金屬材料焊接及熱處理工藝

1、金屬材料焊接及熱處理工藝16.1 總 則1） 本工藝適用于汽機(jī)范圍內(nèi)管道、容器、承重構(gòu)架及結(jié)構(gòu)部件的焊接及熱處理工作。2） 本工藝適用于低碳鋼，普通低合金鋼，耐熱鋼、不銹鋼、銅及銅合金、鋁及鋁合金、鑄鐵等材料的手工電弧焊，手工鎢氬弧焊和O2 C 2H2氣焊。3） 有關(guān)安全方面，應(yīng)遵守安全防火等規(guī)程的有關(guān)規(guī)定。4） 焊縫檢查和焊工考核及質(zhì)量驗(yàn)收應(yīng)遵照有關(guān)射線超聲檢驗(yàn)等規(guī)定及焊工考試的規(guī)則執(zhí)行。5） 對焊工及熱處理工的要求，見電力建設(shè)施工及驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范（火力發(fā)電廠焊接篇）。16.2 焊接工藝16.2.1焊接材料焊條、電絲的選擇，具體按工程一覽表選擇1） 對同種類鋼，機(jī)械性能及化學(xué)性能，化學(xué)成分與母

2、材相近，焊條的合金元素的含量應(yīng)略高于母材，Ar弧焊焊則要求與母材相同，化學(xué)類有鋼要求抗蝕性同母材相同。2） 對焊接質(zhì)量要求高，裂紋傾向大的材料和結(jié)構(gòu)，應(yīng)選用低氫型焊條。3） 對于異種鋼，兩非“A”體鋼同類組織異種鋼應(yīng)選擇靠近低合金側(cè)或選其中間合金含量的焊條和焊絲；兩非“A”體一同組織異種鋼應(yīng)選擇能獲得綜合性能好的組織的焊條，焊絲，兩材料其中之一為“A”體不銹鋼時(shí)應(yīng)選用高Ni不透鋼焊條，對各異種鋼結(jié)構(gòu)，可參考附表16-1選擇。4） 對低碳鋼，普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，選用相應(yīng)強(qiáng)度等級的結(jié)構(gòu)焊絲，焊條。5） 焊條的直徑選擇，必須是在保證操作工藝性良好，成型美觀，保證焊接質(zhì)量的前提下盡可能選擇較大直徑的焊條，

3、對于承壓管道的多層焊，底層采用2.5mm焊條，第2-3層選用3.2mm焊條，以后各層選用4.0mm焊條，對應(yīng)力大，裂紋傾向大的高合金鋼，高碳鋼，應(yīng)選用較小的焊條直徑。16.2.1.2鎢極的選擇：目前市場上有純鎢極，釷鎢極和鈰鎢極三種，純鎢極及釷鎢極已趨于淘汰不再被采用。最好選用鈰鎢極。其直徑據(jù)所用的電流進(jìn)行選擇，各種規(guī)格的鎢極所適應(yīng)的電流范圍如表16.1.表16.1 鎢 極 許 用 電 流 表鎢極直徑mm焊接電流A正極性反極性0.520-1.080-1.6150202.4250303.2400404.0500554.8800806.4110012516.2.1.3對焊接材料的要求1） 焊絲、焊

4、條應(yīng)保持清潔，無銹、無油污。應(yīng)有生產(chǎn)廠的出廠產(chǎn)品合格證及技術(shù)說明書。其質(zhì)量應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)。2） 有良好的工藝性能。應(yīng)引弧容易，燃燒穩(wěn)定，飛濺小。其使用性能和工藝性能應(yīng)符合工程的需要。3） 焊絲、焊條在使用前及使用中應(yīng)保持干燥，藥皮不能出現(xiàn)變質(zhì)的現(xiàn)象。4） 氬氣的純度應(yīng)大于99.516.2.2焊接電源種類及極性的選擇1） 堿性低氫型焊條，除鋁及其合金以外的常用材料的鎢氬弧焊（TiG）,必須采用直流焊接電源。堿性低H型焊條采用反極連接。鎢極氬弧焊采用正極性連接。2） 非重要部件采有和酸性焊條焊接時(shí)，可選用交流弧焊電源。3） 鋁及鋁合金的TiG焊，采用專用的交流TiG焊機(jī)。4） 焊接電源的額定容易滿

5、足焊接要求，交流弧焊的空載電壓為5575V，直流弧焊電源的空載電壓為6090V，但不能過高，交流弧焊電源U080V，直流弧焊電源U090V（整流器）和U0100V（弧焊發(fā)電機(jī)）。要有較好的動(dòng)特性和良好的徒降特性（對于手式焊），以便有良好的引弧和穩(wěn)弧性能。幾種弧焊電源的技術(shù)參數(shù)見附表16-2.外特性見附圖16-1.16.2.3焊前準(zhǔn)備16.2.3.1焊縫位置的確定。焊縫應(yīng)避開力集中區(qū)，便于施焊及熱處理工作的進(jìn)行，具體有以下要求：1） 管道對接焊縫中心線距管子彎曲起點(diǎn)應(yīng)不小于管了的外徑，并且不小于100mm（成品彎頭除外），與支架邊緣距離不小于50 mm，對于需要預(yù)熱及焊后處理的管件，焊縫中心線與

6、彎曲起點(diǎn)及支架的距離應(yīng)滿足熱處理時(shí)保溫層及爐具設(shè)置的要求，應(yīng)大于保溫層寬度的三分之二。2） 管接頭和儀表插座應(yīng)盡可能避開管道上的焊縫及熱影響區(qū)。3） 筒體的對焊接焊口，其中心線距離封頭彎曲起點(diǎn)應(yīng)不小于壁厚加15mm。4） 縱向焊縫的筒體和封頭，其兩縱向焊縫距離應(yīng)大于三倍壁厚，且10mm。5） 焊接管的管孔要避開焊縫及熱影響區(qū)，否則必須：（1） 管孔兩側(cè)60mm（若d60mm則取d值），的范圍的焊縫要經(jīng)射線探傷檢查合格。（2） 孔邊緣不在焊縫缺陷上。（3） 接頭需經(jīng)焊后去應(yīng)力處理。6） 搭接焊縫的搭接長度大于五倍母材厚度，并且30mm.16.2.3.2坡口選用，要本著保證焊接質(zhì)量高，金屬充填量少

7、，便于操作，改善勞動(dòng)條件，減少焊接應(yīng)力與變形，利于質(zhì)量檢查等原則進(jìn)行，對于厚度3mm的一般非重要結(jié)構(gòu)及管子無需要坡口。對于16mm的板，管結(jié)構(gòu)，采用“”型坡口。對于16mm限于單面焊的板，管結(jié)構(gòu)采用雙“”型坡口，對于16mm可雙面施焊的板管結(jié)構(gòu)采用“x”坡口，對于要求焊件的變形及應(yīng)力極小，且只允許單面施焊的板，管結(jié)構(gòu)采用“”，“/U”坡口。各種坡口及尺寸見附圖12-2，根部采用氬弧焊時(shí)鈍邊厚度可大于手工電弧焊時(shí)鈍邊厚度。16.3.2.3母材下料與對口。1） 焊件下料以機(jī)械方法為宜，淬硬傾向較大的合金鋼用熱加工方法下料時(shí)，切口部位必須進(jìn)行退火處理，或用機(jī)械方法除去熱影響區(qū)，一般非淬硬性材料的氣割

8、坡口，應(yīng)除去表面氧化皮和污物并修整平齊，高合金鋼不得進(jìn)行氣割加工坡口。2） 剪床切割的鋼材邊緣不應(yīng)有裂紋，毛刺和缺棱等缺陷。16.2.3.4對接焊口的端面斜度1d2mm，（d-管外徑）16.2.3.5坡口以外兩側(cè)10-15mm范圍內(nèi)，焊前進(jìn)行清理油、銹、污物，并檢查應(yīng)無裂紋，夾層等缺陷。16.2.3.6焊件組裝時(shí)應(yīng)墊置牢固，以免在焊接和熱處理過程中變形。16.2.3.7對口要求內(nèi)外壁平齊，對于內(nèi)徑不等的板件和管件，應(yīng)按附圖16-4進(jìn)行加工處理，對接單面焊的局部錯(cuò)口值不應(yīng)超過壁厚的10，且1mm。對口間隙應(yīng)符合表16.2的要求。焊口處母材應(yīng)無缺陷。 表16.2 坡 口 間 隙 尺 寸 表 單位：

9、mm接 頭型 式坡 口形 式焊 接方 法坡 口間 隙接 頭型 式坡 口形 式焊 接方 法坡 口間 隙DS、 Q1-2DXS2-3V1-3A2-2.5T無坡口S0-2U.V/UA1.5-2VA2-2.5S2.5-3S2-3雙VAKS1-2S2.5-5搭 接S0-1AS2-416.2.3.8除原設(shè)計(jì)冷拉口外，禁止強(qiáng)力對口。16.2.3.9嚴(yán)禁在坡口間隙內(nèi)填塞它物。16.2.3.10焊接場所應(yīng)高防風(fēng)、雨、雪設(shè)施及防寒設(shè)施。16.2.3.11焊條使用前應(yīng)進(jìn)行烘干，各類焊條的烘干溫度與時(shí)間見表16.3表16.3 各 類 焊 條 的 烘 干 溫 度 與 時(shí) 間焊 條 類 別烘干溫度（）烘干時(shí)間（小時(shí)）準(zhǔn)

10、注國外堿性焊條2503現(xiàn)場剩余焊條次日使用前烘干100，1小時(shí)國內(nèi)酸性焊條1501-2國內(nèi)堿性焊條3501-2焊絲使用前應(yīng)進(jìn)行除污除銹，直到呈現(xiàn)金屬光澤為止。16.2.4焊前預(yù)熱及補(bǔ)償加熱16.2.4.1焊接時(shí)允許的最低環(huán)境溫度。1） 低碳鋼為-20。2） 低合金鋼及變通低合金鋼-10。3） 中、高合金鋼，中、高碳素鋼為0。16.2.4.2預(yù)熱溫度的選擇，常溫下各種鋼件的預(yù)熱溫度按工程一覽表選擇或按工藝曲線選擇1） 6mm的合金板件及管件在負(fù)溫時(shí)預(yù)熱溫度應(yīng)比常溫時(shí)預(yù)熱溫度值高20-50。2） 6mm，的合金鋼板及管件和15mm，的低碳鋼，在環(huán)境為負(fù)溫時(shí)亦應(yīng)預(yù)熱100-150。3） 異種鋼焊接，

11、預(yù)熱溫度應(yīng)按可焊性差的一側(cè)選擇。16.2.4.3接管座與主管焊接時(shí)，按主管規(guī)定選擇。16.2.4.4非承壓部件與承壓部件焊接時(shí)，按承壓部件的規(guī)定選擇。16.2.4.5加熱熱源的選擇。1） 對于預(yù)熱要求不嚴(yán)格的非承重，承壓部件及變形度要求不嚴(yán)格的工件，或選用火焰加熱。2） 對預(yù)熱均勻程度要求較嚴(yán)格的結(jié)構(gòu)簡單的薄壁承壓部件，應(yīng)用電阻爐及履帶加熱器加熱。3） 對預(yù)熱均勻程度要求嚴(yán)格，結(jié)構(gòu)復(fù)雜和厚壁（25mm）部件采用電感應(yīng)加熱。16.2.4.6預(yù)熱段寬度，自焊縫中心線開始每側(cè)不小于3，且50mm。16.2.4.7保溫層，保溫材料選用硅酸鋁纖維。1） 保溫層寬度，采用履帶加熱器加熱時(shí)，其寬度應(yīng)比加熱器

12、每側(cè)增寬30mm，采用電感應(yīng)加熱器。其寬度應(yīng)比加熱線圈邊緣每側(cè)增寬30mm。2） 保溫層厚度，采用履帶加熱器及電阻爐時(shí)，厚度選為30-50 mm；采用電感應(yīng)加熱時(shí)厚度選為20-30mm。16.2.5焊接16.2.5.1點(diǎn)固焊：對口要求的各項(xiàng)條件達(dá)到后，進(jìn)行點(diǎn)固焊，點(diǎn)固焊的焊接工藝參數(shù)，焊接材料，焊工等條件與正式底層焊縫施工相同，點(diǎn)固焊縫的分布應(yīng)在整個(gè)焊縫上均勻分布，d 200mm的管子采用四點(diǎn)點(diǎn)固。焊縫厚度應(yīng)與底層焊縫相同，焊縫長度在10-30 mm之間選擇，管徑大時(shí)選擇較大的焊縫長度。16.2.5.2底層焊縫的焊接；對于要求單面焊雙面成型的底層焊縫有氬弧焊和電弧擊穿焊兩種方法；對于不要求透度

13、的焊縫可不采用氬弧焊及擊穿焊法而采用非擊穿電弧焊。1） 需要?dú)寤〈虻椎慕Y(jié)構(gòu)：工作壓力64kg/cm2或T450汽、水管道，再熱管道，冷卻水及潤滑油，調(diào)速油管道，不銹鋼管道，主汽，再熱蒸汽主管道上的疏水管道，15M03C 以上合金成分的合金管道氬弧打底進(jìn)行充氬保護(hù)。2） 對于振動(dòng)輕，壓力小而對工質(zhì)純凈度要求高或要求抗裂性好的板及管結(jié)構(gòu)，有較大的空氣流或負(fù)壓并無法消除時(shí)，可采用擊穿焊。3） 對抗裂性要求小的變通結(jié)構(gòu)，如承重，承壓部件可采用非擊穿法焊接。4） 氬弧打底焊接工藝參數(shù)按氬弧焊工藝選擇。5） 采用擊穿法焊接底層焊縫時(shí)，應(yīng)采用抬、頂、滅方法運(yùn)條操作為宜，以使焊縫的成型良好及保證焊縫質(zhì)量。6）

14、 底層焊縫的厚度應(yīng)以所用焊條，焊絲的直徑大小為宜。16.充填層及表面層焊接，以手工電弧連續(xù)運(yùn)弧焊接為宜。1） 4mm的工件采用多層焊。2） 坡口寬度大于四倍焊條直徑時(shí)采用多道焊。3） 每道焊道的寬度為3-4倍的焊條直徑，平均每層焊層的厚度等于所用焊條的直徑，最大值3d焊條。4） 各層道間的焊渣應(yīng)嚴(yán)格清理，避免缺陷產(chǎn)生，底層焊縫經(jīng)檢查合格后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行充填焊。5） 多層多道焊的焊接順序應(yīng)合理安排，如圖16.1，盡可能減少焊接順序不合理造成的焊接應(yīng)力。圖16.16） 各層道焊接電流的選擇，依據(jù)IH=(3050)d選擇，d為焊條直徑，單位為mm，IH為焊接電流，單位為安培，以在正常焊接速度下能形成并保

15、持良好的橢圓開熔池為宜，嚴(yán)禁采用過大的焊接電流焊接而產(chǎn)生焊縫過燒，劣化焊縫質(zhì)量，IH不得低于20d，防止出現(xiàn)未熔合缺陷，保證焊縫成型和焊接質(zhì)量。7） 焊接操作中嚴(yán)格控制焊縫形狀系數(shù)，保證B/H=1.5左右，否則焊縫質(zhì)量差，成型不好。8） 多層多道焊縫的接頭應(yīng)相互錯(cuò)開1020mm，收弧時(shí)應(yīng)填滿熔池，接頭應(yīng)疊壓510mm。9） 禁止在工件上隨意引弧及試驗(yàn)電流和焊接臨時(shí)支撐物。10） 易淬硬裂紋的高合金工件，焊接時(shí)應(yīng)設(shè)置引弧板。11） 焊接時(shí)工件應(yīng)防止冷卻速度過大，（鑄鐵的冷焊除外）。除做好焊前準(zhǔn)備的有關(guān)事項(xiàng)外，管道焊接還應(yīng)防止穿堂風(fēng)。12） 直徑大于194mm的管件，采用二人對稱焊接，焊接過程中應(yīng)

16、保持二人采用的焊接線能量及其它焊接參數(shù)的一致性。13） 焊縫除工藝或檢查要求分次施焊外，應(yīng)連續(xù)一次完成，否則應(yīng)做好防裂措施，再焊前對焊縫進(jìn)行檢查是否出現(xiàn)裂紋，如有裂紋應(yīng)首先清除，然后再進(jìn)行焊接。14） 直徑大于1000mm的管道或容器的對接焊縫應(yīng)采用“”型坡口，以面焊的焊接工藝15） 焊接過程中，如發(fā)現(xiàn)焊接缺陷，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行挖補(bǔ)，焊縫上同一缺陷位置的挖補(bǔ)次數(shù)不得大于兩次，需要立即熱處理的接頭，應(yīng)在熱處理后進(jìn)行反修，反修后再進(jìn)行一次熱處理。16） 表層焊縫應(yīng)過度園滑，不得出現(xiàn)咬邊及熔坑。寬度，加強(qiáng)高度及不均勻程度不應(yīng)超出質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的合格范圍。17） 焊縫焊后，焊工要首先進(jìn)行自檢，自檢合格后，在焊縫近

17、區(qū)打上焊工代號鋼印。18） 對易產(chǎn)生延遲裂紋的鋼焊后應(yīng)及時(shí)熱處理，否則應(yīng)進(jìn)行250-350后熱，緩冷，其加熱寬度與熱處理相同。19） 冷拉口應(yīng)在焊接熱處理完畢后，方可拆除冷拉工具。16.2.5.4手工鎢極氬弧焊工藝。 有關(guān)焊接電源，部分焊接材料，坡口型式及尺寸等選擇見十六章焊前準(zhǔn)備部分。下面著重介紹其他參數(shù)的選擇及工藝方法。1） 焊接參數(shù)選擇。（1） 焊接電流根據(jù)工件和預(yù)熱的情況而定，工件的厚度大，導(dǎo)熱系數(shù)大，預(yù)熱溫度低時(shí)，應(yīng)選用較大的焊接電流。否則，應(yīng)選用較小的焊接電流。焊接電流過小時(shí)，易產(chǎn)生未焊透，氣孔和夾渣。焊接電流過大時(shí)，出現(xiàn)內(nèi)凹，咬邊，焊瘤，氣孔，裂紋等缺陷。一般以使焊縫在正常焊接速

18、度下形成并保持橢圓形溶池為宜，可參照表16-2-4選擇。（2） 焊絲直徑的選擇，應(yīng)據(jù)工件厚度及坡口鈍邊厚度和焊接電流、坡口間隙而定，工件厚度、鈍邊度厚大；焊接電流大；坡口間隙大，焊絲直徑應(yīng)選大些。否則，應(yīng)小些?？蓞⒄毡?6.4選擇碳素鋼，普低鋼，耐熱鋼鐵焊接參數(shù)。碳素鋼、普低鋼、耐熱鋼TiG手弧焊表16.4 規(guī)范噴咀直徑D=8mm板及鈍邊厚度電 流焊絲直徑焊接速度氣體流量（mm）正極性（A）（mm）(mm/min)(L/min)0.91001.6300-3704-51.2100-1251.6300-4504-51.5100-1401.6300-4504-52.3140-1702.4300-45

19、04-53.2150-2003.2250-3004-5當(dāng)工件為不銹鋼時(shí)，可按表16.5的參數(shù)選擇表16.5 不透鋼對接TiG手工規(guī)范板、鈍邊厚（mm）間 隙（mmi）電 流正極性（A）焊 速(mm/min）鎢 極（mm）焊絲直徑（mm）氣體流量（L/min）1050-80100-1201.614-62.40180-120100-1201.626-103.202105-150100-1202.42-3.26-10402150-200100-1502.43.2-46-1040100-150150-200120-160120-1502.43.2-46-10（3） 鎢極直徑應(yīng)依據(jù)所需的焊接電流按表16

20、.1選擇。（4） 噴嘴直徑應(yīng)采用的鎢極直徑按下式計(jì)算選擇。D=2dw +4(mm)。（5） 氬氣流量依據(jù)噴嘴直徑D按Q=(0.8-1.2)D選擇，D值大時(shí)，選擇較大的系數(shù)，Q的單位為L/min.也可參照表16.4，表16.5選擇。（6） 預(yù)熱溫度選擇，可低于電弧焊所采用的預(yù)熱溫度100-200左右。對于可焊性不很壞的鋼及結(jié)構(gòu)采用氬弧打底焊時(shí)不進(jìn)行預(yù)熱，對于X20GrMoV121等可焊性很差的鋼，要求按工藝圖所給出的預(yù)熱溫度值進(jìn)行預(yù)熱，對于散熱系數(shù)很大的有色金屬銅，鋁及其合金應(yīng)預(yù)熱到300-450（7） 坡口間隙按表16.2選擇，不銹鋼按表16.5選擇，銅 、鋁及其合金在鋁及鋁合金氬弧焊部分中說

21、明。2） 工藝方法（1） 采用接觸引弧時(shí)，不應(yīng)用劃擦法，應(yīng)將鎢極向坡口處輕輕一點(diǎn)，不得用力過猛，最好采用高頻引弧裝置線弧。（2） 運(yùn)弧，就采用直線開運(yùn)弧，否則，焊槍的橫向擺動(dòng)幅度亦小于5mm。（3） 收弧，應(yīng)將電弧引向坡口邊緣停弧，最好采用電流不衰減裝置對電流進(jìn)行衰減，焊縫中心突然繼弧，不得在應(yīng)力集中處?；?。（4） 焊接過程，焊絲熔化端的端頭不得離開保護(hù)區(qū)。（5） 坡品及焊絲的清理應(yīng)比電弧焊的要求嚴(yán)格，不得有油，銹等污物殘留。（6） 焊縫的背面，對于氧化鋼應(yīng)充氬保護(hù)，背面充氬保護(hù)的氣體流量，就裝設(shè)不影響焊槍中氣體流量的另一套供氣裝置。其流量以不影響成型為宜。（7） 合金鋼大徑厚壁管（200mm

22、,20mm）或裂紋傾向大的徑管（200mm）采用二人對稱焊接。（8） 冷拉口應(yīng)在充填焊及熱處理后，方可松開冷拉工具。（9） 焊接速度應(yīng)適中，可參照表16.4及表16.5選用和控制，以在焊接中能保持穩(wěn)定的橢圓開熔池為宜。（10） 焊槍的角度，應(yīng)始終保持與熔池處切線呈后傾70-80角度，并保持噴嘴軸線始終在管中平面內(nèi)。16.2.5.5手工堆焊工藝。堆焊種類較多，在此只交待有關(guān)手工電弧堆焊工藝。1） 據(jù)工件的材質(zhì)性能及化學(xué)性能，選擇適當(dāng)?shù)暮附硬牧?，有時(shí)還要據(jù)工件的使用要求選擇焊接材料，有關(guān)堆焊材料的性能，成分見附表16-5。2） 焊接材料的化學(xué)成分與基體有很大的差異時(shí)，就采用中間過渡層焊接方式，過度

23、層的層數(shù)一般為一層，厚度不大于4mm。3） 焊前，應(yīng)對工件的被堆焊面，進(jìn)行清理銑除死角修整園滑，將其表面的殘余油，銹污物清理干凈，露出金屬光澤。4） 前次堆焊的焊層應(yīng)車削清除干凈。5） 清理后對被焊工件表面進(jìn)行缺陷檢驗(yàn)，無缺陷時(shí)方可做下一步的準(zhǔn)備工作。6） 對塑性差的材料，過渡層焊接材料就用“A”體焊條或Ni基焊條，其他過渡層按成分過渡的原則選擇。7） 對于易變形或易裂的材料，應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱，對于高碳鋼及厚壁普通鋼，應(yīng)預(yù)熱100-250，對于裂紋傾向大的高合金鋼等應(yīng)預(yù)熱250-400，對于散熱系數(shù)大的有色金屬，應(yīng)預(yù)熱300-500（鑄鐵等材料的冷焊除外）。此外還應(yīng)根據(jù)焊接材料所需的預(yù)熱溫度綜

24、合考慮選擇。常用堆焊焊條的預(yù)熱附表16-4。8） 焊條的烘干，使用前應(yīng)對焊條進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮娓?，堿性焊條應(yīng)進(jìn)行350，1-2小時(shí)的烘干，酸性焊條應(yīng)進(jìn)行150，1-2小時(shí)的烘干。9） 焊接中應(yīng)采用小線能量，窄道，直線運(yùn)條施焊，焊條金屬應(yīng)短路過渡，Ih=10(3.5-4)dH,L50mm10） 堆焊，對同質(zhì)，同成分的母子材和焊條，其堆焊層數(shù)無要求，對于焊條成份與母材差異很大的堆焊層，如在低碳，低合金鋼基體上堆焊硬質(zhì)合金，堆層一般不能小于3層。每層厚度應(yīng)dH（dH為焊條直徑）。否則，堆焊層表面有較多的母材溶入，合金成份下降，性能差。但層數(shù)也不能過多，否則，堆焊層過厚，使內(nèi)應(yīng)力增加，易產(chǎn)生裂紋，一般不超過

25、五層。11） 合理地安排焊接順序及排列焊道，使焊道在焊件的堆焊部位均勻分布。12） 對于體積較小的工件，其熱容量較小，應(yīng)防止其過燒，減小焊接電流，增加息弧時(shí)間。13） 對于非堆焊部位，應(yīng)加以防護(hù)，以防被電弧及飛濺熔滴打傷，使工件報(bào)廢。14） 堆焊應(yīng)一次完成，以防過大的周期性熱應(yīng)力作用，損壞工件。15） 除一般單個(gè)小孔外，均不應(yīng)局部堆補(bǔ)。必須局部堆補(bǔ)時(shí)，應(yīng)采取必要的防變形及降應(yīng)力措施，如采用冷焊法，選用高塑性，低強(qiáng)度焊條，對焊縫進(jìn)行錘擊消應(yīng)力，焊后對焊件進(jìn)行整體熱處理等。16） 堆焊層如要進(jìn)行加工的，還應(yīng)滿足加工方面的要求，如堆焊層厚度應(yīng)有足夠的加工余量，硬度很高的堆焊層，在加工前應(yīng)進(jìn)行退火軟化

26、處理，加工后再進(jìn)行淬火或正火加回火處理。17） 對于要求焊后熱處理的材料，還應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行熱處理，幾種焊接材料堆焊后熱處理參數(shù)見附表16-4。18） 硬度較高，裂紋傾向較大的材料應(yīng)控制其冷卻速度，使其在降溫過程中緩冷，一般在保溫條件下冷卻，（此條中的材料包括焊接材料及母材）。19） 有關(guān)有色金屬暹焊按有色金屬的焊接工藝執(zhí)行。16.3 裂紋缺陷的挖補(bǔ)工藝16.3.1清理裂紋及坡口加工1） 對于裂紋傾向大的薄壁脆性材料，在打磨及銑削之前，在裂紋的兩端點(diǎn)外5-10mm外鉆截止孔，其直徑視裂紋的橫向受力大小而定，受力較大時(shí)，其孔么應(yīng)大些，受力較小時(shí)其孔么就小些，一般孔徑在3-6mm之間，防止裂紋在處理中

27、擴(kuò)展。2） 用砂輪或用鋼銑對裂紋進(jìn)行銑磨，直到徹底清除裂紋，而后將側(cè)面的棱角和死角進(jìn)行磨光，其銑磨后的凹槽應(yīng)便于以后的坡口制做。3） 裂紋清理后，應(yīng)對該部位進(jìn)行表面探傷檢驗(yàn)，如有裂紋沒有被清除，就繼續(xù)銑磨，直到檢查無裂紋存在為止。4） 坡口制作，將經(jīng)檢查的凹槽進(jìn)一步打磨加工，制作成“V”型或“U”型坡口，其型式視工件坡口，兩尖端應(yīng)磨成緩坡形與工件表面過渡園滑。16.3.2焊接材料的選擇，據(jù)材料的性能選擇。1） 對于無需進(jìn)行熱處理的材料或熱處理?xiàng)l件能達(dá)到的條件下，選用與母材化學(xué)成份相同等強(qiáng)度焊條。2） 對于無熱處理?xiàng)l件的結(jié)構(gòu)和材料，且材料和結(jié)構(gòu)要求應(yīng)力小，變形小時(shí)，選用同強(qiáng)度的鉻鎳“A”體鋼焊條

28、。3） 選用抗裂性好，有良好韌性的低氫型焊條。4） 盡可能選用較小的焊條直徑。16.3.3用于焊接的電源，應(yīng)采用直流反極性連接。16.3.4焊條要按著規(guī)定，進(jìn)行充分的烘干處理，一般為250-1.5小時(shí)。16.3.5焊接規(guī)范及方法的選擇。1） 預(yù)熱，對可焊性較好的材料及冷焊時(shí)，工作無需預(yù)熱，可在作好焊接準(zhǔn)備的情況下直接進(jìn)行施焊；對于可焊性差的材料和結(jié)構(gòu)，應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行預(yù)熱。組織應(yīng)力很大的材料，預(yù)熱溫度應(yīng)高于Ms。2） 對于可焊性差的材料；除了按規(guī)定預(yù)熱外，應(yīng)設(shè)法減小結(jié)構(gòu)的拘束度。3） 對于焊縫強(qiáng)度要求不太高或非承壓易裂部件及結(jié)構(gòu)，可采用冷焊的焊接工藝，焊接時(shí)采用小電流，窄道，短段焊接，如焊縫長度較

29、長時(shí)還應(yīng)采取倒退焊法，焊接過程中，焊縫上任意兩點(diǎn)的溫度差不能大于40-50，同時(shí)對焊縫進(jìn)行錘擊消除應(yīng)力。4） 對于焊縫強(qiáng)度要求高的或承受強(qiáng)載荷可焊性差的部件及結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用熱焊工藝，整個(gè)焊接過程焊縫溫度應(yīng)大于Ms，焊后還應(yīng)進(jìn)行高溫回火或消氫處理，加熱時(shí)應(yīng)考慮工件的變形，采用較慢的熱處理加熱速度，焊接時(shí)應(yīng)采用小的焊接電流。5） 對于變形和應(yīng)力要求極嚴(yán)的焊接結(jié)構(gòu)及工件，應(yīng)采用鎢極氬弧焊焊接方法。采用握弧焊工藝。6） 盡可能采用多層，多道焊，焊縫與母材之間過渡應(yīng)園滑，不得有咬邊和留有弧坑，有延遲裂紋傾向的鋼要及時(shí)進(jìn)行熱處理。16.3.6缺陷焊縫挖補(bǔ)后的熱處理參數(shù)及要求與正常焊后熱處理相同。16.4 幾

30、種常用材料室溫下焊接時(shí)存在的問題和采取的措施16.4.1碳素鋼16.4.1.1低碳鋼（C0.60）1） 存在的問題：碳含量高，淬硬傾向大，易產(chǎn)生裂紋和氣孔。2） 措施：（1） 焊條：選用低氫型焊條，使用前進(jìn)行烘干350-1-2H，使用中嚴(yán)防潮吸。（2） 焊接電源：采用直流反極性連接。（3） 操作：逆向，短段，多層焊法，焊道在整個(gè)焊縫上均勻分布，較大的結(jié)構(gòu)和焊縫長度采用二人對稱焊接。（4） 焊接電流：比焊接低碳鋼所用的電流小于10-15，采用小的焊接線能量。（5） 預(yù)熱：對中碳鋼，預(yù)熱100-250.對高碳鋼，預(yù)熱200-450.在整個(gè)焊接過程中，應(yīng)始終保持預(yù)熱溫度。（6） 焊后緩冷：中碳鋼的冷

31、卻速度應(yīng)200/H，高碳鋼的冷卻速度100/H。（7） 焊后熱處理：根據(jù)工件的焊接結(jié)構(gòu)和含碳量，用途等決定是否進(jìn)行進(jìn)行熱處理，對要求較高的高碳鋼，中碳鋼均應(yīng)進(jìn)行去應(yīng)力退火，對組織應(yīng)力極大的高碳鋼應(yīng)進(jìn)行高溫回火處理，去應(yīng)力退火溫度為450-650，高溫回火溫度為650-680。16.4.2普通低合金鋼（Me2.5%的鋼，在整個(gè)焊接過程中，應(yīng)始終保持為預(yù)熱溫度值。對于15Mo3、16Mo，及其Gr12mm）結(jié)構(gòu)的材料焊接時(shí)，焊條的直徑應(yīng)小于4mm。對12的材料，焊條直徑3.2mm。采用小的線能量施焊，在正常焊接速度和預(yù)熱溫度條件下，焊接時(shí)通過焊條的電流密度應(yīng)在12-17A/mm2之間，可按H=（3

32、0-40）dH選用。采取多層、多道、對稱焊的形式，接頭的化學(xué)元素的成份差較大時(shí)，應(yīng)預(yù)堆過渡層。4） 盡可能提高接頭的韌性、對于同一級別的焊條，應(yīng)選用低氫型焊條，電源極性應(yīng)為直流反極性連接，當(dāng)接頭的強(qiáng)度要求不高時(shí)，可采用低強(qiáng)焊條焊接。5） 降低接頭的附加應(yīng)力，減小結(jié)構(gòu)拘束度，與工件對口無關(guān)的管道固定件應(yīng)去掉。在加熱及冷卻時(shí)的溫度變化率應(yīng)低于同質(zhì)接頭。6） 熱處理：對于結(jié)構(gòu)剛性大，淬硬傾向大的接頭，熱處理的起始加熱溫度應(yīng)在100 150之間，對異種鋼接頭的處理主要是進(jìn)行高溫回火處理，其回火溫度，對于同類組織異種負(fù)角度非同組織異種鋼，應(yīng)接近淬硬傾向大，合金含量高的鋼的回火溫度。當(dāng)接頭中兩種碳化物形成

33、元素濃度差大時(shí)，選擇兩鋼回火溫度的中間值。對于其中之一為體鋼偏向下限的回頭溫度值。無論是哪類異種鋼接頭，其回火溫度值均不得高于兩中任一鋼cl。在鋼的加熱和冷卻過程中，對于含Mo較少的Mn、Si、Cr、鎳鋼，應(yīng)避免在250400與500600回火脆性區(qū)長時(shí)間停留，快速通過該區(qū)及475區(qū)。其它區(qū)域的加熱和冷卻應(yīng)盡量較同質(zhì)接頭慢些。溫度變化率為同質(zhì)接頭70-80。7） 采用預(yù)堆過渡層的焊條的化學(xué)成份應(yīng)為：（1） 對同類組織和非不同組織異種鋼應(yīng)選用充填焊條與高合金側(cè)母材成分之間的焊條。（2） 對其中之一為鋼的接頭應(yīng)選用比體鋼合金含量更高的鋼焊條或高Ni焊條。8） 預(yù)堆層的厚度應(yīng)不少4mm。16.4.7

34、鑄鐵（灰口鐵）16.4.7.1存在的問題：鑄鐵的強(qiáng)度低，塑性、韌性差，極易產(chǎn)生白口和裂紋。對冷卻速度很敏感。16.4.7.2措施：1） 電弧冷焊時(shí)（1） 清理和制作坡口、要求同前（2） 焊接材料，對于焊接質(zhì)量要求不高的鑄件，可采用Z100焊條；對于受力較大的工件的非機(jī)械加工面焊接、可采用Z116、Z117焊條；對焊接質(zhì)量要求高的重要部件采用Z308、Z408焊條。盡可能選用較小的焊條直徑。（3） 采用小的焊接線能量，在正常焊接速度情況下，焊接電流IH=（28-32）dH選擇。（4） 采用短段、倒退、多層、多道焊接。每段焊道的長度采用Z100、 Z116、Z117時(shí)應(yīng)為1030mm。采用Z308

35、- Z100408時(shí)應(yīng)為3050mm。采用直線運(yùn)條，否則，焊條擺動(dòng)的幅度應(yīng)4dn。（5） 嚴(yán)格控制焊件的溫度，保證在焊下一道焊縫之前，工件焊接部件不大于40溫差。（6） 在整個(gè)焊接部位，焊道應(yīng)均勻分布，輪換施焊，降低焊接部件的溫度差。（7） 在熱狀態(tài)對焊縫錘擊，錘擊的頻率較快，隨著溫度的降低，錘擊的力度應(yīng)逐漸減小。2） 電弧熱焊時(shí)：（1） 清理制做坡口同前。（2） 必須在水平位置施焊，背面放置襯板及制模.角焊縫慶使焊縫呈船形焊接。（3） 對鋼度較小的構(gòu)件，應(yīng)預(yù)熱到600650，對鋼度較大的構(gòu)件、應(yīng)預(yù)熱到650700，（4） 焊接過程中將部件的非焊接部位進(jìn)行保溫。（5） 采用較大的焊接線能量施焊

36、，電流密度一般為810A/mm；（6） （采用鑄鐵芯焊條8-14毫米。）（7） 預(yù)熱時(shí)的升溫率200/H，且加熱均勻。（8） 焊接要一次完成。（9） 焊后工作應(yīng)在保溫的條件下緩冷，降溫率應(yīng)100/H3） 氣焊時(shí)：（1） 清理制做坡口同前。（2） 必須在平焊位置施焊及制模；對角焊縫應(yīng)放在船形位置焊接。（3） 采用鑄鐵芯焊條。（4） 火焰應(yīng)為中性焰。（5） 采用堿性劑，氣劑201。（6） 盡量使焊縫整個(gè)表面保持較高的溫度。（7） 火焰及鑄鐵焊芯的攪拌應(yīng)保證母材有足夠的熔深。（8） 焊接應(yīng)一次完成。（9） 焊后工件應(yīng)保溫緩冷。降溫率100/H16.4.8鋁和鋁合金16.4.8.1存在的問題：1） 導(dǎo)

37、熱性強(qiáng)，熱容量大，散熱損失大，易出現(xiàn)未焊透。2） 線脹系數(shù)大，易產(chǎn)生嚴(yán)重的變形。3） 熔池易滴落，焊縫成形差。4） 形成難溶雜質(zhì)，易造成焊縫夾雜物。5） 易形成H氣孔。6） 熔化時(shí)難判斷、操作困難。7） 熔點(diǎn)及高溫強(qiáng)度低，時(shí)效的高強(qiáng)合金有較大的結(jié)晶裂紋傾向，在焊縫及半熔化氏易產(chǎn)生低塑性裂紋。16.4.8.2措施：1） 選用熱量集中的熱源，對于大厚工件采用交流氬弧焊，電弧焊。對小而薄的工件可采用氣焊。2） 選用適當(dāng)?shù)钠驴诔叽?。?jù)工件厚度的不同選擇不同的坡口型式。=3-4毫米時(shí)不開坡口，12毫米采用 “X”80坡口 。3） 焊前裝配夾具墊板或制模，水平焊接。4） 工件及焊絲的清理同前，焊條按規(guī)定進(jìn)

38、行烘干。一般為150-1-2H0。5） 焊前進(jìn)行200-400預(yù)熱。對于薄板及小件采用Ar弧焊時(shí)預(yù)熱溫度可選較低值。6） 正確選擇焊接材料中，據(jù)不同的焊接按表16.6選擇。7） 正確選用焊接參數(shù)，電弧焊按表16.7選擇，手工氬弧焊按表16.8選擇。8） 氣焊時(shí)，采用中必焰，左向焊法，搭接接頭應(yīng)放在船形位置。9） 對氣焊及電焊后的焊渣應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的清理。電弧焊時(shí)，應(yīng)采用直流反極性連接。表16.6 不 同 工 件 材 料 材 質(zhì)，不 同 焊 接 方 法的 焊 接 材 料 表工件材料交流TiG焊電弧焊氣 焊材 質(zhì)焊 絲焊 條焊 絲焊 粉AI及性能要求不高的AI合金絲301絲302L109絲301絲30

39、2氣劑401AI-Si合金絲311L209絲311氣劑401AI-Mn合金絲321L309絲321氣劑401AI-Mg合金絲331L309絲331氣劑401表16.7 AI及AI合金手工電弧焊規(guī)范參數(shù)表工 件厚 度坡 口型 式對 口間 隙mm層 數(shù)道 數(shù)焊 條直 徑mm焊 接電 流A總層數(shù)總道數(shù)第幾層幾層道數(shù)3卷 邊0113.280-110113-4不開坡口2113.280-110222背1背3.280-1104-6V21-313.280-110336-9V2.51-213.280-11033314110-1509-14X2.51-23-413.2480-110110-1504415-20X2

40、.51-213.280-1104-56-73-414110-1504-524110-150表16.8 手工TiG焊參數(shù)表：（平焊）工 件厚 度mm坡 口型 式焊 層數(shù)焊 接流IHA焊接速度wHmm/min鎢 極直 徑mm焊 絲直 徑mm氬 氣流 量mm噴 嘴直 徑mm1-1.2I165-80300-4501.6/2.41.6/2.45-88-9.52I1110-140280-3802.42.45-78-9.53I1150-180280-3802.4/3.23.27-109.5-114V1-2背180-210200-3003.2/4.03.2/4.07-1111-136V1-2230-27020

41、0-3004.0/5.04.0/5.08-1113-169V1-2280-340120-1805.05.010-151612V1-3350-400150-2006.4610-151612X1-4背340-380150-2506.4510-1516注：弧長為1.5-4.0毫米，極鎢極伸長噴嘴長度為5-12毫米。其它位置時(shí)，IH應(yīng)減小5-10，WH應(yīng)小20-30。10） 焊接應(yīng)一次完成。11） 其它要求見手工鎢極氬弧焊工藝。16.4.9銅及銅合金。16.4.9.1存在的問題：1） 導(dǎo)熱性高，操作困難。2） 熔合線近區(qū)晶粒易長大。3） 產(chǎn)生脆性共晶和雜質(zhì)聚集。4） 近縫區(qū)產(chǎn)生氣孔和裂紋。5） 合金元素?zé)龘p。16.4.9.2措施1） 對于大而厚的工件采用能量集中的熱源，如電弧焊，氬弧焊。對于小而薄的工件可采用氣焊。2） 采用正確的坡口型式和尺寸，10 mm采用“X”坡口。3） 4mm的工件，應(yīng)進(jìn)行250400的預(yù)熱。銅合金選擇較高的預(yù)熱溫度值，銅采用較低的預(yù)熱溫度值。4）