1、,焊接工藝基礎(chǔ)知識,一、常用鋼材,常用材料主要有碳鋼、低合金鋼、耐熱鋼、不銹鋼，國內(nèi)常用材料鋼號見下表1：,隨著材料標(biāo)準(zhǔn)的修訂，部分材料的牌號表示發(fā)生了變化，下面對常用鋼材的牌號列表表示。 碳鋼類、低合金鋼類材料主要用國內(nèi)材料，部分材料的牌號更新見下表2，為GB713-2008的牌號與GB713-1997、GB6654-1996（含第1號和第2號修改單）的牌號對照。,表 2,由于耐熱鋼與不銹鋼材料采用國外的標(biāo)準(zhǔn)制造或采購國外材料的情況較多，鋼號表示方法不同，化學(xué)成分、力學(xué)性能相似，表3列出了國內(nèi)、國外常用鉻鉬耐熱鋼鋼號對照；表4列出了國內(nèi)、國外常用不銹鋼牌號對照，并根據(jù)國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的變化，列出了新

2、、舊國標(biāo)牌號的對照。,表3 國內(nèi)、外常用鉻鉬耐熱鋼鋼號對照,表4 國內(nèi)、外常用不銹鋼牌號對照表,1、常用鋼號推薦選用的焊接材料 焊條牌號是根據(jù)焊條的主要用途、性能特點(diǎn)對焊條產(chǎn)品的具體命名。我國焊條牌號是按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB980焊條分類及型號編制方法制訂的。焊條型號編制本應(yīng)按照新的焊條國家標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，由于目前國內(nèi)焊條國標(biāo)尚不全，而國內(nèi)各行各業(yè)對原有的焊條牌號及編制方法沿用已久，已成習(xí)慣，故新編制的焊接材料產(chǎn)品樣本中仍保留了原焊條牌號，將新國標(biāo)中的焊條型號與原牌號對照并加以標(biāo)注，對照關(guān)系見表5。每種焊條只有一個(gè)牌號，但多種牌號的焊條可以同時(shí)對應(yīng)于一種型號。 目前各焊接材料生產(chǎn)廠家都有各自的牌號，在焊接

3、材料計(jì)劃料單中，除了特殊焊材需指定廠家牌號外，常規(guī)焊材提出焊材牌號或型號、規(guī)格、焊材執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)即可。 常用焊材型號、牌號對照表,二、常用鋼材的焊接材料選用,表5 國家標(biāo)準(zhǔn)焊條大類與機(jī)械工業(yè)部焊條分類對應(yīng)關(guān)系,焊接材料標(biāo)準(zhǔn)： GB/T5117碳鋼焊條、GB/T5118低合金鋼焊條、GB/T983不銹鋼焊條、GB984堆焊焊條；GB/T5293埋弧焊用碳鋼絲和焊劑、GB/T12470低合金鋼埋弧焊用焊劑、GB/T17854埋弧焊用不銹鋼絲和焊劑、GB/T14957熔化焊用鋼絲；GB/T14958氣體保護(hù)焊用鋼絲、GB/T8110氣體保護(hù)焊用碳鋼、低合金鋼鋼絲等的規(guī)定執(zhí)行，進(jìn)口焊材訂貨執(zhí)行生產(chǎn)國標(biāo)準(zhǔn)或

4、按合同要求。 焊接用鋼焊絲的牌號及化學(xué)成分是根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T14957熔化焊用鋼絲和GB/T 14958氣體保護(hù)焊用鋼絲、YB/T5092焊接用不銹鋼絲的規(guī)定編制。型號按 GB/T8110編制。 壓力容器、壓力管道等承壓設(shè)備用焊接材料，執(zhí)行NB/T47018-2011，是在各焊材標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上提高了要求，如S、P含量、沖擊韌性，以進(jìn)一步保證焊接質(zhì)量。 常用鋼號推薦選用的焊接材料見表6。,表6 常用鋼號推薦選用的焊接材料,續(xù)表6 常用鋼號推薦選用的焊接材料,續(xù)表6 常用鋼號推薦選用的焊接材料,2、異種鋼相焊推薦選用的焊接材料 對于異種鋼焊接接頭可分為兩種情況，第一類為同類異種鋼組成的接頭，這類

5、接頭的兩側(cè)母材雖然化學(xué)成分不同，但都屬于鐵素體類鋼或都屬于奧氏體類鋼；第二類接頭為異類異種鋼組成，即接頭兩側(cè)的母材不屬于同一類鋼，例如一側(cè)為鐵素體類鋼，另一側(cè)為奧氏體類鋼(如奧氏體不銹鋼)。對于母材都屬于鐵素體類鋼，其焊縫采用奧氏體不銹鋼焊條或鎳基焊條焊接的接頭，也屬于第二類接頭。由于異種鋼接頭兩側(cè)的母材無論從化學(xué)成分上還是物理、化學(xué)性能上都存在著差異，因此，焊接時(shí)要比同一種鋼自身之間的焊接要復(fù)雜得多。,正確地選用焊材是焊接異種鋼的關(guān)鍵，焊接接頭的質(zhì)量和使用性能與所選用的焊材密切相關(guān)。異種鋼接頭的焊縫和熔合區(qū)，由于合金元素被稀釋及碳的遷移等原因存在一個(gè)過渡區(qū)，過渡區(qū)中不但化學(xué)成分、金相組織不均

6、勻，而且物理性能、力學(xué)性能等通常也有很大差異，可能會引起焊接缺陷(如裂紋等)或嚴(yán)重降低性能。為此必須按照母材的成分、性能、接頭形式和使用要求等來正確選用焊材。 常見異種鋼焊接推薦選用的焊接材料見下表7、表8、表9。 具體可參考NB/T47015-2011中表3、SH/T3526-2004石油化工異種鋼焊接規(guī)程。,表7 異種鋼焊材選用,表8 鐵素體、馬氏體不銹鋼與奧氏體不銹鋼相焊,表9 低合金鋼與奧氏體不銹鋼相焊,三、預(yù)熱、后熱、焊后熱處理,1、預(yù)熱 應(yīng)根據(jù)母材的化學(xué)成分、焊接性能、厚度、焊接接頭的拘束程度、焊接方法和焊接環(huán)境等綜合考慮是否預(yù)熱。壓力容器常用鋼號的預(yù)熱溫度見NB/T47015-2

7、011（JB/T4709）表4；壓力管道最低預(yù)熱溫度要求按GB50236-2011表7.4.2、SH3501-2011表9; 球形儲罐按 GB50094-2010球形儲罐施工規(guī)范 表8.3.5.2要求。 注意：不同鋼號相焊時(shí)，預(yù)熱溫度按預(yù)熱溫度較高的鋼號選取，但對于異類異種鋼接頭，可以適當(dāng)降低預(yù)熱溫度，必要時(shí)經(jīng)試驗(yàn)后確定。另外，要求預(yù)熱的焊件，在整個(gè)焊接過程中層間溫度應(yīng)不低于預(yù)熱溫度。 在此要說明一下，如選用的焊接工藝評定沒有采取預(yù)熱，而按焊件厚度需要預(yù)熱或按產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖樣要求預(yù)熱，按照NB/T47014-2011（JB4708）表6，增加預(yù)熱措施不需重新評定，在焊接工藝卡中增加預(yù)熱溫度范圍就可

8、以了。但如果工評已采取預(yù)熱，那預(yù)熱溫度范圍則按工評選取或按產(chǎn)品要求在工評的基礎(chǔ)上提高溫度，如選取的預(yù)熱溫度比已評定合格值降低50以上時(shí)須焊接工藝重新評定。,2、后熱 對于冷裂紋敏感性較大的低合金鋼（如CrMo鋼）和拘束度較大的焊件應(yīng)采取后熱措施。后熱應(yīng)在焊后立即執(zhí)行，如焊后立即進(jìn)行熱處理可不做后熱，后熱溫度范圍一般為200-350，一般不少于0.5h。同樣，如選用的工評沒有采取后熱，按實(shí)際情況需采取后熱時(shí)，編制焊接工藝時(shí)在焊接工藝卡中增加后熱溫度范圍、保溫時(shí)間即可。如果選用的工評已采取后熱，那后熱溫度范圍按工評選取或按產(chǎn)品要求重新編制焊接工藝確定后熱溫度范圍、保溫時(shí)間。,3、 焊后熱處理 此處

9、的焊后熱處理是指改善焊接區(qū)域的性能，消除焊接殘余應(yīng)力等有害影響，加熱到足夠的溫度，并保持一定的時(shí)間，而后均勻冷卻的熱過程。壓力容器常見鋼材焊后熱處理規(guī)范推薦見NB/T47015-2011；壓力管道的焊后熱處理基本要求按GB50235-2010和GB/T20801-2006、SH3501-2011執(zhí)行。,不銹鋼類焊接接頭不推薦進(jìn)行焊后熱處理。 異種鋼的焊后熱處理溫度，一般是按照熱處理溫度要求高的一側(cè)母材來選定異種鋼接頭的PWHT溫度，此時(shí)一定要事先做焊接工藝評定，以防使強(qiáng)度低的一側(cè)母材強(qiáng)度嚴(yán)重下降，出現(xiàn)強(qiáng)度不合格。 焊后熱處理的工藝，加熱速度和冷卻速度應(yīng)按不同的標(biāo)準(zhǔn)要求執(zhí)行，如壓力容器、壓力管道

10、執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)不同。,焊接工藝評定的選用是編制焊接工藝的重要環(huán)節(jié)，目前公司有幾百項(xiàng)工藝評定，都是根據(jù)不同的技術(shù)要求制作，需要施工、工藝人員正確選擇。一般是根據(jù)現(xiàn)場條件、母材類別確定焊接方法，焊接方法確定后，需根據(jù)設(shè)備的材質(zhì)類別、規(guī)格以及熱處理要求，審查現(xiàn)有的焊接工藝評定能否覆蓋該產(chǎn)品的焊縫，如確定焊件厚度是否在工藝評定覆蓋厚度范圍，焊后熱處理保溫溫度、時(shí)間是否覆蓋?，F(xiàn)在的很多裝置或設(shè)備往往有附加的技術(shù)條件要求，因此在選擇工評時(shí)，不僅僅需滿足焊接方法，母材類別、規(guī)格以及熱處理工藝要求，還要審核有無特殊的技術(shù)、檢驗(yàn)要求，決定是否選用或重新評定、或在原有的評定上增加試樣。 GB50128-2005 立式

11、圓筒形儲罐 T形角焊縫試件的制備和試驗(yàn)，應(yīng)符合規(guī)范附錄A的規(guī)定。,四、焊接工藝評定的選用,目前壓力容器焊接工藝評定的有效版本是NB/T47014-2011。工藝評定的重要因素、補(bǔ)加因素和次要因素見NB/T47014-2011。如重要因素改變時(shí)必須重新評定；補(bǔ)加因素是指影響焊接接頭沖擊韌性的工藝因素，如焊接線能量，當(dāng)規(guī)定進(jìn)行沖擊試驗(yàn)時(shí)，補(bǔ)加因素變更或增加則需增加沖擊韌性試驗(yàn)才可使用。 所謂沖擊韌性試驗(yàn)要求有以下三種情況：1）固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程、GB150、壓力容器產(chǎn)品專項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要做沖擊韌性試驗(yàn)的；2) 產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖樣規(guī)定要做沖擊韌性試驗(yàn)的；3）產(chǎn)品所選用的材料，其材料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要做沖擊

12、韌性試驗(yàn)的。當(dāng)不規(guī)定沖擊試驗(yàn)時(shí)，補(bǔ)加因素作為次要因素對待。當(dāng)變更次因素時(shí)不需重新評定，但需重新編制焊接工藝指導(dǎo)書。,焊接工藝評定檢索表、匯總表的應(yīng)用 材料的分類按NB/T47014-2011,施焊方法、母材類別、規(guī)格、焊接位置、焊接材料決定了焊工所需持證的項(xiàng)目即焊工資格。焊工是焊接工藝是否得到有效執(zhí)行的關(guān)鍵，需要熟悉考規(guī)、了解焊接施工，就可以確定最合適的焊工資格項(xiàng)目，有效安排焊工，指導(dǎo)焊工取證方向。 焊工考試試件鋼號分類及代號（表11），其鋼號分類與NB/T47014焊接工藝評定中的鋼材分類不同。,五、焊工資格,1、焊接順序、焊接位置、焊工資格 焊接位置是焊工施焊時(shí)所處的位置，與焊接順序相關(guān)。為了保證一次合格率，我們應(yīng)盡量使焊工處在容易施焊的位置如平焊、水平轉(zhuǎn)動、垂直俯位，盡量減少施焊難度較大的焊接位置。 施焊方法、母材類別、規(guī)格、焊接位置、焊接材料決定了焊工所需持證的項(xiàng)目即焊工資格。焊工是焊接工藝是否得到有效執(zhí)行的關(guān)鍵，為了加強(qiáng)焊工的管理，提高焊工的焊接水平，保證焊接質(zhì)量，國家質(zhì)檢總局制定了TSGZ6002-2010特種設(shè)備焊接操作人員考核細(xì)則。在焊接工藝卡中的焊工資格應(yīng)是符合該工藝條件下最低資格要求，如管板角接頭試件，根