锆材焊接工艺指导书
锆材设备焊接工艺规范
锆材设备焊接工艺规范1．范围本规范规定了锆及锆合金制设备焊接的基本要求。
2．规范性引用文件GB4191 惰性气体保护电弧焊和等离子焊接、切割用钨铈电极GB/T10624-1995 高纯氩ASTM B551/ASME SB-551 锆及锆合金板、带、箔材AWS A5.24 锆焊丝XH/Z.JS-HJ08-03 特种焊工考试办法ASME 第VIII UNF 篇3．焊工担任锆及锆合金焊接的焊工必须经过专门培训，并经考试取得合格证。
锆及锆合金焊工考试按公司XH/Z.JS-HJ08-03 “特种焊工考试办法”执行。
4．环境4.1锆及锆合金焊接应在室内进行，地面清洁，空气洁净无尘。
4.2锆及锆合金焊接场地应与钢铁作业区隔离，并避免可产生粉尘的作业。
4.3环境相对湿度应小于80%，环境温度不低于5 C,风速小于0.5m/s4.4 焊接操作时不允许用风扇对焊接区送风排烟。
5．焊接设备及气体保护装置5.1对钨极氩弧焊设备的要求a 具有下降特性的直流电源,采用正接法；b 手动或脚踏开关控制起弧和熄弧；c 有高频起弧和熄弧时电流衰减装置；d 起弧前对焊矩预送气及熄弧滞后停气；e 使用水冷焊炬；f 氩气管路应使用清洁的塑料软管；g 各种保护气流都要经过流量计；h 各种计量、仪表应定期校验。
5.2氩气保护装置锆及锆合金焊接时，对熔池、未冷却焊缝及热影响区、焊缝背面高温区均应进行气体保护。
5.2.1焊矩喷咀内应设置气体透镜。
并在可见性、可达性许可条件下尽量选用较大口径喷咀。
5.2.2对未冷却焊缝及热影响区的保护需采用跟随式的扣罩或侧向保护罩。
保护罩长度应能保证焊缝表面不发生不允许的变色。
5.2.3背面高温区保护使用通氩式保护垫或跟随式拖罩。
5.2.4背面高温区可以采用喷水、浸水冷却方式防止氧化，但熔池距冷却表面应超过4mm。
5.2.5通气式保护垫及各种气体保护罩在投入使用前应对其内件及内壁用丙酮仔细清洗。
5.2.6保护罩设计制造完成后，应对其保护效果进行验证，合格后才能在生产中使。
锆及锆合金的焊接
（一）错及错合金的焊接1、一般规定<1>本章适用于错及错合金管道的焊接施工。
<2>本章适用于鸨极惰性气体保护电弧焊方法。
2、焊前准备<1>焊接材料的选用应符合下列要求：<1.1>焊缝金属的力学性能不应小于相应母材退火状态标准规定的下限值，焊接工艺性能应良好，焊缝的使用性能应符合相关标准和设计文件的规定。
<L2>保护气体应选用氤气、氨气或氨和氮的混合气。
<2>焊件坡口制备应符合下列规定：<2.1>焊件切割及坡口加工应采用机械方法，加工速度应适当，应防止过热氧化。
当采用等离子切割管子时，应采取防止管子内外表面被污染的措施，并应采用机械方法去除污染层。
<2.2>对坡口及其边缘20mm范围内的金属表面应进行机械清理，并应使其露出金属光泽。
<2.3>坡口表面及两侧20mm范围内外表面及焊丝表面应采用无水酒精或丙酮等溶剂清除油脂、水分、灰尘等杂物，不得采用含氯的溶剂清洗焊件。
<2.4>清理好的焊件应立即施焊。
当清理超过4小时未焊时，且无有效的保护措施，则焊接前应重新清理。
<3>管道对接焊件组对时，内壁错边量不应大于接头母材厚度的10%,且不应大于1mm。
<4>定位焊应符合下列规定：<4.1>定位焊的焊接工艺应与正式焊接相同，并应由合格焊工施焊。
<4.2>定位焊缝应均匀分布，焊缝高度不得超过管壁厚的2/3o<4.3>定位焊缝不得有裂纹、气孔或不允许存在的氧化变色等缺陷。
3、焊接工艺要求<1>错及错合金焊接应采用直流电源、正接法。
焊接位置宜采用转动平焊。
<2>宜选用偏大的焊接电流和较快的焊接速度，层间温度应低于IOO0Co<3>错及错合金内外表面的焊接区域均应采取有效的气体保护措施，且应符合下列规定：<3.1>应采用大直径的焊炬喷嘴保护熔池,焊炬喷嘴直径宜为12mm-20mm,喷出的氨气应保持稳定的层流状态；<3.2>当采用焊炬拖罩保护热态焊缝和热影响区的外表面时，焊炬拖罩的形状和尺寸应根据焊件尺寸和接头型式确定，应采用导热性能较好的材料制作。
锆材(Zr702)焊接
6、锆材焊接工艺改进 、
锆材管道焊接过程中，保证焊接质量的重 要因素在于充分的氩气保护和及时的散热， 通过对江苏索普（集团）有限公司二期醋 酸工程的施工，为我们对锆材的焊接积累 了丰富的经验，此次对江苏索普（集团） 有限公司醋酸三期工程锆材管道的施工， 我们充分利用了先前积累的经验，并在此 基础上对锆材管道的焊接工艺进行了改进, 主要表现在以下几个方面：
4、引弧前，喷嘴及正反面保护装置应提 前供气，并足以排除气路及保护装置内空 气和吸附的潮气。背面提前通气量推荐为 10倍所需排除的空气体积。熄弧后，喷嘴 及正反保护装置应继续通气，直到焊区金 属冷却到300℃以下为止。
5、焊接过程中，焊丝加热端应始终保持 在氩气保护区内，如接触空气则应切除焊 丝端至少25mm。 6 6、手工焊时应保持焊丝均速送进，避免 焊枪横向摆动。
1.3锆材的焊接特性 1.3锆材的焊接特性 1、锆的熔点高于钛， 密度比钛大，而比 热比钛小， 因此焊接时热输入比钛略大。
2、锆的热导率比钛略大，但比铁小的多， 与奥氏体不锈钢接近，属导热性较差的材 料。在高温下，锆易与02，N2，H2反应， 与氢气在200℃可生成ZrH2 ，在大约3l5℃ 的氢气中，锆会吸收H 而导致氢脆，与氧 气在300 ℃可生成ZrO3，在大约550℃以 上，与空气中的氧气反应生成脆性氧化膜， 在700 ℃以上，锆吸收氧气而使材料严重 脆化； 在600℃ 锆吸收氮气而生成ZrN， 为避免焊接区域长时间高温停留造成的不 利影响，应采用小的焊接参数。
摘 要：江苏索普（集团）60万吨/年醋酸 三期工程由于工艺介质腐蚀性较强，在生 产中使用了较多的耐腐蚀性较强的锆材， 且锆材管道的规格有21种，壁厚等级有 SCH10S,SCH40S,SCH80S三个等级，焊 接条件各不相同，所以锆材的焊接情况将 直接关系到装置的稳定生产。本文将主要 介绍锆材的特性，锆材的焊接及锆材焊接 过程中的技术进步。 关键词：锆材，焊接，上）
锆材焊接技术
锆材焊接技术锆材焊接技术是一种常用的金属焊接方法，广泛应用于航空航天、核工业、化工以及医疗等领域。
锆材作为一种重要的结构材料，具有优良的耐腐蚀性、高强度和良好的加工性能，因此在许多关键领域都有着重要的应用价值。
本文将从锆材焊接的原理、方法和应用等方面进行探讨。
一、锆材焊接的原理锆材焊接的原理是通过加热和加压的方式将两个或多个锆材件连接在一起。
焊接过程中，焊接材料和基材会在高温下熔化并相互融合，形成一个坚固的连接。
焊接过程中，焊接区域的温度会升高，焊接材料会发生相变，形成焊缝。
焊缝的形成和性能直接影响焊接接头的质量。
二、锆材焊接的方法1. 电弧焊接：电弧焊接是锆材焊接中最常用的方法之一。
该方法利用电弧加热将锆材熔化，并利用焊条或焊丝填充焊缝。
电弧焊接适用于锆材与锆材、锆材与其他金属材料的焊接。
2. 惰性气体保护焊接：惰性气体保护焊接是一种常用的焊接方法，可以有效避免焊接区域与空气接触，减少氧化反应。
常用的惰性气体有氩气和氩气混合气体。
惰性气体保护焊接适用于锆材的高质量焊接，可以获得较高的焊接质量和良好的焊缝形态。
3. 激光焊接：激光焊接是一种高能量密度的焊接方法，可以实现焊缝的快速熔化和凝固。
激光焊接具有焊接速度快、热影响区小等优点，适用于对焊接质量要求较高的锆材焊接。
三、锆材焊接的应用锆材焊接技术在航空航天领域得到广泛应用。
在航空发动机中，锆材焊接可以用于连接复杂的结构件，提高发动机的工作效率和可靠性。
此外，锆材焊接还可以用于制造航空航天器的燃烧室、涡轮叶片等关键部件，提高航空航天器的性能和可靠性。
在核工业领域，锆材焊接技术也发挥着重要作用。
核电站中的锆合金燃料棒需要进行焊接，以保证燃料棒的密封性和耐腐蚀性。
锆材焊接技术可以保证焊接接头的质量，提高核电站的安全性和可靠性。
锆材焊接技术还被应用于化工和医疗领域。
在化工领域，锆材焊接可以用于制造耐腐蚀的反应器和容器，提高化工生产设备的使用寿命。
在医疗领域，锆材焊接可以用于制造人工关节和牙科种植材料，提高医疗器械的生物相容性和可靠性。
关于锆材的焊接
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锆材的特性和用途 物理性能 （ 见表 % ）
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原材料和焊材的种类和化学成分
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焊接气孔的预防
因焊接气孔主要是由于坡口表面的污
染而引起，除严格按清理程序进行清理外，坡口清理后应立即 进行保护，以 防 止 再 次 污 染 。钛 材 是 采 用 医 用 胶 布 粘 贴 保 护 ， 对锆材可经试验，但从杂质的控制指标看，也应是可行的，同 时，应控制坡口的清理与组对焊接过程要尽量衔接紧密。 焊接保护措施 对活泼金属的保护是焊接的关键问题，
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锆及锆合金的焊接
锆及锆合金的焊接关键词：锆及锆合金焊接性能焊接工艺焊接过程保护1概述锆及锆合金具有优良的抗酸、碱等介质腐蚀的能力，能在奥氏体不锈钢、钛及钛合金、镍及镍合金所不能胜任的腐蚀介质下工作，所以在化工行业醋酸工程中锆材被广泛使用。
锆 Zr 和钛在化学元素周期表中同居于第Ⅳ类元素，都是很活泼的金属，对C、 O2、 H2、N2有很强的亲和力，锆的焊接性能和钛相近，但在工艺措施和和焊接过程中的保护要求比钛更严更高。
锆及锆合金的焊接性能比较好，在常温下其化学成分比较稳定，但在高温下化学性能就变的非常活泼，高温固态的锆与环境空气中的多种元素及灰尘、水分、湿度都有很强的亲和力并会发生化学反应，从而破坏了锆及锆合金的机械性能和耐腐蚀能力，所以在锆及锆合金的焊接过程中洁净的焊接环境、焊缝及热影响区的保护、冷却是保证焊接质量的关键。
2锆及锆合金的焊接性能我们公司先后在镇江索普化工厂、大庆石化总厂的三套醋酸工程中对锆及锆合金管道进行了安装和焊接，并取得了一些经验。
2.1锆及锆合金的焊接性能良好，产生裂纹的倾向很小，最关键的是要对焊缝及热影响区做好保护。
2.2 固态的锆及其合金在 590℃以上对 O2、H2、 N2有脆性敏感，因此在高温下应对其进行保护，防止其受大气污染。
在焊接过程中锆及锆合金必须与大气隔离，并一直要隔离保护到590℃以下。
焊接时所用的焊丝必须干燥、无氧化、油渍、污物。
2.3锆及其合金的熔点高于钛，密度比钛大，而比热较钛低，因此焊接时热输入可比钛焊接时略大一些，即焊接电流可比钛略大一些。
2.4 锆及其合金的热导率比钛略大，但比铁要小的多，与Cr-Ni 奥氏体不锈钢接近，属于导热性能差的材料，为防止焊接区高温停留时间长，应采取小的焊接线能量。
2.5 锆的膨胀系数比钛小，比其他材料也低得多，因此焊接时变形小，应力小，利于焊接。
2.6 锆和钛的母材和焊材对杂质的控制指标存在差异。
见表 1表 1 对杂质 C、 N2 、 H2、 O2的控制指标：≤ %母材与焊材 C N2 H2 O2锆无缝管≤ 0.05 ≤ 0.025 ≤0.005 ≤ 0.16钛无缝管≤ 0.08 ≤0.03 ≤0.015 ≤ 0.25 锆焊丝 AWS A5.24 0.05 0.025 0.016 0.005钛焊丝 AWS A5.16 0.05 0.020 0.15 0.008 从表中可以看出锆对O 对 H 的控制指标都高于钛，尤其是对O 的要求几乎高一个数量2 2 2级，所以焊接时的保护要求和焊接工艺及措施要比钛的焊接更严格。
焊接工艺指导书
焊接工艺指导书一、工作回顾。
2021年，我们焊接工艺指导书团队在公司的领导和支持下，积极开展工作，取得了一定的成绩。
工作重点主要集中在以下几个方面：1. 焊接工艺研究与优化，针对公司新产品的研发需求，我们团队开展了大量的焊接工艺研究工作，不断优化和改进现有的焊接工艺，提高产品的质量和生产效率。
2. 焊接工艺指导书编写，我们团队编写了一批焊接工艺指导书，内容涵盖了焊接工艺的基本原理、操作流程、常见问题及解决方法等，为生产现场提供了重要的技术支持。
3. 焊接工艺培训，我们组织了多次焊接工艺培训，培养和提升了一批焊接工艺技术人员，为公司的生产和技术队伍建设做出了贡献。
4. 焊接工艺质量监控，我们加强了对焊接工艺质量的监控和评估，建立了完善的质量管理体系，提高了产品的合格率和市场竞争力。
二、工作成绩。
在过去的一年里，我们焊接工艺指导书团队取得了一系列的工作成绩：1. 完成了公司下达的各项任务，保质保量地编写了一批焊接工艺指导书，为生产现场提供了重要的技术支持。
2. 开展了多次焊接工艺培训，提升了一批焊接工艺技术人员的技术水平，为公司的生产和技术队伍建设做出了贡献。
3. 优化了部分焊接工艺，提高了产品的质量和生产效率，为公司节约了大量的生产成本。
4. 加强了对焊接工艺质量的监控和评估，提高了产品的合格率和市场竞争力。
三、存在的问题。
在工作中，我们也面临着一些问题和不足：1. 焊接工艺研究和优化的工作还需要进一步加强，特别是针对新产品的焊接工艺研究和开发，需要加大投入和力度。
2. 焊接工艺指导书编写的质量有待提高，需要加强团队内部的沟通和协作，统一标准和规范。
3. 焊接工艺培训的效果还有待进一步检验和评估，需要建立完善的培训评估体系，确保培训效果。
4. 焊接工艺质量监控体系还有待完善，需要加强对焊接工艺质量的监控和评估，及时发现和解决问题。
四、工作展望。
2022年，我们焊接工艺指导书团队将继续努力，争取取得更大的成绩：1. 加强焊接工艺研究和优化工作，提高产品的质量和生产效率，为公司的发展做出更大的贡献。
国产锆材的焊接工艺性能研究
Ｉ ４
Ｃ ０ ｆ％ ）
Ｆ ｅ＋Ｃ ｒ
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焊 丝 标 准 值
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＞ ９０ ／９ ．
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０ ０ ５ ． ０
≤ＯＯ Ｏ １ ～Ｏ １ ．３ ． １ ．５
所示 。
种不 同浓度 、不 同 温度 的强 腐 蚀 介 质 懵 蚀 。 凶此 在
国外锆 被大量 应用 存某 些高 腐蚀 环境 （ 醋 酸行 业 ） 如
中 ，并 取 得 了 良好 的 经 济 效 益 。
随着 中 国 经 济 迅 猛 发 展 ，化 工 产 品 需 求 量 迅 速增 大 ，周 内 多个 用 锆 大 型 化 工 项 目如 醋 酸 行 业 项 目相 继 成 批 成 套 上 马 ，锆 材 在 更 多 化 工 生 产 过 程 巾使 用 的 可 行性 调 研 和 研 究项 目也 在 迅 速 展 开 ，
９９ ８ ９ ． ｌ ／ ９ ８ ９ ． ９ ２ ９ ． ９ ２
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０ ０ ２ ０ ０ ０ ． ０ｌ ０ Ｏ ｌ ． Ｏ
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参磊 。 工 热
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（ ） 续
锆的焊接特性与工艺性
作者简介：郗峰波 （ １ ９ ７ ５ 一），男 ，工程师 ，一直从事压力容器焊接工 ３ 年第１ 期 总第 １ ２ １ 期
，
小 ，可以采用多种方法焊接，通常采用钨极氩弧 焊 （ Ｇ Ｔ Ａ Ｗ ）、熔化极氩弧焊 （ Ｇ Ｍ Ａ Ｗ ）、等离 子弧焊 （ Ｐ Ａ ｗ ）、真空电子束焊来焊接锆金属 ， 锆焊接通常不需要预热。预热可以在温度低或湿 度高的地方使用 ， 作为除湿度的一种辅助手段。
◇
锆 的焊接特性与工艺性
Ⅱ ｉ 皿 ｇ 之， ￡ ｓ 砬Ｇ ｓ ＠ ⑩ Ⅱ ⑩ ⑩ ｉ 鸸⑩
文／ 西安核设备有 限公司 郗峰波 李 晴 李鹏飞
友伽
摘 要 ：本文对锆 （ Ｒ ６ ０ ７ ０ ２）的材料性能、焊接性、焊接方法进行 了分析 ，从焊前坡 口的制备、焊
少量溶解的氢 、氧、氮可提高锆的硬度并 降低
锆 的延展性。锆在 高温下还会与碳和碳化物起
反应而增加脆性 。
１ ． ５ 用途
用 于反应堆结构材料 ，耐中子辐射 ，化工
在室温下 ，为密排六方晶格 （ ａ — ｚ ｒ 结构 ）， 相变温度８ ２ ６ ％以上 时为体心立方 晶格 （１ ３ 一 Ｚ ｒ
焊接 时 ，大于 ３ ０ ０ ￣ Ｃ的区域 （ 包括 焊缝 、热影
器 内部形状复杂 的选用较高值 。容器 内表面必
须是清洁的，不存在可吸收空气和湿气的污物。
４ ． ５ 焊接 工艺要点和措施 尽量用小 的热输入焊接 ，一般在７ ～ ３ ５ ｋ Ｊ ／ ｃ ｍ
之间 ，考虑其散热速度较慢， 需 要靠 使典 陕速
锆材用于化工类抗腐蚀材料 ，在我国尚处
Ｃ ｏ
Ｓ ｎ
０ ２ Ｈ ２ Ｎ ２ Ｃ
锆材的焊接
焊机为带高频引弧装置的氩弧焊专用焊机，并带遥控电流装置和水冷器。 焊丝筒、刨锤（表面堆焊不锈钢层）、不锈钢丝刷、锉等工具必须齐全且专用， 并定期进行脱脂清理。还应配备小手电筒、内窥镜、错口检测仪、接触式测温计以 及冷风机（如现场具备 可用装置空气冷却）。 1.4、作业条件 焊工必须持有 ASME 1X 合格证。尽量在室内预制厂施焊。如在现场安装，不 管环境情况如何，必须搭设挡风棚。环境温度如低于 15℃，在焊前必须预热至 15℃ 以上。焊机离焊件不得超过 5m。 焊接工艺 2.1、坡口要求 坡口应采用机械方法进行加工，尺寸见图 1。 2.2、组对要求 管内壁平齐，错口量不超过 0.5mm。组对前用丙酮或酒精清理坡口及两侧 75mm 范围内油污等杂物，用不锈钢丝刷清理坡口及两侧 25mm 范围内母材。
（7） 焊接完后，冷却至温室方可撤去尾罩，然后在离焊缝 50mm 处记号笔标记上焊工钢 印、管道号、焊口号。 注意事项 （1） 氩气袋必须保持干燥，确保氩气纯度。 （2） 在每次更换氩气瓶或气袋后，必须检查氩气纯度。 （3） 焊接时采用拖尾保护装置，使焊缝整个区域在固态和熔化状态下都受到良好的保护， 直到温室。保护装置的曲率半径应与锆管外径相适应，一达到对焊缝和热影响区的 保护。 （4） 焊接完毕，不允许锤击。 颜色检查
尽量衔接紧密。 4．2．4 焊接保护措施对活泼金属的保护是焊接的关键问题，除保护熔池外，焊接的高温区域及焊丝前端 部都要始终处于惰性气体的有效保护之下。锆材因导热性差，熔池直径较大， 故为增大熔池保护区域，焊 枪喷嘴要适当加大，一般选用内径 16 mm 以上的喷嘴为宜。为了保护 4OO℃ 以上的高温区域，通常是在焊 枪上附加一个拖罩来实现，并且焊缝的背面也要同时采取保护措施。 4-3 锆材的焊接工艺 锆材的特性与钛材相近， 两种金属熔点相差 175℃ ，焊接性较好， 但锆材对保护要求比钛材更高些。以 上经验均可以借鉴采用，具体控制参数可进行调整， 以满足锆材的要求。 4-3．1 纯锆氩弧焊接工艺参数见表 4 (参考件)。 裹 4 锖材焊接工艺参数 壁厚 焊丝直径 焊接电流 电弧电压 焊接速度 氩气流量／(L·min ) 提前送气 (滞后停气) ／mm ／nlrtl ， ， ／(cm·min 一 ) 焊枪 拖罩 背面 ／0 2—4 1．6 50—90 l0～ll 6～l2 提前送 4-8 2．0 60-l20 ll—l2 7-14 l5—60 2 一 l5 25—30 25—30 滞后停 ≥8 2．0 l00—140 ll—l2 6 一 l2 l5~30 提前送气是为置换保护罩和背面保护区内的空气，通入气量不应小于气腔体积的 6 倍。滞后停气是为保证 点温度降至 300℃ 以下再撤除保护，此时焊丝也应在保护中。
锆材焊接工艺课件
锆材焊接工艺
货架
锆材焊接工艺
保护气体应采用高纯度99.999%以上的氩气。 保护装置结构和尺寸应根据接头形式和尺寸确定，用导热性能交好的材料制 成，形状宜与焊件边缘相似，能够贴近焊件表面。 3.3管道下料和坡口制作 管材下料前，应认真熟悉管道单线图，仔细核对材质、规格、尺寸，做好标 记移植。 锆材尽量采用机械方法切割。如车、铣、锯、钻或砂轮切割，也可采用等离 子等热切割方法，此时应留有足够的加工余量，以便除去污染层，并注意保护 管子内外表面、防止火花飞溅灼伤材料表面。当采用砂轮机打磨坡口时，为了 防止锆材表面温度过高，保证焊件表面不变色，需要采用较低的转速进行打磨， 避免有火花飞出，打磨部位周围的母材进行遮盖。焊前，使用锉刀、刮刀等对 机加工或打磨后的坡口边缘进行特殊加工，消除毛刺、凹坑、打磨颗粒等不连 续缺陷。 加工坡口所用工具应为专用，并保持清洁。
锆材焊接工艺
锆材管道焊接
锆材焊接工艺
当母材温度低于15℃时，应对近缝区进行预热，加热可采用远红外电加热， 也可采用喷灯，但应避免火焰直接接触焊接坡口，以防止污染，预热温度应在 18℃以上，焊接层间温度应控制在100℃以下。 钨极氩弧焊采用高频引弧和衰减电流熄弧措施。注意起弧和收弧处质量,收弧 时应将弧坑填满.多层焊的层间接头应错开。 焊接采用小规范，快焊速，并避免焊枪横向摆动，当单道焊缝不能满足焊缝 宽度要求时，可采用压道焊。 焊接过程中，焊丝加热端应始终处于氩气保护区内。灭弧后，焊丝可暂不拿 出焊接区域。如发生污染变色，则应切除至少25mm。 焊接过程中，如发现焊缝及热影响区出现不能允许的污染变色时，应立即停 止焊接，查明原因，采取措施，并经验证确实有效后，方可继续焊接。轻微的 表面变色可用不锈钢丝刷清除。对污染严重的焊接，必须铲除干净，并进行必 要的修复后，方可进行下一步的焊接工作。 焊接过程中，若钨极碰撞熔池或焊丝则应停止焊接，铲除污染的焊肉,磨修或 更换电极。
22108锆及锆合金焊接施工工艺标准
锆及锆合金焊接施工工艺标准QB-CNCEC J22108-20061 适用范围本施工工艺标准适用于锆及锆合金材料手工钨极氩弧焊接作业。
2 施工准备2.1 技术准备2.1.1施工技术资料设计文件(施工图、材料表、标准图、设计说明及技术规定等)及焊接工艺评定。
2.1.2现行施工标准规范ASME《美国机械工程师协会标准》ASTM《美国材料试验协会标准》ASM《美国金属协会标准》AWS《美国焊接协会》AISI《美国钢铁协会标准》ANSI《美国国家标准学会标准》2.1.3施工方案2.1.3.1焊接施工方案、焊接工艺评定报告、焊接工艺指导书根据设计文件及相关标准的要求，编制焊接施工方案，进行焊接工艺评定，并编制焊接工艺指导书。
2.1.4技术及安全交底专业技术人员应按要求向所有焊接人员进行技术及安全交底。
2.1.5专业技术培训从事锆材焊接的焊工应按ASME标准或国内相应的标准、规范及要求进行考试，考试内容及项目应与实际从事的锆材焊接项目相符，焊工考试合格后，方能从事锆材的焊接。
2.2 作业人员2.3 材料的验收与保管2.3.1管材及管件的验收2.3.1.1锆及锆合金材料的管子应符合ASME（SB523 R60702、SB523 R60705、SB658 R60702、SB658 R60705）无缝和焊接管的锆及锆合金技术条件的有关规定。
2.3.1.2 锆及锆合金材料的管子必须具有制造厂的出厂合格证或质量证明书，合格证或质量证明书至少应包括材料牌号、炉批号、化学成份、力学性能、供货状态及订货合同中补充技术要求的质量证明等内容以及国家商检部门认可的检验报告。
2.3.1.3管子应逐根检查其外径及壁厚，其偏差应符合有关标准的规定。
2.3.1.4管子内外表面应光滑、清洁，不得有裂纹、折叠、过腐蚀和划伤等缺陷，如果发现局部缺陷应予清除，清除后其外径和壁厚不得超过规定的负偏差，如有超差应予报废。
2.3.1.5弯头、异径管、三通、焊环等必须有制造厂的合格证或质量证明书，并按设计要求核对其材质、规格、型号，焊环翻边管接头的密封面应平整、光洁，不得有毛刺、径向沟痕及划伤等缺陷存在。
焊接工艺指导书(通用).
19、焊后清理：焊完后必须用扁铲或风铲等工具将飞溅和焊渣清除干净，封闭内腔内的飞溅可不清理，位于部件内腔的焊缝在清理后仍牢固粘附的飞溅允许存在。
编制
审核
批准
年月日
八、焊缝质量的判定：
2、焊缝成形要求：
650～1200 mm/min
手工电弧焊
J506Fe
Φ4
≥4
170～230A
23～30V
——
——
——
J502
Φ5
≥4
220～270A
25～32V
——
——
——
J422
Φ4
≥4
160～220A
22～30V
——
——
——
埋弧焊（双丝）
H10Mn2
Φ2
≥6
——
——
150～220A
29～35V
1000～1500 mm/min
（2）调节焊接电流与电弧电压至最佳匹配点，保证电弧稳定且飞溅最少。
2、选择合理的焊接顺序和焊接位置：
（1）选择焊接顺序要本着控制变形和降低应力集中二者相结合的原则。
（2）要被封闭的焊缝、后续配件装配后影响焊接操作的焊缝（或其中一段）要先焊。
（3）所有焊缝，应尽量通过翻转等手段在平焊位置进行施焊。
3、关于焊缝大小
——
不锈钢
0Cr18Ni9
0Cr18Ni9/GR50/GR80
重要
H1Cr24Ni13
A302/A309
——
铝合金
5083
5083/6061/6082
焊接工艺指导书
焊接工艺指导书
要求由专业技术人员根据实际情况录入
一.焊接工艺指导书
1.焊接基本要求
（1）焊接工艺越简单越好，焊接技术越完善越好，采用无损接头，力求最小化焊接工艺步骤。
（2）确保焊缝的质量可靠，避免在焊接过程中引起损坏。
（4）严格按照批准的焊接工艺文件进行焊接，不得擅自更改，以避免焊缝质量不可靠。
2.焊接工艺准备
（1）认真熟悉焊接工艺文件，了解焊接所需材料、焊条、焊枪，熟悉焊接工具的操作方法，并了解焊接的注意事项。
（2）根据焊接工艺文件确定焊接材料规格型号，质量检查，清除表面杂质、油污和氧化皮，确保焊接材料表面质量。
（3）根据焊接工艺文件确定焊条质量，焊条的粗细、长度和重量应符合焊接工艺文件中的要求。
（4）根据焊接工艺文件确定焊枪质量，焊枪的功率应符合焊接工艺文件中给出的要求。
3.焊接操作
（1）拧紧焊接点和焊缝，以确保焊缝的质量。
（2）焊枪电流大小、焊枪速度和焊枪焊接位置应符。
焊接工艺作业指导书
**有限公司工作标准焊接工艺作业指导书QZ/cc-S0202-20211、目的与范围为指导公司焊接工艺作业,明确焊接工艺操作规程,确保焊接工艺质量，特制定本标准。
本标准规定了焊接方式的选择标准,焊接的基本操作工艺及其相关注意事项等。
本标准适用于**有限公司2、引用标准无3、职责3.1生产管理部负责制定本标准，并按本标准指导监督公司焊接工艺过程的操作。
3.2 品质管理部负责按本标准要求对公司焊接工艺质量进行检测,确保焊接工艺质量满足要求。
4、管理内容与方法4.1 电阻焊(点焊)点焊是焊接装配或搭接接头,并压紧在两电极之间,利用电阻热融化母金属,形成焊点的焊接方法。
点焊分三个阶段：焊件在电极间预先压紧，通电后把焊接区加热到一定温度和在电极压力作用下冷却。
点焊时由于一定直径电极的加压，使被焊工件变形，且仅在焊接区紧密接触形成电流通道，而其它部分不构成电流通道，从而得到极高的电流密度。
4.1.1点焊应用点焊基本应用范围4.1.2当对工件进行点焊时，应遵循如下原则：（1）尽量缩短二次回路的长度及缩小二次回路所包含的空间面积，以节省能耗；（2）尽量避免伸入二次回路铁磁体体积的变化，以恒定焊接质量。
4.2 电焊电焊主要利用其热能来熔化焊接材料和母材，达到连接金属的目的。
焊接电弧发生在电极和工件之间，是电场通过两极之间气体空间进行持续放电，即所谓气体放电现象。
通过电能放电将电能转化为热能、机械能和光能。
4.2.1焊条的选用及其要点4.2.1.1对焊接材料的力学性能和化学成分要求者：对于普通结构钢，通常要求焊缝金属与母材等强度，应选用抗拉强度等于或稍高于母材的焊条；对于合金结构钢，通常也要求焊缝金属的力学性能与母材金属相同或相近。
4.2.1.2对焊件的使用性能和工作条件要求者：对承受载荷和冲击载荷的焊件，除满足强度要求外，还要保证焊缝金属具有较高的冲击韧性和塑性，应选用塑性和韧性指标较高的低氢焊条；接触腐蚀介质的焊件，应根据介质的性质及腐蚀特性，应选用相应的不锈钢类焊条或其它耐腐蚀焊条。
锆材(zr702)焊接施工工艺(附图)_secret
锆材（Zr702）焊接摘要：江苏XX（集团）60万吨/年醋酸三期工程由于工艺介质腐蚀性较强，在生产中使用了较多的耐腐蚀性较强的锆材，且锆材管道的规格有21种，壁厚等级有SCH10S,SCH40S,SCH80S三个等级，焊接条件各不相同，所以锆材的焊接情况将直接关系到装置的稳定生产。
本文将主要介绍锆材的特性，锆材的焊接及锆材焊接过程中的技术进步。
关键词：锆材，焊接，技术进步1 引言1.1锆材介绍锆是化学元素周期表第Ⅳ-B族元素，锆及锆合金是一种银色稀有金属，它具有熔点高（1850℃），密度适中（6.5g/cm3），良好的强度及塑性匹配。
锆与钛一样在诸多酸碱介质中表现出优良的耐蚀性能，因此锆和锆合金也是一种优秀的化工耐蚀结构材料。
锆和高合金的加工材共有5种牌号，它们中的每一种都具有优良的耐蚀性能，这几种牌号材料的物理和力学性能仅有略微的差别，在化工中广泛应用的主要是Zr702和Zr705两种，其中Zr702是工业纯锆，它是95.5-99.2%的锆和铪组成，其中铪的最大含量为4.5%，Zr705是含有2.5%铌的锆合金。
江苏XX（集团）60万吨/年醋酸三期工程使用的是牌号为Zr702的工业纯锆。
1.2锆材在醋酸生产过程中的应用甲醇羰基化醋酸工艺技术是当今国际上先进的醋酸生产技术，该技术在国内开发的较迟，但由于其原料来源于煤，符合我国煤多油少的资源优势，且成本较其它工艺方法低，目前已成为国内醋酸生产的方向。
由于工艺介质腐蚀性较强，在装置中使用了较多的锆和哈氏合金材料，这些耐蚀材料的腐蚀情况将直接关系到装置的稳定生产和国内醋酸工业的发展。
锆在醋酸生产中的主要用于生产化工设备包括换热器、冷凝器、汽提塔、反应容器、泵、阀门及管道。
锆的耐腐蚀特性能够大大延长设备及管道的使用寿命，进而降低维修费用，并且将生产停产时间最短化。
江苏XX（集团）有限公司是国内最先开发使用该醋酸工艺的公司，其装置自1998年运行以来，至今已有12个年头,效果较好。
锆及哈氏合金管道焊接作业指导书
锆及哈氏合金管道焊接作业指导书1 编制说明1.1 适用范围本方案适用于XXXXXXXXXX15万吨/年醋酸主装置醋酸车间工艺管道工程项目的锆及哈氏合金等特种材料的管道焊接施工。
1.2 编制依据1.2.1 ASME第Ⅸ卷1.2.2 GBJ50235《工业管道工程施工及验收规范》1.2.3 GBJ50236《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》1.2.4设计指定规范2 工程概况2.1 概述醋酸装置由一氧化碳车间及醋酸车间组成。
这次投标的为醋酸车间合成（210A）、分离（210B）、回收（210C）、中间管廊（210D）、密封液（210E）和中间贮槽区（210F）等工段组成。
由于醋酸工艺的特点，其物料腐蚀性很强，设备、管道、伐门及仪表等需采用价格昂贵的特种合金材料。
醋酸工程由于特殊性及介质腐蚀性，采用稀贵金属锆材和特殊镍基合金材料制作设备和管道，工程大量使用锆702，哈氏B-3，哈氏C-276材料。
锆702及哈氏合金的主要化学成份及机械性能见下表。
以上数据来源，ASME1989第4卷，管材部分。
2.2 材料焊接特点A、锆材锆及锆合金具有优异的核性能，良好的抗高温水和蒸汽腐蚀性能，广泛的应用于核动力工程，锆及锆合金在许多有机酸、无机酸、强碱和熔融盐中具有优异的耐蚀性和导热性，是优异的化工耐蚀结构材料，纯锆熔点达1852℃，焊接需要采用大能量热源，但在高温下化学活性很大，极易与空气中的氧、氢、氮发生反应，使其机械性能与耐蚀性能急剧降低，当被加热到焊接温度时，很容易溶解其表面的氧化物，还与大多数元素——包括陶瓷发生反应。
锆和锆合金在200℃开始吸收氧，300℃开始吸收氢，400℃开始吸收氮，对焊接条件的变化极为敏感，焊接技术的关键是焊前金属表面的清理和焊接高温条件下的隋性气体保护。
国内核工业系统在核反应堆燃料芯棒护套等小范围锆材料焊接中，多采用真空电子束焊或隋性气体保护小室内焊接工艺，现场条件下大规模化工管道焊接很难实现。
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锆材焊接工艺指导书1概述锆是化学性质非常活泼的元素，在高温下极易与大气中的各种气体发生反应，耐腐蚀，在石油、化工、核能等行业都有使用。
在锆焊接时，焊缝和热影响区易被空气中的氧、氢、氮等元素污染，生成硬而脆的化合物，并产生脆性的针状组织，使焊接接头的硬度、强度升高，塑性下降，耐蚀性能也大幅下降。
因此锆焊接时应对熔池、焊缝和热影响区进行充分的保护以完全隔绝空气。
锆材的焊接一般用钨极惰性气体保护焊，其他的焊接方法包括：电子束焊、等离子弧焊和电阻焊等。
它的焊接性能和钛金属焊接比较接近，由于锆的热膨胀系数和弹性模量小，因而焊接变形和焊缝残余应力比较小。
在不受污染的情况下，焊缝不易出现结晶裂纹和冷裂纹。
锆在高温下一般容易与大气发生反应，在200℃就开始吸收氧，300℃吸收氢，400℃吸收氮，温度越高反应的强度越剧烈。
锆焊接的另一个主要问题就是焊缝容易过于软化而导致焊件错动，根部焊道容易烧穿，因此焊接锆时，应合适地固定焊件并尽量采用双面焊。
除钛、铌、银、钒之外，锆不能和其它金属直接焊接。
2焊材的选用与焊接环境要求2.1 焊材的选择锆与锆合金采用的钨极氩弧焊焊接选用的焊丝一般与母材相同。
其外观必须光滑、圆整，不允许存在毛刺、皱皮、重叠、裂纹、孔隙等缺陷，必要时进行金相微观检查，不允许存在偏析、夹渣等缺陷。
下表是常用锆与锆合金焊接推荐选用的焊丝。
(1) 设立专用的预制场地，同时焊接场所应保持清洁、干燥。
(2) 环境温度应大于5℃(3) 焊接场所严禁有黑色金属焊接、切割、打磨等工作。
(4) 现场焊接时应有防风，防雨措施，当风速大于0.5m/s，相对湿度大于80%，禁止施焊。
3准备3.1 人员从事锆材施工的人员必须掌握锆材的特殊物理性能和化学性能的知识，并在此基础上正确从事锆材的搬运、切割、组对等工作。
3.2 焊件的坡口型式和组对在一般情况下坡口型式和尺寸的选用应重点考虑，遵守易于保证焊接接头质量，减少填充金属量，便于操作和减少焊接变形等原则。
当设计无规定时焊件的坡口型式和尺寸可参照图1。
图1 锆材焊接坡口型式3.3 锆材的清理锆材管子切割前应核对材质和规格，并做好材质标记的移植工作。
应使用无腐蚀的记号笔，严禁打钢印。
锆材切割应使用机械方法，若使用等离子或砂轮切割，切割时管子转动，使其始终处于最佳位置，采用等离子切割时应采取措施保护管子内外表面，以防表面被火花灼伤，并用机械方法去除污染层。
经常清理工具上的污物，每次使用前应清洁，无任何杂物。
锆材管子无论用机械加工或锯切后，还应使用锉刀修磨切口，然后用不锈钢刷或电动不锈钢丝轮等工具，进一步加工，使坡口表面平整光滑，无毛刺、凹坑、沙粒等缺陷。
管子、管件最对过程中，不允许强力组对，严禁锤击或划伤材料表面。
3.4 定位焊由于锆材焊接时液态金属流动性特别好，管子坡口组对装配时钝边、间隙应严格按工艺指导书规定，以免焊接时烧穿。
管子管件定位焊的工艺措施及焊接材料应与正式焊接一致，点焊高度不得超过管壁厚的2/3，定位焊的焊缝不得有裂纹、气孔或不允许存在的氧化变色等缺陷，否则应打磨。
4焊接4.1 焊前清理锆材的切割和坡口加工，可以采用机械方法，也可以采用氧-乙炔焰、等离子弧等热切割方法，但热切割会产生强烈的火烟，切口周边材料被严重污染，必须打磨清除，造成浪费。
因此在切割工件时，尽可能采用机械方法，如锯、车、铣、钻、刨等加工方法，配合水冷却液降温，避免温升造成材料损伤。
坡口周边25mm内外表面较厚的氧化膜，可使用锉刀、电磨、砂轮机进行清理。
坡口表面应光洁，无毛刺、凹坑、残存沙粒等缺陷，最后还应使用不锈钢钢丝刷仔细清理。
加工使用的工具应为专用，保持清洁。
加工产生的屑、沫堆积在空气中会产生自燃，应存放在盛水的容器中。
另外在加工完成的坡口周边75mm范围内外表面，还应使用合适的溶剂（丙酮、酒精）擦洗，出去油脂、水分、灰尘，擦洗应采用干净的海绵或白绸布，不得使用毛巾，棉纱。
不允许带橡胶手套。
清洗过程中应反复擦拭焊件直到海绵上无污色为止。
清洗好的焊件应立即焊接，焊件置放时间不得超过8h，否则应再次清理。
填充焊丝使用前应用溶剂清除表面上的油脂，残留润滑剂和灰尘等污物，清理好的焊丝应放在干燥和干净的场所保存4.2 焊接工艺参数见表1。
表1 锆及锆合金钨极氩弧焊工艺参数（1）焊接用气体为纯氩，氩气纯度应达到99.99%，当瓶装氩气压力低于0.1 Mpa时，应停止使用。
（2）钨极在施焊前应修磨成如图2所示的形状。
图2 钨极磨制的形状（3）钨极氩弧焊电源采用直流正接。
（4）板材焊接时应尽可能在平焊位置。
管材焊接时尽量采用转动焊。
（5）当母材温度低于15℃时，应对母材进行预热，预热温度为20℃左右，焊接时层间温度应控制在100℃以下。
（6）钨极氩弧焊采用高频引弧和熄弧电流衰减措施，注意引弧和收弧质量。
在起弧之前，先给焊枪送几秒钟的气体（拖尾保护送气时间可长些时间），熄弧应通过电流衰减来完成，在终止电流之后，焊矩应继续保持在焊接熔池之上，直到金属冷却，拖尾和背面保护送气应继续进行，直到焊缝和热影响区冷却到300℃以下为止。
如果送气时间不够，焊缝将是淡黄色或蓝颜色。
（7）对于手工送丝来说，焊丝应连续地送入熔池。
断续送丝可能导致从保护的惰性气体中得出热焊丝端头，如果焊丝不注意从保护的惰性气体中取出，则该端头应剪去25mm左右清除污染的金属，才能继续施焊。
（8）如果熔敷焊缝金属呈银白色，则不要求层间清洗，淡黄色或淡蓝色应使用干净的奥氏体不锈钢刷擦去。
在继续进行焊接之前，污染的焊缝应采用打磨和仔细的清洗法全部擦去。
对污染严重的焊缝必须铲除干净，并进行必要的修复方可进行下一步焊接工作。
（9）保护装置及拖罩的结构和尺寸应根据接头形式和构件尺寸确定。
用导热性能较好的材料制成，形状宜与焊件边缘相似并能够贴近焊件表面。
（10）应用独立的气路提供各区域的保护气体，保护气输送时应保持均匀，非絮流并不相互干扰，气路中不允许残留水分和任何泄漏，气路管道不允许采用橡胶管或其他吸潮材料管子。
（11）焊接过程中，若钨极碰触焊丝或焊缝，应停止焊接，铲除污染的焊肉、修磨或更换钨极。
（12）若需双面焊接时，应采用机械方法清除焊根，直至显露出没有任何缺陷的焊缝金属。
4.4 焊缝背面及焊接区域高于300℃以上的部位保护的方式管道焊缝背面气体保护一般采用管堵造成密闭气室，管堵应留有进气孔和出气孔，以便进气和排气，管堵应与内壁贴合无缝隙，并尽量将焊接时高于300℃区域焊缝区域全部包括，具体形式见下图3 。
板对接焊缝背面气体保护采用垫板，具体结构形式见下图4。
图3 堵管形成保护气体小室图4 板对接焊缝背面保护4.5 焊缝后拖保护装置焊缝后拖保护一般采用拖罩，小型轻便拖罩可以和焊枪连在一起，焊接时可以直接起到保护作用，也可由另外一个人单独手持拖罩跟踪操作保护。
拖罩应由导热性能好的材料制成，如铜、铝等，拖罩的形状、尺寸、曲率半径应根据管径、焊口形式制作，不得有缝隙，四周应圆滑。
必要时罩内可增加通水冷却散热，具体形式见下图5。
图5 焊缝后拖保护装置5 锆管焊接实例（1）坡口形式。
如图6。
图6 锆管焊接坡口图7 焊枪喷嘴的保护（2）焊接电源。
北京时代钨极脉冲氩弧焊机，该焊机具有高频引弧，电流衰减及提前送气和延时断气等功能。
焊接时采用直流正接方式。
焊接用电极为φ2.4铈钨极，锆焊接时，电极伸出过长，会影响主保护效果，在不影响观察熔池的情况下，电极伸出应尽量缩短，电极伸长限制在12mm以下。
电弧长度约为2mm左右。
喷嘴可用辅助保护气体进行相关的保护，见图7。
主喷嘴直径大小将直接影响熔池金属保护效果。
分别采用φ12mm,φ18mm和φ30mm 内径的喷嘴在锆板上进行点焊试验，发现φ18mm比φ12mm喷嘴对熔池保护的范围要大，效果也好，当进一步增大到φ30mm时，影响不大。
最后采用喷嘴内径为φ18mm。
为了使保护气体分布均匀和形成层流形式，在喷嘴内设置了两层80目铁丝网。
（3）热态焊缝和邻近母材的保护装置。
在熔池之后的热态焊缝和邻近的母材需要用辅助的气体保护装置进行保护。
保护装置设计不仅要能够达到良好的保护，而且要方便操作，这是锆焊接的技术诀窍之一，如图8。
图8 焊接管道尾部拖罩保护图（4）焊接电流。
锆熔点比钛高，焊接电流相应要高。
由于锆焊接速度很快，电流如果小，焊丝熔化不开，焊道成形会较差，往往会造成未熔合缺陷。
此外，提高电流也有利于气体从熔池中逸出，减少焊缝中气孔形成倾向。
但电流过大，焊缝在高温阶段停留时间过长，给保护带来困难，焊缝和热影响区晶粒也变大。
（5）焊接速度。
焊接速度是关系到施焊区是否会变色的关键因素，应根据保护效果选择合适的焊接速度。
（6）层间温度。
层间温度高，焊缝冷却速度就会慢，焊缝氧化的可能性增大。
90℃以下层间温度对焊缝表面颜色没有明显的影响，超过100℃层间温度时，焊缝表面有微黄出现。
为此中层间温度限制在90℃以下。
表2为锆管焊接实例焊接工艺参数。
6 焊后质量检验（1）锆焊缝可采用液体渗透探伤、X射线进行检验，应没有裂纹、咬边、未焊透和超标的气孔存在。
（2）暴露在空气中的锆，在不同的温度下，表面将形成ZrO或Zr2O3或ZrO2等氧化膜，从而呈现不同的表面颜色，如表面形成氧化膜很薄，用不锈钢丝刷清除即可，对性能影响不大。
从深蓝色到灰白或白粉末状则表明焊缝金属受到严重的污染，必须全部铲掉焊缝金属和临近的母材。
对于焊缝表面的颜色，比如银白色仅仅是拖尾保护有效性的一种显示，而不能保证焊矩保护是适当的。
淡黄到淡蓝色通常表示焊缝保护温度低于约538℃，这种颜色在继续进行焊接之前必须用钢丝刷刷去。
下面的颜色表示污染程度增加：淡黄色深黄色表面氧化皮：用钢丝刷刷去淡蓝色深蓝色金属污染灰蓝色采用打磨除去并补焊灰色白色（松散的附着物）一般的说，一直到淡蓝色的颜色可以用钢丝刷来除去。
深蓝色的颜色一般表示污染程度比较严重。
如果想要使焊缝获得一个有效的延展性，必须打磨掉焊缝污染的表面及金属相邻的区域并补焊。
灰色或白色是焊炬或拖尾保护失效的一种显示，而且必须除去。
表面颜色仅仅给出了表面氧化层的厚度，但由于锆氧化层在高温下（超过649℃）被金属熔解掉，厚的氧化层是焊缝本身受到污染的一种很好的显示。
（3）焊炬保护。
建议用取掉附加保护气体试验来检查焊炬保护。
这种检验应在每个工作日的开始和焊接期间定期地进行。
在一块干净的废的锆材上起弧，并稳定地保持电弧直到小的熔池在焊炬喷咀下形成为止。
然后通过降低电流或开关来熄弧，熄弧之后焊炬保持不动直到熔池冷却为止。
焊炬气体中来自空气或漏水的杂质，或不纯或干扰的保护气体将会导致热影响区变色。
（4）弯曲试验。
检验延展性的一种简单的弯曲试验，在焊缝污染的检验中也是有效的。
虽然可以采用面弯和背弯等复杂的方法，也可加工一条两个锆窄条之间简单的对接焊缝，然后将其固定在一个台钳上用弯轴进行弯曲。