1、1、壓力容器焊接基礎(chǔ)，2，1，介紹了常用的焊接方法和原理，3，1.1電極焊接弧，第一，電極弧焊的基本原理電極弧焊一般縮寫為SMAW。電極弧焊是手動(dòng)操作電極進(jìn)行焊接的弧焊方法。電極弧焊工藝如圖所示。氣體渣復(fù)合保護(hù)熔化焊。4、5、6、焊條電弧焊接使用焊條和工件之間生成的電弧熱加熱工件和焊條進(jìn)行焊接。焊條電弧焊的特點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單，易于維護(hù)，使用靈活，可在室內(nèi)、室外、高空等多個(gè)位置進(jìn)行焊接。材料適應(yīng)性強(qiáng)，可焊接在碳鋼、低合金鋼、耐熱鋼、低溫鋼、不銹鋼等。7，在鍋爐和壓力容器及其他設(shè)備制造中，電極弧焊主要用于設(shè)備內(nèi)部附件的焊接和支持、接管和孔加固等部件的焊接。對(duì)于單個(gè)生產(chǎn)設(shè)備，其他焊接也包括焊條弧焊、8、

2、用于焊條弧焊的工具1、焊接夾具(300A、500A) 300A、500A兩種要求的絕緣2、掩碼/護(hù)目鏡、9、3、電極絕緣氣缸、10、(2)電極利用率低。(3)焊接質(zhì)量的好壞很大程度上受焊工操作水平的影響。18，1.2埋弧焊自動(dòng)焊接，埋弧焊原理是電弧復(fù)蓋顆粒焊劑保護(hù)層燃燒，電弧光不暴露，使用電弧生成熱熔化鋼絲、焊劑和母材金屬形成焊接的方法。19，20，埋弧自動(dòng)焊和電極弧焊具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)生產(chǎn)效率高(2)質(zhì)量和可靠性高，特別是焊接表面干凈美觀；(3)自動(dòng)化水平高，釬焊層有效地切斷有害光輻射，改善焊工的工作條件；(4)熔體深度高，鋼絲利用率高，焊接材料節(jié)約；(5)生產(chǎn)效率高。改善工作條件埋弧自動(dòng)

3、焊接的缺點(diǎn)是，僅適用于安裝空間大、設(shè)備成本高和焊接位置的焊接。21、埋弧自動(dòng)焊接特別適用于厚度10mm以上的壓縮殼體縱向和環(huán)縫焊接?？梢院附犹间摵偷秃辖痄摗⒛蜔徜摵筒讳P鋼等。22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、1.3.1 TIG焊接，通常也稱為非熔膠氣體保護(hù)焊接。使用未熔化的電極(鎢條)和焊接部件之間的電弧作為熱源，電極和電弧區(qū)以及熔化金屬受到氬氣保護(hù)層的保護(hù)，以便與空氣分離。33、TIG焊接具有以下獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)：惰性氣體對(duì)任何金屬?zèng)]有化學(xué)反應(yīng)，熔池金屬?zèng)]有冶金變化。氬弧具有相當(dāng)好的穩(wěn)定性。氬弧熱集中，滲透能力強(qiáng)。34，TIG焊接的缺點(diǎn)：鎢無法承受電流，過多的電流導(dǎo)致

4、鎢的熔化和蒸發(fā)；氬氣和鎢極價(jià)格昂貴，比其他常規(guī)焊接方法成本高。因此，請(qǐng)僅在對(duì)焊接質(zhì)量要求特別高的情況下使用。35，在鍋爐和壓力容器制造中，TIG焊接主要用于需要完全焊接的薄壁管焊接、厚壁管和接管背焊接以及不銹鋼管和板材成型。換熱器管子和管板焊接和容器回焊也使用TIG焊接。用TIG焊接代替焊條弧焊，容器和管道的環(huán)密封焊接可以單面焊，質(zhì)量好，工作效率高。36，1.3.2熔化氣體保護(hù)焊，根據(jù)保護(hù)氣體的種類，熔化氣體保護(hù)焊包括熔化惰性氣體保護(hù)弧焊(以下簡(jiǎn)稱MIG)、熔化氧化性混合氣體保護(hù)弧焊(MAG)和二氧化碳?xì)怏w保護(hù)弧焊(以下簡(jiǎn)稱CO2焊接)。熔化極氣體保護(hù)焊縫的熱源是可熔化導(dǎo)線和焊工之間的保護(hù)氣氛

5、中產(chǎn)生的電弧。使用電弧熱效應(yīng)引起的熱形成焊接接頭，加熱和熔化電線和工件金屬，達(dá)到連接工件的目的。37，38，39，40，41，42，43，44，2焊接缺陷類型和危險(xiǎn)，2.1焊接缺陷類型典型的焊接缺陷包括咬、凹陷、焊接物種、氣孔、夾渣、裂紋、成本折、不熔等。通常，根據(jù)焊接中缺陷的位置，分為外部缺陷和內(nèi)部缺陷兩類。45，46，外部缺陷主要是與焊接工藝和操作技術(shù)水平相關(guān)的表面裂紋、表面氣孔、咬、凹陷、溢流、火炬、弧形坑等。還有外觀和大小不匹配的外部缺陷，例如錯(cuò)誤的邊、邊變形和外偏移量。47，內(nèi)部缺陷包括氣孔，礦渣，裂紋，成本接觸，非融合等。48，2.2焊接缺陷的危險(xiǎn)焊接缺陷對(duì)設(shè)備的影響主要是在缺陷周

6、圍產(chǎn)生應(yīng)力集中。在嚴(yán)重的情況下，將繼續(xù)擴(kuò)展，直到原始缺陷破裂。同時(shí)，焊接缺陷對(duì)疲勞強(qiáng)度、脆性斷裂和應(yīng)力腐蝕開裂有很大影響，由于各種形式缺陷引起的應(yīng)力集中度不同，對(duì)結(jié)構(gòu)的影響也不同。49，焊接缺陷引起的應(yīng)力集中焊接缺陷對(duì)脆性破壞的影響焊接缺陷對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響焊接缺陷對(duì)應(yīng)力腐蝕裂紋的影響，50，51，52，53，54，2.3焊接裂紋，裂紋是焊接結(jié)構(gòu)中比較常見但非常嚴(yán)重的缺陷之一。嚴(yán)重裂紋明顯削弱容器的承載能力和耐腐蝕性。開始不是很嚴(yán)重，但是如果裂紋尖端有應(yīng)力集中，由于低溫、交變或沖擊載荷的作用，裂紋可能會(huì)擴(kuò)展，突然變得易碎。裂縫引起的事故在國(guó)內(nèi)，在外面也不少。55，焊接裂紋可能發(fā)生在焊接區(qū)域或熱影

7、響區(qū)域或融合中。有時(shí)出現(xiàn)縱向裂紋，有時(shí)出現(xiàn)橫向裂紋。破弧出現(xiàn)火災(zāi)裂縫，也稱為弧英尺裂縫。從產(chǎn)生裂紋的本質(zhì)來看，大致可分為熱裂紋和冷卻裂紋兩大類。56，57，58，59，2.4熱裂紋，也稱為結(jié)晶裂紋，熱裂紋是在焊接凝固或高溫時(shí)形成的。其外觀特征具有晶界破壞特性，在大多數(shù)情況下，裂紋表面具有強(qiáng)氧化的顏色(深藍(lán)色或黑色)。更多焊縫，有時(shí)也出現(xiàn)在熱影響區(qū)域。熱裂紋分為微裂紋和宏觀裂紋兩種，沿晶界分布，不入裂紋為熱裂紋。60，影響因素?zé)崃鸭y形成主要由兩個(gè)因素決定：冶金因素：主要是化學(xué)成分、雜質(zhì)分布、粒度和方向、變形速度等。第二主要取決于金屬的膨脹系數(shù)、焊接接頭的剛度、焊接位置和焊接溫度分布。61、防止裂

8、紋的對(duì)策應(yīng)嚴(yán)格控制焊接化學(xué)成分，限制碳、硫、磷含量，如果這些措施還不能避免熱裂紋，則應(yīng)采取焊接前預(yù)熱、熱追蹤、用大線材能量焊接(但不要使焊接幾何系數(shù)小)和盡量減少焊接部件的剛度等技術(shù)措施。62，2.5冷裂紋，3.2.2.1冷裂紋的特征冷裂紋是淬火鋼中最容易發(fā)生的焊接缺陷，包括焊接高強(qiáng)度鋼、中合金鋼和中碳鋼。它與熱裂紋有本質(zhì)的區(qū)別。焊接金屬凝固后，特征通常是在馬氏體轉(zhuǎn)變溫度以下或常溫下發(fā)生。主要發(fā)生在熱影響區(qū)，有時(shí)發(fā)生在焊接區(qū)。63，經(jīng)常延遲。與焊接后立即發(fā)生冷裂紋相反，還有焊接后發(fā)生數(shù)小時(shí)、數(shù)十小時(shí)或更長(zhǎng)時(shí)間的鋼。焊接后立即發(fā)生的這種類型的冷裂紋也稱為延遲裂紋，是冷裂紋中更常見的形式。由于在制

9、造過程中未檢測(cè)到，因此顯示出更危險(xiǎn)的性能。裂紋表面沒有明顯的氧化顏色，是脆性嘴破裂。64，其原因是冷裂紋的發(fā)生實(shí)質(zhì)上是焊接接頭的氫和焊接應(yīng)力相結(jié)合的焊接零件的熱影響區(qū)域的低塑性組織。(1)淬火作用(2)氫的作用(3)焊接應(yīng)力的作用，65，概括地說，冷裂紋是上述三個(gè)因素綜合作用的結(jié)果，排除或消除其中任何一個(gè)因素都有利于冷裂紋。如果只有一個(gè)因素存在，也不會(huì)出現(xiàn)冷裂紋，這是防止冷裂紋的基本起點(diǎn)。66，冷裂紋預(yù)防措施(1)焊接氫含量最小化(2)預(yù)熱、熱焊后熱處理和大線能量應(yīng)用焊接有助于減少氫逸出和淬火傾向。(3)嚴(yán)格控制母料中磷的含量，防止冷脆。(4)采取措施降低焊接殘余應(yīng)力。67，3。壓力容器焊接接

10、頭的分類、鍋爐鼓、管道和各種壓力容器是具有相似焊接接頭結(jié)構(gòu)和要求的壓縮殼體。根據(jù)應(yīng)力狀態(tài)及其位置，裝置中的熔接接合可以分為六個(gè)品類：a、b、c、d、e和f。其中，a、b、c、d四個(gè)品類是在壓縮罩中承受直接壓力負(fù)載的接頭。e類是未壓縮元素和壓縮外殼之間的連接，不承受壓力載荷。類f是壓縮元素表面的表面接頭，通常具有壓力厚度不包含的耐磨性或防腐作用。68，69，3.1類壓力容器焊接接頭的特性和設(shè)計(jì)要求，a類，b類接頭壓力容器的a類，b類焊接接頭，主要是外殼的縱向和環(huán)形對(duì)接接頭，壓力外殼的主軸承焊接接頭，這些接頭要求完全焊透結(jié)構(gòu)，并且應(yīng)盡可能使用雙面焊縫的全焊透對(duì)接接頭。由于結(jié)構(gòu)尺寸限制，可以只在一側(cè)

11、焊接，也可以使用截面坡口接頭，但要確保形成與雙側(cè)焊縫相對(duì)應(yīng)的完全焊透對(duì)接接頭。為此，使用焊接工藝(例如氬弧焊)完成完全通過的焊道焊道，或在焊接背面添加襯墊，以確保焊接根完全穿透或形成良好。70、71、相鄰焊接接頭中焊接殘余應(yīng)力的重疊和熱影響區(qū)域的重疊，壓力容器的a類或b類接頭之間的距離必須至少為最小壁厚的3倍，小于100mm。也不能使用相交焊接，并且不能在a類、b類接頭及其附近打開管道孔。如果管密度必須在a，b型接頭上打開，則開口部分焊縫需要100%射線或超聲波探傷，正確處理多馀缺陷，然后進(jìn)行焊接接管。容器體和頭的a類、b類接頭應(yīng)放置在不直接作用于局部彎曲應(yīng)力的部分。負(fù)載下，如果壓縮組合彎曲，

12、使熔接根受到彎曲應(yīng)力，則熔接不應(yīng)以剖面對(duì)接接合或直角充填。72、A和b對(duì)接接頭都必須按照GB150的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行部分或全部射線或超聲波探傷檢查。其中，a型接頭上的氣缸縱向焊縫也作為焊接質(zhì)量的實(shí)證，應(yīng)根據(jù)GB150的要求用作焊接試板，b型接頭一般不用作焊接試板。73，3.2類c連接器，法蘭和桶或接管使用的c類連接器最多。凸緣的厚度由添加的彎矩引起的剛度和強(qiáng)度計(jì)算確定，因此比外殼或接管壁厚得多。對(duì)于這些接頭，您可以使用局部-穿透t接頭，而不需要完整-貫穿結(jié)構(gòu)，低壓容器中的小直徑凸緣甚至可以使用非凹槽圓角熔接接頭，但必須在凸緣內(nèi)外密封，以防止凸緣的熔接變形，并確保凸緣所需的剛性。74，不使用平頭、管

13、板與汽缸本體接合類型c、高工作應(yīng)力、復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)、全熔接貫穿或?qū)咏雍吓c測(cè)試需求、搭、圓角熔接。要減少角焊縫腳趾部分的應(yīng)力集中，可以根據(jù)需要加工圓角，最小圓角半徑為0.25倍的圓柱殼或接管壁厚度小于4.5mm。d類接頭主要是在壓力容器和鍋爐等工藝設(shè)備上接管殼體和加強(qiáng)環(huán)與殼體之間的連接焊縫，應(yīng)力狀態(tài)差，a類、b類接頭復(fù)雜，在載荷作用下應(yīng)力集中程度較大。壁厚大時(shí)，d類聯(lián)接的約束度相當(dāng)大，焊接殘余應(yīng)力大，容易出現(xiàn)裂紋等缺陷，因此對(duì)交變載荷壓力容器、低溫壓力容器、厚壁壓力容器和高強(qiáng)度鋼壓力容器的影響更大。一般來說，開口的直徑越大，對(duì)容器安全的不利影響也越大，接管與外殼的連接結(jié)構(gòu)不同，其不利影響也不同。

14、76，壓力容器中的典型d類接頭由插件t類接頭、批次接管和凸緣的角接頭等組成。其中插件t型連接分為帶加強(qiáng)環(huán)的t型連接和不經(jīng)常加強(qiáng)的t型連接。77，78，79，80，3.4壓力容器焊接接頭坡口設(shè)計(jì)，壓力容器和鍋爐等設(shè)備的焊接接頭焊接，壁厚較大時(shí)設(shè)置坡口。其目的是通過所有焊縫，減少或避免焊縫缺陷，并確保焊縫質(zhì)量，對(duì)接接頭坡口類型包括開口坡口、v形坡口、u形坡口、x形坡口和雙u形坡口。槽主要結(jié)構(gòu)參數(shù)包括槽角、鈍邊高度p、齒根間距b等。81，槽形和大小的主要影響因素(1)從單個(gè)操作來看，槽越小，焊接材料消耗越少，生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益越高。(2)焊接方法首先確定是否需要開口。(3)如果熔接方式固定，則槽造型

15、和大小主要由板厚度的大小決定。(4)焊接件的不同材料對(duì)凹槽形狀和大小要求不同。82、(1)I形凹槽。(2)剖面v形凹槽。(3)X槽。(4)U形凹槽。(5)雙u形凹槽。83，84，85，86，87，4。焊接材料和選擇，88，4.1焊接工藝焊接材料要求，(1)焊接區(qū)域空氣侵入限制。(2)保證焊縫的合理化學(xué)成分。89，4.2手動(dòng)電弧電極，4.2.1.1碳鋼和低合金鋼電極模型此類型號(hào)包括碳鋼、低合金高強(qiáng)度鋼和鉻鉬耐熱鋼電極。碳鋼電極模型的基本形式是e。4.2.1桿模型，90，91。其中，e表示焊條，第1，第2個(gè)數(shù)字表示熔化金屬的最小拉伸強(qiáng)度(kgf/mm2)的第三個(gè)數(shù)字表示焊接位置，0或“1”表示應(yīng)用

16、于整個(gè)位置焊接，第3，4個(gè)組合表示大約皮膚類型和電源要求。92，93，4.2.1.2不銹鋼電極模型不銹鋼包括鉻不銹鋼和鉻鎳奧氏體不銹鋼等。電極模型的基本形式是E-。其中e是化學(xué)成分類別編號(hào)，大部分是三位數(shù)字，第一個(gè)“3”是鉻鎳奧氏體不銹鋼，第一個(gè)“4”是鉻不銹鋼。第四個(gè)數(shù)字是特殊要求代碼字符或元素符號(hào)，最后兩個(gè)數(shù)字是約皮膚類型和電源要求，15是基本約皮革，僅限于DC半結(jié)合，16表示約皮革是堿性或酸性，AC和DC都可以。94，95，4.2.2奉等級(jí)，奉符號(hào)欄的基本形式是“”，第一個(gè)是漢語拼音文字或漢字，接下來的三個(gè)數(shù)字是數(shù)字。在最后三位數(shù)字中，前兩位表示根據(jù)大類別意義不同的大類別中的幾個(gè)小類。第

17、三個(gè)數(shù)字表示不同電極級(jí)別的藥皮類型和焊接功率。對(duì)于具有特殊性能要求和用途的桿，等級(jí)號(hào)的末尾會(huì)附加主要作用的元素符號(hào)或字母。不顯示此符號(hào)。96，97，98，4.2.2.1結(jié)構(gòu)鋼棒結(jié)構(gòu)鋼條電極等級(jí)表示碳鋼和低合金高強(qiáng)度鋼使用的焊條，默認(rèn)標(biāo)記為j(接頭)，字母“j”表示結(jié)構(gòu)鋼焊條，中間兩個(gè)數(shù)字表示熔化金屬的最小拉伸強(qiáng)度。99，4 . 2 . 2 . 2 . 2鉻鉬耐熱鋼電極，100，4.2.3不銹鋼電極，101，102，4.3焊劑，焊劑是焊接時(shí)可熔化以形成渣和氣體的特定粒狀材料，是潛水和電渣焊接不可缺少的焊接材料。在焊接過程中，焊劑像焊條皮革一樣起作用，通過熔化形成熔渣，提高熔池保護(hù)、冶金處理和焊接工藝的性能，燒結(jié)焊劑也