锅炉压力容器焊接工艺培训.ppt

锅炉用钢及焊接知识培训 第一节钢的基本知识根据含碳量不同将含碳量为0 0218 2 11 称为钢 含碳量大于或等于2 11 称为铸铁 按照钢的组织不同含碳量为0 77 的钢称为共析钢 含碳量小于和大于0 77 的钢称为亚共析钢和过共析钢 一 合金的结构1 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 如碳钢和碳两种元素组成的合金 有两个组元组成的合金称为二元合金 2 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金和多相合金 3 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 4 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 二钢的热处理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 碳氮共渗或其他称为化学热处理 第二节锅炉及压力容器用钢 1 锅炉钢管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 2 性能要求良好的综合机械 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 因此必须要有良好的塑性和韧性 3 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 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稳定的组织 第三节金属焊接 一 焊接方法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 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MIG焊 MAG焊 非熔化极分等离子弧焊 TIG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 钎焊分火焰钎焊 电阻钎焊 感应钎焊 炉中钎焊 二 手工电弧焊基本特点1 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 2 对焊接接头的装配要求低 3 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 4 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 三 焊接设备手工电弧焊机按电源的种类分交直流两大类 四 焊接工艺规范选择1 焊条直径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决定 2 焊接电流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导致焊接缺陷 3 电弧电压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 弧长约等于焊条直径4 焊接速度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 5 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6 根据GB 1998规定手工电弧焊接头形式分为对接接头 T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形式分U V X形三种 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 五 手工钨极氩弧焊1 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清理和装配 2 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 3 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99 99 体积比 含水量不超过20 10 4 4 当瓶内气体压力低于1Mpa时应停止使用 第四节焊接材料 一 焊条分类1 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 镍及镍合金焊条 铜及铜合金焊条 铝及铝合金焊条 特殊用钢焊条 2 焊条药皮类型钛型 钛钙型 钛铁矿型 氧化铁性 纤维素型 低氢型 石墨型 盐基型 3 按熔渣药皮成分分酸性和碱性一般焊条牌号末位是6和7的都属低氢型如结427 结506 结426 结507等二 焊条的选用1 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主要原则 2 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 3 当母材化学成分中的碳或硫和磷等有害杂质较多时 应选择抗裂性和抗气孔能力较强的焊条 如低氢型焊条 4 选用碱性焊条时一定要直流反接 并且焊条进行350度的烘干后放入焊条保温桶内 第五节电厂常用金属材料的焊接 一 碳素钢的焊接1 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0 03 0 04 之间 2 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507 结427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350度左右的烘干处理 3 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600 650度 二 中碳钢的焊接1 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产生冷裂纹 2 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 防止焊件缺陷的措施如下 1 中碳钢手弧焊时尽可能选用碱性低轻型焊条如结506 结507等 以提高接头的抗裂性 如果不要求焊缝和母材等强度 应选用强度低的焊条如结426和结427这种焊条塑性好 不易产生冷裂纹和热裂纹 2 预热缓冷和控制较高的层间温度 预热一般为150 250度 3 小电流慢焊速选用直流反接电源以减少母材的融化 4 焊后最好立即进行消除应力热处理回火温度控制在600度 第六节焊接缺陷及质量检验 一 焊接缺陷分类GB6417 1986将金属熔化焊焊缝缺陷分为六类 裂纹 气孔 夹渣 焊瘤 未焊透 未融合 二 焊接质量检验焊接质量试验分破坏性和非破坏性试验两大部分 21 破坏性试验可分为力学性能试验 化学成分分析 金相试验 耐腐蚀试验 扩散氢试验 力学性能试验又分拉伸试验 弯曲试验 硬度试验 冲击试验 断裂韧性试验 疲劳试验 蠕变持久试验 爆破试验 金相试验分宏观试验和微观试验 2 非破坏性试验可分为外观检验 无损探伤 致密性检验 其中无损探伤分射线探伤 超声波探伤 渗透检验 磁粉检验 涡流检验 致密性检验又分为水压试验 煤油试验 真空试验 第七节金属焊接试题 一 填空1 金属材料的焊接包括结合性能和 使用性能 两方面的内容 2 金属在外力作用下发生的变形有弹性变形和 塑性变形 3 碳当量只能在一定范围内 对钢材概括的相对的评价其 冷裂 倾向 4 焊接接头拉伸试样的抗拉强度应等于或 大于 材料的最低抗拉强度或产品图样的规定值 5 弯曲试验的目的是检验焊接接头的 塑性 6 目前对重要结构如锅炉压力容器管道 大型船舶等均采用 射线透照 作为检验焊缝内部质量的重要方法 7 根据GB3323规定钢焊缝射线探伤的质量标准共分 四级 8 超声波在同一均匀介质中按 直线 传播 且 传播速度不变 9 焊后完全退火的主要目的在于细化晶粒 消除过热组织 稳定尺寸和 残余应力 10 宏观金相检验是直接用肉眼或用 5 10 倍的放大镜进行检验 11 耐酸不锈钢抗晶间腐蚀倾向的试验方法主要有C法T法L法F法和 X 共五种 12 在正常焊接参数内 熔化速度与焊接电流成 正比 13 锅炉及压力容器管道进行气压试验前 要全面复查有关 技术部分 14 控制了焊接材料的含 水 量 有利于减少扩散氢的含量 15 产品焊接工艺是针对具体的产品技术条件和 材料结构 制定的技术文件 16 焊接用二氧化碳气体的纯度应大于 99 5 17 压力容器用钢的含碳量一般不得大于 0 25 18 选择合理的装配焊接顺序是控制焊接结构 应力和变形 的有效措施之一 19 脉冲氩弧焊分为 TIG 熔化极脉冲氩弧焊 MIG 两类 20 焊接用工业纯氩气以瓶装供应 在温度20度时容器为40L标准瓶装压力为 14 7 Mpa 二选择题1 在焊接性试验中用的最多的是 C A 接头腐蚀试验 B 接头力学性能试验 C 焊接冷裂纹试验 D 硬度试验2 X射线的穿透能力决定于 A A 波长 B 照射时间3 经验指出当碳当量CE为 C 时钢材就容易产生冷裂纹 A 0 1 B 0 3 C0 4 D 0 54 不考虑重复试验罐子对接接头的弯曲试样应为 A A 2 B 3 C 4 D 15 用碱性焊条焊接时对人体危害较大的气体主要是 A A HF B N2 C O2 D N2H26 焊接时硫的主要危害是产生 C 缺陷 A 气孔 B 飞溅 C 热裂纹 d 冷裂纹7 B 级焊缝内不准有裂纹未溶合未焊透和条状夹渣 A I B II C III D N 8 低碳钢焊缝二次结晶后的组织是 B A奥氏体加铁素体B铁素体加珠光体C渗碳体加珠光体D奥氏体加珠光体9 在焊接过程的某一瞬间 焊接接头各点温度分布状态 叫做焊接 C A热过程B热循环C温度场D热分布10 偏心度过大的焊条 焊接时容易产生是 A A电弧偏吹B熔渣和铁水不易分离C弧坑裂纹D烧穿11 导电嘴与焊丝的接触情况必须经常检查 当发现接触不良时则应及时 B A修补B更换新件C夹紧焊丝D消除磨损12 控制复杂结构应采取的装配和焊接顺序是 B A先焊收缩量大的焊缝B先焊能增加结构钢度的部件C先焊焊缝多的一侧13 焊接残余变形的产生主要是因为焊接过程中产生的焊接应力大于材料的 B A抗拉强度B屈服强度C疲劳强度D高温强度14 承受动载荷的焊接接头 其焊缝的余高值应为 A A趋于零值 B 1 2mm C 1 3mm D 1 4mm 15 15GrMo与Q235 B焊接时为获得具有较高冲击韧性的焊接接头应选用的焊条是 C A E5515 B2 B E5515 B1 C E4315 D E430316 金属材料焊接的好坏主要取决于 A A材料的化学成分B焊接方法C采用的焊接材料D焊接工艺条件17 火焰校正时当钢板加热到呈褐红色至樱红色之间 此时对应的温度在 C A200 400 B 400 600 C 650 850 D 800 100018 埋弧自动焊在其工艺参数不变的情况下 焊接速度减少则焊接线能量 A A增大B减少很多C不变D减少不大19 下列检验方法对人体有害的是 B A超声波探伤B射线探伤C磁粉检验D煤油试验20 GB5185 85规定氧气乙炔的代号是 A A311B312C313D111 三判断题1 插销试验方法主要是用来评定氢致延迟裂纹中的焊根裂纹 V 2 对于直径小于或等于30mm的管接头在做拉伸试验时可取整管段进行试验 V 3 焊接工艺评定的因素是指焊接接头冲击韧性的焊接条件 X 4 压力容器用钢的含碳量不得大于0 25 v 5 每道焊缝都是始焊端的横向收缩略大于终焊端 X 6 制定焊接工艺时应考虑焊接顺序与焊接变形和内应力的关系 V 7 表面的张力是阻碍熔滴池过度的力但在短路过渡时却能促使溶滴向熔池过渡 X 8 12GrMoV钢和20钢手弧焊时应该选用E5015焊条 v 9 奥氏体不锈钢与铁素体钢焊接时应选用铁素体焊条 X 10 交流弧焊机比直流弧焊机的空载电压大 X 四简答题1 焊接性试验的目的是什么 答 1 选择合适的焊接材料 2 确定合适的焊接工艺参数包括焊接电流焊接速度及预热温度层间保温焊后缓冷及热处理方面的要求 3 研究和发展新型材料 2 如何鉴别X射线探伤感光底片上的裂纹缺陷 答 1 裂纹在底片上多呈略带曲折的波浪形的黑色细条纹 2 有时也呈直线细纹轮廓分明两端尖细中间稍宽 不大有分支两端黑度较浅最后消失 3 火焰校正法的关键技术难点是什么 答 1 火焰矫正法的关键是掌握火焰局部加热引起变形的规律以便定出正确的加热位置 否则就会得到相反的结果 2 火焰矫正法在使用时应控制温度和重复加热次数 3 这种方法不仅适用于低碳钢 而且还适用于部分普低结构钢的矫正 塑性较好的材料还可以用水强制冷却易淬火钢除外 4 什么是焊接冶金过程其特点有哪些 答焊接冶金过程与金属冶金过程一样 是通过加热使金属熔化的在金属过程中 金属 熔渣 气体之间发生复杂的化学反应和物理变化 其特点如下 1 熔化体积小加热和冷却速度快电弧温度高 2 电弧温度高 3 熔池金属不断更新 4 反应接触面积大 5 简述对焊工操作机械的基本要求答 1 安全移动平稳 工作过程中不会逐渐或突然改变原来的位置 2 调节方便可以较快的达到所要求的位置 3 移动灵活简便而且