燃?xì)鈮毫艿篮附蛹夹g(shù)課件-管理文書-在線文檔

燃?xì)夤艿篮附雍贾菔刑胤N設(shè)備檢測院

夏福勇高級工程師

高級檢驗師中國特種設(shè)備檢驗協(xié)會評審員全國特種設(shè)備無損檢測人員資格鑒定考核委員會成員浙江省特種設(shè)備無損檢測資格鑒定考委會超聲專業(yè)組組長杭州市鍋爐壓力容器焊工考試委員會委員燃?xì)飧邏汗艿篮附邮┕がF(xiàn)場預(yù)制管道現(xiàn)場管道壓力試驗現(xiàn)場門站內(nèi)管道設(shè)備中壓燃?xì)夤艿篮附蝇F(xiàn)場1中壓燃?xì)夤艿朗┕がF(xiàn)場2燃?xì)釶E管道熱熔焊接燃?xì)夤艿篮附觾?nèi)容1、常用焊接基本方法2、城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿莱Ｓ玫暮附臃椒?、常用鋼材的焊接4、焊接接頭5、焊接工藝評定6、高壓長輸管道焊接方法7、焊接缺陷的產(chǎn)生原因和危害1、常用焊接基本方法手工電弧焊埋弧自動焊氬弧焊二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊等離子弧焊電渣焊2、城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿莱Ｓ玫暮附臃椒寤『?焊條電弧焊=氬電聯(lián)焊焊條（手工）電弧焊焊條電弧焊特點焊條電弧焊是利用焊條與焊件之間的電弧熱，將焊條及部分焊件熔化而形成焊縫的焊接方法。焊接過程中焊條藥皮熔化分解生成氣體和熔渣，在氣體和熔渣的共同保護(hù)下，有效地排除了周圍空氣對熔化金屬的有害影響。通過高溫下熔化金屬與熔渣問的冶金反應(yīng)還原并凈化焊縫金屬，從而得到優(yōu)質(zhì)的焊縫。（圖1－1）圖1－1焊條電弧焊過程示意圖

1―藥皮2―焊芯3―保護(hù)氣4―電弧5―熔池6―母材7―焊縫8―焊渣9―熔渣10―熔滴7

6

5手工電弧焊設(shè)備簡單，便于操作，適用于室

內(nèi)外各種位置的焊接，可以焊接碳鋼、低合金鋼、耐熱鋼、不銹鋼等各種材料，在承壓類特種設(shè)備

制造中應(yīng)用十分廣泛，比如鋼板對接，接管與筒

體、封頭的連接及各種結(jié)構(gòu)件的連接，都可以采

用手工電弧焊。手工電弧焊的缺點是生產(chǎn)效率低，勞動強度大，對焊工的技術(shù)水平及操作要求較高。1.1.2、焊條電弧焊設(shè)備常用的手工電弧焊電源有交流電焊機、旋轉(zhuǎn)式直流電焊機和硅整流式直流電焊機三種。2.1.3、焊條電弧焊焊條涂有藥皮的供手弧焊用的熔化電極稱為焊條。它由焊芯和藥皮兩部分組成焊芯

焊條中被藥皮包覆的金屬芯稱為焊芯。

焊芯的作用為：1）作為電極產(chǎn)生電弧。2）焊芯在電弧的作用下熔化后，作為填充金屬與熔化了的母材混合形成焊縫藥皮

涂敷在焊芯表面的有效成分稱為藥皮。1）藥皮的作用：①穩(wěn)弧作用可保證電弧容易引燃和燃燒穩(wěn)定。②保護(hù)作用焊條藥皮熔化后產(chǎn)生大量的氣體籠罩著電弧區(qū)和熔池，能把熔化金屬與空氣隔絕開，保護(hù)熔融金屬。熔渣冷卻后，在高溫焊縫表面上形成渣殼，可防止焊縫表面金屬不被氧化并減緩焊縫的冷卻速度。③冶金作用藥皮中加有脫氧劑和合金劑.④

摻合金

通過在焊條藥皮中加人鐵合金或純合金元素，使之隨藥皮的熔化而過渡到焊縫中去，以彌補合金元素?zé)龘p，提高焊縫金屬的力學(xué)性能。⑤

改善焊接的工藝性能

通過調(diào)整藥皮成分，可改變藥皮的熔點和凝固溫度使焊條末端形成套筒，產(chǎn)生定向氣流，有利于熔滴過渡，可適應(yīng)各種焊接位置的需要。2）焊條藥皮的組成物焊條藥皮組成物按其作用不同可分為：穩(wěn)弧劑、造渣劑、造氣劑、脫氧劑、合金劑、稀渣劑、黏結(jié)劑和增塑劑八類。（3）焊條的種類1）焊條根據(jù)用途可分為：碳鋼焊條、低合金鋼焊條、不銹鋼焊條、鉻和鉻鉬耐熱鋼焊條、低溫鋼焊條、合金焊條、鑄鐵焊條和特殊用途焊條等。2）按焊條藥皮熔化后所形成熔渣的酸堿性不同可分為：堿性焊條（熔渣堿度＞1.5）和酸性焊條（熔渣堿度＜1.5兩大類。①酸性焊條藥皮中主要含有TiO2、MnO2、FeO、SiO2等酸性氧化物及少量有機物，氧化性較強，施焊時藥皮中合金元素?zé)龘p較大，焊縫金屬的氧氮含量較高，故焊縫金屬的力學(xué)性能（特別是沖擊韌性）較低；酸性渣難于脫硫脫磷，因

而焊條的抗裂性較差；酸陛渣較黏，在冷卻過程中渣的黏度增加緩慢，稱為”長渣”。但焊條工藝性能良好，成形美觀，特別是對銹、油、水分等的敏感度不大，抗氣孔能力強。酸性焊條廣泛地用于一般結(jié)構(gòu)的焊接。②

堿性焊條藥皮中主要含有CaCO3、CaF2等

堿性造渣物，并含有較多的鐵合金，如錳鐵、硅

鐵等作為脫氧劑和滲合金劑，使焊條有足夠的脫

氧能力。堿性焊條的最大特點是焊縫金屬中含氫

量低，所以也叫”低氫焊條”。堿性焊條藥皮中

的某些成分能有效地脫硫脫磷，故其抗裂性能良

好，焊縫金屬的力學(xué)性能，特別是沖擊韌性較高。堿性焊條多用于焊接重要結(jié)構(gòu)，高壓鍋爐和壓力

容器、壓力管道制造中廣泛地使用堿性焊條。堿性焊條的缺點是對銹、油、水分較敏感，容易在焊縫中產(chǎn)生氣孔缺陷；電弧穩(wěn)定性差，一般只用于直流電源施焊，但藥皮中加入穩(wěn)弧組成物時可用于交流；在深坡口中施焊時，脫渣性不好；發(fā)塵量較大，焊接中需要加強通風(fēng)，注意保健。（4）焊條的編號低碳鋼和低合金鋼焊條的型號是根據(jù)熔敷金屬的力學(xué)性能、藥皮種楚、焊接位置及焊接電流種類劃分的。焊條型號編制方法如下：字母“E“表示焊條；前兩位數(shù)字表示熔敷金屬抗拉強度的最小值；第三位數(shù)字表示焊條的焊接位置，“O”及“1”表示焊條適用于全位置焊接（平、立、中、橫），“2”表示焊條適用于平焊及平角焊，“4”表示焊條適用于向下立焊（低合金鋼焊無此項）；第三位和第四位數(shù)字組合時表示焊接電流種類及藥皮類型。有關(guān)焊條型號的舉例如下：1）低碳鋼焊條E

50

1

5表示焊條藥皮為低氫納型，焊接電流為直流反接表示焊條適用于全位置焊接表示熔敷金屬抗拉強度最小值（490MPa）表示焊條2）低合金鋼焊條E 50

1 8

－

A表示熔敷金屬化學(xué)成分分類代號表示焊條藥皮為低氫納型，可采用交流或直流反接焊接表示焊條適用于全位置焊接表示熔敷金屬抗拉強度最小值（490MPa）表示焊條3）不銹鋼焊條E 308

－

15表示焊條為堿性藥皮，適用于全位置，采用直流反極性焊接表示熔敷金屬化學(xué)成分分類代號表示焊條城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿莱Ｓ煤笚l的型號是：E4303、E4315氬弧焊焊絲的型號是：H08Mn2SiA異種鋼焊接的焊接材料的選用GB50236-98標(biāo)準(zhǔn)6.3.1規(guī)定：（具體見附錄D)1、當(dāng)兩側(cè)母材均為非奧氏體鋼或均為奧氏體鋼時，可根據(jù)合金含量較低一側(cè)母材或介于兩者之間的選用焊材；2、當(dāng)兩側(cè)母材之一為奧氏體鋼時，應(yīng)當(dāng)?shù)倪x用25Cr—13Ni型或含Ni更高的焊材。接頭鋼號焊條型號焊絲鋼號Q235+16MnE4303H08Mn20+16MnRE4315

E5015H08MnAQ235+15CrMoE4315H08MnA20+1Cr18Ni9TiA302\A312H1Cr24Ni132.1.4手工電弧焊焊接規(guī)范焊接規(guī)范是影響焊接質(zhì)量和焊接生產(chǎn)率的各個焊接工藝參數(shù)的總稱。手工電弧焊時，焊接規(guī)范主要包括焊接電流、電弧電壓、焊條種類和直徑、焊機種類和極性、焊接速度、焊接層數(shù)等。（1）焊接電流決定焊接電流的主要因素是焊條直徑和焊縫位置。焊條直徑越大，熔化焊條所需要的電弧熱能就越多，因而焊接電流應(yīng)相應(yīng)加大。在平焊位置焊接低碳鋼或低合金鋼時，常用下列公式計算焊接電流：I＝kd式中

I——焊接電流，A； d——焊條直徑，mm；k——經(jīng)驗系數(shù)，通常取30～50。電弧電壓電弧電壓主要影響焊縫熔化寬度，電壓越高，熔化寬度越大。手工電弧焊時電弧電壓一般為2025

V。焊條直徑焊條直徑主要根據(jù)被焊工件的厚度來選擇，工件越薄，所用焊條越細(xì)；工件越厚，所用焊條越粗。直徑3～5

mm的焊條用得最廣。焊接速度焊接速度指焊條沿焊接方向移動的速度手工電弧焊的焊接速度一般不作特殊的規(guī)定，而由焊工根據(jù)焊縫尺寸和焊條特性自行掌握。通常，焊接速度不超過10

m/h，工件越薄，焊接速度應(yīng)越大。焊接層數(shù)在中厚鋼板手工電弧焊時，應(yīng)采用多層焊。對同一厚度的鋼材，其他條件不變時，焊接層數(shù)增加，有利于提高焊接接頭的塑性韌性。焊接層數(shù)根據(jù)實踐經(jīng)驗決定，大約是鋼材厚度與焊條直徑的比值。2.1.5、手工電弧焊的焊接位置手工電弧焊可以在不同的位置進(jìn)行操作。熔焊時，焊接接頭所處的空間位置稱為焊接位置，GB/T

3375《焊接術(shù)語》中用傾角和轉(zhuǎn)角兩個參數(shù)來劃分不同的焊接位置。其中平焊位置，立焊位置，橫焊位置，仰焊位置是四種基本焊接位置.管子環(huán)焊縫的焊接位置也有4種基本形式，即水平轉(zhuǎn)動，垂直固定，水平固定，

45°位置（圖2－3）。管子環(huán)焊縫的焊接位置圖2－3管狀坡口對接焊縫試件a）水平轉(zhuǎn)動-Fr

b）垂直固定-H

c）水平固定-A d）45°全位置對于不同的焊接位置，采用的焊接方法，選擇的焊接規(guī)范以及焊工的操作手法都有所不同，焊縫外觀成形與內(nèi)部缺陷的發(fā)生也有各自的規(guī)律。2.2

氬弧焊氬弧焊是以惰性氣體氬氣作為保護(hù)氣體的一種電弧焊接法。電弧發(fā)生在電極與焊件之間，在電弧周圍通以氬氣，形成連續(xù)封閉氣流，保護(hù)電弧和熔池不受空氣的侵害。而氬氣是惰性氣體，即使在高溫之下，氬氣也不與金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，且不溶解于液態(tài)金屬，因此焊接質(zhì)量較高。氬弧焊根據(jù)電極是否熔化分為不熔化極氬弧焊及熔化極弧焊。不熔化極氬弧焊通常叫鎢極氬弧焊，它以鎢棒作電極，在氬氣保護(hù)下，靠鎢極與工件間產(chǎn)生的電弧熱，熔化基本金屬進(jìn)行焊接。必要時，也可另加填充焊絲。在焊接過程中鎢極不發(fā)生明顯的熔化和消耗，只起發(fā)射電子引燃電弧及傳導(dǎo)電流的作用。鎢極氬弧焊電弧穩(wěn)定，可使用小電流焊接薄工件，并可單面焊雙面成形，近年在承壓類特種設(shè)備制造和安裝中得到廣泛應(yīng)用。特別是采用鎢極氬弧焊打底，然后用手工電弧焊或其他焊接方法形成焊縫，可以避免根部未焊透等缺陷，提高焊接質(zhì)量。（見圖2－5）熔化極氬弧焊是采用連續(xù)送進(jìn)的焊絲作電極，在氬氣保護(hù)下，依靠焊絲與工件之間產(chǎn)生的電弧熱，圖2－5鎢極氬弧焊示意圖熔化基本金屬與焊絲形成1―噴嘴2―電極3―電弧4―焊縫5―焊件6―填充焊絲7―保護(hù)氣體焊縫。氬弧焊所用的焊絲，其化學(xué)成分應(yīng)與母材基本相同，焊絲直徑一般不大于3

mm。所用氬氣一般系瓶裝供應(yīng)，

通過管道和噴嘴送至焊接區(qū)。氬氣中所含氧、氮、二氧化碳和水分等雜質(zhì)，會降低氬氣的保護(hù)作用，造成氣孔缺陷，降低焊接接頭的力學(xué)性能與抗腐蝕性能。因此，要求氬氣的純度應(yīng)大于99.95%。綜合說來，氬弧焊有下列優(yōu)點：適于焊接各種鋼材、有色金屬及合金，焊接質(zhì)量優(yōu)良。電弧和熔池用氣體保護(hù)，清晰可見，便于實現(xiàn)全位置自動化焊接。電弧在保護(hù)氣流壓縮下燃燒，熱量集中，熔池較小，焊接速度較快，熱影響區(qū)較小，工件焊接變形較小。電弧穩(wěn)定，飛濺小，焊縫致密，成形美觀。氬弧焊的缺點是，氬氣成本較昂貴，氬弧焊的設(shè)備和控制系統(tǒng)比較復(fù)雜，鎢極氬弧焊的生產(chǎn)效率較低，易焊薄壁工件。氬弧焊可用于各種焊接接頭形式，但不同接頭形式下氬氣的保護(hù)效果不同。對于對接接頭和T字接頭，氬氣流具有良好的保護(hù)效果。但對角接接頭的保護(hù)作用較差，空氣容易侵入焊縫區(qū)。氬弧焊的焊接規(guī)范參數(shù)主要有焊接電流、電弧電壓、焊接速度、焊絲直徑、氬氣流量、噴嘴直徑等，這些規(guī)范參數(shù)的大小又因焊接形式的不同而不同。3.常用鋼材的焊接鋼材的焊接性、焊接性的含義鋼材的焊接性，是指被焊鋼材在采用一定的焊接方法、焊接材料、焊接規(guī)范參數(shù)及焊接結(jié)構(gòu)形式的條件下，獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度。所謂優(yōu)質(zhì)焊接接頭包括制造上和使用上兩方面的意義。從制造上說，所形成的焊接接頭應(yīng)是完整的，沒有裂紋等缺陷；從使用上說，焊接接頭的力學(xué)性能應(yīng)符合設(shè)計要求，能夠滿足使用需要。即焊接性包括兩個方面：工藝焊接性主要指焊接接頭出現(xiàn)各種裂紋的可能性，也稱抗裂性。使用焊接性主要指焊接接頭在使用中的可靠性，包括焊接接頭的力學(xué)性能（強度、塑性、韌性、硬度以及抗裂紋擴展的能力等）和其他特殊性能（如耐熱、耐腐蝕、耐低溫、抗疲勞、抗時效等）。不同的鋼材焊接性不同，同一種鋼材采用不同焊接方法，焊接材料和焊接規(guī)范焊，期焊接性也可能有很大差別。所以鋼材的焊接性是一個與條件有關(guān)的相對概念。當(dāng)采用新的金屬材料焊制構(gòu)件時，了解及評價新材料的焊接性，是構(gòu)件設(shè)計、施工準(zhǔn)備及正確擬訂焊接工藝，保證焊接質(zhì)量的重要依據(jù)。3.2、焊接性的估算鋼材的焊接性主要取決于鋼材的化學(xué)成分，取決于鋼中碳及各種合金元素的含量。其中碳對焊接性的影響最大。鋼中含碳量增加，其強度增加，塑性及韌性下降，淬硬傾向增大，焊接熱影響區(qū)被淬硬后，極易產(chǎn)生裂紋，使鋼材的抗裂性即工藝焊接性顯著降低。鋼中其他合金元素的含量，對鋼材的焊接性也有不同程度的不利影響。工程上通常用碳當(dāng)量Ceq估算鋼材的焊接性，即以鋼中碳的百分含量為基礎(chǔ)，將其他合金元素的百分含量折算成碳的含量，其總和即為鋼的碳當(dāng)量。國內(nèi)外估算鋼材碳當(dāng)量的經(jīng)驗公式很多。公認(rèn)比較有代表性的是國際焊接學(xué)會、英國及日本相關(guān)機構(gòu)推薦的公式：ⅡW（國際焊接學(xué)會）推薦公式根據(jù)一般經(jīng)驗，當(dāng)碳當(dāng)量Ceq＜0.4%時，鋼材的淬硬傾向不明顯，焊接性較好，在一般焊接條件下施焊即可，不必預(yù)熱焊件。當(dāng)碳當(dāng)量Ceq＝0.4%～0.6%時，鋼材的淬硬傾向逐漸明顯，焊接時需要采取預(yù)熱等適當(dāng)?shù)墓に嚧胧?。?dāng)碳當(dāng)量時Ceq＞0.6%，鋼材的淬硬傾向很強，難于焊接，需采取較高的焊件預(yù)熱溫度和嚴(yán)格的工藝措施。碳當(dāng)量法作為一種估算方法，主要是針對焊接冷裂紋及脆化產(chǎn)生傾向的，難于全面及準(zhǔn)確地衡量鋼材的焊接性。鋼材焊接性還受鋼板厚度、焊后應(yīng)力條件、氫含量等因素的影響。當(dāng)鋼板厚度增加時，結(jié)構(gòu)剛度變大，焊后殘余應(yīng)力也增大，焊縫中心將出現(xiàn)三向拉應(yīng)力，此時實際允許碳當(dāng)量值將降低。除估算碳當(dāng)量外，還應(yīng)進(jìn)行焊接性試驗，以作為制訂合理焊接工藝規(guī)范的依據(jù)。3.3、焊接性試驗因為鋼材焊接性影響因素很復(fù)雜，所以評定焊接性的試方法也很多。每一種方法所得的結(jié)果只能從某一方面說明鋼材的焊接性。因此，往往要進(jìn)行一系列試驗才能全面說明某種鋼材的焊接性能，說明結(jié)構(gòu)形式是否合理，說明應(yīng)該選用什么焊接方法、焊接材料、焊接規(guī)范，以及需要采取一些什么工藝措施等。從獲得無焊接缺陷又有所需要使用性能的焊接接頭這一目的發(fā)，鋼材焊接性試驗的主垂內(nèi)容是：焊接接頭的抗熱裂紋能力。焊接接頭的抗冷裂紋能力焊接接頭的抗脆性轉(zhuǎn)變能力焊接接頭的使用性能包括焊接接頭的力學(xué)性能和產(chǎn)品要求的其他特殊性能，如：耐腐性、耐熱性、低溫韌性等。4.焊接接頭4.1焊接接頭的組成焊接接頭包括：焊縫（OA）、熔合區(qū)（AB）和熱影響區(qū)（BC）三部分，如圖所示。1、焊縫焊縫是焊件經(jīng)焊接后形成的結(jié)合部分。通常由熔化的母材和焊材組成，有時全部由熔化的母材組成。2、熔合區(qū)熔合區(qū)是焊接接頭中焊縫與母材交接的過渡的區(qū)域。它是剛好加熱到熔點與凝固溫度區(qū)間的部分。3、熱影響區(qū)焊接熱影響區(qū)是焊接過程中，材料因受熱的影響（但未熔化）而發(fā)生金相組織和機械能變化的區(qū)域。熱影響區(qū)的寬度與焊接方法、線能量、板厚及焊接工藝有關(guān).圖6－7焊接接頭示意圖4.2焊接接頭形式焊接接頭形式一般由被焊接兩金屬件的相互結(jié)構(gòu)位置來決定，通常分為對接接頭、搭接接頭、角接接頭及T字接頭等。每種接頭形式下又有不同的坡口形式。圖6－8焊接接頭的基本形式a）對接接頭b）角接接頭c）搭接接頭d）T形接頭焊接坡口形式指被焊兩金屬件相連處預(yù)先被加工成的結(jié)構(gòu)形式，一般由焊接工藝本身來決定。坡口形式的選擇主要應(yīng)考慮以下因素：保證焊透。填充于焊縫部位的金屬盡量少。便于施焊，改善勞動條件。對圓筒形構(gòu)件，筒內(nèi)焊接量應(yīng)盡量小。減小焊接變形量，對較厚元件焊接應(yīng)盡量選用沿壁厚對稱的坡口形式。對接接頭將兩金屬件放置于同一平面內(nèi)（或曲面內(nèi)）使其邊緣相對，沿邊緣直線（或曲線）進(jìn)行焊接的接頭叫對接接頭。對接接頭是最常見、最合理的接頭形式。圓筒連接焊縫，接管及管子的對接焊縫等，都是對接接頭。對接接頭處結(jié)構(gòu)基本上是連續(xù)的，承載后應(yīng)力分布比較均勻。在焊接接頭設(shè)計中，應(yīng)盡量采用對接接頭。但對接接頭也有一定程度的應(yīng)力集中，這主要是接頭處截面改變造成的，即焊縫兩面的余高或低陷在基本金屬與焊縫過渡處造成應(yīng)力集中。在承壓類特種設(shè)備制造中，不允許焊縫表面低陷，對焊縫余高也有限制，一般應(yīng)小于3

mm。當(dāng)焊縫根部未焊透或焊縫中存在缺陷時，對接接頭中的應(yīng)力集中將會增大。對接接頭的坡口形式可分為不開坡口、V形坡口、x形坡口、單U形坡口及雙U形坡口等種，見圖。1圖6－9坡口基本形式a）I形坡口b）V形坡口c）X形坡口d）U形坡口e）雙U形坡口4.3焊接接頭的組織和性能焊接接頭中，焊縫金屬是從高溫液態(tài)冷卻至常溫固態(tài)的。這期間經(jīng)歷了兩次結(jié)晶過程，即從液相轉(zhuǎn)變?yōu)楣滔嗟囊淮谓Y(jié)晶過程和在固相狀態(tài)下發(fā)生組織轉(zhuǎn)變的二次結(jié)晶過程。由于焊縫金屬的化學(xué)成分較合理，二次結(jié)晶的晶粒較細(xì)，所以焊縫部位的金屬具有較好的力學(xué)性能。加上焊縫余高使焊縫部位的受力截面增大，所以，焊接接頭的薄弱部位不在焊縫，而在熔合區(qū)和熱影響區(qū)。必須指出，焊縫余高并不能增加整個焊接接頭的強度，因為余高僅僅使焊縫截面增大而未使熔合區(qū)和熱影響區(qū)截面增大。相反，余高的存在恰好在熔合區(qū)和熱影響區(qū)粗晶區(qū)部位造成結(jié)構(gòu)的不連續(xù)，從而導(dǎo)致應(yīng)力集中使焊接接頭的疲勞強度下降。5高壓長輸管道焊接施工的特點復(fù)雜的氣候條件；

不穩(wěn)定的固定條件；全位置的操作條件；焊接工藝的多樣化和適應(yīng)性。焊條電弧焊上向焊（手工焊）焊條電弧焊下向焊（手工焊）自保護(hù)藥芯焊絲電弧焊下向焊（半自動焊）熔化極氣體保護(hù)電弧焊下向焊（半自動焊、機械化焊接）5.1主要應(yīng)用的焊接方法和焊接材料焊條電弧焊下向焊是八十年代從美歐引進(jìn)的焊接技術(shù)，其特點為采用薄層、多道、快速焊的方法完成操作，合格率高，特別適合于大機組流水作業(yè)主要使用的焊接材料為纖維素型和低氫型下向焊條。目前壓力管道建設(shè)中，下向焊工藝使用的焊條主要依靠進(jìn)口。如奧地利BOHLER，美國

LINCOLN等。國內(nèi)對于纖維素型焊條的開發(fā)工作已經(jīng)有了很大的進(jìn)展，初步具備了現(xiàn)場應(yīng)用的條件。如洛陽725所，四川大西洋等的產(chǎn)品。而低氫型下向焊條基本上還是空白。E6010纖維素型焊條電弧吹力大，操作性能好，特別適合于單面焊雙面成型的根部焊接，是目前管道焊接施工中主要的根焊方法。低氫型焊條下向填充、蓋面焊接技術(shù)操作靈活，適應(yīng)性好。但對于大口徑、厚壁鋼管來說，勞動強度大，焊接效率低，另外對焊工的操作水平要求較高，目前只應(yīng)用在部分連頭焊接和返修焊接中。焊條電弧焊的應(yīng)用特點

焊條電弧焊靈活簡便、適應(yīng)性強，同時由于焊條工藝性能的不斷改進(jìn)，其熔敷效率、力學(xué)性能仍能滿足當(dāng)今管道建設(shè)的需要。

焊條電弧焊包括纖維素和低氫焊條的應(yīng)用。其下向焊和上向焊兩種方法的有機結(jié)合及纖維素焊條良好的根焊適應(yīng)性在很多場合下是其它焊接方法所不能代替的。自保護(hù)藥芯焊絲半自動焊工藝是90年代初從美國引進(jìn)的一種下向焊的焊接方法。最早應(yīng)用于庫鄯線管道工程中。經(jīng)蘇丹管道、蘭成渝管道和澀寧蘭管道等工程的應(yīng)用，現(xiàn)已成為管道焊接施工中主要焊接方法。操作靈活，全位置成型好，熔敷效率高，環(huán)境適應(yīng)能力強，焊工易于掌握，是目前管道施工的一種重要的填充、蓋面焊方法。應(yīng)用特點自保護(hù)藥芯焊絲半自動焊主要用來填充和蓋面。其特點為熔敷效率高，全位置成型好，環(huán)境適應(yīng)能

力強，焊工易于掌握，是目前管道施工的一種重要

焊接工藝方法。一般根焊采用纖維素焊條手工根焊。熔化極氣體保護(hù)電弧焊有利于實現(xiàn)全位置焊接操作，易于進(jìn)行管道機械化焊接。目前壓力管道焊接施工中應(yīng)用的有半自動焊方法和機械化焊接方法。采用的保護(hù)氣體有氬氣、二氧化碳?xì)?，以及氬氣與二氧化碳的混合氣。主要使用的焊接材料為實心焊絲。目前主要有錦

州錦泰JM68、JM58，四川大西洋CHW60C、CHW50C8。國外的產(chǎn)品有美國LINCOLN、奧地利BOHLER、法國

SAF、日本神鋼等的AWS

A5.28

ER80S-G系列和AWSA5.18

ER70S-G、ER70S-6系列。西氣東輸線路工程用焊材情況焊材類別焊材標(biāo)準(zhǔn)號用途AWS

A

5.1

E6010手工電弧焊根焊纖維素型焊條AWS

A

5.5

E8010-G手工電弧焊熱焊低氫型焊條AWS

A

5.5

E8018-GAWS

A

5.5

E8018-Pl手工電弧焊填充焊蓋面自保護(hù)藥芯焊絲AWS

A

5.29

E71T8-K6AWS

A

5.29

E71T8-Ni2半自動焊填充焊蓋面焊CO2氣保護(hù)實芯焊絲AWS

A

5.18

ER70S-6AWS

A

5.18

ER70S-GSTT半自動根焊或內(nèi)焊機根焊AWS

A

5.18

ER70S-GAWS

A

5.18

ER80S-G自動外焊機用填充蓋面焊接工藝評定管端坡口加工5.2焊接施工工序管口組對預(yù)熱根焊熱焊、填充蓋面無損檢測填寫施工檢查記錄6焊接工藝評定參考標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語焊接工藝評定的目的及要求焊接工藝評定規(guī)則焊接工藝評定的程序評定報告6.1

參考標(biāo)準(zhǔn)壓力容器焊接工藝評定JB4708-2000現(xiàn)場設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗收規(guī)范

GB50236-98美國石油協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)

鋼質(zhì)管道焊接及驗收API

1104(19版)

SY/T

4103-95輸油輸氣管道線路工程施工與驗收規(guī)范

SY/T

0401-98石油天然氣金屬管道焊接工藝評定

2002輸氣和配氣管道系統(tǒng)ASME

B31.8SY0452-6.2

術(shù)語焊接工藝指導(dǎo)書根據(jù)工程設(shè)計要求和工程經(jīng)驗編制的用于焊接工藝評定的指導(dǎo)性文件。焊接工藝評定工程焊接之前對焊接工藝進(jìn)行的鑒定性試驗。焊接工藝規(guī)程根據(jù)評定合格的焊接工藝編制的用于工程施工的焊接技術(shù)規(guī)定和程序。自動化焊接：在焊接過程中焊絲自動送進(jìn)，焊接小車自動行走，工件自動移動。機械化焊接：在焊接過程中焊絲自動送進(jìn)，焊接小車自動行走，人工操作工件的移動。半自動焊：在焊接過程中焊絲自動送進(jìn)，人工操作電弧沿焊縫的行走和工件的移動。手工焊：在焊接過程完全由人工操作完成。根焊：第一層焊道。熱焊：根焊完成后立即進(jìn)行的第二層焊道。

填充焊：根焊、熱焊后，蓋面焊道前的焊道。立填焊：下向焊時，在立焊位置補填的焊道。蓋面焊：最外面的一層成型焊道。多道焊：同一層中焊接一道以上的焊道。缺欠:焊縫的不連續(xù)性、不完整性。缺陷:達(dá)到拒絕驗收標(biāo)準(zhǔn)的缺欠。修補:對表面非裂紋缺陷進(jìn)行的修復(fù)。返修：對不符合無損檢測要求的焊縫缺陷進(jìn)行的修復(fù)焊接。6.3

焊接工藝評定目的焊接工藝評定的目的是為了驗證施焊單位擬定的焊接工藝的正確性，為編制焊接方案、焊接作業(yè)指導(dǎo)書及焊接工藝卡等工藝文件提供科學(xué)可靠的依據(jù)，從而保證產(chǎn)品的焊接質(zhì)量。焊接工藝評定是以金屬材料的焊接性為基礎(chǔ)，并在工程焊接前完成的。應(yīng)制定詳細(xì)的焊接工藝指導(dǎo)書，并對此焊接工藝進(jìn)行評定，以驗證用此工藝能否得到具有合格力學(xué)性能的完好焊接接頭。焊接工藝評定過程中應(yīng)采用破壞性試驗檢驗焊接接頭的質(zhì)量和性能。評定合格的焊接工藝是編制焊接工藝規(guī)程的重要依據(jù)。工程施工中必須遵守焊接工藝規(guī)程。6.4焊接工藝評定規(guī)則根據(jù)JB4708的規(guī)定，焊接工藝評定應(yīng)按照以下規(guī)則進(jìn)行：工藝評定的試件可分為兩種型式，即對接焊縫試件及角焊縫試件。評定對接焊縫焊接工藝時，采用對接焊縫試件；評定非受壓角焊縫焊接工藝時，可采用角焊縫試件。對接焊縫試件評定合格的焊接工藝亦適用于角焊縫；試件形式如圖所示。a.板材對接焊縫試件b.管材對接焊縫試件c.板材角焊縫試件d.管與板角焊縫試件焊接工藝因素重要因素：指影響焊接接頭抗拉強度和彎曲性能的焊接工藝因素。補加因素：指影響焊接接頭沖擊韌性的焊接工藝因素。次要因素：指對要求測定的力學(xué)性能無明顯影響的焊接工藝因素。焊接方法的規(guī)定，組合方法的規(guī)定母材分組焊材分組適用于焊件母材和焊件焊縫金屬厚度的有效范圍板材對接焊縫與管材對接焊縫的評定關(guān)系6.5

焊接工藝評定程序確定金屬材料的焊接性擬定焊接工藝指導(dǎo)書確認(rèn)母材和焊材的類型、牌號、成分及性能施焊試件，做好各項記錄。檢驗試件和試樣，測定焊接接頭是否具有所要求的使用性能，做好各項記錄提出焊接工藝評定報告以焊接工藝評定報告為依據(jù)，編制焊接工藝規(guī)程6.6評定報告焊接工藝評定報告應(yīng)包括各項試驗的主要環(huán)節(jié)、試驗設(shè)備、試驗數(shù)據(jù)及試驗結(jié)論。評定結(jié)論應(yīng)有評定試驗技術(shù)負(fù)責(zé)人簽名。6.7

焊接工藝依據(jù)焊接工藝評定報告編制焊接工藝規(guī)程，用于指導(dǎo)焊接施工過程。焊接工藝規(guī)程應(yīng)詳細(xì)規(guī)定焊接程序、工藝參數(shù)、施工措施和環(huán)境要求等。7、鋼焊縫中常見缺陷及產(chǎn)生原因、危害1.外觀缺陷外觀缺陷（表面缺陷）是指不借助于儀器，用肉眼可以發(fā)現(xiàn)的工件表面缺陷。常見的外觀缺陷有咬邊、焊瘤、凹陷及焊接變形等，有時還有表面氣孔和表面裂紋。單面焊的根部未焊透也位于焊縫表面。（1）咬邊咬邊是指沿著焊趾，在母材部分形成的凹陷或溝槽，見圖7—1。它是由于電弧將焊縫邊緣的母材熔化后沒有得到熔敷金屬的充分補充所留下的缺口。圖7—1咬邊原因:電弧熱量太高，即電流太大，運條速度太小。焊條與工件問角度不正確擺動不合理，電弧過長，焊接次序不合理等也會造成咬邊。危害：咬邊減小了母材的有效截面積，降低結(jié)構(gòu)的承載能力，同時還會造成應(yīng)力集中，發(fā)展為裂紋源。圖7—1咬邊（2）焊瘤

焊縫中的液態(tài)金屬流到加熱不足未熔化的母材上或從焊縫根部溢出，冷卻后形成未與母材熔合的金屬瘤即為焊瘤，見圖7—2。圖7—2

焊瘤 圖7—3

凹坑原因:焊接規(guī)范過強、焊條熔化過快、焊條質(zhì)量欠佳（如偏芯），焊接電源特性不穩(wěn)定及操作姿勢不當(dāng)?shù)榷既菀讕砗噶?。在橫、立、仰位置更易形成焊瘤。危害：焊瘤常伴有未熔合、夾渣缺陷。此外，焊瘤改變了焊縫的實際尺寸，會帶來應(yīng)力集中。管子內(nèi)部的焊瘤減小了內(nèi)徑，可能造成堵塞。（3）凹坑凹坑指焊縫表面或背面局部的低于母材的部分，圖7—3原因:凹坑多是由于收弧時焊條（焊絲）未作短時問停留造成的（此時的凹坑稱為弧坑）。仰、立、橫焊時，常在焊縫背面根部產(chǎn)生內(nèi)凹。危害：凹坑減小了焊縫的有效截面積，弧坑常帶有弧坑裂紋和弧坑縮孔。防止凹坑產(chǎn)生的措施：施焊時盡量選用平焊位置，選用合適的焊接規(guī)范，收弧時讓焊條在熔池內(nèi)短時間停留或環(huán)形擺動，填滿弧坑。（4）未焊滿

未焊滿是指焊縫表面上連續(xù)的或斷續(xù)的溝槽，見圖7—4。原因：填充金屬不足是產(chǎn)生未焊滿的根本原因。規(guī)范太弱焊條過細(xì)，運條不當(dāng)?shù)染鶗?dǎo)致未焊滿。危害：未焊滿同樣減小了焊縫的有效截面積，削弱了焊縫也會產(chǎn)生應(yīng)力集中。（5）燒穿燒穿是指焊接過程中，熔深超過工件厚度，熔化金屬自焊縫背面流出，形成穿孔性缺陷，見.圖7—5。圖7—4

未焊滿

圖7—5

燒穿原因：焊接電流過大，速度太慢，電弧在焊縫處停留過久，都會產(chǎn)生燒穿缺陷。工件間隙太大，鈍邊太小也容易出現(xiàn)燒穿現(xiàn)象。危害：燒穿是鍋爐壓力容器壓力管道產(chǎn)品上不允許存在的缺陷。它破壞了焊縫，使接頭喪失連接及承載能力。（6）其他表面缺陷除上述五種缺陷外，下列幾種也是常見的外觀缺陷。成形不良指焊縫的外觀幾何尺寸不符合要求。有焊縫超高（圖7—6a及b），表面粗糙（圖7—6c），以及焊縫過寬，焊縫向母材過渡不圓滑等。錯邊指兩個工件在厚度方向上錯開一定位置，見圖7～6d。它既可視作焊縫表面缺陷，又可視作裝配成形缺陷。塌陷單面焊時由于輸入熱量過大，熔化金屬過多而使液態(tài)金屬向焊縫背面塌落，成形后焊縫背面突起，正面下塌，見圖7—6e。4）表面氣孔及弧坑縮孔見圖7—6f及g。5）各種焊接變形如角變形，扭曲，波浪變形等都屬于焊接缺陷。角變形也屬于裝配圖7—6其他焊接缺陷a、b）焊縫超高

c）表面粗超

d）錯邊

e）塌陷

f）表面氣孔

g）弧坑縮孔1圖7—6其他焊接缺陷a、b）焊縫超高

c）表面粗糙

d）錯邊

e）塌陷

f）表面氣孔

g）弧坑縮孔2.氣孔氣孔是指焊接時，熔池中的氣體未在金屬凝固前逸出，殘存于焊縫之中所形成的空穴。其氣體可能是熔池從外界吸收的，也可能是焊接冶金過程中反應(yīng)生成的。（1）氣孔的分類氣孔從其形狀上分，有球狀氣孔、條蟲狀氣孔；從數(shù)量上可分為單個氣孔和群狀氣孔。群狀氣孔又有均勻分布?xì)饪?，密集狀氣孔和鏈狀分布?xì)饪字?，圖7—7氣孔的形狀與分布3.夾渣夾渣是指焊后熔渣殘存在焊