焊接专业设计

常州机电职业技术学院

毕业论文

课题名称筒体内侧坡口自动GMAW外侧坡口SAW焊接工艺学生姓名钱海军

学号20721215

专业材料成型与控制技术

班级材料0732

指导教师葛柏青

介绍了筒体内侧坡口熔化极自动气体保护焊外侧坡口埋弧自动焊焊接工艺（以下简称新工艺）设计的原理、试验过程、试验结果及实际产品的应用情况，并对新旧工艺在经济效益、生产效率两方面进行了对比。实施筒体的焊接工艺前，必须验证焊接接头的使用性能，从而证明压力容器筒体焊接工艺的重要性。安全与经济并重、安全与资源节约并重已成为压力容器发展的重要理念,轻型化是这一理念的具体体现。从提高材料强度、降低安全系数、选用更高屈服强度、采用应变强化技术、运用分析设计方法以及优化压力容器结构等方面阐述压力容器的轻型化发展趋势。

关键词: 新工艺原理试验应用

Abstract

This paper introduced the design principle，the test procedure，test results and application of the welding procedure of automatic GMAW in inside groove and SAW in outside groove of shell. The comparison of the economical benefit and productive efficiency between the new and original procedure was completed. Welding joints must be certified before implementation of the welding process,thereby,the improvement of the weldingprocess on barrel of pressure vessel is proved. The concepts of safety, economy and resource saving have becoming equally important in thedevelopmentofpressure vessels, which are being reflected in the trend of light-weigh.t This trend oflight-weight is introduced in severalaspects, including increasingmaterial strength, reducing safety fac-tors, choosing higheryield strengthwith the samemateria,l using pressure strengthening technology, de-signing by analysis and optimizing structure ofpressure vessels.

Key words: new procedure，principle，test，application

第1章压力容器筒体的焊接.................................................................................................. - 4 -

1.1 压力容器的概述......................................................................................................... - 4 -

1.1.1 压力容器的分类.............................................................................................. - 4 -

1.2压力容器的焊接质量缺陷............................................................................................ - 6 -

1.2.1 压力容器焊缝内的缺陷.................................................................................. - 7 -

1.2.2压力容器焊缝的表面裂纹................................................................................. - 7 -

1.3 压力容器缺陷的处理................................................................................................. - 7 -

1.4 压力容器材料的发展方向......................................................................................... - 9 -

1.4.1低合金高强度钢与不锈钢.............................................................................. - 9 - 第2章压力容器筒体的焊接工艺及评定............................................................................ - 16 -

2.1 压力容器筒体的焊接工艺....................................................................................... - 16 -

2.2 压力容器筒体的焊接工艺评定............................................................................... - 18 -

2.2.1 焊接工艺评定原理........................................................................................ - 18 -

2.2.2 进行焊接工艺评定的主要目的.................................................................... - 19 - 第3章压力容器筒体内侧坡口自动GMAW焊接工艺....................................................... - 22 -

3.1 GMAW的应用............................................................................................................ - 22 -

3.2GMAW的焊接工艺、................................................................................................. - 24 -

3.2.1 GMAW的练习................................................................................................... - 24 -

3.3GMAW工艺的改进..................................................................................................... - 27 -

3.3.1筒体焊缝焊接工艺。..................................................................................... - 27 - 第4章压力容器筒体外侧坡口自动SAW焊接工艺 ........................................................... - 30 -

4.1自动焊的概述.............................................................................................................. - 30 -

4.2埋弧焊的工艺.............................................................................................................. - 31 -

4.2.1焊缝的检验..................................................................................................... - 34 -

4.2.2工艺参数的选择............................................................................................. - 34 -

4.2.3焊接中注意的事项......................................................................................... - 35 -

4.3埋弧焊焊接参数对焊缝成形质量的影响......................................................... - 36 -

4.3.2焊接电流变化对成形的影响......................................................................... - 37 -

4.3.3电弧电压变化对成形的影响......................................................................... - 39 -

4.4内侧坡口与外侧坡口埋弧自动焊焊接工艺的对比.................................................. - 40 -

4.4.1坡口形式......................................................................................................... - 40 - 结论 ........................................................................................................................................... - 43 - 致谢 ........................................................................................................................................... - 44 - 参考文献 ................................................................................................................................... - 45 -

第1章压力容器筒体的焊接

1.1 压力容器的概述

工业生产中具有特定的工艺功能并承受一定压力的设备，称压力容器。贮运容器、反应容器、换热容器和分离容器均属压力容器。为了与一般容器(常压容器)相区别，只有同时满足下列三个条件的容器，才称之为压力容器[7]：（1）工作压力（注1）大于或者等于0.1Mpa(工作压力是指压力容器在正常工作情况下，其顶部可能达到的最高压力（表压力）)；

（2）工作压力与容积的乘积大于或者等于2.5MPa-L(容积，是指压力容器的几何容积）；

（3）盛装介质为气体、液化气体以及介质最高工作温度高于或者等于其标准沸点得液体。

压力容器的用途十分广泛。它是在石油化学工业、能源工业、科研和军工等国民经济的各个部门都起着重要作用的设备。压力容器一般由筒体、封头、法兰、密封元件、开孔和接管、支座等六大部分构成容器本体。此外，还配有安全装置、表计及完成不同生产工艺作用的内件。压力容器由于密封、承压及介质等原因，容易发生爆炸、燃烧起火而危及人员、设备和财产的安全及污染环境的事故。目前，世界各国均将其列为重要的监检产品，由国家指定的专门机构，按照国家规定的法规和标准实施监督检查和技术检验。

1.1.1 压力容器的分类

压力容器的分类方法很多，从使用、制造和监检的角度分类，有以下几种。

(1)按承受压力的等级分为：低压容器、中压容器、高压容器和超高压容器。

(2)按盛装介质分为：非易燃、无毒；易燃或有毒；剧毒。

(3)按工艺过程中的作用不同分为：

①反应容器：用于完成介质的物理、化学反应的容器。

②换热容器：用于完成介质的热量交换的容器。

③分离容器：用于完成介质的质量交换、气体净化、固、液、气分离的容器。

④贮运容器：用于盛装液体或气体物料、贮运介质或对压力起平衡缓冲作用的容器。

(4)为了更有效地实施科学管理和安全监检，我国《压力容器安全监察规程》中根据工作压力、介质危害性及其在生产中的作用将压力容器分为三类。并对每个类别的压力容器在设计、制造过程，以及检验项目、内容和方式做出了不同的规定。压力容器已实施进口商品安全质量许可制度，未取得进口安全质量许可证书的商品不准进口。

1.第三类压力容器，具有下列情况之一的，为第三类压力容器：

高压容器；

中压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）；

中压储存容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质，且pV乘积大于等于10MPa2m3）；

中压反应容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质，且pV乘积大于等于0.5Pa2m3）；

低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质，且乘积大于等于

0.2MPa2m3 ）；

高压、中压管壳式余热锅炉；

中压搪玻璃压力容器；

使用强度级别较高（指相应标准中抗拉强度规定值下限大于等于

540MPa）的材料制造的压力容器[8]；

移动式压力容器，包括铁路罐车（介质为液化气体、低温液体）、罐式汽车[液化气体运输（半挂）车、低温液体运输（半挂）车、永久气体运输（半挂）车]和罐式集装箱（介质为液化气体、低温液体）等；

球形储罐（容积大于等于50m3）；低温液体储存容器（容积大于5m3）。

低温液体储存容器（容积大于5m3）

2.第二类压力容器，具有下列情况之一的，为第二类压力容器：

中压容器；

低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）；

低压反应容器和低压储存容器（仅限易燃介质或毒性程度为中度危害介质）；

低压管壳式余热锅炉；

低压搪玻璃压力容器。

3.第一类压力容器,除上述规定以外的低压容器为第一类压力容器。

1.2压力容器的焊接质量缺陷

压力容器已广泛应用于石油、化工等行业,是石油化工装置不可缺少的重要设备,它不仅承受液化介质的贮存压力,还常常受到容器内其它介质的影响,稍有不慎,极易发生安全事故。以此对压力容器相关的质量研究就显得尤为重要了。

一压力容器焊接的常见缺陷及分析

对于任何压力容器而言都没有完美无缺的构体,不存在缺陷是相对的,存在缺陷是绝对的,其缺陷表现的形式又是多种多样的,因材而异,因罐而异,因时而异,因情而异。这些缺陷都不同程度对压力容器的安全运行产生作用和影响。

二压力容器内外表面宏观及几何缺陷

(1)错边和角变形

错边是指两个工件在厚度方向上错开一定位置,错边和角变形属于几何缺陷,主要是由于组装时产生的,错边和角变形会引起几何应力集中,严重时会危及压力容器的使用安全。

(2)焊缝咬边

焊缝咬边是指沿着焊趾,在母材部分形成的凹陷或沟槽。产生咬边的原因是由于焊接电流过大、运条速度快、电弧拉得太长或焊条角度不当等。埋弧焊的焊接速度过快或焊机轨道不平等原因,都会造成焊件被熔化去一定深度,而填充金属又未能及时填满而造成咬边。咬边减小了母材接头的工作截面,从而在咬边处造成应力集中,不锈钢压力容器和要求100%射线探伤的压力容器的受压元件焊缝是不允许存在咬边的,要求20%射线探伤的压力容器的受压元件焊缝对咬边的长度和深度也有所限制。防止产生咬边的办法是:选择合适的焊接电流和运条手法,随时注意控制焊条角度和电弧长度,埋弧焊工艺参数要合适,特别要注意焊接速度不宜过高,焊机轨道要平整。

1.2.1 压力容器焊缝内的缺陷

(1)夹渣

夹渣是指焊后溶渣残存在焊缝中的现象,夹渣有金属夹渣、非金属夹渣,其分布与形状有点状、条状、链状、密集夹渣,焊缝内部深埋的点状、条状夹渣是容器检查中发现最多的一种焊接缺陷,多数夹渣的断面形状近似椭圆,边缘平滑。

(2)气孔

气孔是指焊接时熔池中的气体未在金属凝固前逸出,残存于焊缝中所形成的空穴。气孔的形状多种多样,熔焊气孔多为氢气孔和一氧化碳气孔,产生气孔的主要原因填充口处的金属表面有锈、有污等,焊条未烘干及熔池冷却速度过快。气孔也是常见焊缝内部缺陷之一,气孔多数分布在焊缝的近表面层,是造成冷裂纹的重要因素。

(3)未焊透和未熔合

未焊透是指焊接时接头根部未完全熔透而留下的部分,未熔合是一种常见的缺陷,是指熔焊金属与基体母材或与相邻焊道间及焊缝层间的局部残留间隙。对于压力容器常用的X形焊接坡口而言,未焊透和未熔合缺陷一般存在于焊缝坡口的中部,离表面较深,断面形状呈椭圆或不规则形状。

1.2.2压力容器焊缝的表面裂纹

压力容器的表面裂纹是指焊缝中的原子结合遭到破坏,形成新的界面而产生的缝隙,是压力容器最常见的一类缺陷,也是最危险的一类缺陷,裂纹的类型可分为结晶裂纹、液化裂纹、热应力裂纹、延迟裂纹、氢致裂纹、应力腐蚀裂纹及其它裂纹等。压力容器缺陷的控制

压力容器缺陷的形成与发展究其原因是十分复杂的,其原因主要来自以下几个方面:一是强制组装和胡乱对接,由此带来的错边和角变形；二是因焊接工艺的不严格,而出现的夹渣、气孔,未焊透、未熔合的缺陷；三是在焊接过程中形成的较大残余应力与压力容器腐蚀介质共同作用产生的表面氢致裂纹和应力腐蚀裂纹。

1.3 压力容器缺陷的处理

（1）错边和角变形

错边和角变形在大型压力容器的组装中往往很难避免,一旦压力容器出现了错边

和角变形,要消除也是十分困难的,正确的处理方法应是严格执行制造标准,把缺陷限制在允许范围之内。错边和角变形会引起几何应力集中,产生附加弯曲应力。错边和角变形如果经受了水压试验、气密试验和多年使用后,可以不必进行矫正修复。

2、气孔和夹渣

气孔和夹渣类属深埋缺陷,严重的必须消除,多数压力容器的检查表明气孔和夹渣没有扩展迹象,在使用中变化不大,危害不大的可以不必消除。

3、未焊透和未熔合

未焊透通常出现手工焊和自动焊的交界面处,主要要确定其允许尺寸,只要允许可以不返修；未熔合通常发生在焊缝的金属与坡口的交界面上,稳妥的办法应采取补焊处理。

4、裂纹

裂纹是压力容器危害性最大的一类缺陷,由于裂纹成因复杂,形态各异,极易扩展,具有很多不可预见性因素,因此必须高度重视裂纹的处理,一般的处理方法有:

(1)凡是浅表裂纹通过全部打磨的方法消除。

(2)超出允许尺寸的裂纹必须采用补焊方法处理。

(3)可以在安全的前提下保留少量的小裂纹,以便研究其发展规律。

压力容器缺陷的修复处理

5 压力容器裂纹的表面打磨处理

经《压力容器安全评定系统》评定可知,表面裂纹在深度小于等于4mm时,不容易发生断裂失效,因此对一般裂纹深度小于3mm时,可以不做补焊处理,而采用直接手动打磨,打磨时尽可能地手法轻稳,避免剧烈振动,使焊缝的裂纹断口圆滑过渡,避免出现尖角、棱角等。对于裂纹深度大于4mm时,须做补焊处理,补焊前要用角向磨光机磨坡口约650,磨至裂纹两端外10mm-15mm,并清除破口内的表面硬化层及其杂质以利于补焊。

6 压力容器裂纹的补焊

压力容器裂纹的补焊是整个压力容器修复技术最为关键的一道工序,压力容器裂纹的成因分析、安全评定、消氢处理、热处理降低残余应力、裂纹打磨等为补焊工序提供重要的依据和焊前的准备基础,压力容器裂纹的补焊虽然可以彻底消除原有的裂纹缺陷,但与此同时也易发生新的缺陷如冷裂纹、结晶裂纹、未熔合、气孔、夹渣等新的缺陷,因此选择合理的补焊工艺至关重要。其原则就是要在不产生较大的残余应力的前提下,能够达到既能防止新的裂纹产生,又能获得良好机械性能的要求,通常压

力容器裂纹的补焊要特别注意:一是避免出现淬硬的马氏体组织,关键是降低焊缝及其热影响区的氢含量,二是减少热应力和残余应力。

补焊后的热处理

对压力容器内壁补焊部位需经热处理后,热处理后残余应力测试结果要达到相应的规定标准。各部位最大残余应力值与屈服应力值都要按照严格的规定。

压力容器缺陷的检验

压力容器使用面广,制造年代和使用环境也各不相同,因而其安全状况千差万别,为防止灾难性事故的发生,对在用压力容器定期检验的重点应该是:

1、投用后的使用和管理情况。

2、使用中产生的缺陷。

3、裂纹状的缺陷,尤其是表面和应力集中部位的裂纹状缺陷。

4、不合理的结构,尤其是单面和易造成浮焊的角焊结构,产生复杂应力和集中应力的结构。

5、低温使用、剧毒或强腐蚀介质、承受交变载荷或频繁间歇操作的压力容器。

6、十年“文革”动乱期间制造,“自制自用”或无原始技术资料的压力容器。

7、压力容器管理较差单位所使用的容器。

随着冶炼技术的进步,压力容器用钢沿着一条强度-中强度-高强度-超高强度的路线发展。高强度钢和具有更高强度的复合材料已经在压力容器中获得应用。

1.4 压力容器材料的发展方向

1.4.1低合金高强度钢与不锈钢

低合金高强度钢具有优良的综合性能,在压力容器中得到了越来越广泛的应用。表1-1给出了不同时期我国压力容器用低合金高强度钢的强度指标。由表1-1可见: 16MnR在GB 713—2008《锅炉和压力容器用钢板》(16MnR改为Q345R)、G6654—1996《压力容器用钢板》以及GB 6654—8《压力容器用碳素钢和低合金钢厚钢板》中屈服强度最大值均为345MPa,但厚度范围不断扩大,厚钢板的强度在不断提高,如60~100 mm厚度范围内的屈服强度从265MPa提高到305MPa；GB 6654—1996的1

号修改单中纳入了屈服强度为370 MP的15MnNiR；GB 19189—2003《压力容器用调质高强度钢板》则纳入了屈服强度为490MPa的两种低合金调质高强度钢07MnCrMoVR, 12MnNiVR。

表1-1不同时期我国压力容器用低合金高强度钢的强度指标

注:强度指标除标出厚度范围外,均取最大值。

1.5.2 含氮不锈钢

在不锈钢中添加氮元素,可以显著提高其强度、改善焊接性和耐腐蚀性,节约贵重金属镍。由于氮的价格便宜且能显著提高强度,含氮不锈钢得到了越来越广泛的应用。自20世纪70年代AOD(氩氧脱碳)等冶炼技术的出现使氮作为气体代替不同的合金成为可能后,冶金工业领域就普遍用氮进行不锈钢的合金化,常见的含氮不锈钢主要有奥氏体不锈钢和双相不锈钢。

(1)含氮奥氏体不锈钢

奥氏体不锈钢具有优良的综合力学性能和耐腐蚀性,添加氮元素后,可以在不显著损害材料塑性和韧性的前提下提高其强度,例如, 06Cr19Ni10N(含氮0. 10% ~0. 16% )的屈服强度值比06Cr19Ni10(含氮不大于0. 10% )的值高35MPa。另有研究显示[9],向Cr-Ni奥氏体不锈钢中添加0. 10%的氮可使其室温强度(Rm和Rp0.2)提高约60~100MPa。

(2)含氮双相不锈钢

双相不锈钢是一种集奥氏体不锈钢优良韧性和焊接性、铁素体不锈钢较高强度与较好耐氯化物腐蚀性于一体的不锈钢材料,从第二代起就普遍进行氮元素的合金化,一般情况下其强度可达到奥氏体不锈钢的两倍。近几十年来,双相不锈钢在压力容器领域的应用不断增多。美国于2006年通过了Code Case 2503- UNS S32003 Stainless Stee,l 引进了一种经济且具有良好焊接性和成型性的压力容器用双相不锈钢AL 2003(UNS 号为S32003),其屈服强度高达485MPa。我国于20世纪70年代开展双相不锈钢的研究,GB 4237—1992《不锈钢热轧钢板》纳入了屈服强度为390MPa的Cr18型双相不锈钢,GB/T 4237—2007《不锈钢热轧钢板和钢带》又纳入了屈服强度更高的Cr22型双相不锈钢。常用奥氏体不锈钢和双相不锈钢的含氮量和强度值见表3。由表1-2可知,材料强度值整体上随氮含量的增加而增大；另一方面,表中氮含量未超过0. 4%,有试验研究表明,奥氏体不锈钢中氮含量过高会造成钢材冲击韧性下降。

表1-2部分常用奥氏体不锈钢和双相不锈钢的氮含量及强度值比较

注:含氮量除标明范围外均为最大值；屈服强度为Rp0.2,取厚度范围内最大值；抗拉强度除标明范围外均为最小值。

1.5.3复合材料

复合材料是一种具有高强度、高刚度、高稳定性、轻质量等优点的材料,在新能源汽车和航空航天领域高压燃料储存容器中得到广泛应用。复合材料压力容器主要有两种结构形式:一种采用金属内胆,另一种采用塑料内胆。前者的容器性能因子(定义为容器容积与爆破压力之积除以容器质量,可以表征容器的轻型化程度)可达到钛合金制容器的1. 5~3倍,质量可减轻25% ~50%；后者的轻型化程度比前者更高。

随着压力容器用钢质量(特别是纯净度)的提高,焊接技术的进步,射线检测、超声检测、涡流检测等无损检测技术的发展,以及寿命预测和可靠性分析技术水平的提高,压力容器安全系数呈现出下降趋势。现以ASME锅炉压力容器规范第Ⅷ篇第Ⅰ分篇为例予以说明(见表4): 1914年至1944年,常规设计中相对于抗拉强度的安全系数为5；由于第二次世界大战期间材料紧缺, 1944年至1945年安全系数降低为4；鉴于没有足够的技术支撑, 1945年安全系数又升到5. 0；到1951年标准增补时将安全系数从5降至4；1999年增补时从4降到3. 5。在分析设计中, 2007版标准将相对于抗拉强度的安全系数由3降到2. 4。欧盟2002年颁布的EN 13445将相对于抗拉强度的安全系数取为2. 4。

表1-3不同时期ASME锅炉压力容器规范常规设计中相对于抗拉强度的安全

系数值

在我国,《固定式压力容器安全技术监察规程》(报批稿)也对相对于抗拉强度的安全系数进行了调整,常规设计中nb从3降到2. 7,分析设计中将其从2. 6降到2. 4。对于许用应力由抗拉强度决定的压力容器用钢,安全系数的调整可节省约10%的材料。按我国压力容器用钢年消耗量4000万吨计算,一年就可节省400万吨钢材,效益显著。

二选用更高屈服强度

屈服强度取Rp1.0

对于奥氏体不锈钢、铝、铜、镍等具有面心立方晶格、屈强比低、韧塑性好的材

料,其许用应力由屈服强度决定,因此许多国家都已采用Rp1.0代替Rp0.2作为屈服强度,按此方法可有效提高材料许用应力值,如奥氏体不锈钢按此方法设计可提高许用应力12% ~43%,纯铝设计时可提高22% ~80%。采用更高的屈服强度后,容器的安全性也应得到保证。以典型18-8型奥氏体不锈钢06Cr19Ni10为例,通过工业规模奥氏体不锈钢制压力容器的爆破试验,得到采用不同屈服强度(Rp0.2和Rp1.0)确定许用应力后压力容器的强度裕度(见表1-4),可知采用更高屈服强度后,强度裕度在3. 62~4. 57之间,仍能满足工程应用的要求。

三考虑低温强化效应

随着温度降低,奥氏体不锈钢的强度会提高。GB 150—98《钢制压力容器》、EN 13445《非火焰直接接触压力容器》等标准不考虑低温强化对材料强度的影响。例如GB 150—98《钢制压力容器》规定,设计温度低于20℃时仍采用20℃的许用应力。美国在2007 ASME BPVCⅧ-1规定5%、8%、9%Ni钢和304不锈钢以及5083-0型铝合金在低温环境下使用时可采用更高的强度确定其许用应力。以304为例(见表1-5),其低温下许用应力值随温度降低而不断提高, -195℃时可达243MPa。

表1-4采用Rp0.2和Rp1.0作为屈服强度得到的强度裕度

表1-5美国304低温下许用应力值

奥氏体不锈钢的屈强比低,按传统压力容器许用应力确定方法,即使将相对于抗拉强度的安全系数下降到2. 4,其许用应力仍由屈服强度控制,不能充分发挥奥氏体不锈

钢的优良综合性能。除了采用Rp1.0代替Rp0.2作为屈服强度外,还可采用应变强化技术来提高其屈服强度。应变强化技术主要有室温应变强化和低温应变强化两类。

四室温应变强化

室温应变强化的原理是:容器制造完毕后,在室温下进行水压试验,使容器在特定的强化压力下产生一定的塑性变形,从而达到提高屈服强度的目的。该技术于20世纪中叶出现在欧洲,已有半个多世纪的历史。1956年,瑞典Avesta公司开始研制应变强化压力容器, 1959年生产出第一台应变强化压力容器产品。1975年,该技术纳入了瑞典应变强化压力容器标准(Cold-stretching Direction),不久后被德国、芬兰、挪威、荷兰、英国等国家接受。1969年,澳大利亚引入该技术并发布了一个应变强化规范, 1999年将该技术以标准增补的形式(AS1210-Supplyment2-1999)纳入澳大利亚标准。21世纪初,欧盟将奥氏体不锈钢应变强化低温容器产品纳入了EN 13458-2: 2002附录C和EN 13530-2: 2002附录C；美国于2008年1月也将奥氏体不锈钢应变强化压力容器以Code Case 2596纳入ASME标准中。

经过5年多时间的努力,浙江大学等单位应用应变强化理论,在攻克深冷容器非线性设计、应变强化工艺、强化参数控制等工程化技术关键的基础上开发成功应变强化容器多任务自动控制系统,生产效率明显提高,研制成功应变强化奥氏体不锈钢深冷容器,大幅度减薄容器内胆壁厚,节能省材,实现了深冷容器的轻型化。

表1-6为采用典型奥氏体不锈钢材料设计固定式深冷容器时(相对屈服强度的安全系数ns为1. 5),按EN 13458-2: 2002和ASME Code Case 2596中应变强化方法以及按GB 150中常规设计方法得到的许用应力值及其比较,其中采用应变强化方法比按常规设计确定的许用应力值最大可提高128. 5%。

表1-6按不同设计方法得到的许用应力及其比较

注:按EN 13458-2设计时采用最大的强化应力；“—”表示该标准中未列出此牌号。

五低温应变强化

低温应变强化是利用液氮冷却容器,采用液氮打压,从而实现低温下对奥氏体不锈钢压力容器的应变强化。这种低温应变强化主要是利用面心立方结构奥氏体相到体心立方结构马氏体相的无扩散相变,达到提高材料强度的目的。采用该模式处理后的材料,其屈服强度可提高到原来的6倍以上,时效处理后强度还可进一步提高。表1-7为某种奥氏体不锈钢在25℃和-196℃下进行相同程度应变强化后,在-196℃下进行拉伸试验的试验结果。结果表明,经过应变强化且强化时温度越低的材料,其低温下屈服强度和抗拉强度越高。

表1-7应变强化在-196下拉伸试验结果比较

低温应变强化比室温应变强化对材料强度的提高更显著,但制造工艺复杂、成本高,主要应用于航空航天领域,例如美国和欧洲在20世纪中后期就将该技术应用于航空航天领域。

六优化压力容器结构

压力容器结构优化有两类:一类是结构形式的优化,例如采用缠绕式高压容器结构,可以显著减少焊接工作量,提高容器的抗疲劳性能；另一类是已有结构的优化设计,即以最优化理论为基础,根据设计所追求的目标,在满足强度、稳定性等约束条件的前提

下,寻求最优方案的一种设计方法。以最小容器重量、最小应力集中系数等为目标函数,在给定的基本结构形式、材料以及载荷温度等设计条件的基础上,运用计算机辅助优化设计方法,可以在确保安全性的同时,有效减轻容器重量,实现压力容器的轻型化。例如,对典型圆柱形压力容器封头结构进行优化后,可使其重量减轻18% ~31%。

第2章压力容器筒体的焊接工艺及评定

2.1 压力容器筒体的焊接工艺

焊接是制造压力容器的重要工艺，焊接质量在很大程度上决定了制造质量。所谓焊接工艺是指焊接过程中的一整套技术规定，其中包括焊前准备、焊接材料、焊接设备、焊接方法、焊接顺序、焊接操作的最佳选择以及焊后处理等，如果不按照焊接工艺的要求运行，产品质量就得不到保证。

1筒体制造过程

制造一台压力容器设备，图纸设计出来后，就必须按照图纸上的材料去备料。首先制造的主要受压件是筒体，它的制造程序:材料进厂——材料入库——材料确认——筒体下料——刨边及坡口的制备——卷制——焊接——执圆——探伤——喷砂——除锈——涂漆。这个过程中，筒体的主对接焊缝主要采用自动埋弧焊进行焊接，这种焊接方法效率高，劳动条件相对较好。

2焊接工艺评定

焊接工艺能否保证焊接接头的使用性能，焊接前必须在试件上进行验证，这就是焊接工艺评定。焊接工艺评定是指为了验证拟定的焊接工艺的正确性而进行的试验过程及其结果的评价。焊接工艺评定一般以可靠的钢材焊接性能为依据，并在产品焊接之前完成，焊接工艺评定的一般过程如下：

拟定焊接工艺指导书、施焊试件和制取试样、检验试件和试样，测定焊接接头是否具有所要求的使用性能，提出焊接工艺评定报告对拟定的焊接工艺指导书进行评定，具体按照JB4708-2000《钢制压力容器焊接工艺评定》标准执行。焊接工艺评定合格之后，施焊筒体时，筒体的厚度、焊接材料、焊接方法、焊接参数等都应在已评定的焊接工艺所要求的范围内，如此才能保证焊接质量。

例如：图纸要求母材的材料为Q235-B，厚度：δn=8 mm，根据母材的化学成份

选定焊接材料：焊丝H08MnA，焊剂HJ431，化学成分见表2-1。按上所指的母材及焊接材料，评定施焊记录见表2-2。

根据JB4708-200《0钢制压力容器焊接工艺评定》进行评定，评定号：WPS-29，其结果证明拟定的焊接工艺合理，可以应用生产中，该项评定在标准没有改变的情况下都可以使用，不受时间限制。

在制造产品中，如筒体材料：Q235-B，厚度δn=10 mm，按已合格的工艺评定编制焊接工艺，见表2-3 ，2-4。

表2-1Q235-B钢和H08MnA焊丝化学成分（质量分数/%，数值不大于）

表2-2评定施焊记录

表2-3焊接工艺的编制

表2-4焊接工艺参数

按上表，其各项参数都在合格的工艺评定范围内，证明编制的焊接工艺符合要求，可以用于制造同类别母材的设备。另外，焊件的评定规则及厚度的适用范围按JB4708-2000标准的规定。

附工艺卡

2.2 压力容器筒体的焊接工艺评定

2.2.1 焊接工艺评定原理

压力容器焊接质量保证的重要环节之一就是正确有效的进行焊接工艺评定。广义上的焊接工艺评定概念，就是所拟定的焊接工艺能否保证产品的焊接质量和技术要求需要产前在试件上进行验证。由于焊接接头的使用性能是产品焊接质量的基础，我们又可将压力容器的焊接工艺评定具体定义为:焊接工艺评定是钢材焊接性能试验基础上，结合压力容器结构特点，技术条件，在制造单位具体条件下的焊接工艺验证性试验。用以证明施焊单位是否有能力焊制出符合有关法规、标准、技术条件要求的焊接接头，因此焊接工艺评定应在本单位进行。有人认为焊接工艺评定的所有因素都要与实际产品生产制造条件相同，否则不能指导生产。这是将焊接工艺评定当做实际生产条件的机械重复，没有抓住焊接工艺评定的实质。事实上完全重复实际生产条件的焊接工艺评定试件是很难做到的。只要焊接工艺

评定中影响焊接接头性能的重要因素和补加重要因素.与实际焊接生产条件相同即可，因此将焊接工艺评定当做“见证件”或“模拟件”是正确认识焊接工艺评定最大的思想障碍。还有人提出“焊接工艺评定就是为选择最佳的焊接工艺”，这种看法也是不妥的，首先“最佳”指的是什么?一份焊接工艺评定报告可以对应一个或几个焊接工艺指导书，那么最佳是指哪种焊接工艺，哪个焊接接头，甚至哪个产品?实际上依据一份工艺评定报告可以制定多项焊接工艺规程，指导多个焊接接头的焊接生产.焊后均能满足焊接接头的技术要求，所谓最佳焊接工艺是需要进行大量的对比性试验，才能确定的，而工艺评定只要具备材料的可焊性试验条件，合理选择焊接工艺，焊后焊接接头满足技术条件要求，即可认为工艺评定合格。焊接工艺评定涉及到的技

术内容非常广泛，它包括评定的范围、规则要求、钢材的力

学性能、钢材的冶金成份、金相组织、焊接方法、坡口型式、焊材、焊剂、保护气体、取样标准、外观检验、无损检验技术条件等等，哪些焊缝必须做评定、哪些可以免做，厚度与母材的替代关系、合格标准等，要想从这么多方面去理解和记忆是比较困难的，因此我们在学

习掌握JB一4708一92标准时，要抓住“保证锅炉、压力容器和钢制熔化焊构件焊接接头

使用性能符合设计要求”这一制定焊接工艺评定标准的核心思想，同时围绕着焊接工艺评定原则从四个方面的内容加深理解和正确认识，①焊接工艺评定的目的，②焊接工艺评定的基本原则和主要工作程序，③重新进行焊接工艺评定判断准则及焊接工艺评定试件分类原则④焊接工艺评定和技能评定的关系。只有这样才有可能掌握焊接工艺评定标准的实质，才会运用自如做出高质量的焊接工艺评定。

2.2.2 进行焊接工艺评定的主要目的

进行焊接工艺评定首先用来证明施焊单位是否有能力焊制出符合有关法规、标准及技术条件要求的，即符合设计和使用要求的焊接接头；其二是验证所拟定的“WPS”的正确性和合理性；其三是考核“WPS”焊制的焊接接头的性能是否满足设计要求。经焊接工艺评定后应提出焊接工艺评定报告，用以证明所拟定焊接工艺的正确性，若符合使用性能要求，则证明所拟定的焊接工艺可行，用于产品焊接时，则产品焊接接头使用性能满足设计要求。需要指出的是:①焊接工艺评定必须在本单位进行，它反映一个企业的焊接设备状况、操作技能、生产管理经验与焊接技术水平等方面的差异，所以产品施焊前要做焊接工艺评定；②焊接工艺评定不能替代生产制造过程中的无损检验、耐压试验、产品试样检验等中间检查环节；③在焊接生产过程中还要认真遵守工艺纪律。

1试件的分类形式

在说明焊接工艺评定试件分类前，首先应清楚两个容易混淆的概念，就是“焊缝”与“焊接接头”。焊缝是指焊件经焊接后所形成的结合部分，而焊接接头是由两个或两个以上的零件要用焊接来组合或已经焊合的接点。焊缝的形式分类：对接焊缝、角焊缝、塞焊缝、槽焊缝和端接焊缝，共5种。对接焊缝是指在焊件的坡口面间或一零件的坡口面与另一零件表面间焊接的焊缝。角焊缝是指沿两直交或近直交零件的交线

所焊接的焊缝。塞焊缝是指两零件相叠，其中一块开圆孔，在圆孔中焊接两板所形成的焊缝，只在孔内焊角焊缝者不称塞焊。槽焊缝是指板板相叠，其中一块开长孔，在长孔中焊接两板的焊缝，只焊角焊缝者不称槽焊。端接焊缝是指两件重叠放置或两件表面之间的夹角不大于30°构成的端部接头的焊缝。焊接接头的形式分类：对接接头、T形接头、十字接头、搭接接头、塞焊搭接接头；槽焊接头、角接接头、端接接头、套管接头、斜对接接头、卷边接头、锁底接头，共12种。对接接头是指两件表面构成大于或等于135°，小于或等于180°夹角的接头。T形接头是指一件端面与另一件表面构成直角或近似直角的接头。十字接头是指三个件装配成“十字”形的接头。搭接接头是指两件部分重叠构成的接头。塞焊搭接接头是指两零件相叠，其中一块开圆孔，在圆孔中焊接两板所形成的焊接接头。槽焊接头是指两零件相叠，其中一块开长孔，在长孔中焊接两板所形成的焊接接头。角接接头是指两件端部构成大于30°，小于135°夹角的接头。端接接头是指两件重叠放置或两件表面之间的夹角不大于30°构成的端部接头。套管接头是指将一根直径稍大的短管套于需要被连接的两根管子的端部构成的接头。斜对接接头是指接缝在焊件平面上倾斜布置的对接接头。卷边接头是指待焊件端部预先卷边，焊后卷边只部分熔化的接头。锁底接头是指一个件的端部放在另一件预留底边上所构成的接头。从焊接角度讲，任何结构的压力容器均是由不同焊接接头与母材所构成的，而不论是哪种焊接接头也均是由焊缝所连接的，所以焊缝是组成不同形式焊接接头的基础。又因焊接接头的使用性能是由焊缝的焊接工艺来决定，因此焊接工艺评定试件分类对象是焊缝而不是焊接接头。针对《钢制压力容器焊接工艺评定》（JB4708-2000）标准中的规定，焊接工艺评定试件形式分为两种：即对接焊缝试件与角焊缝试件。对接焊缝或角焊缝试件评定合格的焊接工艺不适用于塞焊缝、槽焊缝和端接焊缝。

2焊接工艺的评定及适用性

压力容器上的焊缝按受力性质分为：受压焊缝和受力焊缝。受压焊缝是承受因压力而带来的力的作用的焊缝；受力焊缝是承受非压力（如重力、支承力等）所产生的力的作用的焊缝。

对产品进行焊接工艺评定时，不管压力容器是由何种形式的焊接接头构成，只考虑是哪一种焊缝形式连接即可。但由于角焊缝主要承受的是剪切力，而剪切应力的最大值也不会超过基本许用应力，所以从力学性能准则出发，对接焊缝试件评定合格的焊接工艺也适用于角焊缝，也即既适用于受压角焊缝，也适用于非受压角焊缝。只有

焊接成本的估算规律

焊接成本的估算规律 广泛采用焊接结构是机械制造工艺发展的一个重要趋势。在一些工业发达国家，焊接结构已占机械坯件的40%左右。为了在制造之前即预知焊接成本，以下就工业上最常应用的CO 2保护焊和埋弧自动焊的成本估算方法进行讨论。 1.1焊接成本的影响因素分析影响 整个焊接过程最终成本的因素有： (1)钢板的准备(切割、开坡口等)、定位和矫正等辅助工时费用； (2)焊接燃弧工时费用； (3)重新起弧、清理焊缝和消除应力等辅助工时费用和管理费用； (4)焊条、焊剂及保护气体等的材料费用及电费。 其中，焊缝所需的金属填充量直接影响焊接燃弧工时与焊条等的材料消耗，对焊接成本影响较大。例如板厚6mm的对接焊，装配间隙4.5mm的焊缝截面积约为间隙0.8mm时截面积的5倍，后者的焊接速度比前者快3倍，而相同焊接时间内后者焊丝消耗量约为前者的7 1%。因此要降低焊接成本，就要很好地控制焊缝金属量。 1.2焊接工时和焊接成本的计算 焊接燃弧时间 式中Mi为焊缝金属重量，Mi=Vi·ρ，ρ为焊缝金属密度，Vi为焊缝金属体积，Vi=Li·Ai，Li 为焊缝长，Ai为焊缝截面积，可表示为焊缝特征参数的函数即Ai=ｆ(S，α，β，ｂ，ρ，Ｈ，Ｒ)；Ei为单位时间内焊缝金属填充量；Ｎ为焊缝数。 工艺辅助时间tF由用来将物件集中、矫正和定位所花的时间t1与换焊条、重新起弧、去焊渣、清理焊缝所花的时间t2组成，可分别计算如下[3，4]： 式中C1i、C2i为特定的加工工时系数，αi为难度系数，Gi为焊接件重量，Xi为零件数，Si 为板厚，Li为焊缝长，ｎ为需集中、定位后焊接的焊缝数，Ｎ为总焊缝数。 另外，焊缝金属材料费用及电费可计算如下：

接缝焊接方法和技巧

接缝焊接方法和技巧:形成焊接工件接口加热至熔融状态，没有压力焊在焊接过程中完成的。将焊，热焊两工件接口迅速加热熔化，熔池。 焊接，热焊接工件接口迅速加热和熔化，形成熔池。洗澡前进热源，冷却，形成两个工件成为一个连续的焊缝。沐浴着热，制冷和两个工件的形成是一个连续的焊缝。焊接过程中，空气热水澡，与大气中的氧直接接触，将金属氧化物和各种合金元素。焊接过程中，空气中的热水澡，与大气中的氧气，金属氧化物和各种合金元素的直接接触。大气中的氮和水蒸汽，进入熔化池，而且在the1000在随后的冷却过程中形成虚焊，夹渣，裂纹等缺陷，在质量的恶化和焊接大气中的氮和水蒸气的性能毛孔进入熔池，并在随后的冷却过程中形成焊渣，裂缝和其他缺陷，焊接质量和性能恶化的毛孔。 为了提高焊接质量，它已经开发出多种保护方法，以提高焊接质量，它已经开发出了各种保护方法。例如，气体保护焊是孤立的大气气体，如氩气，二氧化碳，以保护电弧和熔池率;IF钢铝焊条药皮钛铁矿粉电极脱氧氧的亲和力有益元素锰，硅等可免受氧化成浴和冷却后的高品质焊接。例如，气体保护焊是孤立的，如氩气，二氧化碳，这些对焊接大桥焊丝和大桥焊条比较有利，大气中的气体保护电弧和熔池率;中频钛铁矿粉药皮电极脱氧的钢和铝焊条有益的元素氧的亲和力锰，硅等。从洗澡到氧化物和冷却后的高品质焊接。在高压下粘合，使之间的两个原子在固体状态来实现的，又称固态焊接工件的组合。高原的孩子粘接，使两者之间在固体状态下的高压力来实现的，又称固态焊接工件的结合。 粘接工艺是电阻对焊，当通过两工件的连接端的cu1000rrent，部门成为一个因电阻非常大，在温度上升，当加热至塑性状态，轴向压力作用连接。粘接工艺是电阻对焊，当电流通过连接两个工人和部门，要成为一个非常大的，由于温度上升电阻加热至塑性状态时，轴向压力连接。对各种无填充材料在焊接过程中施加压力的粘接方法的共同特点。 本文出自：https://www.wendangku.net/doc/0d16283105.html,/shownews.asp?id=253

焊接的定义与分类

任务1 焊接的定义及分类 【任务目标】 了解焊接的定义及分类 【任务要点】 1、了解焊接本质含义 2、了解焊接的分类 【任务内容】 一、焊接的定义 1、引子 在机械制造工业中，使两个或两个以上零件联接在一起的方法，有螺钉连接、铆钉连接和焊接等。前两种连接都是机械连接，是可拆卸的。而焊接则是利用两个物体原子间产生的结合利用来实现连接的，连接后不能再拆卸。 为了实现焊接，必须使两个被焊物体(通常是金属)相互接近到原子间的力能够发生作用的程度，也就是说，要接近到像在金属内部原子间的距离一样。因此，焊接就需要采用加热、加压或加压同时也加热的方法来促使两个被焊金属的原子间达到能够结合的程度，以获得永久牢固的连接 2、焊接的定义 焊接是通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料，使焊件达到原子间结合的一种加工方法。 二、焊接的分类 在工业生产中应用的焊接方法种类很多，根据焊接过程中金属所处的状态不同，可以把焊接分为熔化焊、压焊和钎焊三大类（具体分类见图 1-1）。

图1-1 焊接分类图 熔化焊：利用局部加热使连接处的母材金属熔化，加入（或不加入）填充金属而结合的方法，是工业生产中应用最广泛的焊接工艺方法。熔化焊的特点是焊件间的结合为原子结合，焊接接头的力学性能较高，生产率高，缺点是产生的应力、变形较大。 压焊：在焊接过程中，必须对焊件施加压力，加热或不加热完成焊接的方法。虽然压焊件焊缝结合亦为原子间结合，但其焊接接头的力学性能较熔化焊稍差，适合于小型金属件的加工，焊接变形极小，机械化、自动化程度高。 钎焊：采用熔点比母材金属低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点、低于母材熔点温度，利用液态的钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。钎焊的特点是加热温度低，接头平整、光滑，外形美观，应力及变形小，但是钎焊接头强度较低，装配时对装配间隙要求高。 三、思考题 1、焊接的本质是什么？ 2、焊接的主要分类有哪些？

压力容器焊接接头分类

压力容器焊接接头分类 2009-05-28 14:41 目的：为对口错边量、热处理、无损检测、焊缝尺寸等方面有针对性地提出不同的要求，GB150根据位置，根据该接头所连接两元件的结构类型以及应力水平，把接头分成A、B、C、D四类，如图。 图压力容器焊接接头分类 A类：圆筒部分的纵向接头（多层包扎容器层板层纵向接头除外）、球形封头与圆筒连接的环向接头、各类凸形封头中的所有拼焊接头以及嵌入式接管与壳体对接连接的接头。 B类：壳体部分的环向接头、锥形封头小端与接管连接的接头、长颈法兰与接管连接的接头。但已规定为A、C、D类的焊接接头除外。 C类：平盖、管板与圆筒非对接连接的接头，法兰与壳体、接管连接的接头，内封头与圆筒的搭接接头以及多层包扎容器层板层纵向接头。 D类：接管、人孔、凸缘、补强圈等与壳体连接的接头。但已规定为A、B类的焊接接头除外。 A类焊缝是容器中受力最大的接头，因此一般要求采用双面焊或保证全焊透的单面焊缝； B类焊缝的工作应力一般为A类的一半。除了可采用双面焊的对接焊缝以外，也可采用带衬垫的单面焊； 在中低压焊缝中，C类接头的受力较小，通常采用角焊缝联接。对于高压容器，盛有剧毒介质的容器和低温容器应采用全焊透的接头。

D类焊缝是接管与容器的交叉焊缝。受力条件较差，且存在较高的应力集中。在后壁容器中这种焊缝的拘束度相当大，残余应力亦较大，易产生裂纹等缺陷。因此在这种容器中D类焊缝应采取全焊透的焊接接头。对于低压容器可采用局部焊透的单面或双面角焊。 注意：焊接接头分类的原则仅根据焊接接头在容器所处的位置而不是按焊接接头的结构形式分类，所以，在设计焊接接头形式时，应由容器的重要性、设计条件以及施焊条件等确定焊接结构。这样，同一类别的焊接接头在不同的容器条件下，就可能有不同的焊接接头形式。

焊接行业发展特点及趋势

焊接行业发展特点及趋势 【摘要】焊接是一种低成本、高科技连接材料的可靠工艺方法。到目前为止，还没有另外一种工艺比焊接更为广泛地应用于材料间的连接，并对所焊产品产生更大的附加值。因此无论现在和将来，焊接都是成功地将各种材料加工成可投入市场产品的首选工艺。焊接技术已发展成为融材料学、力学、热处理学、冶金学、自动控制学、电子学、检验学等学科为一体的综合性学科。要我们从业者不断去研究。 【关键词】焊接行业;发展特点;趋势 焊接作为一种现代的先进主导制造工艺技术，正逐步集成到产品的主寿命过程，焊接作为一种广泛的系统工程，其应用范围不仅应用于重型机械、电力设备、石油化工、交通运输、建筑工程、航天航空等行业，还扩大到电子器件、家用电器、医疗器械、通讯工程等领域。 1.焊接行业现状分析 1.1焊接材料 目前国产碳钢及低合金钢焊条完全能满足国内市场需求。不锈钢、堆焊焊条也能满足国内大部分用户要求，但对一些特殊性能焊条和特殊母材用焊条还要大量从国外进口。 1.2 焊接装备 焊接装备包括焊接设备、焊接辅机具和切割设备。 1.2.1传统的国有、集体企业 近四年来，由于产品技术含量低，开发资金不足，人才外流，企业包袱过重，以及体制和债务等因素，使不少企业竞争能力下降。近来一些企业经过大规模的技术改造，开发新型产品，逐步走出困境。 1.2.2具有外资背景的企业 即外商投资和合资企业。近四年来，这类企业从数量和规模上都得到了很大发展，主要由于他们的生产技术先进、管理方法规范、资金力量雄厚、市场经验丰富、体制机制灵活。近几年来。具有外资背景的企业异军突起，在国内市场占有率逐年提高，呈欣欣向荣状态，他们在焊接装备行业中起到了举足轻重的作用。 1.3焊接技术应用

工程塑料管道粘接、焊接工艺

工程塑料管道粘接、焊接工艺 1.概述 塑料管道是工程建设基础材料之一，特别是优良的抗腐蚀性能，广泛用于工业民用建设各种介质传送管道。安装技术、粘接、焊接技术是保证塑料管道安装质量的关键。 2.常用的塑料管道的种类 —PVC 聚氯乙烯ASTM-D1785，-D2241，-D2672（承插），-D2740，-D2467（管件） —PE 聚乙烯ASTM-D2104，-D2447，-D2737（管件） —PP 聚丙烯ASTM-D2104，-D2447，-D2737（管件） —PVDF 聚氟乙烯ASTM-D2662，-D3000，-D2666（管件） 3.工程塑料管道种类及规格 3.1塑料管道的粘接工艺： 粘接用于承插式连接工艺程序：按ASME法规B31.A328要求进行：包括：粘接责任及考核—粘接准备—粘接操作—修饰—粘接修理。粘接一般用于PVC、UPVC管道连接。 3.2粘接准备： 准备工作按BPS进行，包括：切割、接端准备、粘合面处理、清理，使粘接间隙符合要求。涂胶表面应有一定粗糙度，并应用酒精或丙酮认真清除表面的油污、灰尘和其他脏物。然后用清水洗净，烘干。3.3粘接操作： —涂胶：承口内表面和插口外表面准备好以后，即可涂粘接剂/软化剂，按说明书的要求，涂层控制在0.1—0.3mm防止气泡和气孔。涂刷只能向一个方向移动并刷涂均匀。 —粘接：涂好胶的插端接头，借助对中机具压入承端接头套管内，保证插入深度并旋转90度使它们之间产生连续的胶合。 —固化：粘接完成的接头要固定并静止一定时间，在一定的压力温度下固化，不同的粘接剂对涂层层数、厚度、压力、温度要求有所不同，需按说明要求操作。

焊接方法发展概述及焊接的本质及其分类

焊接方法发展概述及焊接的本质及其分类 电弧焊是指利用电弧作为热源的焊接方法，简称弧焊。它是熔焊中最重要的、应用最广泛的焊接方法。 一、焊接方法发展概况 焊接是指通过适当的物理化学过程(加热、加压或两者并用)使两个分离的固态物体产生原子(分子)间结合力而连接成一体的连接方法。被连接的两个物体可以是各种同类或不同类的金属、非金属(石墨、陶瓷、玻璃、塑料等)，也可以是一种金属与一种非金属。 早期的焊接，是把两块熟铁(钢)加热到红热状态以后用锻打的方法连接在一起的锻接；用火烙铁加热低熔点铅锡合金的软钎焊，已经有几百年甚至更长的应用历史。现代焊接方法的发展是以电弧焊和压力焊为起点的。电弧作为一种气体导电的物理现象，是在19世纪初被发现的，但只是到19世纪末电力生产得到发展以后，人们才有条件研究电弧的实际应用。． 1885年俄国人别那尔道斯发明了碳极电弧，起初主要用作强光源，可把它看作是电弧作为工业热源应用的创始。而电弧焊真正用于工业，则是在1892年发现金属极电弧后，研制出结构简单、使用方便、成本低廉的交流电弧焊机，特别是

1930年前后出现了薄皮和厚皮焊条以后才逐渐开始的。厚皮焊条的出现，使手工电弧焊技术进入成熟阶段，它熔深大、效率高、质量好、操作方便等突出优点是气焊方法无法比拟的，于是手工电弧焊很快被广泛应用于车辆、船舶、锅炉、起重设备和桥梁等金属结构的制造。钨极氩弧焊和熔化极氩弧焊也是在30年代先后研究成功的，成为焊接有色金属和 不锈钢等材料的有效方法。这一时期，工业产品和生产技术的发展速度较快，迫切要求焊接过程向机械化、自动化方面发展，而且当时的机械制造、电力拖动与自动控制技术也已为实现这一目标提供了技术和物质基础。于是便在30年代 中期研究成功了变速送丝式埋弧焊机，以及与之匹配的颗粒状焊剂和光焊丝，从而实现了焊接过程自动化，显著提高 了焊接效率和焊接质量。． 进半个世纪以来，正是现代工业和科学技术迅猛发展的时代，一方面，这些工业和科学技术的发展不断提出了各种使用要求(动载、强韧性、高温、高压、低温、耐蚀、耐磨等)、各种结构形式及各种黑色和有色金属材料的焊接问题。例如，造船和海洋开发工业的发展要求解决大面积拼板大型立体 框架结构自动焊及各种低合金高强钢的焊接问题；石化工业的发展要求解决各种耐高、低温及耐各种腐蚀性介质的压力容器焊接；航空航天业则要求解决大量铝、钛等轻质合金结构的焊接；电子及精密仪表制造业则要求解决大量微型精密

焊接接头种类及坡口形式

焊接接头种类及坡口形式 2课时。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。重点：认识接头形式，种类，坡口形式 难点：接头的应用，坡口的作用，相应的尺寸 一．焊接接头的种类 用焊接方法联接的接头叫做焊接接头 焊接接头包括：焊缝、熔合区和热影响区 焊接接头包括：对接接头，T形接头，十字接头，搭接接头，角接接头，端接接头，套管接头，斜对接接头，卷边接头，和锁底对接接头，常用的几种接头有： 1.对接接头： 两焊件相对平行的接头。它是焊接结 构中应用最多的一种接头形式， 最常用的一种接头形式，这种接头 受力状况好，应力集中程度低，是比 较理想的接头形式。 2.T形接头： 一焊件之端与另一焊件表面构成直角 或近似直角的接头， 能承受各种方向 力和力炬。是综

合性最好的接头。 仅次于对接接头 的焊接接头 3.角接接头 两焊件端面构成在于30度小于135度夹角的接头。这种接头受力状况不好，多用于箱形构件，根据焊件厚度不同常用于不重要的结构中。 4.搭接接头 两焊件部分重叠构成接头，其应力分布不均匀。疲劳强度较低，不是理想的接头形式，适用于被焊结构狭窄及密闭的时接结构。

二．坡口形式及坡口尺寸 坡口形式共有三种：基本型、组合型、特殊型 1．坡口的作用 开坡口的目的就是保证电弧能深入根部，使根部焊透以便清除熔渣，获得较好的焊缝成型。而且坡口能起到调节基本金属与填充金属的比例作用。（手弧时熔深一般2—4MM）2．坡口形式（基本型） 1）工形坡口 不开坡口，两焊件之间留有一定的间隙，一般在5——6MM 的焊件，保证焊透 2）V形坡口 是最常用的坡口形式，便于加工焊接为单面焊，焊后易产生角变形。V形坡口加工容易，但焊后易产生角度变形。 3）X形坡口 采用此坡口后，在厚度相等的情况下，能减少焊缝金属量1/2，并且对称焊接，焊后焊接形较小。缺点是焊接时需要翻转焊件，X形坡口即能减少填充金属又能减少焊缝变形的坡口。

钣金加工工艺及成本分析

钣金加工工艺流程 1简介 按钣金件的基本加工方式，如下料、折弯、拉伸、成型、焊接、表面处理。本此讲述每一种加工方式所要注意的工艺要求。 2下料 下料根据加工方式的不同，可分为普冲、数冲、剪板、激光切割等，由于加工方法的不同，下料的加工工艺性也有所不同。钣金下料的主要方式为数冲和激光切割。 2.1数冲是用数控转塔冲床加工，板材厚度加工范围为冷扎板、热扎板小于或等于 3.0mm,铝板小于或等于 4.0mm，不锈钢小于或等于2.0mm。加工板材最大尺寸1250mm*4000mm。 2.2激光切割机在现代的生活生产中应用广泛，他可以分为三种类型，YAG固体激光切割机、CO2激光切割机、光纤激光切割机。简单地介绍一下三种激光切割机的优点：

（一）YAG固体激光切割机 YAG固体激光切割机具有价格低、稳定性好的特点，但能量效率低，目前产品的输出功率大多在600W以下，由于输出能量小，主要用于打孔、点焊及切割8mm以下的材料。 主要优点：能切割其他激光切割机都无法切割的铝板，铜板以及大多数有色金属材料。主要缺点：切割速度慢，不能切割非金属材料。 （二）CO2激光切割机 CO2激光切割机，一般功率都在2000-4000W之间，可稳定切割20mm以内的碳钢，10mm以内的不锈钢，8mm以下的铝合金，以及木材、亚克力、PP、有机玻璃等非金属材料，主要缺点：实际使用用运营成本很高，且切割时耗气量很大,很难甚至不能切割铝板，铜板等高反射材料。 （三）光纤激光切割机 光纤激光切割机由于它可以通过光纤传输，一般功率1000W-6000W之间，主要优点：耗电少，维护方便，速度快，主要缺点：配件耗材等相关维护费用极高，很难甚至不能切割铝板，铜板等高反射材料。 激光切加工板材的最大尺寸一般：1500mm*4000mm，加工最小孔径≥1T。

ASME焊接接头分类

ASME压力容器建造规范研讨会设计部分问题解答 ── 第二部分焊接接头分类和焊接接头系数 本文就2009年在上海举行的ASME压力容器建造规范研讨会中学员所提的与设计有关的问题进行汇总答复。 CACI于今年4月所组织的ASME规范Ⅷ（与设计有关）研讨会期间，与会者在会前和研讨中提出了不少问题，CACI要求归纳整理后公布。初步考虑，拟对研讨会中以书面或口头提及的低温操作和防脆断措施，焊接接头分类和焊接接头系数，压力试验及其限制条件，开孔及其补强，元件的形状和尺寸允差，換热器设计，全部改写ASME Ⅷ-2的背景和主要修改内容等几个方面陆续整理，在整理中不拟以和讨论者一问一答的方式简单处理，而是根据规范的具体规定，从原理并规范的条文上系统说明。本文是其中的第二篇。 1 焊接接头类别和焊接接头（焊缝）类型 焊接接头和焊缝二者既有区别，又有联系，见图1。 图1焊接接头和焊缝 ASME Ⅷ-1[1][2]根据接头在容器上所处的位置，在UW-3节中划分为A、B、C、D四类；根据接头的结构型式，例如对接接头，搭接接头和角接接头，在表UW-12中分为（1）～（8）共计八个类型。对每种接头类别和相应的结构型式，规范在UW-2中规定了相应的使用限制。对于对接接头，在UW-11中规定了接头的射线及超声波检测要求，并相应在表UW-12中列出了焊接接头系数；对于角接接头，分别在UW-13、UW-15、UW-16规定了焊缝各处的尺寸要求和强度校核要求，并在UW-11的注中附带说明了无损检测要求。 2 焊接接头分类 2.1 分类的出发点 ASME Ⅷ-1在UW-3中指出，分类是指焊接接头在容器上的位置而不是接头的型式。对“在容器上的位置” 这一说法可以解读为分类的根据是接头所受应力的大小。由这点出发，对ASME Ⅷ-1的焊接接头分类立刻就得以理解。 焊接接头在容器上所受应力的大小可以由接头在容器上的位置来分析，而接头在容器上的位置则和所连接两元件的结构有关。例如壳体本身或平板本身上的拼接接头，其所在处的应力一般都可以由板壳理论解得；而壳体或平板上连有接管处的接头，其所在处的应力并不能由板壳理论解得。所以规范将其所在处应力可以由板壳理论解得的接头划为A、B类，其中承受最大主应力的接头划为A类，承受第二主应力的接头划为B类，这种壳体本身或平板本身上的拼接接头除个别者外（下面分析）都是对接或搭接接头，不可能是角接接头。规范将其所在处应力并不能由板壳理论解得的接头划为C、D类，由于在同样载荷和尺寸时，平板应力高于壳体，所以将连接件之一为平板者划为C类，将两连接件都为壳体者划为D类，但涉及矩形

薄板不锈钢焊接成本的分析与对比

薄板不锈钢焊接成本的分析与对比 目前的不锈钢压力容器生产企业，普遍采用的主要焊接方法均为成熟的焊接工艺，如钨极氩弧焊（GTAW）、焊条电弧焊（SMAW）、药芯焊丝电弧焊（FCAW）、埋弧自动焊（SAW）等。对于4～10mm的1Cr18Ni9Ti薄板不锈钢，主要采用钨极氩弧焊（GTAW）、焊条电弧焊（SMAW）和药芯焊丝电弧焊（FCAW）；而对于4～10mm的304薄板不锈钢(相当于我国的0Cr18Ni9)，则主要采用钨极氩弧焊（GTAW）、焊条电弧焊（SMAW），由于药芯焊丝电弧焊（FCAW）采用的保护气体为Ar+CO2，易使焊接接头产生增碳问题，导致其耐腐蚀性能下降，故对于低碳、超低碳不锈钢的焊接，一般情况下不采用药芯焊丝电弧焊。 本文以板厚8mm的低碳、304不锈钢为例，对其常用焊接方法及焊接成本进行分析和对比。 焊接方法分析 钨极氩弧焊采用的保护气体为纯Ar，焊接时它既不与金属起化学反应，也不溶解与液态金属中，故可以避免焊缝中金属元素的烧损和由此带来的其它焊接缺陷，同时因其密度较大，在保护时不易漂浮散失，保护效果好。该焊接方法由于热源和填充焊丝是分别控制的，热量调节方便，使输入焊缝的焊接线能量更容易控制，故适合于各种位置的焊接，也容易实现单面焊双面成型。钨极氩弧焊的最大缺点是熔深浅、熔敷速度慢、生产效率低，因而其焊接变形也就较大。 焊条电弧焊由于操作灵活、方便，焊接设备简单、易于移动，设备费用比其它电弧焊方法低，因而得到了广泛的应用。该焊接方法与熔化极气体保护焊（GMAW）、埋弧自动焊（SAW）等焊接方法相比，其熔敷速度慢及熔敷系数低，并且每焊接完一条焊道均需要清理熔渣，而坡口内的清渣是比较繁琐的。 熔化极惰性气体保护焊（MIG焊），由于采用Ar或在Ar中添加了少量的O2作为保护气体，因而其电弧稳定，熔滴细小且过渡稳定，飞溅很小。该焊接方法的电流密度高、母材熔深深，因而其焊丝的熔化速度和焊缝的熔敷速度高，焊接生产效率高，尤其适于中等厚度和大厚度结构的焊接。该焊接设备比较复杂，设备成本较高。 表1给出了薄板不锈钢常用焊接方法的相关数据。该表中的GTAW焊的熔敷速度为实际测量的数据。 表1 薄板不锈钢常用焊接方法数据 焊接方法 TIG SMAW MIG 热源最小加热面积(cm2) 10-3 10-2 10-4 特性最大功率密度(W/cm2) 1.5×104 104 104～105 热效率（功率有效系数） 0.77～0.99 0.77～0.87 0.66～0.69 焊接电流（A） 100～130 170～200 200～300 焊接速度焊材直径(mm) Φ2.4 Φ4.0 Φ1.2 及效率熔敷速度(g/min) 7～10 18～22 75～85 熔敷效率(%) 98～100 55～60 96～99

常用焊接方法办法

常用焊接方法手册 一、什么是钎焊？钎焊是如何分类的？钎焊的接头形式有何特点？ 钎焊是利用熔点比母材低的金属作为钎料，加热后，钎料熔化，焊件不熔化，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散，将焊件牢固的连接在一起。 依照钎料熔点的不同，将钎焊分为软钎焊和硬钎焊。 （1）软钎焊：软钎焊的钎料熔点低于450°C，接头强度较低(小于70 MPa)。 （2）硬钎焊：硬钎焊的钎料熔点高于450°C，接头强度较高(大于200 MPa)。 钎焊接头的承载能力与接头连接面大小有关。因此，钎焊一般采纳搭接接头和套件镶接，以弥补钎焊强度的不足。 二、电弧焊的分类有哪些，有什么优点？

利用电弧作为热源的熔焊方法，称为电弧焊。可分为手工电弧焊、埋弧自动焊和气体爱护焊等三种。手工自动焊的最大优点是设备简单，应用灵活、方便，适用面广，可焊接各种焊接位置和直缝、环缝及各种曲线焊缝。尤其适用于操作不变的场合和短小焊缝的焊接；埋弧自动焊具有生产率高、焊缝质量好、劳动条件好等特点；气体爱护焊具有爱护效果好、电弧稳定、热量集中等特点。 三、焊条电弧焊时，低碳钢焊接接头的组成、各区域金属的组织与性能有何特点？ （1）焊接接头由焊缝金属和热阻碍区组成。 1）焊缝金属：焊接加热时，焊缝处的温度在液相线以上，母材与填充金属形成共同熔池，冷凝后成为铸态组织。在冷却过程中，液态金属自熔合区向焊缝的中心方向结晶，形成柱状晶组织。由于焊条芯及药皮在焊接过程中具有合金化作用，焊缝金属的化学成分往往优于母材，只要焊条和焊接工艺参数选择合理，焊缝金属的强度一般不低于母材强度。 2）热阻碍区：在焊接过程中，焊缝两侧金属因焊接热作用而产生组织和性能变化的区域。

压力容器焊接接头分类

个人收集整理-ZQ 压力容器焊接接头分类 目地：为对口错边量、热处理、无损检测、焊缝尺寸等方面有针对性地提出不同地要求，根据位置，根据该接头所连接两元件地结构类型以及应力水平，把接头分成、、、四类，如图. 图压力容器焊接接头分类 类：圆筒部分地纵向接头（多层包扎容器层板层纵向接头除外）、球形封头与圆筒连接地环向接头、各类凸形封头中地所有拼焊接头以及嵌入式接管与壳体对接连接地接头. 类：壳体部分地环向接头、锥形封头小端与接管连接地接头、长颈法兰与接管连接地接头.但已规定为、、类地焊接接头除外. 类：平盖、管板与圆筒非对接连接地接头，法兰与壳体、接管连接地接头，内封头与圆筒地搭接接头以及多层包扎容器层板层纵向接头. 类：接管、人孔、凸缘、补强圈等与壳体连接地接头.但已规定为、类地焊接接头除外.b5E2R。 类焊缝是容器中受力最大地接头，因此一般要求采用双面焊或保证全焊透地单面焊缝； 类焊缝地工作应力一般为类地一半.除了可采用双面焊地对接焊缝以外，也可采用带衬垫地单面焊； 在中低压焊缝中，类接头地受力较小，通常采用角焊缝联接.对于高压容器，盛有剧毒介质地容器和低温容器应采用全焊透地接头. 类焊缝是接管与容器地交叉焊缝.受力条件较差，且存在较高地应力集中.在后壁容器中这种焊缝地拘束度相当大，残余应力亦较大，易产生裂纹等缺陷.因此在这种容器中类焊缝应采取全焊透地焊接接头.对于低压容器可采用局部焊透地单面或双面角焊.p1Ean。 注意：焊接接头分类地原则仅根据焊接接头在容器所处地位置而不是按焊接接头地结构形式分类，所以，在设计焊接接头形式时，应由容器地重要性、设计条件以及施焊条件等确定焊接结构.这样，同一类别地焊接接头在不同地容器条件下，就可能有不同地焊接接头形式.DXDiT。 1 / 1

焊接方法与分类

焊接方法与分类 电焊技术就是采用在金属连接处实行局部电能加热、加压或加压的同时加热，使被焊金属局部达到液态或接近液态，来促进原子或分子间相互扩散和进行结合，以达到固定的连接。近百年来，随着科学技术的不断发展，各种焊接方法不断出现。按照焊接过程中金属所处的状态和工艺特点，可以把焊接方法简单按族系法分为三大类，即熔化焊、固相焊和钎焊。还可进一步进行细分。 (1) 熔化焊使被连的构件表面局部加热熔化成液体， 添加填充金属或不添加填充金属，然后冷却结晶成一体的方法称为熔化焊。为了实现熔化焊，关键是要有一个能量集中、温度足够的局部加热。其次，为防止局部熔化的高温焊缝金属因跟空气接触而造成成分、性能的恶化，熔化过程一般要采取有效的隔离空气的保护措施。常见的电弧焊、气焊、气体保护焊等，都属于熔化焊范畴。 （2) 固相焊利用加压、摩擦、扩散等物理作用克服

两个连接表面的不平度，除去（挤走）氧化膜及其他污染物，使两个连接面原子相互结合，在固态条件下实现连接称为固相焊。固相焊通常必须加压，所以也称为压焊。为了使固相焊容易实现，大都在加压同时伴随加热措施（但加热温度远低于焊件的熔点，因此，固相焊一般无需保护措施）。常见的锻焊、电阻对焊、扩散焊、激光焊、电子束焊、爆炸焊、闪光焊等均属于固相焊范畴。 (3) 钎焊利用某些熔点低于被焊构件材料熔点的熔化金属（钎料）作为连接的媒介物在连接界面上的流散浸润作用，然后冷却结晶形成结合面的方法称为钎焊。钎焊时被焊金属本身不熔化。火焰钎焊、盐浴钎焊、感应钎焊、电子束钎焊等属钎焊范畴。基本焊接方法及分类见表1-1。

表1-1 焊接方法族系法分类 熔化焊 基 本 焊 接 方 法 固相焊 熔化极焊 螺柱焊 焊条电弧焊 埋弧焊 氩弧焊 二氧化碳电弧焊 钨极氩弧焊 原子氢焊 等离子弧焊 气焊 氧-氢焊 氧-乙炔焊 空气-乙炔焊 铝热焊 电渣焊 电子束焊 激光焊 电阻点缝焊 电阻对焊 冷压焊 超声波焊 爆炸焊 锻焊 扩散焊 钎焊 火焰钎焊 感应钎焊 炉中钎焊 盐浴钎焊 电子束钎焊

焊接形式

焊接形式 一、焊接接头形式 焊接接头形式：对接接头、角接接头及T字形接头、搭接接头。 （a）对接接头；（b）角接接头；（c）搭接接头 图4-44 焊接接头的三种形式 1．对接接头 结构：两个相互连接零件在接头处的中面处于同一平面或同一弧面内进行焊接的接头。 特点：受热均匀，受力对称，便于无损检测，焊接质量容易得到保证。 应用：最常用的焊接结构形式。 2．角接接头和T型接头 结构：两个相互连接零件在接头处的中面相互垂直或相交成某一角度进行焊接的接头。两构件成T字形焊接在一起的接头，叫T型接头。角接接头和T字接头都形成角焊缝。 特点：结构不连续，承载后受力状态不如对接接头，应力集中比较严重，且焊接质量也不易得到保证。 应用：某些特殊部位：接管、法兰、夹套、管板和凸缘的焊接等。 3．搭接接头 结构：两个相互连接零件在接头处有部分重合在一起，中面相互平行，进行焊接的接头。 特点：属于角焊缝，与角接接头一样，在接头处结构明显不连续，承载后接头部位受力情况较差。应用：主要用于加强圈与壳体、支座垫板与器壁以及凸缘与容器的焊接。 二、坡口形式 焊接坡口——为保证全熔透和焊接质量，减少焊接变形，施焊前，一般将焊件连接处预先加工成各种形状。不同的焊接坡口，适用于不同的焊接方法和焊件厚度。 坡口形状 基本坡口形状：Ⅰ形、V形、单边V形、 U形、J形。 组合形状 特例：一般接头应开设坡口，而搭接接头无需开坡口即可焊接。双V形坡口由两个V形坡口和一个I形坡口组合而成 图4-45 坡口的基本形式

图4-46 双V形坡口 三、压力容器焊接接头分类 目的：为对口错边量、热处理、无损检测、焊缝尺寸等方面有针对性地提出不同的要求，GB150根据位置，根据该接头所连接两元件的结构类型以及应力水平，把接头分成A、B、C、D四类，如图4-47。 图4-47 压力容器焊接接头分类 A类：圆筒部分的纵向接头（多层包扎容器层板层纵向接头除外）、球形封头与圆筒连接的环向接头、各类凸形封头中的所有拼焊接头以及嵌入式接管与壳体对接连接的接头。 B类：壳体部分的环向接头、锥形封头小端与接管连接的接头、长颈法兰与接管连接的接头。但已规定为A、C、D类的焊接接头除外。 C类：平盖、管板与圆筒非对接连接的接头，法兰与壳体、接管连接的接头，内封头与圆筒的搭接接头以及多层包扎容器层板层纵向接头。 D类：接管、人孔、凸缘、补强圈等与壳体连接的接头。但已规定为A、B类的焊接接头除外。 注意：焊接接头分类的原则仅根据焊接接头在容器所处的位置而不是按焊接接头的结构形式分类，所以，在设计焊接接头形式时，应由容器的重要性、设计条件以及施焊条件等确定焊接结构。这样，同一类别的焊接接头在不同的容器条件下，就可能有不同的焊接接头形式。 四、压力容器焊接结构设计的基本原则 1．尽量采用对接接头，易于保证焊接质量，所有的纵向及环向焊接接头、凸形封头上的拼接焊接接头，必须采用对接接头外，其它位置的焊接结构也应尽量采用对接接头。 举例：角焊缝，改用对接焊缝［图48（a）改为8（b）和（c）]。减小了应力集中，方便了无损检测，有利于保证接头的内部质量。

不锈钢焊接成本分析

不锈钢焊接分析 目前的不锈钢压力容器生产企业，普遍采用的主要焊接方法均为成熟的焊接工艺，如钨极氩弧焊（GTAW）、焊条电弧焊（SMAW）、药芯焊丝电弧焊（FCAW）、埋弧自动焊（SAW）等。对于4～10mm 的1Cr18Ni9Ti薄板不锈钢，主要采用钨极氩弧焊（GTAW）、焊条电弧焊（SMAW）和药芯焊丝电弧焊（FCAW）；而对于4～10mm的304薄板不锈钢(相当于我国的0Cr18Ni9)，则主要采用钨极氩弧焊（GTAW）、焊条电弧焊（SMAW），由于药芯焊丝电弧焊（FCAW）采用的保护气体为Ar+CO2，易使焊接接头产生增碳问题，导致其耐腐蚀性能下降，故对于低碳、超低碳不锈钢的焊接，一般情况下不采用药芯焊丝电弧焊。 本文以板厚8mm的低碳、304不锈钢为例，对其常用焊接方法及焊接成本进行分析和对比。 焊接方法分析 钨极氩弧焊采用的保护气体为纯Ar，焊接时它既不与金属起化学反应，也不溶解与液态金属中，故可以避免焊缝中金属元素的烧损和由此带来的其它焊接缺陷，同时因其密度较大，在保护时不易漂浮散失，保护效果好。该焊接方法由于热源和填充焊丝是分别控制的，热量调节方便，使输入焊缝的焊接线能量更容易控制，故适合于各种位置的焊接，也容易实现单面焊双面成型。钨极氩弧焊的最大缺点是熔深浅、熔敷速度慢、生产效率低，因而其焊接变形也就较大。 焊条电弧焊由于操作灵活、方便，焊接设备简单、易于移动，设备费用比其它电弧焊方法低，因而得到了广泛的应用。该焊接方法与熔化极气体保护焊（GMAW）、埋弧自动焊（SAW）等焊接方法相比，其熔敷速度慢及熔敷系数低，并且每焊接完一条焊道均需要清理熔渣，而坡口内的清渣是比较繁琐的。 熔化极惰性气体保护焊（MIG焊），由于采用Ar或在Ar中添加了少量的O2作为保护气体，因而其电弧稳定，熔滴细小且过渡稳定，飞溅很小。该焊接方法的电流密度高、母材熔深深，因而其焊丝的熔化速度和焊缝的熔敷速度高，焊接生产效率高，尤其适于中等厚度和大厚度结构的焊接。该焊接设备比较复杂，设备成本较高。

常用焊接方法及特点

一、什么是钎焊？钎焊是如何分类的？钎焊的接头形式有何特点？ 钎焊是利用熔点比母材低的金属作为钎料，加热后，钎料熔化，焊件不熔化，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散，将焊件牢固的连接在一起。 根据钎料熔点的不同，将钎焊分为软钎焊和硬钎焊。 （1）软钎焊：软钎焊的钎料熔点低于450°C，接头强度较低(小于70 MPa)。 （2）硬钎焊：硬钎焊的钎料熔点高于450°C，接头强度较高(大于200 MPa)。 钎焊接头的承载能力与接头连接面大小有关。因此，钎焊一般采用搭接接头和套件镶接，以弥补钎焊强度的不足。 二、电弧焊的分类有哪些，有什么优点？ 利用电弧作为热源的熔焊方法，称为电弧焊。可分为手工电弧焊、埋弧自动焊和气体保护焊等三种。手工自动焊的最大优点是设备简单，应用灵活、方便，适用面广，可焊接各种焊接位置和直缝、环缝及各种曲线焊缝。尤其适用于操作不变的场合和短小焊缝的焊接；埋弧自动焊具有生产率高、焊缝质量好、劳动条件好等特点；气体保护焊具有保护效果好、电弧稳定、热量集中等特点。 三、焊条电弧焊时，低碳钢焊接接头的组成、各区域金属的组织与性能有何特点？ （1）焊接接头由焊缝金属和热影响区组成。 1）焊缝金属：焊接加热时，焊缝处的温度在液相线以上，母材与填充金属形成共同熔池，冷凝后成为铸态组织。在冷却过程中，液态金属自熔合区向焊缝的中心方向结晶，形成柱状晶组织。由于焊条芯及药皮在焊接过程中具有合金化作用，焊缝金属的化学成分往往优于母材，只要焊条和焊接工艺参数选择合理，焊缝金属的强度一般不低于母材强度。 2）热影响区：在焊接过程中，焊缝两侧金属因焊接热作用而产生组织和性能变化的区域。 （2）低碳钢的热影响区分为熔合区、过热区、正火区和部分相变区。 1）熔合区位于焊缝与基本金属之间，部分金属焙化部分未熔，也称半熔化区。加热温度约为1 490～1 530°C，此区成分及组织极不均匀，强度下降，塑性很差，是产生裂纹及局部脆性破坏的发源地。 2）过热区紧靠着熔合区，加热温度约为1 100～1 490°C。由于温度大大超过Ac3，奥氏体晶粒急剧长大，形成过热组织，使塑性大大降低，冲击韧性值下降25%～75%左右。

焊接接头及坡口形式

焊接接头及坡口形式 一、 接头的分类 接头是由两个或两个以上零件用焊接方法连接的，焊接 结构通常由若干个焊接接头组成。 型接头（十字） 端接接头 在结构中的作用： （1）工作接头：工作力的传递； （2）联接接头：更主要的作用是作焊接的办法使更多的焊接连接成整体，起连接作用。通常不做强度计算。 （3）蜜封接头：防止泄漏是其主要作用。 1.对接接头 搭接接头角接接头

从受力的角度看，受力状况好，应力集中程度小，材料消耗少，变形也较小。往往在接头开坡口。 2.T型和十字接头 将相互垂直的焊件用角焊缝边接起来的接头，分焊透、 不焊透两种，接头焊透，要根据坡口的T型和十字接头承受 动载能力而定，不焊透的T型和十字接头承受力是不周的。 3.搭接接头。 是指两个焊接部分重叠在一起。搭接接头应力分布不均 匀，强度较低。 4.角接头 是指两个焊件的端面构成大于30。、小于是135。夹角，用焊接连接起来的接头。 5.端接接头 是指将两构件重叠放置或两焊件之间的夹角不大于 30°,用焊接边接起来的接头。 二、坡口的形式和坡口尺寸 1.坡口的形式 主要是保证焊接接头的质量和方便焊接、使焊缝根部焊 透。 选用何种坡口形式，主要取决于焊接的方法、焊接的位置、焊件的厚度、焊缝熔透要求。

选择坡口应注意如下问题: 1)坡口的加工条件； 2)可焊接性； 3)焊接材料的消耗生产成本; 4)焊接变形如何； 常用的坡口形式： 1)I型 2)V型 3)双丫型 4)U型 5)双丫形 2.坡口的作用 1)确保焊接电源深入到坡口根部间隙处； 2)操作清除焊渣； 3)调节熔敷金属比例，提高焊接接头综合性能; 3.坡口的加工 加工方法的选择: (1)剪边：用剪板机剪切加工； 工亦￡頊

材料的焊接性对焊接质量及焊接成本的影响分析 夏润光

材料的焊接性对焊接质量及焊接成本的影响分析夏润光 摘要：新时代的工业操作过程中，焊接成为了代表性的内容，自身的工作难度 系数较高，受到的影响因素较多。为了确保焊接的质量得到良好提升，不仅要对 全局工作开展良好的把控，更加要在细节影响因素上良好的应对，从而努力提高 焊接的综合成就。与此同时，在焊接的质量控制当中，还需要对一些动态情况的 变化做出深入了解，这样就可以在最终工作成绩上良好的进步。本文针对焊接与 质量控制展开讨论，并提出合理化建议。 关键词：焊接；质量；控制 从客观的角度来分析，焊接的实施，已经得到了业界内的高度探讨，国家相 关部门对此颁布的法令和规范也不断的增加。对于质量控制而言，焊接的所有内容，都必须不断的从长远角度来出发，坚持在焊接的可靠性、可行性方面大幅度 的巩固，努力确保焊接的体系能够积极的健全。另一方面，焊接的手段和技术模式，也需要不断的革新，这样才能在新问题和新要求的应对上，努力取得更好的 成就。 1焊接的质量控制原则 我国在现代化的建设、发展过程中，焊接工作引起了业界内的高度关注，同 时对很多社会项目的综合发展，都能够产生特别大的影响。为此，想要在焊接的 质量控制上取得更好的成绩，必须坚持在相关工作原则上积极的遵守。①焊接的质量控制，一定要设定明確的技术控制指标，对于不同的数据和信息开展良好的 把控，从而在焊接的体系上不断完善，为的质量提升、性质稳定等，都做出良好 的提升。②焊接的质量控制手段，一定要按照多元化的模式来进行，单一的控制指标，或者是传统的控制手段，都没有办法创造出较高的价值，各项工作的部署 和进行，都没有办法取得良好的成绩。 2焊接现状及常见问题 其一，不连续操作引发质量缺陷问题，包括气孔、夹渣、咬边等，这些缺陷 一般是焊工加强技巧可避免的质量问题。如果上述缺陷控制在一定范围内，是可 以被允许的，但氢致开裂是不可容忍的问题。其二，烧穿、不定分解。焊接熔池 底端未融化金属低于其实际所受外力作用状况下，可能会出现烧穿、泄露状况， 壁厚增加、熔深降低会降低风险等级。其三，氢致开裂，在线焊接环节中，内部 输送物质的连续流动可能引发焊后快冷问题，容易形成氢致裂纹敏感的淬硬组织。长输管线的加工、现场环焊等处理中，易产生部分缺陷问题。当下工艺条件下， 断裂、塑性失稳状况是常见两种问题。焊接缺陷处深度和长度会降低管子的极限 承载能力，尤其是深度危害更加突出。此外，断裂状况影响深刻的部位主要是焊 接缺陷中的未融合、未焊接、错边现象。上述裂纹类的缺陷问题易演发成复合型 缺陷，增加了断裂的危害作用。从提高油气运输安全性出发，的无损检测和环焊 操作中，需要尽量降低其缺陷程度，避免发生复合型缺陷问题。 3焊接质量控制主要措施分析 3.1提高操作人员能力水平 为了有效促使焊接质量得到显著提高，对于当前焊接而言，应当促使焊接操 作人员质量意识提升，为了提高人员能力水平需要从两方面入手：一是建立一套 完整的焊接操作人员培训体系；二是根据焊接结构的不重要程度匹配相应资质的 操作人员。目前，一些对焊接质量要求高的单位，对焊接操作人员在上岗前进行 专业性的培训，使其不仅具备焊接基本的操作技能，还能根据所焊接的产品的特

聚四氟乙烯工件常用粘接和焊接方法

加工与应用　 聚四氟乙烯工件常用粘接和焊接方法 董高峰 (巨化工程有限公司仪表厂) 摘　要:介绍了聚四氟乙烯(PTFE )工件常用的三种粘接方法,并结合实际使用情况指出该三种方法的不足,在此基础上提出两种快速、高效的新型粘接剂和粘接方法,最后介绍了常用的热压焊接法和热风焊接法两种焊接方法。 关键词:聚四氟乙烯(PTFE );粘接方法;粘接剂;热压焊接法;热风焊接法 随着防腐技术的进步,防腐材料不断推陈出新, 其中聚四氟乙烯(PTFE )以其优异的化学稳定性、耐高温和耐化学腐蚀特性,越来越受到人们的重视,是理想的防腐首选材料,成为当今不可缺少的重要材料之一。 PTFE 作为一种特殊的防腐蚀材料,在日常应用当中多以工件的形式出现,它可以单独使用,也可以与其他材料结合使用,比如与不锈钢结合,后者既能发挥PTFE 独特的防腐性能,同时又能利用不锈钢材料高的强度,这样可以避免PTFE 强度不高而不锈钢防腐能力差的缺点,很好地起到了一种扬长避短的作用。而在具体的应用当中,牵涉到材料与材料之间相互接合的问题,包括PTFE 与PTFE 之间以及PTFE 与不锈钢之间,这种接合一般采用粘接或焊接的方法解决。但由于PTFE 材料本身具有极高的化学稳定性与不可粘性,所以它的粘接与焊接比较麻烦,一直以来是PTFE 材料应用中的一大难题。在解决了PTFE 的粘接与焊接问题之后,PTFE 作为防腐材料在工业生产中的应用将更加广泛。下面结合笔者的经验,介绍几种比较常用、效果也较好的PTFE 工件粘接和焊接方法。1　常用的粘接方法 任何固体要粘接,必须要能被粘接剂润湿且具 有粘附性。PTFE 材料表面能低,表面对液体的接触角大,润湿性差,粘附能力小,所以比其他物质的粘附性要差,一般要经过特殊处理以后再进行粘接[1] 。1.1　钠萘溶液处理粘接法 钠萘溶液处理含氟材料,主要是通过腐蚀液与 PTFE 塑料发生化学反应,扯掉材料表面上的部分氟原子,这样就在表面上留下了碳化层和某些极性基团。红外光谱表明,表面引入羟基、羰基和不饱和键等极性基团,这些基团能使表面能增大,接触角变小,润湿性提高,由难粘变为可粘。这是目前研究的所有方法中效果较好,也是比较常用的方法。一般用钠萘四氢呋喃作为腐蚀液。处理粘接步骤如下[2]: ⑴处理液配制:将一定量的金属钠加入到四氢呋喃与萘的溶液中,其中金属钠的质量分数控制在3%～5%,在室温下搅拌约2h,直至溶液颜色呈现深褐色或黑色即可; ⑵将待处理的PTFE 工件浸入到该溶液中约5～10m in,取出再用丙酮溶液浸泡3～5m in;⑶从丙酮溶液中取出工件,用清水漂洗干净后置于阴暗处自然干燥; ⑷选择环氧树脂、有机硅或聚氨酯做粘合剂,均匀涂于处理过的待粘接表面并立即粘接,于24～30℃下静置24h 后即可粘接牢靠。1.2　钠的液氨溶液处理粘接法 该方法的处理粘接机理与钠萘溶液处理粘接法 相似,在此勿需重复。它的处理粘接步骤如下: ⑴处理液配制:在常温下将一定量的金属钠加入到液氨溶液中配制成质量分数为1%～5%的钠氨溶液,待反应彻底后即可使用; ——————————————— 作者简介:董高峰,男,生于1976年,助理工程师,2001年毕业于宝鸡文理学院,工学学士,现从事仪器仪表开发。 ? 43?有机氟工业 O rgano -Fluorine I ndustry 2005年第4期