容器制造中的焊接和熱處理

1、四、容器制造中的焊接和熱處理,焊接基本知識(shí) 焊接一般工藝要求 碳素鋼和低合金鋼的焊接 不銹鋼的焊接 不銹鋼復(fù)合鋼的焊接 焊后熱處理,（一）焊接基本知識(shí),1、常用焊接方法介紹（1）焊條電弧焊（手工電弧焊）（SMAW）設(shè)備簡單，便于操作，適用于室內(nèi)外各種位置的焊接，可以焊接各種材料，應(yīng)用十分廣泛； 生產(chǎn)效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，對(duì)焊工的技術(shù)水平及操作要求較高。（2）埋弧自動(dòng)焊（SAW）生產(chǎn)率比手工電弧焊高5～10倍，節(jié)省焊材，

2、自動(dòng)操作使焊接規(guī)范參數(shù)穩(wěn)定，焊縫成分均勻，外型光滑美觀，因而焊接質(zhì)量良好、穩(wěn)定；設(shè)備比較復(fù)雜昂貴；由于電弧不可見，因而對(duì)接頭加工與裝配要求嚴(yán)格；焊接位置受到一定限制，一般總是在平焊位置焊接。,（3）氬弧焊非熔化極，熔化極（TIG，MIG）手工，半自動(dòng)，自動(dòng)；適于焊接各種鋼材、有色金屬及合金，焊接質(zhì)量優(yōu)良；便于實(shí)現(xiàn)全位置自動(dòng)化焊接；熱量集中，熔池較小，焊接速度較快，熱影響區(qū)較小，工件焊接變形較?。浑娀》€(wěn)定，飛濺小，成形美觀，適于雙

3、面成形。氬氣成本較昂貴，氬弧焊的設(shè)備和控制系統(tǒng)比較復(fù)雜，鎢極氬弧焊的生產(chǎn)效率較低。（4）CO2氣體保護(hù)焊（GMAW）CO2氣體，混合氣體（富氬）成本低，效率高，質(zhì)量好，操作性能好；控制或操作不當(dāng)時(shí)，容易產(chǎn)生氣孔。焊接設(shè)備比較復(fù)雜。二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊在壓力容器制造中可用于焊接低碳鋼、低合金鋼結(jié)構(gòu),（5）等離子弧焊（PAW）（6）電渣焊（ESW）：用于大厚度件的縱縫立焊（7）窄間隙焊（narrow-gap）：用于大厚度件的環(huán)縫

4、焊接（8）氣電立焊（EGW）：用于中厚板以上的縱縫立焊（9）帶極堆焊（BESW）：用于表面耐蝕層堆焊2、焊縫與焊接接頭“焊縫”是指焊件經(jīng)焊接后所形成的結(jié)合部分 焊接接頭包括：焊縫、熔合區(qū)、熱影響區(qū),（二）焊接一般工藝要求,1、焊接環(huán)境條件風(fēng)速：手工焊≤10m/s，氣保焊≤2m/s相對(duì)濕度：≤90%焊件溫度：≥－20℃焊件溫度為0~－20℃時(shí)，將始焊處預(yù)熱到15℃以上無雨雪環(huán)境焊材貯存庫相對(duì)濕度：≤60%， 溫度：

5、≥5℃2、焊接工藝要求禁止在非焊接部位引弧和收弧受壓元件角焊縫的根部應(yīng)保證焊透控制線能量不超過評(píng)定合格值控制層間溫度雙面焊應(yīng)清理焊根每條焊縫應(yīng)盡可能一次焊完,（三）碳素鋼和低合金鋼的焊接,1、焊接性能 碳素鋼 低合金鋼：普通低合金鋼、低合金高強(qiáng)鋼、低合金耐熱鋼（Cr- Mo）、低合金低溫鋼（Ni） 主要問題：冷裂紋，再熱裂紋 冷裂紋三要素：擴(kuò)散氫，淬硬組織，拉伸應(yīng)力 Ceq=C+Mn

6、/6+（Cr+Mo+V）/5+（Ni+Cu）/15 Ceq0.6％， 屬較難焊的鋼材。,2、焊接方法：各種3、焊材選擇原則碳素鋼、普低鋼和低合金高強(qiáng)鋼：力學(xué)性能Cr- Mo耐熱鋼：化學(xué)成分低溫鋼：化學(xué)成分和低溫韌性異種鋼接頭：就低的原則4、焊接工藝：降低冷卻速度預(yù)熱溫度：由焊接性試驗(yàn)確定層間溫度：不低于預(yù)熱溫度焊接參數(shù)：由焊接工藝評(píng)定確定： 焊接電流、焊接電壓、焊接速度、線能量(熱

7、輸入) 緩冷，后熱處理（250～350 ℃）,（四）不銹鋼的焊接,1、焊接性能用于耐腐蝕、高溫、低溫主要問題： 奧氏體不銹鋼：晶間腐蝕：晶間析出Cr23C6，造成局部貧鉻 熱裂紋：低熔點(diǎn)共晶聚集，拉伸應(yīng)力 馬氏體、鐵素體不銹鋼：冷裂紋，脆化2、焊接方法：常見方法3、焊材選擇原則同種接頭：化學(xué)成分不同奧氏體不銹鋼異種接頭：化學(xué)成分就低的

8、原則不同馬氏體、鐵素體不銹鋼異種接頭：化學(xué)成分就低的原則提高焊縫耐腐蝕性：超低碳，添加穩(wěn)定化元素（Ti、Nb）,奧氏體不銹鋼與碳素鋼、低合金鋼、馬氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼： 25Cr-13Ni（309型），25Cr-20Ni（310型）,4、焊接工藝馬氏體、鐵素體不銹鋼：與低合金鋼相類似奧氏體不銹鋼：快速冷卻（與低合金鋼相反）不預(yù)熱，層間溫度≤150℃，小線能量，多層多道焊，背面充氬保護(hù)藥芯焊絲的應(yīng)用（五）不銹鋼復(fù)

9、合鋼的焊接馬氏體（鐵素體）不銹鋼復(fù)合鋼，奧氏體不銹鋼復(fù)合鋼焊材選擇：基層和復(fù)層：按其本身選焊材 過渡層： 選25Cr-13Ni或25Cr-20Ni型焊材,坡口形式：坡口加工應(yīng)采用機(jī)械加工；若用等離子，則復(fù)層朝上。,,預(yù)熱：按總厚度確定定位焊：只允許焊在基層上焊接順序：基層→過渡層→復(fù)層不得用碳鋼、低合金鋼焊材在復(fù)層、過渡層上施焊過渡層焊縫應(yīng)同時(shí)熔合基層焊縫、基層母材、

10、復(fù)層母材，且蓋滿基層焊縫和基層母材,（六）焊后熱處理,1、焊后熱處理目的：消除殘余應(yīng)力，改善接頭組織和性能2、熱處理要求碳素鋼、07MnCrMoVR：δ>32mm（預(yù)熱100℃以上，δ>38mm）16MnR、16Mn： δ>30mm（預(yù)熱100℃以上， δ>34mm）15MnVR、15MnV： δ>28mm（預(yù)熱100℃以上， δ>32mm）15MnVNR、15CrMoR、12Cr1MoV、

11、1Cr5Mo等：任意厚度同鋼材，不同厚度：按薄者不同鋼材：按熱處理嚴(yán)者有應(yīng)力腐蝕的容器盛裝毒性為極度或高度危害介質(zhì)的容器冷成形封頭應(yīng)進(jìn)行熱處理奧氏體不銹鋼可不進(jìn)行熱處理,3、熱處理規(guī)范碳素鋼、16MnR：600~640 ℃07MnCrMoVR：550~590 ℃09MnNiDR： 540~580 ℃12CrMo、15CrMo：≥600 ℃12Cr1MoV： ≥640 ℃1Cr5Mo：≥660 ℃調(diào)質(zhì)鋼熱處理溫度

12、應(yīng)低于調(diào)質(zhì)處理的回火溫度電渣焊后應(yīng)進(jìn)行正火+回火熱處理不同鋼號(hào)：按溫度要求高的進(jìn)行，但不應(yīng)超過任一鋼號(hào)的下臨界點(diǎn),4、熱處理方法盡可能采取爐內(nèi)整體熱處理分段時(shí)，加熱重疊部分至少1500mm局部熱處理時(shí)，每側(cè)加熱帶寬度不小于厚度的2倍接管與容器相焊的整圈焊縫，加熱帶寬度不小于殼體厚度的6倍5、熱處理工藝進(jìn)、出爐溫度：≤400 ℃升溫速度： ≤5000/ δ(℃/h)，且≤200(℃/h)降溫速度： ≤6500/ δ(℃