压力容器焊接材料的选用

《压力容器焊接材料的选用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《压力容器焊接材料的选用（99页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、压力容器用焊接材料简介 前言 锅炉压力容器是广泛应用于国民经济各部门和人们生活设施中的 具有爆炸危险的特种设备 它不但要承受压力 温度和强腐蚀性介质的作用 还要经受易燃 易爆 剧毒 放射性充装物的考验 工作条件非常苛刻 一旦发生事故 将会造成人员伤亡 财产损失 并且是灾难性 无法挽回的损失 例如 1984年印度的一次农药毒气泄漏事故 造成了2500人死亡 20万人中毒的惨剧 锅炉压力容器是焊接结构 要制造出高质量的焊接结构 必须要有完善的设计 优质的材料和熟练的操作技术 缺一不可 否则就不能得到满意的焊接质量 所以 焊接材料对焊接质量的好坏具有举足轻重的作用 焊接材料是指参与焊接过程所消耗的材

2、料 主要包括焊条 焊丝 钢带 焊剂 气体 电极和衬垫等内容 为确保压力容器的焊接质量 焊接材料必须要有产品质量证明书 并符合相应标准的规定 一 焊接材料 产品设计时如何确定焊接材料 等强度原则 与基层材料强度匹配 等化学成分原则 用于特殊环境 焊接材料应有产品质量证明书 并符合相应标准的规定 施焊单位按质量保证体系规定验收与复验 合格后方准使用 焊接材料应满足图样的技术要求 并按JB4708规定通过焊接工艺评定 填充金属 在焊接过程中 参与组成焊缝金属的焊接材料的通称 如焊条 焊丝 填充丝 焊剂 预置填充金属 金属粉 熔咀等 焊丝 焊接时通过电流并同时作为填充材料用的金属丝 填充丝 焊接时不通

3、过电流 只作为填充材料用的金属丝 型号 按标准规定编制的焊接材料代号 型号中要表示出焊材类别 主要特性 牌号 按焊材厂规定编制的焊接材料代号 牌号中要表示出焊材类别 主要特性和本厂特点 常用钢号推荐选用的焊接材料见表1 常用钢号分类分组见表2 不同钢号相焊推荐选用的焊接材料见表3 目前 对焊接材料的要求均按照JB T4747 承压设备用焊接材料技术条件 执行 焊接材料进厂后都要进行复验 复验的主要项目包括 抗拉强度 屈服强度 延伸率 冲击 面背弯 化学成分等 二 焊条电弧焊焊条 1 对焊条的基本要求焊条作为一个电极 一方面起传导电流和引燃电弧的作用 另一方面作为填充金属与熔化母材形成焊缝 因此

4、 焊条的组成物与焊条质量对焊接过程的稳定燃烧和焊缝质量有着重大影响 焊条的工艺性是指焊条在使用和操作时的性能 它是衡量焊条质量好坏的一个重要指标 所以 焊条必须具有良好的工艺性能 其具体要求如下 焊条应具有引弧容易和电弧稳定燃烧的能力 保证焊接过程的顺利进行和良好的焊接质量 焊条应具有合金化的作用 从而保证焊缝金属具有相应性能要求的水平 提高抗裂性能 焊接熔渣要有适宜的粘度 流动性 凝固温度和比重 脱渣性要好 使焊缝金属不易产生夹渣 气孔和裂纹等缺陷 焊缝成型良好 焊条要适应于各种位置的焊接 焊接时 飞溅小 烟雾少 有毒气体少 应符合焊条的卫生标准 具有适宜的焊条熔化速度 避免药皮发红的现象产

5、生 必须保证焊条本身具有一定的强度 药皮不裂 不脱落 同心度好 药皮吸潮性小等特点 2 焊条的组成简单地说 电焊条就是在金属丝表面涂上适当厚度药皮的手工电弧焊所用的熔化电极 所以 电焊条是由焊芯和药皮组成 1 焊芯作用 焊芯主要在于导电和在焊条端部形成电弧 同时 焊芯靠电弧热熔化充当填充金属 过渡合金元素 冷却形成具有一定成分的熔敷金属 要求 为防止熔敷金属产生裂纹 要严格控制对产生裂纹有很大影响的碳元素的含量 并且尽可能降低S P等杂质的含量 以保证焊缝金属性能不低于母材金属 2 药皮作用冶金作用 药皮的成分 熔化温度及过渡特点对焊接化学冶金反应有着极其重要的影响 合金化作用 药皮中加入铁合

6、金或金属粉等合金剂 可以对焊缝金属起到合金化的作用 稳弧作用 药皮中加入低电离电位元素的物质 可以起到稳定电弧的作用 造渣作用 加入在焊接时能够熔化形成熔渣的矿物类和化工类材料 可以使焊缝金属减缓冷却 保护焊缝金属不被有害气体侵蚀 改善焊缝成型和结晶 起到熔渣保护的作用 造气作用 药皮中的有机物和碳酸盐在焊接时产生保护性气体 对焊缝金属起到气体保护的作用 脱氧作用 加入与氧亲和力比铁大的金属及其合金 可以起到脱氧作用 粘结作用 为了使药皮能够涂敷到焊芯上 并且具有一定的强度 需要在药皮中加入粘结力强的物质 来完成粘结任务 稀渣作用 药皮中加入某些能够降低熔渣的粘度和增加其流动性的物质 以利于对

7、焊缝金属的保护和成型 成分药皮由矿石粉 铁合金粉 有机粉和水玻璃等物质组成 按照所起的作用不同可分为如下几类 造渣剂 主要有钛铁矿 金红石 石英砂 大理石 萤石 锰矿 赤铁矿和长石等 造气剂 主要有木粉 淀粉 大理石 菱镁矿等 脱氧剂 主要有锰矿 硅铁 钛铁和铝粉等 合金剂 主要有锰矿 硅铁 钼铁 钒铁 铬铁及各种纯金属粉等 粘结剂 主要有钠水玻璃 钾水玻璃 和钠钾混合水玻璃等 增塑剂 常用的有云母 白泥 钛白粉等 3 焊条的分类1 根据焊条的用途进行分类目前我国现有的焊条技术标准体系是根据焊条的用途进行分类 其中常用的国家标准有 GB T5117 1995 碳钢焊条 GB T5118 199

8、5 低合金钢焊条 GB T983 1995 不锈钢焊条 GB T984 1985 堆焊焊条 GB T13814 1992 镍及镍合金焊条 GB10044 1988 铸铁焊条和焊丝 GB T3670 1995 铜及铜合金焊条 GB3669 1983 铝及铝合金焊条 一般焊条型号分为八类 焊条牌号分为十一类 国内常用的焊条分类见表4 2 根据焊条熔渣的酸碱性进行分类主要是根据焊条熔渣的碱度 即根据熔渣中的碱性氧化物与酸性氧化物的比例 将焊条分为酸性焊条和碱性焊条 酸性焊条 焊条工艺性良好 电弧稳定 可交直流两用 飞溅小 熔渣流动性好 脱渣性好 熔渣多呈玻璃状 较疏松 容易脱渣 焊缝成型美观 焊缝中

9、氧含量较高 合金元素烧损较多 合金过渡系数较小 熔敷金属中含氢量较高 因而其熔敷金属塑性和韧性低于碱性焊条 扩散氢含量为17 50ml 100g 碱性焊条 扩散氢含量为1 8ml 100g 3 根据焊条药皮中主要成分进行分类根据焊条药皮中主要成分可以确定焊条药皮的类型 焊条药皮类型见表5 4 根据焊条的性能进行分类根据焊条的特殊使用性能而制造的专用焊条 如超低氢焊条 低尘低毒焊条 立向下焊条 躺焊焊条 打底层焊条 高效铁粉焊条 防潮焊条 水下焊条 重力焊条等 4 焊条的型号和牌号焊条型号是国家标准规定的反映焊条主要特性的表示符号 焊条牌号是相关行业或生产企业制订的反映焊条产品主要特性的表示符号

10、 由于历史原因 20世纪80年代国家标准规定的焊条型号开始使用 实际生产中仍经常使用焊条牌号进行技术交流 产品信息传递 所以现阶段焊条型号和牌号都经常使用 一般焊条型号和牌号包括以下含义 焊条类别焊条特点 如焊芯金属类型 使用温度 熔敷金属化学成分或抗拉强度等 药皮类型使用的焊接电流类型 1 碳钢焊条型号和牌号碳钢焊条型号 根据GB T5117 1995 碳钢焊条 规定 碳钢焊条型号按照熔敷金属的力学性能 药皮类型 焊接位置和焊接电流种类进行划分 碳钢焊条型号及主要特征见表6 碳钢焊条型号编制方法为EXXXX 如下所示 E 表示药皮类型及焊接电流种类 表示焊条 表示焊条的焊接位置 表示熔敷金属

11、抗拉强度的最小值 碳钢焊条牌号 结构钢焊条牌号及其熔敷金属抗拉强度见表7 焊条牌号的药皮类型及电流类型见表8 数字后面的字母表示焊条的特殊用途和性能见表9 焊条牌号的编制方法为JXXX 如下所示 JXXXX 表示结构钢焊条 表示药皮类型及焊接电流种类 表示熔敷金属抗拉强度的最小值 表示焊条的特殊用途 2 低合金钢焊条型号和牌号低合金钢焊条型号 根据GB T5118 1995 低合金钢焊条 规定 低合金钢焊条型号按照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进行划分 低合金钢焊条型号及主要特征见表10 E5018 Al 表示药皮类型为铁粉低氢型 采用交流或直流反接 表示焊条

12、表示适合于全位置焊接 表示熔敷金属抗拉强度的最小值 表示附加铝元素 低合金高强钢焊条牌号 低合金高强钢焊条牌号编制与碳钢焊条牌号编制相同 Mo和CrMo耐热钢焊条牌号 一般用于焊接高温环境使用的Mo和CrMo耐热钢焊条牌号编制方法为RXXX 如下所示 Mo和CrMo耐热钢焊条熔敷金属主要化学成分等级见表11 R347 表示耐热钢焊条 表示牌号分类编号为4 表示熔敷金属化学成分中Cr 1 2 Mo 0 5 1 表示低氢钠型药皮 直流电源 低温钢焊条牌号 低温钢焊条牌号编制方法为WXXX 如下所示 低温钢焊条工作温度等级见表12 W707 表示低温钢焊条 表示焊条的工作温度等级为 70 表示低氢钠

13、型药皮 直流反接 3 不锈钢焊条型号和牌号不锈钢焊条型号根据GB T983 1995 不锈钢焊条 规定 不锈钢焊条按照熔敷金属的化学成分 药皮类型 焊接位置及焊接电流种类进行划分 不锈钢焊条型号编制方法为EXXX XX 如下所示 不锈钢焊条药皮类型及焊接电流种类见表13 E308 15 表示焊条 表示熔敷金属化学成分分类代号 表示焊条为碱性药皮 适用于全位置 采用直流反接 E410NiMo 15 表示焊条 表示熔敷金属化学成分分类代号 表示焊条为碱性药皮 适用于全位置 采用直流反接 表示熔敷金属中对Ni和Mo的含量有特殊要求 不锈钢焊条牌号不锈钢牌号编制方法为GXXX 或AXXX 如下所示 不

14、锈钢熔敷金属主要化学成分组成等级见表14 G202 表示铬不锈钢焊条 表示牌号分类编号为0 表示钛钙型药皮 交 直流两接 表示熔敷金属含Cr量约为13 A022 表示奥氏体不锈钢焊条 表示牌号分类编号为2 表示钛钙型药皮 交 直流两接 表示熔敷金属含C量 0 04 4 堆焊焊条型号和牌号堆焊焊条型号根据GB984 1985 堆焊焊条 规定 堆焊焊条型号按照熔敷金属化学成分及药皮类型进行划分 堆焊焊条型号编制方法为EDXX XX 如下所示 堆焊焊条的型号分类见表15 堆焊焊条的药皮类型及焊接电流种类见表16 EDPCrMo A1 03 表示焊条 表示堆焊焊条 表示细分的型号 表示型号分类 表示含

15、铬钼合金元素 表示药皮类型为钛钙型 可采用交流或直流 堆焊焊条牌号堆焊焊条牌号编制方法为DXXX 如下所示 堆焊焊条的用途 组织及熔敷金属的主要成分类型见表17 D256 表示堆焊焊条 表示常温高锰钢堆焊焊条 表示低氢钾型药皮 交直流两用 5 铸铁焊条型号和牌号铸铁焊条型号根据GB10044 1988 铸铁焊条及焊丝 规定 铸铁焊条型号根据熔敷金属的化学成分及用途划分 铸铁焊条型号编制方法为EZXX X 如下所示 铸铁焊条金属类型及型号见表18 EZNiFe 1 表示焊条 表示铸铁焊条 表示细分分类编号为1 表示熔敷金属中主要元素为Ni和Fe 铸铁焊条牌号铸铁焊条牌号编制方法为ZXXX 如下所

16、示 铸铁焊条熔敷金属主要化学成分组成类型见表19 Z308 表示铸铁焊条 表示熔敷金属主要化学组成类型为纯镍 表示石墨型药皮 交直流两用 表示牌号分类编号0 6 镍及镍合金焊条型号和牌号镍及镍合金焊条型号根据GB T13814 1992 镍及镍合金焊条 规定 镍及镍合金焊条型号根据熔敷金属化学成分 药皮类型及电流种类划分 见表20 镍及镍合金焊条型号编制方法为ENiXX X X 如下所示 ENiCrFe 1 15 表示焊条 表示镍及镍合金 熔敷金属主要元素镍 铬 铁 表示低氢钠型药皮 直流电源 表示细分类序号为1 镍及镍合金焊条牌号镍及镍合金焊条牌号编制方法为NiXXX 如下所示 镍及镍合金焊条熔敷金属主要化学成分组成类型见表21 Ni112 表示镍及镍合金焊条 表示熔敷金属主要化学组成类型为纯镍 表示钛钙型药皮 交直流两用 表示牌号分类编号1 7 铜及铜合金焊条型号和牌号铜及铜合金焊条型号根据GB T3670 1995 铜及铜合金焊条 规定 铜及铜合金焊条型号是根据熔敷金属的化学成分划分 见表22 铜及铜合金焊条型号编制方法为ECuXX 如下所示 ECuAl 表示焊条 表示铜及铜合金