焊接材料選用講座

1、焊接施工技術(shù)講座焊接施工技術(shù)講座前前 言：工程焊接相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、資料簡(jiǎn)介言：工程焊接相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、資料簡(jiǎn)介第一部分：焊接材料的選用第一部分：焊接材料的選用第二部分：焊接工藝評(píng)定的使用第二部分：焊接工藝評(píng)定的使用 & &焊接工藝規(guī)程的編制焊接工藝規(guī)程的編制第三部分：金屬材料焊接工藝第三部分：金屬材料焊接工藝前前 言：工程焊接常用相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介言：工程焊接常用相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介（一）工程焊接常用標(biāo)準(zhǔn)（一）工程焊接常用標(biāo)準(zhǔn) GB50236-98現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗(yàn)收規(guī)范 JB4708-2000鋼制壓力容器焊接工藝評(píng)定 JB/T4809-2000鋼制壓力容器焊接規(guī)程 JGJ81-2002

2、建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程 SH3085-1997石油化工管式加熱爐碳鋼和鉻鉬鋼爐管焊接技術(shù)條件 SH/T3523-1999石油化工鉻鎳奧氏體鋼、鐵鎳合金和鎳合金管道焊接規(guī)程 SH-T3520-2004石油化工鉻鉬耐熱鋼焊接規(guī)程 SH-T3525-2004石油化工低溫鋼焊接規(guī)程 SH-T3526-2004石油化工異種鋼焊接規(guī)程 SH T3527-1999 石油化工不銹鋼復(fù)合鋼焊接規(guī)程 SY/T4103-1995鋼質(zhì)管道焊接及驗(yàn)收 SY/T4071-93管道下向焊接工藝規(guī)程 SY4052-92油氣管道焊接工藝評(píng)定方法 HGJ222-92鋁及鋁合金焊接技術(shù)規(guī)程 HGJ223-92銅及銅合金焊接及釬焊技

3、術(shù)規(guī)程 DL/T869-2004火力發(fā)電廠焊接技術(shù)規(guī)程（代替DL5007-1992電力 建設(shè)施工及驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范（焊接篇 DL/T868-2004焊接工藝評(píng)定規(guī)程（二）工程焊接常用焊接材料標(biāo)準(zhǔn)（二）工程焊接常用焊接材料標(biāo)準(zhǔn) JB3223-1996焊接材料質(zhì)量管理規(guī)程 JB/T4747 -2002壓力容器用鋼焊條訂貨技術(shù)條件 GB/T5117-1995碳鋼焊條 GB/T5118-1995低合金鋼焊條 GB/T983-1995不銹鋼焊條 GB/T14957 -94熔化焊用鋼絲 GB/T14958-94氣體保護(hù)焊用鋼絲 GB/T8110-1995氣體保護(hù)電弧焊用碳鋼、低合金鋼焊絲 GB/T10045-

4、88碳鋼藥芯焊絲 GB/T4242-84焊接用不銹鋼絲 GB/T1381492鎳及鎳合金焊條 GB/T94601988銅及銅合金焊絲 GB/T15620-1995鎳及鎳合金焊絲 GB/T3623-1998鈦及鈦合金絲 GB4842-1995純氬 GB6052工業(yè)液體的二氧化碳（三）推薦實(shí)用的焊接參考書（三）推薦實(shí)用的焊接參考書 焊接手冊(cè)：推薦焊接手冊(cè)（中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)焊接學(xué)會(huì)編） 焊接材料使用手冊(cè)：推薦電焊條選用指南（吳樹雄編著） 焊材制造廠提供的焊接材料樣本第一部分：焊接材料的選用第一部分：焊接材料的選用一、焊條型號(hào)與牌號(hào)一、焊條型號(hào)與牌號(hào)二、焊接材料的選用二、焊接材料的選用三、焊接材料的保

5、管與使用三、焊接材料的保管與使用一、焊條型號(hào)與牌號(hào)一、焊條型號(hào)與牌號(hào)（一）焊條分類方法（一）焊條分類方法 焊條通常用型號(hào)和牌號(hào)來(lái)反映其主要性能特點(diǎn)及類別。 焊條型號(hào)是以焊條國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)、反映焊條主要特性的一種表示方法。 焊條牌號(hào)是根據(jù)焊條的主要用途及性能特點(diǎn)，對(duì)焊條產(chǎn)品的具體命名。由焊條廠家制定。 我國(guó)焊條行業(yè)采用統(tǒng)一牌號(hào)：屬于同一藥皮類型、符合相同焊條型號(hào)、性能相似的產(chǎn)品統(tǒng)一命名為一個(gè)牌號(hào)。如J422、J507。 注意： 不管是焊條廠自定的牌號(hào)，還是全國(guó)焊接材料行業(yè)統(tǒng)一牌號(hào)，都必須在產(chǎn)品樣本或標(biāo)簽、質(zhì)量證明書上注明該產(chǎn)品是“符合國(guó)標(biāo)”、“相當(dāng)國(guó)標(biāo)”或不加標(biāo)注（即與國(guó)標(biāo)不符），以便用戶結(jié)合產(chǎn)

6、品性能要求，對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)去選用。 焊條分類對(duì)照焊條分類對(duì)照按牌號(hào)按牌號(hào)按型號(hào)按型號(hào)結(jié)構(gòu)鋼焊條 碳鋼低合金鋼焊條低溫鋼焊條鉬及鉻鉬耐熱鋼焊條不銹鋼焊條鉻不銹鋼焊條鉻鎳奧氏體不銹鋼焊條 提示：每種焊條產(chǎn)品只有一個(gè)牌號(hào)，但多種牌號(hào)的焊條可以同時(shí)對(duì)應(yīng)于一個(gè)型號(hào)。 如：牌號(hào)J507RH和J507R，型號(hào)均為E5015-G。（二）（二）酸性焊條與堿性焊條的比較：酸性焊條與堿性焊條的比較： 藥皮在焊接時(shí)熔化形成熔渣。焊后熔渣為酸性的焊條稱為酸性焊條，如鈦鈣型J422、氧化鐵型J424等。反之為堿性焊條，如低氫鉀型J426、低氫鈉型J427。 序號(hào)序號(hào)酸性焊條酸性焊條堿性焊條堿性焊條1藥皮組分氧化性強(qiáng)藥皮組分還原

7、性強(qiáng)2對(duì)水、銹產(chǎn)生氣孔的敏感性不大，焊條在使用前經(jīng)150-200烘烤1小時(shí)，若不吸潮也可不烘干對(duì)水、銹產(chǎn)生氣孔的敏感性較大，要求焊條使用前經(jīng)300-350 烘烤1 -2小時(shí)3電弧穩(wěn)定，可用交流或直流施焊由于藥皮中含有氟化物，惡化了電弧穩(wěn)定性，須用直流施焊。只有當(dāng)藥皮中加穩(wěn)弧劑后才可交直流兩用4焊接電流較大焊接電流較小，較同規(guī)格的酸性焊條約小10%左右序號(hào)序號(hào)酸性焊條酸性焊條堿性焊條堿性焊條5宜長(zhǎng)弧操作須短弧操作，否則易引起氣孔6合金元素過渡效果差合金元素過渡效果好7焊縫成形效果較好，熔深較淺焊縫成形尚好，容易堆高，熔深稍深8熔渣結(jié)構(gòu)呈玻璃狀熔渣結(jié)構(gòu)呈結(jié)晶狀9脫渣較方便坡口內(nèi)第一層脫渣較困難，以

8、后各層脫渣較容易10焊縫常溫沖擊性能一般焊縫常溫、低溫沖擊性能較高11抗裂性能較差抗裂性能較好12焊縫中的含氫量高，易產(chǎn)生“白點(diǎn)”，影響塑性焊縫中含氫量低13焊接時(shí)煙塵較少焊接時(shí)煙塵稍多（三）焊條牌號(hào)的表示方法（三）焊條牌號(hào)的表示方法 通常用一個(gè)漢語(yǔ)拼音字母（或漢字）與三位數(shù)字表示。如A302、W607 有的焊條牌號(hào)在三位數(shù)字后面加注后綴字母和/或數(shù)字。如J507RH、A022Mo 、J422Fe16、J506X、J507R等。 X1 X2X3 X4 X5 X1表示焊條種類； X2X3表示熔敷金屬?gòu)?qiáng)度或合金類型； X4表示藥皮類型及電流種類； X5附加合金元素或焊條特性（具有特殊性能和用途）。

9、 如：G高韌性焊條； GR高韌性壓力容器用焊條； Fe高效鐵粉焊條： X向下立焊用焊條； H超低氫焊條； RH高韌性超低氫焊條； DF低塵焊條； R壓力容器用焊條； D底層焊條： GM蓋面焊條（四）焊條型號(hào)的表示方法（四）焊條型號(hào)的表示方法1、碳鋼焊條：、碳鋼焊條： 根據(jù)GB/T5117-1995碳鋼焊條標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，碳鋼焊條型號(hào)按熔敷金屬的力學(xué)性能、藥皮類型、焊接位置和焊接電流種類劃分。 碳鋼焊條型號(hào)的編制方法： 首位字母“E”表示焊條； 前兩位數(shù)字表示熔敷金屬抗拉強(qiáng)度的最小值，單位為kgf/mm2； 第三位數(shù)字表示焊條的焊接位置：“0”和“1”表示焊條適用于全位置焊接；“2”表示焊條適用于平焊

10、及平角焊；“4”表示焊條適用于向下立焊。 第三位和第四位數(shù)字組合時(shí)表示焊接電流種類及藥皮類型。 在第四位數(shù)字后面附加字母或數(shù)字：“R”表示耐吸潮焊條， “M”表示對(duì)吸潮和力學(xué)性能有特殊規(guī)定的焊條， “-1”表示沖擊性能有特殊規(guī)定的焊條。 舉例：E4303：43kgf/mm2；全位置；鈦鈣型；交直流兩用。 E5015：50kgf/mm2；全位置；低氫鈉型；直流反接。 E50181 ：50kgf/mm2；全位置；鐵粉低氫型；交流或直流反 接；-46低溫沖擊保證值 。2、低合金鋼焊條：、低合金鋼焊條： 根據(jù)GB/T5118-1995低合金鋼焊條標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，低合金鋼焊條型號(hào)按熔敷金屬的力學(xué)性能、化學(xué)成分

11、、藥皮類型、焊接位置和焊接電流種類劃分。 低合金鋼焊條型號(hào)的編制方法： 首位字母“E”表示焊條； 前兩位數(shù)字表示熔敷金屬抗拉強(qiáng)度的最小值（kgf/mm2）； 第三位數(shù)字表示焊條的焊接位置：“0”和“1”表示焊條適用于全位置焊接；“2”表示焊條適用于平焊及平角焊。 第三位和第四位數(shù)字組合時(shí)表示焊接電流種類及藥皮類型； 后綴字母為熔敷金屬的化學(xué)成分分類代號(hào)，并以短劃“-”與前面分開。若還具有附加化學(xué)成分時(shí)，附加化學(xué)成分直接用元素符號(hào)表示，并以短劃“-”與前面后綴字母分開。 如：E5515-B2-V（R317） 對(duì)于E50XX-X、E55XX-X、E60XX-X型低氫焊條的熔敷金屬化學(xué)成分分類后綴字

12、母或附加化學(xué)成分后面加字母“R”時(shí)，表示耐吸潮焊條。 舉例： （1）E5015-G（J507RH、J507R等） ： 50kgf/mm2 （490 MPa）；低氫鈉型；高韌性（低溫沖擊保證值）；直流反接；全位置焊接 。 （2）E6015-G（J607RH）： 60kgf/mm2（ 610 MPa ）；低氫鈉型；超低氫高韌性；（ -40低溫沖擊保證值）；直流反接；全位置焊接 。 （3）E5515-C1（W707Ni）：低氫鈉型；含2.5Ni； 55kgf/mm2 （540 MPa）；高韌性（-70沖擊保證值）；直流反接；全位置焊接 。 （4）E5515-C2（W907Ni）：低氫鈉型；含3.5N

13、i ； 55kgf/mm2 （540 MPa）；高韌性（-90沖擊保證值）；直流反接；全位置焊接 。 （5）E5515-B1（ R207）：低氫鈉型；0.5Cr-0.5Mo；540 MPa，常溫沖擊保證值；直流反接；全位置焊接。 （6）E5515-B2（R307）：低氫鈉型；1Cr-0.5Mo；540 MPa，常溫沖擊保證值；直流反接；全位置焊接。 （7）E5515-B2-V（R317）：低氫鈉型；1Cr-0.5Mo-V；540 MPa，常溫沖擊保證值；直流反接；全位置焊接。 （8）E6015-B3（R407）：低氫鈉型；2.5Cr-1Mo；590 MPa，常溫沖擊保證值；直流反接；全位置焊接

14、。 3、不銹鋼焊條：、不銹鋼焊條： 根據(jù)GB/T983-1995不銹鋼焊條標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，不銹鋼焊條型號(hào)按熔敷金屬的化學(xué)成分、藥皮類型、焊接位置和焊接電流種類劃分。 不銹鋼焊條型號(hào)的編制方法： 首位字母“E”表示焊條； “E”后面的數(shù)字表示熔敷金屬化學(xué)成分分類代號(hào)，如有特殊要求的化學(xué)成分，該化學(xué)成分用元素符號(hào)表示，放在數(shù)字的后面； 短線“-”后面的兩數(shù)字表示藥皮類型、焊接位置及焊接電流種類。“15”表示堿性、鈦型或鈦鈣型藥皮，全位置焊接，交流或直流反接； “16”表示堿性藥皮、全位置焊接、直流反接；“17”是“16”的變型。 我國(guó)不銹鋼焊條型號(hào)與美國(guó)、日本等國(guó)家的不銹鋼焊條型號(hào)相同。 舉例： （1）

15、E308L-16（A002）：鈦鈣型；超低碳（含C0.04%）；公稱成分00-19Cr-10Ni；交流或直流反接（盡可能采用直流電源 ）；全位置焊接。 （2）E308-15（A107）：堿性；低碳（含C0.08%）；公稱成分0-19Cr-10Ni ；直流反接；全位置焊接。 （3）E316L-16（A022）：鈦鈣型；超低碳（含C0.04%）；公稱成分00-18Cr-12Ni-2Mo；交流或直流反接（盡可能采用直流電源 ）；全位置焊接。 （4）E316-15（A207）：堿性；低碳（含C0.08%） ；熔敷金屬公稱成分0-18Cr-12Ni-2Mo；直流反接；全位置焊接。 （5） E347-15

16、（A137）：堿性；低碳（含C0.08%） ；含Nb穩(wěn)定劑；公稱成分0-19Cr-10Ni-Nb ；直流反接；全位置焊接。 （6）E309-15（A307）：堿性；含C0.15%；公稱成分1-23Cr-13Ni；直流反接；全位置焊接。 （7）E310-16（A402）：鈦鈣型；含C= 0.08-0.20%；純奧氏體組織，公稱成分2-26Cr-21Ni；交流或直流反接（盡量采用直流電源 ）；全位置焊接。（注：L表示碳含量較低（C0.04%）；H表示碳含量較高（C 0.15%） 特殊情況： E5MoV-15（R507）：低氫鈉型；5Cr-0.5Mo-V；520 MPa E9Mo-15（R707）：

17、低氫鈉型； 9Cr-1Mo，590 MPa 按牌號(hào)：屬于珠光體耐熱鋼（低合金鋼）焊條 。按型號(hào)：屬于不銹鋼焊條。GB/T983-1995提出：將放入下次修訂的GB/T5118標(biāo)準(zhǔn)中。（五）國(guó)內(nèi)外牌號(hào)、型號(hào)對(duì)比（舉例）（五）國(guó)內(nèi)外牌號(hào)、型號(hào)對(duì)比（舉例）焊條類別國(guó)內(nèi)牌號(hào)國(guó)標(biāo)型號(hào)AWS型號(hào)碳鋼焊條J422E4303 J506 E5016E7016低合金結(jié)構(gòu)鋼焊條J506RE5016-GE7016-GJ506RH E5016-GE7016-GJ607 E6015-D1E9015-D1低溫鋼焊條W707Ni E5515-C1E8015-C1珠光體耐熱鋼焊條R407 E6015-B3E9015-B3鉻不銹

18、鋼焊條 G207 E410-15E410-15鉻鎳奧氏體不銹鋼焊條A042 E319Mo L-16E309MoL-16A022Mo E317L-16E317L-16鎳基合金焊條Ni307B ENiCrFe-3 二、焊接材料的選用二、焊接材料的選用（一）重視對(duì)焊接材料的正確選擇（一）重視對(duì)焊接材料的正確選擇1、正確選擇焊材是保證焊接質(zhì)量的最重要、也是最基本的條件。2、工程所采用的焊接材料一般要求在設(shè)計(jì)文件中作出規(guī)定。 GB50236-98第2.0.2條規(guī)定：設(shè)計(jì)文件應(yīng)標(biāo)明母材、焊接材料、焊縫系數(shù)及焊縫坡口的形式，并對(duì)焊接方法、焊前預(yù)熱、焊后熱處理及焊接檢驗(yàn)提出要求。3、作為施工單位的工程技術(shù)人員

19、要求掌握焊材選擇的基本知識(shí)，目的是： （1）在審圖時(shí)核對(duì)設(shè)計(jì)對(duì)焊材選擇的正確性； （2）當(dāng)設(shè)計(jì)無(wú)規(guī)定或現(xiàn)場(chǎng)條件滿足不了設(shè)計(jì)規(guī)定時(shí)，為自選焊材提供方便。4、確定焊接材料的一般步驟：（1）審查設(shè)計(jì)文件對(duì)焊接材料有無(wú)規(guī)定；（2）若設(shè)計(jì)文件無(wú)明確規(guī)定，查閱設(shè)計(jì)文件規(guī)定的相關(guān)焊接標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)焊接材料的選擇是如何規(guī)定的。若有明確規(guī)定，則按該規(guī)定執(zhí)行。（3）若相關(guān)焊接標(biāo)準(zhǔn)中未明確規(guī)定具體的焊接材料，則施工單位技術(shù)人員根據(jù)設(shè)計(jì)使用條件和工作經(jīng)驗(yàn)自選焊材。 特別注意：施工單位自選的焊材最終仍應(yīng)報(bào)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)同意。（4）自選的焊接材料經(jīng)焊接工藝評(píng)定驗(yàn)證后方可正式使用。 特別提醒：焊條選擇是否合理，不完全由焊接工藝評(píng)定所決定

20、。 理由（1）焊接工藝評(píng)定之前進(jìn)行的母材焊接性（試驗(yàn)）研究包括焊接方法和焊接材料相匹配的合理性。 理由（2）焊接工藝評(píng)定之前焊條必須確定。焊接工藝評(píng)定可驗(yàn)證焊條的基本使用性能（如工藝性能、力學(xué)性能、晶間腐蝕性能等）。但工藝評(píng)定不能全面地考慮設(shè)計(jì)工況條件，如設(shè)計(jì)溫度、介質(zhì)和使用環(huán)境下的高溫使用性能、疲勞強(qiáng)度、抗應(yīng)力腐蝕等。 所以焊材選用應(yīng)由設(shè)計(jì)完成或報(bào)設(shè)計(jì)認(rèn)可。（二）選擇焊條的基本要點(diǎn)（二）選擇焊條的基本要點(diǎn)1、考慮焊件材料的物理性能、力學(xué)性能和化學(xué)成分：、考慮焊件材料的物理性能、力學(xué)性能和化學(xué)成分： （1）按等強(qiáng)度的原則，選擇滿足接頭力學(xué)性能要求的焊條。 舉例：Q235，按等強(qiáng)度的原則應(yīng)選用J

21、42焊條，而不應(yīng)選用J50 焊條。 特殊情況：根據(jù)母材的焊接性，選用不等強(qiáng)度（高強(qiáng)度匹配或低強(qiáng)度匹配）、而韌性好的焊條，但需通過改變焊縫結(jié)構(gòu)形式，以滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度、抗疲勞和剛度的要求。 （2）使熔敷金屬的合金成分符合或接近母材。 舉例：15CrMo （1Cr-0.5Mo）必須選用R307焊條（1Cr-0.5Mo），而不能選用R207焊條（0.5Cr-0.5Mo)。 （3）當(dāng)母材化學(xué)成分中碳或硫、磷等有害雜質(zhì)較高時(shí)，應(yīng)選擇抗裂性和抗氣孔能力較強(qiáng)的焊條。如低氫型焊條等。 注意：焊接構(gòu)件對(duì)力學(xué)性能和化學(xué)成分的要求并不是均衡的： 有的焊件可能偏重于強(qiáng)度、韌性等方面的要求，而對(duì)化學(xué)成分不一定要求與母材一致

22、。如選用結(jié)構(gòu)鋼焊條時(shí)，首先應(yīng)側(cè)重考慮焊縫金屬與母材間的等強(qiáng)度，或焊縫金屬的高韌性； 有的焊件可能偏重于化學(xué)成分方面的要求，如對(duì)于耐熱鋼、不銹鋼焊條的選擇，通常側(cè)重于考慮焊縫金屬與母材化學(xué)成分的一致； 有的也可能對(duì)兩者都有嚴(yán)格的要求。如異種鋼焊條的選擇。 因此在選擇焊條時(shí)應(yīng)分清主次，綜合考慮。2、考慮焊件的工作條件和使用性能：、考慮焊件的工作條件和使用性能： （1）焊件在承受動(dòng)載荷和沖擊載荷情況下，除了要求保證抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度外，對(duì)沖擊韌性、塑性均有較高的要求。此時(shí)應(yīng)選用低氫型、鈦鈣型或氧化鐵型焊條。 舉例：16Mn鋼用于非重要結(jié)構(gòu)時(shí)可選用J502、J503等酸性焊條；而當(dāng)用于重要結(jié)構(gòu)時(shí)，則應(yīng)

23、選用J506、J507等堿性焊條。 （2）焊件在腐蝕介質(zhì)中工作時(shí)，必須分清介質(zhì)種類、濃度、工作溫度以及腐蝕類型（一般腐蝕、晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕等），從而選擇合適的不銹鋼焊條。 舉例：焊接1Cr18Ni9不銹鋼時(shí)，為了滿足焊縫與母材金屬成分相同的要求，對(duì)于在腐蝕要求不高的條件下工作的焊件，可選用A102、A107焊條；而對(duì)于工作溫度低于300而耐腐蝕要求較高的焊件，則應(yīng)選用A132、A137或A002焊條。 （3）焊件在受磨損條件下工作時(shí)，須區(qū)分是一般磨損還是沖擊磨損，是金屬間磨損還是磨料磨損，是在常溫下磨損還是在高溫下磨損等。還應(yīng)考慮是否在腐蝕介質(zhì)中工作，以選擇合適的堆焊焊條。 （4）處在低溫或

24、高溫下工作的焊件，應(yīng)選擇能保證低溫或高溫力學(xué)性能的焊條。 舉例： 12CrMo在400下工作，焊接應(yīng)選R207 ，而不能選J507。 16MnDR在-40下工作，焊接應(yīng)選J507RH（ -40 ），而不能用J507、 J507Mo、 J507H等焊條（ -30 ）。3、考慮焊件的復(fù)雜程度和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、焊接接頭型式等：、考慮焊件的復(fù)雜程度和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、焊接接頭型式等： （1）形狀復(fù)雜或大厚度的焊件，由于其焊縫金屬在冷卻收縮時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力大，容易產(chǎn)生裂紋。因此，必須采用抗裂性好的焊條，如低氫型焊條、和高韌性焊條焊條。 （2）對(duì)于某些坡口較小的接頭，或?qū)Ω亢竿缚刂茋?yán)格的接頭，應(yīng)選用具有較大熔深或熔透能

25、力的焊條。 舉例：長(zhǎng)輸管線用鋼X42焊接，為保證根部焊透又不至于有過大的焊瘤，常采用纖維素型焊條E6010進(jìn)行向下立焊操作。 （3）因受條件限制而使某些焊接部位難以清理干凈時(shí)，就應(yīng)考慮選用氧化性強(qiáng)，容易脫渣，對(duì)鐵銹、氧化皮和油污反應(yīng)不敏感的酸性焊條，以免產(chǎn)生氣孔等缺陷。 4、考慮焊縫的空間位置：、考慮焊縫的空間位置： 有的焊條只適用于某一位置的焊接，其它位置焊接時(shí)效果較差，有的焊條則是各種位置均能焊接的全位置焊條，選用時(shí)要考慮焊接位置的特點(diǎn)： （1）對(duì)于仰焊、立焊縫較多的焊件，應(yīng)選用鈦鈣型、鈦型、低氫型或鈦鐵礦型的全位置焊條。 （2）焊接部位所處的位置不能翻轉(zhuǎn)時(shí)，必須選擇能進(jìn)行全位置焊接的焊條

26、。 5、考慮施焊工作條件：、考慮施焊工作條件： （1）沒有直流焊機(jī)的場(chǎng)合，應(yīng)選用交直流兩用的焊條。 （2）某些鋼材（如珠光體耐熱鋼）需進(jìn)行焊后消除應(yīng)力熱處理，但受設(shè)備條件限制或本身結(jié)構(gòu)限制而不能進(jìn)行時(shí)，應(yīng)選用與母材金屬化學(xué)成分不同的焊條（如奧氏體不銹鋼焊條A302等），可以免進(jìn)行焊后熱處理。 （3）應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)條件，如野外操作、焊接工作環(huán)境等來(lái)合理選用焊條。6、考慮改善焊接操作環(huán)境和保證工人身體健康：、考慮改善焊接操作環(huán)境和保證工人身體健康： （1）盡量選用發(fā)塵量小、產(chǎn)生有害氣體少的焊條。 （2）在酸性焊條和堿性焊條都可以滿足的地方，鑒于堿性焊條對(duì)操作技術(shù)及施工準(zhǔn)備要求高，故應(yīng)盡量采用酸性焊

27、條。 （3）對(duì)于在密閉容器內(nèi)或通風(fēng)不良場(chǎng)所焊接時(shí)，應(yīng)盡量采用低塵低毒焊條或酸性焊條。 7、考慮焊接的經(jīng)濟(jì)性：、考慮焊接的經(jīng)濟(jì)性： （1）在保證使用性能的前提下，盡量選用價(jià)格低廉的焊條。根據(jù)我國(guó)的礦藏資源，應(yīng)大力推廣鈦鐵礦型焊條（3型） 。 （2）對(duì)性能有不同要求的主次焊縫，可采用不同焊條，不要片面追求焊條的全面性能。 （3）根據(jù)結(jié)構(gòu)的工作條件，合理選用焊條的合金系統(tǒng)。如：對(duì)在常溫下工作，用于一般腐蝕條件的不銹鋼，就不必選用含鈮的不銹鋼焊條。8、考慮焊接效率：、考慮焊接效率： （1）對(duì)焊接工作量大的結(jié)構(gòu)，有條件時(shí)應(yīng)盡量采用高效率焊條，如：鐵粉焊條、高效率不銹鋼焊條、重力焊條、底層焊條、立向下焊條

28、之類的專用焊條。 （2）水平位置焊接時(shí)采用鐵粉焊條，垂直位置焊接時(shí)采用下向焊條等，均可大大提高生產(chǎn)率和降低成本。9、考慮焊條的工藝性能：、考慮焊條的工藝性能： 焊條工藝性能的好壞是焊條使用的前提。工藝性能不好的焊條會(huì)產(chǎn)生各種焊接缺陷 。 （1）對(duì)于同一牌號(hào)（型號(hào)）的焊條，不同的生產(chǎn)廠家，其工藝性能差別很大，需要我們?cè)诓少?gòu)時(shí)認(rèn)真分析。 （2）采購(gòu)不同廠家同一牌號(hào)的焊條時(shí)，還應(yīng)考慮焊工的習(xí)慣問題和對(duì)該焊條工藝性能的適用性。 （三）碳素鋼的焊條選用（三）碳素鋼的焊條選用1、對(duì)碳素鋼的認(rèn)識(shí)：、對(duì)碳素鋼的認(rèn)識(shí)： 碳鋼的主要分類方法：碳鋼的主要分類方法： （1）按含碳量分類：低碳鋼：C0.30%（有的國(guó)家

29、稱為軟鋼）；中碳鋼：C=0.30-0.60%；高碳鋼：C0.60%。 （2）按冶煉方法分：平爐鋼；轉(zhuǎn)爐鋼；電爐鋼。 （3）按鋼的脫氧程度的不同分：沸騰鋼；半鎮(zhèn)靜鋼；鎮(zhèn)靜鋼。 （4）按用途分：結(jié)構(gòu)鋼；工具鋼。 （5）根據(jù)鋼中有害雜質(zhì)S、P的含量分： 普通碳素鋼：S 0.050%， P 0.045%； 優(yōu)質(zhì)碳素鋼： S 0.035%， P 0.035%； 高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素鋼： S 0.030%， P 0.035%。 注意：經(jīng)常需要焊接的鋼是各種碳素結(jié)構(gòu)鋼，包括普通碳素結(jié)構(gòu)鋼（如Q235）、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼（20鋼）、專門用途碳素結(jié)構(gòu)鋼等。 高碳鋼實(shí)際上不用于制造焊接結(jié)構(gòu)。特別提醒：相同牌號(hào)的碳素鋼會(huì)有不

30、同的材料標(biāo)準(zhǔn)。相同牌號(hào)、不同標(biāo)準(zhǔn)的材料其使用性能和應(yīng)用場(chǎng)合均有明顯的差別。（1）圖紙會(huì)審時(shí)不要忽略材料標(biāo)準(zhǔn)問題。（2）在提材料計(jì)劃和材料驗(yàn)收時(shí)要認(rèn)準(zhǔn)材料標(biāo)準(zhǔn)號(hào)和標(biāo)記，切不可任意代用。舉例：20#碳鋼無(wú)縫管標(biāo)準(zhǔn)號(hào)標(biāo)準(zhǔn)名稱限制應(yīng)用場(chǎng)合舉例GB3087低中壓鍋爐用無(wú)縫鋼管用于工作壓力5.9MPa、溫度430的鍋爐蒸汽管道；用于使用溫度-20425 的工業(yè)管道GB8163輸送流體用無(wú)縫鋼管用于工作壓力1.0MPa的鍋爐蒸汽管道；用于使用溫度-20425 的工業(yè)管道GB8162結(jié)構(gòu)用無(wú)縫鋼管用于一般結(jié)構(gòu)、機(jī)械結(jié)構(gòu)GB9948石油裂化用無(wú)縫鋼管用于石油精煉廠的爐管、熱交換器管和管道；用于使用溫度-2042

31、5 的工業(yè)管道GB6479高壓化肥設(shè)備用無(wú)縫鋼管適用于高壓化肥設(shè)備和管道；管道使用溫度-20425 YB（T）33低中壓鍋爐用冷拔無(wú)縫鋼管工作壓力5.9MPa、溫度430的鍋爐蒸汽管道 與焊接關(guān)系密切的專門用途碳素結(jié)構(gòu)鋼：與焊接關(guān)系密切的專門用途碳素結(jié)構(gòu)鋼： （1）船體用碳素鋼（GB712-88）： A、B、D、E: C0.18-0.22%；屈服強(qiáng)度235MPa。 （2）焊接氣瓶用碳素鋼（GB6653-94）： HP245、HP265、HP295： C0.16-0.20%；屈服強(qiáng)度245-295MPa。 （3）壓力容器用碳素鋼（GB6654-1996）： 20R： C0.20%；屈服強(qiáng)度225

32、-245MPa。 （4）鍋爐用碳素鋼（GB713-1997） 20g： C0.21%；屈服強(qiáng)度225-245MPa。 （5）橋梁用碳素結(jié)構(gòu)鋼（YB/T10-81） 16q： C=0.12-0.20%；屈服強(qiáng)度225MPa。 （6）石油天然氣管道用螺旋縫埋弧焊碳素鋼（GB9711-88） S205、S240、S290： C0.17-0.22%；屈服強(qiáng)度205-290MPa （7）鐵道鋼軌用碳素鋼（GB2585-81）： U、71、U74、U71Cu： C=0.64-0.80%；抗拉強(qiáng)度785MPa。 （8）核壓力容器用碳素結(jié)構(gòu)鋼 20HR： C0.20%；屈服強(qiáng)度235MPa。 （9）汽車制造用

33、碳素結(jié)構(gòu)鋼（GB3275-91） 08Al： C= 0.05-0.12%；抗拉強(qiáng)度315-440MPa 15Al：C= 0.12-0.17%；抗拉強(qiáng)度345-490MPa 提示：上述專門用途的碳素鋼雖然都是低碳鋼，但存在明顯的區(qū)別，材料代用時(shí)應(yīng)慎重。2、低碳鋼的焊接特點(diǎn)、低碳鋼的焊接特點(diǎn) （1）焊接性能優(yōu)良，一般情況下不會(huì)因焊接而引起淬硬組織。 （2）冶煉方法落后或非正規(guī)小型鋼廠生產(chǎn)，造成碳鋼含N、O高，焊接裂紋傾向大。 （3）母材成分不合格（如C、S過高）時(shí)，焊接裂紋傾向大。 （4）焊條質(zhì)量不好時(shí)造成焊縫中C、S偏高，焊接裂紋傾向大。 （5）厚度大、剛性大的結(jié)構(gòu)件在低溫條件下焊接可能出現(xiàn)裂紋

34、。3、低碳鋼的焊條選用要點(diǎn)：、低碳鋼的焊條選用要點(diǎn)： （1）按照等強(qiáng)度匹配的原則，通常選用E43 系列的焊條。有時(shí)也可選用E50 系列焊條代用，但不應(yīng)作為首選，否則違背了等強(qiáng)的原則。 （2）一般結(jié)構(gòu)選用酸性焊條或堿性焊條。 （3）焊接動(dòng)載荷、復(fù)雜和厚板結(jié)構(gòu)和重要受壓容器，以及低溫下焊接時(shí)，應(yīng)選用堿性、低氫型焊條，如：E4316（J426）、E4315（J427）。 各國(guó)根據(jù)自己的資源及使用習(xí)慣，選用的藥皮類型均有所不同。在我國(guó)，鈦鈣型焊條（如J422）的消耗量最大，要占全部焊條產(chǎn)量的80%以上 。4、中碳鋼的焊接特點(diǎn)：、中碳鋼的焊接特點(diǎn)： （1）隨著含C量的增加，焊接性逐漸變差，焊接接頭的硬化

35、傾向、裂紋傾向和氣孔敏感性均增大，雜質(zhì)S控制不嚴(yán)時(shí)裂紋傾向更加明顯。 （2）若對(duì)已經(jīng)熱處理（正火或調(diào)質(zhì)）的中碳鋼部件進(jìn)行焊接，裂紋傾向較大。且熱處理后的焊接會(huì)使母材熱影響區(qū)軟化。5、中碳鋼的焊條選用要點(diǎn)：、中碳鋼的焊條選用要點(diǎn)： （1）在要求焊縫與母材等強(qiáng)度的情況下，應(yīng)選用相應(yīng)強(qiáng)度等級(jí)而塑性、韌性較高的低氫或超低氫焊條。 舉例：35鋼選用J506、J507；45鋼選用J556、J557；55鋼選用J606、J607焊條。 （2）個(gè)別情況下也可采用鈦鐵礦型或鈦鈣型焊條，但一定要有嚴(yán)格的工藝措施配合（如控制預(yù)熱溫度和盡量減少母材熔深以減少焊縫含C量）。 （3）在僅要求實(shí)現(xiàn)完整連接而不要求強(qiáng)度，或不

36、要求焊縫與母材等強(qiáng)度的場(chǎng)合，或者焊件結(jié)構(gòu)復(fù)雜對(duì)采取防裂紋措施有困難時(shí)，可采用強(qiáng)度等級(jí)較母材低一檔的焊條。但須滿足設(shè)計(jì)要求的各項(xiàng)力學(xué)性能指標(biāo)。舉例：35鋼選用J422、J423、J426、J427； 45 、55鋼選用J422、J423、J426、J427 、J506、J507焊條。 （4）特殊情況也可采用鉻鎳奧氏體不銹鋼焊條，此時(shí)可不預(yù)熱或適當(dāng)降低預(yù)熱溫度。理由是奧氏體焊縫金屬塑性好、溶解氫的能力強(qiáng)。如A102、A107、A302、A307、A402、A407等焊條均可采用。 （5）有時(shí)也可在中、高碳鋼的坡口表面堆焊一層含碳量很低（C0.03%）、強(qiáng)度低、塑性好的純鐵過渡層，然后再用與母材強(qiáng)度

37、相匹配的焊條填滿坡口，能有效地防止焊接裂紋。 舉例：45鋼與低碳鋼Q235的焊接： 方案一：先在45鋼坡口面預(yù)熱300，然后用J427或J507焊條進(jìn)行焊接，焊后進(jìn)行650后熱并緩冷。 方案二：在無(wú)預(yù)熱情況下，先用A302或A307焊條在45鋼及Q235鋼的坡口面上堆焊兩層隔離層，然后再用A302或A307焊條進(jìn)行對(duì)接焊。 （四）低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊條選用（四）低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊條選用1、對(duì)低合金結(jié)構(gòu)鋼的認(rèn)識(shí)：、對(duì)低合金結(jié)構(gòu)鋼的認(rèn)識(shí)： 低合金鋼按其使用性能分為三類： 低合金結(jié)構(gòu)鋼（也稱強(qiáng)度型低合金鋼） 低合金低溫鋼（也稱低溫型低合金鋼） 低合金耐熱鋼（也稱耐熱型低合金鋼） 低合金結(jié)構(gòu)鋼的合金總含量小

38、于5%。 低合金結(jié)構(gòu)鋼一般按其屈服強(qiáng)度分級(jí)。常用的低合金結(jié)構(gòu)鋼的屈服強(qiáng)度在300-600MPa范圍內(nèi)。 屈服強(qiáng)度為300-450MPa的低合金結(jié)構(gòu)鋼，以熱軋或正火狀態(tài)使用。如16MnR（屈服強(qiáng)度下限 285MPa） 屈服強(qiáng)度大于450MPa的低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼，以調(diào)質(zhì)狀態(tài)使用。如07MnNiCrMoVDR（屈服強(qiáng)度下限 490MPa）2、低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接特點(diǎn)：、低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接特點(diǎn)： （1）熱影響區(qū)的淬硬傾向（硬化）： 強(qiáng)度等級(jí)和含碳量低的鋼，熱影響區(qū)淬硬傾向??； 屈服強(qiáng)度450MPa以上的低合金高強(qiáng)鋼，熱影響區(qū)可能出現(xiàn)硬而脆的馬氏體組織，沖擊韌性下降，冷裂敏感性增大，可焊性變差。 （2）

39、焊接接頭的冷裂紋傾向： 產(chǎn)生冷裂紋的三要素： 熱影響區(qū)或焊縫金屬的淬硬傾向（組織硬化） 焊接接頭的拉應(yīng)力存在（拘束度大） 焊縫金屬內(nèi)的高含氫量（擴(kuò)散氫的影響） （3）焊縫金屬的熱裂紋傾向 產(chǎn)生熱裂紋的兩要素： 焊縫中S、P雜質(zhì)偏析，易形成低熔點(diǎn)共晶體偏析于晶界處。 焊接接頭的內(nèi)應(yīng)力存在 在低合金結(jié)構(gòu)鋼及其常用的配套焊接材料中，由于能增大熱裂傾向的元素含量較少，故產(chǎn)生熱裂紋的敏感性不大。3、低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊條選擇要點(diǎn)：、低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊條選擇要點(diǎn)： 總體原則：總體原則：一般根據(jù)母材的化學(xué)成分、力學(xué)性能、接頭的裂紋敏感性、焊后是否熱處理、焊件的使用條件（耐蝕、耐高溫、耐低溫等）、結(jié)構(gòu)形式及受力情況

40、、焊接施工條件等因素進(jìn)行綜合考慮。必要時(shí)還應(yīng)通過焊接性試驗(yàn)最終確定。 （1）首先考慮等強(qiáng)度原則。要求焊縫的強(qiáng)度等于或略高于母材金屬的強(qiáng)度，而不希望焊縫強(qiáng)度太高。 經(jīng)驗(yàn)證明，如果焊縫強(qiáng)度超過母材過多且塑性差時(shí)，可能造成冷彎角小，甚至出現(xiàn)橫向裂紋。 JB/T4709-2000規(guī)定：碳素鋼、低合金鋼的焊縫金屬應(yīng)保證力學(xué)性能，且其抗拉強(qiáng)度不應(yīng)超過母材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的上限值加30MPa。 （2）應(yīng)考慮化學(xué)成分的要求。一般情況選用焊條熔敷金屬的S、P含量應(yīng)與母材一致。 壓力容器焊接的焊接材料熔敷金屬硫、磷含量應(yīng)符合JB/T4747-2002壓力容器用鋼焊條訂貨技術(shù)條件的規(guī)定。 壓力容器制造和現(xiàn)場(chǎng)組焊時(shí)，應(yīng)注意所

41、采購(gòu)的焊條其質(zhì)量證明書標(biāo)注的S、P量是否符合JB/T4747-2002的規(guī)定。 （3）滿足所要求的常溫或低溫沖擊韌性指標(biāo)要求。 對(duì)于有沖擊韌性要求的焊件，一般情況選用的焊條其焊縫金屬?zèng)_擊值應(yīng)不低于相應(yīng)母材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定下限值。 用于壓力容器焊接的焊條應(yīng)符合JB/T4747-2002壓力容器用鋼焊條訂貨技術(shù)條件的規(guī)定。 （4）對(duì)于一些在腐蝕介質(zhì)中工作的低合金鋼，則主要根據(jù)焊縫金屬耐腐蝕性能來(lái)選擇焊條。 舉例：10MoWVNb抗氫鋼應(yīng)采用J507MoW 焊條，而不能用J507。 （5）對(duì)于同一強(qiáng)度等級(jí)的酸性焊條和堿性焊條的選用，主要取決于焊接件的結(jié)構(gòu)形狀（簡(jiǎn)單或復(fù)雜）、鋼板厚度、工作條件（靜載荷或動(dòng)載荷

42、）和鋼材的抗裂性能等方面。 對(duì)于重要結(jié)構(gòu)及要求抗裂性好、塑性好、沖擊韌性好、低溫性能好的焊接結(jié)構(gòu)，應(yīng)選用堿性焊條（低氫型或超低氫型）。 低氫型焊條的含氫量標(biāo)準(zhǔn)是5-10mL/100g；超低氫型焊條為5mL/100g。 對(duì)于非重要結(jié)構(gòu)或坡口表面有油、銹、氧化皮等臟物而又很難清理時(shí)，在結(jié)構(gòu)性能要求允許的前提下，可選用酸性焊條。 （6）在某些特殊情況下，例如鋼材冷裂紋傾向較大、結(jié)構(gòu)剛性大、板材較厚和接頭冷卻速度較快時(shí)，為防止裂紋，以及考慮母材金屬成分的過渡，有效的辦法是選用強(qiáng)度級(jí)別比母材金屬略低、塑性和韌性高、抗裂性好的焊條。 （五）低溫鋼的焊條選用（五）低溫鋼的焊條選用1、對(duì)低溫鋼的認(rèn)識(shí)：、對(duì)低溫

43、鋼的認(rèn)識(shí)： 用于制造-20-253低溫下工作的焊接結(jié)構(gòu)的專用鋼材，稱為低溫鋼。 低溫鋼的分類：根據(jù)化學(xué)成分和組織特點(diǎn)，分為三大類： 低合金鐵素體型低溫鋼：含合金元素總量不超過5%。組織為鐵素體加少量珠光體，在-40-110范圍內(nèi)使用。 舉例：低合金低溫鋼16MnDR（-40 ）、低溫碳鋼ASTM A333Gr6（ -45 ） 、 3.5Ni 鋼ASTM A333Gr3 （-100 ）等。 中合金低碳馬氏體型低溫鋼：合金元素含量大于5-10%。組織與熱處理方法有關(guān)：淬火后的組織為低碳馬氏體；正火后的組織為低碳馬氏體、鐵素體及少量奧氏體；回火后的組織為含鎳鐵素體和少量富碳奧氏體。 典型鋼種有9Ni

44、鋼：回火后的組織使9Ni鋼在-196低溫下仍具有優(yōu)良的低溫韌性。 高合金奧氏體型低溫鋼：合金元素總含量大于10%，組織為奧氏體，在-196-269的低溫下仍保持相當(dāng)高的韌性。 舉例：1Cr18Ni9Ti等。2、低合金低溫鋼的焊接特點(diǎn)：、低合金低溫鋼的焊接特點(diǎn)： （1）不含鎳低溫鋼：由于其含碳量低、其他合金元素也不高，淬硬和冷裂傾向小，具有良好的焊接性。一般可不采用預(yù)熱，但應(yīng)避免在低溫下施焊。 （2）含鎳低溫鋼：由于添加了鎳，增大了鋼的淬硬性，但不顯著，冷裂傾向不大。當(dāng)板厚較大或拘束較大時(shí)，應(yīng)采用適當(dāng)預(yù)熱。 雖然鎳可能增大熱裂傾向，但是嚴(yán)格控制鋼及焊接材料中的C、S、P含量，以及采用合理的焊接工

45、藝，增大焊縫成形系數(shù)，可以避免熱裂紋。 特別提醒：低溫下使用的焊接結(jié)構(gòu)易于發(fā)生脆性斷裂。所以保證焊縫和熱影響區(qū)的低溫韌性是低溫鋼焊接時(shí)的技術(shù)關(guān)鍵。 3、低合金低溫鋼的焊條選用要點(diǎn)：、低合金低溫鋼的焊條選用要點(diǎn)： 低溫鋼焊接的主要矛盾是保證接頭的低溫韌性要求，防止接頭在使用過程中產(chǎn)生脆性斷裂，其強(qiáng)度通常均能滿足要求。故應(yīng)按以下原則選用與母材的使用溫度相適應(yīng)的焊條： （1）當(dāng)?shù)蜏劁摻Y(jié)構(gòu)的使用條件在-45以上時(shí)，可選用低溫韌性好的Ti-B系或高韌性普通低合金鋼焊條。如W507、J507RH。 （2）使用條件在-60以下的低溫鋼，一般均采用含鎳的低溫鋼焊條。如W607、W707Ni等。 （3）在-10

46、0左右使用的低溫鋼，通常均使用含3.5Ni或更高含鎳量并含一定量鉬的低溫鋼焊條。 如W907Ni。 （4）對(duì)于9Ni鋼的焊接，常用的焊接材料有三種，即：含Ni約60%以上的Inconel型、含Ni約40%的Fe-Ni基型、含Ni13%-Cr16%的奧氏體不銹鋼改進(jìn)型。 如： 如ENiCrFe-2 、 ENiCrFe-4 、 ENiCrMo-6等焊條 。 JB/T4709-2000規(guī)定：用于焊接低溫鋼的鎳鋼焊條的焊縫金屬夏比V型缺口沖擊吸收功在相應(yīng)低溫時(shí)應(yīng)不小于34J。 低溫鋼焊條藥皮一般均采用低氫型。（六）鉻鉬珠光體耐熱鋼的焊條選用（六）鉻鉬珠光體耐熱鋼的焊條選用1、對(duì)耐熱鋼的認(rèn)識(shí)：、對(duì)耐熱鋼

47、的認(rèn)識(shí)： 在高溫下能夠保持化學(xué)穩(wěn)定性（耐腐蝕、不起皮）叫做熱穩(wěn)定性；在高溫下具有足夠的強(qiáng)度叫做熱強(qiáng)性。具有熱穩(wěn)定性和熱強(qiáng)性的鋼稱為耐熱鋼。 耐熱鋼的分類：耐熱鋼的分類： （1）低合金耐熱鋼：合金元素總含量5%以下。供貨狀態(tài)為退火、或正火+回火。組織主要為珠光體+鐵素體，所以也稱珠光體耐熱鋼。以Cr、Mo為主要元素的珠光體耐熱鋼稱為鉻鉬珠光體耐熱鋼。如：12CrMo、15CrMo、12Cr1MoV等。 （2）中合金耐熱鋼：合金元素總含量6-12%，以Cr為主，含Mo0.5-1%。供貨狀態(tài)主要為退火、或正火+回火。也有以調(diào)質(zhì)狀態(tài)供貨。退火狀態(tài)下的組織為鐵素體+碳化物；正火+回火狀態(tài)下的組織為鐵素體

48、+貝氏體。合金元素總含量大于10%以上的耐熱鋼組織為馬氏體。如：5Cr-0.5Mo、7Cr-0.5Mo、9Cr-1Mo-V等。 （3）高合金耐熱鋼：合金元素總含量大于13%，以Cr或Cr-Ni為主。組織為馬氏體、鐵素體和奧氏體三種。如0Cr13Al（鐵素體）、1Cr13（馬氏體）、1Cr18Ni9Ti（奧氏體）。 耐熱鋼的高溫性能：耐熱鋼的高溫性能： （1）抗蠕變性能： 蠕變：金屬在一定溫度和一定應(yīng)力作用下隨著時(shí)間的增加，慢慢發(fā)生塑性變形的現(xiàn)象 碳鋼工作溫度超過300-350，合金鋼的工作溫度高于400 ，都會(huì)發(fā)生蠕變。 （2）高溫持久強(qiáng)度：金屬材料在高溫、長(zhǎng)期應(yīng)力作用下抵抗斷裂的能力。 （3

49、）蠕變脆性（鋼的持久塑性）：在溫度、應(yīng)力和時(shí)間三者聯(lián)合作用下所產(chǎn)生的脆性傾向。 （4）高溫抗氧化能力。2、對(duì)耐熱鋼焊接接頭性能的基本要求：、對(duì)耐熱鋼焊接接頭性能的基本要求： （1）接頭的等強(qiáng)度和等塑性：不僅要有與母材基本相等的常溫和高溫短時(shí)強(qiáng)度，而且更重要的應(yīng)具有與母材相當(dāng)?shù)母邷爻志脧?qiáng)度，同時(shí)還應(yīng)具有與母材相近的塑性變形能力。 （2）接頭的抗氫性和抗氧化性：具有與母材基本相同的抗氫性和抗高溫氧化性。為此要求焊縫金屬的合金成分應(yīng)與母材基本相同。 （3）接頭的組織穩(wěn)定性：要求接頭各區(qū)的組織不應(yīng)產(chǎn)生明顯的變化及由此引起的脆變或軟化。 （4）接頭的抗脆斷性：焊接接頭應(yīng)能承受1.5倍工作壓力的壓力試驗(yàn)，

50、和高溫高壓設(shè)備投運(yùn)或檢修后的冷起動(dòng)過程。 （5）低合金耐熱鋼接頭的物理均一性：低合金耐熱鋼焊接接頭具有與母材基本相同的物理性能，防止接頭材料的熱膨脹系數(shù)和導(dǎo)熱率的差別造成過大的熱應(yīng)力，對(duì)接頭的提前失效產(chǎn)生不利影響。 奧氏體耐熱鋼與奧氏體不銹鋼具有基本相同的焊接特點(diǎn)，其焊條選用原則將在后面的奧氏體不銹鋼一章中一并介紹。3、鉻鉬珠光體耐熱鋼的焊接特點(diǎn)：、鉻鉬珠光體耐熱鋼的焊接特點(diǎn)： 鉻鉬珠光體耐熱鋼的基本合金元素是Cr和Mo，有的還含有V、W、Si、Ti、B等。 焊接時(shí)存在的主要問題是： （1）熱影響區(qū)的脆化（淬硬性）：在冷卻速度較大的情況下，接近熔合線的粗晶區(qū)容易形成淬硬的馬氏體組織。主要合金元

51、素Cr和Mo能顯著地提高鋼的淬硬性。 雖然多層焊的接頭性能比單層焊好得多，但緊靠熔合線的熱影響區(qū)仍是最薄弱的環(huán)節(jié)。 （2）焊縫和熱影響區(qū)的軟化：冷卻速度過慢，使接頭在Ac1附近的停留時(shí)間增長(zhǎng)，而出現(xiàn)“軟化區(qū)”，沖擊韌性下降，引起斷裂。 （3）冷裂紋：一般發(fā)生在熱影響區(qū)的粗晶區(qū)內(nèi)。當(dāng)焊縫強(qiáng)度和氫含量較高時(shí)也會(huì)發(fā)生在焊縫內(nèi)。 （4）回火脆性：鉻鉬鋼及其焊接接頭在370-565溫度區(qū)間長(zhǎng)期運(yùn)行過程中發(fā)生漸進(jìn)的脆變現(xiàn)象。以2.25Cr-1Mo鋼為典型。 （5）再熱裂紋：在焊接之后再次處于高溫（如焊后熱處理）下產(chǎn)生的裂紋。容易發(fā)生在鉬鋼、鉻鉬鋼及鉻鉬釩鋼等珠光體耐熱鋼的焊接接頭上（多數(shù)在粗晶區(qū)，少數(shù)在焊

52、縫金屬中）。 化學(xué)成分是再熱裂紋的主要影響因素之一：Cr、Mo、V是碳化物的形成元素，會(huì)有析出強(qiáng)化作用，增加鋼的再熱裂紋敏感性。 從焊接材料上采取的再熱裂紋防范措施： 正確選用焊接材料； 采用強(qiáng)度較低的焊縫金屬，以提高其塑性變形能力，可減輕近縫區(qū)塑性應(yīng)變集中程度。 也可僅在焊縫表層用低強(qiáng)高塑性焊條蓋面。 4、鉻鉬珠光體耐熱鋼的焊條選用要點(diǎn)：、鉻鉬珠光體耐熱鋼的焊條選用要點(diǎn)： 從合金元素過渡方式看，絕大多數(shù)低合金耐熱鋼焊條的主要合金成分都是由藥皮來(lái)過渡的。 （1）一般可按鋼種和構(gòu)件的工作溫度來(lái)選用，以保證接頭的高溫性能。通常選用熔敷金屬化學(xué)成分和力學(xué)性能與母材相同或接近的焊條。 JB/T4709

53、-2000規(guī)定：低合金耐熱鋼的焊縫金屬除應(yīng)保證力學(xué)性能、抗拉強(qiáng)度不應(yīng)超過母材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的上限值加30MPa外，還應(yīng)保證化學(xué)成分。 （2）如焊件焊后需經(jīng)退火、正火或熱成形，則應(yīng)選用合金成分和強(qiáng)度級(jí)別較高的焊條。 （3）對(duì)于有沖擊韌性要求的焊件，一般情況選用的焊條其焊縫金屬常溫沖擊值應(yīng)不低于相應(yīng)母材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定下限值； 壓力容器焊接的鉻鉬鋼焊條應(yīng)符合JB/T4747-2002壓力容器用鋼焊條訂貨技術(shù)條件的規(guī)定。 （4）不論從提高焊接接頭的抗裂紋能力，還是從滿足力學(xué)性能考慮，都要求采用堿性低氫型焊條。只有在一些小直徑薄壁管及一些管道經(jīng)氬弧焊打底后作蓋面焊時(shí)才可選用其他類型焊條（如R302、R310等）。

54、（5）對(duì)于不便于進(jìn)行高溫預(yù)熱或焊后熱處理的場(chǎng)合（尤其是現(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)焊），可采用奧氏體焊條或鎳基合金焊條。 一般情況下選用Cr25Ni13型焊條，如A307、A312等。 （七）奧氏體不銹鋼的焊條選用（七）奧氏體不銹鋼的焊條選用1、對(duì)不銹鋼的認(rèn)識(shí)：、對(duì)不銹鋼的認(rèn)識(shí)： 不銹鋼不銹鋼是指主加元素Cr高于12%，能使鋼處于鈍化狀態(tài)、又具有不銹鋼特性的鋼。不銹鋼實(shí)際是不銹鋼（耐大氣、水等弱腐蝕介質(zhì)）和耐酸鋼（耐酸、堿、鹽等強(qiáng)腐蝕介質(zhì)）的總稱。不銹鋼并不一定耐酸，而耐酸鋼一般具有良好的不銹性能。 不銹鋼的分類 不銹鋼根據(jù)其顯微組織分為鐵素體型、馬氏體型、奧氏體型、奧氏體+鐵素體型和沉淀硬化型不銹鋼。 不銹鋼根據(jù)

55、主要合金元素大致分為高鉻型不銹鋼和高鉻鎳型不銹鋼。 高鉻型不銹鋼包括馬氏體型不銹鋼和鐵素體不銹鋼兩大類。 高鉻鎳型不銹鋼則包括奧氏體、奧氏體+鐵素體型和沉淀硬化型不銹鋼。 馬氏體不銹鋼：常見的以Cr13不銹鋼為代表，在常溫下具有馬氏體組織，如1Cr13、2Cr13、3Cr13、1Cr17Ni2、9Cr18MoV。 鐵素體不銹鋼：常見的以Cr13、Cr17為代表，在常溫下具有鐵素體組織，如0Cr13、0Cr13Al、1Cr17、1Cr17Ti、1Cr25Ti。 奧氏體不銹鋼：大致分為： Cr18-Ni8型，如0Cr18Ni9、0Cr17Ni12Mo2等； Cr25-Ni13型，如0Cr23Ni1

56、3； Cr25-Ni20型，如0Cr25Ni20 ； Cr25-Ni35型，如4Cr25Ni35（國(guó)外鑄造不銹鋼） ； 超級(jí)奧氏體型，如254SMo（20Cr-18Ni-6Mo）。 Cr18Ni9不銹鋼是基本的鉻鎳奧氏體不銹鋼。 注意：不銹鋼的不銹性和耐蝕性是相對(duì)的和有條件的，目前還沒有對(duì)任何腐蝕環(huán)境都具有耐蝕性的不銹鋼，所以不銹鋼的選用應(yīng)根據(jù)具體的使用條件加以合理考慮。 技術(shù)人員在進(jìn)行材料代用時(shí)應(yīng)注意。 奧氏體不銹鋼的組織特點(diǎn)奧氏體不銹鋼的組織特點(diǎn)： 通常在常溫下的組織為純奧氏體，也有一些為奧氏體+少量鐵素體，這種少量鐵素體有助于防止熱裂紋。 不能用熱處理方法強(qiáng)化。但具有顯著的冷加工硬化性，

57、可通過冷變形方法提高強(qiáng)度。 經(jīng)冷變形產(chǎn)生的加工硬化，可采用固溶處理便之軟化。2、奧氏體不銹鋼的焊接特點(diǎn)：、奧氏體不銹鋼的焊接特點(diǎn)： （1）熱裂紋）熱裂紋 焊接材料選擇方面應(yīng)采取的防止措施： 盡量使焊縫金屬呈雙相組織，鐵素體的含量控制在3-5%以下。因?yàn)殍F素體能大量溶解有害的S、P雜質(zhì)。 盡量選用堿性藥皮的優(yōu)質(zhì)焊條，以限制焊縫金屬中S、P、C等的含量。 （2）晶間腐蝕：）晶間腐蝕：根據(jù)貧鉻理論，焊縫和熱影響區(qū)在加熱到450-850敏化溫度區(qū)時(shí)在晶界上析出碳化鉻，造成貧鉻的晶界，不足以抵抗腐蝕的程度。 焊接材料選擇方面應(yīng)采取的防止措施： 采用低碳或超低碳的焊材，如A002等。 采用含鈦、鈮等穩(wěn)定化

58、元素的焊條，如A137、A132等。 由焊絲或焊條向焊縫熔入一定量的鐵素體形成元素，使焊縫金屬成為奧氏體+鐵素體的雙相組織，（鐵素體一般控制在4-12%）。 （3 3）應(yīng)力腐蝕開裂：）應(yīng)力腐蝕開裂： 應(yīng)力腐蝕開裂焊接接頭在特定腐蝕環(huán)境下受拉伸應(yīng)力作用時(shí)所產(chǎn)生的延遲開裂現(xiàn)象。 奧氏體不銹鋼焊接接頭的應(yīng)力腐蝕開裂是焊接接頭比較嚴(yán)重的失效形式，表現(xiàn)為無(wú)塑性變形的脆性破壞。 應(yīng)力腐蝕開裂的宏觀特征：裂紋從表面開始向內(nèi)部擴(kuò)展，點(diǎn)蝕往往是裂紋的根源。斷口上常附有各種腐蝕產(chǎn)物及氧化現(xiàn)象。 影響應(yīng)力腐蝕開裂的三要素：化學(xué)成分、拉應(yīng)力、工作介質(zhì)。 化學(xué)成分化學(xué)成分：不同的材料本身對(duì)于應(yīng)力腐蝕敏感性有所不同。 工

59、作介質(zhì)工作介質(zhì)：主要是介質(zhì)的濃度和溫度的影響： 對(duì)于碳鋼及低合金鋼的應(yīng)力腐蝕開裂：對(duì)于碳鋼及低合金鋼的應(yīng)力腐蝕開裂： H2S介質(zhì)的存在：H2S的濃度達(dá)到飽和狀態(tài)；H2S水溶液的溫度在室溫附近開裂傾向最大。 NaOH介質(zhì)的存在：在超過5% NaOH的幾乎全部濃度范圍內(nèi)都可產(chǎn)生堿脆，而以30% NaOH附近最為危險(xiǎn)。堿脆的臨界溫度約為沸點(diǎn)，堿脆的最低溫度約為60。 對(duì)于奧氏體不銹鋼的應(yīng)力腐蝕開裂：對(duì)于奧氏體不銹鋼的應(yīng)力腐蝕開裂： 氯化物介質(zhì)的存在：幾乎只要有Cl- 存在，即可發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂；溫度升高，應(yīng)力腐蝕開裂加速，在Cl- 濃度少的稀溶液中，存在一個(gè)SCC敏感溫度范圍，一般在150-300。

60、 NaOH介質(zhì)的存在：OH-的濃度高于0.1%即發(fā)生SCC，40-42%的NaOH是最危險(xiǎn)的濃度；最低發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂的溫度是115左右（對(duì)于40-42%的NaOH）。 高溫高壓水介質(zhì)的存在：其中溶解的氧（O）濃度對(duì)不銹鋼應(yīng)力腐蝕開裂傾向影響很大，且存在一敏感溫度范圍150-300，在300附近最易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開裂。 接頭拉應(yīng)力接頭拉應(yīng)力：拉應(yīng)力的存在是SCC的先決條件。壓應(yīng)力不會(huì)引起SCC。據(jù)調(diào)查，造成SCC的應(yīng)力主要是殘余應(yīng)力，約占80%，其中由焊接引起的殘余應(yīng)力約占30%。 （4 4）焊縫金屬的低溫脆化：）焊縫金屬的低溫脆化： 對(duì)于奧氏體不銹鋼焊接接頭，在低溫使用時(shí)，焊縫金屬的塑韌性是關(guān)鍵問題。此時(shí)，焊