奧氏體不銹鋼低溫?fù)Q熱器的 焊接工藝

1、河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)論文1 緒論焊接技術(shù)自20世紀(jì)初期以后，幾十年來獲得迅猛發(fā)展，目前焊接結(jié)構(gòu)已經(jīng)基本上取代了鉚接結(jié)構(gòu)，并部分代替鑄造和鍛造結(jié)構(gòu)。焊接結(jié)構(gòu)的用材量占鋼產(chǎn)量的近50，已廣泛地應(yīng)用于航空、航天、原子能、化工、造船、海洋工程、電子技術(shù)、建筑、機(jī)械制造等工業(yè)部門。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)焊接構(gòu)件的性能提出了更高、更苛刻的要求，除需滿足通常的力學(xué)性能外，還要滿足如耐磨性、高溫強(qiáng)度、耐腐蝕性、低溫韌性、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性等多方面的性能要求。在這種情況下，任何一種金屬材料都不可能完全滿足整體焊接結(jié)構(gòu)的使用要求，即使可能有某種金屬材料相對(duì)比較理想一些，也常常由于十分稀缺、價(jià)格昂貴

2、，而不能在工程中實(shí)際應(yīng)用，而不銹鋼的應(yīng)用可以最大限度的滿足要求，為其工業(yè)應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。 所有金屬都和大氣中的氧氣進(jìn)行反應(yīng)，在表面形成氧化膜。不幸的是，在普通碳鋼上形成的氧化鐵繼續(xù)進(jìn)行氧化，使銹蝕不斷擴(kuò)大，最終形成孔洞?？梢岳糜推峄蚰脱趸慕饘伲ɡ?，鋅，鎳和鉻）進(jìn)行電鍍來保證碳鋼表面，但是，正如人們所知道的那樣，這種保護(hù)僅是一種薄膜。如果保護(hù)層被破壞，下面的鋼便開始銹蝕耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕介質(zhì)和酸、堿、鹽等化學(xué)浸蝕性介質(zhì)腐蝕的鋼。又稱不銹耐酸鋼。實(shí)際應(yīng)用中，常將耐弱腐蝕介質(zhì)腐蝕的鋼稱為不銹鋼，而將耐化學(xué)介質(zhì)腐蝕的鋼稱為耐酸鋼。由于兩者在化學(xué)成分上的差異，前者不一定耐化學(xué)介質(zhì)腐蝕，而后者

3、則一般均具有不銹性。不銹鋼的耐蝕性取決于鋼中所含的合金元素。鉻是使不銹鋼獲得耐蝕性的基本元素，當(dāng)鋼中含鉻量達(dá)到1.2左右時(shí)，鉻與腐蝕介質(zhì)中的氧作用，在鋼表面形成一層很薄的氧化膜（ 自鈍化膜），可阻止鋼的基體進(jìn)一步腐蝕。除鉻外，常用的合金元素還有鎳、鉬、鈦、鈮、銅、氮等，以滿足各種用途對(duì)不銹鋼組織和性能的要求。不銹鋼通常按基體組織分為：1、鐵素體不銹鋼。含鉻1230。其耐蝕性、韌性和可焊性隨含鉻量的增加而提高 ， 耐氯化物應(yīng)力腐蝕性能優(yōu)于其他種類不銹鋼。2、奧氏體不銹鋼。含鉻大于18，還含有 8左右的鎳及少量鉬、鈦、氮等元素。綜合性能好，可耐多種介質(zhì)腐蝕。3、奧氏體 - 鐵素體雙相不銹鋼。兼有奧

4、氏體和鐵素體不銹鋼的優(yōu)點(diǎn)，并具有超塑性。4、馬氏體不銹鋼。強(qiáng)度高，但塑性和可焊性較差。在高壓容器、鍋爐中，不銹鋼焊接構(gòu)件得到越來越廣泛的應(yīng)用，它不但能滿足不同工作條件對(duì)材質(zhì)的要求，而且通過焊接的方法連接成不同幾何形狀的零部件，生產(chǎn)、修復(fù)簡便而且成本低。如0Cr18Ni9鋼是我國在80年代末引進(jìn)外國的配方研制的。由于含碳量低（0.16）合金配方合理，使這類鋼具有較高的強(qiáng)度和韌性和耐腐蝕性，0Cr18Ni9鋼的化學(xué)成分見表1，力學(xué)性能見表2。 表1 母材的化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)/）CSiMnSPCrNi其他0.081.002.000.0350.0301820811表2 母材的力學(xué)性能抗拉強(qiáng)度 0.2/

5、MPa屈服強(qiáng)度 Rc/MPa 斷后伸長率 A（） 沖擊吸收功Ak/J(常溫) 205 520 40 602 低溫高壓容器介紹及焊接特點(diǎn)和方法2.1 前言隨著我國低溫液化氣體貯運(yùn)需求的加大，國內(nèi)多家具有A 級(jí)、C 級(jí)壓力容器制造資質(zhì)的企業(yè)，生產(chǎn)了質(zhì)量優(yōu)良的低溫絕熱液化氣體貯運(yùn)設(shè)備，在我國氣體應(yīng)用的領(lǐng)域服役。目前我國制造低溫絕熱液化氣體貯運(yùn)設(shè)備罐體內(nèi)膽的低溫材料，基本是18-8 型奧氏體不銹鋼，其代表鋼種是0Cr18Ni9。為提高低溫罐體內(nèi)膽主體焊縫的施焊效率，減輕焊工的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證其焊接接頭的低溫韌性。對(duì)10mm 的0Cr18Ni9 奧氏體不銹鋼，采用埋弧焊工藝方法，開展了一系列工藝性試驗(yàn)，取

6、得了滿意的效果，并已應(yīng)用于低溫絕熱壓力容器的生產(chǎn)中。2.2 低溫絕熱壓力容器的使用特點(diǎn)及對(duì)其內(nèi)膽主體焊接接頭的質(zhì)量要求2.2.1 低溫絕熱壓力容器的使用特點(diǎn)低溫絕熱型壓力容器是用于盛裝液氬、液氫、液氮、液氧、液化天然氣等超低溫液化氣體的受壓容器。表2-1列出幾種常用的工業(yè)氣體或燃?xì)獾膲毫υ?01.325KPa 下的沸點(diǎn)溫度。表2-1列出幾種常用的工業(yè)氣體或燃?xì)庖夯瘹怏w名稱化學(xué)式沸點(diǎn)氧O2-182.83氬Ar-185.71氮N2-195.65氫H2-252.77天燃?xì)釩H4 混合氣-161.3165.32.2.2內(nèi)膽主體焊接接頭的質(zhì)量要求 低溫液化氣體溫度在0， 壓力在101.325KPa 下汽

7、化為氣體時(shí),體積會(huì)迅速膨脹。表2-2 給出溫度0、壓力在101.325KPa 條件下,單位體積低溫液體生成的氣體體積。在密閉內(nèi)膽（內(nèi)表1 工業(yè)氣體或燃?xì)獾膲毫υ?01.325KPa下的沸點(diǎn)溫度內(nèi)，同體積膨脹使壓力升高表2-2 0和101.325KPa 條件下單位體積生成的氣體體積/ m3液 氧液 氬液 氮液化天然氣800 780647568590綜上超低溫、受壓的使用特點(diǎn)，對(duì)低溫絕熱壓力容器內(nèi)膽的主體焊縫焊接接頭保證其低溫韌性，是滿足安全使用的主要要素。材質(zhì)方面通常產(chǎn)品設(shè)計(jì)上采用耐低溫使用的0Cr18Ni9 鋼，其最低使用溫度-196，而如何選擇適合此鋼種的焊接材料是焊接合格焊接接頭的重點(diǎn)。按

8、GB150-1998 附錄C 及JB4708-2000 的有關(guān)規(guī)定，包括焊縫及熱影響區(qū)的低溫夏比沖擊試驗(yàn)的沖擊功平均值A(chǔ)kV31J，才是合格的焊接接頭的重點(diǎn)。2.3 試驗(yàn)準(zhǔn)備據(jù)國內(nèi)一些資料介紹，對(duì)于0Cr18Ni9不銹鋼，采用焊條電弧焊和手工氬弧焊，因其焊接線能量較低，很容易實(shí)現(xiàn)焊縫金屬的低溫韌性要求。但是上述焊接方法焊接效率太低?？紤]選擇焊接效率較高的埋弧焊工藝，其焊接線能量比焊條電弧焊和手工氬弧焊高些，但是合理的選擇焊接材料及制定合理的焊接工藝參數(shù)，也是能夠?qū)崿F(xiàn)0Cr18Ni9 焊接接頭的低溫韌性要求的。焊接方法已經(jīng)選定采用埋弧焊工藝，接下來要考慮的就是填充金屬材料的選擇，焊接坡口形式的確

9、定，焊接參數(shù)的確定。這些影響焊縫金屬?zèng)_擊韌性的因素需要通過工藝試驗(yàn)及理化試驗(yàn)確定其正確性。首先分析了0Cr18Ni9 鋼焊接，從填充金屬的材料選擇上要考慮所選擇的焊接材料應(yīng)確保所熔敷的焊縫金屬有與母材接近的成分，因此選擇H0Cr20Ni10Ti 以及H0Cr21Ni10 兩種焊絲作為試驗(yàn)用焊絲。焊劑選擇，從查閱資料上得到信息，要想焊縫金屬得到低溫下的較高韌性，必須選用堿性焊劑。因?yàn)閴A性焊劑的堿度大易于減少焊縫金屬的夾雜物含量，夾雜物含量低，則焊縫金屬的低溫韌性就好。因此選擇與焊接材料匹配的SJ601焊劑作為試驗(yàn)用焊劑。坡口形式的選擇，根據(jù)本廠產(chǎn)品的特點(diǎn)和本廠已具備的板材厚度，選定1 16mm

10、作為本試驗(yàn)的試件厚度。埋弧焊所需的坡口可以開坡口，也可不開坡口，但是為了試驗(yàn)不同坡口形式下的焊接參數(shù)，最終達(dá)到試驗(yàn)要求，為此我們把兩種坡口均作為試驗(yàn)坡口。焊接參數(shù)的選擇，考慮不銹鋼焊接性的特點(diǎn)，奧氏體鋼導(dǎo)熱性較低，電阻率較高，因此奧氏體鋼焊接盡量采用較小的焊接線能量。下面列舉了試驗(yàn)數(shù)據(jù)。2.4 埋弧焊工藝試驗(yàn)2.4.1 確定試驗(yàn)方案（見表2-3）表2-3 試驗(yàn)方案母材型式編號(hào)板厚(mm)坡口焊絲焊劑0Cr18Ni9H0110H0Cr21Ni10J601H0210H0Cr20Ni10TiH0316H0Cr20Ni10TiH0416H0Cr21Ni102.4.2選擇焊接材料（1）確定試驗(yàn)用材的化學(xué)

11、成分（%）  焊絲和焊劑是埋弧焊的消耗材料，從普通碳素鋼到高級(jí)鎳合金多種金屬材料的焊接都可以選用焊絲和焊劑配合進(jìn)行埋弧焊接。二者直接參與焊接過程中的冶金反應(yīng)，因而它們的化學(xué)成分和物理性能不僅影響埋弧焊過程中的穩(wěn)定性、焊接接頭性能和質(zhì)量，同時(shí)還影響著焊接生產(chǎn)率，因此根據(jù)焊縫金屬要求，正確選配焊絲和焊劑是埋弧焊技術(shù)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。表2-4 母材化學(xué)成分母材規(guī)格CMnSiPSCrNi0Cr18Ni9 10mm0.0401.000.520.0240.00718.128.430Cr18Ni9 16mm0.0300.8400.4400.0320.00617.458.81 表2-5 試驗(yàn)用焊劑的化

12、學(xué)成分(%)焊絲牌號(hào)規(guī)格CM nSiPSCrNiH0Cr21Ni10 3.20.0411.080.480.0160.003719.9810.56H0Cr20Ni10Ti 3.20.0611.570.650.0250.00819.489.1（2）確定試驗(yàn)用材的力學(xué)性能（見表2-6）表2-6 試驗(yàn)用母材的力學(xué)性能母材板厚(mm)b(MPa) 5(%)0Cr18Ni910655490Cr18Ni916694452.4.3工藝參數(shù)試驗(yàn)對(duì)于工藝參數(shù)的選擇，為了獲得良好的焊接熱循環(huán)，在保證焊接良好的成形基礎(chǔ)上，盡量選用小的焊接電流，適中的電流電壓和盡可能大的焊速，為此試件均采用兩種坡口型式（見圖1）進(jìn)行試

13、驗(yàn)。（1）選擇試件的焊接工藝規(guī)范（見表2-7）表2-7 試件的焊接工藝規(guī)范試件編號(hào) I(A)U(V)V(m/h)層 間 溫 度()平均線能量KJ/cmH01 450-50032-3620-2210027.69H02 420-45030-3220-2410022.06H03 480-52030-3620-2210030.31H04 400-42032-3420-2410022.14（2）對(duì)施焊完成的試板進(jìn)行檢驗(yàn)表2-8 外觀質(zhì)量檢驗(yàn)試件編號(hào)正面焊縫余高背面焊縫余高表面焊縫寬咬邊表面氣孔背面未焊透H0123.5mm23.0mm2125mm無無無H020.53.5mm0.81.5mm2022mm無無

14、無H0323.5mm2.03.5mm2123mm無無無H040.51.5mm11.5mm2022mm無無無（3）無損檢測四組焊接試件經(jīng)X 射線檢測，均達(dá)到JB/T4730.2-2005，100% 級(jí)合格標(biāo)準(zhǔn)。表2-9 晶間腐蝕檢測試件編號(hào) 試件1試件2H01 沒有晶間腐蝕傾向沒有晶間腐蝕傾向H02沒有晶間腐蝕傾向沒有晶間腐蝕傾向H03沒有晶間腐蝕傾向沒有晶間腐蝕傾向H04沒有晶間腐蝕傾向沒有晶間腐蝕傾向晶間腐蝕按GB/T4334.2-2000標(biāo)準(zhǔn),測試結(jié)果顯示兩種焊絲焊接結(jié)果均未有晶間腐蝕傾向。（4）試驗(yàn)結(jié)果試件H01、H03 冷彎后均有裂紋產(chǎn)生，且-196沖擊功焊縫和熱影響區(qū)均較低。而H02

15、、H04 無裂紋產(chǎn)生。按GB150-1998 附錄C 規(guī)定，奧氏體不銹鋼低溫容器的焊接接頭在-196AkV 應(yīng) 31J（三個(gè)試件的平均值）。而試件H01、H03 熱影響區(qū)低溫沖擊功平均值未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。而試件H02、H04達(dá)到了要求，并且試件H04 的低溫沖擊值。2.5 試驗(yàn)結(jié)果分析從工藝試驗(yàn)的結(jié)果看，采用不開坡口較大線能量的焊接,試件H01、H03的焊縫余高存在不合格傾向，按照GB150 規(guī)定，尤其焊縫金屬的低溫沖擊功不符合標(biāo)準(zhǔn)要求。而采用開坡口較小線能量的焊接,焊縫金屬的低溫沖擊功達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)要求。幾組試驗(yàn)表明焊接材料，采用H0Cr21Ni10 和H0Cr20Ni10Ti 都能滿足要求。焊劑

16、選用堿度較高的SJ601 型燒結(jié)焊劑。只要控制好其它方面的參數(shù)，能夠取得合適的低溫沖擊功數(shù)值。然而影響18-8 鋼焊縫金屬低溫韌性的主要因素中焊接線能量的的影響最大。這是因?yàn)?，較小的焊接線能量有助于減少熔池的過熱，避免接頭出現(xiàn)過熱組織從而獲得較高的低溫韌性。反之，線能量加大，焊縫組織的品粒越易粗大，韌性越差。因此焊接時(shí)，應(yīng)采用較小的線能量和較快的冷卻速度，以防焊縫及熱影響區(qū)過熱和碳化物析出。3 0Cr18Ni9鋼的焊接性分析3 0Cr18Ni9 的化學(xué)成分焊接性剛的焊接性主要取決于化學(xué)成分，奧氏體不銹鋼以鎘鎳為主要的合金元素。這種鋼由于具有較高的變形能力并不可淬硬，所以總體上焊接性良好。但是，

17、為了全面保證焊接接頭的質(zhì)量，往往需要解決一些特殊的問題，如接頭各種形式的腐蝕、焊接裂紋、鐵素體含量的控制及相的脆化等等。3.1腐蝕3.1.1焊接接頭中的晶間腐蝕在腐蝕介質(zhì)作用下，起源于金屬表面沿晶界深入金屬內(nèi)部的腐蝕就是晶間腐蝕。晶間腐蝕是一種局部性的腐蝕，它會(huì)導(dǎo)致晶粒間的結(jié)合力喪失，材料的強(qiáng)度幾乎消失，所以必須重視這中腐蝕。奧氏體產(chǎn)生晶間腐蝕的原因，現(xiàn)在比較認(rèn)同的看法，是奧氏體鋼在固溶狀態(tài)下碳以過飽和形式溶解于固溶體，加熱時(shí)過飽和的碳以Cr23C5的形式沿晶界析出。Cr23C5的析出消耗了大量的鉻，因而使晶界的附近碳的含量降低到低于鈍化所需的最低量，形成了貧鉻層。這便是產(chǎn)生晶間腐蝕的根本原因

18、。 防止晶間腐蝕的措施 (1) 降低母材和焊縫中的含碳量(2) 在鋼中加入穩(wěn)定碳化物形成元素，改變碳化物的類型(3) 焊后進(jìn)行固溶處理(4) 改變焊縫的組織狀態(tài) 即使焊縫由單向狀態(tài)變成雙相狀態(tài)3.1.2 焊接接頭的刀口腐蝕刀口腐蝕是焊接接頭中特有的一種晶間腐蝕，只會(huì)發(fā)生于含有穩(wěn)定劑的奧氏體不銹鋼焊接接頭中，腐蝕部位在 熱影響區(qū)的過熱區(qū)，開始寬度只是35個(gè)晶粒，逐漸可擴(kuò)大到1.01.5mm，腐蝕一直深入到金屬內(nèi)部。刀狀腐蝕一般發(fā)生在焊后再次在敏化溫度區(qū)間時(shí)，即高溫過熱與中溫敏化連續(xù)作用的條件下，產(chǎn)生的原因也和Cr23C5析出后形成的貧鉻層關(guān)，刀口腐蝕如圖3-1圖3-1 刀口腐蝕防止刀口腐蝕的措施

19、（1） 降低含碳量（2） 減少近縫區(qū)的過熱（3） 合理安排焊接順序（4） 焊后進(jìn)行穩(wěn)定化處理 焊后處理可使過熱區(qū)的碳與穩(wěn)定劑結(jié)合為穩(wěn)定的碳化物，從而不會(huì)再以Cr23C5的形式析出。3.1.3應(yīng)力腐蝕開裂問題金屬在應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)共同作用下，所發(fā)生的腐蝕破壞叫應(yīng)力腐蝕開裂。目前，對(duì)應(yīng)力腐蝕開裂的機(jī)理有了一定的看法，產(chǎn)生的條件有一下兩點(diǎn)：（1） 拉應(yīng)力的存在（2） 腐蝕介質(zhì)與材料的組合上有選擇性不銹鋼在使用條件下產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開裂的影響因素很多，包括鋼的成份、組織和狀態(tài)，介質(zhì)的種類、溫度、濃度，應(yīng)力的性質(zhì)、大小及結(jié)構(gòu)點(diǎn)等。防止應(yīng)力腐蝕開裂有以下幾點(diǎn)措施：（1） 正確選用材料（2） 消除產(chǎn)品的殘余應(yīng)力（

20、3） 對(duì)材料進(jìn)行防腐蝕處理 如電鍍、噴鍍、襯里的方法，用金屬或非金屬覆蓋層將金屬與腐蝕介質(zhì)隔離（4） 改進(jìn)部件結(jié)構(gòu)及接頭的設(shè)計(jì)3.2焊接接頭的裂紋問題奧氏體不銹鋼焊接是產(chǎn)生的裂紋是熱裂紋，在焊縫和熱影響區(qū)都可能出現(xiàn)。焊縫中主要是結(jié)晶裂紋；熱影響區(qū)及多層焊層間金屬，則多為高溫液化裂紋；3.2.1 結(jié)晶裂紋（1）裂紋產(chǎn)生的原因 奧氏體鋼對(duì)熱裂紋比較敏感，主要是由于冶金因素決定，即由鋼的化學(xué)成分、組織性能決定的。（2）防止焊縫結(jié)晶裂紋的途徑1） 嚴(yán)格控制有害雜質(zhì)，主要是硫磷的含量2） 調(diào)整焊縫金屬為雙相組織3） 合理進(jìn)行合金化4） 使用小的線能量進(jìn)行焊接3.2.2 液化裂紋液化裂紋主要在近縫區(qū)，并且

21、在過熱晶粒的邊界發(fā)生明顯的偏析，并產(chǎn)生晶間液膜，產(chǎn)生液化裂紋。為了防止鋼的液化裂紋主要在焊接工藝方面采取措施，以減少母材過熱，抑制晶粒的長大，嚴(yán)格限制母材中的有害雜質(zhì)的含量，也有利于提高液化裂紋性能。3.3 鐵素體含量的控制問題奧氏體耐熱鋼焊縫金屬中鐵素體的含量多少，直接關(guān)系到抗熱裂紋性，熱強(qiáng)性。各種不同成分的鎘鎳系焊縫金屬，在焊后狀態(tài)的鐵素體含量可按德龍焊縫組織圖來確定。根據(jù)焊縫金屬的化學(xué)成分計(jì)算出鉻當(dāng)量和鎳當(dāng)量，就可按圖上找到相應(yīng)的組織。注意在根據(jù)焊縫成分計(jì)算焊縫金屬的鎘鎳當(dāng)量時(shí)，要考慮不同的焊接條件下的融合比的變化對(duì)焊縫的成分的影響。焊縫金屬的力學(xué)性能與鐵素體含量存在一定關(guān)系，從圖中可以

22、看出，隨著鐵素體含量的增加，奧氏體鎘鎳鋼的焊縫金屬的常溫抗拉強(qiáng)度提高，變形能力下降。然而，高溫抗拉強(qiáng)度，高溫持久強(qiáng)度及低溫韌性均明顯下降。因此，對(duì)于高溫強(qiáng)度要求較高的焊接接頭，必須嚴(yán)格控制鐵素體的含量，在某種場合下必須采用全奧氏體的焊縫金屬。4 高壓低溫容器焊接方法及焊接工藝分析4.1 焊條電弧焊4.1.1焊條電弧焊原理、特點(diǎn)及應(yīng)用 用手工操作焊條進(jìn)行焊接的電弧焊方法稱為焊條電弧焊（縮寫SMAW，ISO代號(hào)為111）。它是利用焊條與焊件之間建立起來的穩(wěn)定燃燒的電弧，使焊條和焊件熔化，從而獲得牢固的焊接接頭。原理如圖4-1圖4-1 焊條電弧焊的原理1藥皮 2焊心 3保護(hù)氣 4電弧 5熔池6母材

23、7焊縫 8渣殼 9熔渣 10熔池 焊條電弧焊具有設(shè)備簡單、操作方便、適應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)焊接頭的裝配要求低、能在空間任何位置焊接，但對(duì)焊工技術(shù)要求高、勞動(dòng)條件差、生產(chǎn)效率低、焊接質(zhì)量依賴程度高等的特點(diǎn)。所以被廣泛應(yīng)用于造船、鍋爐及壓力容器的制造、機(jī)械制造、建筑結(jié)構(gòu)、化工設(shè)備制造等工業(yè)領(lǐng)域。4.1.2 焊條電弧焊工藝分析（1）焊前準(zhǔn)備用氣割或碳弧氣刨加工坡口時(shí)，應(yīng)保證加工面的質(zhì)量，防止其表面凸凹不平，不合格的予以修磨，坡口表面不得有裂紋、夾渣、分層等缺陷，否則予以去除或修補(bǔ)。清除坡口及其兩側(cè)1020mm范圍內(nèi)的油污、鐵銹、氧化皮等贓物。焊條應(yīng)按照規(guī)定的溫度烘干，入爐和出爐的溫度不應(yīng)過高，以防藥皮脆裂。（

24、2）焊接接頭形式、坡口和焊縫 1）接頭形式 用焊接方法連接的接頭成為焊接接頭常用的接頭形式有：對(duì)接接頭、搭接接頭、角接接頭、和T型接頭。選擇焊接接頭形式主要根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，并綜合考慮受力條件、加工成本等因素。2）坡口 坡口是根據(jù)設(shè)計(jì)或工藝需要，在焊件的待焊部位加工成一定幾何形狀并經(jīng)裝配后構(gòu)成的溝槽。坡口形式取決于焊件接頭形式、焊件厚度以及對(duì)接頭質(zhì)量的要求，國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T985-1988對(duì)此作了詳細(xì)的規(guī)定。對(duì)接接頭是焊接結(jié)構(gòu)中最常見的接頭形式。根據(jù)板厚不同對(duì)接接頭常用的坡口形式有I形，V形，X形，帶鈍邊U形等。角接接接頭和T形接頭的坡口形式可分為I形、帶鈍邊的單邊V形坡口和K形坡口等。3）焊縫

25、 焊縫是指焊件經(jīng)焊接后所形成的結(jié)合部分。按空間位置可分為平焊縫、橫焊縫、立焊縫及仰焊縫四種形式；按結(jié)合方式可分為對(duì)接焊縫、角焊縫及塞焊縫。按焊縫斷續(xù)情況可分為連續(xù)焊縫和斷續(xù)焊縫兩種形式。（3） 焊接工藝參數(shù)及選擇焊條電弧焊的焊接工藝參數(shù)包括：焊條直徑、焊接電流、電弧電壓、焊接速度、電源種類和極性、焊接層數(shù)等。焊接工藝參數(shù)選擇的正確與否，直接影響焊縫形狀、尺寸、焊接質(zhì)量和生產(chǎn)率。1）焊條直徑 焊條直徑指焊芯直徑。它是保證焊接質(zhì)量和效率的重要因素。焊條直徑的選擇一般根據(jù)焊件厚度選擇，還應(yīng)考慮接頭形式、施焊位置和焊接層數(shù)，對(duì)于重要的焊接結(jié)構(gòu)還要考慮焊接熱輸入的要求，一般情況，焊條直徑與焊件厚度之間關(guān)

26、系的參考數(shù)據(jù)見表4-1。表4-1 焊條直徑與工件厚度之間的關(guān)系焊件厚度mm2 3 45 612 13焊條直徑mm 2 3.23.2445 462）焊接電源種類和極性的選擇 用交流電源焊接時(shí)，電弧穩(wěn)定性差。采用直流焊接時(shí)，電弧穩(wěn)定、飛濺少，但電弧磁偏吹較交流嚴(yán)重。低氫型焊條穩(wěn)弧性差，通常必須采用直流焊接電源，且一般來說用反接，因?yàn)榉唇拥碾娀”日臃€(wěn)定。 3）焊接電流的選擇 選擇焊接電流時(shí)，應(yīng)根據(jù)焊條類型、焊件直徑、焊件厚度、接頭形式、焊接位置和層數(shù)等因素綜合考慮。焊接電流選擇不當(dāng)易造成未焊透、夾渣或咬邊、焊穿金屬飛濺等。對(duì)于一定的直徑的焊條有一個(gè)合適的電流范圍，可參考表4-2。表4-2 焊接電流

27、和焊條直徑的關(guān)系焊接直徑mm1.62.02.53.24 56焊接電流A254040655080100130160210200270260300 在相同焊條直徑的條件下，平焊電流可大一些，其它位置焊接電流應(yīng)小一些。相同條件下，堿性焊條的焊接電流比酸性焊條小10左右 4）焊縫層數(shù)的選擇 在焊接厚度較大時(shí)，往往要進(jìn)行多層焊，對(duì)于低碳鋼和強(qiáng)度低的低合金鋼的多層焊時(shí)，焊層厚度不能太大，對(duì)于質(zhì)量要求高的焊縫，每層厚度不超過45mm。焊層厚度主要依據(jù)焊件厚度、焊條直徑、坡口形式和裝配間隙等來確定，可按下面公式估算：n=d式中, n為焊接層數(shù): 為焊接厚度(mm): d為焊條直徑(mm)。5）電弧電壓與焊接速

28、度 焊條電弧焊的電弧電壓主要由電弧長度來決定:電弧越長,電弧電壓越大；電弧越短，電壓越小。在焊接的過程中應(yīng)盡量使用短弧焊接。立焊、仰焊時(shí)，焊接電弧應(yīng)比平時(shí)更短，以利于溶滴的過渡。4.1.3焊接 應(yīng)嚴(yán)格按照焊接工藝或焊接文件的要求進(jìn)行。焊接過程中，焊接速度應(yīng)該均勻適當(dāng)，既要保證焊透又要保證不焊穿，同時(shí)還要使焊縫寬度和余高符合設(shè)計(jì)的要求。4.1.4焊條電弧焊焊接時(shí)容易出現(xiàn)的問題及防止(1)未焊透 焊接時(shí)由于焊接電流過小，容易造成母材的未焊透。它可以嚴(yán)重降低焊縫的力學(xué)性能，造成應(yīng)力集中，產(chǎn)生裂紋源，埋下隱患的根源，在焊縫中是不予許出現(xiàn)的情況。(2)焊穿 焊接時(shí)由于焊接電流過大或是運(yùn)條不當(dāng)，使焊縫出現(xiàn)

29、的連接不緊密、氣密性不好的現(xiàn)象。在焊穿處往往伴隨著氣孔、夾渣、裂紋等缺陷。(3)裂紋 焊接裂紋由于焊接線能量選擇不當(dāng)，運(yùn)條方式不合適，以及焊接方法有誤，在焊縫中形成致命的缺陷。裂紋的產(chǎn)生使焊縫的力學(xué)性能、抗腐蝕性能、抗疲勞強(qiáng)度，遭到極大的削弱，在焊縫中杜絕出現(xiàn)。(4)焊瘤 引弧時(shí)由于方式不當(dāng)，以及焊接參數(shù)選擇不合適，造成在母材上留下渣殼等現(xiàn)象。它影響一定的力學(xué)性能和焊縫的外觀要求，應(yīng)最大限度的使其降低到最低。(5)氣孔 氣孔是焊接時(shí)焊縫中的氣體未即使逸出焊縫的現(xiàn)象。它能降低焊縫的力學(xué)性能，產(chǎn)生應(yīng)力集中。在焊縫中一般不允許出現(xiàn)。(6)夾渣 由于焊接電流選擇不當(dāng)、運(yùn)條方式不合適，在焊縫中有渣殼未逸

30、出焊縫的現(xiàn)象。在焊縫中應(yīng)嚴(yán)格限制這種現(xiàn)象。防止措施：（1）母材應(yīng)嚴(yán)格清理，杜絕產(chǎn)生缺陷的外在因數(shù)（2）焊條應(yīng)烘干（3）焊接參數(shù)及運(yùn)條方式選擇合理（4）盡量運(yùn)用短弧焊，降低焊瘤的產(chǎn)生4.2 埋弧焊 埋弧焊是目前廣泛使用的一種生產(chǎn)效率較高的機(jī)械焊接方法。它與焊條電弧焊相比，雖然靈活性差一些，但焊接質(zhì)量好、效率高、成本低，勞動(dòng)條件好。4.2.1 埋弧焊的原理及特點(diǎn) 埋弧焊（英文縮寫SAW，ISO代號(hào)為12），是電弧在焊劑層下燃燒進(jìn)行焊接的方法。是利用焊絲和焊件之間燃燒的電弧產(chǎn)生熱量，熔化焊絲、焊劑和母材而形成焊縫的。 焊接過程如圖4-2圖4-2 埋弧焊焊接過程1V型坡口 2焊道 3焊渣 4焊劑擋板

31、5接電源 6接自動(dòng)送絲裝置 7接焊劑漏斗 8焊劑輸入導(dǎo)管 9焊劑 10接電源11母材 12電極（焊絲或焊帶） 13引弧板14襯墊埋弧焊主要有生產(chǎn)率高、焊縫質(zhì)量好、焊接成本低、勞動(dòng)條件好的優(yōu)點(diǎn)，有難以在空間位置施焊、對(duì)焊件裝配質(zhì)量要求高、不適合焊接薄板和短焊縫。它廣泛用于造船、鍋爐、化工容器、大型金屬結(jié)構(gòu)和工程機(jī)械等工業(yè)制造部門，是當(dāng)今焊接生產(chǎn)中普遍使用的焊接方法之一。 4.2.2 焊接工藝分析（1）焊前準(zhǔn)備檢查焊件坡口角度、鈍邊尺寸是否符合工藝文件的要求坡口面凸凹不平處應(yīng)打磨修補(bǔ)，有裂紋、分層等缺陷應(yīng)予清除。并清除破口及兩側(cè)各2030mm范圍內(nèi)的油污、鐵銹、氧化物、熔渣和水分等有害物質(zhì)。也應(yīng)保

32、證焊劑清潔粒度均勻，焊絲應(yīng)清除表面的油漬和銹斑等。（2）坡口的選擇由于焊件的厚度為10mm，坡口應(yīng)選擇V形，必須保證能夠焊透。坡口形式如圖4-3。圖4-3 V形坡口（3）焊接工藝參數(shù)及選擇埋弧焊工藝參數(shù)分為主要參數(shù)和次要參數(shù)。主要參數(shù)是指那些直接影響焊縫質(zhì)量和生產(chǎn)效率的參數(shù)，它們是焊接電流、電弧電壓、焊接速度、焊絲和焊劑的成分與配合、電流的種類及極性和預(yù)熱溫度等。對(duì)焊縫質(zhì)量產(chǎn)生有限或無多大的影響的參數(shù)稱為次要參數(shù)。厚板的工藝參數(shù)如下表5所示。表4-3中厚板多層焊接工藝參數(shù) 焊接層數(shù)焊絲直徑(mm) 焊接電流(A)電弧電壓(V)焊接速度（m/h）第一、二層460070035372832 中間各層

33、570080036382530 蓋面層665075038422832焊接工藝方法確定后，即可按照鋼材、板厚、和對(duì)接接頭的要求，選擇合適的焊劑和焊絲牌號(hào)，對(duì)于厚板或窄間隙埋弧焊接頭，應(yīng)選擇能滿足接頭性能要求又具有良好工藝性和脫渣性的焊劑。常用埋弧焊焊劑與匹配的焊絲牌號(hào)如表4-4。表4-4常用埋弧焊焊劑的用途及匹配的焊絲焊劑類型焊劑型號(hào)成分類型用途配用焊絲適用電流類型使用前焙烘（b）熔煉型熔煉型HJ130無Mn高Si低F低碳鋼低合金鋼H10Mn2交直流2×250HJ131無Mn高Si低FNi基合金Ni基焊絲交直流2×250HJ150無Mn中Si中F軋輾堆焊H2Cr13直流2&#

34、215;250HJ151無Mn中Si中F奧氏體不銹鋼相應(yīng)鋼種的焊絲直流2×300HJ172無Mn低Si高F含Nb、Ti不銹鋼相應(yīng)鋼種的焊絲直流2×400HJ173無Mn低Si高FMn、Al高合金相應(yīng)鋼種的焊絲直流2×250HJ230低Mn高Si低F低碳鋼低合金鋼H08MnA H10Mn2交直流2×250HJ250低Mn中Si中F低合金高強(qiáng)鋼相應(yīng)鋼種的焊絲直流2×350HJ251低Mn中Si中F珠光體鋼CrMo鋼焊絲直流2×350HJ252低Mn中Si中F15MnVH08MnMoA直流2×350HJ260低Mn高Si中F不銹鋼

35、不銹鋼焊絲直流2×400HJ330中Mn高Si低F低碳鋼低合金鋼H10Mn2交直流2×350HJ350中Mn中Si中F低合金高強(qiáng)鋼MnMo MnSi焊絲交直流2×400HJ351中Mn中Si中FMnMo合金鋼相應(yīng)鋼種的焊絲交直流2×400HJ430高M(jìn)n高Si低F低合金高強(qiáng)鋼H08AH08MnA交直流2×250HJ431高M(jìn)n高Si低F低碳鋼低合金鋼H08A交直流2×250HJ432高M(jìn)n高Si低F低碳鋼低合金鋼H08A交直流2×250HJ433高M(jìn)n高Si低F低碳鋼H08A交直流2×350燒 結(jié) 型SJ101堿性

36、重要的低合金鋼H08MnA H08MnMoA交直流2×350SJ301中性低碳鋼鍋爐鋼H08MnAH08MnMoA交直流2×350SJ401酸性低碳鋼低合金鋼H08A交直流2×250SJ501酸性低碳鋼低合金鋼H08AH08MnA交直流2×350SJ502酸性低碳鋼低合金鋼H08A交直流2×300由于埋弧焊的電弧熱效率較高，焊縫及熱影響區(qū)的冷卻速度較慢，因此對(duì)于一般焊件結(jié)構(gòu)，板厚90mm以下的接頭可不預(yù)熱；厚度50mm以下的普通低合金鋼，如施工現(xiàn)場的環(huán)境溫度在10以上，焊前也不必預(yù)熱；強(qiáng)度極限600MPa以上的高強(qiáng)鋼或其他低合金鋼，板厚20mm

37、以上的接頭應(yīng)預(yù)熱100150。后熱焊后熱處理通常只用于低合金鋼厚板的焊接接頭。綜上所述，本設(shè)計(jì)將選擇埋弧焊工藝。5 高壓低溫容器焊接時(shí)容易出現(xiàn)的問題 及防止措施焊接是壓力容器焊接過程中一道重要工序 ，只要有焊接的地方，就有出現(xiàn)焊接缺陷的可能性。焊接缺陷不僅給生產(chǎn)帶來許多麻煩，而且也可能帶來災(zāi)難性的事故，造成巨大的損失。本設(shè)計(jì)主要用采用埋弧焊，因此必須重視壓力容器的焊接裂紋、氣孔等缺陷，否則造成的損失將不可估量。5.1 焊接裂紋5.1.1 焊接熱裂紋防止熱裂紋的措施：（1）應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)焊接材料超低氫、高強(qiáng)高韌性的焊接材料。 （2）焊前預(yù)熱 焊前預(yù)熱可以降低冷卻速度，從而改善接頭組織，降低拘束應(yīng)力，

38、并有利于氫的析出，可有效的防止冷裂紋。（3）控制線能量 線能量的增加可以降低冷卻速度，從而降低冷裂傾向。（4）焊后熱處理 可以降低和消除殘余應(yīng)力、消除擴(kuò)散氫、改善組織等作用。5.1.2 焊接結(jié)晶裂紋結(jié)晶裂紋是熱裂紋的一種表現(xiàn)形態(tài)，它是焊縫金屬在結(jié)晶過程中處于固相線附近的溫度范圍內(nèi)，由于凝固金屬的收縮，而此時(shí)殘余的液相又不充足，在承受拉伸應(yīng)力時(shí)，就會(huì)造成沿晶界的開裂。它主要產(chǎn)生在含雜質(zhì)較多的碳鋼焊縫中，特別是含S,P,C,Si較多的碳鋼及低、中合金鋼焊縫中，以及單相奧氏體鋼、鎳基合金及某些鋁合金的焊縫中。部位通常在焊縫金屬上，也有少數(shù)在焊接熱影響區(qū)。 結(jié)晶裂紋是沿焊縫樹枝狀交界處發(fā)生和發(fā)展的，因

39、此焊縫結(jié)晶過程中的晶界是薄弱環(huán)節(jié)。因?yàn)樵诤缚p結(jié)晶過程中，先結(jié)晶的金屬比較純，后結(jié)晶的金屬含雜質(zhì)較多。焊縫中的雜質(zhì)富集在晶粒的周界，而且它們的熔點(diǎn)都較低，在鋼中易形成低熔點(diǎn)共晶，如FeS一Fe(熔點(diǎn)98890 ), P, Si也易在鋼中形成低熔點(diǎn)共晶。這些低熔點(diǎn)共晶在焊縫金屬的結(jié)晶過程中，被排擠到晶粒的交界處，而形成晶粒之間的“液態(tài)薄膜”，由于先凝固的焊縫的金屬收縮而使后冷卻的焊縫中心區(qū)域受到了一定的拉伸內(nèi)應(yīng)力，這時(shí)焊縫中的液態(tài)薄膜就會(huì)被拉伸而形成結(jié)晶裂紋。因此，液態(tài)薄膜是產(chǎn)生結(jié)晶裂紋的根本因，而拉伸應(yīng)力是產(chǎn)生結(jié)晶裂紋的必要條件之一。防止結(jié)晶裂紋產(chǎn)生的措施1 冶金方面（1） 控制焊縫中有害雜質(zhì)的

40、含量 在被焊金屬和焊絲中應(yīng)該限制S, P含量<0.03%0.04%。對(duì)于焊接低碳鋼和低合金鋼用的焊絲其含C0.12%。在焊高合金鋼時(shí)，S、P<0.03%，C<0.03%。（2） 適當(dāng)調(diào)整焊縫的化學(xué)成分，控制易熔點(diǎn)共晶的數(shù)量，因易熔點(diǎn)共晶數(shù)量超過一定時(shí)，有“愈合”裂紋作用。（3） 改善金屬的一次結(jié)晶 現(xiàn)在普遍采用的方法是在焊縫金屬中過渡些可以細(xì)化晶粒的合金 ，如鉬、釩、鈦、妮、鋯、鋁等，以提高抗裂性。 在焊接鉻、鎳、奧氏體不銹鋼時(shí)，為了提高其抗裂性，希望得到，十雙相組織的焊縫，而相一般控制在5%左右為好。2 接頭形式 接頭形式不同，使每種接頭的散熱條件、結(jié)晶特點(diǎn)也不同，最終反應(yīng)

41、在接頭上，產(chǎn)生結(jié)晶裂紋的傾向也不一樣。如:堆焊和熔焊較淺的對(duì)接接頭，其焊縫抗裂性比較好;熔深大的對(duì)接接頭和各種角接頭(包括搭接頭、丁字接頭和外角接頭焊縫等)，其抗裂性就較差。因?yàn)檫@些焊縫所受的應(yīng)力剛好作用在焊縫的結(jié)晶面上，由于這個(gè)面上晶粒之間的聯(lián)系比較弱，又是聚積雜質(zhì)的地方，所以易產(chǎn)生裂紋。 3 焊接工藝和規(guī)范 適當(dāng)提高預(yù)熱溫度To和適當(dāng)增加線能量q/V，就可減少金屬的變形率e/t，從而降低結(jié)晶裂紋的傾向。4 焊接順序 同樣的焊接方法和焊接工藝材料，由于焊接順序不當(dāng)，也會(huì)產(chǎn)生較大的結(jié)晶裂紋的傾向，所以合理安排焊接順序的原則，就是盡量使大多數(shù)焊縫能夠在比較小的剛度下焊接，也就是使每條焊縫都有收縮

42、的可能性，在設(shè)計(jì)焊縫結(jié)構(gòu)時(shí)，就應(yīng)該考慮減小接頭的剛度或拘束度。5.2 氣孔 在埋弧自動(dòng)焊中，由于焊劑潮濕，接頭部分未清理干凈，焊劑里中存在垃圾等原因，會(huì)使焊縫中產(chǎn)生氣孔。氣孔的產(chǎn)生會(huì)使焊縫的力學(xué)性能，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度降低，達(dá)不到要求，所以必須嚴(yán)格控制工藝，把氣孔的產(chǎn)生因數(shù)控制在合理的范圍。5.2.1氣孔（1）產(chǎn)生因素：1）接頭未清理干凈。2）焊劑潮濕。3）焊劑中混有垃圾。4）焊劑覆蓋層厚度不當(dāng)，或焊劑斗堵塞。5）電壓過高。（2）防止措施：1）接頭必須清理干凈。2）焊劑按規(guī)定烘干。3）焊劑必須經(jīng)過過篩、吹灰、烘干。4）調(diào)節(jié)焊劑覆蓋厚度，疏通焊劑斗。5）調(diào)節(jié)電壓，使電壓合適。5.3 咬邊咬邊會(huì)使焊縫的結(jié)構(gòu)

43、強(qiáng)度嚴(yán)重降低，產(chǎn)生應(yīng)力集中，裂紋的起點(diǎn)源。因此必須嚴(yán)格杜絕這種現(xiàn)象。（1）產(chǎn)生咬邊的原因：1）焊絲位置不當(dāng)，或角度不正確。2）焊接參數(shù)選擇不當(dāng)，焊接電壓過高。（2）防止措施：1）調(diào)整焊絲的位置和角度，使焊絲盡量對(duì)中。2）調(diào)整焊接電壓，使電壓，電流和焊接速度匹配。5.4 未熔合（1）產(chǎn)生的原因：1）焊絲未對(duì)準(zhǔn)。2）焊縫局部彎曲過度。（2）防止措施：1）調(diào)整焊絲。2）精心操作。5.5 未焊透（1）產(chǎn)生的原因：1）焊接參數(shù)選擇不當(dāng)。2）坡口不合適。3）焊絲未對(duì)準(zhǔn)。（2）防止措施：1）調(diào)整焊接參數(shù)，使電流和電壓匹配。2）修正坡口。3）調(diào)節(jié)焊絲，使焊絲對(duì)中。5.6 組裝誤差變形 壓力容器殼體組裝時(shí)由于錯(cuò)

44、口或不直度誤差等超標(biāo)所產(chǎn)生的變形，稱組裝變形。其預(yù)防措施:(1)殼體組裝應(yīng)使用定位卡具，直徑較大、厚度較薄的殼體，組裝時(shí)筒節(jié)還要加支撐，嚴(yán)格限制殼體對(duì)接邊的錯(cuò)口。(2)殼體臥式組裝應(yīng)在托輥上進(jìn)行，并用直線檢查其不直度。(3)分段預(yù)制的壓力容器，安裝時(shí)要設(shè)定位卡具，并用經(jīng)緯儀檢查其不直度。5.7 焊接變形焊接工藝是容器焊接的技術(shù)要求和操作規(guī)定，包括:采用的焊接方法、焊接坡口、焊條種類及直徑，焊接工藝參數(shù)、焊接順序、焊道層數(shù)、焊前和焊后的處理、焊接環(huán)境要求以及防變形、反變形措施等。根據(jù)壓力容器和大型部件的焊接條件和焊接量，預(yù)先分析焊接將要產(chǎn)生的變形大小和形態(tài)，有針對(duì)性地制定的控制措施: (1)對(duì)多

45、焊道的大型壓力容器，例如球形容器，應(yīng)先組裝聯(lián)結(jié)成整體后再進(jìn)行焊接，焊接應(yīng)對(duì)稱進(jìn)行，并要遵守規(guī)定的焊接順序。 (2)對(duì)壓力容器，特別對(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的壓力容器的組焊，要采取合理的組裝順序和焊接防變形措施，確保其制造中不變形。(3)反變形措施:根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)或推算，預(yù)先在焊接件上向焊接變形相反的方向給以變形，焊接后這個(gè)預(yù)變形量剛好得到抵消，具體做法是:壓力容器筒節(jié)的縱縫對(duì)接處兩端頭壓弧時(shí)，在發(fā)生焊接變形方向的相反向留出反變形量；組合式瓣形封頭和過渡段模具尺寸考慮抵消焊接變形的反變形量。6 制定焊接工藝及填寫焊接工藝卡片0Cr18Ni9鋼不銹鋼，抗腐蝕性能、綜合力學(xué)性能和焊接性都比較好。為了保證焊接質(zhì)量，防

46、止各種腐蝕、焊接裂紋或熱影響區(qū)性能下降，從焊前準(zhǔn)備到焊后熱處理的各個(gè)環(huán)節(jié)都需要進(jìn)行嚴(yán)格控制。6.1 編制焊接工藝6.1.1 接頭與坡口的設(shè)計(jì) 合理的接頭設(shè)計(jì)應(yīng)使應(yīng)力集中系數(shù)盡可能小，且具有好的可焊到性，并便于焊后檢驗(yàn)。為此，應(yīng)避免將焊縫布置在斷面突然變化的部位，并考慮施焊方便，一般來說，對(duì)接焊縫比角焊縫更合理，因?yàn)楹笳邞?yīng)力集中系數(shù)大，并有明顯的缺口效應(yīng)。同時(shí)對(duì)接焊縫更便于進(jìn)行射線或超聲波探傷。坡口形式以U形或V形為佳，且應(yīng)保證焊縫與母材交界處平滑過渡?？紤]到U坡口由于焊接填充量大，焊接效率低，并且焊后將產(chǎn)生應(yīng)力集中和邊緣應(yīng)力，板厚=10mm，采用V形坡口。6.1.2 坡口制備當(dāng)采用等離子切割0

47、Cr18Ni9鋼時(shí),應(yīng)預(yù)熱100,切割邊緣進(jìn)行表面磁粉探傷。采用碳弧氣刨清根或清理缺陷時(shí),應(yīng)將工件預(yù)熱150以上,并清除坡口及兩側(cè)各2030mm范圍內(nèi)的油污、鐵銹、氧化物、熔渣和水分等有害物質(zhì)。角向磨光機(jī)修磨焊口表面的焊渣以及飛濺物。坡口表面進(jìn)行PT檢查。組焊環(huán)焊縫時(shí)，對(duì)丁字口處進(jìn)行PT探傷檢查，確定無缺陷方可進(jìn)行焊接。6.1.3焊接方法的選擇 厚壁壓力容器的焊接一般采用手工電弧焊，用焊條電弧焊打底，由于其生產(chǎn)成本低，操作靈活，焊接質(zhì)量好，所以采用其打底。由于埋弧焊生產(chǎn)率高、焊接質(zhì)量好、焊接成本低，勞動(dòng)條件好，能很好的焊接厚鋼板。6.1.4焊材的選用選擇焊接材料最重要的原則就時(shí)保證焊縫金屬的性

48、能，使之滿足產(chǎn)品的技術(shù)要求，從而保證產(chǎn)品在服役中正常運(yùn)行。熱軋及正火鋼主要用于制造受力構(gòu)件，要求焊接接頭具有足夠的強(qiáng)度，適當(dāng)?shù)那鼜?qiáng)比，足夠的韌性和低的時(shí)效敏感性，即具有與產(chǎn)品技術(shù)條件相適應(yīng)的力學(xué)性能。采用惰性氣體保護(hù)焊打底，焊絲選用H0Cr19Ni9Ti，1.6mm；保護(hù)氣為Ar+CO2混合氣。埋弧焊時(shí)，選擇焊絲還應(yīng)考慮融合比和焊劑對(duì)焊縫成分的影響，用埋弧焊繼續(xù)進(jìn)行填充、蓋面，焊絲H0Cr21Ni10 3.2mm，焊劑SJ601。焊條電弧焊用焊條使用前應(yīng)進(jìn)行烘干處理，烘干溫度一般在200300.埋弧焊用的焊絲要嚴(yán)格清理，焊絲表面的油、銹及拔絲用的潤滑劑都要清理干凈，以免污染焊縫產(chǎn)生氣孔。一般焊

49、劑須在250溫度下烘干，并保溫12h。6.1.5焊接工藝參數(shù) 在焊接時(shí)，焊接參數(shù)的選用直接影響到接頭的性能。為了防止熱影響區(qū)脆化，所選線能量應(yīng)保證冷卻速度在最佳范圍內(nèi)。實(shí)際生產(chǎn)中確定線能量的步驟是，首先通過實(shí)驗(yàn)確定所焊鋼材保證韌性的最大線能量，然后根據(jù)用此線能量焊接時(shí)的冷裂紋傾向確定是否需要預(yù)熱。焊接工藝具體參數(shù)如下：（1）打底焊惰性氣體保護(hù)焊的焊接參數(shù)：焊絲直徑1.6mm，焊接電壓2225V，焊接電流60100A，焊接速度1618m/h。（2）填充焊埋弧焊的焊接參數(shù)： 焊絲直徑3.2mm，焊接電流450-500 A，焊接電壓32-36 V，焊接速度20-22 m/h。6.1.6 焊接順序焊接時(shí)，應(yīng)先焊完里側(cè)，清根后在焊外側(cè)，保證焊縫的致密性和全焊性。6.1.7 焊前預(yù)熱和焊后熱出理奧氏體鋼一般不進(jìn)行預(yù)熱（除非厚度大），也不進(jìn)行焊后熱處理。6.1.8 焊后檢驗(yàn)對(duì)焊縫進(jìn)行100%超聲波探傷檢查,要求達(dá)到級(jí)標(biāo)準(zhǔn),并進(jìn)行25%的射線復(fù)探,達(dá)到級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。管板接頭應(yīng)進(jìn)行磁粉探傷。合格后修磨至焊縫圓滑。產(chǎn)品試板各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)指標(biāo)應(yīng)符合0Cr18Ni9鋼母材的保證值或圖紙的技術(shù)要