金属焊接工艺资料.pptx

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1、第1页/共130页1 易混淆的术语1.1 打底焊封底焊1.2 焊缝金属熔敷金属1.3 缺陷缺欠1.4 焊层焊道第2页/共130页不规范术语规范术语备注焊缝熔深熔深depth of fusion许多资料仍采用“焊缝熔深”焊角尺寸焊脚尺寸fillet weld size焊角尺寸在GB/T 324-88标准中出现间隙根部间隙rot of joint层间温度道间温度interpass temperatureGB/T 337582此术语为“层间温度”2 不规范的术语焊脚尺寸：在角焊缝横截面中画出的最大等腰直角三角形中直角边的长度，见左图。第3页/共130页3 同一事物不同说法3.1 管状导电嘴(管状偏心

2、导电嘴、偏心导电嘴)：适用于细焊丝用。3.2 均匀调节送丝(强迫调节送丝、变速送丝)：适用于粗焊丝或低电流密度的焊接场合。3.3 等速送丝(电弧自身调节送丝)：适用于细焊丝或高电流密度的焊接场合。3.4 粘接焊剂、陶质焊剂。第4页/共130页4 术语4.1 道间温度（interpass temperature）(俗称层间温度)：多层焊时，在施焊后继焊道之前，其相邻焊道应保持的温度。4.2 封底焊缝(back bead)：单面对接坡口对接焊时，焊完坡口焊缝后，将焊缝背面清根，然后焊接的一条焊缝。第5页/共130页4.3 打底焊(backing welding)：焊接开坡口的对接接头时，在接头根部

3、焊接的第一条焊缝。4.4 熔深(depth of fusion)：在焊接接头横截面上，母材熔化的深度。4.5 焊道（bead）:每一次熔敷所形成的一条单道焊缝。4.6 焊层(layer)：多层焊时的每一个分层。每个焊层可由一条焊道或几条并排相搭的焊道所组成。第6页/共130页4.7 接头(joint)：由二个或二个以上零件用焊接组合或已经焊合的接点。检验接头性能应考虑焊缝、熔合区甚至母材等不同部位的相互影响。注1：GB/T 33751994焊接术语中称其为“接头”，在JB 47082000中的术语称其为“焊接接头”。4.8 熔敷金属(deposited metal)：完全由填充金属熔化后形成的

4、焊缝金属。4.9 焊缝金属（weld metal）：构成焊缝的金属。一般由熔化的母材和填充金属凝固后形成的那部分金属。第7页/共130页4.10 焊接材料welding material焊接时所消耗材料(包括焊条、焊丝、焊剂、气体、衬垫、电极等)的通称。第8页/共130页YA002-2YA002-1YA102-1YA107-1YA022-1YA202-1YA302-1第9页/共130页2.11 焊接电流weldingc urrent 焊接时，流经焊接回路的电流。2.12 焊接速度weldings peed 单位时间内完成的焊缝长度。SAW:m/h；GTAW:cm/min；SMAW:mm/根2.

5、13 电弧电压arcv oltage 电弧两端(两电极)之间的电压。U=U阳+U阴+U柱=U=U阳+U阴+blU阳:阳极压降；U阴:阴极压降；U柱:弧柱压降；b：单位电弧长度的弧柱压降；一般为20V/cm40V/cm；l:电弧长度，cm。电弧电压主要取决于电弧长度，即电弧电压与电弧长度基本成正比。第10页/共130页2.1 锅炉压力容器制造中常用的焊接方法焊条电弧焊（SMAW）、埋弧焊(SAW)、氩弧焊(GMAW、GTAW、TIG、MIG)、二氧化碳气体保护焊(GMAW、MAG)WCe-20 注：Ce为金属铈。WCe-20为含2%左右的氧化铈钨极，是目前应用最为广泛最理想的钨极。2.2 焊接接

6、头焊接接头形式 在重要构件及厚度较大构件中，常用U 型或双U 型坡口。例如高压、超高压锅炉和压力容器环向对接接头焊接中常用的是双U形坡口。第11页/共130页焊接接头形式焊接接头形式第12页/共130页焊接接头的组成焊接接头包括：焊缝、熔合区、热影响三部分。焊缝余高并不能增加整个焊接接头的强度，会引起应力集中。熔合区的组织属于过热组织。在很多情况下，熔合区是产生裂纹和局部脆性破坏的发源地。第13页/共130页2.3 2.3 焊接残余应力与焊接变形焊接残余应力与焊接变形焊接变形与焊接应力的形成 焊接变形与应力是由许多因素同时作用造成的，其中最主要的因素有：焊件上温度分布不均匀；熔敷金属的收缩；焊

7、接接头金属组织转变及工件的刚性约束等。焊接变形大体上可分为：纵向变形、横向变形、弯曲变形、角变形、波浪变形及扭曲变形等。焊接应力：焊接构件由焊接而产生的内应力。焊接残余应力：焊后残留在焊件内的焊接应力。焊接变形：焊件由焊接而产生的变形。焊接残余变形：焊后，焊件残留的变形。第14页/共130页焊接应力的控制措施控制内应力的方法基本要点有二个：使焊件上热量尽量均匀和尽量减少对焊缝自由收缩的限制。通常采用的工艺措施如下：1.焊前预热（以减少温差，来控制应力）；2.合理的装配与焊接顺序（自由收缩、先焊收缩大的焊缝、先对接焊缝后角焊缝）；3.控制焊接热输入；4.反变形。消除焊接应力的方法 消除焊接应力的

8、方法主要有：焊后消除应力热处理法和锤击法。第15页/共130页2.4 焊接缺陷的种类、产生原因及防止措施焊接缺陷的定义GB/T 33751994焊接术语将焊接缺陷定义为：焊接过程中在焊接接中产生的金属不连续、不致密或连接不良的现象。美国焊接学会AWS A3.0对缺欠的定义:焊接结构上出现的不连续，诸如材料或产品中存在的力学性能、物理性能、化学性能上的不均匀。在设备焊制过程中，有些缺欠是偶尔失误；有的则是难以避免的。第16页/共130页缺欠分三类：a)正常的，难于消除的，可忽略不计的缺欠;b)不希望存在,且无害的缺欠（称为“伤”，flaw）；c)不能否定有损质量,而又不能满足产品最低使用要求的缺

9、欠（称为“缺陷”，defect）。第17页/共130页焊接缺陷的定义焊接缺陷的定义 缺欠的可容许程度由制造标准或图样规定，例如：错边量、棱角度、咬边等。而“缺陷”指一种或多种不连续的缺欠，按其特性或累加效果致使产品不符合最低使用要求，或者说对焊接接头的合用性构成危险的缺欠称为缺陷。按此定义，缺陷是不容许存在的，必须去除或修补。第18页/共130页锅炉压力容器压力管道制造过程中常见的焊接缺陷1.外观缺陷 外观缺陷（表面缺陷）是指不用借助于仪器，从工件表面用肉眼可以发现的缺陷。常见的外观缺陷有咬边、焊瘤、凹陷及焊接变形等，有时还有气孔、表面夹渣和表面裂纹。单面焊的根部未焊透也位于焊缝表面。第19页

10、/共130页（1）咬边：由于焊接参数选择不当，或操作方法不正确，沿焊趾的母材部位产生的沟槽或凹陷。产生咬边的主要原因是电弧热量太高，即焊接电流太大，焊接速度太快而造成的。第20页/共130页锅炉压力容器压力管道制造过程中常见的焊接缺陷2.内部缺陷 内部缺陷是指位于焊接接头内部，用无损检测方法和破坏性试验检测到的缺陷。常见的内部缺陷有裂纹、未焊透、未熔合、夹杂（夹渣、夹钨）气孔等。常用的无损检测方法：RT、UT、PT、MTRT：X射线（周向、定向），射线（Co-60、Ir-192）UT：眼设施差法，模拟数字超声检测，数字超声检测PT按渗透剂分为：莹光；着色；莹光、着色MT按轴向通电方法分为：连续

11、法、剩磁法第21页/共130页锅炉压力容器压力管道制造过程中常见的焊接缺陷2.内部缺陷（1 1）气孔（porosity）焊接时，熔池中的气泡在凝固时未能逸出而残留下来所形成的空穴。其气体可能是熔池从外界吸收的，也可能是焊接冶金过程中反应生成的。图1-14第22页/共130页锅炉压力容器压力管道制造过程中常见的焊接缺陷锅炉压力容器压力管道制造过程中常见的焊接缺陷2.2.内部缺陷内部缺陷1）气孔（1）气孔产生的原因：母材坡口或填充金属表面有水、锈、油污等，焊条及焊剂未烘干会增加氢气孔量；焊缝金属脱氧不足会增加一氧化碳气孔。焊接线能量过小，熔池冷却速度大，不利于气体逸出；电弧电压过高会增大空气侵入机

12、会，也会产生气孔。仰焊位和横焊位（气泡上浮受阻）易产生气孔。焊环缝比纵缝（相同厚度）易出气孔（气体逸出路程加大）。SMAW焊接时，焊接电流过大可能产生气孔。电弧偏吹（磁场、侧风、焊条偏心）也可能产生气孔。第23页/共130页图1-15第24页/共130页第25页/共130页锅炉压力容器压力管道制造过程中常见的焊接缺陷2.内部缺陷（2）气孔的危害：气孔减小了焊缝的有效截面积，使焊缝疏松，从而降低了接头的强度，降低塑性，还会引起泄漏。气孔也是引起应力集中的因素。氢气孔还可能促成冷裂纹。第26页/共130页锅炉压力容器压力管道制造过程中常见的焊接缺陷2.内部缺陷（3）防止气孔的措施 清除焊丝的油污锈

13、蚀等，工件坡口及其附近表面的油污、铁锈、水分和杂物。焊条、焊剂要彻底烘干。采用直流反接并用短电弧施焊。焊前预热，减缓冷却速度。用线能量较大的规范施焊。式中：I焊接电流A；U电弧电压V；v焊接速度cm/sq线能量J/cm第27页/共130页锅炉压力容器压力管道制造过程中常见的焊接缺陷2.内部缺陷2）夹渣（slag inclusio）夹渣是指焊后熔渣残存在焊缝中的现象。（1）夹渣的分布和形状有单个点状夹渣、条状夹渣、链状夹渣和密集夹渣。夹渣属于非金属氧化物。（2）夹渣产生的原因：坡口尺寸不合理；坡口有污物；多层焊时，层间清渣不彻底；焊接线能量小；第28页/共130页锅炉压力容器压力管道制造过程中常

14、见的焊接缺陷锅炉压力容器压力管道制造过程中常见的焊接缺陷2.2.内部缺陷内部缺陷 （2 2）夹渣产生的原因：）夹渣产生的原因：焊缝散热太快，液态金属凝固过快；焊条药皮、焊剂化学成分不合理，熔点过高，冶金反应不完全，脱渣性不好；焊条电弧焊时，焊条摆动不正确，不利于熔渣上浮。第29页/共130页（3）夹渣的危害：点状夹渣的危害与气孔相似，带有尖角的夹渣会产生尖端应力集中，尖端还会发展为裂纹源，危害较大。（4）防止夹渣的措施正确选择焊接规范，掌握运条技术，使熔池中焊剂充分熔化；采用焊接性能良好的经过烘干的焊条；严格清理焊件坡口和中间焊道的熔渣。锅炉压力容器压力管道制造过程中常见的焊接缺陷锅炉压力容器

15、压力管道制造过程中常见的焊接缺陷2.2.内部缺陷内部缺陷第30页/共130页锅炉压力容器压力管道制造过程中常见的焊接缺陷2.内部缺陷3）裂纹裂纹是金属原子的结合遭到破坏，形成新的界面而产生的缝隙。裂纹的分类（1）热裂纹：一般是指在焊缝稍低于凝固温度时产生的裂纹，焊接完毕即出现，即液态金属一次结晶时产生的裂纹。这种裂纹多贯穿在焊缝表面，裂纹面上呈氧化色，失去金属光泽，亦有的出现在热影响区。这种裂纹沿晶界开裂，又称结晶裂纹。第31页/共130页低熔点共晶体主要是FeS-Fe其熔点为985，NiS+Ni其熔点为644，NiP+Ni其熔点为880，FeP+Fe其熔点为1050第32页/共130页第33

16、页/共130页（2）热裂纹产生原因a)产生原因：焊缝金属中含硫、磷量较高时，形成硫、磷化物与铁作用形成低熔点共晶，当低熔点共晶被排挤到晶界形成液态薄膜，构成一薄弱地带，受到拉伸应力作用时就可能使这一薄弱位置形成裂纹。如果基体金属的晶界上也存在着低熔点共晶和杂质，则加热温度超过起熔点的热影响区，在焊接应力的作用下，也可能产生裂纹，这就是热影响区的液化裂纹。第34页/共130页b)热裂纹防止措施：控制焊缝中有害杂质（如硫、磷）的含量，硫、磷含量应小于0.03%0.04%。对于重要结构的焊接，应采用碱性焊条或焊剂，可有效地控制有害杂质的含量。改善焊缝金属的一次结晶，通过细化晶粒，可提高焊缝金属的抗裂

17、性。正确选择合格的焊接工艺，如控制焊接规范，适当提高焊缝成型系数（控制在1.32.0之间），采用多层、多道焊等可避免中心线偏析，从而防止中心线产生裂纹。选择降低焊接应力的措施，也可防止热裂纹的产生。第35页/共130页再热裂纹：是指在重复加热过程中产生的裂纹。再热裂纹产生的部位在熔合区、热影响区的粗晶区，具有晶间断裂的特征；对于不同的含碳量有不同温度的敏感区；再热裂纹多发生在应力集中的部位。铬、钼、钒、铌、钛会形成再热裂纹。再热裂纹预防措施：预热；用低强度焊接材料；减少焊接应力。第36页/共130页第37页/共130页（2）冷裂纹：指在焊缝冷至马氏体转变温度（200300）以下产生的裂纹，一般

18、是在焊后一段时间（几小时、几天甚至更长）才出现，又称延迟裂纹，延迟裂纹主要是氢的作用。a)产生原因：主要是由于焊缝金属中形成淬硬组织，扩散氢的存在和富集，存在着较大的焊接拉伸应力。焊件板厚越大，焊接冷却速度越快，越容易出现淬硬组织。第38页/共130页b)b)防止措施：防止措施：选用合格的低氢焊接材料，采用降低扩散氢含量的焊接工艺方法；严格控制氢的来源，如焊条和焊剂应严格按规定的要求烘干，随用随取。严格清理坡口两侧的油、锈、水分以及控制环境温度等。选择合适的焊接工艺，正确地选择焊接规范、预热、缓冷、后热以及焊后热处理等，改善焊缝及热影响区的组织，去氢和消除焊接应力。适当增大焊接线能量有利于提高

19、低合金钢焊接接头的抗冷裂性。改善焊缝金属的性能，加入某些合金元素以提高焊缝金属的塑性。第39页/共130页锅炉压力容器压力管道制造过程中常见的焊接缺陷2.内部缺陷4）未焊透a)未焊透是指接头根部未完全熔透的现象，对接焊缝也指未达到设计要求的现象。产生原因：焊接电流小，熔深浅。坡口尺寸不合理，根部间隙太小和钝边太大。焊条偏芯度太大及电弧偏吹影响电弧对根部的熔化。焊条直径过大，造成焊根无法焊透。第40页/共130页第41页/共130页b)未焊透的危害：减少了焊缝的有效截面积，使接头强度下降。未焊透引起的应力集中严重降低焊缝的疲劳强度，所造成的危害比强度下降的危害大的多。未焊透可能成为裂纹源，是造成

20、焊缝破坏的重要原因。c)未焊透的防止措施：使用较大电流来焊接是防止未焊透的基本方法。另外，焊角焊缝时用交流代替直流以防止磁偏吹，合理设计坡口并加强清理，打底焊时用细焊条，用短弧焊接。第42页/共130页锅炉压力容器压力管道制造过程中常见的焊接缺陷2.内部缺陷5）未熔合 熔焊时，焊道与母材之间或焊道与焊道之间，未完全熔化结合的部分，电阻点焊指母材与母材之间未完全熔化结合的部分。（1）未熔合产生的原因：a)焊接电流过小；b)焊接速度过快；第43页/共130页未熔合产生的原因：未熔合产生的原因：c)焊条角度不对；d)产生了电弧偏吹现象；e)焊接处于下坡焊位置，母材未熔化时已被铁水覆盖；f）母材表面有

21、污物或氧化物影响熔敷金属与母材间的熔化结合等。第44页/共130页（2）未熔合的危害：未熔合是一种面积型缺陷，坡口未熔合和根部未熔合减小了承载截面积，应力集中也比较严重，其危害仅次于裂纹。（3）未熔合的防止措施：采用较大的焊接电流，正确地进行施焊操作，注意坡口面的清理。第45页/共130页2.5 承压类特种设备常用钢材的焊承压类特种设备常用钢材的焊接接钢材的焊接性 钢材的焊接性是指被焊钢材在采用一定的焊接方法、焊接材料、焊接规范参数及焊接结构形式的条件下，获得优质焊接接头的难易程度。所谓优质焊接接头包括制造上和使用上两方面的意义，从制造上说，所形成的焊接接头是完整的，没有裂纹等缺陷；从使用上说

22、，焊接接头的力学性能、耐腐性能等符合设计要求，能够满足使用需要。第46页/共130页2.5 承压类特种设备常用钢材的焊接低碳钢的焊接 碳素结构钢中的Q235-B、Q235-C、Q235-D，用于制造低压容器；优质碳素钢中的10(10号钢)、20(20号钢)，常用于制作无缝钢管；专用碳素钢中的Q245R(代替20g、20R)广泛用于制造中低压锅炉与容器。第47页/共130页低碳钢的焊接1.低碳钢的焊接性低碳钢一般塑性较好，没有淬硬倾向，对焊接加热及冷却不敏感，焊缝和热影响区不易产生冷裂纹。2.低碳钢焊接方法常用的焊接方法包括焊条电弧焊、埋弧焊、氩弧焊（包括钨极氩弧焊、熔化极氩弧焊）及二氧化碳气体

23、保护焊。第48页/共130页焊条电弧焊SMAW；埋弧焊SAW；钨极气体保护焊，钨极惰性气体英文简称为TIG，德文简称为WIG；GMAW含熔化极惰性气体保护焊MIG，和CO2气体或混合气体保护焊MAG，包括药芯焊丝电弧焊FCAW;电渣焊ESW；气焊OFW。第49页/共130页焊接方法SMAW(shielded metal arc welding):焊条电弧焊GTAW(gas tungsten arc welding):钨极气体保护焊，包含TIG。GMAW(gas metal arc welding):熔化极气体保护焊。熔化极惰性气体保护焊,英文和德文简称为MIG，美语也有称的，CO2（Metal

24、-Active-Gas）气体或混合气体保护焊，英文和德文均简称为MAG。FCAW(flux cored arc welding):药芯焊丝电弧焊。SAW(submerged arc welding):埋弧焊。ESW(electroslag welding):电渣焊。OFW(oxyfuel gas welding):气焊。第50页/共130页额定蒸汽压力不小于9.81MPa的蒸汽锅炉，集箱、管道、管子或其他管件的对接接头，手弧焊时应采用氩弧焊打底或其他能保证焊透的焊接方法，锅筒或集箱上的管接头的连接焊缝应尽量采用氩弧焊打底。第51页/共130页埋弧焊焊接设备埋弧焊焊接设备 埋弧焊设备按送丝机构可

25、分为等速送丝和均匀调节送丝两大类。1等速送丝(又称电弧自身调节送丝)：适用于细焊丝或高电流密度的焊接场合，配合管状导电嘴(或称管状偏心导电嘴、偏心导电嘴)。焊丝的送进按预选定的速度等速进入焊接区，其工作原理是采用机械方法(更换变速齿轮)来调速。依靠电弧的自身调节作用来维持弧长相对稳定。第52页/共130页等速送丝等速送丝(又称电弧自身调节送丝又称电弧自身调节送丝)埋弧焊设埋弧焊设备备当焊接电弧受到外界干扰而弧长增加时，下降外特性电源供给的焊接电流减小，焊丝熔化速度减缓，电弧便会由长变短，趋向给定值。反之，电弧变短时，焊接电流增大，焊丝熔化加快，弧长又由短变长，趋向给定值。按这个工作原理制造的等

26、速送丝埋弧焊设备有MZ1-1000、MZ2-1500和MZ3-500等型号，其焊接电源可采用交流、直流弧焊电源。第53页/共130页均匀调节送丝均匀调节送丝(又称强迫调节送丝、变速送丝又称强迫调节送丝、变速送丝)埋弧焊设备埋弧焊设备2适用于粗焊丝或低电流密度的焊接场合，配合滚轮式或夹瓦式导电嘴。焊丝的送进速度按电弧电压的高低自动均匀调节，电弧电压调节原理是利用电弧电压作为反馈信号，经过控制调节系统改变送丝速度而保持弧长相对不变。第54页/共130页均匀调节送丝均匀调节送丝(又称强迫调节送丝、变速送又称强迫调节送丝、变速送丝丝)埋弧焊设备埋弧焊设备当电弧受外界干扰变长，电弧电压升高时，控制调节系

27、统接到电压反馈信号后送丝速度调快，弧长由长变短，趋向稳定值。当电弧长度变短，电弧电压下降时，将送丝速度调慢，弧长增长趋向给定值。这种埋弧焊机的控制系统稍复杂，具体型号有MZ-1000、MZ-1-1000和MU1-1000等型号。其焊接电源可采用交流、直流弧焊电源。第55页/共130页 3.焊接参数1）焊接电流I=(3050)d2）电弧电压SMAW:22V26V GTAW:12V14V SAW:约30V3）焊接速度SMAW:mm/根 GTAW:cm/min SAW:m/h4）氩气流量：因为氩气具有保护作用，氩气流量增大，可以增大气流的挺度，提高抗外界干扰的能力，增强保护效果。但是氩气流量过大时，

28、会产生不规则的紊流，影响电弧稳定，并将空气卷入电弧区，反而降低焊接质量。氩气流量与喷嘴直径、钨极直径有关。Q=KD 式中：Q氩气流量，L/min；D喷嘴直径，mm；K系数，K=0.81.2，D12mm时，K取1.2；D12mm时，取0.8。D=Kd+4 式中：D喷嘴直径，mm；K系数，K=0.81.2，一般d4mm时，取2.5；d3mm时，取1；d钨极直径，mm。低碳钢的焊接第56页/共130页5）热输入（heat input）：熔焊时，由焊接能源输入给单位长度焊缝上的热能。式中 Q Q:单位长度焊缝的热输入（J/cmJ/cm）;I I:焊接电流（A A）,U U:电弧电压（V V）;v v:

29、焊接速度(cm/scm/s),:热效率第57页/共130页低合金钢的焊接低合金钢的强度比低碳钢高得多，并且有较好的塑性与韧性，冷热成形及焊接工艺性能也较好，因而在承压类特种设备制造中得到广泛的应用。第58页/共130页1.低合金钢的焊接特点（1）热影响区有淬硬倾向 热影响区易出现脆性马氏体组织，硬度明显增高，而塑性及韧性降低。（2）焊接接头裂纹倾向 一是焊缝和热影响区的扩散氢含量较高；二是焊缝和热影响区存在淬硬组织；三是焊接接头的焊接应力的较大。第59页/共130页1.Q345R（16MnR、16Mng）的焊接Q345R（16MnR、16Mng）的焊接性能Q345R的可焊性在低合金钢中较好，由

30、于含有一定量的合金元素，淬硬倾向及冷裂倾向都比低碳钢大一些。对厚度较大的Q345R焊件，应注意采取一定的工艺措施，如预热、合理的焊接规范及施焊顺序等，对于装配点固焊缝，因焊缝短，应该注意防止在打底焊缝及焊根处产生裂纹。第60页/共130页 焊接电流增大，接头熔深增大而熔宽变化不大。焊缝成形系数 熔焊时，在单道焊缝横截面上焊缝宽度（B）与焊缝计算厚度（H）的比例（=B/H）。焊缝成形系数小，表示焊缝深而窄。一般焊缝成形系数应控制在1.3 2.0之间。导致埋弧自动焊焊接接头余高过高的可能原因之一是焊丝伸出长度过长。焊丝伸出长度增加，电阻增加，电阻产生的热量增加导致焊丝熔化加快，熔深减小余高增加。L

31、焊丝导电嘴第61页/共130页奥氏体不锈钢的焊接1.奥氏体不锈钢的焊接性奥氏体不锈钢的焊接性较好，焊接时一般不需要采取特殊的工艺措施。但当焊接工艺选择不当时，晶间腐蚀倾向及热裂纹等缺陷。铬镍奥氏体不锈钢焊接时一般不需预热。（1）晶间腐蚀晶间腐蚀产生原因一般认为是由于晶间贫铬所致。在奥氏体不锈钢焊接时，为了防止和减少晶间腐蚀常采用以下措施：第62页/共130页 使焊缝形成双相组织。奥氏体不锈钢的焊缝组织一般为奥氏体加少量铁素体。严格控制含碳量（采用低碳或超低碳不锈钢）。添加稳定剂。如钛、铌等，对提高抗晶间腐蚀能力有十分良好的作用。进行焊后热处理（热处理分固溶处理、稳定化处理，其中稳定化处理只适用

32、于含Ti、Nb稳定元素的不锈钢）。奥氏体不锈钢压力容器的热处理一般指 1100的固溶化处理或875的稳定化处理。采用正确的焊接工艺。如采用小电流、大焊速、短弧、多层焊、强制冷却等等。第63页/共130页（2）热裂纹 奥氏体不休钢为何易产生热裂纹？1）奥氏体钢导热率小仅为低碳钢的1/2，线膨胀系数大（膨胀系数比低碳钢大50%左右），在局部加热和冷却的条件下产生较大的温差，使焊接接头在冷却过程中产生较大的拉力，在焊缝中产生热裂纹。2）奥氏体不锈钢易形成方向性强的柱状晶的焊缝组织，有利于有害杂质的偏析而促使形成液态夹层，有利于产生也裂纹；3）奥氏体不锈钢含有硫、磷、锡、锑等易容于夹层的杂质，因此易于

33、析集于晶界而引起裂纹。第64页/共130页预防热裂纹的措施：减少母材和焊缝的硫、磷、锡、锑等杂质含量。如采用碱性焊条。在焊缝中加入形成铁素体的元素，使焊缝形成奥氏体加铁素体的双相组织。严格控制焊接规范，焊条不作横向摆动，以窄焊道为宜，强迫冷却等，是奥氏体不锈钢焊接时预防热裂纹的主要工艺措施。第65页/共130页2.奥氏体不锈钢的焊接奥氏体不锈钢可用焊条电弧焊、氩弧焊、埋弧焊、等离子焊等方法焊接。铬镍奥氏体不锈钢多道焊时应尽可能降低道间温度。（1）焊条电弧焊对厚度较大、刚性较大的构件，为防止热裂纹，可选用碱性低氢型不锈钢焊条。第66页/共130页焊接工艺要点 焊接奥氏体不锈钢要采用小电流快速焊的

34、焊接规范参数。施焊时要采用短弧焊，焊条不作横向摆动，以窄焊道为宜。应严格控制层间温度，待前焊道焊缝冷却到150以下时再焊下一道焊缝。为了防止晶间腐蚀及热裂纹，条件允许时可以采取强制冷却，必要时，焊后进行热处理，以改善焊接接头的组织与性能。第67页/共130页（2）氩弧焊焊接熔池保护好，焊缝质量可靠，电弧稳定，没有熔渣，热能量集中，焊接变形小等。（3）埋弧自动焊对于厚焊件的一些平位纵焊缝，最好采用埋弧自动焊接，这不仅可以提高生产率，而且也可以显著提高焊接质量。第68页/共130页异种钢的焊接2.异种钢的焊接a)焊接方法选择 焊条电弧焊、钨极氩弧焊、熔化极气体保护焊都比较合适。b)焊接工艺要点 为

35、了减小熔合比，应将坡口开的大一些，电弧电压高一些，采用小电流快速焊的方法。第69页/共130页2.6 锅炉压力容器用钢焊材的选用原则工业锅炉的焊接材料以满足力学性能为主。即按钢材的强度等级来选用焊材，选用的原则是等强或稍高强度的焊材。且该焊接材料的焊接工艺经评定合格。常用钢材可按下表选择焊接材料。Q235-B、Q235-C、20G、20锻、Q245R(20g、20R)SMAW:J422、J426或J427SAW:H08A、H08E、H08MnA 配HJ431焊丝CO2 气保焊:H08MnSiJ422不能用于第二、三类压力容器等韧性要求较高的容器焊接。第70页/共130页Q345R(16MnR、

36、16Mng)、16MnSMAW：J506或J507。SAW:H10Mn2、HJ431、HJ350、SJ101GTAW:H10MnSi低合强钢焊接材料的选用2.6锅炉压力容器用钢焊材的选用原则HJ431：高锰高硅低氟型熔炼焊剂HJ350：中锰中硅中氟型熔炼焊剂SJ101：氟碱型烧结焊剂Q345R的抗拉强度在460MPa640MPa范围内。第71页/共130页 焊条电弧焊焊接材料焊条按焊条药皮熔化后所形成的熔渣的酸碱性不同可分为：酸性焊条、碱性焊条两大类。酸性焊条其焊缝金属的力学性能较低,抗裂性较差,工艺性能良好，成型美观，对锈、油、水分等杂质的敏感度不大，抗气孔能力强，广泛用于一般钢结构的焊接。

37、碱性焊条的最大特点是焊缝金属中含氢量低，抗裂性良好。焊缝金属的力学性能较高。碱性焊条对锈、油、水分等杂质较敏感，用碱性焊条施焊时焊缝易产生气孔缺陷。第72页/共130页Q345R(16MnRQ345R(16MnR、16Mng)16Mng)钢用焊条钢用焊条 J507RH 超低氢碱性焊条，-40低温韧性良好，抗裂性好。J507D 低氢碱性焊条，打底专用，背面成型良好，抗气孔及夹渣。J506D低氢碱性焊条，打底专用，背面成型良好，抗气孔及夹渣。第73页/共130页低碳钢与低合金钢之间的焊接，应选用与强度等级低的焊材。如Q245R(20R)与Q345R(16MnR)钢之间焊接选用J427或J426焊条

38、。J426低氢碱性焊条，可交流、直流反接焊接。第74页/共130页 J427 低氢碱性焊条，直流反接。J420G 碳钢管道全位置打底专用焊条。J427Ni 低温韧性好，抗气孔好。碳素钢与奥氏体不锈钢之间的焊接，应选用Cr、Ni比所焊的不锈钢高一等级的焊材。如Q235-B 与0Cr18Ni9钢之间的焊接，或Q345R(16MnR)与0Cr18Ni9钢之间的焊接，焊条电弧焊应选用A307或A302焊条。第75页/共130页电站锅炉焊接材料的选择焊接材料应根据钢材的化学成分、力学性能、使用工况条件和焊接工艺评定的结果选用。同种钢材焊接时焊接材料的选用应符合以下基本条件；a)珠光体耐热钢焊缝金属的化学

39、成分和力学性能应与母材相当（应使焊缝的Cr、Mo、V不低于母材标准规定的下限值）；b)焊接材料熔敷金属的下转变点(Ac1)应与被焊母材相当(不低于100)；c)焊接工艺性能良好。第76页/共130页异种钢材焊接时焊接工艺及焊接材料的选用应符合DL/T 752的规定。焊接材料的质量应符合国家标准的规定，焊接工程中使用的进口焊接材料应符合设计要求和工艺提供方提交的技术文件的要求。埋弧焊用焊剂应符合GB/T 5293或GB/T 12470的规定。首次使用的新型焊接材料须经过焊接工艺评定合格后方可使用。第77页/共130页钢号主要化学成分（质量分数，%）CMnSiCrMoVTi12CrMoG0.080

40、.0150.400.700.170.370.400.700.400.5512CrMoVG0.080.0150.400.700.170.370.300.600.250.350.150.3012Cr1MoVG0.080.0150.400.700.170.370.901.200.250.350.150.3015CrMoG0.120.0180.400.700.170.370.801.100.400.5512Cr2MoWVTiB0.080.0150.450.650.450.751.602.100.500.650.280.420.080.18B0.020.008，W0.300.5512Cr3MoVSiTi

41、B0.090.0150.500.800.600.902.53.001.001.200.250.350.220.38B0.050.011电站锅炉常用钢材第78页/共130页焊条型号与牌号主要化学成分（质量分数，%）CMnSiCrMoVTiE5503B1R2020.050.120.900.600.400.650.400.65E5503B2R2070.050.120.900.600.400.650.400.65E5503B2R3020.120.500.900.500.700.900.400.65E5515B2R3070.050.120.900.601.001.500.400.65E5505B2VR3

42、120.120.500.900.500.801.200.400.700.100.35E5515B2VR3170.050.120.900.601.001.500.401.650.100.35E5515B3VWB R3470.050.120.701.100.601.502.500.300.800.200.60B0.0010.03E5515B3VNbR4170.050.120.900.602.403.000.701.000.250.50Nb0.350.65E6003B3 R4020.050.120.900.602.002.500.901.20E6015B3 R4070.050.120.900.602

43、.002.500.901.20电站锅炉常用焊接材料第79页/共130页类别钢号焊条牌号与焊缝金属强度、预热温度珠光体钢12CrMoG（410560MPa）R202、R207540MPa12CrMoVG（471638MPa）R312（焊前预热250320）490MPaR317（焊前预热250320）540MPa12Cr1MoVG（470640MPa）R312（焊前预热250320）490MPaR317（焊前预热250320）540MPa12Cr2MoG（450600MPa）R337、R340（工作温度570，预热250320）540MPaR400、R402（工作温度620，预热160200）59

44、0MPa15CrMoG（440640MPa）R302（焊前预热150250）540MPaR307（焊前预热160250）540MPa贝氏体钢12Cr2MoWVTiB（540735MPa）R347（焊前预热320360）540MPa12Cr3MoVSiTiB（610805MPa）R417（焊前预热160200）540MPa电站锅炉常用焊接材料第80页/共130页各种钢材焊前预热温度钢的合金系（举例钢号）管子板材壁厚壁厚/mm预热温预热温度度/壁厚壁厚/mm预热温预热温度度/碳含量0.35%的碳素钢及铸其件2610020034100150C-Mn(Q345)151502003028Mn-V(Q39

45、0)1.5Mn-0.5Mo-V（14MnMoV、18MnMoNbg）151502001Cr-0.5Mo（15CrMo、ZG20CrMo）0.5Cr-0.5Mo（12CrMo）101502501Cr-0.5Mo-V（12Cr1MoV、ZG20CrMo）0.5Cr-0.5Mo-V（12CrMo）62003001.5Cr-1Mo-V（15Cr1Mo1V、ZG15Cr1Mo1V）2Cr-0.5Mo-W-V（12Cr2MoWVTiB）1.75 Cr-0.5Mo-V、2.25 Cr-1Mo（12Cr2Mo）3Cr-1Mo-V Ti（12Cr3MoVSiTiB）62503509Cr-1Mo-V-Nb2003

46、002003009Cr-1Mo、12Cr-1Mo-V300400200300注注1：当采用钨极氩弧焊打底焊时，可按下限温度降低：当采用钨极氩弧焊打底焊时，可按下限温度降低50；注注2：当管子外径大于：当管子外径大于219mm或壁厚不小于或壁厚不小于20mm时，应采用电加热法预热。时，应采用电加热法预热。第81页/共130页钢号SMAWSAWGTAW焊条焊丝焊剂焊丝0Cr18Ni9（304）A102 A107H0Cr21Ni10HJ260H0Cr21Ni100Cr18Ni10Ti(321)1Cr18Ni9TiA132A137H0Cr21Ni10TiHJ260H0Cr21Ni10Ti0Cr17Ni

47、12Mo2(316)A202A207H0Cr19Ni12Mo2HJ260H0Cr19Ni12Mo20Cr18Ni12Mo2Ti(316Ti)A022A212H00Cr19Ni12Mo2HJ260H00Cr19Ni12Mo20Cr19Ni13Mo3(317)-H0Cr20Ni14Mo300Cr19Ni10（304L）A002H0Cr21Ni10HJ260-00Cr17Ni14Mo2(316L)A022-00Cr19Ni13Mo3(317L)A242-奥氏体不锈焊接材料的选用(摘自JB/T 4709-2000)第82页/共130页埋弧焊丝焊剂钢号焊丝型号（牌号）焊剂牌号熔敷金属抗拉强度/MPaQ2

48、35-A、20H08A（H08A）HJ431HJ433410550Q245R(20g)H08MnA（H08MnA）HJ431SJ30141055012CrMoH08CrMoAH10CrMoAHJ350SJ10345058515CrMoH08CrMoAH13CrMoAHJ350SJ10312CrMoV12Cr1MoVH08CrMoVAHJ350SJ103(Cr2Mo)H08Cr3MoMnAH13Cr2Mo1A H08Cr2MoAHJ350、HJ250 SJ103、SJ10461012Cr2MoWVTiBH08Cr2MoWVNbAHJ250第83页/共130页氩弧焊焊丝用途焊丝型号（牌号）熔敷金属

49、抗拉强度MPaQ235-A、Q235-BQ235-C、15、20Q245R(20g)、22gQ345R(16Mng)ER50-4(TG50)(GB/T 8100)41055012CrMoH08CrMoA(GB/T 14957)15CrMoH13CrMoA(GB/T 14957)12CrMoV、12Cr1MoVH08CrMoVA(GB/T 14957)12Cr2MoWVTiB(TGR55WB)540第84页/共130页0.5Mo16Mo0.5Cr-0.5Mo12CrMo1Cr-0.5Mo1.25Cr-0.5Mo15CrMoR,14CrMoR2.25Cr-1Mo12Cr2Mo1G5Cr-0.5Mo

50、12Cr2MoVG低碳钢J427J427J427R207R307R307R40716MnJ507J507J507R207R307R307R4070.5Mo16MoR107R107R207R307R307R4070.5Cr-0.5Mo12CrMoR207R207R307R307R4071Cr-0.5Mo1.25Cr-0.5Mo15CrMoR14CrMoRR307R307R4072.25Cr-1Mo12Cr2Mo1GR407异种钢常用焊接材料第85页/共130页焊接材料保管要求焊接材料保管要求 所有焊材，均应按种类、牌号、规格、入库时间分类存放，置于离地面和墙壁不小于300mm的木板或货架上。并按