焊接接头系数

焊接接头系数
焊接接头系数是指对接焊接接头强度与母材强度之比值。

用以反映由于焊接材料、焊接缺陷和焊接残余应力等因素使焊接接头强度被削弱的程度，是焊接接头力学性能的综合反映。

（实际上焊接接头系数并不真正反映焊缝处材料强度被削弱的程度，而是一个经验数据，表示焊缝质量的可靠程度。

） 目录
编辑本段焊接接头系数的大小
标准：国标、美标、日标与焊缝型式、焊接工艺及焊缝无损检测的严格程度有关。

与美国的ASME Ⅷ-1，日本JISB8241一样，GB150规定，焊接接头系数应根据容器受压元件的焊接接头的焊接工艺特点（焊缝型式——单面焊或双面焊；有或无垫板），以及无损检测抽查率确定，而且只对对接焊缝作了规定。

见表1：
表1 焊接接头系数
焊接接头形式 对接接头 100%无损检测 局部无损检测
焊接工艺特点 双面焊相当于
双面焊的全焊透接头
1.0 0.85
单面焊（沿焊
缝根部全长有紧贴基本金属
的垫板）
0.9 0.8 JB/T4730无损检测合格级别 射线检测（AB
级：中灵敏度技术） II 级 III 级 超声检测（B 级检测）
I 级 II 级 编辑本段焊接接头系数选取方式
焊接接头系数只为压力容器强度计算所用并应根据焊缝型式和无损探伤检测要求选取，焊缝熔敷金属的强度不应低于强度较低一侧母材的强度下限。

规定的系数值是以焊接接头设计及制造要求符合GB150第十章的规定为前提。

例如： ⑴ 焊缝坡口表面不得有裂纹、分层、夹渣等缺陷；
⑵ 焊前坡口表面及邻近区域应除去油污等；
⑶. 控制焊缝对口错边量；
⑷ 不等厚度钢板对接，板厚差超限，单、双面消薄；
⑸ 任何A类焊接接头之间的距离应大于三倍名义厚度，且不小于100mm；
⑹ 焊接接头余高的要求；不得高于焊条直径地一倍；
⑺ 抗拉强度>540MPa及Cr-Mo和奥氏体不锈钢制容器及焊缝系数为1的容器，其焊接接头表面不得有咬边；其它容器焊接接头表面咬边深度不得大于0.5mm，其连续长度不得大于100mm，且两侧咬边总长不得超过该焊缝长度的10%；
⑻ 限制焊接接头返修次数不得超过规定，并保证原有的抗腐蚀性能；
⑼. 厚度超限应按规定进行热处理；
⑽. 低温容器A类焊接接头如果采用垫板，焊后须去除，B类焊接接头如受结构的限制，垫板可以不拆除；
⑾. 低温容器应按焊接工艺严格控制焊接线能量。

焊接线能量
焊接时由焊接能源输入给单位长度焊缝上的热量，又称为焊接线能量。

线能量的计算公式：q = IU/v
式中：I—焊接电流 A
U—电弧电压 V
v—焊接速度 cm/s
q—线能量 J/cm
线能量综合了焊接电流、电弧电压和焊接速度三大焊接工艺参数对焊接热循环的影响。

例如：已知焊接、厚度为14mm，采用Ⅰ形坡口双面埋弧焊，焊接参数为：焊接电流为600A，电弧电压为34V，焊接速度为27m/h，求热输入。

由焊接线能量计算分式：q＝IU/υ
已知：I＝600A；U＝34V
υ＝27m/h＝45cm/s
代入公式得：q＝IU/υ＝453(J/cm)
答:焊接时的线能量为453J/cm。

焊接线能量对焊接接头的性能影响很大，线能量过大，容易造成接头和热影响区组织过热，产生过热组织，而使其脆化，降低焊缝和热影响区的硬度和韧性；线能量小，焊接热输入不足，熔池温度不够，冷却速度快，容易产生淬硬组织，如马氏体，造成焊缝应力集中，严重产生变形，开裂。

所以，焊接时要根据母材和焊材的熔点，组织，性能，合理的选择线能量，以获得最佳性能的焊接接头。

希望对你有帮助。

压力容器焊接线能量控制的基本原则
对某些材料的焊接，为保证其焊接质量，除应正确选择焊接方法和焊接材料外，执行焊接工艺的一个共同特点就是控制焊接线能量。

1、不同的材料对焊接线能量控制的目的和要求：
不同的材料对焊接线能量控制的目的和要求不一样。

如：
（1）焊接低合金高强钢时，为防止冷裂纹倾向，应限定焊接线能量的最低值；为保证接头冲击性能，应规定焊接线能量的上限值。

（2）焊接低温钢时，为防止因焊缝过热出现粗大的铁素体或粗大的马氏体组织，保证接头的低温冲击性能，焊接线能量应控制为较小值。

（3）焊接奥氏体不锈钢时，为防止合金元素烧损，降低焊接应力，减少熔池在敏化温度区的停留时间，避免晶间腐蚀，应采用较小的焊接线能量。

（4）焊接耐热耐蚀高合金钢时，为减少合金元素烧损，避免焊接熔池过热而形成粗晶组织降低高温塑性和疲劳强度，防止热裂纹，获得较好“等强度”的接头，应采用较小的焊接线能量。

（5）珠光体钢与奥氏体钢异种钢焊接时，应采用较小的线能量以降低熔合比，避免接头珠光体钢一侧产生淬硬组织，防止扩散层。

如果珠光体钢淬硬倾向较大，则焊前应预热，预热事实上是提高了焊接热输入。

（6）铝及铝合金焊接时，为防止气孔，应采用大的焊接电流配合较高的焊接速度应是焊接工艺参数的最佳匹配，即采用适中的焊接线能量。

（7）工业纯钛焊接时，为保证接头既不过热，又不产生淬硬组织，应采用小电流、快焊速，即采用较小的焊接线能量。

（8）镍及镍合金焊接时，为防止热裂纹，应采用小线能量。

等等。

本人认为：当设计文件、相关标准提出的性能指标如冲击韧性、耐腐蚀性能等对线能量及其相关的焊接层次、层间温度有严格要求时，应在焊接作业指导书规定焊接线能量、焊接层次（含焊道尺寸）和层间温度的控制要求，施焊中通过对这些参数的记录来检查和证实焊接线能量及其相关的焊接层次、层间温度的要求是否得到满足。

2、焊接线能量的测量方法：
通常焊接线能量采用下列公式进行计算（适用于单电弧焊接方法，针对于每条焊道，并且不考虑累积）：
线能量Q=60IV/v （J/mm）
式中：A--焊接电流（A）；
V--电弧电压（V）；
v--焊接速度（电弧行走速度）（mm/min）。

当焊接电流、电弧电压最大而焊接速度最小时，线能量最大。

反之，线能量最小。

可见，直接决定焊接线能量的因素是焊接电流、电弧电压和焊接速度。

这里对焊接线能量推荐以下测量方法：
（1）由电流表、电压表读数和测量单位时间熔敷焊道的长度（焊接速度）计算线能量。

但该方法对电流表和电压表有精度要求，焊工也不便于直接观察，且焊接电缆过长或电力网络波动都会影响到数据的准确性。

（2）由规定的线能量极限值推算出每根焊条的燃烧时间极限值和每根焊条的熔敷长度极限值。

焊接时测量每根焊条的燃烧时间和每根焊条的熔敷长度，检查其是否在极限范围内。

这种方法能克服前一种方法的缺点，值得推广。

3、焊接线能量与相关变素的关系：
与焊接线能量有关的变素包括预热温度、层间温度、焊接层次（含焊道尺寸）、焊接电流、电弧电压、焊接速度、电流种类与极性、焊接位置和焊条直径等。

直接决定焊接线能量的因素是焊接电流、电弧电压和焊接速度。

焊接层数和层厚取决于焊接电流、电弧电压和焊接速度的大小，当认为控制焊接线能量有必要时，焊接作业指导书一般对焊接层数和层厚都应作出规定。

预热温度与焊接线能量的影响是相同的，在保持焊缝和热影响区冷却速度不变的情况下，若提高预热温度，则必须减小焊接线能量。

间接影响线能量的因素如：层间温度高了，无形中增加了线能量；焊接位置中以立向上焊的线能量最大；焊条直径大了，自然要增加电流值。

当有冲击性能要求时，除预热温度外，为了减少焊接工艺评定的数量，宜在焊接工艺评定时选择实际焊接中可能出现的最大线能量。

最大线能量评定合格后，实际焊接中选用较小的线能量就无需重新评定。

因为线能量增大则韧性较差，评定时按韧性较差的条件以保证焊件焊接时有足够的韧性。