焊接技术与施工过程控制课件

焊接技术与施工过程控制2011.8.12李春国电话：25804386手机：E-mail：办公地点：海工建造公司焊接实验室一、常见焊接方法海洋工程常用焊接方法：SAW埋弧焊SMAW手工电弧焊FCAW药芯焊FCAW-S自保护药芯焊FCAW-G气保护药芯焊（保护气体）GTAW钨极氩弧焊GMAW熔化极气体保护焊TIG钨极惰性气体保护焊MIG熔化极惰性气体保护焊MAG熔化极活性气体保护焊二、焊接的特性1、焊接热过程：被焊金属由于热的输入和传导，而发经历加热、熔化（或达到热塑性状态）和随后的连续冷却过程。特点：焊接热过程的局部集中性；焊接热源的运动性；焊接热过程的瞬时性；焊接传热过程的复合型；这正是其与一般热处理过程的不同之处二、焊接的特性过热区的晶粒粗大，机械性能较差；重结晶区为细晶粒组织，机械性能优良，有时会优于母材；不完全重结晶区是粗晶粒与细晶粒度混合区，机械性能一般；再结晶区出现在受冷作变形的母材上，又称软化区；2、热影响区的组织和性能：二、焊接的特性3、金属焊接性1）使用焊接性：指焊接接头或整体焊接结构产品满足使用性能的程度使用焊接性的测试方法：焊缝及接头的常规力学性能试验；焊缝及接头的低温脆性试验；焊缝及接头的断裂韧性试验；焊缝及接头的疲劳、动载试验；焊缝及接头的应力腐蚀开裂试验；二、焊接的特性在一定的焊接工艺条件下，材料能否获得无缺陷的、优质的焊接接头的能力；2）工艺焊接性工艺焊接性的测试方法：由碳当量评定焊接性；由裂纹敏感性评定焊接性；断口分析及金相组织分析；焊接热、力模拟试验；焊接裂纹试验；热应变时效脆化试验；焊接气孔敏感性试验；三、焊接的常见缺陷焊前应仔细清理焊件及焊丝的表面的氧化膜或铁锈以及油污等；

焊接材料的防潮和烘干；加强焊接过程中的保护，防止空气侵入熔池；正确选择焊接材料；增大热输入和适当预热都有助于减少气孔；2、防止焊缝形成气孔的措施：三、焊接的常见缺陷控制焊缝金属成分；限制过热，降低应变量；控制成型系数，即控制深宽比；减少熔合比，即降低焊接电流；降低拘束度；4、防止热裂纹的措施：四、焊接缺陷的评判1、常用的焊接缺陷检测的手段外观检验（VT）磁粉检验（MT）渗透检验（PT）超声波检验（UT）射线检验（RT）2、对已存在缺陷的接受原则根据规格书和相关标准中的规定（例如在AWSD1.1中对内部缺陷根据不同的载荷情况和不连续的程度等级，给出了不同缺陷的可接受尺寸）；通过工程临界评价（ECA）方法,对特定接头根据“合于使用”的原则给出可接受缺陷的最大尺寸。四、焊接缺陷的评判3、工程临界评价（ECA）工程临界评价是以断裂力学为基础，科学的分析了载荷条件下，缺陷对结构完整性的影响。应力BS7910缺陷韧性应力：存在缺陷部位（接头）承受的应力状态缺陷：缺陷的尺寸、位置和方向韧性：缺陷部位（接头）断裂韧性（CTOD）和拉伸强度四、焊接缺陷的评判4、CTOD(裂纹尖端张开位移)CTOD就是用于评价材料（母材，焊缝，热影响区）抵抗断裂的韧性指标。CTOD在海洋工程中的应用：海管上主要用于的进行ECA评估时的断裂韧性测试；结构上主要是用于厚度大于50mm的接头免除焊后热处理；（一）坡口准备五、海洋结构焊接施工过程控制1、坡口形式及尺寸焊接坡口应根据图样要求或工艺条件选用标准坡口或自行设计，坡口形式和尺寸的选择应根据易于保证焊接质量、填充金属量少、熔合比小、便于操作等原则，常用坡口有V形、X形、单边V形、K形、U形等。2、坡口加工方法：火焰和机械3、坡口组对：避免强力组对，控制好组对间隙和错边量。4、坡口清理：清理组对之后及时施焊。五、海洋结构焊接施工过程控制（二）、焊接材料焊接材料种类有：电焊条、焊丝（实心和药芯）、焊剂、气体等1、焊材保管要求1）每种类型的焊条，焊丝和焊剂应根据其牌号及规格分类摆放。2）焊条，焊丝和焊剂应存放于离地高0.3米以上，3）仓库温度保持在最低5℃，相对湿度最大为60%。

（三）、焊接环境五、海洋结构焊接施工过程控制1、对于GMAW,FCAW-G,GTAW风速不得超过8km/hr2、焊缝及附近温度应高于-20℃3、焊接的表面不能潮湿，或者暴露在雨雪中当焊接环境出现下列任一情况时，应采取有效防护措施，否则不得施焊：（四）、焊工焊工必须按照相应的标准规范进行考试，考试合格的焊工方可承担相应的项目焊接施工。五、海洋结构焊接施工过程控制（五）焊前预热1、预热的目的：预热可以减慢焊缝金属和热影响区的冷却速度，降低焊接接头的淬硬倾向，有利于扩散氢从焊缝中逸出，防止冷裂纹的产生。2、预热温度：预热常常会恶化劳动条件，使生产工艺复杂化，过高层间温度还会降低接头韧性，因此，焊前是否预热和预热温度的确定要认真考虑6、焊接过程应连续进行，焊接过程如果需要中断，已经完成封底焊并连续焊完六层焊道后，应采取缓慢冷却措施，重新焊接前要检验无缺陷可重新预热焊接。五、海洋结构焊接施工过程控制焊接工艺参数包括焊接电流、电压、焊接速度、气体流量等（六）、焊接工艺参数热输入量大，则晶粒偏大，焊缝韧性差。最大摆动宽度SMAW3DFCAW15-17mm（七）、后热五、海洋结构焊接施工过程控制后热处理又叫消氢处理，是指焊接后立即对焊件的全部或局部进行加热或保温，使其缓冷的工艺措施。对于强度等级较高且有延迟裂纹倾向的低合金高强钢，焊后应立即进行后热处理。1、后热的目的：有利于焊缝中扩散氢加速逸出，是防止焊接冷裂纹的有效措施之一。2、后热参数：温度一般为200~350℃，保温时间与焊缝厚度和温度有关，一般为0.5~1小时。何时需要焊后热处理（结构）：1.壁厚大于50mm的