焊接结构基础知识zx2015

1、中国石油天然气集团公司 2015年焊接技师培训 2015年年11月月 n主要内容主要内容 1. 焊接结构基础知识 2. 焊接生产基础知识 n主要内容主要内容 1. 焊接结构基础知识 n1.1 焊接结构及基本构件 n1.2焊接接头、焊缝的基本类型 n1.3 焊接变形与矫正 n1.4焊接残余应力与消除 n1.5焊缝符号标识 n主要内容主要内容 2.焊接生产基础知识焊接生产基础知识 n2.1 焊接结构工艺的制定原则 n2.2 焊接结构工艺的制定内容 n2.2 焊接结构工艺性审查 n2.3 焊接结构加工工艺编制 n2.4 焊接生产安全 焊接结构应用的广泛性焊接结构应用的广泛性工业地位 焊接结构的用钢量

2、指标用钢量指标比较 用钢量比率用钢量比率( (焊接结构用钢量焊接结构用钢量/ /钢的总产量钢的总产量 ) ) 100%100% a.美、德、日、英等发达国家5055； b.我国目前水平已达4045%. 可见，焊接结构用钢量比率之大！ 焊接焊接工业地位工业地位 焊接结构用钢量焊接结构用钢量 n焊接结构用钢量80年代工业发达国家（日本、美国、 德国）约为45%，我国约为25%。 n2005年中国焊接结构用钢量为37%,工业发达国家达到 50%以上。 n同年钢产量达到3.49亿吨，成为世界最大的钢材生产 与消费国，而焊接结构的用钢量也突破1.3亿吨。 人均钢产量 n90年代重工业成熟国家人均钢产量为

3、600kg/p.y，我国 钢产量突破6000万t，人均55kg/p.y。 n2006年世界钢产量为12.39亿t，我国钢产量为4.2亿t ，占全世界钢产量的34%，人均300kg/p.y。 n2010年我国钢产量将达到5亿t左右，同时我国正在努 力从钢材大国向钢材强国的方向发展。 1.1 焊接结构及基本构件 na. 常见结构 n锅炉 n压力容器 n压力管道 n钢结构 n机器 . 1.1 焊接结构及基本构件 b. 基本构件 钢结构：梁、柱、垳架结构 压力容器：封头、筒体、接管等配件 压力管道：管子、弯头、法兰 锅炉：锅筒、封头、联箱、水冷壁、对流管 束、省煤器、过热器、炉胆及炉胆顶 机器：种类比

4、较多，也比较复杂。 c.石油化工主要焊接结构 . 钢结构 按按应用领域应用领域分类分类 按所用按所用钢材规格钢材规格分类分类 按结构体系按结构体系工作特点工作特点分类分类 。 c.石油化工主要焊接结构 . 压力容器 P55 分类： 按生产工艺过程的作用原理 按压力容器技术监察规程 . 压力容器分类 国家质量技术监督局颁发的国家质量技术监督局颁发的压力容器安全技术监察压力容器安全技术监察 规程规程( (质技监局发质技监局发19991541999154号，以下简称号，以下简称容规容规) )根据根据 压力容器操作压力、介质危害程度、容器功能、结构特性压力容器操作压力、介质危害程度、容器功能、结构特性

5、 、材料和对容器安全性能的综合影响程度等，将压力容器、材料和对容器安全性能的综合影响程度等，将压力容器 分为三类。分为三类。 ( (一一) )第一类压力容器第一类压力容器 低压容器低压容器( (第第( (二二) )、( (三三) )款规定的除外款规定的除外) )。 (二)第二类压力容器(下列情况之一，第(三)款规定的除外)： (1)中压容器； (2)低压容器(仅限毒性程度为极度和高度危害介质)； (3)低压反应容器和低压储存容器(仅限易燃介质或毒性程度为中 度危害介质)； (4)低压管壳式余热锅炉； (5)低压搪玻璃压力容器。 (三)第三类压力容器(下列情况之一)： (1)高压容器。 (2)中

6、压容器(仅限毒性程度为极度和高度危害介质)； (3)中压储存容器(仅限易燃或毒性程度为中度危害介质，且pV大 于或等于10MPam3)； 压力容器一般是指在工业生产中用来完成反应、传热、传质、分离、贮 存等工艺过程，并承受01MPa表压以上压力的密闭容器。 特种设备安全监察条例中明确指出压力容器的定义为： 压力容器，是指盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭设备，其范围 规定为最高工作压力大于或者等于（表压），且压力与容积的 乘积大于或者等于的气体、液化气体和最高工作温度高于 或者等于标准沸点的液体的固定式容器和移动式容器；盛装公称工作压力大 于或者等于（表压），且压力与容积的乘积大于或者等于

7、的气体、液化气体和标准沸点等于或者低于液体的气瓶 ；氧舱等。 压力容器的定义 压力容器的形式 压力容器的形式通常有以下划分方法：压力容器的形式通常有以下划分方法： ( (一一) )按制造方法分按制造方法分 分为焊接容器、锻造容器、热套容器、多层包扎式容器、分为焊接容器、锻造容器、热套容器、多层包扎式容器、 绕带式容器、组合容器等。绕带式容器、组合容器等。 ( (二二) )按制造材料分按制造材料分 分为钢制容器、有色金属容器、非金属容器等。分为钢制容器、有色金属容器、非金属容器等。 ( (三三) )按几何形状分按几何形状分 分为圆筒形容器、球形容器、矩形容器、组合式容器等。分为圆筒形容器、球形容

8、器、矩形容器、组合式容器等。 压力容器的形式 ( (四四) )按安装方式分按安装方式分 分为立式容器、卧式容器等。分为立式容器、卧式容器等。 ( (五五) )按受压情况分按受压情况分 分为内压容器、外压容器等。分为内压容器、外压容器等。 ( (六六) )按壁厚分按壁厚分 分为薄壁容器、分为薄壁容器、 厚壁容器厚壁容器 ( (七七) )按工艺过程中作用原理分按工艺过程中作用原理分 分为反应容器分为反应容器( (代号代号R)R)、换热容器、换热容器( (代号代号E)E)、分离容器、分离容器( (代号代号S)S)、贮、贮 存容器存容器( (代号代号C ) C ) ，其中球罐，其中球罐( ( 代号代号

9、B)B)。 ( (八八) )按操作温度分按操作温度分 (1)(1)低温容器低温容器(t(t20)20)。 (2)(2)常温容器常温容器(t(t2020150)150)。 (3)(3)中温容器中温容器(t150(t150450)450)。 (4)(4)高温容器高温容器(t450)(t450)。 ( (九九) )按设计压力分按设计压力分 (1)(1)低压容器低压容器( (代号代号L)L)0 01MPaP1MPaP1 16MPa6MPa。 (2)(2)中压容器中压容器( (代号代号M)M)1 16MPaP6MPaP10MPa10MPa。 (3)(3)高压容器高压容器( (代号代号H)H)10MPaP

10、100MPa10MPaP42MPa） 高压管道（1042MPa） 中压管道（1.610MPa） 低压管道（200） 常温管道（-29200） 低温管道（-29） 介质毒性 介质可燃性 可燃介质管道 非可燃介质管道 剧毒管道(极度危害) 有毒管道(非极度危害) 无毒管道 介质腐蚀性 腐蚀性介质管道 非腐蚀性截止管道 压力管道概念及分类压力管道概念及分类 按 用 途 长输管道 公用管道 工业管道 复习思考题：压力管道的分类主要有哪些？按用途分类的表示符号？复习思考题：压力管道的分类主要有哪些？按用途分类的表示符号？ 复习思考题：管道的概念？压力管道的组成主要有哪些部分？复习思考题：管道的概念？压力

11、管道的组成主要有哪些部分？ 管道主要由管道组成件和管道支承件组成，用于输送、分配、混合、分离、管道主要由管道组成件和管道支承件组成，用于输送、分配、混合、分离、 排放、计量、控制或制止流动的管子、弯头、阀门、法兰垫片螺栓连接和排放、计量、控制或制止流动的管子、弯头、阀门、法兰垫片螺栓连接和 其它组成件或受压部件的装配总成。其它组成件或受压部件的装配总成。 压力管道概念及分类压力管道概念及分类 n长输管道（长输管道（GAGA）：产地、储存库、使用单位间用于输送商品介质的管道）：产地、储存库、使用单位间用于输送商品介质的管道 。地域特性是跨地区（跨省、跨地市）使用。地域特性是跨地区（跨省、跨地市）

12、使用 n公用管道（公用管道（GBGB）：城市或乡镇范围内用于公用事业或民用的燃气和热力）：城市或乡镇范围内用于公用事业或民用的燃气和热力 管道。地域特性是一个城市或乡镇范围内使用管道。地域特性是一个城市或乡镇范围内使用 n工业管道（工业管道（GCGC）：企业、事业单位所属的用于输送工艺介质的工艺管道）：企业、事业单位所属的用于输送工艺介质的工艺管道 、公用工程管道及其他辅助管道。地域特性是一个企业或事业单位内使、公用工程管道及其他辅助管道。地域特性是一个企业或事业单位内使 用用 公用工程管道：相对于工艺管道而言，公用工程管道系指工厂（装置）公用工程管道：相对于工艺管道而言，公用工程管道系指工厂

13、（装置） 的各工序中公用流体的管道。的各工序中公用流体的管道。 nGAGA：GA1GA1、GA2GA2 nGBGB：GB1GB1（燃气）、（燃气）、GB2GB2（热力）（热力） nGCGC：GC1GC1、GC2GC2、GC3GC3 1.2 焊接接头的基本类型 a.对接 b.T型接 c.搭接 d.角接 e.端接 1.2 焊接焊缝的基本类型 a.对接焊缝 b.角焊缝 c.端接焊缝 d.塞焊缝 e.组合焊缝 图 图 图 图 注意：区分对接接头对接焊缝 角接接头角焊缝 1.3 焊接变形与矫正焊接变形与矫正 a.变形： 在外力或温度等因素作 用下所引起物体的形状和 尺寸的改变为变形 。 b.分类：弹性变

14、形塑性变形 1.3 焊接变形与矫正焊接变形与矫正 c.焊接变形产生原因： n不均匀受热 n焊缝金属的收缩 n金属组织的变化 n焊件的刚性拘束 1.3 焊接变形与矫正焊接变形与矫正 d.焊接变形的基本形式： n收缩变形 n角边形 n弯曲变形 n波浪变形 n扭曲变形 1.3 焊接变形与矫正焊接变形与矫正 e.焊接变形的预防： n途径：设计工艺 n措施：留余量法、反变形 法、刚性固定法、合适的 装配顺序、合理的焊接方 法工艺、热平衡法。 1.3 焊接变形与矫正焊接变形与矫正 f.焊接变形的矫正： n手工矫正 n机械矫正 n火焰矫正 1.4 焊接残余应力与消除焊接残余应力与消除 a.焊接残余应力:焊件

15、冷却后，残留于焊件 内的应力. b.焊接残余应力产生原因：同变形。 c.焊接残余应力对焊接结构的影响： n结构强度 n构件加工尺寸精度 n对稳定性的影响 1.4 焊接残余应力与消除焊接残余应力与消除 d.焊接残余应力减小措施 n合理的焊接顺序方向 n预热法 n冷焊法 n留裕度法 n开减应力槽法 n加热“减应区”法 1.4 焊接残余应力与消除焊接残余应力与消除 d.消除焊接残余应力的方法 n热处理法 n机械拉伸法 n温差拉伸法 n锤击焊缝 1.5 焊缝符号标识焊缝符号标识 a.焊缝、焊接方法符号表述标准 nGB/T324-1998焊接符号 表示法 nGB/T5158-1999金属焊 接及钎焊方

16、法在图样上 的表示代号 1.5 焊缝符号标识焊缝符号标识 b.焊缝、焊接方法符号的标注 n指引线：箭头线、基 准线 n基本符号 焊缝的基本尺寸及相关概念 a)焊趾： 焊缝表面与母材的交接处。 b)焊缝宽度：焊缝表面两焊趾之间的距离。 c)焊缝厚度：在焊缝横截面中，从焊缝正面到焊缝背面 之间的距离。 d)焊脚尺寸： 在角焊缝的横截面中画出的最大的等腰 直角三角形中直角边的长度。 e)焊脚： 在脚焊缝的横截面中，从一个直角面上的焊 趾到另一个直角面表面的最小距离。 f) 熔深：在焊接接头的横截面上，母材或前道焊缝熔化的深度； g) 焊缝成形系数： 熔焊时，在单道缝横截面上焊缝宽度B与焊缝计 算深度

17、H的比值； h) 余高：超出母材表面连线上面的那部分焊缝金属的最大高度； i) 焊根： 焊缝背面与母材的交接处； j) 弧坑：弧焊时，由于断弧或收弧不当，在焊道末端形成的低洼部 分； k) 熔池：熔焊时，在焊接热源作用下，焊件上所形成的具有一定几 何形状的液态金属部分； 焊缝的基本尺寸及相关概念 焊缝的成形系数 补充概念 焊缝成形系数（）=B/H 焊缝的基本坡口形状 序号序号简简 图图坡口形式坡口形式焊接符号焊接符号 1I 形破口 2 K形破口 3 V形破口 4 X形破口 5Y形破口形破口 6X形（带钝边）形（带钝边） 7斜斜V形破口形破口 8 斜斜Y形破口形破口 9 搭接（三面焊）搭接（三面焊） 10 U形破口形破口 U 11单边单边U形破口形破口 12点焊点焊 13异形破口异形破口 14 异形破口异形破口 15 异形破口异形破口 表示T形接头交错断续角焊缝，焊脚尺寸为5mm，相邻焊缝的间距为30 mm，焊缝段数为35 mm，每段焊缝长度为50 mm 。 表示对接接头