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1、第一部分焊接的基本知识一、焊接接头是结构中的薄弱环节：1、焊接缺欠的存在。1）、法规、标准允许存在的缺欠，即不超标的缺欠。2）、局部探伤以外存在的缺欠。3）、焊接以后出现的缺欠。a、焊后几天或更长时间出现的缺欠，如高强钢或铬钼钢焊后出现的延迟裂纹。b、奥氏体不锈钢焊接时产生晶间腐蚀倾向，接触腐蚀介质后产生晶间腐蚀裂纹。c、低温钢焊接时由于焊接线能量超，改变了焊接接头的脆性转变温度，导致脆性破坏。d、尿素级材料或超低碳奥氏体不锈钢的焊接，当用错几根焊条后，就会使局部被腐蚀导致整台设备损坏。2、组织和性能的不均匀导致焊接接头某些区域性能的下降。 焊接接头由焊缝、熔合区、和热影响区三部份组成，由于焊
2、接接头焊接过和中经受不同的热循环，故各区的组织和性能存在较大的差异。熔合区产生过热组织，晶粒粗大，性能恶化，成为焊接接头中的薄弱地带。热影响区不同材料在不同的热循环下其组织和性能有很大的差别。如不易淬硬钢的热影响区可分为四个区域过热区-由于晶粒粗大，出现粒大的魏氏组织，使该区的塑性和韧性大大降低。正火区-由于晶粒细小均匀，具有较高的强度，又有较好的塑性和韧性，是焊接接头中综合性能最好的区域。部分相变区-由于组织和晶粒大小极不均匀，故该区性能也不好。再结晶区-再结晶区对性能无明显影响3、焊后存在较大的拉伸残余应力。焊接过程中焊接接头区不均匀的加热和冷却的作用，以及结构本身或外加刚性拘束的作用，通
3、过力、温度和组织等因素的变化，而在焊接接头区产生的不均匀塑性变形是焊接变形和应力的主要原因。焊接残余应力对结构使用的影响1）、焊接接头中拉伸残余应力处于结核应力集中部位、结构刚性拘束较大的部位或焊接缺陷较多的部位，它降低结构的使用寿命，并导致低应力脆断。2）、拉伸残余应力会加快结构的腐蚀，促使应力腐蚀开裂。3）、对于高温容器，拉伸残余应力有加速蠕变的作用。4）、存在残余应力的构件进行机械加工或使用过程中，使构件内残余应力重新分布，从而引起构件发生新的变形，破坏了构件的加工精度和尺寸的稳定性。二、如何判断低碳钢和低合金钢的焊接性钢的焊接性常用碳当量估计，随着碳当量（CE）的增大，钢的焊接性逐渐变
4、差。CE=C + Mn/6 + Cr/5 + Mo/5 + V/5 + Ni/15 + Cu/15%IIW(国际焊接学会推荐)当CE0.6%，钢的淬硬倾向大，属于较难焊的钢材，需要采取较高的预热温度和严格的工艺措施。碳当量只考虑了化学成分的影响，没考虑结构钢性、板厚、扩散氢等因素，所以用碳当量法估计时还应考虑上述原因。三、锅炉压力容器常用的钢材有那些类别及焊接性1、低碳钢：（含碳量0.25%）如Q235-B系列20R 20g等，钢材的焊接性能良好。2、低合金高强钢：在低碳钢的基础上加入少量的合金元素（不超过5%）。如16MnR、15MnVR等，对于屈服强度小于400Mpa的材料，焊接性能良好。
5、高于400Mpa时淬硬倾向较大，会产生冷裂纹，随着合金元素和强度的提高，淬硬倾向增大。3、珠光体耐热钢：在低碳钢的基础上加如少量的合金元素（不超过5%）如12CrMo、15CrMo等，焊接时焊缝和热影响区 会产生淬硬的马氏体组织，焊接接头塑性降低，脆性增大，易产生冷裂纹。随着合金元素含量增加，焊接性能变差。4、低温钢：用于制造-20低温工作结构用的专用钢。如16MnDR、09MnNiDR等，主要是在钢中加入了Ni元素。钢材的脆性转变温度应低于最低工作温度，否则会发生脆性破坏。该类钢材焊接性能良好，但焊接时必须控制焊接线能量，否则焊缝和热影响区会形成较粗大的组织，从而降低焊接接头的塑性和韧性。5
6、、不锈钢：在钢中主要加入Cr和Ni元素（Cr13%； Ni9%）。Cr、Ni奥氏体不锈钢焊接性良好，但焊接工艺不当会产生晶间腐蚀倾向和热裂纹。为此。施焊时采用小的焊接线能量和强制冷却等措施。四、锅炉压力容器用钢焊材的选用原则1、低碳钢及低合金高强钢：按钢材的强度等级来选用焊材，选用的原则是等强或稍高强度的焊材。如20R选J426或J427焊条，16MnR选J506或J507焊条。2、低温钢：选用低温冲击韧性等于或稍高于母材，且强度不低于母材的焊材，如16MnDR选用J507RH.3、珠光体耐热钢及奥氏体不锈钢：选用熔敷金属化学成分与母材相同或相近的焊材。如15CrMo选用R307; 0Cr18
7、Ni9选用A107或A132。4、低碳钢与低合金钢之间的焊接，应选用与强度等级低的钢材。如20R与16MnR钢之间选用J427焊条。5、碳素钢与不锈钢（奥氏体钢）之间的焊接，应选用Cr、Ni比所焊的不锈钢高一等级的焊材。如16MnR 与0Cr18Ni9钢之间的焊接，焊条电弧焊应选用A307焊条。五、焊接缺欠缺欠-焊接结构上出现的不连续，诸如材料或产品中存在的力学性能、冶金性能、物理性能、化学性能的不均匀性。缺欠不一定是缺陷，缺陷-零件或产品不符合所提出的最低合格要求。缺陷必须予以消除或修补，如不能修复标志判废。按照危害情况，可将缺欠分三类：a、正常的，难以消除的，可以忽略不计的缺欠；b、不希望
8、存在且无害的缺欠；c、不能否定的有损质量而又不能满足产品最低使用要求的缺欠（称为缺陷）。按照GB 6417-1986金属熔化焊接接头缺欠分类及说明将焊接缺欠分为6大类。1、裂纹：裂纹是焊接接头中最危险的缺欠，在压力容器制造过程中是不允许存在的。按产生的温度和时间不同可分为热裂纹、冷裂纹以及再热裂纹。1)、冷裂纹产生的原因（1）、焊接接头形成淬硬组织；（2）、扩散氢的存在和浓集；（3）、存在较大的拉伸应力。2）、冷裂纹的防止措施（1）、选用碱性低氢型焊条和焊剂；（2）、焊条和焊剂应严格按规定进行烘干，随用随取；（3）、仔细清除坡口和焊丝上的油、水、锈及污物（4）、选择合理的焊接规范及线能量，如焊
9、前预热，控制层间温度，缓冷等；（5）、焊后立即进行消氢处理（6）、采取降低焊接应力的各种工艺措施。2、孔穴：如气孔，气孔可分为氢气孔、氮气孔和CO气孔。3、固体夹杂：夹杂在焊缝金属中的金属或非金属夹杂物。4、未熔合和未焊透：未熔合是指焊道与母材之间未达到完全熔化结合的部分，未焊透是指焊接接头未完全熔透而留下的空隙。5、形状缺欠：如咬边、焊瘤、烧穿和下塌、错边、角变形等。6、其它缺欠：如打磨过量，低于板厚的负偏差等。第二部份 焊接工艺评定（PQR）1、何为焊接工艺评定焊接工艺评定是以可靠的钢材焊接性能为依据，于产品焊接以前由施焊单位的熟练焊工用本单位的焊接设备，按焊接工艺评定标准焊接试件、检验试
10、件、制取试样和检查试样、测定焊接接头是否具有所要求的使用性能。2、焊接工艺评定的目的 验证施焊单位拟定的焊接工艺的正确性，并评定施焊单位的能力。 3、焊接工艺评定的一般过程拟定焊接工艺评定指导书通知监察部门焊接试件检验试件制取试样和检查试样测定焊接接头是否具有所要求的使用性能提出焊接工艺评定报告对拟定的焊接工艺指导书是否合格作出结论技术负责人批准监察部门确认存档。4、焊接工艺因素有哪些种类？什么情况下要重新做焊接工艺评定？ 焊接工艺因素分为重要因素、补加因素和次要因素。1）、重要因素：是指影响焊接接头抗拉强度和弯曲性能的焊接工艺因素。 例如：a、改变所焊的钢材类别;b、改变焊接方法; c、改变
11、焊条电弧焊的焊条牌号头两位数;d、改变焊后热处理类别、;e、焊前预热温度降低超过50等就是重要因素的改变，需要重新拟定焊接工艺指导书，重新做焊接工艺评定。2）、补加因素：是指影响焊接接头冲击韧性的焊接工艺因素。 例如：a、焊条电弧焊用非低氢型焊条代替低氢型焊条;b、从评定合格的位置改为向上立焊;c、层间温度提高超过50;d、改变电流的种类和极性;f、增加焊接线能量等。当规定做冲击试验时补加因素改变时需按增加或变更的补加因素增焊冲击韧性试件进行试验。3）、次要因素：是指对要求测定的力学性能无明显影响的焊接工艺因素。变更次要因素时不需要重新评定焊接工艺，但需重新编制焊接工艺（WPS）5、锅炉压力容
12、器压力管道的哪些焊接工作必须有评定合格的焊接工艺：1）、受压元件的焊缝；2）、与受压元件相焊的焊缝；3）、熔入永久焊缝内的定位焊；4）、受压元件母材表面的耐蚀堆焊；5）、在锅炉压力容器压力管道上临时吊耳和拉筋垫板的焊接；6）、上述1）、2）、3）的返修。第三部分 锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则一、 02版考规编制依据02版考规是在美国ASME规范第卷焊接与钎焊评定的基础上编制的。美国ASME规范是目前世界上公认的范围最为广泛、内容最为详尽的一部关于锅炉压力容器规范。该规范的第一版本于1914年正式颁布，至今已有九十年的历史。ASME规范第 卷简介1、考试合格项目的有效期2、钢材的分类3
13、、产品上考试4、组织与监督5、弯曲试验6、重新考试二、焊接方法及代号采用了国际通用的焊接方法代号1、焊条电弧焊 SMAW2、气焊 OFW3、钨极气体保护焊 GTAW4、熔化极气体保护焊 GMAW（含药芯焊丝 FCAW）5、埋弧焊 SAW6、电渣焊 ESW7、摩擦焊 FRW8、螺柱焊 SW三、钢号的类别1、碳素钢 如：20R、 20g、Q2352、低合金钢 如：16MnR、15CrMo3、马氏体钢、铁素体不锈钢 如：1Cr5Mo、0Cr134、奥氏体不锈钢、双相钢 如：0Cr18Ni9 0Cr18Ni12Mo2Ti四、焊条类别、代号及适用范围表1 焊条类别、代号及适用范围焊条类别焊条类别代号相
14、应 型 号适用焊件的焊条范围相应标准钛钙型F1EXX03F1GB/T5117、GB/T5118、GB/T983（奥氏体、双相钢除外）钎维素型F2EXX10，EXX11，EXX10-X EXX11-XF1，F2钛型、钛钙型F3EXXX（X）-16EXXX（X）-17F1，F3低氢型、碱性F3JEXX15, EXX16, EXX18,EXX48EXX15-X,EXX16-X,EXX18-X, EXX48-X，EXXX(X)-15,EXXX(X)-16,EXXX(X)-17F1，F3，F3J钛型、钛钙型F4EXXX（X）-16 ，EXXX（X）-17F4GB/T983（奥氏体、双相钢焊条）碱性F4JEXXX（X）-15，EXXX（X）-16，EXXX（X）-17F4，F4J注：不锈钢焊条药皮类型16可以是碱性的，也可以是钛型或钛钙型。五、试件型式、位置及代号1、板材对接焊缝试件1）、平焊 1G F2）、横焊 2G H3）、立焊 3G V4）、仰焊 4G O2、管材对接焊缝试件1）、水平转动 1G2）、垂直固定 2G3）、水平固定向上焊 5G4）、水平固定向下焊 5GX5）、45向上焊 6
