焊接技術(shù)總結(jié)

焊接技術(shù)小結(jié)

一、焊接材料的選用1、選擇焊條的基本要點(diǎn)1.1同種鋼材焊接時(shí)焊條選用

1.1.1考慮焊縫金屬力學(xué)性能和化學(xué)成分1.1.2考慮焊接構(gòu)件使用性能和工作條件1.1.3考慮焊接結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及受力條件1.1.4考慮焊接施工條件和經(jīng)濟(jì)效益1.2異種鋼焊接時(shí)焊條選用

1.2.1強(qiáng)度級(jí)別不同的碳鋼+低合金鋼（或低合金鋼+低合金高強(qiáng)鋼）

可按兩者之中強(qiáng)度級(jí)別較低的鋼材選用焊條。但是，為了防止焊接裂紋，應(yīng)按強(qiáng)度級(jí)別較高、焊接性較差的鋼種確定焊接工藝，包括焊接規(guī)范、預(yù)熱溫度及焊后熱處理等。1.2.2低合金鋼+奧氏體不銹鋼

應(yīng)按照熔敷金屬化學(xué)成分限定的數(shù)值來(lái)選用焊條，一般選用鉻和鎳含量較高的、塑性和抗裂性較好的0Cr25Ni13型奧氏體鋼焊條，以避免因產(chǎn)生淬硬組織而導(dǎo)致裂紋，但應(yīng)按焊接性較差的不銹鋼確定焊接工藝。

1.2.3不銹鋼復(fù)合板

應(yīng)考慮對(duì)基層、覆層、過(guò)渡層的焊接要求選用三種不同性能的焊條。對(duì)基層（碳鋼或低合金鋼）的焊接，選用相應(yīng)強(qiáng)度等級(jí)的結(jié)構(gòu)鋼焊條；覆層直接與腐蝕介質(zhì)接觸，應(yīng)選用相應(yīng)成分的奧氏體不銹鋼焊條；關(guān)鍵是過(guò)渡層（即覆層與基層交界面）的焊接，必須考慮基體材料的稀釋作用，應(yīng)選用鉻和鎳含量較高、塑性和抗裂性好的0Cr25Ni13型奧氏體鋼焊條。1.3焊條選用也可以按以下簡(jiǎn)單的經(jīng)驗(yàn)原則（1）等強(qiáng)度原則（2）同成分原則（3）抗裂紋原則（4）抗氣孔原則（5）低成本原則

（6）等韌性原則（7）焊件厚度原則

1.4各類焊條的使用注意要點(diǎn)

J421、J422、J423、J424、J422Fe焊條。按照一般使用焊條的操作方法，不會(huì)發(fā)生什么特殊問(wèn)題，但必須注意以下幾點(diǎn)：要保持適當(dāng)弧長(zhǎng)，通常為2~3mm，過(guò)長(zhǎng)易產(chǎn)生氣孔、咬邊等惡化焊縫質(zhì)量；焊條擺動(dòng)寬度一般只能相當(dāng)于焊條直徑的3倍，最多不得超過(guò)4倍；避免使用大的焊接電流，否則容易產(chǎn)生氣孔和咬邊。這類焊條焊前一般不必烘干。二、預(yù)熱

1.焊前預(yù)熱的主要作用

1.1預(yù)熱能減緩焊后的冷卻速度，有效防止裂紋的產(chǎn)生

適當(dāng)延長(zhǎng)800~500℃區(qū)間的冷卻速度，有利于焊縫金屬中擴(kuò)散氫的逸出，避免產(chǎn)生氫致裂紋，同時(shí)也可減少焊縫及熱影響區(qū)的淬硬程度，提高焊接接頭的抗裂性

1.2預(yù)熱可降低焊接應(yīng)力

均勻的局部預(yù)熱或整體預(yù)熱，可以減少工件各部分的溫度差（也稱為溫度梯度），這樣，一方面降低了焊接應(yīng)力，另一方面降低了焊接應(yīng)變速率，從而有利于避免產(chǎn)生焊接裂紋1.3預(yù)熱可以降低焊接結(jié)構(gòu)的約束度

預(yù)熱對(duì)降低角接接頭的約束度尤為明顯，隨著預(yù)熱溫度的提高，裂紋發(fā)生率下降

1.4預(yù)熱還可以提高焊接生產(chǎn)率

由于工件具有了比較高的初始溫度，再吸收較少的熱量即可達(dá)到熔化溫度，可以提高焊接速度。

1.5注意事項(xiàng)：

1）不同鋼號(hào)相焊時(shí)，預(yù)熱溫度按要求較高的鋼號(hào)選取

2）采取局部預(yù)熱時(shí)，應(yīng)防止局部應(yīng)力過(guò)大。預(yù)熱的范圍為焊縫兩側(cè)各不小于焊件厚度的3

倍范圍，且不小于100mm3）需要預(yù)熱的焊件在整個(gè)焊接過(guò)程中的溫度應(yīng)不低于預(yù)熱溫度

4）當(dāng)用熱加工法下料、開(kāi)坡口、清根、開(kāi)槽或施焊臨時(shí)焊縫時(shí)，亦須考慮預(yù)熱要求三、后熱

1.1加速擴(kuò)散氫的逸出，防止產(chǎn)生延遲裂紋

后熱特別對(duì)防止強(qiáng)度等級(jí)較高的低合金鋼和約束較大的焊接結(jié)構(gòu)產(chǎn)生延遲裂紋十分有效，所以后熱也稱消氫處理1.2有利于降低預(yù)熱溫度

后熱的溫度及保溫時(shí)間與工件厚度有關(guān)，一般后熱的溫度取200~350℃，保溫不低于0.5h。由于在熱處理的過(guò)程中可以達(dá)到除氫的目的，所以焊后要立即進(jìn)行熱處理的焊件就不需要再進(jìn)行后熱處理。但是如果焊后不能立即進(jìn)行熱處理而焊件又必須除氫時(shí)，則需焊后立即做后熱處理，否則，有可能在熱處理之前的放置期內(nèi)產(chǎn)生延遲裂紋四、焊后熱處理

1.焊接熱處理的目的

1）降低或消除焊接殘余應(yīng)力

2）消除焊接熱影響區(qū)的淬硬組織，改善焊接接頭組織與性能

3）促使殘余氫逸出，有利于防止延遲裂紋，如500MPa級(jí)且有延遲裂紋傾向的低合金結(jié)構(gòu)鋼4）提高結(jié)構(gòu)的幾何穩(wěn)定性

5）增強(qiáng)構(gòu)件抵抗應(yīng)力腐蝕的能力

五、減小焊接殘余應(yīng)力的措施

減少焊接殘余應(yīng)力和改善殘余應(yīng)力的分布可以從設(shè)計(jì)和工藝兩個(gè)方面來(lái)解決問(wèn)題，如果設(shè)計(jì)時(shí)考慮的周到，往往比單純從工藝上解決問(wèn)題要方便的多。如果設(shè)計(jì)不合理，單純從工藝措施方面是難以解決問(wèn)題。因此，在設(shè)計(jì)焊接結(jié)構(gòu)時(shí)要盡量合理制定減小焊接應(yīng)力和改善焊接應(yīng)力的設(shè)計(jì)方案，在制造過(guò)程中再采取一些必要的工藝措施，使焊接應(yīng)力降到最低程度。

1、設(shè)計(jì)措施

在設(shè)計(jì)階段就應(yīng)考慮采取合適的辦法來(lái)減少焊接殘余應(yīng)力。用以限制焊接殘余應(yīng)力的主要設(shè)計(jì)原則有以下幾點(diǎn)。1）使焊縫長(zhǎng)度盡可能最短2）使板厚盡可能最小3）使焊腳盡可能最小

4）斷續(xù)焊縫與連續(xù)焊縫相比，優(yōu)先選用斷續(xù)焊縫5）角焊縫與對(duì)接焊縫相比，優(yōu)先選用角焊縫

6）采用對(duì)接焊縫連接的構(gòu)件應(yīng)（在垂直焊縫方向上）具有較大的可變形長(zhǎng)度7）復(fù)雜構(gòu)件最好采用分部件組合焊接

2、工藝措施

1）合理選擇裝配和焊接順序，調(diào)整殘余應(yīng)力分布。結(jié)構(gòu)的裝配順序?qū)�殘余�?yīng)力的影響較大2）縮小焊接區(qū)與結(jié)構(gòu)整體之間的溫差

3）降低接頭局部的約束度4）錘擊焊縫

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焊接裂紋處理技術(shù)在紅葉二級(jí)電站二號(hào)岔管裂紋處理中的實(shí)踐

李光明

中國(guó)水利水電第十工程局機(jī)電安裝分局四川都江堰

摘要：紅葉二級(jí)電站鋼管和岔管是現(xiàn)場(chǎng)制作。二號(hào)岔管的裂紋是現(xiàn)場(chǎng)組裝焊接后產(chǎn)生的，經(jīng)有效的處理保證了質(zhì)量并通過(guò)水壓試驗(yàn)檢驗(yàn)。經(jīng)三年多的發(fā)電運(yùn)行證明，該岔管裂紋處理技術(shù)是成功的。關(guān)鍵詞：焊接裂紋岔管處理技術(shù)參數(shù)實(shí)踐一、工程概況

紅葉二級(jí)電站位于四川省阿壩藏族自治州理縣雜古腦河下游。電站主要由攔河大壩、壓力引水系統(tǒng)和發(fā)電廠房組成。發(fā)電廠房為地面式廠房，裝機(jī)容量3×48KW。電站引水壓力鋼管水頭260米，主管直徑3.6米。三臺(tái)機(jī)組設(shè)置兩個(gè)岔管，岔管為月牙式，月牙肋板厚90mm，材質(zhì)16Mn，A、B錐管板厚40mm，材質(zhì)16Mn。二、岔管裂紋原因

紅葉水電站二號(hào)岔管制造在焊接完退火熱處理后，復(fù)查時(shí)發(fā)現(xiàn)的裂紋，裂紋位置在二號(hào)岔管的岔頂部，見(jiàn)圖二所示。裂紋長(zhǎng)320mm，深（離焊縫表面）18mm，沿月牙梁與B錐支管相連焊縫熔合線上，對(duì)裂紋性質(zhì)分析，屬于延遲裂紋。裂紋是焊縫危害性最大的一種缺陷。焊接裂紋除了降低焊接接頭的強(qiáng)度外，還因裂紋的末端有一個(gè)尖銳的缺口，將引起嚴(yán)重的應(yīng)力集中促使裂紋的發(fā)展和破壞。該部應(yīng)力集中，焊接位操作困難，是焊接缺陷中最難處理的缺陷。

A錐裂紋B錐管壁與月牙肋板連接焊縫C錐肋板月牙B錐側(cè)B錐月牙肋板2#岔管結(jié)構(gòu)示意圖(圖一)2#岔管B錐側(cè)裂紋示意圖(圖二)

產(chǎn)生裂紋的主要原因：

1〉焊接接頭存在較大的淬硬傾向；2〉焊縫金屬中有較高的氫含量；3〉焊縫存在較大的焊接拘束應(yīng)力；4〉焊接位置差，熔合質(zhì)量不佳。三、焊接裂紋處理技術(shù)：

針對(duì)焊接裂紋的性質(zhì)和特點(diǎn)，制定有效的返修工藝措施及焊接工藝參數(shù)。

1〉設(shè)置止裂孔，在裂紋兩端15mm處鉆Ф8mm直徑小孔，深20mm（超過(guò)缺陷根部），用以阻止裂紋在處理過(guò)程中擴(kuò)展。

2〉焊前準(zhǔn)備：制定處理措施，焊工挑選及考核，施焊環(huán)境控制。3〉焊接工藝：

a、缺陷清除方式及處理坡口的設(shè)計(jì)〈碳弧氣刨后需對(duì)表面氧化層進(jìn)行清除〉；

b、根據(jù)母材選擇抗裂性能較好的電焊條，并經(jīng)嚴(yán)格的烘焙工藝；

c、焊接工藝參數(shù)及焊接層次安排見(jiàn)下表及圖三：

參名數(shù)稱層數(shù)道數(shù)一道二道三道四道五道焊條直徑（mm）44444焊接電流（A）170165165160160電弧電壓焊接速度線能量極性（V）（cm/min）（Kj）21~2222~2322~2322~2322~23一層二層三層四層五層反接反接反接反接反接10886617.9222.8322.8329.4429.44d、環(huán)境溫度保證在＞10℃；e、預(yù)熱，預(yù)熱溫度控制在100120℃；f、層間溫度：控制在6090℃；h、后熱：后熱溫度控制在250350℃保溫時(shí)間為1小時(shí)；

615101413958123247111B錐管壁月牙肋板g、應(yīng)力消除：采用錘擊法。4〉焊接檢驗(yàn)與試驗(yàn)：

采用無(wú)損探傷，超聲波100%檢查，焊后24小時(shí)一次，48小時(shí)一次；

采用水壓試驗(yàn)，工作壓力的1.25倍。四、紅葉二號(hào)岔管裂紋處理程序

焊接層次及道數(shù)排列示意圖(圖三)成立紅葉二級(jí)電站二號(hào)岔管裂紋處理領(lǐng)導(dǎo)小組，由焊接工程師、項(xiàng)目總工程師、經(jīng)驗(yàn)豐富的焊接高級(jí)合格焊工、探傷和焊接質(zhì)檢人員組成。水電十局安裝分局對(duì)紅葉二級(jí)電站二號(hào)岔管焊接裂紋處理工作十分重視，要求一次性處理成功。處理程序如下：

發(fā)生岔管裂紋事故事故原因分析事故情況調(diào)查分析預(yù)防措施制定確定處理方案方案實(shí)施過(guò)程控制檢查、試驗(yàn)裂紋事故處理結(jié)論資料保存

五、紅葉二號(hào)岔管裂紋處理結(jié)果：

1〉嚴(yán)格按紅葉二號(hào)岔管裂紋處理措施方案實(shí)施，挑選有經(jīng)驗(yàn)的合格焊工現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)考試，并加強(qiáng)過(guò)程控制。施焊后探傷100%合格，48小時(shí)復(fù)查100%合格。

2〉二號(hào)岔管整體水壓試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力為工作壓力的1.25倍即3.19Mpa（2.55MPa×1.25=3.19MPa）一次成功。

3〉紅葉二級(jí)電站已于201*年12月發(fā)電至今已三年多，岔管未出現(xiàn)異�，F(xiàn)象，證明裂紋處理方案和方法是成功的。

二00五年十月十日

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