鋁制壓力容器焊接工藝規(guī)程

1、鋁制壓力容器焊接工藝規(guī)程1 適用范圍本工藝標準適用于鋁及鋁合金壓力容器的手工鎢極氬弧焊和熔化極氬弧焊的焊接;2 準備2.1 鋁及鋁合金的焊接除應執(zhí)行本工藝標準外,還應符合國家頒布的有關標準、法律法規(guī)及規(guī)定 ; 下列文件中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款 ,凡是不注日期的引用文件其最新版本適用于本標準鋁及鋁合金軋制板材鋁及鋁合金熱擠壓管第一部分：無縫圓管鋁及鋁合金拉（軋）制無縫管鋁及鋁合金焊絲鋁及鋁合金焊接管鋁制焊接容器2.2 材料一般規(guī)定工程中使用的母材和焊絲應具備出廠質(zhì)量合格證或質(zhì)量復驗合格報告 ,并優(yōu)先選用已列入國家標準或行業(yè)標準的母材和焊絲 ,母材和焊絲應妥善保管 ,防止損傷、污

2、染和腐蝕 ;當選用國外材料時 ,其使用范圍應符合相應標準的規(guī)定 ,并應有該材料的質(zhì)量證明書母材工程選用的母材應符合現(xiàn)行的國家標準規(guī)定;當對母材有特殊要求時 ,應在設計圖樣或相應的技術(shù)條件上標明;施工單位對設備、容器和管道的材料的代用,必須事先取得原設計單位的設計修改證明文件 ,并對改動部位作詳細記載;損傷和銹蝕嚴重的母材不得在工程中使用;焊接材料母材焊接所選用的焊絲應符合現(xiàn)行的國家標準鋁及鋁合金焊絲選用焊絲時應綜合考慮母材的化學成分、力學性能及使用條件因素GB/T10858 的規(guī)定 ; ,并應符合下列規(guī)定;（1）焊接純鋁時應選用純度與母材相同或比母材高的焊絲;（2）焊接鋁錳合金時應選用含錳量與

3、母材相近的焊絲或鋁硅合金焊絲;（3）焊接鋁鎂合金時應選用含鎂量與母材相同或比母材高的焊絲 ; （4）異種鋁及鋁合金的焊接應選用與抗拉強度較高的母材相應的焊絲焊接時所使用的氬氣應符合現(xiàn)行的國家標準純氬GB4842 的規(guī)定 ;手工鎢極氬弧焊電極應選用鈰鎢極,也可選用釷鎢極 ,施焊前應根據(jù)焊接電流的大小正確選用鎢極直徑 ;表 2.2.3.4 鎢極的最大許用電流宜符合下表規(guī)定鎢極直徑 mm34567最大許用電流 A140160220240220240350 370380 4202.3 作業(yè)人員鋁及鋁合金施工應具有符合國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督或國家壓力容器、壓力管道監(jiān)察機構(gòu)有關法規(guī)要求的質(zhì)量管理體系 ;主要作業(yè)

4、人員：焊工 ,管道工 ,無損探傷工從事鋁及鋁合金焊接的焊工必須持有國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗檢疫總局頒發(fā)的鍋爐壓力容器壓力管道特殊作業(yè)操作資格證 ,及按有關標準要求考試合格的焊工擔任 ;鋁及鋁合金的無損探傷檢測應由持有國家有關部門頒發(fā)的無損檢測人員資格證書的人員擔任 ;2.4 主要工機具手工鎢極氬弧焊采用交流氬弧焊機;熔化極氬弧焊機采用半自動熔化極氬弧焊機;角向磨光機及配套的銑刀片、不銹鋼絲刷、銼刀、刮刀等機械工具;水冷式氬弧焊槍 ;3 焊接工藝3.1 焊接工藝評定鋁及鋁合金材料的焊接工藝評定應當按 JB/T4734-鋁制焊接容器附錄 B 的要求評定 ,或者按設計要求的標準進行評定 ;3.2 焊工培

5、訓及考試從事鋁及鋁合金材料焊接的焊工應進行培訓和考試 ,考試包括基本知識和焊接操作技能兩部分 ,基本知識考試合格后才能參加操作技能的考試 ,考試內(nèi)容應與焊工所從事的工作范圍相適應 ;鋁及鋁合金焊接的焊工考試可以按 JB/T4734-2000鋁制焊接容器附錄 A 鋁容器焊工考試規(guī)則的要求進行 ;襯鋁容器的焊工考試分別按鋁及鋼各自的考試規(guī)則進行 ,即鋁的焊工考試按 JB/T4734 附錄 A 進行 ,鋼的焊工考試按國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局頒發(fā)的鍋爐壓力容器壓力管道焊工考試與管理規(guī)則進行 ;3.3 焊接工藝流程健全質(zhì)量管理體系焊接工藝評定焊工培訓及考試焊接工藝指導書施工前準備材料入庫及驗證焊接設備及

6、焊槍調(diào)試焊接工具配備及檢查焊縫組對質(zhì)量檢查并施焊嚴格執(zhí)行工藝紀律及驗收過程控制焊后外觀檢查無損探傷3.4 制造過程施工單位在焊接施工前應根據(jù)焊接工藝評定報告編制焊接工藝規(guī)程（或焊接工藝指導書、焊接工藝卡） ;焊接場所應保持清潔 ,并有防風防雨雪措施 ,相對濕度一般不應大于80%,環(huán)境溫度應不低于 5;使用的氬弧焊機必須有適合焊接的電特性和足夠的電流容量 ,且具有參數(shù)穩(wěn)定 ,調(diào)節(jié)靈活和安全可靠的使用性能 ;鋁材可采用機械或等離子弧切割下料 ,坡口加工應采用機械方法 ,加工后的坡口表面應平整且無毛刺和飛邊 ,坡口型式和尺寸應根據(jù)接頭型式、母材厚度、焊接位置、焊接方法、有無墊板及使用條件等 ,并參照

7、焊接工藝評定結(jié)果確定 ;施工中可根據(jù)結(jié)構(gòu)形式、焊接位置及施工條件 ,在焊接背面加臨時墊板 ,若焊縫背面加永久性保留墊板 ,應征得原設計單位同意 ;墊板可使用不銹鋼、 碳鋼或銅等對焊縫質(zhì)量無不良影響的材料 ;施焊前應將焊絲、焊件坡口及其附近表面的油污和氧化膜清除（若使用墊板其表面亦按同樣要求清除） ,清除順序及方法如下 ;用丙酮或四氯化碳等有機溶劑除去表面油污,坡口兩側(cè)的清除范圍應不小于50mm;清除油污后 ,焊絲應采用化學法 ,坡口宜采用機械法（也可采用化學法）清除表面氧化膜 ;機械法：坡口及其附近表面可用銑刀銑、銼削、刮削或直接用直徑為0.2mm 左右的不銹鋼絲刷清除至露出金屬光澤 ,兩側(cè)的

8、清除范圍距坡口邊緣應不小于 30mm,使用的不銹鋼絲刷應定期進行脫脂處理 ;化學法：用約 70 ,5%10%的 NaOH 溶液浸泡 3060 分鐘后 ,接著用約 15%的 HNO3（常溫）浸泡 2min 左右后 ,用溫水洗凈 ,再進行 100左右的烘干 ,使其完全干燥 ;清理好的焊件和焊絲在焊前嚴禁沾污,并在 8h 內(nèi)施焊 ,否則應重新進行清理 ;焊絲選用焊絲（包括填充絲）應使用焊接接頭的抗拉強度不低于母材標準下限值或規(guī)定值 ,耐蝕性能和塑性不低于母材或與母材相當 ,能滿足使用要求而且具有良好的焊接工藝性能 ;焊絲一般采用 GB/T10858 中的相應牌號 ,也可采用與母材牌號相當?shù)匿X線材作焊

9、絲 ,線材可按GB/T3197焊條用鋁及鋁合金線材 ;在施焊母材（容器、管道）要求耐蝕性的情況下 ,當母材為同牌號純鋁時 ,焊絲純度不得低于母材 ,當母材為同牌號鋁合金時 ,焊絲所含鎂、錳等耐蝕合金元素的含量范圍不得低于母材 ; 當異種牌號的鋁材焊接時應按耐蝕性能高的母材選用焊絲 ;不宜將 SalMg-2、SalMg-3、 SalMg-5 以及含鎂量高于 3%的焊絲用于接觸 65以上腐蝕介質(zhì)的鋁制容器和管道 ;鋁及鋁合金焊絲選用見下表表 3.4.7.4 鋁及鋁合金焊絲選用序號同種母材焊 絲序號異種母材焊 絲11060SAL-31純鋁 +鋁錳合金SAIMn21050ASAL-32純鋁、鋁錳合金

10、+5052、5A02SAlMg -1 、SAlMg -531200SAL -13純鋁 +鋁錳合金 +5A03SAlMg -243003SAIMn4純鋁 +鋁錳合金 +5083、 5086SAlMg -353004SAIMn5純鋁 +鋁錳合金 +5A06 、5A05SAlMg -565052SAlMg -175A02SAlMg -185A03SAlMg -295083SAlMg -3105A05SAlMg -5116061SAlMg -1、SAlMg -5 SAlSi -1焊縫組對要求管道焊件組對時 ,應做到內(nèi)壁平齊 ,其錯邊量 b 應符合下列規(guī)定：當壁厚 S5mm 時,b 0.5mm 當壁厚

11、S5mm 時,b 0.1S 且 b 2mm設備容器焊件組對時 ,其錯邊量 b 應符合下列規(guī)定：縱焊縫：當壁厚S5mm 時 ,b0.5mm當壁厚 S5mm 時,b 0.1S 且 b2mm環(huán)焊縫： b0.2S 且 b5mm不等厚度對接焊件組對時 ,薄件端面應位于厚件端面之內(nèi) ,當表面錯邊量超過 3mm 或單面焊焊縫根部超過 2mm 時應按下圖的規(guī)定加工厚板邊緣 ;定位焊（1）定位焊縫應符合下列規(guī)定：焊件組對可使鋁材定位板在坡口外點焊定位 ,也可在坡口內(nèi)點固 ;焊接定位焊縫時 ,選用的焊絲應與母材相匹配 ;定位焊縫應有適當?shù)拈L度、間距和高度 ,以保證其有足夠的強度而不致在焊接過程中開裂 ; 定位焊縫

12、如發(fā)現(xiàn)缺陷應及時處理 ,對作為正式焊縫一部分的根部定位焊縫 ,還應將其表面的黑粉、氧化膜清除 ,并將兩端修整成緩坡形 ,拆除定位板時不應損傷母材 ,拆除后應將殘留焊肉打磨至與母材表面齊平 ;3.5 焊接過程及應注意的問題手工鎢級氬弧焊應采用交流電源 ,熔化極氬弧焊應采用直流電源 ,焊絲接正極 ,焊機使用前 , 應檢查其接地是否完好 ,冷卻水路和氣路是否暢通 ,其各項功能是否能正常工作 ;為了減少焊接變形,應采用合理的施焊方法和順序,或進行剛性固定 ,并預先考慮收縮余量;正式焊接前 ,可在試板上進行堆焊試驗,調(diào)整好各工藝參數(shù) ,并確認無氣孔后再進行正式焊接;在保證焊縫熔透和熔合良好的條件下 ,應

13、在焊接工藝規(guī)程允許范圍內(nèi)盡量采用大電流、 快焊速施焊 ,焊絲的橫向擺動幅度不宜超過其直徑的三倍 ;無特殊要求時焊件焊前不進行予熱,多層焊時層面溫度應盡可能低,不宜高于 100;焊接過程中焊絲端部不應離開氬氣保護區(qū) ,焊絲送進時與焊縫表面的夾角宜在 15左右 , 焊槍與焊縫表面的夾角宜保持在 80 90之間 ;對于厚度 4mm 的立焊和橫焊位置的焊縫 , 當條件允許時底層焊接可采用雙面同步氬弧焊工藝 ;焊接過程中 ,焊層內(nèi)的氧化膜、過高焊肉及其它焊接缺陷必須清除 ,對需要清根的雙面焊或進行封底焊的焊縫應采用機械法清理焊根 ;縱焊縫兩端應裝上鋁制的引弧板和熄弧板 ,縱環(huán)焊縫清除弧坑后接續(xù)焊時 ,也

14、宜在引弧板上引燃電弧 ,待電弧燃燒穩(wěn)定后再進行焊接 ;3.5.9 當噴嘴上有明顯阻礙氬氣氣流流通的飛濺物附著時,必須將飛濺物清除或更換噴嘴,當鎢極出現(xiàn)污染、形狀不規(guī)則等現(xiàn)象時 ,必須修整或更換 ;3.6 焊接工藝參數(shù)各種焊接方法工藝參數(shù)的選擇見下表：表 3.6(1) 手工鎢極氬弧焊焊接工藝參數(shù)母材厚度焊絲直徑鎢極直徑噴嘴直徑氬氣流焊接電流焊接層數(shù)(mm)(mm)(mm)(mm)量 (L/min)(A)1.5 323238 1241040 11014 8353510148141002501 310125656121612162403003 41416667141814182803604 5182

15、0667162016182803805 6表 3.6(2)手工鎢極雙面同步氬弧焊焊接工藝參數(shù)母材厚度焊絲直徑鎢極直徑噴嘴直徑氬氣流(mm)(mm)(mm)(mm)焊接電流 (A)量 (L/min)4 64 53 412141012601108 105 63 41214121413017012145 63 41216121617021016185 64516181618210240注：焊接電流系指底層焊接時每臺焊機的電流值覆蓋層由一名焊工施焊其焊接工藝參數(shù)見手工鎢極氬弧焊焊接工藝參數(shù)當母材厚度 10mm時 ,焊前可進行 100 150預熱 ;表 3.6(3) 熔化極半自動氬弧焊焊接工藝參數(shù)母材厚

16、度焊絲直徑噴嘴直徑氬氣流焊接電流電弧電焊接層數(shù)(mm)(mm)(mm)量 (L/min)(A)壓 (V)正/反8 101.62.5202530140 28020301 2/112142.53202530260 30025302/1 216182.53203035300 36028352/220222.53203540330 36035402/2表 3.6(4) 熔化極自動氬弧焊焊接工藝參數(shù)母材厚焊絲直噴嘴直氬氣流焊接電弧焊接速度焊接層數(shù)度(mm)徑 (mm)徑(mm)量 (L/min)電流 (A)電壓 (V)(Cm/min)正/反10328/173040280310242525401/1123

17、28/173040290320242625401/116428/173040380263025401/142020428/173545460520283425401/125428/174050480550283625401/13.7 焊接環(huán)境當施焊環(huán)境出現(xiàn)下列任一情況,且無有效防護措施時 ,禁止施焊：氣體保護焊風速大于1.5m/s；相對濕度大于 80%：焊件溫度低于 5雨雪環(huán)境當焊件溫度低于 5時 ,應在始焊處 100mm 范圍內(nèi)預熱到 15 左右（指焊前不預熱的情況） ;3.8 焊縫返修焊縫返修應在壓力試驗之前進行 ,對要求焊縫返修的缺陷應當分析產(chǎn)生原因 ,提出改進措施,編制焊接返修工藝 ;

18、返修前需將缺陷清除干凈,必要時可采用表面無損檢測確定;焊縫返修應由合格的焊工擔任,返修工藝措施應經(jīng)焊接技術(shù)負責人批準,同一部位的返修次數(shù)不應超過兩次 ,對經(jīng)過兩次返修仍不合格的焊縫如再進行返修應經(jīng)施工技術(shù)負責人批準返修焊縫性能和質(zhì)量要求應與原焊縫相同 ;3.9 產(chǎn)品焊接試板鋁制壓力容器的制造、組焊要按 JB/T4734 的要求焊制產(chǎn)品焊接試板 ,產(chǎn)品試板的要求 ,檢驗方法、取樣部位、試驗方法及合格標準按 JB/T4734 規(guī)定執(zhí)行 ;4 焊接質(zhì)量檢驗4.1 焊前檢驗包括母材、焊接材料焊接設備、儀表、工藝裝備焊接坡口、接頭裝配及清理焊工資格焊接工藝文件4.2 施焊過程中的檢驗包括焊接規(guī)范參數(shù)執(zhí)行焊接工藝情況執(zhí)行技術(shù)標準情況執(zhí)行圖樣情況4.3 焊后檢驗包括實際施焊記錄焊縫外觀及尺寸產(chǎn)品焊接試板、焊接工藝紀律檢查試板（鋁制容器及設計要求時）無損檢測壓力試驗、致密性試驗4.4 焊縫外觀質(zhì)量要求焊縫外觀質(zhì)量要求表焊縫外觀質(zhì)量要求母材厚度焊縫余高咬邊咬邊長度表面凹陷（ mm）（mm）深度1030.5兩側(cè)咬邊總長 板除仰焊位置單面焊內(nèi)