焊接基础知识课件

1、2022-5-231火力电站焊接常用知识 主讲：马国民2022-5-232 目录 一、关于焊接的概述一、关于焊接的概述 二、焊接材料二、焊接材料 三、火电厂常用金属焊接焊材选用 四、焊接工艺四、焊接工艺 五、焊接缺陷及其危害性五、焊接缺陷及其危害性2022-5-233一、焊接基础知识1.什么叫焊接? 两种或两种以上材质(同种或异种),通过加热或加压或二者并用,来达到原子之间的结合而形成永久性连接的工艺过程叫焊接.2022-5-2342.什么叫电弧？ 由焊接电源供给的，在两极间产生强烈而持久的气体放电现象叫电弧。1按电流种类可分为：交流电弧、直流电弧和脉冲电弧。2按电弧的状态可分为：自由电弧和压

2、缩电弧（如等离子弧）。3按电极材料可分为：熔化极电弧和不熔化极电弧。2022-5-2353.什么叫母材？被焊接的金属-叫做母材。4.什么叫熔滴？焊丝先端受热后熔化，并向熔池过渡的液态金属滴-叫做熔滴。5.什么叫熔池？熔焊时焊件上所形成的具有一定几何形状的液态金属部分-叫做熔池。6.什么叫焊缝？焊接后焊件中所形成的结合部分。2022-5-2367.什么叫焊缝金属？由熔化的母材和填充金属（焊丝、焊条等）凝固后形成的那部分金属。8.什么叫保护气体？焊接中用于保护金属熔滴以及熔池免受外界有害气体（氢、氧、氮）侵入的气体-保护气体。2022-5-2379.什么叫焊接技术？各种焊接方法、焊接材料、焊接工艺

3、以及焊接设备等及其基础理论的总称叫焊接技术。10.什么叫焊接工艺？它有哪些内容？焊接过程中的一整套工艺程序及其技术规定。内容包括：焊接方法、焊前准备加工、装配、焊接材料、焊接设备、焊接顺序、焊接操作、焊接工艺参数以及焊后处理等。11.什么叫CO2焊接？用纯度 99.98% 的CO2做保护气体的熔化极气体保护焊称为CO2焊。12.什么叫MAG焊接？用混合气体75-95% Ar + 25-5 % CO2 ，（标准配比：80%Ar + 20%CO2 ）做保护气体的熔化极气体保护焊称为MAG焊。2022-5-2382022-5-239 二、焊接材料1. 什么叫焊接材料？包括哪些内容？焊接材料包括焊条、

4、焊丝、焊剂、气体、电极、衬垫等。2.什么叫焊丝？焊接时作为填充金属，同时用来导电的金属丝叫焊丝。分实心焊丝和药芯焊丝两种。常用的实心焊丝型号：ER50-6（牌号：H08Mn2SiA）。2022-5-23103.什么叫药芯焊丝？由薄钢带卷成圆形钢管，同时在其中填满一定成分的药粉，经拉制而成的一种焊丝。4.为什么药芯焊丝用CO2气体保护？按保护方式区分药芯焊丝有两种类型：药芯气保焊丝和药芯自保焊丝。药芯气保焊丝一般用CO2气体作保护，属于气渣联合保护形式，焊缝成形好，综合机械性能高。5.为什么药芯焊丝焊缝表面会出压痕气孔？因药芯焊丝是由薄钢带卷成的管状焊丝，属于有缝焊丝；空气中的水分会通过缝隙侵入

5、药芯，焊药潮湿（无法烘干），造成焊缝有压痕气孔。6.为什么对CO2气体纯度有技术要求？一般CO2气体是化工生产的副产品，纯度仅为99.6%左右，含有微量的杂质和水分，会给焊缝带来气孔等缺陷。焊接重要产品一定要选用CO2纯度99.8%的气体，焊缝气孔少，含氢量低，抗裂性好。2022-5-23117.为什么对氩气纯度有较高技术要求？目前市场上有三种氩气：普氩（纯度99.6%左右）、纯氩（纯度99.9%左右）、高纯氩（纯度99.99%），前两种可焊接碳钢和不锈钢；焊接铝及铝合金、钛及钛合金等有色金属一定要选用高纯氩；避免焊缝及热影响区被氧化无法进行焊接。8.为什么TIG焊喷嘴有大小多种规格？有48五

6、种规格喷嘴，焊接碳钢可选用45喷嘴，焊接不锈钢和铝及铝合金应选用67大喷嘴，以加强焊缝及热影响区的保护范围。焊接钛及钛合金等有色金属应选用78更大的喷嘴，才能防止焊缝及热影响区被氧化。2022-5-23129.什么叫酸性焊条？药皮中含有多量酸性氧化物的焊条，如结422（E4303）、结502（E5003）等交直流两用电焊条。10.什么叫碱性焊条？药皮中含有多量碱性氧化物同时含有氟化物的焊条，如结507（E5015）、结506（E5016）等电焊条。11.什么叫纤维素型（下向立焊专用）焊条？药皮中含有多量有机物的焊条，管道及薄板结构下向立焊专用。1如E6010（相当于E4310、J425G）适用

7、于打底焊、热焊、填充焊。2E8010（相当于E5511、J555）适用于热焊、填充焊、盖面焊层。一般用低氢下向焊条盖面焊； E7048（相当于J506X）焊缝外形整洁、美观。2022-5-2313 12.为什么焊前焊条要严格烘干？焊条往往会因吸潮而使工艺性能变坏，造成电弧不稳、飞溅增大，并容易产生气孔、裂纹等缺陷。因此，焊条使用前必须严格烘干。一般酸性焊条的烘干温度 150-200，时间1小时；碱性焊条的烘干温度350-400，时间1-2小时，烘干后放在100-150的保温箱内，随用随取。2022-5-23142022-5-23152022-5-2316三、火电厂常用金属焊接焊材选用（一）T/

8、P92(10Cr9MoW2VNbN)钢材 T92/P92是一种新型的9%Cr的马氏体热强钢。该钢是由日本新日铁公司在T/P91（9Cr-1Mo-V-Nb）合金成分的基础上通过加入1.8的W取代部分Mo，大大提高了固溶强化的效果，T92与T91相比，600以下的力学性能两者大致相当，600以上则T92为高，600的许用应力比T91高34；延 由于该钢性能优良，使用温度可达650，可在电站锅炉中的高温过热器、再热器部分代替TP304H和TP347H应用，可望改善钢管的运行性能， 该钢作为将来、现有锅炉的最高温度区以及超临界压力锅炉管子用钢，主蒸汽和再热蒸汽管道用钢必将得到广泛应用。焊条采用伯乐蒂森

9、MTS616-E9015-G焊丝采用伯乐蒂森MTS616-ER80S-G2022-5-23172022-5-23182022-5-23192022-5-2320（二）T/P91(10Cr9Mo1VNbN)钢材该钢的最高使用温度为650、最佳使用温度为585-625，T91常用于制造壁温不超过650的高温过热器、高温再热器、屏式过热器等重要部件，用于亚临界锅炉的过热器和再热器上可替代TP304H和部分TP347H，也可用作为压力容器和核电高温受压件用钢。P91主要用于制造金属壁温不超过600高温过热器和再热器集箱、主蒸汽管道，其在超临界机组中应用的优越性更为明显。 T91P91钢是一种可替代TP

10、304H（可在625代替TP304H奥氏体钢，大大地降低材料使用成本）的铁素体钢，而且和先进的蒸汽系统的发展相适应。该钢是完成主蒸汽温度由538C向566C过渡的首选材料，是完成主蒸汽温度由566向593过渡的关键材料，是用于改造现役发电机组高温部件的最有前途的替换材料，具有广阔的应用前景。我国已成功地用于亚临界机组的主蒸汽管道，取得了很好的运行业绩，目前的超临界机组的主蒸汽管道广泛采用P91。P91在欧洲应用的最大蒸汽参数是588/28.6Mpa和580/31Mpa。焊条采用伯乐蒂森 KJ91焊丝采用伯乐蒂森MTS616-ER90S-B92022-5-23212022-5-2322 2022

11、-5-2323（三）WB36(15NiCuMoNbMo)焊条采用E9018-G 焊丝采用ER80S-G（四）12Cr1M0V焊条采用R317 焊丝采用R31（五）10Cr1M0910(WC9 /P22/F 22)焊条采用R407 焊丝采用R40（六）15CrM0(WC6)焊条采用R307 焊丝采用R30（六）WCA,WCB,WCC 都是碳钢材质、相当于25或35碳钢 ，指阀体材质 2022-5-2324四、焊接工艺照片2022-5-23252022-5-23262022-5-23272022-5-23282022-5-23292022-5-23302022-5-23312022-5-23322

12、022-5-23332022-5-23342022-5-2335焊缝编号 焊缝位置 焊接方法 焊接材料说明01A1、02A1 封头拼缝双面SAWH08MnMo+HJ4311A1、2A1、B1、B3 壳体纵、环缝双面SAWH10Mn2+HJ431B2 壳体环缝(大合拢)内SMAW外SAWJ507H10Mn2+HJ431B4D1-D3 人孔接管与对应法兰环缝人孔、小接管与壳体角焊缝 双面SMAW J507B5、B6小接管与对接法兰环缝 GTAW打底SMAW盖面 TIG-50J507 E1鞍座与壳体焊接角焊缝 GMAW(CO2焊) TWE-711 2022-5-2336说明： 封头拼缝在平板状态下焊

13、接完成后，需再经过950 1000的加热后进行冲压成形，故拼缝要经过Ac3以上温度的加热，焊缝的力学性能不仅取决于化学成分，而且和焊缝的组织状态有很大关系。虽然焊缝的含碳量要比母材低很多，但由于焊接是一个局部加热过程，冷却速度很大，因此焊缝呈现为一种柱状晶的特殊的过饱和铸造组织，其中少量的马氏体主要靠碳的固溶强化存在，而低碳马氏体的亚结构存在许多位错，过饱和的固溶的碳就聚集在位错周围，起着钉扎位错的作用，使位错难于运动，马氏体便不易变形而呈现强化焊缝的作用。经过Ac3以上的温度加热后，焊缝组织从柱状晶变成了等轴晶，打破了原来的亚结构状态，使过饱和程度降低，其碳的固溶强化作用也随之降低了，所以势

14、必焊缝强度降低。为了弥补上述情况造成的焊缝强度降低，只有调整焊缝的化学成分，使用合金元素更多一些的、强度高一档的焊丝来焊接热压封头拼缝。2022-5-2337 壳体纵、环缝焊接条件好，考虑到板厚因素，从提高效率、保证焊接质量出发，选用双面埋弧焊，焊丝啊等强度原则选用。 设备大合拢焊缝，考虑到设备因素，内焊缝采用埋弧焊较困难，故内侧采用焊条电弧焊、外侧采用碳弧气刨清根后再进行外环缝埋弧焊。B2焊缝据人孔较近，故将其为大合拢焊缝。 人孔接管与人孔法兰环缝，由于人孔直径较大，故采用焊条电弧焊进行双面焊。 对于人孔、小接管与壳体角焊缝，鉴于此部位焊缝形状和焊接条件，一般选用焊条电弧焊进行双面焊。 对于

15、小直径接管环缝，由于只能单面焊，又要保证质量，选用TIG焊打底是保证焊缝质量最有效的方法。TIG-50为焊材牌号，其焊材型号为ER70S-G (AWS A5.18)。 鞍座与壳体焊接角焊缝属非承压焊缝，采用熔化极气体保护焊(保护气体为纯CO2)，效率高，焊缝成形好。TWE-711为焊材牌号，其焊材型号为E71T-1(AWS A5.20)。2022-5-2338六、不锈钢的焊接1.为什么说焊接不锈钢有一定的工艺难度？主要工艺难度是：1 不锈钢材料热敏感性较强，在 450-850温度区内停留时间稍长，焊缝及热影响区耐腐蚀性能严重下降。2 容易发生热裂纹。3保护不良，高温氧化严重。4线膨胀系数大，产

16、生较大的焊接变形。2.为什么焊接奥氏体不锈钢要采取有效的工艺措施？一般工艺措施有：1要依据母材的化学成分，严格选择焊接材料。2小电流.，快速焊接；小线能量， 减少热输入。3细直径焊丝、焊条，不摆动，多层多道焊。4焊缝及热影响区强制冷却，减少450-850停留时间。5TIG焊缝背面氩气保护。6与腐蚀介质接触的焊缝最后焊接。7焊缝及热影响区钝化处理。2022-5-2339 3.为什么奥氏体不锈钢和碳钢、低合金钢焊接（异种钢焊接）要选用2513系列的焊丝及焊条？答：焊接奥氏体不锈钢和碳钢、低合金钢相连的异种钢焊接接头，焊缝熔敷金属必须采用2513系列的焊丝 0Cr25Ni13 （ 309、309L）

17、及焊条（奥312、奥307等）。如采用其它不锈钢焊材，在碳钢、低合金钢一侧熔合线上产生马氏体组织，会产生冷裂纹。2022-5-2340七、焊接缺陷1.什么叫焊接缺陷？焊接过程中产生的不符合标准要求的缺陷。2.为什么熔化焊焊缝会产生缺陷？由于人、机、料、法、环等因素的影响，焊缝内外部会产生的缺陷有：焊缝尺寸不符合要求、弧坑、烧穿、咬边、焊瘤、严重飞溅、夹渣、气孔、裂纹等。3.什么叫气孔？在焊接过程中，熔池金属中的气体在金属冷却以前未能来得及逸出，而在焊缝金属中（内部或表面）所形成的孔穴。2022-5-23414.什么叫裂纹？在焊接应力以及其他致脆因素共同作用下，产生在焊缝金属及热影响区（内部或表面）所形成的缝隙称为裂纹。a)热裂纹焊后高温时立即产生的裂纹。b)冷裂纹焊后在金属冷却至室温时产生的裂纹；或焊后几小时、几天后产生的裂纹称为延迟裂纹。5.什么叫咬边？由于焊接参数选择不正确，或者操作方法不正确沿着焊趾（熔合线上）的母材部位产生的沟槽或凹陷叫咬边，会造成局部应力集中。2022-5-2342 6.什么叫未焊透？焊接时，接头根部未完全熔透的现象。7.什么叫未熔合？熔焊时，焊道与母材之间或焊道与焊道之间，未能完全熔化结合的部分。8.为什么要控制焊缝中的含氢量？氢、氧、氮三种有害气体会对焊接