高强钢的焊接技术

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1、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,高强钢的焊接技术,1）什么是低合金高强钢,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。,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

2、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。 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,高强钢的焊接技术,3）什么是低合金调质钢,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

3、参数、轻量化及大型化发展。,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。,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,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

4、热轧 正火条件下获得 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。,高强钢的焊接技术,（二）超超

5、临界锅炉受热面管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。,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。,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，热效率提高

6、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。,高强钢的焊接技术,1、SA213-T92钢的应用,高强钢的焊接技术,高强钢的焊接技术,2、工程背景,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 焊打底、手工焊 条电弧

7、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,高强钢的焊接技术,4、焊接工艺流程,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

8、。 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,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,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。

9、,3、充 氩,2、坡口 组对,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 次。,6、硬度检验、焊缝返修,5、无损 检测,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。,

10、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。,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

11、。 引弧位置 焊枪角度 摆动方法,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,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,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

12、序：先内侧，清根后焊外侧 。,横焊接工艺,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YCM焊丝，焊剂为YF15；管状焊条丝极电渣焊采用Y24管状焊条， YCM焊丝，焊剂为YF1。,坡口形式：见图2.1-10。组对：间隙0-2mm、 错边量3mm。 。,3,丝极电渣焊(KES)工艺： 内面定位焊，长100mm、间距400-500mm。管状焊条丝极电渣焊（SES）工艺：先内侧后外侧，定位焊要求同KES。,横焊接工艺,高强钢的焊接技术,3）焊后清理 4）质量检验,焊后割除吊耳、马架、导轨、引弧板、引出板，气割前预热，气割后打磨。,钢焊缝超声波探伤方法及探伤结果的等级分类方

13、法JISZ3060，级合格，横缝抽查率10，立缝5 ，其中T形接头处全部探伤。,高强钢的焊接技术,5）后热和焊后热处理,后热250、每30mm板厚保温1h。厚度60mm 的对接横焊缝，焊后600-650 局部消除应力 退火，每mm板厚保温3min；对于V型坡口单面 电渣焊立缝， 550 退火，每mm板厚保温3min。,高强钢的焊接技术,2、热风高炉炉壳立缝的焊接,高强钢的焊接技术,焊接工艺：,1,2,3,焊接材料：EG-50V焊丝，焊前250-300烘焙，保温1h；,坡口形式：单边V型坡口，坡口角度20， 间隙10mm。,焊接工艺：焊接在组合平台上进行，对称 焊接；药芯焊丝CO2气体保护自动立

14、焊工 艺，见表2.1-12；,4,焊后清理和质量检查：同高炉壳体立缝。,横焊接工艺,高强钢的焊接技术,（五）厚壁加氢反应器焊接技术 1、加氢反应器结构,设计压力9.5MPa、 设计温度435，介 质H2S+油气+H2，焊 接接头强度系数1.0， 水压试验压力14.3 MPa，体积45.6m3， 质量216370Kg。,设计参数,主体材料2.25Cr-1Mo， 筒体厚度112mm，封 头厚度76mm，结构 示意见图2.1-11一。,结构参数,焊缝100射线、超声 波和磁粉探伤，堆焊 层100超声波和渗透 探伤，焊后整体热处 理。,检验要求,高强钢的焊接技术,一,高强钢的焊接技术,2、筒体焊接,a

15、、纵缝 b、环缝,纵缝采用E6015 -B3 (R407)焊条， 预热200 ， 层间温度 350 .环缝采用埋 弧窄间隙焊接法， 焊接材料为 ： H08Cr2.25- MoIA+HJ250；,过渡层材质 E309L，表面层 材质E347L；筒 体内表面采用 宽带极堆焊方法， 焊接参数见表2.1 -13；封头采用宽 带极堆焊和大型 变位机，焊接参 数见表2.1-13。,1、坡口,2、焊接工艺,3、抗腐蚀 堆焊,高强钢的焊接技术,2、筒体焊接,坡口100磁粉 探伤，焊缝100 射线和超声波检测,炉内整体热处理,介质为洁净水， 氯离子含量 25PPM，水温 15 ，试验 压力达到规定值 后保压30min， 然后降压80 ， 保持足够长时间 对焊缝进行检查。,4、无损检测,5、热处理,6、水压试验,高强钢的焊接技术,（六）小结 本章节重点讲解几种高强钢的焊接技术工艺、特点及质量控制，实际中要关注以下管理工作： 1、焊接工艺评定 2、焊接作业指导书编制 3、作业人员资格控制 4、焊接工序控制,