锅炉压力容器焊接工艺培训.ppt





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1、锅炉用钢及焊接知识培训n第一节钢的基本知识第一节钢的基本知识n根据含碳量不同将含碳量为根据含碳量不同将含碳量为0.0218%-2.11%称为钢。含碳量大于或称为钢。含碳量大于或等于等于2.11%称为铸铁。称为铸铁。n按照钢的组织不同含碳量为按照钢的组织不同含碳量为0.77%的钢称为共析钢。含碳量小于和大的钢称为共析钢。含碳量小于和大于于0.77%的钢称为亚共析钢和过共析钢。的钢称为亚共析钢和过共析钢。n一;合金的结构一;合金的结构n1)组元;有两种和两种以上的金属元素或金属与非金属元素组成的具)组元;有两种和两种以上的金属元素或金属与非金属元素组成的具有金属特性的物质称为合金。如碳钢和碳两种元
2、素组成的合金。有两有金属特性的物质称为合金。如碳钢和碳两种元素组成的合金。有两个组元组成的合金称为二元合金。个组元组成的合金称为二元合金。n2)相;指合金系统中性质完全相同彼次间有界面隔开的均匀部分。固)相;指合金系统中性质完全相同彼次间有界面隔开的均匀部分。固相液相由一种两种多于两种相组成的合金分别称为单相合金和双向合相液相由一种两种多于两种相组成的合金分别称为单相合金和双向合金和多相合金。金和多相合金。n3)组织;通过制备金相试样的方法利用肉眼或显微镜下所观察到的情)组织;通过制备金相试样的方法利用肉眼或显微镜下所观察到的情景,肉眼看到的为宏观组织,用显微镜所观察到的为微观组织。景,肉眼看
3、到的为宏观组织,用显微镜所观察到的为微观组织。n4)金属化合物;指组元)金属化合物;指组元AB互溶度超过极限时所组成的晶体结构不同互溶度超过极限时所组成的晶体结构不同于两组元的新相。金属化合物主要分为三类正常价化合物电子化合物于两组元的新相。金属化合物主要分为三类正常价化合物电子化合物和间接化合物。和间接化合物。.n二钢的热处理二钢的热处理n钢的热处理分为普通热处理和表面热处理两种。普通热处理可分为退钢的热处理分为普通热处理和表面热处理两种。普通热处理可分为退火正火淬火回火。表面热处理可分表面热处理和化学热处理。感应加火正火淬火回火。表面热处理可分表面热处理和化学热处理。感应加热火焰加热激光加
4、热热火焰加热激光加热 称为表面加热。渗碳和氧化,碳氮共渗或其他称称为表面加热。渗碳和氧化,碳氮共渗或其他称为化学热处理。为化学热处理。n 第二节 锅炉及压力容器用钢n1)锅炉钢管)锅炉钢管n锅炉钢管主要包括锅炉受热面管子如过热器,再热器,水冷壁,省煤器及锅炉钢管主要包括锅炉受热面管子如过热器,再热器,水冷壁,省煤器及各联箱和蒸汽管道。这些管子均在高温承受内压条件下工作。锅炉受热面各联箱和蒸汽管道。这些管子均在高温承受内压条件下工作。锅炉受热面管在运行时,外部受到高温烟气的作用而内部受到的介质压力包括运行时管在运行时,外部受到高温烟气的作用而内部受到的介质压力包括运行时的不变压力启动停机或负荷波
5、动时的变化还要承受因壁厚温度温度差产生的不变压力启动停机或负荷波动时的变化还要承受因壁厚温度温度差产生的热应力及负荷周期产生的变化热应力。的热应力及负荷周期产生的变化热应力。n2)性能要求)性能要求n良好的综合机械,锅炉钢管要求有良好的室温和高温机械性能良好的综合机械,锅炉钢管要求有良好的室温和高温机械性能.在工作温度在工作温度较低时,钢材的屈服强度和抗拉强度还是确定许多应力的主要强度特性。较低时,钢材的屈服强度和抗拉强度还是确定许多应力的主要强度特性。由于锅炉钢管需要进行大量的冷热加工由于锅炉钢管需要进行大量的冷热加工,因此必须要有良好的塑性和韧性。因此必须要有良好的塑性和韧性。n3)良好的
6、组织稳定性;锅炉钢管在高温下长期使用过程中,钢中的碳和合)良好的组织稳定性;锅炉钢管在高温下长期使用过程中,钢中的碳和合金元素将通过扩散在固熔体和碳化物之间重新分配,并引起碳化物的析出金元素将通过扩散在固熔体和碳化物之间重新分配,并引起碳化物的析出和聚集球化石墨化等。从而导致钢的持久强度,高温持久塑性等性能降低,和聚集球化石墨化等。从而导致钢的持久强度,高温持久塑性等性能降低,因此刚中应加入能增加原子间键和强度核扩散激活能,从而强化固溶体,因此刚中应加入能增加原子间键和强度核扩散激活能,从而强化固溶体,并能促进形成稳定弥散分布的碳化物或金属间化合物的元素使之得到相对并能促进形成稳定弥散分布的碳
7、化物或金属间化合物的元素使之得到相对稳定的组织。稳定的组织。第三节 金属焊接n一,焊接方法一,焊接方法n焊接是通过加热加压(或两者并用)用或不用填充金属材料,使焊件达到焊接是通过加热加压(或两者并用)用或不用填充金属材料,使焊件达到原子结合的一种加工方法。焊接可分为熔焊,压焊钎焊三大类。原子结合的一种加工方法。焊接可分为熔焊,压焊钎焊三大类。n熔焊分气焊,电弧焊,电渣焊,铝热焊,电子束焊,激光焊。熔化极又包熔焊分气焊,电弧焊,电渣焊,铝热焊,电子束焊,激光焊。熔化极又包括手工电弧焊,埋弧焊括手工电弧焊,埋弧焊MIG焊,焊,MAG焊。非熔化极分等离子弧焊焊。非熔化极分等离子弧焊,TIG焊。焊。n
8、压焊分电阻焊和固相焊两种电阻焊又分搭接和对接。固相焊可分为摩擦焊,压焊分电阻焊和固相焊两种电阻焊又分搭接和对接。固相焊可分为摩擦焊,爆炸焊,冷压焊,扩散焊,超声波焊。爆炸焊,冷压焊,扩散焊,超声波焊。n钎焊分火焰钎焊,电阻钎焊,感应钎焊,炉中钎焊。钎焊分火焰钎焊,电阻钎焊,感应钎焊,炉中钎焊。n二,手工电弧焊二,手工电弧焊 基本特点基本特点n1)操作灵活适应于各种空间位置和接头形式的焊接;特别对于结构复杂)操作灵活适应于各种空间位置和接头形式的焊接;特别对于结构复杂不规则形状以及单件非定型结构的制造,手工电弧焊显得尤为突出。不规则形状以及单件非定型结构的制造,手工电弧焊显得尤为突出。n2)对焊
9、接接头的装配要求低。)对焊接接头的装配要求低。n3)适应于焊接低碳钢,低合金结构钢,高合金钢,铸铁铜合金等材料的)适应于焊接低碳钢,低合金结构钢,高合金钢,铸铁铜合金等材料的焊接。焊接。n4)对焊工操作技术要求高,焊缝质量在很大程度上依赖于焊工的技术水)对焊工操作技术要求高,焊缝质量在很大程度上依赖于焊工的技术水平和现场发挥。平和现场发挥。n三,焊接设备三,焊接设备n手工电弧焊机按电源的种类分交直流两大类。手工电弧焊机按电源的种类分交直流两大类。n四,焊接工艺规范选择四,焊接工艺规范选择n1)焊条直径)焊条直径n焊条直径的选择是焊接规范的主要内容,主要根据母材的厚度和焊接层次焊条直径的选择是焊
10、接规范的主要内容,主要根据母材的厚度和焊接层次决定。决定。n2),焊接电流),焊接电流n焊接电流的确定与焊条直径,焊件厚度,焊缝空间位置及坡口形式和焊接焊接电流的确定与焊条直径,焊件厚度,焊缝空间位置及坡口形式和焊接层次成比例的。若电流选择不当在焊接过程中会出现引弧困难或燃烧不稳层次成比例的。若电流选择不当在焊接过程中会出现引弧困难或燃烧不稳导致焊接缺陷。导致焊接缺陷。n3),电弧电压),电弧电压n电弧电压由电弧长度决定,影响最大的因素是焊条药皮成分酸性焊条一般采电弧电压由电弧长度决定,影响最大的因素是焊条药皮成分酸性焊条一般采用长弧焊接,电弧长度稍大于焊条直径。碱性焊条采用短弧焊接,弧长约等
11、用长弧焊接,电弧长度稍大于焊条直径。碱性焊条采用短弧焊接,弧长约等于焊条直径于焊条直径n4),焊接速度),焊接速度n焊接速度的快慢取决于焊工的操作技术水平和熟练程度及被焊件厚度的大小。焊接速度的快慢取决于焊工的操作技术水平和熟练程度及被焊件厚度的大小。n5),焊接的坡口形式和基本尺寸以及装配公差必须符合产品图纸要求及技),焊接的坡口形式和基本尺寸以及装配公差必须符合产品图纸要求及技术工艺文件的规定,坡口应保持平整,不得有裂纹、分层、夹渣等缺陷术工艺文件的规定,坡口应保持平整,不得有裂纹、分层、夹渣等缺陷n6)根据)根据GB-1998规定手工电弧焊接头形式分为对接接头,规定手工电弧焊接头形式分为
12、对接接头,T形接头,角接形接头,角接接头及搭接接头四种。对接接头是焊接结构中最常见的一种接头形式其坡口接头及搭接接头四种。对接接头是焊接结构中最常见的一种接头形式其坡口形式分形式分U,V,X形三种。形三种。n焊打底焊时,为了防止根部氧化或过烧管子内壁应冲一些氩气。焊打底焊时,为了防止根部氧化或过烧管子内壁应冲一些氩气。n五,手工钨极氩弧焊五,手工钨极氩弧焊n1)钨极氩弧焊是以氩气作为保护气体的焊接方法简称)钨极氩弧焊是以氩气作为保护气体的焊接方法简称TIG焊,钨极氩弧焊,钨极氩弧焊没有手工电弧焊那样不受杂质的冶金反应,因此焊前必须注意焊件的焊没有手工电弧焊那样不受杂质的冶金反应,因此焊前必须注
13、意焊件的清理和装配。清理和装配。n2)其焊接工艺复杂首先焊前要对焊件和填充金属表面进行化学清理或)其焊接工艺复杂首先焊前要对焊件和填充金属表面进行化学清理或机械清理。机械清理。n3)焊接规范的选择,一是焊接电流,二是钨棒的选择,三是氩气流量)焊接规范的选择,一是焊接电流,二是钨棒的选择,三是氩气流量选择。氩气的纯度不低于选择。氩气的纯度不低于99.99%(体积比),含水量不超过(体积比),含水量不超过2010-4)4)当瓶内气体压力低于)当瓶内气体压力低于1Mpa时应停止使用。时应停止使用。第四节 焊接材料n一,焊条分类一,焊条分类n1)焊条按用途可分为十大类,结构钢焊条,钼及铬钼耐热钢焊条,
14、)焊条按用途可分为十大类,结构钢焊条,钼及铬钼耐热钢焊条,铬镍不锈钢焊条,堆焊焊条,低温钢焊条,铸铁焊条,镍及镍合金焊铬镍不锈钢焊条,堆焊焊条,低温钢焊条,铸铁焊条,镍及镍合金焊条,铜及铜合金焊条,铝及铝合金焊条,特殊用钢焊条。条,铜及铜合金焊条,铝及铝合金焊条,特殊用钢焊条。n2)焊条药皮类型焊条药皮类型n钛型,钛钙型,钛铁矿型,氧化铁性,纤维素型,低氢型,石墨型,钛型,钛钙型,钛铁矿型,氧化铁性,纤维素型,低氢型,石墨型,盐基型。盐基型。n3)按熔渣药皮成分分酸性和碱性一般焊条牌号末位是)按熔渣药皮成分分酸性和碱性一般焊条牌号末位是6和和7的都属低的都属低氢型如结氢型如结427,结,结50
15、6,结,结426,结,结507等等n二,焊条的选用二,焊条的选用n1)从等强度观点选择满足力学性能要求的焊条,或接合母材的焊接)从等强度观点选择满足力学性能要求的焊条,或接合母材的焊接性,改用不等强度的而韧性好的焊条,这是结构钢焊接时焊条选用的性,改用不等强度的而韧性好的焊条,这是结构钢焊接时焊条选用的主要原则。主要原则。n2)使熔敷金属的合金成分符合或接近母材。这是耐热钢不锈钢焊接焊条)使熔敷金属的合金成分符合或接近母材。这是耐热钢不锈钢焊接焊条选用的原则。选用的原则。n3)当母材化学成分中的碳或硫和磷等有害杂质较多时,应选择抗裂性和)当母材化学成分中的碳或硫和磷等有害杂质较多时,应选择抗裂
16、性和抗气孔能力较强的焊条。如低氢型焊条。抗气孔能力较强的焊条。如低氢型焊条。n4)选用碱性焊条时一定要直流反接,并且焊条进行选用碱性焊条时一定要直流反接,并且焊条进行350度的烘干后放入焊度的烘干后放入焊条保温桶内条保温桶内第五节 电厂常用金属材料的焊接n一,碳素钢的焊接一,碳素钢的焊接 n1)控制焊缝中的有害杂质如碳硫磷的含量,)控制焊缝中的有害杂质如碳硫磷的含量,S,P含量一般小于含量一般小于0.03%-0.04%之间。之间。n2)正确的选用焊条酸性焊条的焊接工艺性好,但是焊接重要的或裂纹敏正确的选用焊条酸性焊条的焊接工艺性好,但是焊接重要的或裂纹敏感性较大的结构钢时应采用碱性焊条如结感性
17、较大的结构钢时应采用碱性焊条如结507,结,结427等但是注意这类焊等但是注意这类焊条对油锈潮敏感性较大,焊接前应对焊条进行条对油锈潮敏感性较大,焊接前应对焊条进行350度左右的烘干处理。度左右的烘干处理。n3)对于刚性较大,并且要求质量较高时如汽包的焊接一般焊后需要进)对于刚性较大,并且要求质量较高时如汽包的焊接一般焊后需要进行消除应力回火,温度一般为行消除应力回火,温度一般为600-650度。度。n二,中碳钢的焊接二,中碳钢的焊接n1)母材中含碳量高板材越厚时母材近焊缝区越容易产生低塑性的淬硬)母材中含碳量高板材越厚时母材近焊缝区越容易产生低塑性的淬硬组织,当焊件刚度较大和焊条选择不当时易
18、产生冷裂纹。组织,当焊件刚度较大和焊条选择不当时易产生冷裂纹。n2)由于母材金属中碳的溶入使得焊缝金属含碳量增加,焊缝中易出现由于母材金属中碳的溶入使得焊缝金属含碳量增加,焊缝中易出现co气孔和热裂纹。气孔和热裂纹。n防止焊件缺陷的措施如下;防止焊件缺陷的措施如下;n1)中碳钢手弧焊时尽可能选用碱性低轻型焊条)中碳钢手弧焊时尽可能选用碱性低轻型焊条 如结如结506,结,结507等,等,以提高接头的抗裂性,如果不要求焊缝和母材等强度,应选用强度低以提高接头的抗裂性,如果不要求焊缝和母材等强度,应选用强度低的焊条如结的焊条如结426和结和结427这种焊条塑性好,不易产生冷裂纹和热裂纹。这种焊条塑性
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