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1、焊接及安装培训讲义,主讲人：高贵胜 二0一一年二月,焊接工艺及安装培训讲义,目 录 1.金属材料的基本知识 2.焊接材料 3.焊接设备 3.焊接工艺 5.焊接缺陷及防止 6.关于锅炉压力容器考试的一些基本规定 7.现场安装与吊装的一些基本知识,焊接工艺及安装培训讲义,1. 金属材料的基本知识 1.1 钢材的基本知识：钢材的分类 1.1.1.按品质分类 (1)普通钢 (2)优钢材质钢 (3)高级优质钢 1.1.2按化学成份分类 (1)碳素钢：a.低碳钢 b.中碳钢 c.高碳钢 (2)合金钢： a.低合金钢（合金元素总含量5%）； b.中合金钢（合金元素总含量为510%）； c.高合金钢（合金元素
2、总含量10%）。 1.1.3钢材按成形方法分类： (1)锻钢； (2)铸钢； (3)热轧钢； (4)冷拉钢。,焊接工艺及安装培训讲义,1.1.4钢材按金相组织分类 (1)退火组织 a.亚共析钢（铁素体+珠光体）； b.共析钢（珠光体）； c.过共钢材析钢（珠光体+渗碳体）； d.莱氏体钢（珠光体+渗碳体）。 (2)正火组织： a.珠光体钢； b.贝氏体钢； c.马氏体钢； d.奥氏体钢。 (3)加热过程中有无相变和保持不变的组织 1.1.5按用途分类 (1)建筑及工程用钢：a.普通碳素结构钢；b.低合金结构钢；c.钢筋钢。 (2)结构钢：a.机械制造用钢 b.弹簧钢； c.轴承钢。 (3)工具
3、钢：a.碳素工具钢；b.合金工具钢；c.高速工具钢。,焊接工艺及安装培训讲义,(4)特殊性能钢： a.不锈耐酸钢； b.耐热钢：包括抗氧化钢、热强钢、气阀钢 c.电热合金钢； d.耐磨钢； e.低温用钢； f.电工用钢。 (5)专业用钢如桥梁用钢、船舶用钢、锅炉用钢、压力容器用钢、农机用钢等。 1.1.6.综合分类 (1)普通钢 a.碳素结构钢：Q195 、Q215 、Q235、Q255、 Q275； b.低合金结构钢； c.特定用途的普通结构钢。 (2)优质钢（包括高级优质钢）： a.结构钢：(a)优质碳素结构钢 (b)合金结构钢 (c)弹簧钢 (d)易切钢 (e)轴承钢 (f)特定用途优质
4、结构钢；,焊接工艺及安装培训讲义,b.工具钢：(a)碳素工具钢 (b)合金工具钢 (c)高速工具钢；c.特殊性能钢：(a)不锈耐酸钢 (b)耐热钢 (c)电热合金钢 (d)电工用钢 (e)高锰耐磨钢。 1.1.7按冶炼方法分类 (1)按炉种分： a.平炉钢， b.转炉钢， c.电炉钢， d.户外精炼钢 (2)钢材按脱氧程度和浇注温度分： a.沸腾钢； b.半镇静钢； c.镇静钢； d.特殊镇静钢。,焊接工艺及安装培训讲义,1.2 评价钢材的基本性能参数 1.2.1 强度：钢材在外力(静载荷)的作用下抵抗永久变形和断裂的能力。 一般可分为:（1）屈服强度，（2) 抗拉强度，（3）抗弯强度，（4）
5、疲劳强度等。 屈服强度和抗拉强度通过拉伸试验来测量。 屈服点： s ：常用0.2来表示,由于在拉伸过程中，多数金属的屈服现象不明显，在卸除载荷后，残余变形率达到规定数值0.2%时的残余伸长应力。 抗拉强度 b ：金属材料在断裂前所承受的最大标称应力，它表示材料抵抗断裂的能力。 疲劳强度：金属在交变载荷的情况下，在应力低于屈服点就突然断裂的现象，其衡量指标就是疲劳极限，有-1 表示，单位 MPa。 1.2.2 弹性： 金属材料在载荷作用下发生形变，当载荷去掉后，仍能恢复原来的形状和尺寸，这种变形称为弹性变形。具有这种弹性变形的能力就叫做弹性。用弹性极限和比例极限来反映。 1.2.3 塑性：产生永
6、久变形，但不会造成永久破坏的能力。用伸长率和断面收缩率来表示。 焊接接头的塑性主要是通过规定冷弯角的弯曲试验来检验的。 1.4 硬度：金属抵抗较硬物体压入的能力，它不是一个单纯的物理量，是反映材料强度、弹性、塑性综合性能的指标。可分为：,焊接工艺及安装培训讲义,（1）布氏硬度:常用HB表示，HBR(压头为淬火钢球，适用测量硬度小于450以下的材料）， HBW（压头为硬质合金球，适用测量硬度小于650以下的材料）。 （2）洛氏硬度:顶角为120的金刚石圆锥体压头，常用HRA、 HRB、 HRC表示，A、B、C分别表示硬度试验时不同的压头和实验力。其中HRC应用最广泛，经常用于热处理状态的碳钢和低
7、合金钢等。 （3）维氏硬度：用相对面夹角为136的正四棱锥体金刚石压头。用HV表示。维氏硬度与布氏硬度、洛氏硬度相比，测量范围比较宽，适用于目前使用的大部分金属，尤其是测量焊接接头各区域的硬度值。 1.5 脆性：钢材在外力作用下，没有显著变形突然断裂的性质。可分为热脆性和冷脆性。 1.6 韧性：在冲击载荷的作用下，金属在破断前吸收变形能量的能力。常用AKV、 AKU、 aKV、 aKu。冲击韧性是材料的一个重要性能，尤其是承受低温载荷和低温工作的环境。测定冲击韧性，对合理选择焊接材料，防止脆性断裂有重要的意义。 1.7 材料的可焊性能 （1)工艺焊接性：在一定的焊接工艺条件下能否获得优良致密，
8、无缺陷焊接接头的能力。 (2)使用焊接性：焊接接头或整个结构能否满足产品技术条件规定的使用性能的程度。 Pcm-冷裂纹敏感性系数。,焊接工艺及安装培训讲义,2.焊 接 材 料 作为焊缝填充金属包括焊条、焊丝、焊剂、填充金属、熔嘴、附加金属粉等，熔敷焊缝金属成分主要由它们和母材来决定。 2.1焊条的分类 2.1.1 按用途分类:见表2.1-1 。 我国的焊条现行有两种分类方法，一种是国标，一种是原机械工业部编制的焊接材料产品样本（机械工业出版社，1997年）规定的焊条、焊剂和药芯焊丝的牌号对焊接行业、压力容器压力管道行业影响很大，分类很细，在现场和许多技术资料上经常使用. 2.1.2 按熔渣性质
9、分：可分为酸性焊条和碱性焊条，酸性焊条和碱性焊条的对比见表2.1-2。 2.1.3 按药皮的主要成分分类见表2.1-3。 2.1.4 按焊条性能特征分类，实际上是按使用性能的焊条特征进行分类，如超低氢型焊条、低尘低毒焊条、立向下焊条、重力焊条、水下焊条等。,焊接工艺及安装培训讲义,表2.1-1 焊条按用途分类及其代号表,焊接工艺及安装培训讲义,表2.1-2 酸性焊条和碱性焊条的区别,焊接工艺及安装培训讲义,表2.1-3 按主要成分划分的药皮类型,焊接工艺及安装培训讲义,2.2 焊条的型号和牌号的编制方法 2.2.1 焊条型号 (1)碳钢焊条：按GB5117-1995 E X1 X2 X3 X4
10、 E 表示焊条， X1 X2：表示焊条系列，即熔敷金属抗拉强度的最小值，如43KN/mm2，最小值为420MPa；50KN/mm2，最小值为490MPa。 X3 表示焊条的焊接位置；0 、2：全位置；2：平焊，横角焊；4立向下焊 。 X4 表示焊条药皮类型及焊接电流的种类。 表示附加代号,需要时标注。-1：表示对冲击韧性有特殊要求，R：表示吸潮焊条，M：表示吸潮和力学性能有特殊要求。 (2) 低合金焊钢条：按GB5118-1995 E X1 X2 X3 X4 - E 表示焊条， X1 X2：表示熔敷金属抗拉强度的最小值，如50KN/mm2，最小值为490MPa；50KN/mm2，最小值为490
11、MPa。 X3 表示焊条的焊接位置；0 、2：全位置；2：平焊，横角焊。,焊接工艺及安装培训讲义,X3 X4 表示焊条药皮类型及焊接电流的种类。 熔敷金属化学成分代号，R：表示吸潮焊条；G：表示该焊条中有一种成分符合标准规定即可；E：在-40的低温冲击不大于等于54J；NM：w（Al）含量不大于0.05%。 表示附加化学成分，以元素符号表示。 (3)不锈钢焊条型号,按GB/T983-1995 E 308MOL-15 E 表示焊条 308是通常用三位数数字表示化学成分,若有特殊要求的元素，则用该元素符号表示在数字后，最末尾数字表示焊条药皮、焊接位置及电流种类。15表示碱性焊条全位置直流反接。 （
12、4）堆焊焊条型号GB/T984-1985 （5）铸铁焊条型号 GB/T10044-1998 （6）铜及铜合金焊条型号 GB/T3670-1995 （7）铝及铝合金焊条型号：GB/T3669-1983,焊接工艺及安装培训讲义,2.2.1 焊条牌号 （1）结构钢焊条牌号 J X1X2X3 “J”或“结”表示结构钢焊条。 X1X2表示熔敷金属抗拉强度的最小值，单位：KN/mm2； X3表示焊条药皮的类型和焊接电源种类。其中只有低氢钠型和盐基型是直流。其余均可用直流或交流。 （2）钼及钼耐热钢焊条牌号 R X1 X2 X3 R：耐热钢焊条； X1：熔敷金属的主要化学成分； X2：牌号编号为X2 X3：
13、药皮类型和电流种类。 （3）低温钢焊条牌号 W 707 “W”或“温”：表示低温钢焊条； 70：表示工作温度为-70；90：表示工作温度为-90；10表示工作温度为-100；19表示工作温度为-190；25：表示工作温度为-253。 7：低氢钠型药皮，直流电源。,焊接工艺及安装培训讲义,（4）不锈刚钢焊条牌号： 牌号前加“G”或“A”字各表示不锈钢焊条的类别代号，分别指铬不锈刚和奥氏体不锈钢。 类别代号后第一位数字，表示焊缝金属主要化学成分组成等级。 类别代号后第二位数字，表示同一焊缝金属主要化学成分组成等级中的不同牌号。对同一药皮类型焊条。 牌号第三位数字，表示药皮类型和焊接电源种类。 （5
14、）堆焊焊条牌号 D X1 X2 X3 D：表示堆焊焊条； X1：表示焊条的主要用途，组织或熔敷金属成分。 X2：表示同一主要成分的不同编号。 X3：药皮类型和电流种类。 （6）铸铁焊条牌号 （7）非钢铁焊条牌号 （8）特殊焊条牌号,焊接工艺及安装培训讲义,2.3 我国药芯焊丝牌号表示方法如下： a）牌号第一个字母“Y”表示药芯焊丝，第二个字母及后第一、第二、第三位数字与焊条编制方法相同。 b）牌号“-”后的数字，表示焊接时的保护方法。 c）药芯焊丝有特殊性能和用途时，则在牌号后面加注起主要作用元素或主要用途的字母。 填充金属指气焊或钨极气体保护焊时送入热源（或电弧）熔化成焊缝金属一部分的丝、棒
15、或板边料。 附加的填充金属指埋弧焊或熔化极气体保护焊时除当作电极的熔化金属丝（带）外，伸入电弧熔化成焊缝金属一部分的丝、棒或板边料。 预置填充金属指焊前预先放在坡口内的丝、棒、条或粉，能改变焊缝金属成分。,焊接工艺及安装培训讲义,2.4 焊条的选用原则： 2.4.1 按强度等级和化学成分选用 （1）焊接一般结构，如低碳钢、低合金钢结构件时，一般选与焊件强度等级相同的焊条，而不考虑化学成分相同或相近。 (2)焊接异种结构钢时，按强度等级低的钢种选用焊条。 (3)焊接特殊性能钢种，如不锈钢、耐热钢时，应选用与焊件化学成分相同或相近的特种焊条。 (4)焊件碳、硫、磷质量分数较大时，应选用碱性焊条。
16、(5)焊接铸造碳钢或合金钢时，因为碳和合金元素的质量分数较高，而且多数铸件厚度、刚度较大，形状复杂，故一般选用碱性焊条。,焊接工艺及安装培训讲义,2.4.2 按焊件的工况条件选用焊条 (1)焊接承受动载、交变载荷及冲击载荷的结构件时，应选用碱性焊条。 (2)焊接承受静载的结构件时，应选用酸性焊条。 (3)焊接表面带有油、锈、污等难以清理的结构件时，应选用酸性焊条。 (4)焊接在特殊条件，如在腐蚀介质、高温等条件下工作的结构件时，应选用特殊用途焊条。 2.4.2 按焊件的形状、刚度及焊接位置选用焊条。 （1）厚度、刚度大、形状复杂的结构件，应选用碱性焊条。 （2）厚度、刚度不大，形状一般，尤其是均可采用平焊结构件，应选用适当的酸性焊条。 （3）除平焊外，立焊、横焊、仰焊等焊接位置的结构件应选用全位置焊条。,焊接工艺及安装培训讲义,2.5 焊条电弧焊接工艺规范 （1） 焊条直径的选择焊条直径主要取决于焊件厚度、接头形式、焊缝位置、焊层（道）数等因素。根据焊件厚度平焊时焊条的选用原则：一般当焊件板厚t4m
