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1、主讲人 董小文 高 级 工 程 师 锅炉压力容器压力管道鉴定评审员 一 级 建 造 师 l锅炉元部件常用焊接方法 l焊接材料 l焊工考试 l焊接工艺评定 l焊接接头的力学性能 l焊接缺陷 l焊接质量检验 l锅炉监检对焊接工作监督检查要求 焊接相关标准焊接相关标准 TSG G0001 锅炉安全技术监察规程 NB/T47014（JB/T4708）承压设备焊接工艺评定 TSG Z6002特种设备焊接操作人员考核细则 NB/T47016（JB/T4744）承压设备产品焊接试件的力学性能检验 NB/T 47018.1承压设备用焊接材料订货技术条件 第1部分:采购通则 NB/T 47018.2承压设备用焊
2、接材料订货技术条件 第2部分:钢焊条 NB/T 47018.3承压设备用焊接材料订货技术条件 第3部分:气体保护电弧 焊钢焊丝和填充丝 NB/T 47018.4承压设备用焊接材料订货技术条件 第4部分:埋弧焊钢焊丝 和焊剂 NB/T 47018.5承压设备用焊接材料订货技术条件 第5部分:堆焊用不锈钢 焊带和焊剂 GB/T5117非合金钢及细晶粒钢焊条、GB/T5118热强钢焊条 GB/T983不锈钢焊条 GB/T 14957熔化焊用钢丝 GB/T 14958气 体保护焊用钢丝 焊接材料质量管理规定JB/T3223 锅炉安装改造单位监督管理规则TSG G3001-2004 相关的电力行业标准：
3、如DL/T869（焊接规程）、DL/T679（考规）、 DL/T819(热处理规程)、DL/T868(焊接工艺评定) 第一节第一节 锅炉元部件常用焊接方法锅炉元部件常用焊接方法 一、焊接的概念及分类 焊接的概念：被焊工件的材质（同种或异种）， 通过加热或加压（或两者并用），并且用或不用 填充金属，使工件的材质达到原子间的结合而形 成永久性连接的工艺过程。 焊接的分类：根据焊接的工艺过程可将焊接分为 三大类：熔化焊、压力焊、钎焊 熔化焊：通过热源将待焊两工件接口处迅速加热熔化， 形成熔池（熔池随热源向前移动），熔池冷却后形成连 续焊缝而将两工件连接成为一体。 主要有电弧焊、气焊、电渣焊、等离子弧
4、焊、电子束焊 、激光焊等。 压力焊：通过加热和加压的综合作用，以实现金属结合 的焊接方法，它是两工件在固态下实现原子间结合，又 称固态焊。 加压力作用：使被焊金属的连接处产生塑性变形，以增 加真实的金属接触面积 加热作用：增加金属的塑性和原子的扩散能力 主要有电阻焊、摩擦焊、爆炸焊等。 钎焊：以熔点低于被焊金属的熔点的填料填充接头形成 焊缝的焊接方法，主要有软钎焊和硬钎焊等。 钎焊原理：使用比工件熔点低的金属材料作钎料，将工 件和钎料加热到高于钎料熔点、低于工件熔点的温度， 利用液态钎料润湿工件，填充接口间隙并与工件实现原 子间的相互扩散，从而实现焊接的方法。 二、焊接接头组成 由焊缝金属、熔
5、合区、热影响区三部分组成 。 焊缝金属：由熔化的母材和填充金属组成。加热 的温度在液相线之上。 熔合区：是焊缝金属与未熔化的母材之交界处。 加热温度在液相线和固相线之间。 热影响区：紧靠焊缝金属的母材，焊接过程中， 因受电弧加热，其组织和性能发生变化的部位。 加热温度在固相线之下。 碳钢的热影响区可分为过热区、正火区、不完全 重结晶区和再结晶区。 焊接接头性能最差的区域是熔合区和过热区 三、焊接热循环 概念：焊接时焊件在加热和冷却过程中温度随时 间的变化称为焊接热循环。 焊件上不同位置所经历的热循环不同，离焊缝越 近的位置，被加热的最高温度越高，其主要特点 是加热和冷却速度都很快。 焊接热循环
6、用两个指标反映：加热，到1100以 上区域的宽度，或在1100以上停留的时间；冷 却，是指800到500的冷却时间。 在焊接的热循环作用下，焊接接头的组织发生变 化，焊件受到不均匀的加热，其焊件必然会产生 应力和变形。 四、焊接热处理四、焊接热处理 概念：在焊接之前、焊接过程中或焊接之后，将焊件全 部或局部加热到一定的温度，保温一定时间，然后以适 当的速度冷却，以改善工件的焊接工艺性能和力学性能 的一种工艺方法。 包括预热（焊接开始前）、后热（加热到300400， 保温24h，主要是去氢）和焊后热处理。 焊后热处理：焊接完成后，将焊件加热到 一定温度（一 般在Ac1线以下），保温一定时间，使焊
7、件缓慢冷却，以 改善焊接接头的金相组织和性能或消除焊接残余应力一 种热处理方法。 焊后热处理主要作用：减轻焊接残余应力；改善组织、 减少淬硬性；消除扩散氢。 五、锅炉常用的焊接方法 1、手工电弧焊 定义：利用焊条和工件之间产生的电弧热 ，将母材熔化，电焊条作为填充材料的一种焊 接方法。 特点：设备简单、操作灵活，适合于任意 空间位置，但生产效率低，劳动强度大，焊接 质量的好坏很大程度上取决于焊工技术水平。 焊接保护：焊接过程，焊条药皮熔化分解 生成气体和熔渣，对熔池金属进行保护。 应用范围：在锅炉制造、安装、维修、改 造中使用广泛。 2、埋弧自动焊 定义：埋弧自动焊是电弧在焊剂层下燃 烧的一种
8、电弧焊方法。在焊剂层下，电弧在 焊丝末端与焊件之间燃烧，熔化焊丝与母材 。 特点：生产效率高，焊缝美观，焊接质 量好，工人劳动强度低，但设备比较复杂， 机动灵活性差，对焊口的坡口加工精度要求 高，应用范围小，适合于长焊缝的焊接。 焊接保护：焊剂在电弧热的作用下熔化 、蒸发，形成气体，与熔渣对焊缝金属起保 护作用。 应用范围：主要在锅炉制造厂中锅炉汽 包、集箱的纵、环缝的焊接，水冷壁管鳍片 焊接及锅炉钢架的焊接。 3、熔化极气体保护焊 熔化极气体保护焊分为二氧化碳气体保护焊和熔 化极氩弧焊（MIG）， 在惰性气体（氩气）或二氧化碳气体保护下采用 熔化电极进行电弧焊方法。保护气体从焊枪中喷 嘴中流
9、出，焊丝从焊枪中伸出，焊丝与焊件接触 引燃电弧，在气体保护下燃烧，电弧热将焊丝和 焊件熔化，完成焊接。 特点：焊缝质量好，焊接速度快，生产效率高， 但二氧化碳气体保护焊接时，焊接飞溅大，应注 意防护，对焊件的焊前清理要求高。 常用于过热器管子对接，膜式水冷壁管子焊接。 4、钨极氩弧焊 也称非熔化极气体保护焊，钨极惰性气体保护焊 （TIG）。TIG是用钨棒作电极，氩气作保护气 体和电弧介质，通过钨极与工件间产生的电弧热 ，熔化母材和焊丝的焊接方法。 TIG特点：工件变形小；可见度好，可全位置焊 接；焊缝表面光滑，表面无熔渣，成形美观；易 使焊接接头根部焊透，熔池较小，热影响区较窄 ，焊接变形小。
10、但氩气成本高，焊前对焊件的清 理要求严格，对施工环境条件要求高，如风速超 过2m/s，应采取防风措施。常用于锅炉受热面 管的焊接，管道封底层的焊接。 5、电渣焊 定义：利用电流通过液态熔渣所产生的电阻热 作为热源来熔化焊丝和工件而形成焊缝的一种焊 接方法。（焊丝和引弧板之间产生电弧，使焊剂 熔化成液态熔渣） 特点：适合于焊接大厚度工件并一次焊成；生 产效率高，焊接材料消耗少（焊缝不开坡口，焊 剂使用比埋弧焊少1/15）；焊缝质量较好，焊缝 中气孔、夹渣少。但电渣焊由于焊接速度慢，焊 件在高温区域停留时间较长，热影响区加宽，晶 粒粗大，近缝区机械性能有一定程度下降，因此 焊后一般要进行正火处理以
11、改善其性能。 焊接保护：焊剂溶化成的液态溶渣。 应用范围：主要用在壁厚大于30mm锅筒纵焊缝 焊接。 TSGG0001-2012锅规对锅炉使用焊接方法 相关规定： 以下部位的焊接应采用氩弧焊打底： 1）、立式锅壳锅炉下脚圈与锅壳的连接焊缝； 2）、有机热载体锅炉管子、管道的对接焊缝； 3）、油田注汽（水）锅炉管子的对接焊缝。 另外规定：A级高压及以上锅炉，锅筒和集箱、 管道上管接头的组合焊缝，受热面子管子对接焊 缝、管子和管件的对接焊缝，结构允许时应当采 取氩弧焊打底 第二节第二节 焊接材料焊接材料 焊接材料泛指焊接过程中的消耗性材料，包 括电焊条、焊丝、焊剂（用于埋弧自动焊）、各 种气体（氩
12、气99.99%、氧气99.5%、乙炔气 98%、二氧化碳99.8%）、钨棒(铈钨棒WCe- 20,含氧化铈20%)等。本节主要介绍电焊条和焊 丝。 一、电焊条 1、组成：由两部分组成：焊芯和药皮。 焊芯在焊接过程中主要起填充金属作用，熔敷金属 的合金成分主要从焊芯中过渡。 药皮成份十分复杂，其主要作用是： 稳弧作用；造气保护作用（保护电弧和熔池，防止 空气进入熔池）；造渣保护作用（形成熔渣，保护焊缝 金属，同时焊缝金属冷却速度减慢，有助于气体逸出， 防止气孔产生）；脱氧，去硫、去磷作用；渗合金作用 ；套筒保护作用（形成熔渣套筒，使熔滴较好向熔池过 渡，有利于全位置焊接，减少飞溅）。 按照焊条药
13、皮中所含的氧化物不同可分为酸性焊条 （含酸性氧化物）、碱性焊条（含碱性氧化物）。 酸性焊条药皮含有TiO2、MnO2、FeO、SiO2等 氧 化物，氧化性强、元素烧损量大，含氧、氮高，机械 性 能差，同时酸性渣，脱硫、磷能力差，抗裂性能差，但 其工艺性好，对油、锈、水不敏感，抗气孔能力强，可 用于交直流电源。 碱性焊条药皮中含有CaCO3、CaF2、MgCO3等化 合物，脱氧、脱硫、脱磷能力强，机械性能和抗裂性较 好，对油、锈、水敏感，易产生气孔，又因含CaF2，影 响电弧稳定，只能用直流电源施焊。碱性焊条含氢量低 ，故又称低氢焊条。 2 2、焊条型号的表示方法、焊条型号的表示方法 焊条的分类
14、： 按施焊的母材类别可分为：非合金钢及细晶粒钢焊条( 碳钢焊条)、热强钢焊条(低合金钢焊条)、不锈钢焊条、堆 焊焊条、铸铁焊条、铜及铜合金、铝及铝合金焊条等。 非合金钢及细晶粒钢焊条（GB/T5117-2012） 例：E5515-N5-P 第一部分用字母“E”表示焊条 第二部分为“E”后面前两位数字55表示熔敷金属抗拉强 度最小 值为550MPa 第三部分为“E”后面第三、四位数字表示药皮类型、焊 接位置和电流类型，15，碱性、全位置、直流反接 第四部分为熔敷金属化学成分分类代号，可为无标识或 用数字、字母或数字加字母表示. 第五部分为熔敷金属化学成分分类代号之后的焊后状态 代号，其中无标记表
15、示焊态，P表示热处理状态；AP表示 焊态和焊后热处理状态均可。 另外还可以根据供需双方协商，可在型号后加附加代号 ，如U表示在规定试验温度下，熔敷金属冲击吸收能量可达 到47J以上、熔敷金属中扩散氢含量要求（HX）(ml/100g) 等 碳钢焊条（GB/T5117-1995）符号为E E-表示焊条，前两位数字表示熔敷金属抗拉强度最小 值（单位kgf/mm2）,第三位数字表示焊接位置，“0”、 “1”表示适用于全位置（平、横、立、仰）焊接，“2”表示 适用于平焊和平角焊，“4”表示用于向下焊。第三位和第 四位数字组合，表示焊接电流种类及药皮类型。 E5015（J507） b490MPa 全位置焊接 碱性 直流反 接 E4303（J422） b430MPa 全位置焊接 钛型 交流 ，直流正、反接 热强钢焊条（热强钢焊条（GB/T5118-2012GB/T5118-2012）（碳钼钢、铬钼钢）（碳钼钢、铬钼钢） 例：E6215-2C1M H10 第一部分用字母“E”表示焊条 第二部分为“E”后面前两位数字62表示熔敷金 属抗拉强度最小值为620MPa 第三部分为“E”后面第三、四位数字表示药皮 类型、焊接位置和电流类型，15，碱性、全位置 、直流反接 第四部分短线后为数字、字
