焊接结构基础知识zx2015

1、中国石油天然气集团公司 2015年焊接技师培训2015年年11月月n主要内容主要内容n焊接结构基础知识1.焊接生产基础知识n主要内容主要内容1. 焊接结构基础知识n1.1 焊接结构及基本构件n1.2焊接接头、焊缝的基本类型n1.3 焊接变形与矫正n1.4焊接残余应力与消除n1.5焊缝符号标识n主要内容主要内容2.焊接生产基础知识焊接生产基础知识n2.1 焊接结构工艺的制定原则n2.2 焊接结构工艺的制定内容n2.2 焊接结构工艺性审查n2.3 焊接结构加工工艺编制n2.4 焊接生产安全焊接结构应用的广泛性焊接结构应用的广泛性工业地位焊接结构的用钢量指标用钢量指标比较 用钢量比率用钢量比率( (

2、焊接结构用钢量焊接结构用钢量/ /钢的总产量钢的总产量 ) ) 100%100% a.美、德、日、英等发达国家5055； b.我国目前水平已达4045%. 可见，焊接结构用钢量比率之大！ 焊接焊接工业地位工业地位焊接结构用钢量焊接结构用钢量n焊接结构用钢量80年代工业发达国家（日本、美国、德国）约为45%，我国约为25%。n2005年中国焊接结构用钢量为37%,工业发达国家达到50%以上。n同年钢产量达到3.49亿吨，成为世界最大的钢材生产与消费国，而焊接结构的用钢量也突破1.3亿吨。人均钢产量n90年代重工业成熟国家人均钢产量为600kg/p.y，我国钢产量突破6000万t，人均55kg/p

3、.y。n2006年世界钢产量为12.39亿t，我国钢产量为4.2亿t，占全世界钢产量的34%，人均300kg/p.y。n2010年我国钢产量将达到5亿t左右，同时我国正在努力从钢材大国向钢材强国的方向发展。1.1 焊接结构及基本构件na. 常见结构n锅炉 n压力容器n压力管道n钢结构n机器 .1.1 焊接结构及基本构件 b. 基本构件钢结构：梁、柱、垳架结构压力容器：封头、筒体、接管等配件压力管道：管子、弯头、法兰锅炉：锅筒、封头、联箱、水冷壁、对流管束、省煤器、过热器、炉胆及炉胆顶机器：种类比较多，也比较复杂。c.石油化工主要焊接结构. 钢结构按按应用领域应用领域分类分类 按所用按所用钢材规

4、格钢材规格分类分类按结构体系按结构体系工作特点工作特点分类分类 。c.石油化工主要焊接结构. 压力容器 P55分类： 按生产工艺过程的作用原理 按压力容器技术监察规程.压力容器分类 国家质量技术监督局颁发的国家质量技术监督局颁发的压力容器安全技术监察压力容器安全技术监察规程规程( (质技监局发质技监局发19991541999154号，以下简称号，以下简称容规容规) )根据根据压力容器操作压力、介质危害程度、容器功能、结构特性压力容器操作压力、介质危害程度、容器功能、结构特性、材料和对容器安全性能的综合影响程度等，将压力容器、材料和对容器安全性能的综合影响程度等，将压力容器分为三类。分为三类。

5、( (一一) )第一类压力容器第一类压力容器低压容器低压容器( (第第( (二二) )、( (三三) )款规定的除外款规定的除外) )。(二)第二类压力容器(下列情况之一，第(三)款规定的除外)：(1)中压容器；(2)低压容器(仅限毒性程度为极度和高度危害介质)；(3)低压反应容器和低压储存容器(仅限易燃介质或毒性程度为中度危害介质)；(4)低压管壳式余热锅炉；(5)低压搪玻璃压力容器。(三)第三类压力容器(下列情况之一)：(1)高压容器。(2)中压容器(仅限毒性程度为极度和高度危害介质)；(3)中压储存容器(仅限易燃或毒性程度为中度危害介质，且pV大于或等于10MPam3)；压力容器一般是指

6、在工业生产中用来完成反应、传热、传质、分离、贮存等工艺过程，并承受01MPa表压以上压力的密闭容器。特种设备安全监察条例中明确指出压力容器的定义为：压力容器，是指盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭设备，其范围规定为最高工作压力大于或者等于（表压），且压力与容积的乘积大于或者等于的气体、液化气体和最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体的固定式容器和移动式容器；盛装公称工作压力大于或者等于（表压），且压力与容积的乘积大于或者等于的气体、液化气体和标准沸点等于或者低于液体的气瓶；氧舱等。 压力容器的定义压力容器的形式压力容器的形式通常有以下划分方法：压力容器的形式通常有以下划分方法：( (一一)

7、)按制造方法分按制造方法分分为焊接容器、锻造容器、热套容器、多层包扎式容器、分为焊接容器、锻造容器、热套容器、多层包扎式容器、绕带式容器、组合容器等。绕带式容器、组合容器等。( (二二) )按制造材料分按制造材料分分为钢制容器、有色金属容器、非金属容器等。分为钢制容器、有色金属容器、非金属容器等。( (三三) )按几何形状分按几何形状分分为圆筒形容器、球形容器、矩形容器、组合式容器等。分为圆筒形容器、球形容器、矩形容器、组合式容器等。压力容器的形式( (四四) )按安装方式分按安装方式分分为立式容器、卧式容器等。分为立式容器、卧式容器等。( (五五) )按受压情况分按受压情况分分为内压容器、外

8、压容器等。分为内压容器、外压容器等。( (六六) )按壁厚分按壁厚分分为薄壁容器、分为薄壁容器、 厚壁容器厚壁容器 ( (七七) )按工艺过程中作用原理分按工艺过程中作用原理分分为反应容器分为反应容器( (代号代号R)R)、换热容器、换热容器( (代号代号E)E)、分离容器、分离容器( (代号代号S)S)、贮、贮存容器存容器( (代号代号C ) C ) ，其中球罐，其中球罐( ( 代号代号B)B)。( (八八) )按操作温度分按操作温度分(1)(1)低温容器低温容器(t(t20)20)。(2)(2)常温容器常温容器(t(t2020150)150)。(3)(3)中温容器中温容器(t150(t15

9、0450)450)。(4)(4)高温容器高温容器(t450)(t450)。( (九九) )按设计压力分按设计压力分(1)(1)低压容器低压容器( (代号代号L)L)0 01MPaP1MPaP1 16MPa6MPa。(2)(2)中压容器中压容器( (代号代号M)M)1 16MPaP6MPaP10MPa10MPa。(3)(3)高压容器高压容器( (代号代号H)H)10MPaP100MPa10MPaP42MPa）高压管道（1042MPa）中压管道（1.610MPa）低压管道（200）常温管道（-29200）低温管道（-29）介质毒性介质可燃性可燃介质管道非可燃介质管道剧毒管道(极度危害)有毒管道(非

10、极度危害)无毒管道介质腐蚀性腐蚀性介质管道非腐蚀性截止管道压力管道概念及分类压力管道概念及分类按用途长输管道公用管道工业管道复习思考题：压力管道的分类主要有哪些？按用途分类的表示符号？复习思考题：压力管道的分类主要有哪些？按用途分类的表示符号？复习思考题：管道的概念？压力管道的组成主要有哪些部分？复习思考题：管道的概念？压力管道的组成主要有哪些部分？管道主要由管道组成件和管道支承件组成，用于输送、分配、混合、分离、管道主要由管道组成件和管道支承件组成，用于输送、分配、混合、分离、排放、计量、控制或制止流动的管子、弯头、阀门、法兰垫片螺栓连接和排放、计量、控制或制止流动的管子、弯头、阀门、法兰垫

11、片螺栓连接和其它组成件或受压部件的装配总成。其它组成件或受压部件的装配总成。压力管道概念及分类压力管道概念及分类n长输管道（长输管道（GAGA）：产地、储存库、使用单位间用于输送商品介质的管道）：产地、储存库、使用单位间用于输送商品介质的管道。地域特性是跨地区（跨省、跨地市）使用。地域特性是跨地区（跨省、跨地市）使用n公用管道（公用管道（GBGB）：城市或乡镇范围内用于公用事业或民用的燃气和热力）：城市或乡镇范围内用于公用事业或民用的燃气和热力管道。地域特性是一个城市或乡镇范围内使用管道。地域特性是一个城市或乡镇范围内使用n工业管道（工业管道（GCGC）：企业、事业单位所属的用于输送工艺介质的

12、工艺管道）：企业、事业单位所属的用于输送工艺介质的工艺管道、公用工程管道及其他辅助管道。地域特性是一个企业或事业单位内使、公用工程管道及其他辅助管道。地域特性是一个企业或事业单位内使用用公用工程管道：相对于工艺管道而言，公用工程管道系指工厂（装置）公用工程管道：相对于工艺管道而言，公用工程管道系指工厂（装置）的各工序中公用流体的管道。的各工序中公用流体的管道。nGAGA：GA1GA1、GA2GA2nGBGB：GB1GB1（燃气）、（燃气）、GB2GB2（热力）（热力）nGCGC：GC1GC1、GC2GC2、GC3GC31.2 焊接接头的基本类型 a.对接b.T型接c.搭接d.角接e.端接1.2

13、 焊接焊缝的基本类型a.对接焊缝b.角焊缝c.端接焊缝d.塞焊缝e.组合焊缝图 图 图 图 注意：区分对接接头对接焊缝 角接接头角焊缝1.3 焊接变形与矫正焊接变形与矫正a.变形： 在外力或温度等因素作用下所引起物体的形状和尺寸的改变为变形 。b.分类：弹性变形塑性变形1.3 焊接变形与矫正焊接变形与矫正c.焊接变形产生原因：n不均匀受热n焊缝金属的收缩n金属组织的变化n焊件的刚性拘束1.3 焊接变形与矫正焊接变形与矫正d.焊接变形的基本形式：n收缩变形n角边形n弯曲变形n波浪变形n扭曲变形1.3 焊接变形与矫正焊接变形与矫正e.焊接变形的预防：n途径：设计工艺n措施：留余量法、反变形法、刚性

14、固定法、合适的装配顺序、合理的焊接方法工艺、热平衡法。1.3 焊接变形与矫正焊接变形与矫正f.焊接变形的矫正：n手工矫正n机械矫正n火焰矫正1.4 焊接残余应力与消除焊接残余应力与消除a.焊接残余应力:焊件冷却后，残留于焊件内的应力.b.焊接残余应力产生原因：同变形。c.焊接残余应力对焊接结构的影响：n结构强度n构件加工尺寸精度n对稳定性的影响1.4 焊接残余应力与消除焊接残余应力与消除d.焊接残余应力减小措施n合理的焊接顺序方向n预热法n冷焊法n留裕度法n开减应力槽法n加热“减应区”法1.4 焊接残余应力与消除焊接残余应力与消除d.消除焊接残余应力的方法n热处理法n机械拉伸法n温差拉伸法n锤

15、击焊缝1.5 焊缝符号标识焊缝符号标识a.焊缝、焊接方法符号表述标准nGB/T324-1998焊接符号表示法nGB/T5158-1999金属焊接及钎焊方 法在图样上的表示代号1.5 焊缝符号标识焊缝符号标识b.焊缝、焊接方法符号的标注n指引线：箭头线、基准线n基本符号焊缝的基本尺寸及相关概念焊趾： 焊缝表面与母材的交接处。焊缝宽度：焊缝表面两焊趾之间的距离。焊缝厚度：在焊缝横截面中，从焊缝正面到焊缝背面之间的距离。焊脚尺寸： 在角焊缝的横截面中画出的最大的等腰直角三角形中直角边的长度。焊脚： 在脚焊缝的横截面中，从一个直角面上的焊趾到另一个直角面表面的最小距离。熔深：在焊接接头的横截面上，母材

16、或前道焊缝熔化的深度；焊缝成形系数： 熔焊时，在单道缝横截面上焊缝宽度B与焊缝计算深度H的比值；余高：超出母材表面连线上面的那部分焊缝金属的最大高度；焊根： 焊缝背面与母材的交接处；弧坑：弧焊时，由于断弧或收弧不当，在焊道末端形成的低洼部分；熔池：熔焊时，在焊接热源作用下，焊件上所形成的具有一定几何形状的液态金属部分；焊缝的基本尺寸及相关概念焊缝的成形系数补充概念焊缝成形系数（）=B/H焊缝的基本坡口形状序号序号简简 图图坡口形式坡口形式焊接符号焊接符号1I 形破口2 K形破口 3 V形破口 4 X形破口5Y形破口形破口6X形（带钝边）形（带钝边）7斜斜V形破口形破口8 斜斜Y形破口形破口 9

17、 搭接（三面焊）搭接（三面焊） 10 U形破口形破口 U11单边单边U形破口形破口12点焊点焊13异形破口异形破口14 异形破口异形破口 15 异形破口异形破口 表示T形接头交错断续角焊缝，焊脚尺寸为5mm，相邻焊缝的间距为30 mm，焊缝段数为35 mm，每段焊缝长度为50 mm 。 表示对接接头周围焊缝，由埋弧焊焊成的v形焊缝在箭头一侧，要求焊缝表面平齐；由焊条电弧焊焊成的封底焊给在非箭头一侧，也要求焊缝表面平齐。表示：焊点直径5，焊点数量10，间隔30。表示：焊高3，交错焊接，焊缝长50，间隔30，现场配焊。表示：焊高为3，周围满焊，采用CO2气体保护焊进行接，共有5处。表示：焊高为3，斜V形坡口，焊缝表面磨平