钢质管道焊接技术与焊工考试简介

钢质管道焊接技术与焊工考试简介

一、焊接的概念

定义：通过加热、加热熔化加压的方法，或加热加压两者并用的方法，得到永久牢固的联接。

二、焊接分类

1、熔化焊：

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。

埋弧焊特点：线能量小，焊剂包住电弧。

三、焊接结构的优缺点

优点：结构轻，节省材料，接头密封性好，生产效率高，易于自动化；

缺点：产生残余应力，容易变形，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、焊接材料：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、焊条类型

按冶金特点：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、碱性焊条的特点：

（1）酸性焊条：

优点：J422（20＃钢），电弧柔和，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；对工件处理要求低（油锈水），产生气孔的概率低，交直流两用。

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

（2）碱性焊条：J507（16MnR）

优点：塑性、韧性好，抗裂性好，药皮有脱氧、渗合金；

缺点：操作难度大（短弧操作、10mm以内），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、保管要求高，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度恒温保存。

一般用于直流反接。

五、电源的特性

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、电弧的稳定性：直流好于交流。药皮的影响：油、锈水影响电弧的稳定。

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、考虑药皮类型、电源种类、熔敷金属的强度、焊接位置，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表示焊接位置，0、1表示全位置，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。

L360（X52）

L415（X60）AWS E7048（E8010）低氢钾型，位置：F、OH、H、V-down。

2、、焊条的牌号：

结构钢焊条：J表示结构钢，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：偏心度、强度检查：从半人高掉到厚度为14mm的钢板上药皮破损长度不大于30%为合格，不锈钢焊条破损不大于40%为合格。

4、焊条的保管：温度大于5度，相对湿度小于60%。

一级库：采购后进入一级库（有温湿度控制）；

焊材摆放：距离地面30CM以上，铺木地板，温湿度每天有人签字。

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、焊条选用的原则

根据被焊工件的化学成份、力学性能、焊接性能、并结合结构特点、使用条件及焊接方法，综合选用焊材。

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选用焊条。

化学成份相同或相近：符合或接近母材的化学成份。

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）A102 Cr18NI9

20＃与16MnR选J427经济

按低匹配原则选用焊条。不同强度的C素钢、低合金钢选用应保证力学性能，按低匹配，如20＃与16MnR上限不超过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，焊缝两侧没有熔化的区域，受焊缝热源影响作用而发生组织变化的区域（HAZ）。

不完全熔化区（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区域。是影响接头性能的关键。

正火区：AC3-1100度，晶粒细小，机械性能好。

部分相变区：P+F A（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、概念：在产品焊接之前，以钢材焊接性能试验为基础，结合焊材特点，拟定焊接工艺评定，对试件进行评定、试验，从而确定焊接工艺能否保证焊接接头具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《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》

SY/T0452《石油天然气金属管道焊接工艺评定》

根据设计要求选用相应标准

JB4708-2005《钢制压力容器焊接工艺评定》，包括气瓶、压力容器、压力管道、锅炉。

3、评定过程：拟定作业指导书（WPS）、焊接试件、无损检测、力学性能、晶间腐蚀；汇总试验数据；编制评定报告（PQR）。

4、如何检查焊接工艺评定报告：材料质保书、施焊人员是否为本单位人员；

经业主同意，同级单位可以相互替代使用，但要有评定单位授权，有使用单位签认（质量负责人）；同一质保体系内可使用。

4、焊接工艺评定三大要素：

（1）重要因素：影响焊接接头强度和弯曲性能；

（2）补加因素：影响焊接接头的冲击韧性；

（3）次要因素：对力学性能无明显影响的因素。

低氢可以代替非低氢，反过来就不行。如设计用J427，则不能用J422代J427，因为冲击韧相较大。

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

5、评定规则：

（1）当变更任何一个重要因素时要重新评定；

（2）当变更一个补加因素要补做冲击韧试验；

（3）当变更次要因素，重新编制工艺指导书；

（4）对接评定：管子适用板材，反之亦可，适用角焊缝；骑座式适用于承插式角焊缝。

6、工艺评定适用范围：SY/T0452-2002标准

Q235B 要做冲击值。

十一、母材的分类分组

1、国外材料每种都要做，不能代替。

2、工评替代原则：A、同组之间当重要因素、补加因素不变时，可以替代（如L290、

L245、20号钢）；

B、同类别：高组别适用于高组别与低组别所组成的接头；

3、不同类别：即使各自评定合格，也不能相互替代。例如对Ⅱ类（或组别号为Ⅵ-Ⅰ、Ⅵ-Ⅱ）的同钢号母材的评定适用于该类别号（或该组别号）母材与类别号Ⅰ的母材