锅炉元部件的焊接及工艺评定.ppt
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1、l锅炉元部件常用焊接方法锅炉元部件常用焊接方法l焊接材料焊接材料l焊接人员焊接人员l焊接工艺评定焊接工艺评定 l焊接缺陷焊接缺陷l焊接质量检验焊接质量检验l锅炉监检(制造、安装、维修)对焊接锅炉监检(制造、安装、维修)对焊接工作监督检查要求工作监督检查要求第一节 锅炉元部件常用焊接方法 一、手工电弧焊一、手工电弧焊 定义:利用焊条和工件之间产生的电弧热,将定义:利用焊条和工件之间产生的电弧热,将母材熔化,电焊条作为填充材料的一种焊接方法。母材熔化,电焊条作为填充材料的一种焊接方法。特点:设备简单、操作灵活,适合于任意空间特点:设备简单、操作灵活,适合于任意空间位置,但生产效率低,劳动强度大,焊
2、接质量的好位置,但生产效率低,劳动强度大,焊接质量的好坏很大程度上取决于焊工技术水平。坏很大程度上取决于焊工技术水平。焊接保护:焊接过程,焊条药皮熔化分解生成焊接保护:焊接过程,焊条药皮熔化分解生成气体和熔渣,对熔池金属进行保护。气体和熔渣,对熔池金属进行保护。应用范围:在锅炉制造、安装、维修、改造中应用范围:在锅炉制造、安装、维修、改造中使用广泛。使用广泛。二、埋弧自动焊二、埋弧自动焊 定义:埋弧自动焊是电弧在焊剂层下燃烧的一种定义:埋弧自动焊是电弧在焊剂层下燃烧的一种电弧焊方法。在焊剂层下,电弧在焊丝末端与焊件电弧焊方法。在焊剂层下,电弧在焊丝末端与焊件之间燃烧,熔化焊丝与母材。之间燃烧,
3、熔化焊丝与母材。特点:生产效率高,焊缝美观,焊接质量好,工特点:生产效率高,焊缝美观,焊接质量好,工人劳动强度低,但设备比较复杂,机动灵活性差,人劳动强度低,但设备比较复杂,机动灵活性差,对焊口的坡口精度要求高,应用范围小,适合于长对焊口的坡口精度要求高,应用范围小,适合于长焊缝的焊接。焊缝的焊接。焊接保护:焊剂在电弧热的作用下熔化、蒸发,焊接保护:焊剂在电弧热的作用下熔化、蒸发,形成气体,与熔渣对焊缝金属起保护作用。形成气体,与熔渣对焊缝金属起保护作用。应用范围:主要在锅炉制造厂中锅炉汽包、集箱应用范围:主要在锅炉制造厂中锅炉汽包、集箱的纵环缝的焊接,水冷壁管鳍片焊接及锅炉钢架的的纵环缝的焊
4、接,水冷壁管鳍片焊接及锅炉钢架的焊接。焊接。三、气体保护焊三、气体保护焊 定义:可分为熔化极和非熔化极气体保护焊。熔定义:可分为熔化极和非熔化极气体保护焊。熔化极气体保护焊有二氧化碳气体保护焊和熔化极氩化极气体保护焊有二氧化碳气体保护焊和熔化极氩弧焊(弧焊(MIGMIG),非熔化极气体保护焊有钨极惰性气),非熔化极气体保护焊有钨极惰性气体保护焊(体保护焊(TIGTIG)。)。TIGTIG是用钨棒作电极,氩气作保是用钨棒作电极,氩气作保护气体和电弧介质,通过钨极与工件间的电弧热,护气体和电弧介质,通过钨极与工件间的电弧热,熔化母材和焊丝的焊接方法。熔化母材和焊丝的焊接方法。TIGTIG特点:工件
5、变形小;可见度好,可全位置焊特点:工件变形小;可见度好,可全位置焊接;焊缝表面光滑,表面无熔渣,成形美观;适合接;焊缝表面光滑,表面无熔渣,成形美观;适合于非铁金属及其合金焊接。但氩气成本高,焊前对于非铁金属及其合金焊接。但氩气成本高,焊前对焊件的清理要求严格。焊件的清理要求严格。焊接保护:氩气焊接保护:氩气 应用范围:常用于锅炉受热面管的焊接,管道应用范围:常用于锅炉受热面管的焊接,管道封底层的焊接。封底层的焊接。四、电渣焊 定义:利用电流通过液态熔渣所产生的电阻热作定义:利用电流通过液态熔渣所产生的电阻热作为热源来熔化电极和工件而形成焊缝的一种焊接方为热源来熔化电极和工件而形成焊缝的一种焊
6、接方法。(焊丝和引弧板之间产生电弧,使焊剂熔化成法。(焊丝和引弧板之间产生电弧,使焊剂熔化成液态熔渣)液态熔渣)特点:适合于焊接大厚度工件并一次焊成;生产特点:适合于焊接大厚度工件并一次焊成;生产效率高,焊接材料消耗少(焊缝不开坡口,焊剂使效率高,焊接材料消耗少(焊缝不开坡口,焊剂使用比埋弧焊少用比埋弧焊少1/15);焊缝质量较好,焊缝中气孔、);焊缝质量较好,焊缝中气孔、夹渣和冷裂纹缺陷少。但电渣焊由于焊接速度缓慢,夹渣和冷裂纹缺陷少。但电渣焊由于焊接速度缓慢,焊件在高温区域停留时间较长,热影响区过热段加焊件在高温区域停留时间较长,热影响区过热段加宽,晶粒粗大,近缝区机械性能有一定程度下降,
7、宽,晶粒粗大,近缝区机械性能有一定程度下降,因此焊后一般要进行正火处理以改善其性能。因此焊后一般要进行正火处理以改善其性能。焊接保护:焊剂溶化成的液态溶渣。焊接保护:焊剂溶化成的液态溶渣。应用范围:主要用在壁厚大于应用范围:主要用在壁厚大于30mm锅筒纵焊缝锅筒纵焊缝焊接。焊接。火力发电厂焊接技术规程(火力发电厂焊接技术规程(DL/T869-2004)对承压管道的焊接方法有明确规定对承压管道的焊接方法有明确规定 部件名称部件名称根部根部焊焊道道其它其它焊焊道道P10MPa10MPa、6mm6mm的的锅锅炉受炉受热热面管子面管子TIGTIG/SMAWP10MPa10MPa、6mm6mm管子和管件
8、管子和管件TIGTIG/SMAW P4MPa4MPa、t450t450的的管道管道TIGTIG/SMAW再再热热蒸汽冷、蒸汽冷、热热段管道及旁路段管道及旁路TIGSMAW汽汽轮轮机、机、发电发电机冷却、机冷却、润润滑系滑系统统管道及燃油管道管道及燃油管道TIGTIG/SMAWP10MPa10MPa、6mm6mm的中低的中低压锅压锅炉受炉受热热面管子面管子TIGTIG/SMAW其它管道(非其它管道(非强强制性要求)制性要求)TIGSMAW锅炉受压元件焊接技术条件锅炉受压元件焊接技术条件(JB/T1613-1993JB/T1613-1993)相关规定)相关规定 额定蒸汽压力额定蒸汽压力P 9.81
9、MPaMPa的蒸汽的蒸汽锅锅炉、集箱、炉、集箱、管道、管子或其它管件的管道、管子或其它管件的对对接接接接头头,手弧,手弧焊时焊时应应采用采用氩氩弧弧焊焊打底或其他能保打底或其他能保证焊证焊透的透的焊焊接方接方法,法,锅锅筒或集箱上的管接筒或集箱上的管接头头的的连连接接焊缝应焊缝应尽量尽量采用采用氩氩弧弧焊焊打底打底第二节第二节 焊接材料焊接材料 焊接材料泛指焊接过程中的消耗性材料,包括电焊条、焊丝、焊接材料泛指焊接过程中的消耗性材料,包括电焊条、焊丝、焊剂(用于埋弧自动焊)、各种气体(氩气焊剂(用于埋弧自动焊)、各种气体(氩气99.99%、氧气、氧气99.5%、乙炔气、乙炔气98%、二氧化碳、
10、二氧化碳99.8%)、钨棒)、钨棒(铈钨棒铈钨棒WCe-20,含氧化铈含氧化铈20%)等。本节主要介绍电焊条和焊丝。等。本节主要介绍电焊条和焊丝。一、电焊条一、电焊条1、组成:由两部分组成:焊芯和药皮。、组成:由两部分组成:焊芯和药皮。焊芯在焊接过程中主要起填充金属作用,熔敷金属的合金焊芯在焊接过程中主要起填充金属作用,熔敷金属的合金成分主要从焊芯中过渡。成分主要从焊芯中过渡。药皮成份十分复杂,其主要作用是:稳弧作用;造气保护作药皮成份十分复杂,其主要作用是:稳弧作用;造气保护作用(保护电弧和熔池,防止空气进入熔池);造渣保护作用用(保护电弧和熔池,防止空气进入熔池);造渣保护作用(形成熔渣,
11、保护焊缝金属,同时焊缝金属冷却速度减慢,有(形成熔渣,保护焊缝金属,同时焊缝金属冷却速度减慢,有助于气体逸出,防止气孔产生);脱氧,去硫、去磷作用;渗助于气体逸出,防止气孔产生);脱氧,去硫、去磷作用;渗合金作用;套筒保护作用(形成熔渣套筒,使熔滴较好向熔池合金作用;套筒保护作用(形成熔渣套筒,使熔滴较好向熔池过渡,有利于全位置焊接,减少飞溅)。过渡,有利于全位置焊接,减少飞溅)。按照焊条药皮中所含的氧化物不同可分为酸性焊条按照焊条药皮中所含的氧化物不同可分为酸性焊条(含酸性氧化物)、碱性焊条(含碱性氧化物)。(含酸性氧化物)、碱性焊条(含碱性氧化物)。酸性焊条药皮含有酸性焊条药皮含有TiO2
12、、MnO2、FeO、SiO2等等氧化物,氧化性强、元素烧损量大,含氧、氮高,机氧化物,氧化性强、元素烧损量大,含氧、氮高,机械性能差,同时酸性渣,脱硫、磷能力差,抗裂性能械性能差,同时酸性渣,脱硫、磷能力差,抗裂性能差,但其工艺性好,对油、锈、水不敏感,抗气孔能差,但其工艺性好,对油、锈、水不敏感,抗气孔能力强,可用于交直流电源。力强,可用于交直流电源。碱性焊条药皮中含有碱性焊条药皮中含有CaCO3、CaF2、MgCO3等化等化合物,脱氧、脱硫、脱磷能力强,机械性能和抗裂性合物,脱氧、脱硫、脱磷能力强,机械性能和抗裂性较好,对油、锈、水敏感,易产生气孔,又因含较好,对油、锈、水敏感,易产生气孔
13、,又因含CaF2,影响电弧稳定,只能用直流电源施焊。碱性焊条含,影响电弧稳定,只能用直流电源施焊。碱性焊条含氢量低,故又称低氢焊条。氢量低,故又称低氢焊条。二、焊条型号的表示方法二、焊条型号的表示方法碳钢焊条(碳钢焊条(GB/T5117)E E-表示焊条,前两位数字表示焊条,前两位数字表示熔敷金属抗拉强度最小值表示熔敷金属抗拉强度最小值(单位(单位kgf/mm2),第三位数字第三位数字表示焊接位置,表示焊接位置,“0”、“1”表示适用于全位置(平、横、立、仰)焊接,表示适用于全位置(平、横、立、仰)焊接,“2”表示适用于表示适用于平焊和平角焊,平焊和平角焊,“4”表示用于向下立焊。第三位和第四
14、位数字表示用于向下立焊。第三位和第四位数字组合,表示焊接电流种类及药皮类型。组合,表示焊接电流种类及药皮类型。例如:例如:E5015(J507)b490MPa 全位置焊接全位置焊接 低氢钠型低氢钠型 碱性碱性 直流反接直流反接 E4303(J422)b420MPa 全位置焊接全位置焊接 钛钙型钛钙型 酸性酸性 交交流,直流正、反接流,直流正、反接低合金钢焊条(低合金钢焊条(GB/T5118)符号符号 E-1-2 符号中短横线前含意同低碳钢焊条,横线后符号中短横线前含意同低碳钢焊条,横线后1表表示熔敷金属化学成分分类代号,示熔敷金属化学成分分类代号,2表示附加成分的元表示附加成分的元素符号。素符
15、号。例如:例如:E5515B2(R307)b540MPa 全位置焊接全位置焊接 低低氢钠型氢钠型 碱性碱性 直流反接直流反接 含铬钼元素含铬钼元素 E5515B2V(R317)b540MPa 全位置焊接全位置焊接 低低氢钠型氢钠型 碱性碱性 直流反接直流反接 含铬钼钒元素含铬钼钒元素 不锈钢焊条(不锈钢焊条(GB/T983)表示符号为表示符号为E-E-表示焊条,第一位数字表示焊条,第一位数字表示熔敷金属中含碳量,表示熔敷金属中含碳量,“00”表示含表示含C不大于不大于0.04%;“0”表示含表示含C不大于不大于0.10%;“1”表示含表示含C不大于不大于0.15%;“2”表示含表示含C不大于不
16、大于0.20%;“3”表示含表示含C不大于不大于0.45%。第二位。第二位数字数字表示熔敷金属中含铬量的近似值;第三位数字表示熔敷金属中含铬量的近似值;第三位数字表示熔敷金属中含镍量的近似值;第四位数字表示熔敷金属中含镍量的近似值;第四位数字表示熔表示熔敷金属中其它重量合金元素;第五位数字敷金属中其它重量合金元素;第五位数字表示药皮类表示药皮类型,适用电流种类。型,适用电流种类。例如:例如:E0-19-10Nb-15(A137)()(1Cr18Ni9Ti)含碳量含碳量不大于不大于0.10%,含,含Cr量量19%左右;含左右;含Ni量量10%左右;左右;全位置焊接全位置焊接 低氢钠型低氢钠型 碱
17、性碱性 直流反接直流反接 三、焊条的选用原则三、焊条的选用原则 碳钢焊条的选用:按照等强原则,即焊缝与母材强度相近碳钢焊条的选用:按照等强原则,即焊缝与母材强度相近选用。对不同强度级别的母材施焊,应选用强度级别较低的焊选用。对不同强度级别的母材施焊,应选用强度级别较低的焊条。如:条。如:A3钢钢-E4303 20G E4315 低合金钢焊条的选用:对强度级别较低钢材,按等强原则选低合金钢焊条的选用:对强度级别较低钢材,按等强原则选用;对强度级别较高的,尤其是要考虑高温性能的应按熔敷金用;对强度级别较高的,尤其是要考虑高温性能的应按熔敷金属的化学成分与母材相近为原则。如:属的化学成分与母材相近为
18、原则。如:16MnR E5015;12CrMo E5515-B1;15CrMo E5515-B2;12Cr1MoV E5515-B2-V;10CrMo910 E6015-B3 不锈钢焊条的选用:依据熔敷金属的化学成分与母材相近为不锈钢焊条的选用:依据熔敷金属的化学成分与母材相近为原则,以满足焊缝的耐腐蚀性能。例如:原则,以满足焊缝的耐腐蚀性能。例如:0Cr18Ni11Nb选用选用 E0-19-10Nb-15(A137););1Cr18Ni9选用选用 E0-19-10-15。4、焊条的质量管理焊条的质量管理1)、订货)、订货 从本单位评定的合格供货方单位进货。从本单位评定的合格供货方单位进货。2
19、)、验收:包装检验,包装是否符合有关标准,包装是否完)、验收:包装检验,包装是否符合有关标准,包装是否完好,有无破损、受潮等;质量证明书检验,有无质量证明书,好,有无破损、受潮等;质量证明书检验,有无质量证明书,提供的数据是否齐全,是否符合相关规定;外观检验,焊条识提供的数据是否齐全,是否符合相关规定;外观检验,焊条识别标志是否清晰,药皮是否脱落,药皮是否偏心别标志是否清晰,药皮是否脱落,药皮是否偏心;成分和性能试成分和性能试验验(按供货协议要求按供货协议要求)。3)、保管)、保管 应设有储存库进行存放,储存库应有适宜的温度的湿度,室应设有储存库进行存放,储存库应有适宜的温度的湿度,室内温度应
20、在内温度应在5以上,相对湿度不超过以上,相对湿度不超过60%。焊条的堆放应分类。焊条的堆放应分类(品种、型号及牌号、批号、规格品种、型号及牌号、批号、规格),并有明显的标识,应设置,并有明显的标识,应设置货架摆放焊条,货架距地面和墙面间距应大于货架摆放焊条,货架距地面和墙面间距应大于300mm。4)焊条的烤干)焊条的烤干 焊条的烤干规范参照焊接材料说明书要求确定。一般酸性焊焊条的烤干规范参照焊接材料说明书要求确定。一般酸性焊条为条为75150,烘干时间,烘干时间11.5小时;碱性焊条为小时;碱性焊条为350400,烘干时间,烘干时间12小时小时,重复烘干次数不得超过重复烘干次数不得超过3次。次
21、。5)焊条的可追溯管理)焊条的可追溯管理 焊条验收合格后,根据焊条质保书及其类别、规焊条验收合格后,根据焊条质保书及其类别、规格和批号编制入库号,并做好记录,入库号与质保书格和批号编制入库号,并做好记录,入库号与质保书一一对应。在焊条的存放、烤干、发放领用、回收、一一对应。在焊条的存放、烤干、发放领用、回收、重复烤干、施工记录等均应做好入库号的传递,保证重复烤干、施工记录等均应做好入库号的传递,保证焊条全过程的可追溯性。焊条全过程的可追溯性。6)、焊条的质保期相关规定、焊条的质保期相关规定(1)、焊接材料质量证明书或说明书推荐的期限;)、焊接材料质量证明书或说明书推荐的期限;(2)、酸性焊接材
22、料及防潮包装密封良好的低氢型焊)、酸性焊接材料及防潮包装密封良好的低氢型焊接材料为两年;接材料为两年;(3)、石墨型焊接材料及其他焊接材料为一年。)、石墨型焊接材料及其他焊接材料为一年。超过质保期的焊接材料,经有关职能部门复验合超过质保期的焊接材料,经有关职能部门复验合格后方可使用(外观及工艺性能试验)格后方可使用(外观及工艺性能试验)二、焊丝二、焊丝 分为实芯焊丝和药芯焊丝。实芯焊丝多为冷拨钢丝,药分为实芯焊丝和药芯焊丝。实芯焊丝多为冷拨钢丝,药芯焊丝内含药粉。实芯焊丝适用于气焊、埋弧焊、电渣焊芯焊丝内含药粉。实芯焊丝适用于气焊、埋弧焊、电渣焊和气体保护焊。和气体保护焊。实芯焊丝牌号表示方法
23、:实芯焊丝牌号表示方法:H H表示实芯焊丝,第一位数字表示实芯焊丝,第一位数字表示焊丝含碳量;第二位表示焊丝含碳量;第二位数字数字表示合金元素符号,含量在符号后用数值表示,当含表示合金元素符号,含量在符号后用数值表示,当含量小于量小于1%时,后面数字可省略;第三位数字表示焊丝质量时,后面数字可省略;第三位数字表示焊丝质量品级,符号为品级,符号为E表示高级优质品,含表示高级优质品,含S、P量不大于量不大于0.025%。符号为符号为A表示优质品,含表示优质品,含S、P量不大于量不大于0.030%。不加符号。不加符号表示含表示含S、P量不大于量不大于0.040%。如如H08MnA H08CrMoVA
24、等。等。电力行业常用的氩弧焊丝有电力行业常用的氩弧焊丝有TIG-J50(碳钢)、(碳钢)、TIG-R10(用于(用于Mo钢)、钢)、TIG-R30(用于(用于Cr、Mo钢)、钢)、TIG-R31(用于(用于Cr、Mo、V钢)、钢)、TIG-R40(10CrMo910钢)。钢)。第三节第三节 焊接人员焊接人员 总的要求:蒸规要求:持证上岗,即按总的要求:蒸规要求:持证上岗,即按锅炉压力容器压锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则力管道焊工考试与管理规则要求进行考试合格,并取得焊工要求进行考试合格,并取得焊工合格证后,方可从事考试合格项目范围内的焊接工作。合格证后,方可从事考试合格项目范围内的焊接
25、工作。一、焊工考试项目表示方法一、焊工考试项目表示方法1、锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则 焊工考试项目表示方法:焊工考试项目表示方法:-/-焊接方法代号。焊接方法代号。-试件钢号分类代号。异种钢用试件钢号分类代号。异种钢用/表示表示-试件形式代号,带衬垫代号加(试件形式代号,带衬垫代号加(K)/-试件焊缝金属厚度试件焊缝金属厚度/试件外径试件外径-焊条类别代号焊条类别代号 F1钛钙型钛钙型03,F3J低氢型、碱性(低氢型、碱性(15、16)-焊接要素代号焊接要素代号 手工钨极氩弧焊手工钨极氩弧焊02常用的焊接方法及代号常用的焊接方法及代号 焊焊接方
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