钢质管道焊接技术及焊工考试简介要点计划

钢质管道焊接技术与焊工考试简介

一、焊接的观点

定义：经过加热、加热融化加压的方法，或加热加压二者并用的方法，获得永远坚固的联接。

二、焊接分类

1、融化焊：

a、电弧焊：手工电弧焊（SMAW）、埋弧焊（SAW）；b、气焊（OFW）；

c、气体保护焊：二氧化碳、钨极氩弧焊（GTAW）；d、等离子焊；

e、电渣焊；

f、激光焊；

2、压力焊：电阻焊、摩擦焊、爆炸焊等；

3、钎焊：铜焊、锡焊；

4、胶接：化学方法。

埋弧焊特色：线能量小，焊剂包住电弧。

三、焊接构造的优弊端

长处：构造轻，节俭资料，接头密封性好，生产效率高，易于自动化；

弊端：产生剩余应力，简单变形，对工艺要求高，产生热辐射、光辐射，产生有害气体（低氢型焊条）。

四、焊接资料：焊条、焊丝、焊剂、保护气体

SMAW：焊条；

埋弧焊：焊丝、焊剂；

气体保护焊：焊丝，保护气体；

GTAW：钨极氩弧焊。

1、焊条种类

按冶金特色：酸性焊条、碱性焊条；

按药皮主要成份：钛钙型、低氢型、纤维素型、铁钙型。

2、酸性焊条、碱性焊条的特色：

（1）酸性焊条：

长处：J422（20＃钢），电弧轻柔，飞溅小，铁水（熔池）流动性好，电弧拉长一点也不会产生什么问题；对工件办理要求低（油锈水），产生气孔的概率低，交直流两用。

弊端：焊缝中含有较小H、O，脱氢、脱氧不完整，塑性、韧性比较差，用在不受冲击载荷、疲惫、剪切的场合。

（2）碱性焊条：J507（16MnR）

长处：塑性、韧性好，抗裂性好，药皮有脱氧、渗合金；

弊端：操作难度大（短弧操作、10mm之内），焊条与熔池间距越短越好，易产生气孔，对工件上的油锈水敏感，对焊条的烘烤、保留要求高，焊条吸湿性强，脱渣困难，易夹渣。烘烤温度350度至400度，降至150度恒温保留。

一般用于直流反接。

五、电源的特征

对直流焊机而言：正接、反接。

正接法：工件接正极，用于酸性焊条。

反接法：工件接负极，用于碱性焊条。

六、电弧的稳固性：直流好于沟通。药皮的影响：油、锈水影响电弧的稳固。

电弧磁偏吹：钢管带磁，应消磁。消磁方法：绕线圈、搭桥法、加热法。

七、焊条的型号、牌号：

1、考虑药皮种类、电源种类、熔敷金属的强度、焊接地点，对国标为基础，牌号是

行业、厂家定的标准。如牌号J427的焊条，型号是E4315，J422的型号是E4303。再如E6010：E表示焊条；60表示熔敷金属抗拉强度最小值MPa；1表示焊接地点，0、1表示全地点，2表示平焊、平角焊，4表示立向下；0表示药皮种类（高纤维素钠型、直流反接），电弧吹力大。纤维素下向焊条采纳举例：管材等级焊条采纳药皮种类焊接地点、极性L290AWSE6010高纤维素钠型、、OHH直接FV平、立、仰、沟通横角焊L320AWSE6010高纤维素钠型直流反接E7010G低氢型下向焊条采纳：

L360（X52）

L415（X60）AWSE7048（E8010）低氢钾型，地点：F、OH、H、V-down。

2、、焊条的牌号：

构造钢焊条：J表示构造钢，R表示耐热钢，A表示不锈钢。

第二、第三位表示焊条熔敷金属抗拉强度最小值

第四位表示焊条的种类：2表示酸性，7表示碱性。

3、焊条的检查：偏爱度、强度检查：从半人高掉到厚度为14mm的钢板上药皮损坏

长度不大于30%为合格，不锈钢焊条损坏不大于40%为合格。

4、焊条的保留：温度大于5度，相对湿度小于60%。

一级库：采买后进入一级库（有温湿度控制）；

焊材摆放：距离地面30CM以上，铺木地板，温湿度每日有人署名。

二级库：从一级库领出，属烘烤发放阶段。纤维素烘70-80度，05小时～1小时；碱

性焊条350-400度，2小时。

八、焊条采纳的原则

依据被焊工件的化学成份、力学性能、焊接性能、并联合构造特色、使用条件及焊接方法，综合采纳焊材。

等强性：同种钢焊接时按等原则，异种钢焊接时按强度较低侧的钢材采纳焊条。

化学成份同样或邻近：切合或靠近母材的化学成份。

抗裂性、抗气孔性：

1、碳素钢、低合金钢的焊缝金属应保证力学性能。对耐热型低合金钢还要考虑热强度、保证化学成份。

2、对高合金钢：保证力学性能和耐蚀性。

3、安全、经济、效率综合考虑。

举例：0Cr18Ni9（304）A102Cr18NI9

20＃与16MnR选J427经济

按低般配原则采纳焊条。不一样强度的C素钢、低合金钢采纳应保证力学性能，按低般配，如20＃与16MnR上限不超出16MnR。

九、焊接接头性能：焊缝区+热影响区（HAZ）

一次结晶：由液态到固态，速度较慢，冷至900度；二次结晶：冷却过程中，冷至200度；

热影响区：在电弧热的作用下，焊缝双侧没有融化的地区，受焊缝热源影响作用而发生组织变化的地区（HAZ）。

不完整融化区（熔合区）：很窄，韧塑性差、易产生裂纹，但对焊接接头影响很大；过热区：组织为粗大针状马氏体，强度硬度高、塑性韧性低，是热影响区中最不好的

地区。是影响接头性能的重点。

正火区：AC3-1100度，晶粒渺小，机械性能好。

部分相变区：P+FA（珠光体+铁素体——奥氏体）

HAZ：宽窄直接影响焊缝质量。宽：变形；太窄：应力集中在里面。

十、焊接工艺评定

1、观点：在产品焊接以前，以钢材焊接性能试验为基础，联合焊材特色，制定焊接工艺评定，对试件进行评定、试验，进而确立焊接工艺可否保证焊接接头拥有所要求的使用性能。

WPS：工艺指导书。

2、标准：JB4708-2000《钢制压力容器焊接工艺评定》GB50236-98《现场设施、工业管道焊接工程施工及查收规范》

SY/T0452《石油天然气金属管道焊接工艺评定》依据设计要求采纳相应标准

JB4708-2005《钢制压力容器焊接工艺评定》，包含气瓶、压力容器、压力管道、锅炉。3、评定过程：制定作业指导书（WPS）、焊接试件、无损检测、力学性能、晶间腐化；汇总试验数据；编制评定报告（PQR）。

4、怎样检查焊接工艺评定报告：资料质保书、施焊人员能否为本单位人员；

经业主赞同，同级单位能够互相代替使用，但要有评定单位受权，有使用单位签认（质量负责人）；同一质保系统内可使用。

4、焊接工艺评定三大体素：

（1）重要因素：影响焊接接头强度和曲折性能；

（2）补加因素：影响焊接接头的冲击韧性；

（3）次要因素：对力学性能无显然影响的因素。低氢能够取代非低氢，反过来就不可以。如设计用

J427，则不可以用

J422代

J427，由于

冲击韧相较大。

此外，SY/T0452以为坡口型式为主要因素，而GB4708以为坡口不作为主要因素。

5、评定规则：

（1）当更改任何一个重要因素时要从头评定；

（2）当更改一个补加因素要补做冲击韧试验；

（3）当更改次要因素，从头编制工艺指导书；

（4）对接评定：管子合用板材，反之亦可，合用角焊缝；骑座式合用于承插式角焊

缝。6、工艺评定合用范围：

SY/T0452-2002标准

评定合格的焊接工艺的厚度合用范围

评定试件母焊件母材厚度合用范围

材厚度最小值最大值

1.5≤T〈81.52T且不大于

T〉80.75T1.5T

12

焊缝金属厚度合用范围

最小值最大值

不限2t且不大于

不限2t

12

“t”指同一种焊接方法在试件上所熔敷的焊缝金属厚度。Q235不要做冲击，

要做冲击值。

十一、母材的分类分组

1、外国资料每种都要做，不可以取代。

2、工评代替原则：A、同组之间当重要因素、补加因素不变时，能够代替（如

L245、20号钢）；

Q235BL290、

B、同类型：高组别合用于高组别与低组别所构成的接头；

3、不一样类型：即便各自评定合格，也不可以互相代替。比如对Ⅱ类（或组别名为Ⅵ-Ⅰ、Ⅵ-Ⅱ）的同钢号母材的评定合用于该类型号（或该组别名）母材与类型号Ⅰ的母材

构成的接头Ⅰ类+Ⅱ类的接头。

对同一接头，氩弧焊打底、电弧焊填补、埋弧焊（SAW）盖面三种方法能够一致做，也能够分别做评定。

十二、焊工考试和焊工证代号

新《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》简介

（一）手工焊焊工考试项目表示方法为：①—②—③—④/⑤—⑥—⑦，此中：

①焊接方法代号，见表1。耐蚀堆焊代号加：（N及试件母材厚度）。

②试件钢号分类代号,见表3.异种钢号用X/X表示。

③试形式代号，见表4，代衬垫代号加：（K）。

④试件焊缝金属厚度。

⑤试件外径。

⑥焊条类型代号，见表2。

⑦焊接因素代号，见表5。

考试项目中不出现某项时，则不填。

（二）焊机操作工考试项目表示方法为：①—②—③，此中：

①焊接方法代号,见表1,耐蚀堆焊代号加：（N及试件母材厚度）。

②试件形式代号，见表4，带衬垫代号加（K）。

③焊接因素代号，见表5，存在两种以上因素时，用“/”分开。

考试项目中不出现该项时，则不填。

焊接方法

表

1

焊接方法及代号

代号

焊条电弧焊

SMAW

气焊

OFW

钨极气体保护焊

融化极气体保护焊

GTAW

GMAW（含药芯焊丝电弧焊

FCAW）

埋弧焊

SAW

电渣焊

ESW

摩擦焊

FRW

螺柱焊

SW

表2焊条类型、代号及合用范围焊条类合用焊件的焊条类型别代号相应型号焊条范围相应标准钛钙型F1EXX03F1GB/T5117、纤维素型F2EXX10，EXX11，EXX10-X，EXX11-XF1，F2GB/T5118、钛型、钛钙型F3EXXX(X)-16，EXXX(X)-17F1，F3GB/T983EXX15，EXX16（奥氏体、双EXX18，EXX48相钢焊条除低氢型、碱性F3JEXX15-X，EXX16-XF1，f2，f3j外）EXX18-X，EXX48-XEXX(X)-15，EXXX(X)-16

EXXX(X)-17

钛型、钛钙型

碱性

代类型号

碳素钢Ⅰ

低合金Ⅱ

钢

马氏体Ⅲ钢、铁

素体不

锈钢

奥氏体Ⅳ

不锈钢

双相不

锈钢

F4EXXX(X)-16，EXXX(X)-17F4GB/T983EXXX(X)-15，EXXX(X)-16，奥氏体、双相F4JEXXX(X)-17F4，F4J钢焊条）表3试件钢号分类及代号表典型钢号示例Q19510HP245L175S205Q21515HP265L210Q235202520R20g22g20GHP295L245S24012Mng12CrMo09MnDHP325L290S29016Mn12CrMoG09MnNiDHP345L320S31516Mng15CrMo09MnNiDRHP365L360S36016MnR15CrMoG16MnDL415S38515MnNbR14Cr1MoR16MnDRL450S41515MnV12Cr1MoV15MnNiDRL485S45015MnVR12Cr1MoVG20MnMoDL555S48020MnMo12Cr2Mo07MnNiCrMoVD10MnWVNb12Cr2Mo110Ni3MoVD13MnNiMoNbR12Cr2Mo1R20MnMoNb12Cr2MoG07MnCrMoVR12Cr2MoWVTiB12Cr3MoVSiTiB1Cr5Mo0Cr131Cr131Cr171Cr9Mo10Cr19Ni90Cr18Ni12Mo2Ti0Cr23Ni130Cr18Ni9Ti00Cr17Ni14Mo20Cr25Ni200Cr18Ni11Ti0Cr18Ni12Mo3Ti00Cr18Ni5Mo3Si200Cr18Ni1000Cr19Ni13Mo31Cr19Ni900Cr19Ni110Cr19Ni13Mo31Cr19Ni11Ti1Cr23Ni18表4试件形式、位置及代号试件形式试样地点代号平焊1G板材对接焊缝试件横焊2G立焊3G仰焊4G水平转动1G垂直固定2G管材对接焊缝试件水平固定向上焊5G向下焊5GX45°固定向上焊6G向下焊6GX水平转动2FRG管板角接头试件垂直转动2FG水平固定4FG45°固定5FG平焊1S螺柱焊试样横焊2S仰焊4S表5焊接因素及代号焊接因素因素代号无01手工钨极气体保护焊填补金属焊丝实芯02药芯03有04钨极气体保护焊自动稳压系统05无机械化焊自动追踪系统有06无07单道08每面坡口内焊道09多道表6手工对接焊缝试件合用于对接焊缝金属厚度范围（mm）焊缝形式试件母材厚度合用于焊件焊缝金属厚度T最大值最小值对接焊缝＜12不限2t≥12不限不限(注)注:t不得小于12mm，且焊缝不得少于3层.表7手工焊管材对接焊缝试件合用于对接金属焊缝焊件外径范围(mm)管材试件外径D合用于管材焊件外径范围最小值最大值≤25D不限25≤D＜7625≥7676≥300（注）76

不限

不限

不限

表8试件合用焊件焊接地点试件合用焊件范围对接焊缝地点形式代号板材和外径大于600mm的外径≤600mm的管材管材板材１G平平（注2）对接２G平、横平、横（注2）焊缝３G平、立（注）平（注2）４G平、仰平（注2）管材1G平平对接2G平、横平、横焊缝5G平、立、仰平、立、仰5GX平、立向下、仰平、立向下、仰6G平、横、立、仰平、横、立、仰6GX平、立向下、横、仰平、立向下、横、仰管板2GF--角接2FRG--头4FG--5FG--6FG-

角焊缝地点

平

平、横

平、横、立

平、横、仰

平

平、横

平、立、仰

平、立向下、仰平、横、立、仰平、立向下、横、仰

平、横

平、横

平、横、立、仰平、横、立、仰

管板角接头焊件地点

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

2FG

2FRG、2FG4FG、2FG5FG、2FRG、2FG全部地点

（三）焊接操作技术考试合格的焊工，当试件钢号或焊材变化时，属以下状况之一的，不需从头进行焊接操作技术考试：

①手工焊焊工采纳某类型钢号经焊接操作技术考试合格后，焊接该类型其余钢号时；

②手工焊焊工采纳某类型任一钢号，经焊接操作技术考试合格后，焊接该类型钢号与类型较低钢号所

构成的异种钢号焊接接头时；

③除Ⅳ类外，手工焊焊工采纳某类型任一钢号，经焊接操作技术考试合格后，焊接较低类型钢号时；

④焊机操作工采纳某类型任一钢号，经焊接操作技术考试合格后，焊接其余类型钢号时；

⑤更改焊丝钢号（或型号）、药芯焊丝种类、焊剂型号、保护气体种类和钨极种类时。

（四）经焊接操作技术考试合格的焊工，属以下状况之一的，需从头进行焊接操作技术考试：

①改变焊接方法；

②在同一种焊接方法中，手工焊考试合格，从事焊机操作工作时；

③在同一种焊接方法中，焊机操作考试合格，从事手工焊工作时；

④表5中焊接因素（代号）01、02、03、04、06和之一表改变时；

⑤焊件焊接地点高出表8规定的合用范围时。

焊工合格证（合格项目）有效期为3年；有效期内的焊工合格证，在各地同样有效。

（五）项目代号应用举例：

1、厚度为12mm的16MnR钢板对接焊缝平焊试件带衬垫，使用J507焊条手工焊接，试件全焊透，

项目代号：SMAW—Ⅱ—5G（K）—12—F3J。

2、壁厚为外8mm、外径为60mm的20g钢管对接焊缝水平固定试件，反面不加衬垫，用手工钨极氩

弧焊打底，填补金属为实芯焊丝，焊缝金属厚度为3mm，而后采纳J427焊条手工焊填满坡口，项目代号为：

GTAW-I-5G-3/60-02

和

SMAW-I-5G

（K）-5/60-F3J

3、管材对接焊缝无衬垫水平固定试件，壁厚为

8mm,外径为

70mm，钢号为

16Mn，

采纳自动融化极气体保护焊，使用实芯焊丝，在自动追踪条件下进行多焊道焊全焊透，项目代号：GMAW-5G-06/09。4、S290钢管外径为φ320mm，壁厚为12mm水平固定地点，使用EXX10焊条向下焊打底，反面没有衬垫，焊缝金属厚度为4mm，而后采纳药芯焊丝自动焊，焊机无自动追踪，进行多道多层焊填满焊口。项目代号为：SMAW-II-5GX-4/320-F2和FCAW-5G（K）-07/09。5、板厚为10mm的16MnR钢板立焊试件无衬垫，采纳半自动CO2气体保护焊，填补金属为药芯焊丝，试件全焊透。项目代号：GMAW-II-3G-10。6、在壁厚为

10mm、外径为

86mm

的

16Mn

钢制管材垂直固定试件上使用

A312

焊条手工堆焊，项目

代号为：

SMAW

（N10）-II-2G-86-F4

。

7、管板角接无衬垫水平固定试件，管材壁厚为3mm，外径为25mm，材质为20号钢，板材厚度为8mm，

材质为16MnR，采纳手工钨极氩弧焊打底不加填补焊丝，焊缝金属厚度为

2mm，而后采纳自动钨极氩弧焊药芯焊丝多道焊，填满焊口，焊机无稳压系统，无自动追踪系统，项

目代号为：GTAW-I/II-5FG-2/25-01和GTAW-5FG（K）-05/07/09。

十三、焊接缺点

1、尺寸不切合要求

2、表面缺点：咬边、焊痕内凹、未焊透、表面气孔、表面夹渣等。

3、内部缺点：气孔、夹渣、裂纹、未熔合。

焊接裂纹：有热裂纹、冷裂纹——焊后冷却裂纹（低合金钢、高强度钢）。

产生裂纹的三大体素：

（1）焊缝的淬硬组织（马氏体M），硬。

（2）有较高的含H量。

（3）焊策应力。

裂纹防备举措：焊接烘干坡口水份，采纳合理的焊接工艺，消氢、后热、消应力办理。

热裂纹产生的原由：接头刚度过大、母材含S量过高、根部空隙过大。

热裂纹应付举措：采纳低氢焊条、使用含Mn高的低氢焊条、保持适合的间距，收弧时要把弧坑填满。

冷裂纹产生的原由及应付举措：母材中含合金元素量高、接头刚度过分、接头冷却速度过快、焊条吸潮；

冷裂纹应付举措：预热，使用低氢焊条，使用C当量低、韧性高、抗裂性好的焊条；预热、正确安排焊接次序；进行预热或后热，控制层间温度，选择适合的焊接规范；焊前焊条烘干，采纳难吸潮焊条或超低氢焊条。热应力：不锈钢会产生

应力产生的原由：含H和淬硬组织。

易淬火钢：15CrMoCr5MoCr9Mo等

层间温度≥预热温度，如预热温度150度，层间温度应为

焊后热办理：750～780度。

150度～200度。

后热：300度～350度；缓冷：能够过一两天再热办理。

注意：当焊件温度低于0度时，全部钢材的焊缝应在始焊处100mm范围内预热到15度以上。关于L360及以下的钢材，环境温度在5度以上时可不预热，直接进行焊接；关于L415及以上的钢材，焊前一定预热到100度～150度。

4、缺点产生的原由

气孔产生的原由：焊材未烘干、坡口除锈不好、操作电弧稳固性不好，而在焊接熔池中形成气泡。

夹渣产生的原由：是裂纹源，跟前一层焊道的清理、坡吵嘴度、焊接速度、焊条角度、运条方法及电流大小相关。

咬边的原由：盖面时把母材烧凹陷。电流大、电弧长、焊接速度快、运条方法不妥，

焊条选择不妥，要求〈0.5mm，连续长度〈100mm，双侧咬边总长度之和〈焊缝全长的10%，不锈钢、低合金钢不一样意咬边。

十四、焊接质量查验

1、焊接前检查：焊工证项目的覆盖面、焊材的质保书、焊接工艺评定文件的正确性

（工评覆盖范围、焊接方法、工艺参数、热办理等）、工件组对；

2、中间检查：工艺履行状况、检查施工单位质检人员的检查记录和台帐、热过程的

控制。

3、焊后查验：外观尺寸的检查、后热及焊后热办理、无损探伤方法及比率和履行标

准。

B-10焊接接头的常有缺点及预防举措

焊接接头常有缺点及预防举措

缺点原由举措备注

1、焊接电流过大；

2、运条方法不妥；

3、焊接速度过快；

4、电弧太长；

5、焊条选择不妥；

1、前一层焊道的熔渣清

理不洁净；

2、焊接速度过慢，熔渣

前淌；

3、坡吵嘴度过小；

4、焊条角度和运条不妥；

1、电流过大；

2、电弧过长；

3、焊接区表面有油、锈

等污物；

4、焊条过潮；

5、焊接接头冷却过快；

6、焊条选择不妥；

7、母材含硫过高；

8、引弧方法不对；

1、接头刚度过大；

2、母材含硫过高；

3、根部空隙过大；

1、母材含合金元素高；

2、接头刚度过大；

3、接头冷却速度过快；

4、焊条吸潮；

1、减小焊接电流；

2、掌握正确的运条方法；

3、降低焊接速度；

4、短弧操作；

5、依据焊接条件选择适合的焊条型号和直径；

1、认真清理熔渣；

2、略微提升焊接电流，加速焊速；

3、加大坡吵嘴度，增添根部空隙；

4、正确掌握运条方法；

1、使用适合的电流；

2、短弧操作；

3、清理焊接区表面；

4、焊前焊条烘干；

5、摇动、预热等，以降低冷却速度；

6、使用低氢焊条；

7、选择气孔敏感性不强的焊条

8、采纳引弧板或用回焊法操作

1、采纳低氢型焊条；

2、使用含锰高的低氢焊条，使用含碳、硅、硫、磷低的焊条；

3、保持适合的空隙，收弧时要把弧坑填满；

1、预热、使用低氢焊条，使用碳当量低、韧性高、抗裂性好的焊条；

2、预热，正确安排焊接次序；

3、进行焊后热办理，控制层间湿度，选择适合的焊接规范；

4、焊前焊条烘干；

5、采纳难吸潮焊条可超低氢焊条；

赞同咬边深度＜0.5mm,

长度小等于

焊缝全长的

10%,且小

于100mm。

不一样意

不一样