覆蓋一層顆粒狀焊劑，電弧在焊劑層下面燃燒，將焊絲端部和局部母材熔化形成焊縫。埋弧焊機結構如圖1-2所示。

2、圖1.2 埋弧焊示意圖型號                                       mz-1000 電源電壓        

3、60;                      380v 50hz 次級受載電壓                         初級 6

4、986v 焊接電流                               4001200a 焊絲直徑                 

5、              36mm 焊絲輸送速度（電弧電壓 30 伏時）        0.52m/min 焊接速度                       

6、60;       1570m/h 自動焊機裝置                         可移式 焊機頭以小車垂直軸可旋轉    ±90° 焊機頭橫向位移        &

7、#160;             060mm 焊機頭在焊縫垂直面上的向前傾斜角      45 ° 焊機頭在焊縫垂直面上的側面傾斜角      45 °    焊機頭在垂直方向的位移          65mm 焊接電流的調節(jié)方法

8、60;              遠距離控制 焊縫平面的最大允許傾斜角       10 ° 焊絲盤可容納焊絲重量             12kg 焊劑斗可容納焊劑容量          

9、    12l 焊車重量   （不包括焊絲及焊劑）       65kg bx2-1000 型焊接變壓器 初級電壓                                &

10、#160;   380v    50hz      1 額定負載持續(xù)率                            60% 額定輸入容量     &#

11、160;                        76kva 額定初級電流                        &

12、#160;     196a 額定焊接電流                               1000a 次級空載電壓           

13、                    69-78v 額定工作電壓                            

14、0;  44v 重量                                             560kg mz-1000 自

15、動埋弧焊機系熔劑層下自動焊接的設備，它配用交流焊機作為電弧電源，它適用于水平位置或與水平位置傾斜不大于10度的各種有、無坡口的對接焊縫、搭接焊縫和角焊縫。與普通手工弧焊相比，具有生產效率高、焊縫質量好，節(jié)省焊接材料和電能，焊接變形小及改善勞動條件等突出優(yōu)點。 焊劑的作用：埋弧焊焊劑的作用與焊條藥皮相似，埋弧焊過程中，熔化焊劑產生的渣和氣，一方面可以保護焊縫金屬，防止空氣污染；另一方面還可以起到脫氧和摻合金的作用，與焊絲配合改善焊縫金屬的化學成分和力學性能；再則還可以使焊縫金屬緩慢冷卻。1 、 埋弧焊的特點（1）埋弧焊的主要優(yōu)點1）所用的焊接電流大，比手工電弧焊要大46倍，具體比較如表1-3所示

16、。加上焊劑和熔渣的隔熱作用，熱效率較高，熔深大，工件的坡口可小一點，減少了填充金屬量。單絲埋弧焊在工件不開坡口的情況下，一次可熔透20；表1.1 焊條電弧焊與埋弧焊的焊接電流、電流密度比較焊條（焊絲）直徑（mm）焊條電弧埋弧焊焊接電流（a）電流密度（a/mm2）焊接電流（a）電流密度（a/mm2）250651625200400631253801301118350600508541252001016500800406351902501018700100030502）由于焊接電流大，所以焊接速度就可以快，以厚度810的鋼板對接焊為例，單絲埋弧焊速度可達5080/min，而手工電弧焊則不超過1013

17、/min；3）焊劑的存在不僅能隔開熔化金屬與空氣的接觸，而且使熔池的金屬凝固變慢，液體金屬與熔化的焊劑間有較多時間進行冶金反應，使焊縫中氣孔與裂紋等可能的缺陷減少，焊劑還可以向焊縫金屬補充一些合金元素，提高焊縫金屬的力學性能；4）在有風的環(huán)境中焊接時，埋弧焊的保護效果比其它電弧焊方法好；5）在自動焊時，焊接行走速度、焊絲的送進速度及電流大小等焊接參數可通過自動調節(jié)保持穩(wěn)定，減少了焊接質量對焊工技術水平的依賴程度；6）勞動條件較好，沒有電弧光輻射。（2）埋弧焊的主要缺點1） 由于采用顆粒狀焊劑進行保護，故一般只適用于平焊和角焊位置；2） 不能直接觀察電弧與坡口的相對位置，需要采用焊縫自動跟蹤裝置

18、，否則容易焊偏；3） 埋弧焊使用電流較大，電弧的電場強度較高，電流小于100a時電弧穩(wěn)定性較差，因此不適于焊厚度小于1的薄板。1.2.2 埋弧焊的應用由于埋弧焊熔深大、生產率高、機械化操作的程度高，因而適于焊接中厚板結構的長焊縫。在造船、鍋爐與壓力容器、橋梁、起重機械、鐵路車輛、工程機械、重型機械、冶金機械、核電站結構、海洋鉆探、重武器制造等各種部門有著廣泛的應用，也是當今焊接生產中最普遍使用的焊接方法之一。隨著焊接冶金技術和焊接材料生產的發(fā)展，埋弧焊已廣泛應用于碳鋼、低合金結構鋼和不銹鋼的焊接。由于熔渣可以降低接頭的冷卻速度，故某些高強度結構鋼、高碳鋼等也可采用埋弧焊。 1.2.3 手工電弧

19、焊的特點： 設備簡單，可用成本較低的交流或直流焊接電源。（1）.靈活方便，可用焊接各種位置、各種厚度和形狀的焊件。（2）.焊條品種齊全，可供焊接不同的鋼材選用。（3）.焊接質量主要取決于焊工的熟練程度和焊條的質量。1.3 母材的化學成分及焊接性 所選母材為16mn，屬于熱軋鋼，其組織為鐵素體+珠光體，主要通過mn，si的固溶強化作用提高強度。1.3.1 16mn力學性能 表1.2 16mn力學性能牌號拉力強度mpa屈服點mpa伸長率(%)16mn490-67032021 由表1.2可知，16mn韌性和塑性較好，具有良好的加工性。1.3.2 16mn的化學性能 表1.3 16mn的化學成分牌號化

20、學成分(質量分數)(%)csimnpscrmov16mn0.12-0.200.20-0.601.20-1.600.0300.030-1.3.3 16mn的焊接性分析 焊接裂紋（1）焊接冷裂紋大量的生產實踐和理論研究表明。鋼種的淬硬傾向一定的含氫量和足夠的拘束應力是焊接時產生冷裂紋的三大主要因素。下面也從這三方面分析16mn的冷裂紋傾向。淬硬傾向 16mn由于其含碳量低，故在淬硬時，如冷卻速度不是太快，就會得到低碳馬氏體組織，或者是鐵素體+珠光體組織，由于這些組織硬度不高，因而其淬硬傾向小，只有在冷卻速度較快時，才會得到高碳馬氏體組織，則有一定的淬硬傾向。含氫量 焊接時，焊縫中的氫主要來源于焊接

21、材料中的水分、焊件坡口處的鐵銹、油污以及環(huán)境濕度等。對16mn來說，只要板厚不太大且冷卻速度控制得當，由于焊接溫度高，增強了氫的活動能力，使大部分氫會從焊縫中擴散逸出；同時，當焊縫冷卻時，其組織會從奧氏體向鐵素體轉變，由于氫在奧氏體中的溶解度大大高于在鐵素體中的溶解度，又會有部分氫逸出。因而到最后，焊縫中的殘余氫量就不足于形成冷裂紋。拘束應力 焊接時，焊縫中的應力主要包括熱應力、組織應力和由于自身拘束條件所造成的應力。目前，普遍采用拘束度（r）綜合表達這三種應力的大小，拘束度的計算可采用如下公式：r=k1式中：1-板厚拘束度系數，n/(2.)； -板厚，mm.由上式可見，拘束度與材料板厚有很的

22、關系，板厚越大，所造成的拘束度也越大，則拘束應力也就越大，因而我們只要選擇合適的板厚，就可以控制拘束應力。綜上所述，16mn鋼在板厚不是太大，冷卻速度適當的情況下是不會出現冷裂紋的，只有在板厚（40mm以上）太大、冷卻速度較快的情況下，才會出現冷裂紋傾向，不過，我們可以通過焊前適當預熱等措施來預防。（2）焊接熱裂紋 焊接熱裂紋是在焊接高溫下產生的，其中危害最嚴重的是結晶裂紋由于結晶裂紋是在結晶后期，有低熔點物質所形成的也太薄膜而引發(fā)的。它與焊縫金屬的成分，主要是碳、硫、鎳、錳等元素有密切關系。從表2-3得知，16mn含碳量低，含錳量高，硫和磷控制嚴格，它的mn/s較高，因而具有良好的抗結晶裂紋

23、性能。所以在正常情況下，16mn鋼是不會出現結晶裂紋的。（3）消除應力裂紋（再熱裂紋）再熱裂紋是由于鋼中含有mo、cr、v、nb等強碳化物形成元素，以及存在一定的殘余應力，并在焊后再次進行加熱的情況下產生的。由表2-3可知，16mn不含強碳化物形成元素，在熱軋狀態(tài)下供貨焊后一般不進行熱處理，因而對再熱裂紋不敏感。（4）層狀撕裂層狀撕裂的產生，與鋼材的合金成分沒有直接關系緊與冶煉、軋制工藝及雜質的含量和分布有關。從z向拘束力考慮，撕裂與板厚有關，一般板厚在16mm以下就不容易產生層狀撕裂；從鋼材本身來說鋼中的片狀硫化物與層狀硅酸鹽或大量成片地密集于同一平面內的氧化鋁夾雜物都能導致z向塑性的降低和

24、層狀撕裂的產生。而對于16mn來說，其本身雜質與有害元素含量控制嚴格，所以我們只要控制其板材厚度與選擇合適焊接工藝，層次撕裂是可以減少或避免的。 脆化問題（1）過熱區(qū)脆化過熱區(qū)脆化主要產生在被加熱到1100以上區(qū)域它的產生原因與鋼材成分及強化方式有關。對16mn鋼來說，當碳含量偏于下限（0.12%0.14%）時，由于其本身含碳量少，又是通過固溶強化方式來獲得較好的強度和韌性的，因而其脆化傾向小。只有當焊接線能量過大時，會導致過熱區(qū)奧氏體晶粒嚴重粗化，冷卻時產生魏氏組織，這時才會出現脆化現象。而當含碳量偏于上限（0.2%）時，此時不僅線能量過大會因此形成魏氏組織而脆化因而只要我們控制16mn鋼的

25、成分與線能量，其過熱區(qū)脆化也是可以減少或避免的。（2）熱應變脆化一般認為熱應變脆化發(fā)生于一些固溶氮含量高的低碳鋼和強度級別不高的低合金鋼中，主要是由于氮，碳原子聚集在位錯周圍，對位錯造成釘扎作用引起的，特別易于在200400加熱溫度范圍內的亞臨界熱影響區(qū)產生，如焊前已經存在缺口時，這種脆化就變得更加嚴重。對于16mn來說，其本身含有一定的固溶氮，化學成分中又沒有強氮化物形成元素可與氮結合為氮化物，因而具有一定的熱應變脆化傾向。綜合以上分析，我們知道在裂紋方面，16mn對熱裂紋、再熱裂紋和層段撕裂不敏感，只有當板材厚度過大，且冷卻過快時對冷裂紋有一定的敏感性；在脆化方面，16mn有一定的熱應變脆

26、化現象，對過熱區(qū)脆化不敏感。在實際生產中，我們只要通過一些簡單的焊接工藝就可以解決16mn中由于部分原因對焊接性帶來的不利影響。因而，總的來說，16mn具有優(yōu)良的焊接性，這正是它廣泛用于各種焊接結構中的一個重要原因。經過對16mn鋼的焊接性進行分析，得出以下結論：16mn鋼板可裝配成各種不同的焊接接頭，適合不同位置焊接，且焊接工藝和技術要求相對簡單。焊前一般不需要預熱。塑性和沖擊韌性良好，焊接接頭產生冷裂紋或熱裂紋的傾向小，適合各類大型結構和受壓容器。16mn鋼，對焊接電源設備沒有特殊要求，交直流弧焊機都可以焊接；對焊接材料也無特殊要求，酸性、堿性焊條和焊劑都可以使用。 第2 章 焊接工藝的制

27、定2.1 焊接方法的選擇 在壓力容器制造中，焊接方法主要根據被焊材料、接頭厚度、焊縫位置和坡口形式選擇。目前，常用的焊接方法有手工電弧焊、埋弧自動焊等。下面就對這幾種焊接方法進行比較，選出最適合16mn的焊接方法。1. 埋弧焊：（1） 生產效率高這是因為，一方面焊絲導電長度縮短，電流和電流密度提高，因此電弧的熔深和焊絲熔敷效率都大大提高。（一般不開坡口單面一次熔深可達20mm）另一方面由于焊劑和熔渣的隔熱作用，電弧上基本沒有熱的輻射散失和飛濺，雖然用于熔化焊劑的熱量損耗有所增大，但總的熱效率仍然大大增加。（2） 焊縫質量高 熔渣隔絕空氣的保護效果好，焊接參數可以通過自動調節(jié)保持穩(wěn)定，對焊工技術

28、水平要求不高而且焊縫成分穩(wěn)定，機械性能比較好。（3） 勞動條件好 除了減輕手工焊操作的勞動強度外，它沒有弧光輻射，這是埋弧焊的獨特優(yōu)點。2.手工電弧焊：設備簡單，可用成本較低的交流或直流焊接電源。（1） 靈活方便，可用焊接各種位置、各種厚度和形狀的焊件。（2） 焊條品種齊全，可供焊接不同的鋼材選用。（3） 焊接質量主要取決于焊工的熟練程度和焊條的質量。焊接方法應根據焊接結構、制造要求以及對焊接接頭質量的影響及所具有的焊接設備條件靈活選擇，通過綜合考慮，16mn的焊接采用手工電弧焊+埋弧自動焊。手工電弧焊用于就平對接焊縫和支架等部位。埋弧自動焊用于焊接罐體縱焊縫和環(huán)焊縫。 圖2.1 手工電弧焊示

29、意圖2.1.1 焊縫坡口的選擇當壓力容器的板厚超過一定厚度時，為了保證壓力容器的焊縫全部焊透又無缺陷，應將鋼板接頭處開各種形狀的坡口。坡口的形狀和尺寸取決于被焊材料和所采用的焊接方法。壓力容器的筒體內壁焊接起來比較困難，因為要裝液體或氣體，所以必須保證內壁的光滑和無毛刺，從而保證所裝物質的純凈。經分析，為了得到更好的焊縫質量和更方便的操作，宜選用單面v型坡口進行焊接。 圖2.2 坡口示意圖電源種類：交流電（交流電比較普遍，增強了實際操作中的靈活性） 。2.1.2 焊接材料的選擇焊接材料的選用必須保證焊縫性能不低于母材，尤其是焊縫的韌性指標是選材考慮的重點。手工電弧焊應選j427或j426 型焊

30、條（交流電源）j506或j507（直流電源）。此處我們用j426型焊條。焊接工藝參數如下表2-1和表2-2所示：表2.1 平對接各層焊縫的焊接工藝參數焊縫空間位置坡口形式焊件厚度（mm) 第一條焊縫 其他各層焊縫 封底焊縫平對接焊縫單面v 形56焊條直徑（mm)焊接電流（a)焊條直徑（mm)焊接電流（a)焊條直徑（mm)焊接電流（a)4200-2204200-2204200-220表2.2 交流電源焊接時的焊接工藝參數電源焊條焊接位置前傾/(°）側傾/(°）交流j426平焊10-1580-90 埋弧自動焊所選焊絲為h08mna,焊劑為hj431表2.3 h08mna的化學成

31、分（質量分數%） c si mn s p 0.11 0.65-0.95 1.70-2.10 0.040 0.040表2.4 hj431的化學成分（質量分數%）牌號mnosio2mgocaf2cao feosphj43134-3840-445-83-7641.80.060.08表2.5 hj431的力學性能抗拉強度（mpa） 屈服強度（mpa）伸長率（mpa）沖擊吸收功kv 415-5503302227 2.1.3 埋弧焊實施方法及工藝參數選擇     (1) 焊前準備      1)坡口設計及加工 同其他焊接方法相

32、比，埋弧焊接母材稀釋率較大，母材成分對焊縫性能影響較大，埋弧焊坡口設計必須考慮到這一點。依據單絲埋弧焊使用電流范圍，當板厚小于 14mm ，可以不開坡口，裝配時留有一定間隙：板厚為 14 22mm ，一般開 v 形坡口；板厚 22 -50mm 時開 x 形坡口。對于鍋爐汽包等壓力容器通常采用 u 形或雙 u 形坡口，以確保底層熔透和消除夾渣。    埋弧焊焊縫坡口的基本形式和尺寸設計時，請查閱 gbt986 1988 。坡口加工方法常采用刨邊機和氣割機，加工精度有一定要求。     2)裝配點固 埋弧焊要求接頭間隙

33、均勻無錯邊，裝配時需根據不同板厚進行定間距、定位焊。另外直縫接頭兩端尚需加引弧板和熄弧板，以減少引弧和引出時產生缺陷。 3) 焊前清理 坡口內水銹、夾雜鐵末，點焊后放置時間較長而受潮氧化等焊接時容易產生氣孔，焊前需提高工件溫度或用噴砂等方法進行處理。       4)焊接速度    焊接速度對熔深和熔寬都有影響，通常焊接速度小，焊接熔池大，焊縫熔深和熔寬均較大，隨著焊接速度增加，焊縫熔深和熔都將減小，即熔深和熔寬與焊接速度成反比。焊接速度對焊縫斷面形狀的影響。焊接速度過小，熔化金屬量多，焊縫成形差：焊接速

34、度較大時，熔化金屬量不足，容易產生咬邊。實際焊接時，為了提高生產率，在增加焊接速度。  5)焊絲直徑   焊接電流、電弧電壓、焊接速度一定時，焊絲直徑不同，焊縫形狀會發(fā)生變化。電流密度對焊縫形狀尺寸的影響，從表中可見，其他條件不變，熔深與焊絲直徑成反比關系，但這種關系隨電流密度的增加而減弱，這是由于隨著電流密度的增加，熔池熔化金屬量不斷增加，熔融金屬后排困難，熔深增加較慢，并隨著熔化金屬量的增加，余高增加焊縫成形變差，所以埋弧焊時增加焊接電流的同時要增加電弧電壓， 以保證焊縫成形質量。(2) 工藝條件對焊縫成形的影響   &

35、#160;1）對接坡口形狀、間隙的影響    在其他條件相同時，增加坡口深度和寬度，焊縫熔深增加，熔寬略有減小，余高顯著減小。在對接焊縫中，如果改變間隙大小，也可以調整焊縫形狀，同時板厚及散熱條件對焊縫熔寬和余高也有顯著影響。    2) 焊絲傾角和工件斜度的影響   焊絲的傾斜方向分為前傾和后傾兩種。傾斜的方向和大小不同，電弧對熔池的吹力和熱的作用就不同，對焊縫成形的影響也不同。3) 焊劑堆高的影響   埋弧焊焊劑堆高一般在2540mm，應保證在絲極周圍埋住電弧。當使用粘結焊劑或燒結焊劑時，由

36、于密度小，焊劑堆高比熔煉焊劑高出 2050。焊劑堆高越大，焊縫余高越大，熔深越淺。  （3）焊接工藝條件對焊縫金屬性能的影響   當焊接條件變化時，母材的稀釋率、焊劑熔化比率(焊劑熔化量焊絲熔化量)均發(fā)生變化，從而對焊縫金屬性能產生影響，其中焊接電流和電弧電壓的影響較大。由于焊劑熔化比率的變化，焊縫金屬的化學成分、力學性能均發(fā)生變化，特別是燒結焊劑中合金元素的加入對焊縫金屬化學成分的影響最大。2.2 焊接接頭中常見工藝缺陷產生的原因及防止方法一、裂紋焊接裂紋，按照產生的機理可分為：冷裂紋、熱裂紋、再熱裂紋和層狀撕裂裂紋幾大類。（一） 冷裂紋冷裂紋是在焊接

37、過程中或焊后，在較低的溫度下，大約在鋼的馬氏體轉變溫度（即ms點）附近，或300200以下（或t0.5tm，tm為以絕對溫度表示的熔點溫度）的溫度區(qū)間產生的，故稱冷裂紋。冷裂紋又可分為：延遲裂紋、淬火裂紋和低塑性脆化裂紋。延遲裂紋，也稱氫致裂紋，可以延至焊后幾小時、幾天、幾周甚至更長的時間再發(fā)生，會造成預料不到的重大事故，所以具有重大的危險性。1、產生的條件：焊接接頭形成淬硬組織。由于鋼的淬硬傾向較大，冷卻過程中產生大量的脆、硬，而且體積很大的馬氏體，形成很大的內應力。接頭的硬化傾向：碳的影響是關鍵，含碳和鉻量越多、板越厚、截面積越大、熱輸入量越小，硬化越嚴重。鋼材及焊縫中含擴散氫較多，氫原子

38、在缺陷處（空穴、錯位）聚積（濃集）形成氫分子，氫分子體積較氫原子大，不能繼續(xù)擴散，不斷聚積，產生巨大的氫分子壓力，甚至會達到幾萬個大氣壓，使焊接接頭開裂。許多情況下，氫是誘發(fā)冷裂紋最活躍的因素。焊接拉應力及拘束應力較大（或應力集中）超過接頭的強度極限時產生開裂。、產生的原因：可分為選材和焊接工藝兩個方面。選材方面：、母材與焊材選擇匹配不當，造成懸殊的強度差異；、材料中含碳、鉻、鉬、釩、硼等元素過高，鋼的淬硬敏感性增加。焊接工藝方面：、焊條沒有充分烘干，藥皮中存在著水分（游離水和結晶水）；焊材及母材坡口上有油、銹、水、漆等；環(huán)境濕度過大(90%)；有雨、雪污染坡口。以上的水分及有機物，在焊接電弧

39、的作用下分解產生h，使焊縫中溶入過飽和的氫。、環(huán)境溫度太低；焊接速度太快；焊接線能量太少。會使接頭區(qū)域冷卻過快，造成很大的內應力。、焊接結構不當，產生很大的拘束應力。、點焊處已產生裂紋，焊接時沒有鏟除掉；咬邊等應力集中處引起焊趾裂紋；未焊透等應力集中處引起焊根裂紋；夾渣等應力集中處引起焊縫中裂紋。3、防止方法：可以從選材和焊接工藝兩個方面著手。正確地選材。選用堿性低氫型焊條和焊劑，減少焊縫金屬中擴散氫的含量；搞好母材和焊材的選擇匹配；在技術條件許可的前提下，可選用韌性好的材料（如低一個強度等級的焊材），或施行“軟”蓋面，以減小表面殘余應力；必要時，在制造前對母材和焊材進行化學分析、機械性能及可

40、焊性、裂紋敏感性試驗。 焊接工藝方面。a、嚴格地按照試驗得出的正確工藝規(guī)范進行焊接操作。主要包括：嚴格地按規(guī)范進行焊條烘干；選擇合適的焊接規(guī)范及線能量，合理的電流、電壓、焊接速度、層間溫度及正確的焊接順序；對點焊進行檢查處理；搞好雙面焊的清根等；仔細清理坡口和焊絲，除去油、銹和水分。b、選擇合理的焊接結構，避免拘束應力過大；正確的坡口形式和焊接順序；降低焊接殘余應力的峰值。c、焊前預熱、焊后緩冷、控制層間溫度和焊后熱處理，是可焊性較差的高強度鋼和不可避免的高拘束結構形式，防止冷裂紋行之有效的方法。預熱和緩冷可減緩冷卻速度（延長t 800500停留時間），改善接頭的組織狀態(tài)，降低淬硬傾向，減少組

41、織應力；焊后熱處理可消除焊接殘余應力，減少焊縫中擴散氫的含量。在多數情況下，消除應力熱處理應在焊后立即進行。d、焊后立即錘擊，使殘余應力分散，避免造成高應力區(qū)，是局部補焊時防止冷裂紋行之有效的方法之一。e、在焊縫根部和應力比較集中的焊縫表面，（熱影響區(qū)受到的拘束應力較低），采用強度級別較低的焊條，往往在高拘束度下取得良好的效果。f、采用惰性氣體保護焊，能最大地控制焊縫含氫量，降低冷裂紋敏感性，所以，應大力推廣tig、mig焊接。（二）層狀撕裂 層狀撕裂是冷裂紋的一種特殊形式。主要是由于鋼板內存在著分層（沿軋制方向）的夾雜物（特別是硫化物），在焊接時產生的垂直于軋制方向（板厚方向）的拉伸應力作用

42、下，在鋼板中熱影響區(qū)或稍遠的地方，產生“臺階”式，與母材軋制表面平行的層狀開裂。產生在t字型、k字型厚板的角焊接接頭中。提高鋼板質量，減少鋼材中層狀夾雜物，從結構設計和焊接工藝方面采取措施，減少板厚方向的焊接拉伸應力，可防止層狀撕裂。厚板焊接前，進行板材的超聲波和坡口滲透探傷，檢查分層夾雜物情況，如有層狀夾雜物存在，可設法避開或事先修、磨處理。（三）熱裂紋熱裂紋是在高溫下產生的，從凝固溫度范圍至a3以上溫度，所以稱熱裂紋，又稱高溫裂紋。如果材料中存在著較多的低熔點共晶雜質元素（p、s、c等）和較多的晶格缺陷，在焊接熔池結晶過程中，就容易出現晶界偏析，偏析出現的物質多為低熔點共晶（如：fesfe

43、、fe3pfe、nisni、ni3pni）和雜質，它們在結晶過程中，以液態(tài)間層存在，形成抗變形能力很低的液態(tài)薄膜，相應的液態(tài)相存在的時間增長，最后結晶凝固，而凝固后的強度也極低，當焊接拉應力足夠大時，會將液態(tài)間層拉開，或在其凝固后不久被拉斷形成裂紋。此外，如果母材的晶界上也存在著低熔點共晶和雜質時，則在加熱溫度超過其熔點的熱影響區(qū)內，這些低熔點共晶物將熔化成液態(tài)間層，當焊接拉應力足夠大時，也會被拉開而形成熱影響區(qū)液化裂紋。熱裂紋都是沿奧氏體晶界開裂，呈鋸齒狀，所以，又稱晶間裂紋。多出現在焊縫中間，特別是弧坑處，多數在焊縫柱狀晶的會合處，即焊縫凝固的最終位置，也是最容易引起低熔點共晶偏析的位置；

44、少數出現在熱影響區(qū)。焊縫中的縱向裂紋一般發(fā)生在焊道中心，與焊縫長度方向平行；橫向裂紋一般沿柱狀晶界發(fā)生，并與母材的晶界相連，與焊縫長度方向垂直。當裂紋貫穿表面與空氣相通時，斷口表面呈氧化色彩（如藍灰色等），有的焊縫表面的宏觀裂紋中充滿熔渣。1、產生的原因選材方面：材料中含硫過多產生“熱脆”；含銅過高產生“銅脆”；含磷過高產生“冷脆”。焊接工藝方面：鎳基不銹鋼，焊接順序不當或層間溫度過高、熱輸入量過大、冷卻速度太慢；坡口形式不當（焊縫形狀系數=b/h1的窄深焊縫），單層單道焊時易產生焊縫中心偏析裂紋；弧坑保護不好，由于偏析作用，易產生弧坑熱裂紋；多次返修會產生晶格缺陷聚集，形成多邊化熱裂紋。2、

45、防止方法由于熱裂紋的產生與應力的因素有關，所以，防止方法也要從選材和焊接工藝兩個方面著手。選材方面：a、限制鋼材和焊材中，易產生偏析的元素和有害雜質的含量，特別是s、p、c的含量，因為它們不僅形成低熔點共晶，而且還促進偏析。c0.10%熱裂紋敏感性可大大降低。必要時對材料進行化學分析、低倍檢驗（如硫印等）。b、調節(jié)焊縫金屬的化學成分，改善組織、細化晶粒，提高塑性，改變有害雜質形態(tài)和分布，減少偏析，如采用奧氏體加小于6%的鐵素體的雙相組織。c、提高焊條和焊劑的堿度，以減低焊縫中雜質的含量，改善偏析程度。焊縫工藝方面：a、選擇合理的坡口形式，焊縫成型系數=b/h1，避免窄而深的“梨形”焊縫，（焊接

46、電流過大也會形成“梨形”焊縫），防止柱狀晶在焊道中心會合，產生中心偏析形成脆斷面；采用多層多道焊，打亂偏析聚集。b、控制焊接規(guī)范：<i>采用較?。ㄟm當）的焊接線能量，對于奧氏體（鎳基）不銹鋼應盡量采用小的焊接線能量（不預熱、不擺動或少擺動、快速焊、小電流）、嚴格掌握層間溫度，以縮短焊縫金屬在高溫區(qū)的停留時間；<ii>注意收弧時的保護，收弧要慢并填滿弧坑，防止弧坑偏析產生熱裂紋；<iii>盡量避免多次返修，防止晶格缺陷聚集產生多邊化熱裂紋；<iv>采取措施盡量降低接頭應力，避免應力集中，并減少焊縫附近的剛度，妥善安排焊接次序，盡量使大多數焊縫在較小

47、的剛度下焊接，使其有收縮的余地。（四）再熱裂紋再熱裂紋是指一些含有釩、鉻、鉬、硼等合金元素的低合金高強度鋼、耐熱鋼的焊接接頭，再加熱過程中（如消除應力退火、多層多道焊及高溫工作等），發(fā)生在熱影響區(qū)的粗晶區(qū)，沿原奧氏體晶界開裂的裂紋，也有稱其為消除應力退火裂紋（sr裂紋）。600附近有一敏感區(qū)，超過650敏感性減弱。再熱裂紋起源于焊縫熱影響區(qū)的粗晶區(qū)，具有晶界斷裂特征。裂紋大多數發(fā)生在應力集中的部位。防止措施：選材時應注意能引起沉淀析出的碳化物形成元素，尤其是v的含量。必須采用高v鋼材時，焊接及熱處理時要特別加以注意。熱處理時避開再熱敏感區(qū)，可減少再熱裂紋產生的可能性，必要時熱處理前做熱處理工藝

48、試驗。盡量減少殘余應力和應力集中，減少余高、消除咬邊、未焊透等缺陷，必要時將余高和焊趾打磨圓滑；提高預熱溫度，焊后緩冷，降低殘余應力。適當的線能量，防止熱影響區(qū)過熱，晶粒粗大。在滿足設計要求的前提下，選用低一個強度等級的焊條，讓其釋放一部分由熱處理過程消除的應力，（讓應力在焊縫中松弛），對減少再熱裂紋有好處。二、未熔合未熔合是指熔焊時，焊道與母材之間、焊道與焊道之間、點焊時焊點與母材之間，未完全熔化結合的部分。1、產生的原因：產生未熔合的根本原因是焊接熱量不夠，被焊件沒有充分熔化造成的。主要原因有：電流太?。缓杆偬?；電弧偏吹；操作歪斜；起焊時溫度太低；焊絲太細；極性接反，焊條熔化太快，母材沒

49、有充分熔化；坡口及先焊的焊縫表面上有銹、熔渣及污物。這些原因都造成焊材早熔化，而被焊母材溫度低，沒有熔化，熔化的焊材金屬沾附到焊件上。2、防止措施：選擇適當的電流（稍大）、焊速（稍慢），正確的極性，注意母材熔化情況；清除干凈坡口及前道焊縫上的熔渣及贓物；起焊時要使接頭充分預熱，建立好第一個熔池；克服電弧偏吹。注意焊條角度，照顧坡口兩側的熔化情況；三、未焊透未焊透是指焊接時接頭根部未完全熔透的現象。另外，焊縫金屬與母材之間，未被電弧熔化而留下的空隙。常發(fā)生在單面焊根部和雙面焊的中間。（iso母材金屬之間沒有熔化，熔敷金屬沒有進入接頭根部的缺陷。）1、產生的原因：坡口及裝配方面：間隙過小；鈍邊太厚

50、；坡口角度太??；坡口歪斜；有內倒角的坡口角度太大；錯口嚴重；工藝規(guī)范方面：電流過??；焊速過大；電弧偏吹；起焊處溫度低；極性接反；操作方面：焊條太粗；操作歪斜；雙面焊時清根不徹底；坡口根部有銹、油、污垢，阻礙基本金屬很好地熔化。2、防止措施：控制好坡口尺寸：間隙、鈍邊、角度及錯口等；控制電流、極性和焊速；使接頭充分預熱，建立好第一個熔池；控制焊條直徑和焊接角度；克服電弧偏吹；雙面焊清根一定要徹底；坡口及鈍邊上的油、銹、渣、垢一定要清理干凈。四、氣孔氣孔是指焊接時，熔池中的氣泡在凝固時未能逸出，而殘留下來形成的空穴。根據氣孔產生的部位不同，可分為內部氣孔和外部氣孔；根據分布的情況可分為單個氣孔、漣

51、狀氣孔和密集氣孔；根據氣孔產生的原因和條件不同，其形狀有球形、橢圓形、旋渦狀和毛蟲狀等。1、產生的原因：形成氣孔的氣體主要來源于：a、大氣：空氣濕度太大，超過90%，水分分解，氫氣、氧氣侵入；收弧太快，保護不好，空氣中的n2氣侵入；電弧太長，空氣中的n2氣侵入；b、溶解于母材、焊絲和焊條鋼芯中的氣體，藥皮和焊劑中的水和氣體：<i>焊條烘干溫度太低、保溫時間太短；<ii>焊條過期失效； <iii>氬氣純度不夠，保護不良；<iv>焊條烘干溫度過高，使藥皮成分變質，失去保護作用；電流過大，藥皮發(fā)紅失效，失去保護作用，空氣中的n2氣侵入；<v>

52、;焊芯銹蝕、焊絲清理不凈、焊劑混入污物。c、焊材、母材上的油、銹、水、漆等污物，分解產生氣體；d、操作原因引起的氣孔：<i>運條速度太快，氣泡來不及逸出；<ii>焊絲填加不均勻，空氣侵入；<iii>埋弧焊時，電弧電壓過高，網路電壓波動過大，空氣侵入。2、防止措施：嚴格控制焊條的烘干溫度和保溫時間；不使用過期失效的焊材；使用符合標準要求的保護氣體（氬氣等）；徹底清理坡口及焊絲上的油、銹、水、漆等污物；電弧長度要適當，防止n2氣侵入，堿性焊條尤其要采用短弧；搞好接頭和收弧。<i>充分預熱接頭，建立好第一個熔池，使上一個收弧處的氣體消除掉；<ii

53、>收弧要慢，填滿弧坑，采用“回焊法”等，使氣、渣充分保護好熔池，防止n2氣侵入； <iii>多層多道焊的各層各道的接頭要錯開，防止氣孔密集（上下重合）；適當增加熱輸入量，降低焊接速度，以利氣泡逸出。五、夾渣夾渣是指焊后殘留在焊縫中的非金屬夾雜物。主要是由于操作原因，熔池中的熔渣來不及浮出，而存在于焊縫之中。1、產生原因：坡口角度太小，運條、清渣困難；運條太快，熔渣來不及浮出；焊接電流太小，熔深太??；運條時坡口兩側停留時間短，而在焊縫中心過度太慢，使得焊縫中心堆高，坡口兩側形成死角，夾渣清理不出來；焊縫成型粗劣；前一層的熔渣清理不干凈；接頭處理不徹底；坡口處有銹、垢、泥沙等；焊

54、條涂料中含碳成分過高。2、防止措施：徹底清理坡口的油污、泥沙、銹斑；徹底清理前焊道熔渣；適當調節(jié)（加大）焊接電流；控制焊接速度，造成熔渣浮出條件；正確掌握操作方法，使焊縫表面光滑，焊縫中心不堆高；選擇優(yōu)質焊條。六、夾鎢手工鎢極氬弧焊過程中，由于某些原因，使鎢極強烈的發(fā)熱，端部熔化、蒸發(fā)，使鎢過渡到焊縫中，并殘留在焊縫內形成夾鎢。1、產生原因：當焊縫電流過大，超過極限電流值，或鎢極直徑太小時，使鎢極強烈地發(fā)熱、端部熔化；氬氣保護不良，引起鎢極燒損；熾熱的鎢極觸及熔池或焊絲，而產生的飛濺等，均會引起焊縫夾鎢。2、防止措施：根據工件的厚度，選擇相應的鎢極直徑和焊接電流；使用符合標準要求純度的氬氣；施

55、焊時采用高頻振蕩器引弧，在不防礙操作情況下，盡量采用短弧，以增強氬氣保護效果；操作要仔細，不使鎢極觸及熔池和焊絲；經常修磨鎢極端部。2.3 焊后熱處理 為改善壓力容器焊接區(qū)的性能和消除焊接殘余應力等有害影響，對焊接區(qū)及其有關部位在金屬相變溫度點以下充分均勻加熱，然后又均勻冷卻以進行消除應力和退火。焊后熱處理是保證壓力容器焊接接頭性能的一個非常重要的環(huán)節(jié)。采用600-640回火，保溫40分鐘來消除應力。 第3章 焊接工藝規(guī)程一、選材1具有足夠的強度，塑性，韌性和穩(wěn)定性。2具有良好的冷熱加工性和焊接性能。3在有腐蝕性介質的設備必須有良好的耐蝕性和抗氫性。4在高溫狀態(tài)使用的設備要有良好的熱穩(wěn)定性。5

56、在低溫狀態(tài)下使用的設備要考慮有良好的韌性 。二、下料與坡口加工1.領料：材料須具有合格質保書，標記齊全。鋼板表面不允許存在有裂紋、氣泡、結疤、折疊和夾雜等缺陷。鋼板不得有分層。如有上述表面缺陷，允許清理，清理深度從鋼板實際尺寸算起，不得超過鋼板厚度公差之半，并應保證鋼板的最小厚度。缺陷清理處應平滑無棱角。其他缺陷允許存在。但其深度從鋼板實際尺寸算起，不得超過鋼板厚度公差之半，并應保證缺陷處厚度不超過鋼板允許最小厚度。圖樣及標準規(guī)定進行超探的材料應檢驗合格。三類容器用材料須復驗合格，母材抽樣復驗須合格，否則不得領料。不銹鋼及復合板復層表面下料前應有防污染措施。2.號料按排板圖號料，一般同材料，同

57、焊接方法的筒體縱縫加工一組產品試板。劃線、號料時須考慮卷制管馬鞍口形狀和接管焊接型式（內伸10mm或平齊），并預留38mm機加工余量，按理論最長點尺寸保證。注意圖紙中接管外伸高度、內伸高度的解釋。注意設計對標準人孔組合件的特殊備注，如錐段上人孔接管須加長。筒節(jié)板長、寬號料允差為±1mm，對角線允差1.5mm，刨削余量為2mm。號料后板面各項標記應齊全，如筒節(jié)編號、產品編號。如超出滾制能力，根據筒節(jié)直徑和壁厚，板兩端合理預留200450的帶頭板，一般是直徑越小壁厚越厚預留的帶頭板越長。卷制接管、蝦米彎接管由技術人員在cad上放樣后，按等分法分成若干份，然后將基準線至雙線弧線的尺寸標注出

58、來后(見上圖所示接管馬鞍口)交班組放樣。標移時如焊接工藝為內坡口，則需標移在畫線一面的反面，此時必需在畫線一面用記號筆寫上相關標記。3.下料不銹鋼板下料采用數控等離子切割機放水切割或用剪板機剪切，復合鋼板下料可用普通等離子或數控等離子切割。其余板材下料采用數控或小車式氧乙炔切割，但當鋼板較薄、余量不多切割后易產生變形時也采用數控等離子切割機放水切割。剪切、切割后相對于檢查線偏差為±1mm。采用剪切下料后剪切面允許有深度1mm的磕痕和厚度0.5mm的毛刺。4.坡口切割16mnr、20r、q235等鋼板可用氧乙炔切割坡口。板切割后坡口表面不得有溝槽和缺肉， 不得有氧化鐵等雜物。應均勻光滑

59、,坡口鈍邊允差為±1mm，角度允差為±2.5°。筒節(jié)板長寬度允差為±2mm，對角線允差2.5mm。切割的坡口必須磨去氧化層、滲碳層、淬硬層，直至露出金屬光澤。刨邊不銹鋼板、復合鋼板、cr-mo、低溫鋼板坡口均采用刨邊機。需削薄處理的筒節(jié)鋼板不得在鋼板未圈圓的情況下采用刨邊機削薄。板刨邊后坡口表面不得有擠壓或魚鱗狀痕跡，粗糙度不得低于,坡口鈍邊允差為±1mm，角度允差為±2.5°。筒節(jié)板長寬度允差為±2mm，對角線允差2.5mm。需進行坡口探傷的板料其坡口探傷前，須進行表面打磨，直至露出金屬光澤。（一）下料工具及試用

60、范圍： 1、氣割：碳鋼2、等離子切割：合金鋼、不銹鋼3、剪扳機：8 l2500 切邊為直邊4、鋸管機：接管5、滾板機：三輥 6、根據圖紙對材料及坡口進行加工。三、焊接（一）焊前準備與焊接環(huán)境1、 焊條、焊劑及其他焊接材料的貯存庫應保持干燥，相對濕度不得大于60%。2、 當施焊環(huán)境出現下列任一情況，且無有效防護措施時，禁止施焊：a） 手工焊時風速大于10m/s b）氣體保護焊時風速大于2m/s c）相對濕度大于90% d）雨、雪環(huán)境（二）焊接工藝（見附錄）（三）焊縫返修 1、焊逢的同一部位的返修次數不宜超過兩次。如超過兩次，返修前均應經制造單位技術總負責人批準，返修次數、部位和返修情況應記入容器

61、的質量證明書。 2、要求焊后熱處理的容器，一般應在熱處理前進行返修。如在熱處理后返修時，補焊后應做必要的熱處理四、無損探傷（一）理論1定義：借用于現今的手段和一起在不損壞和破壞材料機器及其結構的情況下對它們的化學性質、機械性能以及內部結構進行檢測。2目的： 確保工件和設備的質量，保證設備的正常運行。 射線：rt 超聲波ut（焊縫、鍛件） 磁粉mt（檢查鐵磁性表面） 滲透pt（表面開口缺陷）改善制造工藝降低成本提高設備的可靠性3.應用特點：無損檢測要與破壞性試驗相結合。正確的選用最適當的無損檢測。正確使用無損檢測的時機綜合應用各種無損檢測方法4.應用范圍：組合件的內部結構或內部組成的檢查，不破壞對象，利用射線檢查內部情況。材料，鑄、鍛件和焊縫間檢查。材料和機械的質量檢測表面測厚五、壓力容器的熱處理：（一） 正火 目的：細化晶粒，提高母材及?；幚砗缚p的綜合機械性能，消除冷作硬化，便于切削加工。 方法：把要正火的零件放入加熱爐中加熱到一定溫度按每毫米1.5分2.5分保溫出爐空冷，風冷或霧冷。 應用：16mnr 高溫保溫時間過長，使奧氏體晶粒大（正火）35鍛件（正火）封頭，筒體（正火）（二） 調質處理： 目的：提高零件的綜合機械性能。 方法：淬火+高溫回火（500以上）。得到索氏體。（三）固溶處理：（針對奧氏