焊工(中级)第13章.pptVIP

焊工 中级 吴全生主编 第十三章 低温钢的焊接 了解低温钢的分类及低温钢的焊接特性 正确选择低温钢的焊接材料和焊接工艺 第十三章低温钢的焊接 目录 第一节低温钢焊接概述一 低温钢的分类二 低温钢的特性第二节低温钢的焊接工艺一 低温钢的焊接性二 焊接材料的选择三 焊接参数的选择四 焊前预热和层间温度五 焊后热处理六 低温钢焊接操作的注意事项 第十三章低温钢的焊接 目录 第三节低温钢焊接技能训练实例训练液化石油气储罐筒节的焊接复习思考题 第十三章低温钢的焊接 第一节低温钢焊接概述 一 低温钢的分类 用于制造在 20 253 低温下工作的焊接结构的钢称为低温用钢 低温用钢的最主要的特点是在低温工作条件下 具有足够的韧性 并且 钢材的脆性转变温度低于最低工作温度 1 低温钢按不同使用温度的最低温度分级 分为 40 50 60 70 80 90 100 196 253 等九个级别 2 低温钢按其化学成分和组织特点分类 第一类低温钢 合金元素总的质量分数 5 其组织为铁素体加少量珠光体 是铁素体型低温钢 具有良好的焊接性 分别在 20 100 温度范围内使用 第二类低温钢 合金元素总质量分数为5 10 是中合金低碳马氏体型低温钢 典型钢种是9Ni钢 在 196 低温下具有优良的低温韧性 第三类低温钢 合金元素总质量分数 10 其组织为奥氏 第一节低温钢焊接概述 体 钢中含有较高的奥氏体化合金元素和稳定奥氏体的合金元素 是高合金奥氏体型低温钢 在 196 253 的低温下仍保持相当高的韧性 3 低温钢按有无镍 铬元素分类 1 含Ni或含Ni Cr元素的低温钢如2 5Ni钢用于 60 9Ni钢用于 196 的低温条件下工作的焊接结构用钢 2 无Ni或无Ni Cr元素的低温钢如16MnDR钢用 40 09Mn2VR钢用于 70 06MnNb钢用于 90 20Mn23Al钢用于 196 15Mn26Al4钢用于 253 的低温条件下工作的焊接结构用钢 二 低温钢的特性 低温钢含碳量低 淬硬倾向较小 焊接接头近缝区具有较好的塑性和韧性 不易出现硬化组织和冷裂纹 焊接性能较好 国产低温钢分为两大类 第一类是用于 40 120 的低温钢 这类钢的含碳量低 合金元素含量也不多 组织呈铁素体和少量珠光体 属于低碳低合金结构钢 第二类是用于 196 253 的低温钢 它是铁 锰 铝系统的单相奥氏体型钢 以热轧或固溶处理的状态供应 第二节低温钢的焊接工艺 一 低温钢的焊接性 由于低温钢含碳量低 淬硬倾向小 所以 具有较好的韧性 塑性和焊接性 二 焊接材料的选择 低温钢焊接 目前以焊条电弧焊工艺方法为主 Ti B系或高韧性普通低合金钢焊条 在 45 以上工作环境中 能满足低温钢焊接结构的使用性能 含Ni的低温钢焊条 可以用于 60 以下的低温钢焊接结构的焊接 含3 5Ni或含有一定量Mo的高含Ni量的低温钢焊条 可以焊接在 100 左右温度中工作的焊接结构 焊接低温用的低合金高强度结构钢时 在保证焊缝金属具有足够的低温韧性的前提下 还要考虑到与母材相适应的强度要求 因此 这类钢的焊接材料中 除了要求 Ni 为1 3 外 还应要求 Mo 为0 2 0 5 低Ni钢焊接时 所用的焊条含Ni量应与母材相等或略高于母材 焊接 588MPa的低温钢时 所用的焊条中除含有Ni Mo外 还应含有少量的Cr 第二节低温钢的焊接工艺 三 焊接参数的选择 1 焊接电流 当焊接电流增大时 也应加大焊接速度 2 焊接速度 在焊接电流不变的情况下 随着焊接速度的加大 焊接热输入减小 有利于低温韧性的提高 3 电弧电压 在焊接速度不变的情况下 加大电弧电压 会使焊接热输入加大 焊接热影响区变宽 焊缝晶粒易粗大 从而导致焊缝力学性能的降低 4 焊接热输入 第二节低温钢的焊接工艺 铝镇静钢焊接 用焊条电弧焊时 热输入应控制在20 40kJ cm 用MIG和TIG焊时 热输入应控制在28 45kJ cm 埋弧焊时 热输入应控制在28 45kJ cm 490MPa的低温钢用焊条电弧焊时 热输入应控制在15 35kJ cm 用焊条电弧焊焊接3 5Ni低温钢时 热输入应控制在20 25kJ cm范围内 埋弧焊时 19mm时 热输入应控制在 30kJ cm 25mm时 热输入应控制在 40kJ cm 9Ni钢焊条电弧焊时 热输入应控制在10 35kJ cm范围内 5 焊接层数 低温钢进行多层焊或多层多道焊接时 前一层焊道对后一层焊道起到预热作用 而后一层焊道对前一层焊道有细化晶粒的热处理的作用 对提高焊缝金属的塑性和韧性有很大好处 6 坡口形式和尺寸 低温钢焊接时 坡口的角度及间隙不宜过大 从而避免由于焊接应力较大而引起裂纹 但也不宜过小 过小的坡口尺寸会在焊缝中产生未熔合 未焊透缺陷 第二节低温钢的焊接工艺 7 常用的低温钢焊接参数 常用低温钢的焊接参数见表13 5 表13 5常用低温钢的焊接参数 第二节低温钢的焊接工艺 1 预热的目的 2 选择预热温度 预热的温度应该根据板厚决定 当板厚 16mm时 预热的温度以100 200 为好 3 预热方法 可以使用氧乙炔火焰 液化石油气火焰 煤气火焰 电阻热或中频感应等方法加热 五 焊后热处理 最好采用整体热处理操作 这样可以使温度分布均匀 热处理的效果更好 四 焊前预热和层间温度 第二节低温钢的焊接工艺 常用低温钢的焊前预热和焊后热处理见表13 6 表13 6常用的低温钢焊前预热和焊后热处理 第二节低温钢的焊接工艺 六 低温钢焊接操作的注意事项 1 运条方法 焊接过程中 焊条不作横向摆动 多层焊或多层多道焊时 尽量使每个焊道平坦 每层焊道厚度要薄 以2 3mm为宜 尽量减小焊接热输入 利用后一层焊道对前一层焊道的热循环作用 使焊缝组织晶粒细化 防止焊缝低温冲击韧度降低 2 裂纹和弧坑 低温钢采用奥氏体钢材料焊接时 焊缝中产生热裂纹是个普遍问题 在根部焊道等拘束度较大的部位进行焊接时 必须用小电流 低焊速 在多层焊时的根部焊缝和最初的几道焊缝中 弧坑裂纹是很难避免的 因此 在焊接收弧时 必须要填满弧坑 当弧坑裂纹不能消除时 要用砂轮打磨弧坑的方法来消除弧坑裂纹 第二节低温钢的焊接工艺 3 磁偏吹 4 焊件和焊条应保持低氢状态 为防止焊缝中产生气孔 焊前应仔细清除待焊处的油 污 锈 垢 焊条要进行烘焙 在350 400 烘焙1h 随用