焊接工艺知识

焊接工艺知识应知应会手册

焊接是一项光荣的工作

焊接是制造压力容器的关键环节

焊接质量决定压力容器的制造质量

压力容器质量事故大多是焊接质量造成的

重视并熟知焊接工艺，是焊制出优质焊缝的前提

严格遵守和执行焊接工艺，是焊接出优质焊缝的保证

作为一名合格焊工，必须要掌握压力容器焊接工艺基础知识

1.什么是钢制压力容器焊接工艺规程？

焊接工艺规程是用来指导焊工施焊压力容器产品焊接接头，以保证焊缝的质量符合规范要求的工艺文件。其具体内容包括：焊接方法，母材金属类别及钢号，厚度范围,焊接材料的种类、牌号、规格，预热和后热温度，热处理方法和制度，焊接工艺电参数，接头形式及坡口形式，操作技术和焊后检查方法及要求。

2.压力容器焊工为什么要持证上岗？

《压力容器安全技术监察规程》第68条规定：焊接压力容器的焊工，必须按照《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》进行考试，取得焊工合格证后，才能在有效期间担任合格项目范围内的焊接工作。由于压力容器承受压力，往往在高温或低温的条件下工作，内部常常是易燃、易爆、有毒、腐蚀的介质，一旦损坏会造成很大的破坏性。压力容器的焊接质量是至关重要的，而压力容器施焊焊工的责任心及操作技能直接影响到焊接质量。焊接接头是压力容器中的薄弱地带，它的质量常常决定了压力容器的承载能力与使用寿命。焊工必须取得焊工合格证，以保证获得满足设备使用要求的焊接接头。

3.压力容器焊工的持证项目为什么要分类？

压力容器焊工取证的目的是获得满足设备使用要求的焊接接头，而对于不同施焊位置，它的操作方式有很大区别，操作方式的不同直接影响了焊接接头的质量及综合机械性能。例如平焊位置的焊接很容易获得满足要求的焊接接头，而对于同样的焊缝采用立焊方法进行，要获得合格的焊接接头是困难的，所以对于不同位置的焊接工作，焊工必须持有相应位置的焊工合格证。

4. 焊条、焊剂为什么要烘干？

焊条、焊剂烘干的目的是去除焊条药皮及焊剂中的结晶水喝吸附的水分，以降低焊条药皮及焊剂中的氢进入到电弧气氛中，防止气孔、裂纹等缺陷的产生。

5. 为什么要求焊条、焊剂在大气中的放置时间不得超过4小时？

烘干后的焊条及焊剂在大气中放置时间过长会吸附潮湿的空气，使烘干效果变差，药皮中的水分进入到熔池中成为形成气孔及裂纹的因素。由于我公司地处沿海地区，空气更为潮湿，所以更要注意焊材的防潮问题。对于重要的受压焊缝的焊接一定要做到焊条及焊剂的使用期限不超过4小时，超过4小时的焊条及焊剂要重新进行烘干处理。

6. 焊前为什么要清理坡口且要求坡口磨出金属光泽?

施焊前，焊工应仔细清除坡口及其边缘附近的油污、水、锈等赃物，对于热加工的坡口及背面清根后的坡口，应将坡口表面的氧化皮去除，直至露出金属光泽。如果坡口表面存在水、锈、油污及氧化皮等赃物，在焊接电弧及熔池的高温作用下会发生分解，使熔池中的氧、氢等有害气体增多，在焊缝凝固时出现气孔。过量的氢还会使焊缝产生氢脆，使焊缝产生氢致延迟裂纹。所以焊工施焊前应严格清理坡口并将坡口修磨露出金属光泽。

7. 焊条电弧耐蚀堆焊应注意什么？

焊条电弧焊堆焊的第一层为过渡层，要用高铬镍的奥氏体焊条弥补基层母材的稀释，其余层次则可用相应的不锈钢焊条堆焊。

堆焊时应注意减少母材的稀释，不用大于Φ4的大直径焊条，不用过大的焊接电流,焊接速度要稍快而均匀，不作横向摆动，电弧要偏向已堆焊好的堆焊层，每条焊道要有约2/3焊在前一焊道上，约1/3焊在基板上，这样可以降低基板的熔深，增加堆焊层的堆高，降低稀释率保证道与道之间的溶合及焊道与基板的溶合，减少堆焊层表面上道与道之间的沟深。为使堆焊表面平整，应控制在50mm 宽度内堆焊的焊道数一致（比如8道或9道），各道的焊接速度也要一致。焊接时还要注意控制层间温度不过高，避免母材过多熔入堆焊金属。

8. 焊缝返修时应注意什么？

焊缝返修是清除焊接接头中存在的局部缺陷，焊接时的应力状况及施焊条件要比焊整条焊缝时复杂，稍有不慎还会出现第二次缺陷。所以，在返修焊缝时要更加认真对待。坡口清理一定要到位，焊接时焊条不得采用大范围摆动，采用直焊道。多道压焊，预热温度要稍高于原预热温度，大厚度焊缝要采用锤击方法消除焊接应力等。

9. 为什么要求采用直焊道，多道压焊的方法？大范围摆动焊有什么危害？

采用直焊道，往往是不摆动或仅做小摆动，较易操作。焊接速度较快，焊接热输入较小，不易产生咬边、未熔合、热裂纹等缺陷。各焊道间互相有回火作用，焊缝和热影响区不过热，晶粒细化，性能较好，尤其会使塑性和韧性明显提高。而大范围摆动焊道是每层只焊一道，通过摆动焊条焊满坡口的宽度。这样做焊接速度慢，焊接热输入大，易产生边缘夹渣、热裂纹等缺陷。由于焊道宽，焊接应力大，焊缝和热影响区容易过热，晶粒粗大，综合机械性能下降。所以在压力容器焊接工艺中多要求采用直焊道，多道压焊的方法。

10. 为什么要控制焊接线能量？

焊接线能量也叫焊接热输入，是单位长度焊缝得到的焊接电弧热量。

公式E=U·I/v（焦耳/厘米）

其中U：电弧电压（伏特），I：焊接电流（安培），v焊接速度（厘米/分）

焊接线能量是影响焊接接头机械性能的重要因素。当焊接电流、电弧电压增大时，焊接线能量增大，当焊接速度减小时，焊接线能量增大。

对于低合耐热钢和高强钢，焊接线能量过大，晶粒粗大，接头韧性下降；对于低温钢，焊接线能量过大，接头韧性的下降更为严重，使压力容器在低温状况下运行时易发生瞬间的破坏。对于奥氏体不锈钢，焊接线能量过大，在敏化区停留时间长，使焊接接头的耐蚀性下降，很容易造成晶间腐蚀。同时焊接线能量过大存在不同程度的合金元素的烧损。

我们可以看到，随意加大焊接线能量给产品的质量会带来不良的后果。所以焊接时，要严格控制焊接电流、电弧电压、焊接速度，保证焊接接头的各项性能指标。

11. 什么是预热？为什么要求焊前预热？

焊前堆焊件进行整体或焊接区域局部加热的工艺措施称为预热。

预热的主要目的是降低焊接接头的冷却速度，减少钢材的淬硬倾向，有利于焊缝中扩散氢的析出，在一定程度上还可以调整或减小焊接残余应力。预热被作为防止低合金高强钢，Cr-Mo耐热钢，特别是大厚度构件焊接裂纹的重要措施。

12. 什么是层间温度？为什么控制层间温度？

在多层焊时，施焊后续焊道之前，相邻焊道各层之间所应保持的最低温度称为层间温度。

控制层间温度，就是维持多层焊道间的预热工艺，其作用于预热相同，层间温度过高，恶化焊工的施工条件。焊接接头长期在高温状态下停留，使焊缝凝固缓慢，晶粒显著长大，最终导致焊接接头的塑性、韧性下降。保证层间温度在一个合理的范围内，是提高焊接接头机械性能的有效措施之一。