燃气管道和储气罐的焊接（PPT117页）

1、第五章 燃气管道和储气罐的焊接 管道连接方法有很多种，最常用的有焊接、法兰连接、螺纹连接、承插连接和胀管连接等五种。施工中，应根据管材、管径、壁厚、工艺要求以及施工现场的具体条件等不同情况，分别选用各种不同的连接方法。 焊接是指通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料，使焊件达到原子结合的一种加工方法。焊口强度高，严密性好，不需要配件，成本低，使用维护方便；但不能拆卸，接口操作工艺要求较高。 焊接的方法很多，有气焊、手工电弧焊和气体保护焊等。 第一节 焊接概述一. 气焊和气割 利用气体燃烧火焰作热源的容焊（利用可燃气体与氧气混合燃烧的火焰所产生的高热熔化焊件和焊丝而进行金属连接）叫气焊

2、。 原理：依靠燃气和氧气发生剧烈的燃烧反应产生的火焰热量加热和熔化母材和焊丝，从而形成焊接接头。 所用的可燃气体主要有乙炔气、液化石油气、天然气及氢气等。 适用场合：可用来焊接DN57mm、壁厚在3.5mm以下的碳钢管、铜管、铝管、铅管等。特殊情况下，也可用于管径较大管壁较薄的管子焊接，但是不锈钢管道不准许用气焊进行焊接。 缺点：由于气体火焰温度低（31003300），热量比较分散，生产效率低，焊接变形大，接头性能较差。 氧气切割：利用金属在高温（金属燃点）下与纯氧燃烧的原理而进行的切割。 原理：预热燃烧吹渣。氧气切割条件1）金属的熔点应高于其本身的燃点。2）金属气割时形成的氧化物的熔点要低于

3、金属本身熔点，且流动性好。3）金属在切割氧流中燃烧应该是放热反应。4）金属的导热性不应太高。5）金属中阻碍气割过程和能提高钢的可淬性的杂质要少。 气割一般适用于切割DN100mm的普通钢管和低合金钢管，不适用于铜管、铝管和不锈钢管。 1气焊、气割装置（1）氧气瓶 要求氧气纯度达到98以上。体积为3840L、储气67Nm3、储存压力15MPa、氧气工作压力1.5MPa。 使用时，氧气瓶应远离操作地点10m，避开高温及日晒。使用时氧气不得全部用光，到0.30.5MPa时应停止使用。 （2）乙炔气瓶 贮存和运输乙炔气的容器，碳素钢制成。乙炔容器为56L，工作压力为0.03MPa。 使用时不得水平放置

4、，应竖直使用。乙炔发生器：电石（CaC2）+水（H2O）乙炔（C2H2） 距离不应小于5m。（3）减压阀 作用：将瓶内高压气体调节成工作需要的低压气体，并保持输送出气体的压力和流量稳定不变。 氧气减压阀（氧气表 ）乙炔气减压阀（乙炔气表 ）操作步骤和注意事项 ：装减压阀前，要略打开气瓶阀门，放出一些气体、吹净瓶口杂质随后关闭。操作时瓶口不能朝人体方向，人应站在侧面操作。检查各接头是否拧紧，有无滑扣现象。调节螺丝应处于松开位置。装好减压阀，再开启瓶上阀门，查看减压阀工作是否正常，各部分有无漏气现象，待一切正常后再接氧气胶管和乙炔气胶管。 （4）焊炬焊炬的作用是将氧气和乙炔气按一定比例混合，并以一

5、定速度喷出燃烧，产生适合于焊接要求的、燃烧稳定的火焰。目前我国成批生产和应用最多的氧-乙炔焊炬是射吸式焊炬。 射吸式焊炬的工作原理是：打开氧气阀，具有一定压力的氧气便经氧气导管进入喷嘴，并以高速喷入射吸管，使喷嘴周围形成真空，而将乙炔管中的乙炔（打开乙炔阀针时）吸入射吸管，经混合管充分混合全，由焊嘴喷出经点燃而成火焰。射吸式焊炬（5）割炬 又称割刀，是进行气割的基本工具，它使燃气与氧气按一定比例和方式混合后，形成具有一定热量和形状的预热火焰，并在预热火焰的中心喷射出切割氧气进行气割。 割炬按可燃气体与氧气混合的方式不同可分为：低压割炬（射吸式）和等压割炬。 （6）橡胶管 目前使用的橡胶管是用优

6、质橡胶夹着麻织物或棉纤维制成，质地柔软、重量轻、便于操作，具有承受足够气体压力的能力。氧气胶管：2MPa，黑色或绿色，内径8mm，外径18mm。乙炔胶管：0.5MPa，红色，内径8mm，外径16mm。2焊接火焰 焊接火焰是气焊与气割的热源，火焰的选用和调节正确与否,将直接影响气焊和气割的质量好坏。（1）火焰分类 火焰分为三种：中性焰（正常焰）、碳化焰和氧化焰。 中性焰适于焊接低碳钢，其结构是：焰心呈尖锥形，色白而明亮，轮廓清楚；内焰呈蓝白色，有深蓝色线条，杏核形；外焰和内焰没有明显界限，只从颜色上可以略加区别。 乙炔火焰的种类(a)中性焰；(b)碳化焰；(c)氧化焰；1焰心；2内焰；3外焰(2

7、)操作 火焰点燃时，先开一点氧气阀，再打开乙炔阀，手须闪离焊嘴（防止烧伤）。若在点燃过程中产生连续“放炮”现象，可能是氧气压力过大（须关小氧气阀）或乙炔气不纯（须放出含有空气的乙炔再点）。3气焊的基本操作 左焊法：操作简单、方便，易于掌握。 右焊法(1)热量调节 在焊接过程中，依靠改变焊嘴和焊件的距离及夹角来调节焊炬放出的热量。 火焰焰心末端离工件24mm，且焊嘴与工件垂直时，所得热量最高。如加大火焰心与工件的距离或减小焊嘴的倾角，所得的热量就减小。 如果改变焊嘴和工件的距离或倾角仍得不到所需要的热量时，那便是焊接火焰功率未调好，须调正氧气阀与乙炔阀。 (2)焊条选择 焊接普通碳素钢管道可用H

8、08、 H08A气焊条。根据管壁的厚度选择焊条直径。如：焊壁厚34mm的管子，需选用2.53mm的焊条。焊条直径小，造成熔合不良；焊条直径大，造成加热时间过长，从而热影响区过大，降低了焊缝质量。 (3)气焊操作 起焊时：焊炬倾角要大，而且要使焊炬在起焊点来回移动，使该处能均匀加热。待起点处形成白亮、清晰熔池时，即可加焊条，向前移动焊炬焊接。 在整个焊接过程中，需使熔池形状大小保持一致，即可得到鱼鳞状的美观焊缝。 焊接过程中途有停顿续焊时，应用火焰把原熔池和靠近原熔池的焊缝重新熔化（810mm），形成新的熔池后，即可加入焊条。 当焊到焊缝终点时，应减少焊炬与工件的夹角，同时加快速度，并多加一些焊

9、条。收尾时，用温度较低的外焰保护熔池，直致终点熔池填满，火焰才可缓慢离开熔池。(4)气焊注意事项 点燃和熄灭火焰时，必须遵照上面讲的方法顺序，否则会发生事故。点火时不能从焊嘴正面点，以防烧手。氧气瓶不能放在高温或者暴晒的地方，而且应瓶嘴朝上。更不能碰撞以防氧气瓶爆炸。打开焊炬的乙炔气开关后，检查乙炔气的流动情况时，不能用鼻子对着焊嘴去嗅味，这样会造成中毒或窒息，而应以手被皮肤受气流冲击的情况去检查。 二.手工电弧焊 手工电弧焊是一种用电弧做热源的溶焊法。通常采用药皮焊条。它广泛应用于各种金属管、各种壁厚管子的焊接。 电弧放电时，会产生大量的热量和发出强光，电弧焊就是利用电弧放热来熔化焊条和焊件

10、而进行焊接的。 由于焊接时线能量较气焊、埋弧焊和电渣焊小，所以金相组织细，热影响区小，焊接质量好。 1手工电弧焊的主要设备及工具 (1)电焊机优点：结构简单，坚固耐用，维修，使用方便、效率高，应用极为广泛。直流电焊机：电流稳定，焊接质量好。(AX-165，AX-320等 )交流电焊机：使用方便。 常用的有电抗式(上海电焊机厂生产的BN-350，BN-500等型 )、漏抗式(BX1-135，BX1-330等型 )和复合式(BX-500、BX2-500等 )三种。 电焊机的组成：变压器： 将焊接电压（220V或380V）降到安全电压（5565V） 。电流调压器： 由于焊件的厚薄不同，需对焊接电流进

11、行调节。焊接较薄的焊件用小电流和细焊条，焊厚焊件用大电流和粗焊条。电流过大或太小均影响焊接质量。电焊机的组成：振荡器： 用以提高电流的频率（50Hz250Hz），使交流电的交变间隔趋于无限小，增加电弧稳定性，以利焊接和提高焊缝质量。（2）主要工具和用具 电焊钳 ：夹持焊条并传导电流。 要求必须有良好的导电性，长时间使用不发热，能在各个方向上夹住各种直径的焊条，绝缘性能好，重量轻等。 常用型号：G352、G582电焊软线：连接电焊机与焊件、焊机与焊钳，一般是紫铜线外包橡胶绝缘层而成。电焊软线应具有良好的导电性和绝缘性，并有足够的长度和适当的截面积（依据焊接电源选择）。面罩：用以挡住飞溅的金属和电

12、弧中的有害光线，以保护眼睛和头部。头戴式、手握式面罩上的护目玻璃：降低电弧光的强度和过滤红外线和紫外线；观察熔池，掌握焊接过程。劳保用品： 如：手套 保护焊工的双手不受弧光和飞溅金属的损伤，并有绝缘作用。一般由皮革、帆布制成。清理工具： 用以清理焊渣等。如尖头鎯头、钢丝刷等。2电弧焊接原理 电弧放电时，会产生大量的热量和发出强光，电弧焊就是利用电弧放热来熔化焊条和焊件而进行焊接的。 焊件本身的金属称为基本金属，焊条熔滴过渡熔池的金属称为焊着金属；由于电弧的吹力，使焊件底部形成一个凹坑叫熔池。焊着金属与基本金属熔合，冷却后形成焊缝。焊缝表面覆盖的一层渣壳叫焊渣。焊条熔化末端到熔池表面的距离称弧长

13、。基本金属表面到熔池底部的距离称作熔深。 电弧由阴极部分、弧柱部分和阳极部分组成，电弧产生于焊条1和焊件2中间，阴极3位于焊条末端，阳极部分4位于焊件表面，弧柱部分5成圆台形，弧柱四周被弧焰6包围。直流弧焊机阴极和阳极产生的热量不等；交流弧焊机的阴机和阳极交替变化，所以焊条与焊件上产生的热量是相等的。阴极和阳极附近的温度一般是2500，弧柱中心温度可达60007000。 焊接电弧示意图1焊条；2焊件；3阴极部分；4阳极部分；5弧柱；6弧焰常用的引弧方法有： 接触引弧法：将焊条垂直与焊件碰击，然后迅速将焊条离开焊件表面45mm，即产生电弧。擦火引弧法：将焊条像擦火柴一样擦过焊件表面，迅速将焊条捍

14、提起，距焊件表面45mm，产生电弧。熄弧：熄弧时应将焊条端部逐渐往坡口边斜前方拉，同时逐渐抬高电弧，以逐渐缩小熔池，从而减少液体金和降低热量，使熄弧处不产生裂纹、气孔等。 (1)焊接操作要领 当电弧引燃后，焊条必须有三个基本方向的运动才能形成良好焊接缝口：朝着熔池方向作逐渐的送进（直线动作）作横向摆动沿着焊接方向逐渐移动（焊条送进动作） 朝着熔池方向作逐渐的送进（直线动作）: 主要是用来维持所要求的电弧长度，弧的长短，对焊接质量有很大关系。直线动作的快慢代表焊接速度，焊接速度的变化主要影响焊缝金属横截面积。作横向摆动: 主要是为了获得一定宽度的焊缝，其摆动范围与焊缝要求的宽度、焊条直径有关。摆

15、动的范围越宽，得到的焊缝宽度也越大。 沿着焊接方向逐渐移动（焊条送进动作） :焊条送进动作代表焊条熔化的快慢，可通过改变电弧长度来调节熔化的快慢。弧长的变化将影响焊缝的熔深和熔宽,对焊缝质量有很大影响。移动速度应根据电流大小、焊条直径、焊件厚度、装配间隙以及焊缝位置来适当掌握。(2)运条方法 在焊接实践中，常见的运条方法有直线形运条法、直线往返运条法、锯齿形运条法、月牙形运条法、三角形运条法、圆圈形运条法等。 (a)直线运条法；(b)直线往返运条法；(c)锯齿形运条法；(d)月牙形运条法； (e)斜三角形运条法；(f)正三角形运条法；(g) 正圆圈形运条法；(h)斜圆圈形运条法 (3)影响焊接

16、质量的因素 影响焊接质量的最大因素，就是电流的选择和施焊时的运条方法。 三、自动和半自动电弧焊 手工电弧焊的引弧、运条和结尾三个步骤完全用机械来完成，即称为自动焊；半自动焊时，电弧沿焊缝的移动（即运条）是靠手工操作的。其设备必须具有送丝机构（机头）和行走机构（小车或自行机头）两部份，图6-5所示为自动焊车示意图。1. 药芯焊丝半自动焊半自动焊：用手工操作完成焊接热源的移动，而送丝、送气等则由相应的机械化装置完成的焊接方法。（1）药芯焊丝内的焊药可起到焊条药皮的作用，即冶金处理的作用、气渣联合保护作用以及改善工艺性能的作用；（2）可以连续送丝，节省更换焊条的时间，生产效率高，有利于进行半自动和自

17、动化生产；（3）熔敷速度高；（4）操作性能好，焊工易掌握；（5）焊接质量好，焊缝力学性能高，适用于各种材料的焊接；（6）抗风能力强，在风速为10M/S的环境中施焊，仍可获得高质量的焊缝。2. 全自动焊 管道全位置自动焊接就是指在管道相对固定的情况下，焊接小车带动焊枪沿轨道围绕管壁运动，从而实现自动焊接。一般而言，全位置自动焊接装置由焊接小车、行走轨道、自动控制系统等部分组成。研制全位置自动焊接装置的目的就是为了提高焊接质量和劳动生产率、减轻工人的劳动强度。 焊接小车是实现自动焊接过程的驱动机构，它安装在焊接轨道上，带着焊枪沿管壁作圆周运动，是实现管口自动焊接的重要环节之一。焊接小车应具有外形美

18、观、体积小、重量轻、操作方便等特点。它的核心部分是行走机构、送丝机构和焊枪摆动调节机构。 目前，除采用手工焊接外，管道焊接较多的是采用埋弧自动焊接工艺和气体保护焊工艺。焊车由焊丝盘、机头、台车和操纵盘组成。焊接时，安装上焊剂漏斗后，启动操纵盘上的焊接按钮，焊接过程便可自动进行。机头应完成引弧、焊接（焊丝按预定要求向电弧区送进）和熄弧三个动作；行走机构则完成使焊接接头的预定速度沿焊缝移动。双焊炬系统（带双焊枪的外自动焊）全自动内焊系统自动焊标段带超声波检测全自动焊施工作业施工图 自动焊流程图 五. 惰性气体保护焊 惰性气体保护焊是一种以电弧为热源的熔焊方法。焊接时从焊枪喷嘴连续喷出保护气体排除焊

19、接区的空气，保护电弧及焊接熔池不受大气的污染。 在实际生产中常用的惰性气体保护焊方法有氩（氦）弧焊、CO2气体保护焊和混合气体保护焊。 其特点是惰性气体不与焊缝金属发生化学反应，同时又隔离了熔池金属与空气的接触，所以焊缝金属中合金元素就不会氧化烧损，焊缝中也不会产生气孔。 另外，由于热量集中，焊接热影响区小，变形也小。手工钨极氩弧焊 手工钨极氩弧焊是用氩气作保护气体的一种焊接方法。 在手工钨极氩弧焊接过程中，氩气在电弧周围形成保护层，所以焊接质量好，生产效率高，电弧集中，热影响区小，焊接变形也小、而且不受空间位置的限制，可以进行全位置焊接，因此在管施工中得到广泛的应用。 六. 埋弧焊 埋弧焊是

20、电弧在可熔化的颗粒状焊剂覆盖下燃烧的一种电焊方法。 向熔池连续不断送进的裸焊丝，既是金属电极也是填充材料，电弧在焊剂层下燃烧，将焊丝、母材熔化形成熔池。熔融的焊剂成为焊渣，覆盖在液态金属熔池表面，使高温熔池金属与空气隔开。随着电弧的移动，熔池金属冷却凝固形成焊缝，熔渣形成渣壳，覆盖在焊缝表面。 熔渣除了起机械保护作用外，还与熔化金属参与冶金反应，从而影响焊缝金属的化学成分。 埋弧焊热量集中，焊接速度快，焊缝影响区小，焊件残余变形小。 埋弧焊适宜于焊接中厚板结构的长焊缝，在锅炉压力容器制造中被广泛应用。七、碳弧气刨 碳弧气刨及碳弧气割是利用碳极电弧的高温，将金属局部加热到熔化状态，同时用压缩空气

21、把熔化的金属吹掉，以对金属进行刨削或切割的一种工艺方法。 第二节 钢燃气管道的焊接一. 焊接接头形式、坡口的形状及选择 （1）焊接接头形式 ：在工件的焊接操作中，根据焊件的结合型式选择焊接接头形式。焊件的结合形式可分为对焊、搭焊、角焊、丁字焊和卷边焊等五种。（2）坡口：焊接时，焊件的接缝处要留出一定的间隙或制成必要形状的坡口，以解决金属的熔化深度问题。间隙大小和坡口的形状依焊件接缝处的厚度而定。常见的几种坡口型式及组对尺寸见下表。 （3）坡口的选择：管子在组对过程中，坡口的选择由管子的壁厚决定。壁厚小于4mm，一般不开坡口，两管留有1.52.5mm的间隙即可。壁厚大于4mm 时可选择V型坡口。

22、 二. 管子对接焊缝的组对要点 1基本要求 管子焊接必须做到两根管子的中心保持在一条直线上。基本要求有两项： (1) 在对口处两个管口的中心要正。 (2) 两根管子的倾斜角度不能超过要求。 2错动量 为获得良好的焊接质量，在对缝处两管壁外表面局部错动量不能超过壁厚的10，而且最大不能超过2mm。 3找正三、管道焊接 管道焊接时应尽量采用平焊，因平焊易于施焊，焊接质量易得到保证，且施焊方便。1、定位焊 定位焊又称点焊，所用的焊条性能，应与正式焊接所采用的焊条相同。点焊的焊缝要求，与正式焊接相同。直缝钢管与螺纹钢管的焊缝端部，不得点焊。点焊厚度应与第一层焊接厚度相近，但不应超过管壁厚度的70。 焊

23、缝根部必须焊透，点焊长度和间距，可参考下表的规定选用。点焊的位置，要求均匀、对称。点焊时与点焊后，不准用大锤敲击管子。在焊接第一层前，应对点焊进行检查，如发现裂纹时，应完全铲除，重新点焊。2、焊前的准备工作1）对焊接环境的要求a. 雨天、雪天，或风速超过8ms、相对湿度超过90时，如不采取有效防护措施，应停止野外焊接；如需施工，应有遮风、雨、雪棚。相对湿度过大时，应有干燥措施；b.常用管材允许焊接的最低温度，低碳钢为-20；低合金钢为-15；低合金高强钢为-5。一般焊接场所尽可能保持在0C以上，以便于工人操作并容易保证焊接质量。c焊前必须清扫管道对口内外及焊接场所的积雪、冰块擦干或烤干对口外部

24、的水。2）烘干焊条3）预热1.预热和焊后热处理应根据管道材料的性能、焊件厚度、焊接条件以及气候条件等规定，应符合现行国家标准现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范GB50236的规定。碳钢或低合金钢的含碳量超过0.32，或碳当量（C0.25Mn）超过0.65时，应预热。对于合碳量较低或碳当量较低的钢材，若因环境和气候条件使焊接技术无法发挥或将严重影响焊缝质量时，也应进行预热。2.预热温度为100。当焊接具有不同预热要求的不同材料时，应以预热温度要求较高的材料为准。3.对要求预热的焊件，在焊接过程中的层间温度，不应低于其预热温度。4.对壁厚超过32mm以上碳钢，其焊缝应进行焊后热处理消除应力。

25、5.当焊接接头所连接的两端材质相同而厚度不同时，应力消除应以相接两部分中的较厚者确定。6.材质不同的焊件之间的焊缝，当其中一种材料要求消除应力时，应进行应力消除。7.焊件预热和焊后热处理应受热均匀，并在施焊和消除应力过程中保持规定的温度。加热带以外的部分应予保温。8.预热可用任何方法进行，但应均匀加热，并在实际施焊期间温度不降至规定的最低值。焊口预热宽度为200250mm，一般用气焊嘴烤热。3.管道的焊接技术 钢管焊接的一般要求：管道焊接应采用多层焊接，第一层焊缝根部必须均匀焊透，不得烧穿，应有内凹表面。单面焊双面成形。第二层焊缝应填满坡口槽的7080。第三层焊缝应保证平滑过渡到基本金属，并保

26、证应有的加强高度。施焊时，层间溶渣应清除干净，并进行外观检查，合格后方进行下一层焊接。当发现有缺陷的焊缝，应将缺陷部分彻底铲除，重新补焊。管道焊接时，每道焊口必须一次焊完。管道接口焊接应考虑焊接操作顺序和方法，防止受热集中而产生内应力。管道一般分段施工。管道焊口焊接后应自然冷却，严禁浇水冷却。当焊接中碳钢和低合金钢（16Mn）时，应作焊前预热和焊后热处理。预热温度应在150以上，热处理温度为590680。（1）固定口全位置焊接技术 水平管道固定口的焊接特点是焊缝的空间位置沿焊口不断变化。焊接时要随着焊缝空间位置的变化不断改变焊条角度，因此操作比较困难。另外，焊接过程中熔池形状也在不断变化，不易

27、控制，往往出现根部熔透不均匀，表面凸凹不平的焊道。 （2）固定口横焊技术 横焊时，熔池金属有自然下流造成上侧咬边的趋势；表面多层焊道不易焊得平整美观，常出现高低不平的缺陷。（3）转动口焊接技术 管子组对后，长度不过长时应尽量采用转动焊法。转动焊可以在最佳位置施焊，因此在整个焊接过程中焊条角度、运条方法等都保持不变，焊接质量也较容易保证。转动口单面焊双面成型焊接时可在立焊位置和斜立焊位置进行，如图所示。四. 管子焊接要求 为了防止焊缝产生缺陷，降低焊缝的内应力，使焊缝具有较高的强度，管子在焊接时，必须遵照以下几项技术要求进行：(1)应采用具有质量合格证的优质焊条(2)焊工必须是考试合格者(3)两

28、个平行焊缝的距离不能小于直径，而且最小不能小于200mm。(4)不允许有交叉焊缝。钢板卷管对接时应使相邻两管的轴向焊缝错开200mm以上。(5)焊接管材为优质碳素钢时，允许在10的气温下进行。对于合金钢管则应在10以上的气温下进行。(6)一些重要管路上的焊缝，焊接后应进行热处理，以消除焊接时所引起的内应力。(7)管道的焊缝不准在支架或吊架内，焊缝离支架、吊架不得小于100mm。第三节 球形燃气储罐的焊接 一、球罐的主要焊接缺陷 （一）变形焊缝横向收缩往往产生角变形，即焊缝产生内凹或外凸。另外，环向焊缝纵向收缩造成球罐相对应的直径缩小，形成赤道带直径小，而极板则向外凸起。球罐变形不仅是外观质量问

29、题，而且将导致应力集中和附加应力。严重削弱球罐承压能力，影响安全。因此，必须正确地组装焊接，尽量减小变形。 （二）裂纹 球罐焊接裂纹可能发生在焊缝，也可能发生在热影响区；既可能是纵向裂纹，也可能是横向裂纹，既可能在焊接过程中产生热裂纹，也可能在焊接后相当一段时间出现延迟裂纹（又称冷裂纹）。对于低合金高强度钢，延迟裂纹出现的倾向性更大。 二、球罐焊缝名称及代号 三、预制片的组装焊接 （一）坡口形状 （二）预制片组装焊接 预制片组装焊接应在焊接胎具上进行。一般是点焊内部，先焊外焊缝，后焊内焊缝。 四、球体组装焊接 散装球罐的焊接顺序 ：上下极板、人孔凸缘及接管的焊接顺序 ：五、预热温度与后热温度

30、（一）预热温度 焊缝在焊接前进行预热可延长焊缝冷却时间，使焊缝中的扩散氢有足够时间逸出，并可降低焊接残余应力，从而避免冷裂纹的出现。 利用裂纹敏感性指数PC和PCM的计算，可以估算出避免裂纹所需要的预热温度T0。 （二）后热温度 焊后趁球罐焊缝及其周围尚有余热时，应立即进行焊后加热，使焊缝中的扩散氢有充分的时间逸出，同时还可降低罐壁的残余应力，减小焊缝金属的硬度。后热温度一般为200250 ，保温时间为0.51.0小时。 六、焊后球罐整体热处理 球罐的焊后整体热处理是为了消除焊接残余应力等有害影响并改善焊缝性能，把球罐整体加热到某一温度，经一定时间保温，然后冷却的工艺过程。焊接残余应力随着退火

31、温度的升高而降低，当加热到600时，残余应力几乎完全消除。 内部燃烧法、热风加热法、爆炸能法。 第五节 焊接质量检验 一、焊接缺陷分析 焊接时产生的缺陷可分为外部缺陷及内部缺陷两大类。外部缺陷用眼睛和放大镜进行观察即可发现，而内部缺陷则隐藏于焊缝或热影响区的金属内部，必须借助特殊的方法才有发现。（一）外部缺陷 外部缺陷类型表现产生原因焊缝尺寸不符合要求 熔宽和加强高度不合要求，宽窄不一或高低不平 操作不当等 咬边 焊缝两侧形成凹槽 焊接电流过大，或焊条角度不正确 焊瘤 熔化金属流溢到加热不足的母材上 ，堆积金属 电流太大，焊接熔化过快或焊条偏斜 烧穿 薄板结构烧穿 焊接电流过大，焊接速度太慢或

32、装配间隙太大 弧坑未填满 焊接电流下方的液态熔池表面是下凹的断弧时易形成表面裂纹及气孔表面裂纹及气孔操作不当等（二）内部缺陷 内部缺陷类型表现产生原因未焊透 根部未焊透，中心未焊透，边缘未焊透，层间未焊透等 坡口角度和间隙太小，钝边太厚；焊接速度太大，焊接电流过小或电弧偏斜，坡口表面不洁净等。 夹渣 氧化物、氮化物或熔渣中个别难熔的成分来不及自熔池中浮出而残留于焊缝金属中 焊缝金属冷却过快 气孔 可能单个存在，也可能成网状、针状 焊接过程中形成的气体来不及排出 裂纹 发生于焊缝或母材中，可能存在于焊缝表面或内部 在焊后较低的温度下形成 。又称焊接氢致裂纹或延迟裂纹 二、焊接接头的性能鉴定 （一

33、）化学成分分析 化学分析的目的是检查焊缝金属的化学成分，化学成分的偏差将影响接头的机械性能。 （二）金相组织检查 焊接接头的金相检查目的是分析焊缝金属及热影响区的金相组织，测定晶粒的大小及焊缝金属中各种显微氧化夹杂物、氢白点的分布情况，以鉴定该金属的焊接工艺是否正确，焊接规范、热处理和其它各种因素对焊接接头机械性能的影响。 （三）机械性能试验 这种试验方法是为了评定各种钢材或焊接接头的讥械性能。1拉伸试验 拉伸试验是为了测定焊接接头或焊缝金属的强度极限、屈服极限、断面收缩率和延伸率等机械性能指标。 2弯曲试验 弯曲试验的目的是测定焊接接头的塑性，以试样弯曲角度的大小以及产生裂纹的情况作为评定指

34、标。 三、无损探伤法 对于内部缺陷可以用物理的方法在不损害焊接接头完整性的条件下去发现，因此称为无损探伤。常用的无损探伤方法有射线法（射线或射线）、超声波法和磁力探伤法。 （一）射线探伤 射线源产生的射线或射线有较强的穿透物质的能力。当射线穿过不同物质时，会引起不同程度的衰减而产生强度差异，从而使感光胶片上产生不同程度的感光。当焊缝中有裂纹、气孔、夹渣、未焊透等缺陷时，则通过缺陷处的射线衰减程度小，相应部位上底片感光较强，底片冲洗后就可以清楚地显示出缺陷。 1.射线探伤原理 用或射线透视工件进行探伤的原理相同，只是获得射线的能源不同。射线和射线都是电磁波，射线较射线的波长更短。射线和射线都具有

35、穿透包括金属在内的各种物质的能力。穿透力强弱与波长有关，波长越短，穿透力越强，所以射线具有更强的穿透力。射线和射线都能使照相底片感光。 射线穿透各种材料时被部分地吸收，材料密度较大，射线被吸收的越多。射线探伤即是利用不同物质对射线的吸收能力不同这一特点而进行的。 射线探伤所能发现的最小缺陷尺寸称为绝对灵敏度。最小缺陷尺寸占被检工件厚度的百分比为相对灵敏度。 与射线相比，射线探伤除可检验较厚的工件外，最主要的优点是不需要电源，设备简单轻便，易于携带，适于野外作业。2.射线探伤方法 当透视大管径、平板或球形储罐等的对接焊缝时，是以射线中心来对准焊缝中心，底片放在焊缝的背面进行的。 当检查内壁无法装

36、暗盒的管子或容器的环焊缝时，可使射线以一倾斜角度透视双层壁厚。为了不使上层壁厚中的缺陷投影到下层检查部位上造成伪缺陷，可将焦距缩短，使上层的缺陷模糊，从而不影响底片的评定。 3.射线探伤缺陷的判断 根据焊接缺陷在底片上显示的特点对射线探伤进行判断。（1）焊透 规则的连续或断续黑直线，宽度较均匀或宽度不一致。（2）夹渣 多为不规则点状或条状。（3）气孔 显现为外形较规则的黑色小斑点，多为近似圆形或椭圆形，其黑度一般是中间较深，边缘渐浅；斑点分布可能是单个、密集或链状。（4）裂纹 多显现为略带曲折、波浪状黑色细条纹，有时也呈直线细纹，轮廓较分明，中间稍宽，端部尖细，一般不会有分枝；两端黑度较浅逐渐

37、消失。（二）超声波探伤 频率高于20000Hz的声波称为超声波，是一种超声频的机械振动波。超声波由固体传向空气时，在界面上几乎全部被反射回来，即超声波不能通过空气与固体的界面。如金属中有气孔、裂纹或分层等缺陷，因缺陷内有空气存在，超声波传到金属与缺陷边缘时就全部被反射回来。超声波的这种特性可用于探伤。利用超声波在不同介质面上的反射特性进行工作的方法称为反射法。1.超声波探伤原理 超声波探伤仪有多种，通常采用脉冲反射式，用直探头或具有一定角度的斜探头进行探伤。探头内的压电晶片将电振荡转变为机械振动。超声波在被检测工件中传播时，碰到缺陷和工件底部就大部分被反射，自工件底部及缺陷处反射的超声波行经的

38、路程不同，故反射回来的时间也有先后之分，据此，即可判断该处是否存在缺陷。 用两个探头进行探伤时，以一个探头向工件发出超声波，另一探头则接受各种反射的超声波，为一收一发。也可以每个探头自发自收。目前多使用单探头自发自收。2.超声波探伤方法（1）反射法 探伤时，工件表面应平滑，以防磨损探头。为了使发射的超声波能很好地进入工件，探头与工件表面之间要加变压器油或机油等作为耦合剂，以排除接触面的空气，避免声波在空气层介面上反射。直探头非多次反射法直探头多次反射法斜探头法（2）穿透法 穿透法是在被检测工件的一面发出连续的超声波，通过工件后，由放在工件另一面的探头接收。工件中没有缺陷时，超声波能一直通过去，

39、衰减很少。有缺陷时，超声波不能完全通过，一部分声能被反射，一部分声能被缺陷吸收或散射，另一工件上的路线侧探头接收讯号衰减，以讯号的衰减量作为判断缺陷的依据。穿透法一般用于探测大厚度的金属材料。 由于超声波探伤灵敏度高，速度快，设备轻便灵巧，不用冲洗照片，对人体无害等优点，应用越来越广泛，8mm以上的钢板检查大量采用。其主要缺点是对缺陷尺寸的判断不够精确，辨别缺陷性质的能力较差。（三）磁力探伤 钢管和储气罐等均为铁磁性体，磁力线将以平行直线均匀分布，若遇有未焊透、夹渣或裂纹等缺陷时，因为缺陷处的导磁率低，就会发生磁力线弯曲，部分磁力线还可能泄露到外部空间，形成局部泄露磁通。由金属内部缺陷所引起的局部泄露磁通将聚集在缺陷的上面，从而指出缺陷隐藏的位置。 施转磁场磁粉探伤仪就是一种常用的磁力探伤设备。当探伤仪把工件磁化后，洒在工件表面的细磁粉（或磁性悬浮液）将聚集于局部泄露磁通处，即可断定缺陷所在。 当缺陷分布与磁力线平行，或缺陷位于工件内部深处时则无法发现，因此，磁力探伤只能进行距工件表面10mm以内的探伤。（四）液体渗透探伤 液体渗透探伤剂由渗透剂、清洗剂和显像剂配制而成，利用毛细作用将渗透剂渗入工件表面开口缺陷处，擦去表面多于的渗透剂后，再用显像剂将缺陷中的渗透剂吸附到