1、 焊接的本质:将分离的金属用局部加热或加压等手段,借助于金属内部原子的结合与扩散作用牢固连接起来,形成永久性接头 焊接材料 焊接工艺 常见压容材料的焊接焊接材料包括：电焊条、焊丝、焊剂、保护气体、钎剂等 第一节第一节 焊条的组成及作用焊条的组成及作用 焊条：涂有药皮的供手工电弧焊用的熔化电极叫电焊条，它由焊芯和药皮两部分组成。 通常焊条引弧端有倒角，药皮被除去一部分，露出焊芯端头。有的焊条引弧端涂有黑色引弧剂，引弧更容易。不锈钢焊条夹持端端面涂有不同颜色，以便识别焊条型号。 在靠近夹持端的药皮上印有焊条牌号。 一、焊芯一、焊芯 焊条中被药皮包敷的金属丝叫焊芯。焊条中被药皮包敷的金属丝叫焊芯。
2、1.焊芯的作用焊芯的作用 作电极产生电弧。作电极产生电弧。 焊芯熔化后成为填充金属，与熔化了的母材混合形成焊缝。焊芯熔化后成为填充金属，与熔化了的母材混合形成焊缝。 2.焊芯的分类及牌号焊芯的分类及牌号 根据根据GB1300-7焊接用钢丝焊接用钢丝标准标准规定，专门用于制造焊芯和焊丝的钢材，可分为碳素结构规定，专门用于制造焊芯和焊丝的钢材，可分为碳素结构钢、合金结构钢、不锈钢三类。焊条钢牌号一律用汉语拼钢、合金结构钢、不锈钢三类。焊条钢牌号一律用汉语拼音字母音字母H做字首，其后紧跟钢号，表示方法与优质碳素结做字首，其后紧跟钢号，表示方法与优质碳素结构钢、合金钢相同。构钢、合金钢相同。 若钢号末
3、尾注有高字（或用字母若钢号末尾注有高字（或用字母A表示），为高级优质焊表示），为高级优质焊条钢，含硫、磷量较低。若末尾注有条钢，含硫、磷量较低。若末尾注有“特特”字（或用字母字（或用字母E表示），为特级焊条钢，含硫、磷均小于表示），为特级焊条钢，含硫、磷均小于0.03%。 H1Cr19NiTi铬镍钛不锈钢焊条钢。铬镍钛不锈钢焊条钢。 二、药皮二、药皮 涂敷在焊芯表面的有效成分叫药皮。它由几种或几十种成分组成。 药皮的作用如下： 1.稳弧作用 焊条药皮中含有稳弧物质，可保证电弧容易引燃和燃烧稳定。 2.保护作用 药皮熔化时产生气体和熔渣，可隔离空气，保护熔融金属。熔渣冷却后，在焊缝表面形成渣壳，
4、可防止焊缝表面金属不被氧化并减慢焊缝的冷却速度，有利于熔池中气体逸出，减少产生气孔的可能性，并改善焊缝成形。 3.冶金作用 药皮中加有脱氧剂和合金剂，通过熔渣与熔化金属的化学反应，可减少氧、硫、磷等有害杂质，使焊缝金属获得符合要求的力学性能。 4.渗合金 药皮中加有铁合金，这些合金元素熔化后过渡到熔池中，可提高焊缝金属中合金元素的含量，从而改善焊缝金属的性能，通过渗合金甚至可获得性能与母材完全不同的焊缝金属，如在碳钢上堆焊不锈钢、高速钢等。 5.改善焊接工艺性能 通过调整药皮成分，可改变药皮的熔点和凝固温度，使焊条末端形成套筒，产生定向气流，有利于熔滴向熔池过渡，可适应全位置焊接需要。 一、焊
5、条的种类及型号一、焊条的种类及型号 根据焊条的用途可分为碳钢焊条、低合金钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、铝及铝含金焊条、铜及铜合金焊条，铸铁焊条等，这里只介绍焊钢用的焊条。 1、碳钢焊条 根据GB5177-85碳钢焊条标准规定，这类焊条的型号，根据熔敷金属的抗拉强度，药皮类型、焊接位置和焊接电流种类划分。型号编制方法如下： E X1X2 X3X4 表示药皮类型及电流种类见 表示焊接位置 表示熔敷金属的最低抗拉强度单位为kgf/mm2。 表示焊条。 碳钢焊条包括E43和E50两个系列 X3-焊条使用位置 0或1表示:全位置焊(平、立、横、仰) 2表示:平焊、船形焊 4表示：向下立焊 例 E 43
6、1 5 表示焊条药皮低氢钠型，并 可采用直流反接焊接 表示焊条适用于全位置焊接 表示熔敷金属抗拉强度的最小 值（420MPa） 表示焊条。 2、低合金钢焊条 根据GB5118-85低合金钢焊条规定，这类焊条根据熔敷金属的力学性能、化学成分、药皮类型、焊接位置和焊接电流种类划分型号，具体表示方法如下 E XX X X - XX - X.X 表示熔敷金属的合金元素，用 元素符号表示 表示熔敷金属化学成分分 类代号 表示药皮类型 表示焊条适用位置 表示熔敷金属抗拉强度的最小值 表示焊条 根据熔敷金属抗拉强度，低合金钢焊条分为50、55、60、70、75、85六个系列。 3、不锈钢焊条 这类焊条用于焊
7、接含铬量大于4%，含镍量小于50%的耐蚀钢或耐热钢。 根据GB983-85不锈钢焊条标准规定，这类焊条的型号根据熔敷金属的化学成分，力学性能、药皮类型和焊接电流种类划分。 E XX XX XX XX XX 表示药皮类型与焊接电流 表示熔敷金属中其它合金元 素及含量 表示熔敷金属中镍的含量% 表示熔敷金属中铬的含量% 表示熔敷金属含碳量 表示焊条 注：焊条的牌号与型号编号不一样，目前我们所使用的焊条上既有牌号又有型号，不锈钢焊条大家对牌号要熟悉得多如：A102、A302、A022、A002、A132等 4、堆焊焊条 这类焊条用于金属表面层的堆焊，熔敷金属在常温或高温下，具有一定程度的耐磨、耐蚀性
8、能，使堆焊表面具有特殊性能。 二、酸性焊条与碱性焊条二、酸性焊条与碱性焊条 尽管药皮有多种类型，但根据药皮熔化后熔渣特性，只能分成酸性焊条与碱性焊条两类。这两类焊条的工艺性能，操作注意事项和焊缝质量有较大的差异，因此必须熟悉它们的特点。 1、酸性焊条 酸性焊条熔渣的主要成分是酸性氧化物（如二氧化硅、二氧化钛、三氧化二铁等），其它在焊接过程中容易放出含氧物质，以及药皮里的有机物，分解时产生保护气体。因此烘干温度不能超过250。 这类焊条氧化性较强，容易使合金元素氧化，同时电弧中的氢离子容易和氧离子结合生成氢氧根离子，可防止氢气孔，因此这类焊条对铁锈不敏感。 酸性渣不能有效地清除熔池中的硫、磷等杂
9、质，因此焊缝金属产生偏板的可能性较大，出现热裂纹的倾向较高，焊缝金属的冲击韧度较低。 酸性焊条突出的优点是价格较低，焊接工艺性较好，容易引弧，电弧稳定，飞溅小，对弧长不敏感，对油锈不敏感，对焊前准备要求低，而且焊缝成形好，广泛用于一般结构。 这类焊条的典型牌号产品有：结422、热202等 2、碱性焊条 碱性焊条熔渣的主要成分是碱性氧化物（如大理石、萤石等）和铁合金，焊接时大理石分解，产生二氧化碳气体。 这类焊条的氧化性弱，对油、水、铁锈等很敏感。如果焊前工件焊接区没有清理干净，或焊条未完全烘干，容易产生气孔。但焊缝金属中合金元素较多，硫、磷等杂质较少，因此焊缝的力学性能，特别是冲击韧度较好，故
10、这类焊条主要用于焊接重要结构。 碱性焊条突出的缺点是价格稍贵，工艺性能差，引弧困难，电弧稳定性差，飞溅较大，必须采用短弧焊，焊缝外形稍差，鱼磷纹较粗。 必须说明一点，对同一序列的焊条，无论是酸性焊条，还是碱性焊条，它们的熔敷金属的力学性能都能满足使用要求，只是酸性焊条熔敷金属的塑性和韧性稍差，因此至今还广泛地应用。第三节第三节 焊条的选用原则焊条的选用原则一一.等强度原则等强度原则对于承受静载或一般载荷的工件或结构，通常对于承受静载或一般载荷的工件或结构，通常选用抗拉强度与母材相等的焊条，这就是等强选用抗拉强度与母材相等的焊条，这就是等强度原则。度原则。例如焊接例如焊接20，Q235等低碳钢或
11、抗拉强度在等低碳钢或抗拉强度在400MPa左右的钢就可以选用左右的钢就可以选用E43系列焊条。而系列焊条。而焊焊16Mn，16Mng等抗拉强度在等抗拉强度在500MPa范围的范围的钢，选用钢，选用E50系列焊条就行了。系列焊条就行了。有的人认为选用抗拉强度高的焊条焊接抗拉强有的人认为选用抗拉强度高的焊条焊接抗拉强度低的材料好，这个观念是错误的，通常抗拉度低的材料好，这个观念是错误的，通常抗拉强度高的钢材的塑性指标都较差，单纯追求焊强度高的钢材的塑性指标都较差，单纯追求焊缝金属的抗拉强度，降低了它的塑性，往往不缝金属的抗拉强度，降低了它的塑性，往往不一定有利。一定有利。 二二.等同性原则等同性原
12、则 焊接在特殊环境下工作的工件或结构，如要求耐磨、耐腐蚀、在高温或低温下具有较高的力学性能，则应选用能保证熔敷金属的性能与母材相近或相近似的焊条，这就是等同性原则。 如焊接不锈钢时，应选用不锈钢焊条；焊接耐热钢时应选用耐热钢焊条 三三.等条件原则等条件原则 根据工件或焊接结构的工作条件和特点选择最多。例如焊接需承受动载或冲击载荷的工件，应选用熔敷金属冲击韧度较高的低氢型碱性焊条。反之，焊一般结构时，应选用酸性焊条。 虽然选用焊条时还应考虑工地供电情况，工地设备条件，经济性及焊接效率等，但这都是比较次要的问题，应根据实际情况决定。 一一.焊条的检验焊条的检验 为确保产品质量，新进厂的焊条应进行下
13、列检验。 1.外观检验 焊条药皮表面应细腻光滑，无气孔和机械损伤，药皮无偏心，焊芯无锈蚀现象，引弧端有倒角，引燃剂完好，夹持端牌号标志清晰。 2.药皮强度检验 将焊条平举至离钢板1m处，松开手让焊条自由落下，如药皮无脱落现象，则药皮强度合格。 3.工艺性检验 用待验焊条进行焊接试验，若引弧容易、电弧燃烧稳定、飞溅小、药皮熔化均匀、焊缝成形好、不产生气孔、裂纹、夹渣和咬边等缺陷，脱渣容易，则焊条的工艺性好。 4.理化检验 焊接重要产品用的焊条，应焊正式工艺试验试板，除进行外观检验外，还要对试板进行X光探伤，取样做金相试验，化学分析及力学性能试验，所有项目都合格时，焊条才合格。 当焊工对使用的焊条
14、质量发生怀疑时，可以用下述方法鉴别焊条质量。 a、将几根焊条放在手掌上滚动，若焊条互相碰撞时发出清脆的金属声，则焊条药皮干燥可用；若发出低沉的沙沙声，则焊条药皮已受潮不能用。 b、将焊条在焊接回路中短路数秒钟，若焊条表面出汗、出现颗粒状斑点，则焊条已受潮不能用。c、焊芯上有锈痕，则焊条已受潮不能用。d、将厚药皮焊条缓慢弯成120角，若涂料大块脱落或药皮表面无裂纹，都是受潮焊条。干燥的焊条在缓慢弯曲时，有小的脆裂声，继续弯至120，药皮受拉面出现小裂口。e、焊接时药皮成块脱落，产生大量水蒸气或有爆裂现象，说明焊条已受潮。已受潮的焊条，若药皮脱落，则应报废。若酸性焊条受潮不严重，或焊芯上有轻微锈痕
15、，焊接时基本上能保证质量，烘干后可以再用，但不能用来焊接重要结构。若碱性焊条焊芯上有锈痕，则不能正常使用。 二二.焊条的贮存、保管及烘干焊条的贮存、保管及烘干 按焊条质量管理规程规定，焊条的贮存、保管和使用前的烘干要求如下： 1.焊条必须存放在干燥、通风良好的室内仓库里。焊条贮存库内，不允许放置有害气体和腐蚀性介质，室内应保持整洁。 2.焊条应存放在架子上，架子离地面的距离应小于300mm，离墙壁距离不小于300mm，室内应放置去湿剂，严防焊条受潮。 3.焊条堆放时应按种类、牌号、批次、规格，入库时间分类堆放，每垛应有明确的标志，避免混乱。发放焊条时应遵循先进先出的原则，避免焊条存放期太长。
16、4.焊条在供给使用单位以后，至少在六个月之内能保证继续使用 5.特种焊条的贮存与保管制度，应比一般焊条严格。并将它们堆放在专用库房或指定区域内，受潮或包装损坏的焊条未经处理不准入库。 6.对于已受潮、药皮变色和焊芯有锈迹的焊条，须经烘干后进行质量评定。若各项性能指标都满足要求时，方可入库，否则不准入库。 7.一般焊条一次出库量不能超过两天的用量。已经出库的焊条，焊工必须保管好。 8.焊条贮存库内，应设置温度计和湿度计。低氢型焊条库内温度不低于5，空气相对湿度应低于60%。 9.存放期超过一年的焊条，发放前应重新做各种性能试验，符合要求时方可发放，否则不准发放。 焊接工艺包括根据产品图技术条件选
17、择焊接方法，坡口形式、焊接材料、焊接顺序和工艺参数、焊前是否预热，焊后是否进行热处理等。本章只讨论手工电弧焊工艺参数对焊缝成形的影响，各种位置焊缝的焊接方法等。 一一.手工电弧焊的坡口手工电弧焊的坡口 根据设计或工艺需要，将焊件的待焊部件闸工成一定几何根据设计或工艺需要，将焊件的待焊部件闸工成一定几何形状；经装配后形成的沟槽称为坡口。利用机械、火焰或形状；经装配后形成的沟槽称为坡口。利用机械、火焰或电弧等加工坡口的过程称为开坡口。开坡口角使电弧能深电弧等加工坡口的过程称为开坡口。开坡口角使电弧能深入坡口根部，保证根部焊透；便于清除熔渣获得较好的焊入坡口根部，保证根部焊透；便于清除熔渣获得较好的
18、焊缝成形；还能调节焊缝金属中母材和填充金属的比例。缝成形；还能调节焊缝金属中母材和填充金属的比例。 手工电弧焊的坡口形式应根据结构形式，工件厚度和技手工电弧焊的坡口形式应根据结构形式，工件厚度和技术要求选用，最常用的坡口形式有：术要求选用，最常用的坡口形式有：I形、形、V形、双形、双V形、形、双双Y形、双形、双U形坡口带钝边等，详见形坡口带钝边等，详见GB985-88气焊、手气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与标准。标准。 选择坡口形式时，在保证工件焊透的前提下，应考虑坡口选择坡口形式时，在保证工件焊透的前提下，应考虑坡口的形状容易加工、焊接
19、生产率高和焊后工件的变形尽可能的形状容易加工、焊接生产率高和焊后工件的变形尽可能小等因素。小等因素。 在板厚相同时，双面坡口比单面坡口、在板厚相同时，双面坡口比单面坡口、U形坡口比形坡口比V形形坡口消耗焊条少，焊后产生的变形小，但坡口消耗焊条少，焊后产生的变形小，但U形坡口加工较形坡口加工较困难，一般用于较重要的结构。困难，一般用于较重要的结构。 二、手工电弧焊焊接位置二、手工电弧焊焊接位置 熔焊时，焊件接缝所处的空间位置称为焊接位置。按焊缝在空间位置的不同（图1-4-1）可分为： 1、平焊位置 焊缝倾角05、焊缝转角010的焊接位置称为平焊位置，如图1-4-1a所示。在平焊位置的焊接称为平焊
20、和平角焊。 2、横焊位置 对接焊缝时的横焊位置为：焊缝倾角05、焊缝转角7090，如图1-4-1b所示。角焊缝横焊位置为：焊缝倾角05、焊缝转角3055。在横焊位置进行的焊接称为横焊和横角焊，如图1-4-1c所示。 3、立焊位置 焊缝倾角8090、焊缝转角0180的焊接位置称为立焊位置。在立焊位置进行的焊接称为立焊和立角焊。 4、仰焊位置 当进行对接焊缝焊接时，焊缝倾角015、焊缝转角165180的焊接位置（图1-4-1e）；当进行角焊缝焊接时，焊缝倾角015、焊缝转角115180的焊接位置，称为仰焊位置，仰焊位置进行的焊接称为仰焊和仰角焊。 5、船形焊 T形、十字形和角接接头处于平焊位置进行
21、的焊接，称为船形焊，这种焊接位置相当于在90角V形坡口内的水平对接缝。 手工电弧焊工艺参数包括：焊条种类、牌号和直径；焊接电流的种类、极性和大小；电弧电压；焊接速度；焊道层次等。选择合适的焊接工艺参数，对提高焊接质量生生产效率是十分重要的。 焊条直径的选择焊条直径的选择 为提高生产效率，应尽可能地选用直径较大的焊条。但是用直径过大的焊条焊接，容易造成未焊透或焊缝成形不良等缺陷。选用焊条直径应考虑焊件的厚度，厚度较大的焊件应选用直径较大的焊条；反之薄件应选择用直径较小的焊条。另外，焊接同样厚度的T形接头时，选用的焊条直径比对接接头用的焊条直径大些。 焊接电流的选择焊接电流的选择 焊接电流是手工电
22、弧焊最重要的工艺参数，也可以说是唯一的独立参数，因为焊工在操作过程中需要调节的只有焊接电流，而焊接速度和电弧电压都是由焊工控制的。 焊接电流越大，熔深越大（焊缝宽度和余高变化都不大），焊条熔化快，焊接效率也高，但是，焊接电流太大时，飞溅和烟雾大，药皮易发红和脱落，而且容易产生咬边、焊瘤、烧穿等缺陷；若焊接电流太小，则引弧困难，焊条容易粘连在工件上，电弧不稳，熔池温度低，焊缝窄而高，熔合不好，而且容易产生夹渣，未焊透等缺陷 焊条直径 焊条直径越粗，熔化焊条所需的热量越大，必须增大焊接电流，每种直径的焊条都有一个最合适的电流范围。 可以根据选定的焊条直径用下面的经验公式计算焊接电流。 I=10d2
23、 式中 I焊接电流（A） d焊条直径(mm) 2、焊接位置 在平焊位置焊接时，可选择偏大些的焊接电流。横焊、立焊、仰焊位置焊接时，焊接电流应比平焊位置小10%20%。 3、焊道层次 通常焊接打底焊道时，特别是焊接单面焊双面成形的焊道时，使用的焊接电流较小，才便于操作和保证背面焊道的质量；焊填充焊道时，为提高效率，保证熔合好，通常都使用较大的焊接电流；而焊盖面焊道时，为防止咬边和获得较美观的焊道，使用的电流稍小些。 以上所讲的只是选择焊接电流的一些原则和方法，实际生产过程中焊工都是根据试焊的试验结果，根据自己的实践经验选择焊接电流的。 电弧电压电弧电压 电弧电压主要影响焊缝的宽窄，电弧电压越高，
24、焊缝越宽，因为手工电弧焊时，焊缝宽度主要靠焊条的横向摆动幅度来控制，因此电弧电压的影响不明显。 焊接速度焊接速度 焊接速度就是单位时间内完成焊缝的长度。手工电弧焊时，在保证焊缝具有所要求的尺寸和外形，保证熔合良好的原则下，焊接速度由焊工根据具体情况灵活掌握。 焊接层数的选择 在厚板焊接时，必须采用多层焊或多层多道焊。多层焊的前一条焊道对后一条焊道起预热作用，而后一条焊道对前一条焊道起热处理作用（退火和缓冷），有利于提高焊缝金属的塑性和韧性。每层焊道厚度不能大于45mm。 一、引弧一、引弧 电弧焊开始时，引燃焊接电弧的过程叫引弧。引弧的方法包括以下两类，即： 1、不接触引弧 利用高频高压使电压末
25、端与工件间的气体导电产生电弧。用这种方法引弧时，电极端部与工件不发生短路就能引燃电弧，其优点是可靠、引弧时不会烧伤工件表面，但需要另外增加小功率高频高压电源，或同步脉冲电源。手工电弧焊很少采用这种引弧方法。 2、接触引弧 先使电极与工件短路，再拉开电极引燃电弧。这是手工电弧焊最常用的引弧方法，根据操作方法不同又可分为： （1）直击法 使焊条与焊件表面垂直地接触，当焊条的末端与焊件表面轻轻一碰，便迅速提起焊条，并保持一定距离，立即引燃了电弧。操作时必须掌握好手腕的上下动作的时间和距离。 （2）划擦法 这种方法与擦火柴有些相似，先将焊条末端对准焊件，然后将焊条在焊件表面划擦一下，当电弧引燃趁金属还
26、没有开始大量熔化的一瞬间，立即使焊条末端与被焊表面的距离维持在24mm的距离，电弧就能稳定地燃烧。见图1-4-4。操作时手腕顺时钟方向旋转，使焊条端头与工件接触后再离开。 二、运条二、运条 焊接过程中，焊条相对焊缝所做的各种动作的总称叫运条。正确运条是保证焊缝质量基本因素之一，因此每个焊工都必须掌握好运条这项基本功。 运条包括沿焊条轴线的送进、沿焊缝轴线方向纵向移动和横向摆动三个动作，。 三、焊缝的起头三、焊缝的起头 焊缝的起头是指刚开始焊接处的焊缝。这部分焊缝的余高容易增高，这是由于开始焊接时工件温度较低，引弧后不能迅速使这部分金属温度升高，因此熔深较浅，余高较大。为减少或避免这种情况，可在
27、引燃电弧后先将电弧稍微拉长些，对焊件进行必要的预热，然后适当压低电弧转入正常焊接。 四、焊接的收尾四、焊接的收尾 焊缝的收尾是指一条焊缝完后如何收弧。焊接结束时，如果将电弧突然熄灭，则焊缝表面留有凹陷较深的弧坑会降低焊缝收尾处的强度，并容易引起弧坑裂纹。过快拉断电弧，液体金属中的气体来不及逸出，还容易产生气孔等缺陷。 五、焊缝的接头五、焊缝的接头 后焊焊缝与先焊焊缝的连接处称为焊缝的接头。由于受焊条长度限制，焊缝前后两段的接头是不可避免的，但焊缝的接头应力求均匀，防止产生过高、脱节、宽窄不一致等缺陷。 焊接锅炉及压力容器等结构时，有时要求焊接接头完全焊透，以满足受压部件的质量和性能要求。但由于
28、构件尺寸和形状的限制，如小直径容器，管道在里面无法施焊，只能在容器外侧进行焊接。如果在外侧采用常规的单面焊法，里面会焊不透，存在咬边和焊瘤等缺陷。不能满足焊接质量的要求。 目前化机部所进行的锅炉压力容器取证焊工培训及考试即是采用此技术。 一一.低碳钢的焊接低碳钢的焊接 锅炉压力容器受压元件所使用的低碳钢主要有：Q235A、Q235B、10、20、20R、20g、20G等，锻件还有20、25；进口钢种有RST37-2、ST44、ST35.8、ST45（以上为德国钢）及SS41、SM41、SB42、STB42STS42、STP42（以上为日本钢）等。这些钢的含碳量都较低，一般不大于0.25%，因此
29、焊接性良好，无淬硬倾向，无需特殊工艺措施，即可实现焊接。并且几乎能采用所有的各种焊接工艺方法进行焊接。低碳钢的焊接工艺特点低碳钢焊件随板厚的增大，刚度增大，焊缝的裂纹倾向也增大，因此焊接刚度大的结构宜选用低氢碱性焊条，焊前预热或焊后消除应力热处理。Q235AF钢属于沸腾钢，因杂质含量较高，大厚度工件有可能产生热裂纹。某些锅炉钢，如20g、22g等，当碳和杂质含量偏于上限时，在线能量较大时由于近缝区在高温下停留时间长，可能在熔合线附近出现液化裂纹。因此应控制线能量、调整熔合比，防止裂纹的产生。低碳钢焊条电弧焊大多选用E43系列焊条，主要是根据等强度的原则。 低合金高强度钢的焊接低合金高强度钢的焊
30、接 锅炉压力容器广泛使用的低合金高强钢有12MnHP、12MnCrVHP、16MnHP、16Mn、16MnR、12Mng、16Mng、16MnRC、15MnVR、20MnMo、15MnVNR、14MnMoVT 18MnMoNbR等；进口钢种有德国的19Mn5、19Mn6、St52钢和日本的SPV36、SM53B、SM53C、SPV46等，这些钢种基本属于热轧及正火钢。 低合金高强钢由于加入了合金元素，增加了材料的淬硬倾向，有些元素还形成低熔点的化合物。因此同上于冶金因素及组织转变会使焊缝，尤其热影响区出现各种不利的组织。在扩散氢及热应变循环的共同作用下，还会产生裂纹或引起粗晶脆化。 16Mn、
31、16MnR钢的焊接 16Mn钢具有良好的综合加工工艺性能，经气割或碳弧气刨的坡口边缘1mm内出现淬硬（Hmax350HV），但淬硬层在焊接时可完全熔掉。 16Mn钢的碳当量一般为0.35%0.41%，其淬硬倾向和裂纹倾向比一般低碳钢稍大。在低温环境或厚度大、刚性结构焊接时，应采用稍强的焊接参数及较小的焊接速度、注意填满弧坑，并适当预热。 18MnMoNbR钢的焊接 18MnMoNbR钢的大于490MPa，钢中加入Mo和Nb可细化晶粒并形成弥散状态的碳化物（NbC、Mo2C），所以这种钢具有较好的中温性能，适用于制造石油、化工高压容器及锅炉。 这种钢可用气割下料，气割后不需刨边直接焊接。由于强度
32、高，回弹性大，成形和矫圆时需加热，控制温度在9001000之间，加工终止温度不应低于800。 钢的碳当量为0.55%，具有一定淬硬性，常温下（不预热）施焊热影响区最高硬度可达400HV以上，预热150可降至350HV以下。 珠光体耐热钢的焊接珠光体耐热钢的焊接 珠光体耐热钢是以Cr-Mo为基的低合金钢，具有较好的高温抗氧化性和热强性，最热动力设备及中、高温高压容器的重要材料之一。常用的钢号有12CrMo、15CrMo、12Cr2Mo、12Cr1MoV、20CrMo、2.25Cr1Mo等。 珠光体耐热钢的化学成分及焊接性 珠光体耐热钢的化学成分和合金的组织，是为满足常温力学性能和保证高温性能而设
33、计的。高温，金属容易氧化和腐蚀，而长期受应力作用的同时还会发生“蠕变”。因此为提高钢的抗氧化性，通常加入Cr、Al、Si元素，从而可在钢的表面形成稳定致密的保护性氧化膜Cr2O3、Al2O3等，以防止氧对铁的继续氧化。为提高钢的热强性，加入Cr、Mo、W等元素可使铁素体基本固溶强化； 12Cr1MoV钢的焊接 12Cr1MoV钢是在Cr、Mo合金基础上加入0.15%0.3%V，具有较高的热强性，最高工作温度可达580。当6mm时，焊接前应预热至200以上。 焊条电弧焊选用E5515-B2-V（R317）焊条。埋弧焊选用H08CrMoVA焊丝，配合HJ350或SJ101。氩弧焊选用H08CrMo
34、A、H08CrMnSiMoA焊丝。厚度大于60mm时，焊后立即进行350400/2h的消氢处理。任意厚度12Cr1MoV钢容器，焊后应作730750的回火热处理，保温时间按5min.mm计。消除应力热处理后还应进行100%的超声检测。 四四.不锈钢的焊接不锈钢的焊接 锅炉压力容器受压元件常用的不锈钢，主要是奥氏体不锈钢，主要钢号有1Cr19Ni9、1Cr19Ni11Nb（主要用于500至650的锅炉受热面元件）、0Cr19Ni9、0Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni11Ti、00Cr18Ni10、00Cr19Ni11、0Cr17Ni12Mo2、0Cr18Ni12Mo2Ti及00Cr19Ni13
35、Mo3等；铁素体不锈钢主要有00Cr12、Cr17等。 奥氏体不锈钢的焊接性 奥氏体不锈钢焊接性的主要问题是：焊接接头的晶间腐蚀、应力腐蚀开裂、焊缝热裂纹、液化裂纹及接头的脆化等。 晶间腐蚀是指沿焊缝金属晶粒边界发生的腐蚀现象。焊缝金属晶粒边界迅速被腐蚀介质侵蚀溶溶解并沿晶界不断地深入，破坏晶粒间的联系，使之变脆。而晶粒本身耐蚀性无变化，焊缝金属表面没有腐蚀迹象，外观仍有金属光泽，但敲击时却失去金属的声音。 焊接接头的3个不同部位都有可能引起晶间腐蚀（但不会同时产生），焊缝金属区、熔合区、热影响区。焊缝的晶间腐蚀与填充金属成分有关，如焊缝金属含碳量越高，晶间腐蚀倾向也越大。当焊缝含有一定量的稳
36、定化元素（如含Ti、Nb，且Ti/C8、Nb/C12）时，可有效防止晶间腐蚀。此外焊缝呈奥氏体加少量铁素体的双相组织时，可降低晶间腐蚀倾向。完谢谢大家第一十三条：焊接操作技能考试应从焊接方法、试件材料、焊接材料及试件形式等方面进行考核。 焊接方法及代号见表1， 焊条类别代号及适用范围见表2， 试件钢号分类及代号见表3， 各种试件形式、位置及代号见表4， 焊接要素及代号见表5。表1焊接方法及代号焊接方法代号焊条电弧焊SMAW钨极气体保护焊GTAW熔化极气体保护焊GMAW（含药芯焊丝电弧焊FCAW）埋弧焊SAW（一）、“2002年考规”对八种焊接方法的焊工考试作出规定，除此以外的焊接方法都按四十三
37、条规定进行考试。 药芯焊丝电弧焊考试规定与熔化极气体保护焊相同，常用半自动与自动焊方式( 实质上是手工焊与机械焊）。 堆焊不能称为焊接方法，只是焊接方法的运用，各种焊接方法焊接操作技能考试规定也适用于堆焊的运用。 对于焊接方法按“2002年考规”分为手工焊接和机械化焊接两种方法；对焊工操作技能“2002年考规”分为手工和焊机操作技能两种。 对试件对接形式分为板材对接焊缝、管材对接焊缝和管板角接头试件三种。焊接不锈钢复合钢之间焊缝及过渡焊缝的焊工，应取得耐蚀堆焊资格表2焊条类别、代号及范围焊条类别焊条类别代号相应型号牌号适用焊件的焊条范围钛钙型F1EXX03J422/J502F1纤维素型钛型F2
38、EXX10J505GXF1、F2钛型、钛钙型F3EXXX(X)-16/-17G202F1、F3低氢型、碱性F3JEXX15/-16J427/J507R507/R307F1、F3、F3J钛型、钛钙F4EXXX(X)-16/-17A132/A302F4碱性F4JEXXX(X)-16/-17A137/A307F4、F4J.二、锅炉、压力容器和压力管道使用国产焊条所执行的国家标准有三个：GB/T9831995， GB/T51171995， GB/T51181995，行业标准一个： JB/T47472002。 表2焊条代号、类别及适用范围 F1钛钙型EXX03F1（J422、J502) GB/ T511
39、7 这类焊条为钛钙型，药皮中含30%以上的氧化钛和20%以下的钙或镁的碳酸盐矿，熔渣流动性良好，脱渣容易，电弧稳定熔池适中，飞溅少，焊波整齐。这类焊条适用于全位置焊接，焊接电流为交流或直流正、反接，主要焊接较重要的碳钢结构。F2F2纤维素型EXX10，EXX11，（GB/T5117）EXX10X，EXX11X， （GB/T5118） EXX10、 EXX10X型焊条为高纤维素钠型药皮中纤维素含量较高，电弧稳定，焊接时有机物在电弧区分解产生大量的气体，保护熔敷金属，电弧吹力大，熔深较深。熔化速度快，熔渣少，脱渣容易，熔渣覆盖较差，通常限制采用大电流焊接。这类焊条适用于全位置焊接，特别适用于立焊、
40、仰焊的多道焊和有较高射线检测要求的焊缝，也可用于向下立焊，焊接电流为直流反接。 如J505GX （GB/T5118） 适用焊件的焊条范围：F1、F2F3F3钛型、钛钙型型号：（GB/T983)EXXX（X）16型焊条（G202),药皮可以是碱性的，也可以是钛型或钛钙型。适用于交流或直流焊接，为了在交流施焊时获得良好的电弧稳定性，这类焊条药皮中一般都含有易电离元素如钾，直径不大于4.0mm的焊条可用于全位置焊接 。适用焊件的焊条范围：F1、F3。 F3JF3J低氢型、碱性 GB/T5117 J426 、J506、J507 GB/T5118J427、J507、J507RH GB/T983G207E
41、XX15、EXX15X型焊条，这类焊条为低氢钠型。药皮主要组成物是碳酸盐矿和萤石，碱度较高，熔渣流动性好，焊接工艺性能一般，焊波较粗，角焊缝略凸，熔深适中，脱渣性能好，焊接时要求焊条干燥，并采用短弧焊。这类焊条可全位置焊接，焊接电流为直流反接。这类焊条的熔敷金属具有良好的抗裂性能和力学性能。 EXX16、EXX18X型焊条，这类焊条为低氢钾型药皮。在与EXX15、 EXX15X型焊条药皮基本相似的基础上添加了稳弧剂，如钾水玻璃等，电弧稳定，工艺性能、焊接位置与EXX15型焊条相似，焊接电流为交流或直流反接。这类焊条的熔敷金属具有良好的抗裂性能和力学性能。适用焊件的焊条范围：F1、F3、F3JF
42、4F4钛型、钛钙型GB/T983EXXX（X）15EXXX（X）17（A132、A302） GB/T983F4J F4J GB/T983EXXX（X）15EXXX（X）17（A137）（A307）上述三个焊条国家标准都是等效采用美国国家标准，所谓等效采用则是将国外标准的技术内容全部照搬，只是计量单位从英制改为中国习惯采用的公制。当焊工考试时若采用了美国焊条，便可直接按（2002考规）表表2 2的规定将美国焊条划入相应的类别中。GB/T983GB/T98319951995等效等效ANSI/AWSANSI/AWSA5.4A5.419921992不锈钢手工电弧焊焊条不锈钢手工电弧焊焊条GB/T511
43、7GB/T511719951995等效等效ANSI/AWSANSI/AWSA5.1A5.119911991碳钢药皮电焊条规程碳钢药皮电焊条规程 GB/T5118GB/T511819951995等效等效ANSI/AWSANSI/AWSA5.5A5.519811981低合金钢药皮电焊条规程低合金钢药皮电焊条规程三、试件母材钢号及代号见表3焊工焊接操作技能考试是要求焊工按照评定合格的焊接工艺施焊出没有超标缺陷的焊缝。从焊接缺陷角度出发，焊工焊接操作技能与母材钢号没有关系，对于焊条电弧焊，焊工焊接操作技能与药皮类别密切相关。但因钢材合金成分不同造成焊接性能不同，施焊时所采取的焊接工艺措施 不一样，从焊
44、接工艺复杂程度出发而将试件母材钢号进行分类，并制定出替代规则，手工焊焊工焊接操作技能也相应分成四个等级。表3试件钢号分类及代号表类别代号典型钢号示例碳素钢Q195、Q215、Q235、10、20、20R、20G、20gHP245、HP265、L175、L210、S205低合金钢HP295、HP325、L245、L290、马氏体钢铁素体不锈钢奥氏体不锈钢、双相不锈钢表表3 3中钢号都是锅炉、压力容器、压力管道和气瓶现行标准中所列钢号。GB66531994焊接气瓶用钢板中所列气瓶用钢的牌号都用“HP”打头，例如HP245、HP365。“245”表示钢材屈服点s 下限值。气瓶用钢的化学成分都有控制范
45、围。SY52971991石油天然气输送管道用直缝电阻焊钢管中所列的钢种等级都用“S”打头，例如S240、S480。“240表示该等级钢种的t0.5下限值， （规定总伸长应力即试样标距长度上产生0.5%的总伸长所需的拉应力）对于每个等级钢种化学成分都有控制范围。“GB/T97111999石油天然气输送钢管交货技术条件中所列的钢种等级都用“L”打头，例如L175、L155。155”表示该等级钢种的Rt0.5下限值，对于每个等级钢种化学成分都有控制范围。碳素钢（类）：焊接性能良好，大多数情况下焊前不要求预热，焊后不要求后热，部分钢号因为没有冲击要求，因而也不需要控制线能量。低合金钢（类）：这类钢号焊
46、前要求预热，焊后要求后热，而且有冲击试验要求，因而要求控制线能量上限。马氏体钢、铁素体不锈钢（类）：这类钢焊接裂纹倾向较大，焊前不要求预热，焊后要进行热处理，焊接工艺要求严格，要求控制焊接线能量范围。1Co5Mo与1Co9Mo1是代表这一类别钢号， 1Co5Mo钢供货状态的金相组织与热处理状态有关。即便退火供货时为珠光体，在焊后其焊缝与热影响区将出现马氏体组织，所以将它列入类。 奥氏体不锈钢、双相不锈钢（类）： 这类钢材用相应的焊条施焊时熔池不易摊开，熔滴过渡不暢特点与碳钢、低合金钢很不同，故另列一类。 表3内所列钢号只是典型钢号示例，包含了锅炉、压力容器、压力管道标准中所列钢号。对于没有列入
47、表3的钢号（例如新钢号、国外钢号）可根据第四十四条四十四条规定由焊工考委会将其列入相应类别中。 对焊机操作工来讲，焊接操作技能考试是考核焊工掌握焊机能力，焊接过程“自动” 完成与钢号无关，焊机操作工用某一钢号经焊接操作技能考试合格后，则焊接所有钢号都可免除考试。 表表4 4试件形式、位置及代号见图： 表4试件形式、位置及代号试件形式试件位置代号板材对接焊缝平焊1G横焊2G立焊3G仰焊4G管材对接焊缝试件水平转动1G垂直固定2G向上焊水平固定向下焊5G5GX向上焊45固定向下焊6G6GX管板角接头试件水平转动2FRG垂直固定平焊2FG垂直固定仰焊4FG水平固定5FG45固定6FG 第十四条焊接操
48、作技能考试合格的焊工，当试件钢号或焊材变化时，属下列情况之一的不需重新进行焊接操作技能考试： （一）手工焊焊工采用某类别钢号经焊接操作技能考试合格后，焊接该类别其它钢号时； （二）手工焊焊工采用任一钢号，经焊接操作技能考试合格后，焊接该 类别钢号与类别代号较低钢号所组成的异种钢号焊接接头时； （三）除类外，手工焊焊工采用某类别任一钢号，经焊接操作技能考试合格后，焊接较低类别钢号时； （四）焊机操作工采用某类别任一钢号，经焊接操作技能考试合格后，焊接其它类别钢号时； （五）变更焊丝钢号（或型号）、 药芯焊丝类型、焊剂型号、保护气体种类和钨极种类时； 第十五条经焊接操作技能考试合格的焊工，属下列情
49、况之一的，需重新进行焊接操作技能考试： 、改变焊接方法； 、在同一焊接方法中，手工焊考试合格，从事焊机操作工时； 、在同一种焊接方法中，焊机操作 考试合格，从事手工焊工作时； 、表五中焊接要素（代号）01、02、03、04、06和08之一改变时； 、焊件焊接位置超出表11规定的适用范围时。表5焊接要素及代号 焊接要素要素代号手工焊钨极气体保护焊填充金属焊丝无01实芯02药芯03机械化焊钨极气体保护焊自动稳压系统有04无05自动跟踪系统有06无07每面坡口内焊道单道08多道09焊接要素实际上是影响焊工焊接操作技能的工艺因素和条件，增加表5焊接要素及代号是“2002年考规”特点，从表5可见，分两种
50、情况：一是手工焊，只对钨极气体保护焊填充金属规定了三种情况（无焊丝、实芯、药芯焊丝）；二是机械化焊对钨极气体保护焊的自动稳压系统和其他焊接方法的自动跟踪系统及单道焊、多道焊重新考试规定。“表5中焊接要素（代号）01、02、03、04、06和08之一改变时”这一句话中说明 表5中共有9个焊接要素，只有上述6个焊接要素改变时，需要重新进行焊接操作技能考试，要素改变的含义是：01改变含义：手工钨极气体保护焊增加或取消填充金属焊丝。02改变含义：手工钨极气体保护焊从实芯填充金属焊丝变为药芯填充金属焊丝，或取消填充金属焊丝。 03改变含义：手工钨极气体保护焊从药芯填充金属焊丝变为实芯填充金属焊丝，或取消
