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1、一、高强钢的焊接技术,钢材的基本知识 钢的牌号组成：,化学元素符号,汉语拼音字母,阿拉伯数字,一、高强钢的焊接技术,常见钢铁牌号： 例如Q235表示屈服点(s)为235 MPa的碳素结构 钢。Q235-AF表示A级沸腾钢。,一、高强钢的焊接技术,常见钢铁牌号： 例如平均碳含量为0.45%的钢，钢号为“45”； 锰含量较高的优质碳素结构钢，应将锰元素标出，例如50Mn。,一、高强钢的焊接技术,常见钢铁牌号： 以平均碳含量的万分之几表示，如40Cr；钢 中主要合金元素，除个别微合金元素外，一般以百分之几表示。,一、高强钢的焊接技术,常见钢铁牌号： 钢号表示方法基本上和合金结构钢相同。对专业用钢应在
2、钢号最后标明。如用于桥梁的为“16Mnq”，汽车大梁的为“16MnL”，压力容器的为“16MnR”。,一、高强钢的焊接技术,常见钢铁牌号： 钢号中碳含量以千分之几表示。例如“2Cr13”钢的平均碳含量为0.2%；钢中主要合金元素以百分之几表示。,一、高强钢的焊接技术,钢材的加工与热处理知识：,一、高强钢的焊接技术,一、高强钢的焊接技术,一、高强钢的焊接技术,一、高强钢的焊接技术,一、高强钢的焊接技术,（一）高强钢的用途及发展 1、低合金高强钢的用途 高强钢占钢产量的比例 70工程结构用钢 60 低合金钢 世界钢产量 工程结构用钢,汉语拼音字母,一、高强钢的焊接技术,1）什么是低合金高强钢,一、
3、高强钢的焊接技术,2）普通低合金钢的应用,用 途,目 的,主要用于建筑、桥梁、车辆等，大部分为C-Mn、C-Mn-V、C-Mn-Nb和C-Mn-V-Nb钢。,应用低合金高强钢的目的，是减轻焊接结构的重量，节约材料和缩短焊接工期。,一、高强钢的焊接技术,低合金结构钢的用途和特性,1、用途：船舶、车辆、 桥梁、管道、锅炉、压 力容器、起重及矿山机 械、电站设备等的焊接 结构； 2、特性：强度级别为 345MPa，综合力学性 能、焊接性能、低温韧 性好。缺口敏感性比碳 钢大。,1、用途：锅炉汽包、压 力容器、船舶、桥梁、 车辆、起重机、重型机 械等。 2、特性：强度级别为 390MPa，焊接性能好。
4、 韧性不高。,1、用途：船舶、桥梁、 压力容器、重型机械、 电站设备、锅炉等。 2、特性：强度级别为 440MPa，综合力学性 能、焊接性能良好。,Q345/16Mn/14MnNb,一、高强钢的焊接技术,3）什么是低合金调质钢,一、高强钢的焊接技术,4）低合金调质钢的应用,用 途,目 的,主要用于车辆、船舶、工程机械等运行结构。,低合金调质钢强度高、韧性好，节约钢材和减轻焊接结构重量，使焊接结构设计向高参数、轻量化及大型化发展。,一、高强钢的焊接技术,低合金调质钢的用途与特性 用于大型水电站、石化、露天煤矿等，具有抗 冷裂性能和低温韧性； 用于液化气球罐，在板厚50mm以下或在0都可 焊前不预
5、热； 用于在低温下服役焊接结构，如露天煤矿的大 型挖掘机、自卸车等； 用于推土机、起重机、重型汽车等工程机械、 矿山机械的制造； 用于工程机械高强耐磨件、核动力装置及航海 、航天装备上。 用于在低温下服役焊接结构，如露天煤矿的大型挖掘机、自卸车等； 用于推土机、起重机、重型汽车等工程机械、矿山机械的制造； 用于工程机械高强耐磨件、核动力装置及航海、 航天装备上。,WCF-80,焊接无裂缝钢,抗拉强度700MPa,抗拉强度800MPa,抗拉强度1000MPa以上,一、高强钢的焊接技术,2、低合金钢的发展,1、（Mo0.5+ B0.003）为基 本成分，加入元 素（Mn、Cr、 V等），在热轧 正
6、火条件下获得 低碳贝氏体型低 合金钢； 2、焊接性能好， 不易出现焊接脆 性。,低碳贝氏体 型低合金钢,1、低碳低合金 钢淬火低碳 马氏体高温 回火低碳回 火索氏体组织。 2、易焊接、焊 前不预热，用 于工程机械、 重型载重车辆 、桥梁、水轮 、舰艇等。,1、控制轧制： 普通低合金钢 加入（Ti、Nb 、V等），加 热到1250-1350 进行轧制。 2、目的：获得 良好的强韧化 效果，降低钢 的冷脆倾向。,1、屈服强度 达到490MPa以 上、脆性转变 温度在-100 以下。 2、焊接性能 好，用于北方 严寒条件下工 作的大直径石 油和天然气管 道用钢。,一、高强钢的焊接技术,（二）超超临界
7、锅炉受热面管T92钢焊接技术,背 景,高效率、低污染、高参数、大容量600MW、1000MW 超临界、超超临界机组的发展。,一、高强钢的焊接技术,超临界 机组,超超临界机组和超临界机组是指锅炉内工质的压力。锅炉的工质是水，水的临界压力22.115MPa,临界温度374.15 ；在这个压力和温度时，水和蒸汽的密度相同，为水的临界点，炉内工质压力低于这个压力叫亚临界锅炉，大于这个压力为超临界锅炉，炉内蒸汽温度大于593或蒸汽压力大于31 MPa被称为超超临界。,一、高强钢的焊接技术,超临界技术 的发展,超临界、超超临界火电机组具有显著的节能 和改善环境的效果，超超临界机组与超临界 机组相比，热效率
8、提高1.2%，一年可节约 6000吨优质煤。未来火电建设将主要是发展 高效率高参数的超临界（SC）和超超临界（ USC）火电机组，它们在发达国家已得到广 泛的研究和应用。,一、高强钢的焊接技术,1、SA213-T92钢的应用,一、高强钢的焊接技术,一、高强钢的焊接技术,2、工程背景,一、高强钢的焊接技术,3、焊接技术工艺,1、焊接材料：焊 丝ER90S-G、焊 条E9015-G； 2、预热：预热温 度为100-200、 层间温度为150 -250。,焊材、预热,1、线能量控制在 22kJ/cm以内； 2、焊道厚度控制 在2-3mm，宽度 不得超过焊材直 径的3倍。,线能量,1、手工钨极氩弧 焊
9、打底、手工焊 条电弧焊填充、 盖面； 2、管内充氩保护； 3、选用高频引弧 与电流衰减功能的 焊机。,焊接工艺,氩弧焊,氩弧焊是使用氩气作为保护气体的气体保护焊。 根据电极是否熔化分为不熔化极氩弧焊（钨极氩弧焊）和熔化极氩弧焊,注：氩气 氩气为惰性气体，高温下不溶入液态金属，也不与金属发生化学反应，因此，氩气是一种理想的保护气体。 由于氩弧温度高，因此一旦引燃，电弧就很稳定。 氩弧焊一般要求氩气纯度达99.9%，我国生产的工业纯氩，其纯度可达99.9%，完全合乎氩弧焊的要求。 氩弧焊对焊前的除油、去锈、去水等准备工作要求严格，否则就会影响焊缝质量。,以钨钍合金和钨铈合金为阴极，利用钨合金熔点高
10、，发射电子能力强，阴极产热少，钨极寿命长的特点，形成不熔化极氩弧焊。,钨极氩弧焊,钨极氩弧焊特点 钨极不熔化 适用于焊接厚度为6mm以下的薄板或打底焊 一般不采用直流反接 焊接铝、镁及其合金时，则采用交流电源或直流反接 熔深浅，生产率低,以焊丝为一电极（正极），工件为另一电极（负极），焊丝熔滴通常呈很细颗粒的“喷射过渡”进入熔池，所用电流比较大，生产率高。 板厚8mm以上的铝容器。为使电弧稳定，熔化极氩弧焊通常采用直流反接，这对于焊铝工件正好有“阴极破碎”作用。,熔化极氩弧焊,熔化极氩弧焊（MIG）,特点 几乎可焊接所有金属，尤其适合铝、铜及其合金以及不锈钢等材料 焊接时几乎没有氧化烧损，只有
11、少量的蒸发损失，冶金过程比较简单 劳动生产率高 MIG焊可直流反接，焊接铝、镁等金属时有良好的阴极雾化作用 成本比TIG焊低 有可能取代TIG焊 MIG焊焊接铝及铝合金时，可以采取亚射流熔滴过渡方式提高接头质量 对焊丝及母材表面的油污、铁锈等较为敏感，容易产生气孔,一、高强钢的焊接技术,4、焊接工艺流程,一、高强钢的焊接技术,4、焊接技术要点,1、预热温度100- 200、层间温度 150-250 ，中性 火焰加热、红外 线测温，达到规 定温度恒温3min 后开焊； 2、点固长度不超 过10mm，厚度不 超过3mm；,1、打底：氩弧焊 、焊枪角度、厚 度； 2、填充：电弧焊 、焊层厚度不大 于
12、2.5mm、线能量 控制在22kJ/cm； 3、盖面：电弧焊 、焊道厚度2-3mm。,1、焊接完毕冷却 至室温后1h高温回 火处理； 2、升降温速率150 /h、恒温760 时间2h。 3、焊缝100%无损 检测，其中RT不低 于50%，级合格； UT级合格。,预热、点固,打底、填充 盖面,热处理 无损检测,一、高强钢的焊接技术,T92钢焊接和热处理温度控制图 焊接充氩示意图,一、高强钢的焊接技术,5、焊接质量控制,1、焊工（类钢 小口径氩弧焊打 底电焊盖面项目） 2、热处理工 3、无损检测人员,1、人员 资格,1、坡口清理1015 Mm范围、防风 雨措施、环境温 度5、湿度 90； 2、组对
13、间隙23 mm、管口端面 与管中心线垂直、 错边量壁厚10 且不大于1mm。,1、充氩形式： 坡口处充氩和管 子一端充氩； 2、充氩方法： 开始为20L/min 、充满后6-8 L/min。,3、充 氩,2、坡口 组对,一、高强钢的焊接技术,5、焊接质量控制,1、火力发电厂 焊接技术规范 DL/T869 2、焊缝成型、焊 缝余高、焊缝宽度 、表面缺陷（裂缝 、气孔、夹渣、咬 边等）。,4、外观 检查,焊缝100无损 检测，其中 RT50 、 级合格， UT为级合格。,1、硬度检验：焊 缝100硬度测 定，180-270HB （布氏硬度）合 格； 2、焊缝返修：同 一位置返修次数 一般不得超过二
14、 次。,6、硬度检验、焊缝返修,5、无损 检测,最主要、最常见的冷裂纹为延迟裂纹（即在焊后延迟一段时间才发生的裂纹-因为氢是最活跃的诱发因素，而氢在金属中扩散、聚集和诱发裂纹需要一定的时间）。,热裂纹：焊接过程中，焊缝和热影响区金属冷却到固相线附近的高温区产生的裂纹。,咬 边,一、高强钢的焊接技术,（三）长距离输气管道焊接技术 1、X80管线钢的特性 1）化学成分：表2.1-2 2）机械性能:高强度、良好的抗延性断裂能力。,一、高强钢的焊接技术,2、焊接技术工艺,预热100-110， 层间温度60 。,根焊为MET-ALLOY80N1金 属粉芯焊丝、填充与盖面为 E81T8-Ni2J自保护药芯
15、焊丝。,坡口形式,焊接材料,预热与层间温度,焊接工艺,焊接工艺参数：表2.1-3 根焊、热焊、填充焊、盖面焊技术要求。,一、高强钢的焊接技术,1）坡口：管道直径1219mm，壁厚18.4mm。焊接位置为水 平固定5G位向下立焊。 2）预热温度：预热100-110，层间温度不小于60 。 3）根焊：平位焊时焊枪与焊接方向夹角为70-80，立位 焊时夹角为85-90，仰位焊时夹角为80-90。 4）热焊、填充焊：引弧点在管上方12点位置。 引弧位置 焊枪角度 摆动方法,一、高强钢的焊接技术,3、焊接检验,成形均匀一致， 无裂缝、未熔合 、气孔、夹渣、 飞溅、焊瘤和未 焊透。,外观检查,不低于母材表面 ，焊缝余高不大 于1.6mm，局部 不大于4 mm ， 错边量不大于 1.6 mm 。,X射线探伤： 级合格。,无损探伤,表面尺寸,一、高强钢的焊接技术,（四）大型高炉和热风炉焊接技术 1、高炉壳体焊接,一、高强钢的焊接技术,1）横缝焊接工艺,1,2,3,焊接材料：打底为超低氢YT506AH焊条、 盖面为 低氢YT506A焊条。,坡口形式：K形坡口；组对：间隙3mm。,预热：外侧红外线加热器加热、内侧 热电偶测温反馈，自动控制。,4,焊接顺序：先内侧，清根后焊外侧 。,横焊接工艺,一、高强钢的焊接技术,2）立缝电渣焊工艺,1,2,焊接材料：丝极电渣焊采用Y
