焊接工藝規(guī)程設(shè)計(jì)

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1、第1篇 第4章 焊接工藝規(guī)程設(shè)計(jì),4.1 焊接工藝規(guī)程設(shè)計(jì)概念 4.2 焊接符號(hào)與標(biāo)注 4.3 焊接接頭及坡口型式 4.4 金屬焊接性與焊接工藝評(píng)定 4.5 焊接工藝要素和規(guī)范 4.6 焊接應(yīng)力與變形 4.7 焊接缺陷與檢驗(yàn) 4.8 鍋爐與壓力容器用鋼焊接工藝特點(diǎn),4.1 焊接工藝規(guī)程設(shè)計(jì)概念 1.基本概念 (1)生產(chǎn)過(guò)程 利用相應(yīng)制造工藝將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善啡^(guò)程。 (2)制造工藝 生產(chǎn)過(guò)程中制造方法和制造工藝過(guò)程的總稱。 (3)工藝過(guò)程 改變生產(chǎn)對(duì)象的形狀、尺寸、相對(duì)位置和性質(zhì)使其成為成品或半成品過(guò)程。 (4)工藝規(guī)程 規(guī)定產(chǎn)品或零部件制造工藝過(guò)程和操作方法等的工藝文件稱為工藝規(guī)程。,4.1

2、 焊接工藝規(guī)程設(shè)計(jì)概念 2.工藝規(guī)程作用 工藝規(guī)程還是連接設(shè)計(jì)和制造的橋梁。工藝規(guī)程是指導(dǎo)生產(chǎn)、組織生產(chǎn)、管理生產(chǎn)的主要工藝文件，是加工、檢驗(yàn)、驗(yàn)收、生產(chǎn)調(diào)度與安排的主要依據(jù)。 3.焊接工藝過(guò)程 焊接工藝過(guò)程是利用焊接方法使原材料毛坯改變結(jié)構(gòu)形狀和尺寸使其成為合格零部件的過(guò)程。 焊接工藝過(guò)程對(duì)焊接產(chǎn)品質(zhì)量有決定性影響。 4.焊接工藝規(guī)程 規(guī)定焊接結(jié)構(gòu)件焊接工藝過(guò)程和焊接操作方法等的工藝文件。,4.1 焊接工藝規(guī)程設(shè)計(jì)概念 5.焊接生產(chǎn)過(guò)程 焊接生產(chǎn)過(guò)程是指從投料開(kāi)始，經(jīng)過(guò)一系列的工序，最后加工成焊接產(chǎn)品的過(guò)程。,焊接生產(chǎn)過(guò)程,4.2 焊縫符號(hào)及標(biāo)注 (1)焊接圖是供焊接加工時(shí)所用的圖樣。除了將

3、焊接件結(jié)構(gòu)表達(dá)清楚以外，還必須把與焊接有關(guān)內(nèi)容表示清楚，如焊接接頭型式、焊縫型式、焊縫尺寸、焊接方法等。 (2)要看懂焊接機(jī)械設(shè)備圖紙，就必須了解焊縫的符號(hào)及其標(biāo)注方法。焊縫代號(hào)是工程語(yǔ)言的一種，它可以統(tǒng)一焊接結(jié)構(gòu)圖紙上的符號(hào)。我國(guó)的焊縫符號(hào)是由國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB324規(guī)定的。焊縫符號(hào)由以下內(nèi)容組成： (3)焊縫符號(hào)由焊接方法代號(hào)、基本符號(hào)、輔助符號(hào)、補(bǔ)充符號(hào)和焊縫尺寸符號(hào)等組成。,4.2 焊縫符號(hào)及標(biāo)注 1.常用焊接方法的代號(hào) (1)GB324-1964用字母表示,1988標(biāo)準(zhǔn)已取消。 (2)GB5185-1985用數(shù)字代號(hào)。 (3)圖樣上焊接方法代號(hào)標(biāo)注在指引線尾部。,2.基本符號(hào):基本符號(hào)是表

4、示焊縫橫截面形狀的符號(hào)，近似于焊縫橫截面形狀，見(jiàn)表。,2.基本符號(hào) 見(jiàn)續(xù)表。,3.輔助符號(hào)輔助符號(hào)是表示焊縫表面形狀特征的符號(hào)，不需要確切地說(shuō)明焊縫的表面形狀時(shí)，可不用。,4.補(bǔ)充符號(hào)補(bǔ)充符號(hào)是為了補(bǔ)充說(shuō)明焊縫的某些特征面用的符號(hào)，見(jiàn)下表。,5.焊縫的尺寸符號(hào) 焊縫尺寸符號(hào)見(jiàn)下表。,4.2 焊縫符號(hào)及標(biāo)注 6.指引線 (1)箭頭線和兩條基準(zhǔn)線(細(xì)實(shí)線，虛線)組成。 (2)箭頭線用細(xì)實(shí)線繪制，箭頭指向有關(guān)焊縫處。 (3)需要時(shí)，焊接方法可標(biāo)在尾部。,4.2 焊縫符號(hào)及標(biāo)注/6.指引線 (4)焊縫、符號(hào)和指引線位置 若焊縫在箭頭側(cè)，則將基本符號(hào)標(biāo)在基準(zhǔn)線的細(xì)實(shí)線一側(cè)，圖a。 若焊縫不在箭頭側(cè)，則將

5、基本符號(hào)標(biāo)在基準(zhǔn)線的虛線一側(cè)，圖b。 標(biāo)注對(duì)稱及雙面焊縫時(shí)，可不畫(huà)虛線，圖c。,4.2 焊縫符號(hào)及標(biāo)注 7.常用焊縫尺寸標(biāo)注法 (1)焊縫橫截面上的尺寸，標(biāo)在基本符號(hào)左側(cè)。 (2)焊縫長(zhǎng)度方向的尺寸，標(biāo)在基本符號(hào)的右側(cè) (3)坡口角度、坡口面角度、根部間隙b標(biāo)在基本符號(hào)的上側(cè)或下側(cè)。 (4)相同焊縫數(shù)量及焊接方法代號(hào)標(biāo)在尾部。 (5)當(dāng)數(shù)據(jù)較多時(shí)，可在數(shù)據(jù)前增加尺寸符號(hào)。,4.2 焊縫符號(hào)及標(biāo)注 8.焊縫尺寸標(biāo)注示例,4.2 焊縫符號(hào)及標(biāo)注 9.焊縫的規(guī)定畫(huà)法 工件經(jīng)焊接后所形成的接縫稱為焊縫。如需在圖樣中簡(jiǎn)易地繪制焊縫時(shí)，可用視圖、剖視圖或斷面圖表示，也可用軸測(cè)圖示意地表示。焊縫的規(guī)定畫(huà)法，

6、如圖所示。,4.3 焊接接頭及坡口型式 1.接頭型式 常見(jiàn)焊接接頭有對(duì)接接頭、T形接頭、角接接頭和搭接接頭等四種，如圖所示。 焊接接頭的選擇：主要根據(jù)焊接結(jié)構(gòu)形式、焊件厚度、焊縫強(qiáng)度要求及施工條件等來(lái)選擇。,對(duì)接接頭 T形接頭 角接接頭 搭接接頭,4.3 焊接接頭及坡口型式 2.對(duì)接接頭 (1)對(duì)接接頭特點(diǎn) 對(duì)接接頭容易保證焊透,接頭質(zhì)量高; 應(yīng)力分布均勻受力情況好; 靜載和動(dòng)載都具有很高連接強(qiáng)度 但是: 對(duì)焊前準(zhǔn)備和接頭裝配要求較高。 焊縫余高焊縫與母材過(guò)渡處易引起應(yīng)力集中。鍋筒和重要壓力容器上的對(duì)接焊縫一般要求將焊縫余高打磨平整或噴丸后出廠。,4.3 焊接接頭及坡口型式 2.對(duì)接接頭 (2

7、)坡口形式 一般情況，手工電弧焊焊接6mm以下焊件和自動(dòng)焊焊接14mm以下焊件時(shí)，可不開(kāi)坡口； 鋼板超過(guò)上述厚度時(shí)，電弧不能熔透鋼板，應(yīng)考慮開(kāi)坡口，開(kāi)坡口可使熱源伸入根部，保證焊透，且可降低熱規(guī)范，減小熱影響區(qū)和減少焊件的變形。 按照焊件厚度及坡口準(zhǔn)備的不同，對(duì)接接頭可分為不開(kāi)坡口、單邊V形、V形坡口、U形坡口、單邊U形、K形坡口、X形坡口、U形V形混合坡口和雙U形坡口等(見(jiàn)圖)。,2.對(duì)接接頭/(2)坡口形式 坡口、鈍邊和間隙尺寸配合好，可保證焊透，也可避免燒穿、未焊透等缺陷。 坡口型式選擇，主要根據(jù)被焊工件厚度、焊后應(yīng)力變形大小、坡口加工的難易程度、焊條消耗量以及焊接工藝等各方面因素來(lái)考慮

8、。,2.對(duì)接接頭 (2)坡口形式 在不同厚度鋼板對(duì)接時(shí)，由于接頭處斷面有突然變化，會(huì)造成應(yīng)力集中，如焊縫兩邊鋼板中心線不一致，受力時(shí)將產(chǎn)生附加彎矩，這些都將影響接頭強(qiáng)度。雙面或者單面削薄(圖)。,3.T形接頭 (1)根據(jù)工件厚度不同，將兩塊鋼板互成直角連接在一起的焊縫接頭稱為T(mén)形接頭。 (2)鍋爐、壓力容器插入式管接頭、管板和鍋殼、人孔圈和筒體焊接屬于此類。 (3)適于空間類焊件，具有較高強(qiáng)度，如船體結(jié)構(gòu)中約70的焊縫采用了T形接頭。 (4)可分不開(kāi)坡口、單邊V形、雙邊V形及K形坡口，可用單面或雙面焊。,未開(kāi)坡口 T形接頭,開(kāi)坡口 T形接頭,4.3 焊接接頭及坡口型式 3.T形接頭 對(duì)不開(kāi)坡口

9、的T形接頭，應(yīng)盡量避免采用單面角焊縫，因?yàn)?，該種接頭的根部有很深的未焊透缺口，且此種焊縫不能承受反方向的力矩。,4.3 焊接接頭及坡口型式 4.角接接頭 (1)根據(jù)工件厚度不同，將兩塊鋼板互成直角沿邊沿連接在一起的焊縫接頭稱為角接接頭。 (2)通常只起連接作用，只用來(lái)傳遞工作載荷。,4.3焊接接頭及坡口型式 4.角接接頭 圖示為不允許的角接焊縫結(jié)構(gòu)。 這些角焊縫應(yīng)力分布不均，在焊縫根部有較大應(yīng)力集中，在壓力容器的受壓件上是禁止采用的。,4.3 焊接接頭及坡口型式 5.搭接接頭 焊前準(zhǔn)備簡(jiǎn)便，但受力時(shí)產(chǎn)生附加彎曲應(yīng)力，降低了接頭強(qiáng)度。,4.4 金屬焊接性與焊接工藝評(píng)定 焊接是一種復(fù)雜的加工工藝，

10、焊接之前需要進(jìn)行一系列準(zhǔn)備工作，其中最重要的技術(shù)準(zhǔn)備。 (1)人員準(zhǔn)備 焊接工人及操作技能 (2)物質(zhì)準(zhǔn)備 原材料 焊接材料 焊接設(shè)備 (3)技術(shù)準(zhǔn)備主要介紹焊接前技術(shù)準(zhǔn)備 制定焊接工藝金屬焊接性試驗(yàn) 驗(yàn)證焊接工藝焊接工藝評(píng)定試驗(yàn),4.4 金屬焊接性與焊接工藝評(píng)定 4.4.1 金屬焊接性 1.焊接性概念 采用一定焊接方法、焊接材料、工藝參數(shù)及結(jié)構(gòu)形式條件下，獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度，即金屬對(duì)焊接加工的適應(yīng)性。兩個(gè)方面： (1)工藝焊接性接合性能，主要指在給定的焊接工藝條件下，形成完好焊接接頭的能力，特別是焊接接頭對(duì)產(chǎn)生裂紋的敏感性； (2)使用焊接性使用性能，在給定的焊接工藝條件下，焊接接頭

11、在使用條件下安全運(yùn)行的能力，包括焊接接頭的力學(xué)性能和其它特殊性能（如耐高溫、耐腐蝕、抗疲勞性能等）。,4.4 金屬焊接性與焊接工藝評(píng)定 4.4.1金屬焊接性 2.金屬焊接性的意義 原則上，各種金屬都能進(jìn)行焊接，但金屬本身固有的基本性能，還不能直接表明它在焊接時(shí)會(huì)出現(xiàn)什么問(wèn)題以及焊接以后焊接接頭的性能是否能滿足使用要求，所以，金屬材料對(duì)焊接加工的適應(yīng)性用焊接性來(lái)衡量。 金屬材料焊接性是金屬的工藝性能在焊接過(guò)程中的反映，了解及評(píng)價(jià)金屬材料的焊接性，是焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、確定焊接方法、焊接工藝評(píng)定、制定焊接工藝的重要依據(jù)。,4.4 金屬焊接性與焊接工藝評(píng)定 4.4.1 金屬焊接性 3.焊接性試驗(yàn)方法 (1

12、)按試驗(yàn)者與研究對(duì)象的關(guān)系分類 間接試驗(yàn)：以推理或模擬為主要特征； 直接試驗(yàn)：以焊接試件為主要特征。 (2)按照金屬焊接性的內(nèi)涵分類 工藝焊接性試驗(yàn)：評(píng)定結(jié)合性能； 使用焊接性試驗(yàn)：評(píng)定使用性能。,4.4 金屬焊接性與焊接工藝評(píng)定 4.4.2 焊接工藝評(píng)定驗(yàn)證焊接工藝 1.概念:焊接工藝評(píng)定是按采用焊接工藝在接近實(shí)際生產(chǎn)條件下焊制模擬產(chǎn)品試板，并從焊成試板中按產(chǎn)品技術(shù)條件截取拉力、彎曲和沖擊韌性試樣，并將焊接條件變化是否影響接頭力學(xué)性能作為是否需要重新評(píng)定焊接工藝的判斷準(zhǔn)則，如果所有試樣的檢驗(yàn)結(jié)果全部符合技術(shù)要求，則證明所編制的焊接工藝是可行的，可根據(jù)工藝評(píng)定報(bào)告擬定正式的焊接工藝細(xì)則卡。 鍋

13、爐壓力容器焊接工藝內(nèi)容廣泛，任何一種焊接工藝要素改變都會(huì)對(duì)接頭性能產(chǎn)生影響，對(duì)將用于生產(chǎn)的每項(xiàng)焊接工藝應(yīng)作相應(yīng)評(píng)定。,4.4.2 焊接工藝評(píng)定 2.焊接工藝評(píng)定的目的 焊接工藝評(píng)定用以評(píng)定施焊單位是否有能力焊出符合規(guī)程和產(chǎn)品技術(shù)條件所要求的焊接接頭，驗(yàn)證施焊單位的焊接工藝指導(dǎo)書(shū)是否合適。 3.焊接工藝評(píng)定特點(diǎn)和程序 焊接工藝評(píng)定是在焊接性試驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行的生產(chǎn)前工藝驗(yàn)證試驗(yàn)。應(yīng)在制定焊接工藝指導(dǎo)書(shū)以后，焊接產(chǎn)品以前進(jìn)行。 焊接產(chǎn)品焊接前，焊接單位應(yīng)按規(guī)定對(duì)焊接接頭進(jìn)行焊接工藝評(píng)定。 可按以下三個(gè)程序進(jìn)行：,4.4.2 焊接工藝評(píng)定 3.焊接工藝評(píng)定特點(diǎn)和程序 (1)由具有專業(yè)知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)焊接工

14、藝人員，根據(jù)鋼材焊接性能試驗(yàn)，結(jié)合產(chǎn)品特點(diǎn)、工藝條件來(lái)擬定，內(nèi)容包括焊接工藝重要因素、補(bǔ)加因素和次要因素，擬定焊接工藝指導(dǎo)書(shū)。 (2)按照焊接工藝指導(dǎo)書(shū)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定來(lái)施焊試件，檢驗(yàn)及測(cè)定試樣性能，填寫(xiě)焊接工藝評(píng)定報(bào)告。如果評(píng)定不合格，應(yīng)修改焊接工藝指導(dǎo)書(shū)繼續(xù)評(píng)定，直到評(píng)定合格。 (3)經(jīng)評(píng)定合格的焊接工藝指導(dǎo)書(shū)可直接用于生產(chǎn)，也可以根據(jù)焊接工藝指導(dǎo)書(shū)、焊接工藝評(píng)定報(bào)告結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)條件，編制焊接工藝卡，用于產(chǎn)品施焊。,焊接性試驗(yàn) 焊接工藝指導(dǎo)書(shū) 焊接試板 焊接工藝評(píng)定 焊接工藝細(xì)則卡 焊接產(chǎn)品,制定,驗(yàn)證,應(yīng)用,4.4.2 焊接工藝評(píng)定 4.焊接工藝評(píng)定試驗(yàn) (1)由施焊單位的熟練焊工進(jìn)行試件焊接

15、； (2)焊接工藝評(píng)定試板應(yīng)具有足夠的尺寸; SMAW和氣保焊，至少為300mm500mm； 埋弧焊，400600，電渣焊500800。 (3)試板焊完后，應(yīng)按焊接工藝指導(dǎo)書(shū)規(guī)定焊接工藝試件，然后對(duì)工藝試件進(jìn)行外觀、無(wú)損探傷、力學(xué)性能和金相等檢驗(yàn)。 (4)試件檢驗(yàn)合格后，加工拉力、彎曲和沖擊試樣(圖)，試樣尺寸按相應(yīng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定制作。 (5)試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)條件要求。,對(duì)接焊縫板狀試件切取試樣部件圖,角接焊縫管板試件切取宏觀試樣示意圖,4.5 焊接工藝要素和規(guī)范 焊接工藝是控制接頭焊接質(zhì)量的關(guān)鍵因素。 焊接生產(chǎn)以焊接工藝細(xì)則卡來(lái)規(guī)定焊接工藝的要素。焊接工藝細(xì)則卡的編制依據(jù)是相應(yīng)的焊接工藝

16、評(píng)定試驗(yàn)結(jié)果。焊接工藝細(xì)則卡規(guī)定的焊接工藝要素： 焊前準(zhǔn)備，焊接設(shè)備，焊接材料，坡口加工，清洗，裝配； 焊接方法選擇； 焊接工藝規(guī)范參數(shù)，預(yù)熱、電參數(shù)、后處理； 焊接操作技術(shù)； 焊后檢查等。,4.5 焊接工藝要素和規(guī)范 4.5.1 焊前準(zhǔn)備 1.坡口加工 (1)剪切常用于不開(kāi)坡口的薄板生產(chǎn)率高，加工方便，邊緣平直，但不能剪切厚板，不能加工有角度坡口，一般適用于25mm以下板厚。 (2)刨邊用于直邊坡口 用刨床或刨邊機(jī)加工 直邊坡口，加工質(zhì)量 好，坡口平直，精度高。,4.5.1 焊前準(zhǔn)備/1.坡口加工 (3)車(chē)削用于管子坡口車(chē)削可加工出各種型式的坡口，厚壁筒體的U型坡口常用這種加工方法，對(duì)較長(zhǎng)、

17、較重等無(wú)法搬動(dòng)的管子可用移動(dòng)式的管子坡口機(jī)。小直徑薄壁管子可用手動(dòng)式坡口機(jī)，大直徑厚壁管子則可采用電動(dòng)車(chē)管機(jī)。,移動(dòng)式管子坡口機(jī) 便攜式管道坡口機(jī),氧乙炔切割加工坡口,4.5.1 焊前準(zhǔn)備/1.坡口加工 (4)氧乙炔切割應(yīng)用最廣的加工坡口方法利用氣割可以得到任何角度的V形、X形、單邊V形、K形等坡口，更適合厚鋼板的切割，生產(chǎn)率高。氣割有手工、半自動(dòng)和自動(dòng)，可同時(shí)安裝二三把割炬，能將V形、X形坡口一次切成)。質(zhì)量好，生產(chǎn)率高。,4.5.1 焊前準(zhǔn)備 1.坡口加工 (5)鏟削用于加工坡口, 清焊根用風(fēng)鏟來(lái)鏟削坡口、勞動(dòng)強(qiáng)度較大，噪聲嚴(yán)重。這種方法已日益被碳弧氣刨所代替。 (6)碳弧氣刨常用于清焊根

18、碳弧氣刨效率比風(fēng)鏟高，勞動(dòng)強(qiáng)度小特別在開(kāi)u形坡口時(shí)更為顯著，正在逐漸取代風(fēng)鏟。缺點(diǎn)是要用直流電源，刨割時(shí)煙霧大，要采取排煙措施。,4.5.1 焊前準(zhǔn)備 2.坡口清洗 (1)坡口兩側(cè)的內(nèi)、外表面必須清除銹斑、氧化膜和油垢等污染，這是防止焊縫產(chǎn)生氣孔和裂 紋的有效措施。 (2)手工電弧焊清理寬度為20mm范圍；埋弧自動(dòng)焊為30mm；電渣焊為40mm。 (3)焊接過(guò)程中不發(fā)生冶金反應(yīng)的焊接方法,如TIG焊，MIG焊，PAW焊等，更應(yīng)重視。,4.5.1 焊前準(zhǔn)備 3.坡口裝配 (1)焊件組裝時(shí)，接頭兩側(cè)邊緣必須相互對(duì)準(zhǔn)。 焊件組裝后應(yīng)進(jìn)行錯(cuò)邊量檢查，在壓力容器制造中，對(duì)接接頭錯(cuò)邊量的要求較高。A，B類

19、焊縫對(duì)口錯(cuò)邊量應(yīng)符合下表規(guī)定。,4.5 焊接工藝要素和規(guī)范 4.5.2 焊接工藝規(guī)范參數(shù) 焊接工藝規(guī)范參數(shù)包括焊前的預(yù)熱溫度，焊接電參數(shù)(電流、電壓、電流種類、頻率、焊接和送絲速度等)，后熱溫度和保溫時(shí)間，消氫處理溫度和保溫時(shí)間，焊后熱處理和消除應(yīng)力處理制度等。在氣體保護(hù)焊中，還應(yīng)包括氣體種類、混合比和流量等。 1.焊前預(yù)熱溫度的選定 焊前預(yù)熱的作用： 降低焊接熱影響區(qū)的冷卻速度，避免淬硬組織的形成，防止冷裂紋并改善熱影響區(qū)塑性；,4.5 焊接工藝要素和規(guī)范 4.5.2 焊接工藝規(guī)范參數(shù) 減小焊接區(qū)的溫度梯度，從而降低焊接接頭的內(nèi)應(yīng)力； 擴(kuò)大焊接區(qū)加熱范圍，使焊接接頭在較寬區(qū)域內(nèi)處于塑性狀態(tài)，

20、減弱焊接應(yīng)力的不利影響。 改變焊接區(qū)的應(yīng)變集中區(qū)部位，降低了促使冷裂紋形成的應(yīng)力峰值； 延長(zhǎng)焊接區(qū)l00以上停留時(shí)間，利于焊縫金屬中氫逸出，降低氫致裂紋危險(xiǎn)。 對(duì)于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的焊件，可按表47規(guī)定的溫度范圍進(jìn)行預(yù)熱。,4.5 焊接工藝要素和規(guī)范 4.5.2 焊接工藝規(guī)范參數(shù) 2.焊接電參數(shù) (1)在使用連續(xù)的交流電和直流電焊接時(shí)，焊接規(guī)范中的電參數(shù)主要是焊接電壓和焊接電流。 (2)采用脈沖電流焊接時(shí)，電參數(shù)還包括電流的交變頻率、通斷比、基本電流和峰值電流值。 (3)焊接規(guī)范參數(shù)的選擇原則首先是保證接頭的熔透、無(wú)裂紋并獲得成形良好的焊道，同時(shí)還應(yīng)保證接頭的性能滿足技術(shù)條件規(guī)定的各項(xiàng)要求，因而在選擇

21、電參數(shù)時(shí)要 考慮焊接熱輸入量對(duì)接頭性能的影響。手工電弧焊 焊條直徑選擇及相應(yīng)的焊接電流范圍見(jiàn)表4-8.,4.5.2 焊接工藝規(guī)范參數(shù) 3.焊后加熱和消氫處理焊后加熱是指焊后將焊件或焊接區(qū)立即加熱到150250，保溫一定時(shí)間，該工藝簡(jiǎn)稱后熱。若以消氫為目的，后熱處理應(yīng)在300400溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，這種處理就稱為“消氫處理”。其要點(diǎn)是每條焊縫焊完后立即將焊件或整 條焊縫加熱到上述溫度，保溫24h后空冷。 4焊后熱處理常用的焊后熱處理有： (1)水調(diào)質(zhì)處理，即水淬火加回火處理。淬火后回火處理溫度對(duì)焊接接頭的性能有很大影響。回火溫度應(yīng)在在AC3以上50100。,4.5.2 焊接工藝規(guī)范參數(shù) 4焊后熱處

22、理 對(duì)一種鋼材最適用的回火溫度范圍可通過(guò)預(yù)先的回火處理試驗(yàn)來(lái)確定。 (2)正火或正火加回火：厚壁筒節(jié)縱縫電渣焊縫晶粒粗大，達(dá)不到所要求的力學(xué)性能，因此焊后必須作正火處理以細(xì)化晶粒。某些采用埋弧焊焊成的筒節(jié)也可能在熱校和熱整形過(guò)程中經(jīng)受正火處理。正火溫度應(yīng)在該種鋼材AC3以上3050。 過(guò)高的正火溫度會(huì)導(dǎo)致晶粒的長(zhǎng)大， 起不到正火的效果。保溫時(shí)間按12min/min壁厚計(jì)算。保溫結(jié)束后將工件放在平靜空氣中冷卻。,4.5.2 焊接工藝規(guī)范參數(shù) 4焊后熱處理 (3)消除應(yīng)力處理當(dāng)壓力容器的壁厚超過(guò)下表所列的界限就必須將其作消除應(yīng)力處理。 消除應(yīng)力處理的作用： 消除殘余應(yīng)力，穩(wěn)定構(gòu)件尺寸； 改善構(gòu)件母

23、材與焊接接頭的性能； 析出焊接區(qū)域有害氣體，防止延遲裂紋； 提高構(gòu)件抗應(yīng)力腐蝕的能力； 提高耐疲勞強(qiáng)度。,4.6 焊接應(yīng)力和變形 4.6.1焊接應(yīng)力和變形概念 1.概念:在焊接過(guò)程中，焊件中產(chǎn)生隨時(shí)間而變化的變形和內(nèi)應(yīng)力分別稱為焊接瞬時(shí)變形和瞬時(shí)應(yīng)力。焊后溫度冷卻至室溫時(shí)留存于焊件中的變形和應(yīng)力分別稱為焊接殘余變形和焊接殘余應(yīng)力(weldingresidualstresses) 。,沿焊縫的縱向裂開(kāi) 船體結(jié)構(gòu)焊接變形,4.6 焊接應(yīng)力和變形 4.6.1 焊接應(yīng)力和變形概念 2.自由變形:焊接過(guò)程是一個(gè)不均勻加熱和冷卻的過(guò)程。在施焊時(shí)，焊件上產(chǎn)生不均勻的溫度場(chǎng)，焊縫及其附近溫度最高，可達(dá)1600

24、以上，而鄰近區(qū)域溫度則急劇下降。 熱脹冷縮沒(méi)有受到阻礙的自由變形量: 單位長(zhǎng)度的自由變形量:,4.6.2 焊接應(yīng)力和變形產(chǎn)生的原因 1.焊接加熱時(shí) 焊縫區(qū)不均勻加熱和冷卻是產(chǎn)生焊接應(yīng)力和變形的根本原因。焊接時(shí)，局部加熱使焊件金屬受熱膨脹，應(yīng)該產(chǎn)生abcde的伸長(zhǎng)變形。 但鋼板是一個(gè)整體，伸長(zhǎng)不能自由地實(shí)現(xiàn)，只能比較均衡地伸長(zhǎng)。此時(shí)，焊縫中心兩側(cè)受拉應(yīng)力作用，而焊縫中心受壓應(yīng)力，當(dāng)壓應(yīng)力超過(guò)屈服強(qiáng)度時(shí)，將產(chǎn)生壓縮塑性變形。,4.6.2 焊接應(yīng)力和變形產(chǎn)生的原因 2.焊接冷卻后：因焊縫中心已經(jīng)受到過(guò)壓縮變形，冷卻后的尺寸比原來(lái)尺寸短，焊縫兩側(cè)只發(fā)生彈性變形的金屬應(yīng)恢復(fù)原長(zhǎng)度，焊件端面應(yīng)產(chǎn)生lmno

25、p的形狀，但焊件是整體，各部位變形相互牽制，因此，焊縫兩側(cè)的金屬就阻礙中間區(qū)域縮短，焊縫中心產(chǎn)生拉應(yīng)力，在兩側(cè)金屬中則存在壓應(yīng)力，應(yīng)力處于平衡狀態(tài)。平板對(duì)接焊后比焊前縮短了。,4.6 焊接應(yīng)力和變形 4.6.3 焊接殘余應(yīng)力的分布、影響和消除 焊接應(yīng)力可分為熱應(yīng)力、拘束應(yīng)力、相變應(yīng)力和焊接殘余應(yīng)力，焊接殘余應(yīng)力往往數(shù)值很 大，在厚度較大的焊接結(jié)構(gòu)中，焊接殘余應(yīng)力一般可達(dá)到材料的屈服極限s。 1. 焊接應(yīng)力的分類 (1)縱向應(yīng)力：沿著焊縫長(zhǎng)度方向的應(yīng)力; (2)橫向應(yīng)力：垂直于焊縫長(zhǎng)度方向且平行于構(gòu)件表面的應(yīng)力; (3)厚度方向應(yīng)力：垂直于焊縫長(zhǎng)度方向且垂直于構(gòu)件表面的應(yīng)力。,4.6.3 焊接殘

26、余應(yīng)力的分布、影響和消除 2. 焊接殘余應(yīng)力的分布 (1)焊縫縱向應(yīng)力x 沿著焊縫縱向的應(yīng)力稱為縱向應(yīng)力x；把垂直于焊縫縱向的應(yīng)力稱為橫向應(yīng)力y 。焊縫及其附近的壓縮塑性變形區(qū)內(nèi)x的為拉應(yīng)力，其值一般可達(dá)材料的屈服強(qiáng)度。,4.6 焊接應(yīng)力和變形 2. 焊接殘余應(yīng)力的分布 (2)焊縫橫向應(yīng)力：圖為一定長(zhǎng)度平板焊縫中橫向應(yīng)力y的分布。焊縫及其附近的壓縮塑性變形區(qū)內(nèi)y為拉應(yīng)力，兩端為壓應(yīng)力，離開(kāi)焊縫中心越遠(yuǎn)，y迅速衰減。,4.6 焊接應(yīng)力和變形 2. 焊接殘余應(yīng)力的分布 (3)厚度方向應(yīng)力：厚板焊接結(jié)構(gòu)中除了縱向應(yīng)力和橫向應(yīng)力外，還存在沿厚度方向的應(yīng)力。 這三個(gè)方向內(nèi)應(yīng)力在厚度方向分布極不均勻。厚板

27、電渣焊時(shí)焊縫中心出現(xiàn)三軸向拉應(yīng)力，隨板厚的增加而增加，但在表面為壓應(yīng)力。而多層焊時(shí)，與此相反（圖）。,4.6 焊接應(yīng)力和變形 4.6.3 焊接殘余應(yīng)力的分布、影響和消除 3. 焊接殘余應(yīng)力的影響 (1)對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與受壓件穩(wěn)定性的影響在構(gòu)件承受拉伸載荷時(shí)，焊接殘余內(nèi)應(yīng)力將與載荷應(yīng)力相疊加，從而影響構(gòu)件的強(qiáng)度。 (2)對(duì)構(gòu)件脆性斷裂的影響增大了構(gòu)件的名義應(yīng)力，加上焊接接頭區(qū)材料韌性的下降和焊接缺陷的產(chǎn) 生，都會(huì)促使構(gòu)件在外載不大的情況下發(fā)生低應(yīng)力脆斷。 (3)對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響：焊縫區(qū)的殘余拉應(yīng)力能提高結(jié)構(gòu)平均拉應(yīng)力值，使疲勞壽命降低。,4.6 焊接應(yīng)力和變形 4.6.3 焊接殘余應(yīng)力的分布、影響和

28、消除 3. 焊接殘余應(yīng)力的影響 (4)對(duì)焊件加工精度和尺寸穩(wěn)定的影響 (5)對(duì)裂紋擴(kuò)展的影響評(píng)定焊接區(qū)裂紋狀態(tài)時(shí)，必須考慮焊接殘余應(yīng)力。在計(jì)算裂紋擴(kuò)展驅(qū)動(dòng)力應(yīng)力強(qiáng)度因子 KI時(shí)，殘余應(yīng)力r用拉應(yīng)力的當(dāng)量值3 來(lái)考慮殘余應(yīng)力對(duì)裂紋擴(kuò)展的貢獻(xiàn)，即： 3 = rr 其中r 和裂紋的類型(穿透裂紋、埋藏裂紋、表面裂紋)及裂紋方向(和熔合線平行的裂 紋、和熔合線垂直的裂紋、角焊縫裂紋)有關(guān)。,4. 減少和消除焊接殘余應(yīng)力的措施與方法 從設(shè)計(jì)和焊接工藝兩方面減少焊接殘余應(yīng)力 (1)設(shè)計(jì)上減少焊接應(yīng)力的核心是正確布置焊縫，從而避免應(yīng)力疊加，降低應(yīng)力峰值。 盡量減少焊縫數(shù)量，減少焊縫尺寸和長(zhǎng)度。 焊縫應(yīng)避免過(guò)

29、分集中(圖)，有足夠距離，要 盡可能避免交叉，以免出現(xiàn)三向復(fù)雜應(yīng)力。 焊縫不要布置在高應(yīng)力 區(qū)及斷面突變的地方， 以避免應(yīng)力集中。 采用剛性較小接頭表式。 翻邊替插入管。,4.6 焊接應(yīng)力和變形 4.6.3 焊接殘余應(yīng)力的分布、影響和消除 4. 減少和消除焊接殘余應(yīng)力的措施與方法 (2)工藝上減小焊接應(yīng)力的方法 采用合理的焊接順序和方向。讓大多數(shù)焊縫在剛性較小的情況下施焊。 縮小焊接區(qū)與結(jié)構(gòu)整體之間的溫差，從而礎(chǔ)小焊接內(nèi)應(yīng)力。整體預(yù)熱，采用較小的線能量。 錘擊焊縫。減小焊接應(yīng)力與變形。 減少氫含量及消氫處理。 (3)消除殘余應(yīng)力方法主要是焊后消除殘余應(yīng)力對(duì)厚度超過(guò)一定尺寸的鍋爐、壓力容器受壓元

30、件，均應(yīng)進(jìn)行焊后熱處理以消除內(nèi)應(yīng)力。,4.6 焊接應(yīng)力和變形 4.6.4 焊接變形的形式、影響因素及控制方法 工件焊后一般都會(huì)產(chǎn)生變形，如果變形量超過(guò)允許值，就會(huì)影響工件使用。 變形產(chǎn)生的主要原因是焊件不均勻地局部加熱和冷卻。因?yàn)楹附訒r(shí)，焊件僅在局部區(qū)域被加熱到高溫，但加熱區(qū)域金屬因受到周?chē)鷾囟容^低的金屬阻止，卻不能自由膨脹；而冷卻時(shí)又由于周?chē)饘俚臓恐撇荒茏杂傻厥湛s。結(jié)果這部分加熱的金屬存在拉應(yīng)力，而其它部分的金屬則存在與之平衡的壓應(yīng)力。當(dāng)這些應(yīng)力超過(guò)金屬屈服極限(s)時(shí)，將產(chǎn)生焊接變形；當(dāng)超過(guò)金屬?gòu)?qiáng)度極限(b)時(shí)，則會(huì)出現(xiàn)裂縫。,4.6.4 焊接變形的形式、影響因素及控制方法 焊接變形的形

31、式焊接變形可能是多種多樣的，最常見(jiàn)的有五種基本形式或者是這幾種變形的組合。 圖(a)是平板對(duì)接焊接以后產(chǎn)生的縱向和橫向收縮變形； 圖(b)是平板對(duì)接后的角變形； 圖(c)是圓筒件焊縫布置偏離焊件形心軸形成的彎曲變形； 圖(d)是薄壁焊件焊后產(chǎn)生的波浪形變形。 圖(e)是梁柱結(jié)構(gòu)焊接時(shí)容易出現(xiàn)的扭曲變形。其中收縮變形、彎曲變形屬整體變形，而另外幾種形式為局部變形。,4.6.4 焊接變形的形式、影響因素及控制方法 2.焊接變形的影響因素 (1)焊縫位置對(duì)焊接變形的影響結(jié)構(gòu)對(duì)稱的焊縫，只產(chǎn)生縱向和橫向縮短; 不對(duì)稱時(shí)，則會(huì)引起彎曲變形; 而當(dāng)焊縫截面重心偏離接頭截面重心時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生角變形。 (2)結(jié)

32、構(gòu)剛性的影響：受同樣大小的力，剛性大的結(jié)構(gòu)變形小，剛性小的結(jié)構(gòu)則變形大。 焊接變形總是沿著結(jié)構(gòu) 或焊件剛性的約束最小的方向進(jìn)行。,4.6.4 焊接變形的形式、影響因素及控制方法 2.焊接變形的影響因素 (3)裝配和焊接次序的影響：多條焊縫焊接時(shí)，剛性約束大小取決于裝配焊接次序。對(duì)截面對(duì)稱、焊縫對(duì)稱焊接結(jié)構(gòu)，可采用先裝配成整體的方法。 對(duì)復(fù)雜焊接結(jié)構(gòu)，因?yàn)楹缚p多，各焊縫引起的變形相互影響，難以控制，因此必須采用部分裝配、焊接、再裝配、再焊接的次序，以控制總體焊接變形。 (4)其他影響因素：焊接變形還和坡口型式、裝配間隙、焊接規(guī)范、焊接方法也密切相關(guān)。,4.6.4 焊接變形的形式、影響因素及控制方

33、法 3.控制焊接變形的方法 為了控制和減小焊接變形，應(yīng)采用必要的合理設(shè)計(jì)方案和工藝措施。 (1)合理的設(shè)計(jì)方案保證承載能力條件下，應(yīng)盡量減小焊縫數(shù)量、長(zhǎng)度和尺寸。應(yīng)合理安排焊縫的位置，使結(jié)構(gòu)中所有焊縫盡量對(duì)稱于截面中性軸，或接近中性軸，以減小焊件的變形。 (2)必要的工藝措施 預(yù)留收縮余量。在工件備料時(shí)加一定收縮余量。 一般焊縫的縱向收縮量按焊縫的長(zhǎng)度來(lái)計(jì)算。數(shù)值和坡口、接頭型式及板厚有關(guān)。,反變形法用經(jīng)驗(yàn)或計(jì)算方法，須先判斷工件在焊后可能發(fā)生變形大小和方向，在焊前裝配時(shí)、預(yù)先將焊件向?qū)⒁冃蔚姆捶较驍[放或人為變形，控制得當(dāng)，可使得到正確形狀，防止殘余變形。,反變形法,薄壁殼體管座焊接結(jié)構(gòu),4

34、.6.4 焊接變形的形式、影響因素及控制方法 選擇合理的焊接方法和規(guī)范 采用能量集中熱源和快速焊接方法; 使用氣保焊替代氣焊和SMAW，可減小變形； 使用SMAW焊時(shí)，多層焊比單層焊變形小； 增加焊接速度，也能減小焊接變形。 合理的裝配焊接次序把大型結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)胤殖蓭讉€(gè)部件，分別裝配焊接，然后再拼焊成整體。,4.6.4 焊接變形的形式、影響因素及控制方法 剛性固定法焊前將結(jié)構(gòu)固定夾緊，依靠外加約束減小焊接變形，但是剛性?shī)A持阻止了焊件的自由收縮，將在構(gòu)件內(nèi)部產(chǎn)生較大內(nèi)應(yīng)力，應(yīng)針對(duì)焊件材料和結(jié)構(gòu)形式慎重選擇。,4.6.4 焊接變形的形式、影響因素及控制方法 采用合理的焊接順序,4.6.3 焊接變形的

35、形式、影響因素及控制方法 4. 矯正焊接變形方法 即使采用控制變形方法，構(gòu)件焊接后難以避免產(chǎn)生變形。當(dāng)焊件超出產(chǎn)品技術(shù)要求所允許焊接變形時(shí)，都要求焊后進(jìn)行矯正，使之符合產(chǎn)品質(zhì)量要求。 矯正的實(shí)質(zhì)是使焊接構(gòu)件產(chǎn)生新的變形，以抵消焊接時(shí)所發(fā)生的變形。 矯正焊接變形過(guò)程往往增加構(gòu)件的內(nèi)應(yīng)力。因此矯正變形之前最好先消除焊接殘余應(yīng)力，以免矯正變形時(shí)構(gòu)件發(fā)生局部破裂。生產(chǎn)中常用機(jī)械矯正和火焰加熱矯正,4. 矯正焊接變形方法 (1)機(jī)械矯正法：用機(jī)械加壓或錘擊產(chǎn)生塑性變形方法。錘擊或輾壓焊縫應(yīng)在剛焊完時(shí)進(jìn)行。錘擊應(yīng)均勻、適度，避免錘擊過(guò)分產(chǎn)生裂紋。,4.6.4 焊接變形的形式、影響因素及控制方法 4. 矯正

36、焊接變形方法 (2)火焰矯正法：火焰加熱矯正法是利用火焰局部加熱后的冷卻收縮，來(lái)抵消該部分伸長(zhǎng)變 形。加熱部位必須正確，火焰加熱矯正的加熱溫度一般為600800。,火焰加熱校正法,4.6.4 焊接變形的形式、影響因素及控制方法 4. 矯正焊接變形方法 (3)矯形時(shí)，要特別注意鋼種: 對(duì)耐腐蝕的零部件不宜使用錘擊方法，以防產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕; 對(duì)具有晶間隙蝕傾向的不銹鋼和淬硬傾向較大的鋼材不宜用火焰矯形,可能產(chǎn)生敏化傾向； 對(duì)冷裂傾向較大的高強(qiáng)鋼要少用機(jī)械法矯形，因該法易產(chǎn)生冷作硬化。,4.7 焊接缺陷及檢驗(yàn) 1.概念:焊接過(guò)程中或焊后一段時(shí)間內(nèi)，由于焊接的原因(冶金、材料或內(nèi)外力)，在焊接接頭范圍內(nèi)

37、產(chǎn)生的金屬材料分離現(xiàn)象(局部斷裂)。 裂紋是一種最危險(xiǎn)焊接缺陷，端部尖銳，張開(kāi)位移比裂紋長(zhǎng)度小得多。防止焊接裂紋是焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造的重大內(nèi)容。,焊接裂紋 母材原始裂紋,4.7 焊接缺陷及檢驗(yàn) 現(xiàn)代焊接技術(shù)是完全可以得到高質(zhì)量的焊接接頭的。但是，焊接生產(chǎn)： (1)生產(chǎn)工序繁多； (2)使用多種工藝裝備和焊接材料； (3)受操作者的技術(shù)水平等許多因素影響； 因此，焊接極易出現(xiàn)各種各樣的焊接缺陷。,4.7.1 焊接缺陷 1.焊接缺陷分類 (1)外部缺陷,分幾何尺寸和形狀缺陷 尺寸缺陷：焊縫長(zhǎng)、寬不齊，高低不平； 形狀缺陷：咬邊，凹坑，焊瘤，燒穿； (2)內(nèi)部缺陷,分體積性和平面狀缺陷 體積性缺陷

38、氣孔(porosity) 夾渣(inclusions) 縫隙狀缺陷 未熔合(lack of fusion) 未焊透(lack of penetration) 裂紋(cracks),4.7.1 焊接缺陷 2.焊接缺陷特點(diǎn)、形成原因 (1)尺寸缺陷 長(zhǎng)度和寬度不夠、焊道寬狹不齊、表面高低不平、焊高低于母材、焊腳兩邊不均。 主要原因： 坡口角度不恰當(dāng) 或裝配間隙不勻； 焊接電流過(guò)大或過(guò)??； 焊接速度不當(dāng) 或焊條傾角不合適； 電弧長(zhǎng)度控制不穩(wěn)等。,4.7.1 焊接缺陷 2.焊接缺陷特點(diǎn)、形成原因 (2)焊縫的形狀缺陷:指焊縫表面形狀可以反映出來(lái)的不良狀態(tài)，會(huì)降低焊縫的質(zhì)量。 咬邊由于焊接 參數(shù)選擇不當(dāng)

39、，或 操作工藝不正確， 沿焊趾母材部位產(chǎn) 生的溝槽或凹陷。 咬邊分為內(nèi)、外咬 邊或者焊縫兩側(cè)同 時(shí)咬邊。,4.7.1 焊接缺陷 2.焊接缺陷特點(diǎn)、形成原因 (2)焊縫的形狀缺陷： 凹坑焊縫表面或背面形成低于母材表面局部低洼。它發(fā)生在焊縫表面或焊縫根部。 燒穿熔化金屬自坡口背面流出，形成穿孔的缺陷。發(fā)生燒穿現(xiàn)象必須修補(bǔ)填平。 焊瘤熔化金屬流淌到焊縫之外的未熔化母材上所形成的金屬瘤。,根部凹坑 外(a)內(nèi)(b)焊瘤,4.7.1 焊接缺陷 2.焊接缺陷特點(diǎn)、形成原因 (3)體積性缺陷 氣孔焊接時(shí)，熔池中氣體在凝固時(shí)未能逸出所形成的空穴稱為氣孔。 夾渣焊后殘留在焊縫中熔渣稱為夾渣。它在焊縫中形狀有單個(gè)

40、點(diǎn)狀?yuàn)A渣、條狀?yuàn)A渣、鏈狀?yuàn)A渣和密集鏈狀?yuàn)A渣等。,氣孔 夾渣,4.7.1 焊接缺陷 2.焊接缺陷特點(diǎn)、形成原因 (4)縫隙狀缺陷 未焊透焊接接頭根部未完全熔透的現(xiàn)象叫未焊透。易出現(xiàn)在單面焊根部和雙面焊中部。 未熔合焊道與 母材之間或焊道與 焊道之間，未完全 熔化結(jié)合的部分稱 為未熔合，,4.7.1 焊接缺陷 2.焊接缺陷特點(diǎn)、形成原因 (4)縫隙狀缺陷 裂紋(cracks)焊接時(shí)，新界面產(chǎn)生的縫隙稱為裂紋。裂紋具有尖銳的端部和大的長(zhǎng)寬比的特征，按其產(chǎn)生方向及部位不同，可分為縱向、橫向、熔合線、根部裂紋、弧坑裂紋以及熱影響區(qū)裂紋等。 裂紋是焊縫中最危險(xiǎn) 的缺陷，大部分焊接 構(gòu)件破壞是由裂紋造 成的

41、。焊接接頭中不 允許有裂紋存在。,4.7 焊接缺陷及檢驗(yàn) 4.7.2 焊接裂紋 1.焊接裂紋分類：焊接裂紋種類繁多，其區(qū)分也有較大不同，一般按裂紋發(fā)生時(shí)期和部位分類。 (1)熱裂紋(hot cracks)； (2)冷裂紋(cold cracks) (3)再熱裂紋(reheat cracks) (4)層狀撕裂(lamellar tearing),4.7.2 焊接裂紋 2.焊接裂紋形態(tài),樹(shù)枝狀裂紋,4.7.2 焊接裂紋 2.焊接裂紋形成的一般條件 高強(qiáng)鋼橋梁，造船鋼結(jié)構(gòu)，冷裂紋，占90。石化裝置或動(dòng)力設(shè)備，熱裂紋則占多數(shù)。 珠光體耐熱鋼，其再熱裂紋又很容易出現(xiàn)。裂紋的產(chǎn)生有兩個(gè)原因。按內(nèi)因外因論：

42、 (1)內(nèi)因：一定材料在特定溫度區(qū)間存在致脆因素,使接頭具體部位在拉伸應(yīng)力作用下發(fā)生開(kāi)裂。 (2)外因：拘束造成的應(yīng)力應(yīng)變是造成開(kāi)裂的主要原因之一。開(kāi)裂過(guò)程必須要求有一定的應(yīng)力作用，而焊接過(guò)程中的局部不均勻加熱過(guò)程必然造成接頭在焊接的冷卻過(guò)程中由于結(jié)構(gòu)整體的拘束而受到拉伸應(yīng)力應(yīng)變。,4.7.2 焊接裂紋 3.熱裂紋 (1)焊接熱裂紋的特征 大多數(shù)發(fā)生在凝固過(guò)程中，也有凝固之后。 發(fā)生在焊縫或熱影響區(qū)的近縫區(qū),多數(shù)在焊縫表面開(kāi)口，有氧化色彩。 裂紋一般具有高溫沿奧氏體晶界開(kāi)裂性質(zhì)。,SAW凝固熱裂紋(solidification cracking),4.7.3 焊接裂紋 3.熱裂紋 (2)形成機(jī)

43、理： 焊縫及近縫區(qū)凝固過(guò)程中,當(dāng)存在低熔點(diǎn)共晶體時(shí)，由于焊接冷卻速度快，當(dāng)晶粒已凝固，而晶界處于液態(tài)，變形阻力幾乎為零時(shí)，若焊接拉應(yīng)力較大，沿晶界拉開(kāi)，形成裂紋。,3.熱裂紋 (3)影響因素 焊縫化學(xué)成份的影響 焊接中的許多低熔共晶體是焊接冶金反應(yīng)的產(chǎn)物。凡能產(chǎn)生低熔共晶體的元素都是促進(jìn)熱裂的元素；凡能細(xì)化晶?；虍a(chǎn)生高熔點(diǎn)化合物或能使低熔點(diǎn)共晶體成球狀或塊狀分布的元素均對(duì)抑制熱裂有效。,3.熱裂紋 (3)影響因素 焊縫斷面形狀的影響 深而窄的焊縫由于宏觀偏析主要集中于焊縫中間，易形成熱裂紋，為此在厚板埋弧自動(dòng)焊時(shí)要特別注意調(diào)節(jié)焊接電流與電弧電壓的比例，使焊縫形狀系數(shù)大于1.31.5。手弧焊時(shí)焊

44、縫截面小，電流低，不易造成深而窄的焊縫。,影響焊縫形狀系數(shù)的因素,3.熱裂紋 (3)影響因素 焊接工藝及焊件結(jié)構(gòu)的影響 焊件結(jié)構(gòu)和焊接工藝直接影響到焊接接頭的拘束度，反映在焊接拉伸應(yīng)變大小上，它對(duì)熱裂紋的影響屬于力學(xué)因素。,3.熱裂紋 (4) 預(yù)防焊接熱裂紋的措施 預(yù)防熱裂紋基本措施是嚴(yán)格控制焊縫化學(xué)成份，限制碳、硫、磷雜質(zhì)元素含量，也可在焊接材料中加入足夠脫硫劑。 采取工藝措施，如焊前預(yù)熱、伴熱、用大線能量(應(yīng)保證焊縫形狀系數(shù)不過(guò)小)。 盡量降低焊件剛性等，減小焊接內(nèi)應(yīng)力。,4.冷裂紋 (1)冷裂紋的特征 冷裂紋是焊接低合金高強(qiáng)度鋼、中合金鋼和中碳鋼等易淬火鋼材時(shí)最易產(chǎn)生的焊接缺陷。 焊后冷

45、至較低溫度下產(chǎn)生,對(duì)低合金高強(qiáng)度鋼一般產(chǎn)生于馬氏體轉(zhuǎn)變溫度以下或更低溫度。 主要產(chǎn)生熱影響區(qū)，產(chǎn)生焊縫區(qū)可能性極小。 端口具有發(fā)亮金屬光澤，裂紋無(wú)分叉，常具有延遲性。 (2)產(chǎn)生原因：冷裂紋產(chǎn)生的本質(zhì)，是焊件熱影響區(qū)的低塑性組織(淬硬組織)、焊接接頭中的氫和焊接應(yīng)力綜合作用的結(jié)果。,4.冷裂紋/(3)影響因素 鋼的淬硬傾向焊接時(shí)近縫區(qū)會(huì)產(chǎn)生硬而脆的粗大馬氏體組織，當(dāng)受到焊接拉應(yīng)力作用時(shí)就易開(kāi)裂，淬硬傾向越大，越易產(chǎn)生裂紋。 鋼材化學(xué)成分對(duì)硬度的影響可用碳Cd當(dāng)量表示：,4.冷裂紋/(3)影響因素 氫的作用氫所誘發(fā)的冷裂紋，從潛伏、萌生、擴(kuò)展，以至開(kāi)裂具有延遲斷裂和特征，至于延遲時(shí)間長(zhǎng)短和焊接接

46、頭的應(yīng)力水平以及氫的濃度有關(guān)。臨界應(yīng)力左圖，臨界氫濃度右圖 臨界氫含量和化學(xué)成分及碳當(dāng)量有關(guān)。,4.冷裂紋/(3)影響因素 氫的作用(續(xù)) 研究表明：母材本身的含 氫量對(duì)冷裂紋不起主要作 用，主要焊接過(guò)程中溶解 的原子或半電離狀態(tài)氫。 富氫區(qū)的形成： 電弧高溫分解溶解 冷卻溶解度過(guò)飽和 擴(kuò)散冷卻條件不同 兩條溫度轉(zhuǎn)變線AB邊界 熱影響區(qū)富氫區(qū),4.冷裂紋/(3)影響因素 焊接應(yīng)力的作用當(dāng)焊接應(yīng)力為拉應(yīng)力、氫析集和材料淬火硬化同時(shí)發(fā)生時(shí)，極易發(fā)生冷裂紋。 厚板焊接更易根部冷裂 一是因?yàn)楹癜鍎傂源螅?二是因?yàn)楹癜謇鋮s快， 促使產(chǎn)生淬硬性火組織， 三是焊接應(yīng)力大所致。 熱應(yīng)力 相變應(yīng)力 拘束應(yīng)力 左

47、圖示出氫在應(yīng)力中擴(kuò)展。,4.冷裂紋 (4)預(yù)防冷裂紋的措施 冷裂紋是三個(gè)因素的綜合作用，排除或削弱其中任何一個(gè)因素都對(duì)防冷裂有利。若僅存在某一因素的作用，冷裂紋也不致產(chǎn)生。 最大限度降低焊縫氫含量。焊條和焊劑要高溫烘干，去除潮氣，清除坡口區(qū)域的油銹水。焊后加熱到200300，以利于氫擴(kuò)散逸出。 焊前預(yù)熱，焊后緩冷。用預(yù)熱、伴熱和焊后熱處理以及采用大線能量施焊均利于氫的逸出和降低淬火傾向。 嚴(yán)格控制母材含磷量，以防冷脆。 采取有利于降低焊接殘余應(yīng)力的措施。,5.再熱裂紋 (1)再熱裂紋的特征 再熱裂紋是在焊后消除應(yīng)力熱處理再加熱到540930范圍內(nèi)產(chǎn)生的 裂紋沿?zé)嵊绊憛^(qū)的粗晶區(qū)的晶界擴(kuò)展； 呈樹(shù)

48、枝狀分枝的晶間裂紋，裂紋擴(kuò)展到焊縫或母材的細(xì)晶粒區(qū)就終止了。,熱影響區(qū)粗晶區(qū) 裂紋形態(tài),5.再熱裂紋 (2)再熱裂紋形成機(jī)理 焊后消除應(yīng)力熱處理再加熱受到550700時(shí)經(jīng)過(guò)保溫，合金碳化物彌散析出在位錯(cuò)線上，強(qiáng)化了晶內(nèi)，同時(shí)粗晶區(qū)晶界的強(qiáng)度低，塑性差，再加熱過(guò)程中，殘余應(yīng)力釋放，晶界強(qiáng)度又低于晶內(nèi)，導(dǎo)致晶界開(kāi)裂。,5.再熱裂紋 (3)影響因素影響再熱裂紋的因素很多： 如母材的化學(xué)成分、拘束狀態(tài)、焊接規(guī)范、 焊條強(qiáng)度、消除應(yīng)力規(guī)范和使用溫度等。 化學(xué)成份主要影響熱影響區(qū)晶界塑性； 拘束狀態(tài)、焊接規(guī)范影響焊接殘余應(yīng)力大?。?消除應(yīng)力熱處理規(guī)范或使用溫度主要影響再熱作用下所引起的塑性應(yīng)變量和合金碳化

49、物彌散析出程度。因此，熱影響區(qū)粗晶區(qū)的塑性變形能力、焊接殘余應(yīng)力和再熱引起的塑性應(yīng)變量是影響再熱裂紋的三個(gè)基本因素。,5.再熱裂紋/(4) 預(yù)防再熱裂紋的措施 一是改善焊接熱影響區(qū)粗晶區(qū)的塑性； 二是減少焊接殘余應(yīng)力。 選用再熱裂紋敏感性小的母材，是根本措施； 采取一切有利于降低焊接殘余應(yīng)力的措施； 避免焊接殘余應(yīng)力與其他應(yīng)力(結(jié)構(gòu)應(yīng)力、再熱過(guò)程中的熱應(yīng)力等)的復(fù)合； 采用低匹配焊接材料 利于吸收變形。 改變焊后消除應(yīng)力處理 的參數(shù)，如快速加熱， 或以后熱代替再熱等。,6.層狀撕裂/(1)層狀撕裂的特征 焊縫快速冷卻過(guò)程中，在板厚方向焊接拉伸應(yīng)力作用下，在鋼板中產(chǎn)生與母材軋制表面平行的裂紋，常

50、發(fā)生T形、K形厚板接頭中； 大多數(shù)在焊后冷卻到150以下或室溫以后產(chǎn)生，當(dāng)結(jié)構(gòu)拘束度大，敏感性較高時(shí)，在300250范圍內(nèi)也可能產(chǎn)生。,6.層狀撕裂 (2)造成層狀撕裂的主要因素 夾雜物的影響。 MnS夾雜為主，呈清晰階梯狀； 硅酸鹽夾雜，呈直線狀 Al2O3夾雜，呈不規(guī)則階梯狀； 母材性能的影響。 金屬基體的塑性、韌性對(duì)層狀撕裂有重要影響。塑性、韌性差，抗層狀撕裂能力差。 拘束應(yīng)力的影響。 一般在角接接頭和T形接頭這類易形成較大兩向拘束應(yīng)力的情況下，才會(huì)引起層狀撕裂。,6.層狀撕裂 (3)層狀撕裂的預(yù)防措施 層狀撕裂修復(fù)困難，主要是預(yù)防。 當(dāng)焊接接頭的拘束程度可能會(huì)導(dǎo)致層狀撕裂時(shí)，就應(yīng)對(duì)所用

51、鋼板進(jìn)行層狀撕裂敏感性評(píng)定，并選用對(duì)層狀撕裂敏感性低的鋼板。 采用合理的坡口型式，盡可能使焊縫熔合線同鋼板成一角度。,6.層狀撕裂 (3)層狀撕裂的預(yù)防措施 對(duì)層狀撕裂比較敏感的鋼種，如設(shè)計(jì)允許，可用強(qiáng)度等級(jí)較低、塑、韌性較好的焊接材料，降低鋼板厚度方向的應(yīng)力。 鋼種層狀撕裂敏感性較高，可在焊接坡口處的鋼板表面預(yù)先堆焊幾層低強(qiáng)度的焊縫金屬。,4.7 焊接缺陷及檢驗(yàn) 4.7.3 焊接缺陷檢驗(yàn) 1.焊接缺陷檢驗(yàn)方法非破壞性與破壞性檢驗(yàn)。 （Non-Destructive & Destructive Testing） (1)非破壞性檢驗(yàn)不破壞焊接產(chǎn)品本身的檢驗(yàn)。 外觀檢驗(yàn) 無(wú)損檢測(cè) 致密性試驗(yàn)。 (

52、2)破壞性檢驗(yàn)用焊接試板制取試樣進(jìn)行檢驗(yàn)。 化學(xué)成分分析 力學(xué)性能試驗(yàn) 金相組織檢驗(yàn),4.7.3 焊接缺陷檢驗(yàn) 2.破壞性檢驗(yàn) 在鍋筒主焊縫(縱、環(huán)縫)進(jìn)行焊接的同時(shí)，需進(jìn)行焊接試樣板的焊接。 焊接試樣板所用材料及板厚必須與鍋筒相同，所用焊接設(shè)備、工藝規(guī)范、焊后熱處理規(guī)范均應(yīng)與鍋筒焊接相同，以便使焊接試樣板焊接接頭質(zhì)量在一定程度上代表鍋筒的焊接質(zhì)量。 對(duì)割取的試樣進(jìn)行各項(xiàng)試驗(yàn)，包括： 力學(xué)性能試驗(yàn):拉伸，彎曲，沖擊試驗(yàn) 化學(xué)成分分析:光譜分析,化學(xué)分析 材料的金相組織檢驗(yàn):光學(xué)顯微鏡，SEM,TEM,4.7.3 焊接缺陷檢驗(yàn) 3.非破壞性檢驗(yàn) (1)外觀檢驗(yàn) 鍋筒上的全部焊縫均應(yīng)進(jìn)行外觀檢驗(yàn)。

53、檢驗(yàn)前應(yīng)將焊縫表面熔渣和污垢清理干凈，然后依靠肉眼或低倍(20倍)放大鏡檢查焊縫和熱影響區(qū)是否有表面缺陷，并檢查焊縫外形尺寸是否符合要求。,2.非破壞性檢驗(yàn) (2)無(wú)損檢測(cè)(Non destructive TestingNDT) 無(wú)損檢測(cè)方法很多，各有其特點(diǎn)及適用范圍。限于目前檢測(cè)的水平，一般不能直接辯認(rèn)缺陷的種類及性質(zhì)，只能識(shí)別缺陷的大小和形狀，由此間接地判斷缺陷的性質(zhì)。 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是一門(mén)以物理學(xué)、力學(xué)、電子學(xué)和材料科學(xué)為基礎(chǔ)的新興學(xué)科。其檢測(cè)手段和相關(guān)原理涉及到力、熱、磁、光、電等物理、力學(xué)現(xiàn)象，主要對(duì)產(chǎn)品和焊接接頭的內(nèi)部及表面的缺陷狀態(tài)進(jìn)行檢查。形成了射線、超聲波、滲透、磁性、聲發(fā)射、

54、渦流、紅外、液晶、聲振動(dòng)、激光全息等檢測(cè)方法。彌補(bǔ)以統(tǒng)計(jì)學(xué)為依據(jù)的破壞性檢測(cè)的局限性。,2.非破壞性檢驗(yàn) (2)無(wú)損檢測(cè)(NDT) 1)射線檢測(cè)(Radiographic TestingRT) 射線探傷是利用射線可穿透物質(zhì)和在物質(zhì)中有衰減的特性來(lái)發(fā)現(xiàn)缺陷的一種檢測(cè)方法。 按檢測(cè)所使用的射線不同，可分為X射線、射線、高能射線檢測(cè)三種。 由于其顯示缺陷的方法不同，每種射線檢測(cè)都又分電離法、熒光屏觀察法、照相法和工業(yè)電視法。射線檢驗(yàn)主要用于檢驗(yàn)焊縫內(nèi)部的裂紋、未焊透、氣孔、夾渣等缺陷。,2.非破壞性檢驗(yàn)/(2)無(wú)損檢測(cè)(NDT) 1)射線檢測(cè)(Radiographic TestingRT),2.非破

55、壞性檢驗(yàn)/(2)無(wú)損檢測(cè)(NDT) 2)超聲波檢測(cè)(Ultrasonic TestingUT) 超聲波在在不同介質(zhì)的界面上會(huì)產(chǎn)生反射，因此可用于內(nèi)部缺陷的檢驗(yàn)。 超聲波可以檢驗(yàn)任何 材料、任何部位缺陷 ，且能較靈敏地發(fā)現(xiàn) 缺陷位置，但對(duì)缺陷 性質(zhì)、形狀和大小較 難確定。所以超聲波 檢測(cè)常與射線檢驗(yàn)配 合使用。,2.非破壞性檢驗(yàn)/(2)無(wú)損檢測(cè)(NDT) 3)磁力檢測(cè)(Magnetic TestingMT) 磁力檢驗(yàn)是利用磁場(chǎng)磁化鐵磁性金屬零件所產(chǎn)生的漏磁來(lái)發(fā)現(xiàn)缺陷的。按漏磁測(cè)量方法不同，分為磁粉法、磁感應(yīng)法和磁性記錄法，其中以磁粉檢測(cè)和渦流檢測(cè)應(yīng)用最廣。磁力檢測(cè)只能發(fā)現(xiàn) 磁性金屬表面和近 表面

56、缺陷。對(duì)于缺 陷性質(zhì)和深度也只 能根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)估計(jì)。 磁力檢測(cè)之磁粉檢測(cè) (Magnetic Particle Testing),2.非破壞性檢驗(yàn)/(2)無(wú)損檢測(cè)(NDT) 3)磁力檢測(cè)之 渦流檢測(cè)(Eddy Current TestingET) 高頻交變電流通過(guò)勵(lì)線圈向工件輸送一次激勵(lì)磁場(chǎng)，在工件中產(chǎn)生感應(yīng)渦流，渦流又產(chǎn)生自生的二次磁場(chǎng)，渦流磁場(chǎng)包含工件性質(zhì)及性能信息，依靠檢測(cè)線圈接收渦流磁場(chǎng)變化的信息， 檢測(cè)工件中表面(Surface)或近表面(Sub-S)缺陷。,2.非破壞性檢驗(yàn)/(2)無(wú)損檢測(cè)(NDT) 3)磁力檢測(cè)之 渦流檢測(cè)(Eddy Current TestingET) 渦流檢測(cè)儀

57、器含三部分： 發(fā)生(generating)為檢測(cè)線圈提供交流電流； 接收(receiving)接收信號(hào)并進(jìn)行信號(hào)處理； 顯示(displaying)以熒光屏，磁帶等顯示記錄。,2.焊接接頭的檢驗(yàn)方法/(2)無(wú)損檢測(cè)(NDT) 4)滲透檢驗(yàn)(Liquid Penetrant TestingPT) 滲透檢驗(yàn)是利用某些 液體的滲透性等物理 特性來(lái)發(fā)現(xiàn)和顯示缺 陷的，包括著色檢驗(yàn) 和熒光檢驗(yàn)兩種，可 檢查鐵磁性和非鐵磁 性材料表面缺陷。只 適合發(fā)現(xiàn)開(kāi)口的表面 缺陷。,2.焊接接頭的檢驗(yàn)方法/(2)無(wú)損檢測(cè)(NDT) 5)聲發(fā)射檢驗(yàn)(Acoustic Emission TestingAET) 固體材料受

58、外力后，引起塑性變形，應(yīng)變能以彈性波的形式瞬態(tài)釋放后產(chǎn)生聲頻信號(hào)的現(xiàn)象稱為聲發(fā)射(acoustic emission，簡(jiǎn)稱AE）。 聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)是 一種動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù) 可實(shí)時(shí)檢測(cè)，適合,無(wú)損檢測(cè)；,在線監(jiān)控；,安全評(píng)估；,結(jié)構(gòu)完整性評(píng)價(jià)；,早期險(xiǎn)情預(yù)報(bào)。,2.焊接接頭的檢驗(yàn)方法/(2)無(wú)損檢測(cè)(NDT) 5)聲發(fā)射檢驗(yàn)(Acoustic Emission TestingAET) 聲發(fā)射是一種常見(jiàn)物理現(xiàn)象。1950s初，德國(guó)人Kaiser研究并發(fā)現(xiàn)后來(lái)以他名字命名的聲發(fā)射不可逆效應(yīng)Kaiser效應(yīng): 聲發(fā)射現(xiàn)象僅在第一次加載時(shí)產(chǎn)生，卸載后終止， 只有后加載荷值超過(guò)第一 次加載最大值，才有聲發(fā) 射

59、產(chǎn)生。該現(xiàn)象表明：聲 發(fā)射不顯示和記錄具有一 定缺陷尺寸的缺陷，而是 顯示正擴(kuò)展的最危險(xiǎn)缺陷。,檢驗(yàn)內(nèi)部缺陷的方法,檢驗(yàn)表面缺陷的方法,4.8 鍋爐與壓力容器用鋼焊接工藝特點(diǎn),4.8 鍋爐與壓力容器用鋼焊接工藝特點(diǎn) 4.8.1低碳鋼焊接工藝 低碳鋼含有C、Si、Mn、S、P五種基本元素，用以制造中溫350以下的鋼板制件和450以下的鋼管制件。 1.低碳鋼碳含量低，塑性好，一般沒(méi)有淬硬傾向，對(duì)焊接熱過(guò)程不敏感，可焊性好； 2.工藝性能好，一般不必采用特殊工藝措施，通常一些薄壁件也不需要焊后熱處理； 3.可采用所有焊接方法進(jìn)行焊接，并能獲得性能良好的焊接接頭。,4.8.2 低合金高強(qiáng)度鋼的焊接工藝

60、特點(diǎn) 鍋爐壓力容器廣泛采用低合金高強(qiáng)度鋼，鋼中添加Mn、Ni、Mo、Nb等合金元素，主要用于制造450以下的鋼板制件，分成兩類： 1.屈服極限小于400MPa 16Mng，16MnR，19Mng，22Mng，20MnG，25MnG等， Mn含量提高了鋼的強(qiáng)度，但未損害鋼的塑性和韌性，碳含量低，沒(méi)有淬硬傾向，可焊性好，工藝性能好。 2.屈服極限大于400MPa 15MnVR，13MnNiMoNbg等，強(qiáng)度高，塑性韌性差，淬火敏感性高，可焊性差，焊接接頭中易產(chǎn)生各種缺陷，特別是焊接裂紋，焊后必須采取嚴(yán)格的工藝措施，才能保證焊接質(zhì)量。,4.8.2 低合金高強(qiáng)度鋼的焊接工藝特點(diǎn) (1)使用堿性低氫焊條

61、，烘干后隨用隨取。 (2)焊前預(yù)熱和焊后低溫消氫處理相配合，防止強(qiáng)度級(jí)別較高的低合金鋼產(chǎn)生冷裂紋。 (3)采取適當(dāng)?shù)暮附右?guī)范以控制焊接冷卻速度。對(duì)于有過(guò)熱傾向而又有一定淬硬性的鋼，可以用線能量小的規(guī)范，以減少高溫停留時(shí)間，同時(shí)采用預(yù)熱來(lái)減小過(guò)熱區(qū)的淬硬性。 (4)盡量減少結(jié)構(gòu)的剛性和裝配應(yīng)力，禁止強(qiáng)力組裝，并采用合理的焊接順序。 (5)采用焊后熱處理，以減少焊縫殘余應(yīng)力和改善組織狀態(tài)。,4.8.3 珠光體耐熱鋼的焊接工藝特點(diǎn) 珠光體耐熱鋼正火后組織為珠光體，具有足夠蠕變強(qiáng)度和抗氧化能力。用于中高壓以上鍋爐過(guò)熱器、再熱器管束、集箱等，使用溫度可達(dá)450600的蠕變狀態(tài)；常用的有： 15MoG，2

62、0MoG，15CrMoG，12Cr2MoG， 12Cr1MoVG，12Cr2MoWVTiB，12Cr3MoVSiTiB 1.珠光體耐熱鋼含有不等 Cr,Mo,V合金元素，冷卻速度不同，焊后組織狀態(tài)也不同，具有明顯淬硬傾向，焊縫和焊接熱影響區(qū)易出現(xiàn)硬而脆馬氏體組織，容易產(chǎn)生裂紋。 厚工件自然冷卻時(shí)，冷卻速度快； 薄工件焊后自然冷卻時(shí)，冷卻速度較慢； 焊前預(yù)熱，焊后緩冷，冷卻速度很慢。,4.8.3 珠光體耐熱鋼的焊接工藝特點(diǎn) 2.任何厚度耐熱鋼接頭焊后應(yīng)進(jìn)行熱處理，消除殘余應(yīng)力，加快氫逸出，避免冷裂紋產(chǎn)生。 3.焊前預(yù)熱，焊后緩冷。,4.8.4 912%Cr馬氏體型耐熱鋼焊接工藝特點(diǎn) 9%12%C

63、r系馬氏體型耐熱鋼具有很高的蠕變斷裂強(qiáng)度和抗氧化能力，填補(bǔ)了低合金鋼和奧氏體鋼之間空白，其中10C9Mo1VNb鋼625的蠕變斷裂強(qiáng)度和奧氏體鋼0Cr18Ni9等強(qiáng)度 、10Cr9MoW1.6VNb、10Cr12MoW2VNb的性能則更加優(yōu)異，是下一步發(fā)展更高參數(shù)、更大容量的超超臨界發(fā)電機(jī)組主力鋼種。 (1)含有不等的合金元素Cr,Mo,V,Nb等。這類鋼焊接時(shí)焊縫和熱影響區(qū)易形成淬硬組織，使焊接接頭脆性增大，容易產(chǎn)生裂紋。 (2)焊前預(yù)熱，焊后進(jìn)行熱處理，避免產(chǎn)生冷裂紋。任何厚度的耐熱鋼焊接接頭焊后都應(yīng)進(jìn)行熱處理， 以消除殘余應(yīng)力，加快接頭中氫的逸出，避免冷裂紋產(chǎn)生。,4.8.5 奧氏體不銹

64、鋼的焊接工藝特點(diǎn) 奧氏體鋼具有高的熱強(qiáng)性和優(yōu)良的抗氧化性、抗腐蝕能力，是高蒸汽參數(shù)的鍋爐過(guò)熱器，再熱器管材高溫段主要用鋼。主要18-8，15-10型，25-20型奧氏體不銹鋼。 1.晶間腐蝕是奧氏體鋼焊接的主要問(wèn)題 焊后450850溫度范圍停留一段時(shí)間后，碳向奧氏體晶界擴(kuò)散，并 和鉻化合析出碳化鉻， 造成奧氏體晶界貧鉻， 使晶間喪失抗腐蝕性能 ，產(chǎn)生晶間腐蝕。,4.8.5 奧氏體不銹鋼的焊接工藝特點(diǎn) 奧氏體鋼焊接工藝 (1)控制含碳量。碳是造成晶間腐蝕的主要因素。如含碳量很小，則碳全部溶解在固溶體中，不易擴(kuò)散產(chǎn)生晶間腐蝕。焊接材料的含碳量應(yīng)控制在0.08%以下或更低(0.04)，可提高焊縫抗晶

65、間腐蝕性能。 (2)添加穩(wěn)定劑。在焊接材料中加入鈦、鉭、鈮、鋯和碳親和力比鉻強(qiáng)元素，能夠與碳結(jié)合成穩(wěn)定的碳化物，從而避免在奧氏體晶界造成貧鉻，可提高抗晶間腐蝕能力。,4.8.5 奧氏體不銹鋼的焊接工藝特點(diǎn) 奧氏體鋼焊接工藝 (3)采用合理的工藝措施。為防止奧氏體鋼在450850停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，產(chǎn)生晶間腐蝕，焊奧氏體鋼時(shí)，一般不預(yù)熱，應(yīng)盡可能采用大的焊接速度、短弧和焊條不作橫向擺動(dòng)。多道焊時(shí)、待前一條焊縫完全冷卻再焊下一道焊縫，或用墊板加速焊縫冷卻。 (4)焊后熱處理。焊后可將焊接接頭進(jìn)行固溶處理。方法是把焊接接頭加熱到10501100，此時(shí)碳化鉻又重新溶人奧氏體中，然后迅速冷卻以穩(wěn)定奧氏體組織。

66、,4.8.6 異種鋼焊接工藝特點(diǎn) 鍋爐介質(zhì)的變化溫度是一個(gè)連續(xù)的過(guò)程，因此，隨著蒸汽溫度的升高，所要求的鍋爐耐熱材料的熱強(qiáng)性也不斷提高，低合金耐熱鋼的最高耐熱溫度約為600，912Cr鐵素體鋼的最高耐溫度約為650，因?yàn)楫?dāng)蒸汽溫度處于566和593時(shí)，高溫過(guò)熱器的金屬壁溫將達(dá)到650以上，因此，鐵素體鋼和奧氏體不銹鋼的異種鋼焊接問(wèn)題不可避免。異種鋼焊接問(wèn)題常會(huì)遇到一些特殊問(wèn)題，如，兩種材料所含合金元素熔入焊縫，可能使其性能良好，或產(chǎn)生裂開(kāi)缺陷。,4.8.6 異種鋼焊接工藝特點(diǎn) 焊縫金屬的稀釋問(wèn)題異種鋼焊縫金屬的化學(xué)成分取決于填充金屬的成分及其被母材稀釋的程度。為了確保焊縫成分的合理性， 必須選用高合金材料作為填充金屬，并在焊接時(shí)適當(dāng)控制熔合比。 對(duì)熔合區(qū)塑性的影響異種鋼焊接時(shí)奧氏體焊縫金屬中緊鄰熔合線處存在一個(gè)窄的低塑性帶，寬度一般為0.20.6 mm，稱作熔合區(qū)脆性交界層。它的存在會(huì)嚴(yán)重降低焊接接頭的韌性。因此，在低溫下工作的異種鋼接頭