焊接基础知识

,焊接基础知识,2006.3.25,徐玉强电话：25808500手机-mail：xuyq办公地点：海工建造公司加设中心焊接室,基本术语,biddrawing招标图纸conceptualdrawing概念图纸basicdrawing基本设计图纸designdrawing详细设计图纸fabricationdrawing加工设计图纸shopdrawing车间加工图纸as-builtdrawing完工图,基本术语,常用焊接方法：SAW埋弧焊SMAW手工电弧焊FCAW药芯焊FCAW-S自保护药芯焊FCAW-G气保护药芯焊（保护气体）GTAW钨极氩弧焊GMAW熔化极气体保护焊,基本术语,常用焊接方法：TIG钨极惰性气体保护焊MIG熔化极惰性气体保护焊MAG熔化极活性气体保护焊,常用的无损检测方法,VT外观检验RT射线检验（体积型缺陷）UT超声波检验（体积和面积型缺陷）AUT全自动超声波检验（非常敏感）MT磁粉检验（表面缺陷）PT渗透检验（表面缺陷，非铁素体材料）,GTAW原理,FCAW原理,基本术语,常用检验方法：NDE无损探伤NDT无损探伤VT外观检验RT射线检验（体积型缺陷）UT超声波检验（面积型和体积型缺陷）MT磁粉检验（表面缺陷）PT渗透检验（表面缺陷，非铁素体材料）,基本术语,常用单词：Backing衬垫BackGouging背面清根Root封底（根部焊道）RootOpening/RootGap根部间隙RootFace钝边Groove坡口GrooveAngle坡口角度Bevel坡口的斜面,基本术语,Fill填充Cap盖面Uphill立向上（Upward）Downhill立向下（Downward）Electrode/Rod焊条Wire焊丝Flux焊剂Flux-coredwire药芯焊丝SolidwireCarbonarcairgouging碳弧气刨Accesshole/copehole工艺孔（过焊孔）Rathole/Mousehole,基本术语,flamecutting/gascutting火焰切割flamecuttingtorch火焰割枪preheattemperature预热温度ASME美国机械工程师学会标准ASTM美国材料试验学会标准AWS美国焊焊接学会标准API美国石油学会标准,基本术语,1.AWSD1.1StructuralWeldingCodeSteel2.ASMEIXQualificationofWeldingProcedureandWelder3.API1104WeldingforPipelineandRelatedFacilities4.GB4708焊接工艺规程,基本术语,基本术语,基本术语,PQR焊接工艺评定记录WPS焊接工艺规程（焊接程序）PQR的工作内容：（1）试验件的焊接（2）试验件的无损探伤NDE（3）试验件的力学性能试验,力学性能试验,拉伸试验：,力学性能试验,拉伸试验：,力学性能试验,弯曲试验：,力学性能试验,弯曲试验：,力学性能试验,弯曲试验：,力学性能试验,弯曲试验：,力学性能试验,冲击试验：,冲击试验在一定的温度下进行,力学性能试验,冲击试验：,力学性能试验,冲击试验：,力学性能试验,宏观金相：,力学性能试验,硬度：,力学性能试验,力学性能试验,力学性能试验,刻槽试验：,力学性能试验,刻槽试验：,力学性能试验,力学性能试验,力学性能试验,接头种类,焊缝种类,焊缝种类,焊缝按照熔透的程度分为：(1)CP全熔透焊缝(2)PP部分熔透焊缝,焊缝种类,CP全部熔透焊缝R间隙f钝边a和坡口角度S1和S2坡口深度,焊缝种类,PP部分熔透焊缝R间隙a坡口角度S1和S2坡口深度,焊缝的组成,根部焊道、填充焊道和盖面焊道,焊缝的组成,焊缝加强高要求：最大3mm。,焊缝的组成,焊缝的组成,角焊缝的焊角高是指？,焊缝的组成,焊缝区,HAZ,母材,三个区域熔合线原始坡口轮廓,电特性,按照焊接电源的输出电流分为：直流（DC）和交流（AC）在我国、美国及欧洲多使用直流电源；在日本，多使用交流电源。,电特性,直流反接DC(+)DCEP,电特性,直流正接DC(-)DCEN,电特性,在我国，通常以工件接的电极极性为参考，表示为直流正接和直流反接而在国际上，多以焊条（或焊丝）接的电极极性为参考，表示为DC(+)和DC(-),焊接试验位置,1G,焊接试验位置,2G,焊接试验位置,3G,焊接试验位置,4G,焊接试验位置,5G,焊接试验位置,6G,焊接试验位置,6GR,焊接试验位置,6GR尺寸,焊接试验位置,6GR尺寸,焊接试验位置,1F,焊接试验位置,2F,焊接试验位置,3F,焊接试验位置,4F,焊接试验位置,5F,焊接位置,焊接位置（或者称坡口位置、角焊缝位置）不同于焊接试验位置，焊接位置可分为：平焊Fflat横焊Hhorizontal立焊Vvertical仰焊OHOverhead,焊工考试,焊工考试即焊工的技能评定考试件焊完后的工作：VT外观检验弯曲试验（或者RT检验代替弯曲试验）角焊缝破坏试验焊工考试位置评定见下表：,AWSD1.1,焊工考试,T、K、Y节点：,焊工考试,T、K、Y节点：,焊工考试,T、K、Y节点：,焊工考试,焊工考试,注意：6GR和6G焊工的区别。6GR最高级别？焊工资质的有效期。,注意：6GR考试不能评定无衬垫仅从一面施焊、或不清根而从两面施焊的接头。有效期为6个月。有记录的6月内未间断的焊接作业。小角度焊工考试。,焊工考试,小角度焊工考试：,焊工考试,小角度焊工考试：,ASMEIX,ASMEIX,ASMEIX,API1104,管径323.9mm壁厚19.1mm,API1104,API1104,焊前清理和预热,焊前清理的作用：清除油漆、油脂、铁锈、污垢和其它物质，防止这些物质对焊缝造成有害影响（产生缺陷）。焊前清理的范围：焊缝两侧至少25mm。,焊前清理和预热,焊前预热的作用：减少焊缝附件应力，防止裂纹产生。（如冬天水杯中倒入热水，水杯破裂）；增加焊缝金属处于700-821的时间，细化晶粒，增加焊缝金属韧性（冲击值）；增加焊缝金属处于205左右的时间，使焊缝中的更多的氢溢出，减少氢致延迟裂纹的出现；除去坡口表面上的潮气。,焊前清理和预热,氢致延迟裂纹产生的机理：高温下H2O分子分解，产生H原子，分散在焊缝中向微裂纹处聚集（此处能量低）聚集后H原子合成H2分子，产生内压内压越来越大，形成氢致延迟裂纹由此可见，H对焊缝的质量是一种有害的物质。而海洋工程结构对焊缝的H含量有很严格的要求。,焊前清理和预热,焊接前，注意不要将水、有机物等存在H原子的物质留在坡口表面。焊条的烘干，很大程度上也是为了将焊条中的结晶水等烘出。焊接过程中，注意将焊条保温筒通电加热，及时关闭焊条筒的盖子，将焊丝的塑料罩蒙上等等，采取有效措施防止焊材受潮。,焊前清理和预热,预热温度要求(AWSD1.1的要求)T38mm：最小10，当母材温度低于0时，预热温度至少为21；38mmT65mm：最小66；T65mm：最小为100。预热范围要求：焊接这一点周围至少75mm（3in.）或者板厚之中的大者,焊前清理和预热,预热温度的决定：预热温度应根据较厚者的厚度确定。预热方法：烤把加热电加热器加热（一般用于厚板）,焊前清理和预热,层间温度：对于碳钢和低合金钢，小于250有无最小值要求？考虑过高的层间温度会导致？什么原因？硬度韧性,焊后热处理,何时需要焊后热处理（结构）：1.壁厚大于50mm的焊缝，焊后需要进行热处理；2.拘束度较高的结构。焊后热处理作用：消除残余应力。消除应力的过程实际上是高温蠕变的过程。对于碳钢和低合金钢，消除应力的温度为：600-650。焊后热处理时间：根据厚度确定，一般在2小时以上。,焊后热处理,何时需要焊后热处理（管线）：1.管子壁厚大于19mm的焊缝，焊后需要进行热处理；2.管座或支管（见下页）。对于碳钢和低合金钢，消除应力的温度为：593-645。焊后热处理时间：根据厚度确定，为2.4分钟/mm。,焊后热处理,焊接操作中的技术,摆动焊和不摆动焊不摆动焊？最大摆动宽度SMAW3DFCAW15-17mm单道焊或者多道焊焊丝干伸长,焊接热输入量,单位时间（1秒），单位长度（1mm）焊缝上获得的的能量（热量）称为焊接热输入量，又称线能量。,热输入量将影响到焊缝的晶粒大小。热输入量大，则晶粒偏大，焊缝韧性差。,窄焊道焊接的意义。,焊接线能量,焊缝金属晶粒示例,焊条的组成,焊芯药皮夹持端引弧端绘图示意,焊条的组成,药皮的作用,提高焊接电弧的稳定性防止空气对熔池的侵入（保护熔池）保证焊缝金属顺利脱氧（含脱氧剂）掺加合金提高焊缝性能（合金过渡）提高焊接生产效率（铁粉焊条）,酸性焊条和碱性焊条,按照药皮熔渣的碱度将焊条分为：酸性和碱性焊条碱度的定义：,当K1.5时，称为碱性渣；K1.5时，称为酸性渣相应的焊条称为碱性焊条和酸性焊条。如：J424、J422为酸性焊条；J507为碱性焊条一般，低氢焊条为碱性焊条。,焊条的正确使用,非密封包装：,开包350-400烘焙12小时120保温箱领取焊条筒内温度不低于75，且不多于4小时用量4小时内没有用完的焊条返回焊条房，重新烘焙返回的焊条最多只能再烘焙1次。,焊条的正确使用,密封包装：（如铁桶包装）,开桶直接使用焊条筒内温度不低于75，且不多于4小时用量不能立即使用的，放入120保温箱领取焊条筒内温度不低于75，且不多于4小时用量4小时内没有用完的焊条返回焊条房，350-400烘焙12小时后，放入120保温箱,焊条的正确使用,焊剂的烘焙：,260烘焙1小时。,焊接环境要求,对于GMAW,FCAW-G,GTAW风速不得超过8km/hr焊缝及附近温度应高于-20焊接的表面不能潮湿，或者暴露在雨雪中国内压力容器：空气的相对湿度应小于60。相对湿度？,常用母材,GB712-2000D36,E36,B,D,ED36-Z35,E36-Z35GB8162-99Q345,20#GB700-88Q235A,Q235BJISG3106SM490YBAPI2HGr.50API2H-50ZA106BA105A312TP316A312S31254A790S31803,常用母材,JB472616MnGB816320#ASTMA694F65,常用母材力学性能,GB712-2000,常用母材力学性能,GB5313GB712-2000E36-Z35,常用母材力学性能,GB8162-1999,常用母材力学性能,GB8163-1999,常用母材力学性能,GB700-88,常用母材力学性能,API2H50,常用母材力学性能,JB4726,常用母材力学性能,GB14976,常用母材力学性能,GB14976,常用母材力学性能,API5L,常用母材力学性能,ASTMA694F65,常用母材力学性能,ASTM106B,常用母材力学性能,配管材料：ASTMA106B24041530ASTMA10525048530力学性能同20和16Mn相近。,常用母材力学性能,ASTMA312,管线规格,常用焊材,LB-52UAWSA5.1E7016J422GB5117E4303(力学性能330/420)J506AWSA5.1E7016J507AWSA5.1E7015CHE58-1AWSA5.1E7018-1LH-75M