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二建机电-05-焊接技术
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焊接技术
焊接工艺的选择与评定
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焊接工艺是指制造焊件所有关的加工方法
和实施要求，包括焊接准备、材料选用、
焊接方法选定、焊接参数、操作要求。
和实施要求，包括焊接准备、材料选用、
焊接方法选定、焊接参数、操作要求。
焊接准备
1.焊接性分析
（1）钢结构
钢结构工程焊接难度分为 A 级（易）、B 级（一般）、C 级（较难）、D 级（难），其影响因素包括：板厚、钢材分类、受力状态、钢材碳当量。
（口诀：钢板装碳）
（2）非合金钢
非合金钢焊接性很好，适用于焊条电弧焊、钨极惰性气体保护电弧焊、熔化极气体保护电弧焊、自保护药芯焊丝电弧焊、埋孤焊、气电立焊、螺柱焊和气焊方法。
（3）铝及铝合金
铝和氧的化学结合力很强，极易生成一层氧化铝薄膜包裹在熔滴表面和覆盖在熔池表面，这层氧化铝妨碍焊接过程的正常进行；易产生未熔合、未焊透缺陷；容易在焊接中造成夹渣；会促使焊缝生成气孔。
（1）钢结构
钢结构工程焊接难度分为 A 级（易）、B 级（一般）、C 级（较难）、D 级（难），其影响因素包括：板厚、钢材分类、受力状态、钢材碳当量。
（口诀：钢板装碳）
（2）非合金钢
非合金钢焊接性很好，适用于焊条电弧焊、钨极惰性气体保护电弧焊、熔化极气体保护电弧焊、自保护药芯焊丝电弧焊、埋孤焊、气电立焊、螺柱焊和气焊方法。
（3）铝及铝合金
铝和氧的化学结合力很强，极易生成一层氧化铝薄膜包裹在熔滴表面和覆盖在熔池表面，这层氧化铝妨碍焊接过程的正常进行；易产生未熔合、未焊透缺陷；容易在焊接中造成夹渣；会促使焊缝生成气孔。
2.焊接操作人员（焊工）
从事下列焊缝焊接工作的焊工，应当按照本细则考核合格，持有《特种设备安全管理和作业人员证》：
1）承压类设备的受压元件焊缝、与受压元件相焊的焊缝、受压元件母材表面堆焊；
2）机电类设备的主要受力结构（部）件焊缝、与主要受力结构（部）件相焊的焊缝；
3）熔入前两项焊缝内的定位焊缝。
从事下列焊缝焊接工作的焊工，应当按照本细则考核合格，持有《特种设备安全管理和作业人员证》：
1）承压类设备的受压元件焊缝、与受压元件相焊的焊缝、受压元件母材表面堆焊；
2）机电类设备的主要受力结构（部）件焊缝、与主要受力结构（部）件相焊的焊缝；
3）熔入前两项焊缝内的定位焊缝。
焊接工艺评定
焊接工艺评定报告（PQR）和焊接工艺指导书（WPS）控制，包括焊接工艺评定报告、相关检验检测报告、工艺评定施焊记录以及焊接工艺评定试样的保存等。
焊接方法
焊接参数
焊接参数是焊接时，为保证焊接质量而选定的各项参数（例如：焊接电流、焊接电压、焊接速度、焊接线能量等）的总称，是编制焊接作业指导书的重要内容，是焊工作业严格遵守工艺参数。
（焊接线能量=（焊接电流*焊接电压）/焊接速度）
（焊接线能量=（焊接电流*焊接电压）/焊接速度）
焊接接头
（1）焊接接头由焊缝、熔合区、热影响区和母材金属组成
（2）焊接接头形式有：对接接头、T 形接头、角接接头及搭接接头等。
焊接接头形式主要是由两焊件相对位置所决定的。
例如：钢制储罐底板的幅板之间、幅板与边缘板之间、人孔（接管）或支腿补强板与容器壁板（顶板）之间等常用搭接接头连接。
（口诀：对打脚踢）
焊接接头形式主要是由两焊件相对位置所决定的。
例如：钢制储罐底板的幅板之间、幅板与边缘板之间、人孔（接管）或支腿补强板与容器壁板（顶板）之间等常用搭接接头连接。
（口诀：对打脚踢）
坡口形式
根据坡口的形状，坡口分成 I 形（不开坡口）、V 形、单边 V 形、U 形、双 U 形、J 形等各种坡口形式。坡口尺寸标注方法如图 2H312031-2所示。钝边的作用是防止根部烧穿。
焊缝形式
（1）按焊缝结合形式，分为对接焊缝、角焊缝、塞焊缝、槽焊缝、端接焊缝五种。
（2）按施焊时焊缝在空间所处位置，分为平焊缝、立焊缝、横焊缝、仰焊缝四种形式。
（3）按焊缝断续情况，分为连续焊缝和断续焊缝两种形式。
焊接材料
焊接时所消耗的材料的通称，包括：焊条、焊丝、焊剂、气体等。
焊接线能量
决定焊接线能量的主要参数就是焊接速度、焊接电流和电弧电压，见公式（2H312031）。 q=I•U/v （2H312031）
式中 q——线能量（J/cm）；
I——焊接电流（A）；
U——焊接电压（V）；
v——焊接速度（cm/s）。
式中 q——线能量（J/cm）；
I——焊接电流（A）；
U——焊接电压（V）；
v——焊接速度（cm/s）。
预热、后热及焊后热处理
（1）20HIC 任意壁厚均需要焊前预热和焊后热处理，以防止延迟裂纹的产生。若不能及时热处理，则应在焊后立即后热 200〜350℃保温缓冷。后热即可减小焊缝中氢的影响，降低焊接残余应力，避免焊接接头中出现马氏体组织，从而防止氢致裂纹的产生。
例如：非合金钢管道壁厚大于 19mm时，应进行焊后消除应力热处理。
例如：非合金钢管道壁厚大于 19mm时，应进行焊后消除应力热处理。
（2）有焊后消除应力热处理要求的压力容器（压力管道），经挖补修理后，应当根据补焊深度确定是否需要进行消除应力处理。
操作要求
（1）不得在焊件表面引弧或试验电流；
（2）在根部焊道和盖面焊道上不得锤击。
焊接方法的专用评定规则
规范要求
1.锅炉
锅炉受压元件安装前，应制定焊接工艺评定作业指导书，并进行焊接工艺评定。焊接工艺评定合格后，应编制用于施工的焊接作业指导书。
锅炉受压元件安装前，应制定焊接工艺评定作业指导书，并进行焊接工艺评定。焊接工艺评定合格后，应编制用于施工的焊接作业指导书。
2.容器
（1）压力容器：施焊前，受压元件焊缝、与受压元件相焊的焊缝、熔入永久焊缝内的定位焊缝、受压元件母材表面堆焊与补焊，以及上述焊缝的返修焊缝都应按《承压设备焊接工艺评定》NB/T47014—2011进行焊接工艺评定或者具有经过评定合格的焊接工艺支持。
（2）常压容器：钢制焊接储罐焊接前，施工单位必须有合格的焊接工艺评定报告。
（1）压力容器：施焊前，受压元件焊缝、与受压元件相焊的焊缝、熔入永久焊缝内的定位焊缝、受压元件母材表面堆焊与补焊，以及上述焊缝的返修焊缝都应按《承压设备焊接工艺评定》NB/T47014—2011进行焊接工艺评定或者具有经过评定合格的焊接工艺支持。
（2）常压容器：钢制焊接储罐焊接前，施工单位必须有合格的焊接工艺评定报告。
3.管道
（1）长输管道：在焊接生产开始之前，应制定详细的预焊接工艺规程，并对此焊接工艺进行评定。工艺评定的目的在于验证用此工艺能否得到具有合格力学性能，如强度、塑性和硬度等的完好焊接接头。
（3）工业管道：在掌握碳素钢、合金钢、铝及铝合金、铜及铜合金、铁及铁合金（低合金铁）、镍及镍合金、锆及锆合金的焊接性能后，必须在工程焊接前进行焊接工艺评定。管道承压件与承压件焊接、承压件与非承压件焊接均应采用经评定合格的焊接工艺，并应由合格焊工施焊。
（1）长输管道：在焊接生产开始之前，应制定详细的预焊接工艺规程，并对此焊接工艺进行评定。工艺评定的目的在于验证用此工艺能否得到具有合格力学性能，如强度、塑性和硬度等的完好焊接接头。
（3）工业管道：在掌握碳素钢、合金钢、铝及铝合金、铜及铜合金、铁及铁合金（低合金铁）、镍及镍合金、锆及锆合金的焊接性能后，必须在工程焊接前进行焊接工艺评定。管道承压件与承压件焊接、承压件与非承压件焊接均应采用经评定合格的焊接工艺，并应由合格焊工施焊。
4.钢结构
《钢结构工程施工规范》GB50755—2012 中规定：施工单位首次采用的钢材、焊接材料、焊接方法、焊接接头、焊接位置、焊后热处理等各种参数及参数的组合，应在钢结构制作及安装前进行焊接工艺评定试验。
《钢结构工程施工规范》GB50755—2012 中规定：施工单位首次采用的钢材、焊接材料、焊接方法、焊接接头、焊接位置、焊后热处理等各种参数及参数的组合，应在钢结构制作及安装前进行焊接工艺评定试验。
标准的选用
焊接工艺评定应在本单位进行。
焊接工艺评定所用设备、仪表应处于正常状态，金属材料、焊接材料应符合相应标准，由本单位操作技能熟练的焊接人员使用本单位设备焊接试件。
焊接工艺评定所用设备、仪表应处于正常状态，金属材料、焊接材料应符合相应标准，由本单位操作技能熟练的焊接人员使用本单位设备焊接试件。
评定步骤流程
（思路：先试验再正式焊接，保证质量）
评定规则
（1）按接头、填充金属、焊接位置、预热（后热）、气体、电特性、技术措施分别对各种焊接方法的影响程度，可分为重要因素、补加因素和次要因素。
焊接质量的检测
检查等级
长输管道(GA类)
检测比例、检测方法、合格级别划分检查等级
公用管道(GB类)和工业管道(GC类)
I、Ⅱ、Ⅲ、IV、V五个等级
火电厂锅炉焊接和动力管道(GD类)、汽水管道对接接头
I、Ⅱ、Ⅲ个等级
钢结构
一级、二级、三级
影响因素包括：钢结构的重要性、载荷特性、焊缝形式、工作环境及应力状态等
方法
焊接接头缺陷
未超岀标准允许范围的现象即是焊接缺欠。
超过允许范围的缺欠就是焊接缺陷。
超过允许范围的缺欠就是焊接缺陷。
焊接前检验
基本要求
1.焊工
应取得相应的资格，获得了焊接工艺（作业）指导书，并接受了技术交底。
应取得相应的资格，获得了焊接工艺（作业）指导书，并接受了技术交底。
2.焊接设备及辅助装备
应能保证焊接工作的正常进行和安全可靠，仪表应定期检验。
应能保证焊接工作的正常进行和安全可靠，仪表应定期检验。
3.焊接环境
热熔焊机和电熔焊机正常的工作范围为-10~40℃。焊接作业区，
当手工电弧焊风速超过 8m/s、气体保护焊及药芯焊丝电弧焊风速超过 2m/s时，应采取挡风措施。焊接作业区的相对湿度不得大于 90%。
热熔焊机和电熔焊机正常的工作范围为-10~40℃。焊接作业区，
当手工电弧焊风速超过 8m/s、气体保护焊及药芯焊丝电弧焊风速超过 2m/s时，应采取挡风措施。焊接作业区的相对湿度不得大于 90%。
4.焊前预热
加热方法、加热宽度、保温要求、测温要求应符合规范要求。
（口诀：预测包放款）
加热方法、加热宽度、保温要求、测温要求应符合规范要求。
（口诀：预测包放款）
过程检验
焊接工艺和焊接技术措施检查
1.焊接工艺
焊工操作焊条电弧焊时，检查其执行的焊接工艺参数包括：焊接方法、焊接材料、焊接电流、焊接电压、焊接速度、电流种类、极性、焊接层（道）数、焊接顺序。
（口诀：方才鸭，顺流中，急速到）
焊工操作焊条电弧焊时，检查其执行的焊接工艺参数包括：焊接方法、焊接材料、焊接电流、焊接电压、焊接速度、电流种类、极性、焊接层（道）数、焊接顺序。
（口诀：方才鸭，顺流中，急速到）
2.焊接过程目视检测
（1）每条焊道或焊层在下一道焊层覆盖前应清理干净，特别要注意焊缝金属和熔合面的结合处。
（1）每条焊道或焊层在下一道焊层覆盖前应清理干净，特别要注意焊缝金属和熔合面的结合处。
焊后检验
（一）目视检测
对于直接目视检测，在待检表面 600mm 之内，应提供人眼足够观察的空间，且检测视角不小于 30°。当不能满足时，应采用镜子、内窥镜、光纤电缆、相机进行间接目视检测。
对于直接目视检测，在待检表面 600mm 之内，应提供人眼足够观察的空间，且检测视角不小于 30°。当不能满足时，应采用镜子、内窥镜、光纤电缆、相机进行间接目视检测。
（二）无损检测
1.焊接接头表面质量无损检测方法通常选用磁粉检测和渗透检测；
内部质量无损检测方法通常选用射线检测和超声波检测。
1.焊接接头表面质量无损检测方法通常选用磁粉检测和渗透检测；
内部质量无损检测方法通常选用射线检测和超声波检测。
（三）热处理
1.对于局部加热热处理的焊缝，应检查和记录升温速度、降温速度、恒温温度和恒温时间、任意两测温点间的温差等参数和加热区域宽度。
2.局部加热热处理的焊缝应进行硬度检验。
3.当热处理效果检查不合格或热处理记录曲线存在异常时，宜通过其他检测方法（金相分析或残余应力测试）进行复查或评估。
1.对于局部加热热处理的焊缝，应检查和记录升温速度、降温速度、恒温温度和恒温时间、任意两测温点间的温差等参数和加热区域宽度。
2.局部加热热处理的焊缝应进行硬度检验。
3.当热处理效果检查不合格或热处理记录曲线存在异常时，宜通过其他检测方法（金相分析或残余应力测试）进行复查或评估。
（四）理化和力学性能监测
当对焊缝进行化学成分分析、焊缝铁素体含量测定、焊接接头金相检验、产品力学性能等检验时，其检验结果应符合设计文件和国家现行有关标准的规定。
当对焊缝进行化学成分分析、焊缝铁素体含量测定、焊接接头金相检验、产品力学性能等检验时，其检验结果应符合设计文件和国家现行有关标准的规定。
（五）强度试验
1.焊缝的强度试验及严密性试验应在射线检测或超声波检测及热处理后进行。
2.液体压力试验介质应使用工业用水。当生产工艺有要求时，可用其他液体。不锈钢设备或管道用水试验时，水中的氯离子含量不得超过 25ppm,试验结束应立即排放干净。
1.焊缝的强度试验及严密性试验应在射线检测或超声波检测及热处理后进行。
2.液体压力试验介质应使用工业用水。当生产工艺有要求时，可用其他液体。不锈钢设备或管道用水试验时，水中的氯离子含量不得超过 25ppm,试验结束应立即排放干净。
（六）其他
1.焊接施工检查记录至少应包括：焊工资格认可记录、焊接检查记录、焊缝返修检查记录。
2.要求无损检测和焊缝热处理的焊缝，应在设备排版图或管道轴测图上标明焊缝位置、焊缝编号、焊工代号、无损检测方法、无损检测焊缝位置、焊缝补焊位置、热处理和硬度检验的焊缝位置。
1.焊接施工检查记录至少应包括：焊工资格认可记录、焊接检查记录、焊缝返修检查记录。
2.要求无损检测和焊缝热处理的焊缝，应在设备排版图或管道轴测图上标明焊缝位置、焊缝编号、焊工代号、无损检测方法、无损检测焊缝位置、焊缝补焊位置、热处理和硬度检验的焊缝位置。
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