压力容器焊接技术要求课件

概述1、焊接是压力容器制造的重要工序，焊接质量在很大程度上决定了压力容器的制造质量；2、影响焊接质量包含诸多方面内容：焊接接头尺寸偏差、焊缝外观、焊接缺陷、焊接应力与变形、以及焊接接头的使用性能等；3、容器产品的设计是获得性能优良的焊接接头的基础：焊接母材的、焊接坡口形式、焊接位置、焊材、无损检测、焊后热处理等的选择，直接关系到焊接质量。概述1、焊接是压力容器制造的重要工序，焊接质量在很大程度上决1一、压力容器焊接的基本概念1、焊缝形式与接头形式：从焊接角度看，容器是由母材和焊接接头组成的；焊缝是焊接接头的组成部分。焊缝有５种：对接焊缝、角焊缝、端接焊缝、塞焊缝和槽焊缝。焊接接头有12种：对接接头、Ｔ型接头、十字接头、搭接接头、角接接头等。2、焊缝区、熔合区和热影响区一、压力容器焊接的基本概念1、焊缝形式与接头形式：23、焊接性能、焊接工艺评定和焊接工艺规程－－压力容器焊接的三个重要环节焊接性能是焊接工艺评定的基础，焊接工艺评定是焊接工艺规程的依据，焊接工艺规程是确保压力容器焊接质量的行动准则。3.1、焊接性能：材料对焊接加工的适应性和使用可靠性。3.2、焊接工艺因素：重要因素；补加因素；次要因素。3.3、焊接工艺评定：JB4708《钢制压力容器焊接工艺评定》JB/T4734《铝制焊接容器》JB/T4745《钛制焊接容器》3.4、焊接工艺规程：3、焊接性能、焊接工艺评定和焊接工艺规程3一、压力容器制造工艺简介1.压力容器筒体加工制造型式：一般有三种钢管（小直径）锻造（厚壁、超高压容器）卷焊2.压力容器封头加工制造型式：冲压锻造拼焊一、压力容器制造工艺简介1.压力容器筒体加工制造型式：一般有4一、压力容器焊接制造工艺简介3.压力容器制造的一般过程1)划线2)下料与坡口制备3)板料拼接4)筒节预弯、卷圆5)拼接焊缝的焊接6)筒节矫圆7)拼接焊缝的检验和无损检测8)封头、管板、法兰、换热管等制作9)容器总装一、压力容器焊接制造工艺简介3.压力容器制造的一般过程5二、压力容器制造连接材料的连接可分为两类：可拆式连接：螺纹联接、摩擦联接不可拆式连接：焊接、粘接、铆接二、压力容器制造连接材料的连接可分为两类：6二、压力容器制造连接1、粘结用胶粘剂把两个零件连接在一起，并使接合处有足够强度的连接工艺。粘接的的特点：①可用于多种不同形状的接头和各种不同材料（如各种金属、非金属以及金属与非金属）的连接。②可实现大面积连接。接头的应力分布较均匀，耐疲劳性能好。③接头的密封性能好，并具有耐腐蚀和绝缘等性能。④工艺简便，无焊接的高温，又无螺纹连接和铆接所需的多种机械紧固件（如螺钉、螺母、垫圈、销钉等），生产率高。粘接的不足之处：①粘接接头的强度不及焊接接头高。②接头的耐热性较低(一般在300℃以下)。③使用中胶粘层易发生老化，接头强度性能不稳定，影响结构使用寿命二、压力容器制造连接1、粘结7二、压力容器制造连接2、铆接采用铆钉将两个零件连接成一个整体的连接工艺。1)特点①一般不需对接头加热，可保持材料原有的组织和性能，无热应力和变形等问题。②可以对同种材料或导种材料进行连接。2)铆接的缺点①铆接通常要加垫板，铆钉等附件，增加结构自重和钻孔、加工等工序；②接头处截面增加，易形成较大的应力集中；③较难实现接头的密封性连接。二、压力容器制造连接2、铆接8二、压力容器制造连接

3、螺纹连接用螺纹压紧力将分离的零件连接成一个整体的方法特点①具有可拆御性②连接强度根据需要可在较大范围内调整。螺纹连接是各种机械、仪器、仪表中应用最广泛的可拆卸连接方法。

二、压力容器制造连接3、螺纹连接9二、压力容器制造连接4、焊接焊接是利用加热或加压或二者并用的方法，将两种或两种以上的同种或异种材料，通过原子或分子之间的结合和扩散连接成一体的工艺过程。特点：焊接结构产品的质量轻，生产成本低。整体性好，具有良好的气密性、水密性投资少、见效快适用于几何尺寸大而材料较分散的制品简化金属结构的加工工艺，缩短加工周期二、压力容器制造连接4、焊接10二、压力容器制造连接不足：①结构无可拆性。②焊接时局部加热，焊接接头的组织和性能与母材相比发生变化，产生焊接残余应力和焊接变形。③焊接缺陷的隐蔽性，易导致焊接结构的意外破坏。二、压力容器制造连接不足：11三、压力容器焊接知识金属焊接的本质原子之间距离（晶格）非常小→形成了牢固的结合力→固态金属保持固定的形状→施加足够的外力→破坏原子间结合→变形或分离成两块的金属焊接的困难表面粗糙度和表面存在的氧化膜及其它污染物，阻碍不同构件表面金属原子之间接近到晶格距离并形成结合力。

三、压力容器焊接知识金属焊接的本质12三、压力容器焊接知识焊接过程的本质通过适当的物理化学过程克服上述困难，使两个分离的固态物体表面的原子接近到晶格距离（即0.3-0.5nm），产生原子（或分子）间结合而连接成一体的加工方法。三、压力容器焊接知识焊接过程的本质13三、压力容器焊接知识1、焊接的分类熔化焊将焊件接头加热至熔化状态，然后冷却结晶成一体的方法。熔化焊最容易实现原子结合，是金属焊接的最主要方法。

固相焊接利用摩擦、扩散和加压等物理作用，克服表面不平度，除去氧化膜及其它污染物，使两个连接表面的原子相互接近到晶格距离，从而在固态条件下实现连接。

钎焊采用熔点低于焊件(母材)的钎料与焊件一起加热，使钎料熔化(焊件不熔化)后，依靠钎料的流动充填接头预留空隙中，并与固态的母材相互扩散、溶解，冷却后实现焊接的方法。三、压力容器焊接知识1、焊接的分类14压力容器焊接技术要求课件15三、压力容器焊接知识

2、焊接发展概况公元前2000多年中国的殷朝采用铸焊制造兵器。公元前200年前，中国已经掌握了青铜的钎焊及铁器的锻焊工艺。1801年：英国H.Davy发现电弧。1881年：法国人DeMeritens发明了最早期的碳弧焊机。1888年：俄罗斯人H.г.Cлавянов发明金属极电弧焊。1889—1890年：美国人C.L.Coffin首次使用光焊丝作电极进行了电弧焊接。1890年：英国人Brown第一次使用氧加燃气切割进行了抢劫银行的尝试。1900年：英国人Strohmyer发明了薄皮涂料焊条。1907年10月瑞典人O.Kjellberg完善了焊条三、压力容器焊接知识

2、焊接发展概况161930年：前苏联罗比诺夫发明埋弧焊。1956年：前苏联楚迪克夫发明了摩擦焊技术。1957年：法国施吉尔发明电子束焊。1957年：前苏联卡扎克夫发明扩散焊。1990年左右：逆变技术得到了长足的发展，其结果使得焊接设备的重量和尺寸大大的下降。1991年：英国焊接研究所发明了搅拌摩擦焊，成功的焊接了铝合金平板。1996年：以乌克兰巴顿焊接研所B.K.Lebegev院士为首的三十多人的研制小组，研究开发了人体组织的焊接技术。三、压力容器焊接知识1930年：前苏联罗比诺夫发明埋弧焊。三、压力容器焊接知识173、焊接技术的应用

石油石化

房屋建造

舰船制造

汽车制造

航空航天

飞机制造

桥梁建造

三、压力容器焊接知识3、焊接技术的应用

石油石化

房18三、压力容器焊接知识4、焊接技术的发展趋势提高生产率多丝多弧焊接新工艺

高效双弧TIG焊

双丝MAG焊

三、压力容器焊接知识4、焊接技术的发展趋势高效双弧TIG焊19提高准备工序及焊接过程的机械化、自动化、智能化水平热源的应用和开发节能降耗智能球罐全位置焊接机器人

管道焊接机器人

三、压力容器焊接知识提高准备工序及焊接过程的机械化、自动化、智能化水平智能球20四、常用的焊接方法手工焊条电弧焊埋弧自动焊气体保护电弧焊钨极氩弧焊熔化极氩弧焊CO2气体保护焊电渣焊气焊与气割等离子弧焊接与切割四、常用的焊接方法手工焊条电弧焊电渣焊211、手工焊条电弧焊

优点操作灵活，可达性好设备简单，使用方便应用范围广缺点焊接质量不够稳定劳动条件差生产效率低四、常用的焊接方法1、手工焊条电弧焊优点四、常用的焊接方法22常用接头形式对接接头搭接接头角接接头Ｔ形接头焊缝的空间位置平焊横焊立焊仰焊全位置焊四、常用的焊接方法常用接头形式四、常用的焊接方法23焊件的生产步骤备料焊前清理装配、点固焊接确定焊接规范（焊接工艺评定、焊接接头机械性能试验和组织观察）焊接工件焊后清理及检验配作零件孔喷漆四、常用的焊接方法焊件的生产步骤四、常用的焊接方法24焊接电弧（1）焊接电弧的概念。由焊接电源供给的，具有一定电压的两电极间或电极与焊件间的气体介质中，产生的强烈而持久的放电现象，称为焊接电弧，如图所示。图电弧示意图焊接电弧（1）焊接电弧的概念。由焊接电源供给的，具有25（2）焊接电弧的构造及静特性。焊接电弧的构造。焊接电弧的构造可分为3个区域：阴极区、阳极区、弧柱区，如图所示。图焊接电弧的构造1—焊条2—阴极区3—弧柱区4—阳极区5—焊件（2）焊接电弧的构造及静特性。焊接电弧的构造。图焊接电262、埋弧自动焊

四、常用的焊接方法2、埋弧自动焊四、常用的焊接方法27优点生产效率高焊接质量好节省金属和电能在有风的环境中焊接时，埋弧焊的保护效果胜过其它焊接方法劳动条件好缺点主要适用于水平位置焊缝焊接难以用来焊接铝、钛等氧化性强的金属及其合金只适于长焊缝的焊接不适合焊接薄板不能直接观察电弧和坡口的对中，容易焊偏四、常用的焊接方法优点四、常用的焊接方法28埋弧自动焊工艺焊前准备接头形式和坡口加工焊前清理装配埋弧焊工艺平板双面对焊悬空焊焊剂垫法临时工艺垫板法手弧焊封底法焊剂垫结构原理1-焊件；2-焊剂；3-橡皮帆布；4-橡皮帆布软管(a)薄钢带垫(b)石棉绳垫(c)石棉板垫临时垫双面焊四、常用的焊接方法埋弧自动焊工艺焊剂垫结构原理(a)薄钢带垫29单面焊双面成形角焊缝四、常用的焊接方法单面焊双面成形四、常用的焊接方法30

3、气体保护电弧焊优点

与手弧焊、埋弧焊相比：不采用药皮焊条，容易实现自动化、半自动化提高生产率热量集中，HAZ小，焊接变形小明弧焊，电弧和熔池的加热熔化情况清晰可见，便于操作和控制焊缝表面没有渣，厚件多层焊时可节省大量的层间清渣工作，生产率高、产生夹渣等焊缝缺陷的可能性少容易实现全位置焊接焊接质量高适用范围广类型熔化极－MIG、MAG、CO2气保焊非熔化极－TIG、PAW四、常用的焊接方法3、气体保护电弧焊四、常用的焊接方法313.1钨极氩弧焊特点钨极不熔化适用于焊接厚度为6mm以下的薄板一般不采用直流反接焊接铝、镁及其合金时，则采用交流电源或直流反接熔深浅，生产率低四、常用的焊接方法3.1钨极氩弧焊四、常用的焊接方法323.2熔化极氩弧焊原理图四、常用的焊接方法3.2熔化极氩弧焊四、常用的焊接方法33熔化极氩弧焊特点几乎可焊接所有金属，尤其适合铝、铜及其合金以及不锈钢等材料焊接时几乎没有氧化烧损，只有少量的蒸发损失，冶金过程比较简单劳动生产率高MIG焊可直流反接，焊接铝、镁等金属时有良好的阴极雾化作用成本比TIG焊低有可能取代TIG焊MIG焊焊接铝及铝合金时，可以采取亚射流熔滴过渡方式提高接头质量对焊丝及母材表面的油污、铁锈等较为敏感，容易产生气孔四、常用的焊接方法熔化极氩弧焊特点四、常用的焊接方法343.3CO2气体保护焊

原理图四、常用的焊接方法3.3CO2气体保护焊

原理图四、常用的焊接方法35CO2气体保护焊的特点优点生产效率高，节省能源焊接成本低适用范围广焊缝质量高焊后不用清渣，又是明弧，便于监视和控制。焊接变形小缺点飞溅大，焊缝成形差电弧气氛具有较强的氧化性，必须采取含有脱氧剂的焊丝CO2气体保护焊需要克服的问题氧化问题气孔问题飞溅问题四、常用的焊接方法CO2气体保护焊的特点四、常用的焊接方法364、电渣焊电渣焊的简单过程如图所示。图电渣焊焊接过程示意图1—焊件2—金属熔池3—渣池4—导电嘴5—焊丝6—冷却滑块7—引出板8—金属熔池9—焊缝10—引弧板四、常用的焊接方法4、电渣焊电渣焊的简单过程如图所示。图电渣焊焊接过程37电渣焊用焊接材料（1）焊剂。（2）焊接（电极）材料。丝极电渣焊。图2.65丝极电渣焊示意图1—导轨2—焊机机头3—控制台4—冷却滑块6—导电嘴7—渣池8—熔池四、常用的焊接方法电渣焊用焊接材料图2.65丝极电渣焊示意图四38

5、气焊与气割

气焊与气割是利用可燃气体与助燃气体混合燃烧产生的气体火焰作为热源，进行金属材料的焊接或切割的加工工艺方法。它具有设备简单、操作方便、质量可靠、成本低、实用性强等特点，因此，气焊与气割技术在工业生产、建筑施工中得到广泛应用。可燃气体：乙炔、液化石油气、天然气等助燃气体：氧气四、常用的焊接方法5、气焊与气割四、常用的焊接方法39图氧-乙炔焰的构造及形状四、常用的焊接方法图氧-乙炔焰的构造及形状四、常用的焊接方法40（1）气焊

1）气焊过程。图气焊过程示意图1—混合气体2—焊件3—焊缝4—焊丝5—气焊火焰6—焊嘴四、常用的焊接方法（1）气焊图气焊过程示意图四、常用的焊接方法41

2）气焊特点及应用。①特点。气焊具有设备简单、操作方便、成本低、适应性强等优点，但由于火焰温度低、加热分散、热影响区宽、焊件变形大且过热严重，因此，气焊接头质量不如焊条电弧焊容易保证。②应用。目前，在工业生产中，气焊主要用于焊接薄板、小直径薄壁管、铸铁、有色金属、低熔点金属及硬质合金等。气焊火焰还可用于钎焊、火焰矫正等。四、常用的焊接方法2）气焊特点及应用。四、常用的焊接方法42(3)气割气割是利用气体火焰的能量将金属分离的一种加工方法，是生产中钢材分离的重要手段。

1）气割过程。气割过程示意图四、常用的焊接方法(3)气割气割过程示意图四、常用的焊接方法43

2）金属气割条件。①金属的燃点应低于金属自身的熔点。②金属氧化物的熔点应低于气割金属熔点，且流动性好。③金属在氧流中燃烧时能释放出较多的热量。④金属的导热性不能太高。⑤金属中阻碍气割过程和提高钢的可淬性的杂质要少。四、常用的焊接方法2）金属气割条件。四、常用的焊接方法44

3）气割特点及应用。①特点。

a．设备简单操作方便，生产效率高。

b．切割材料受限，如铜、铝、不锈钢等不能用氧-乙炔切割。②应用。气割广泛地用于钢板下料、开焊接坡口和铸件浇冒口的切割，切割厚度可达300mm以上。目前，气割主要用于各种碳钢和低合金钢的切割。四、常用的焊接方法3）气割特点及应用。四、常用的焊接方法45气焊设备与工具的连接1—氧气胶管2—焊炬3—乙炔胶管4—乙炔瓶5—乙炔减压器6—氧气减压器7—氧气瓶（3）气焊气割

设备四、常用的焊接方法气焊设备与工具的连接（3）气焊气割

设备四466、等离子弧焊接与切割（1）等离子弧。（2）等离子弧的特点。①优点。

a．温度高、能量集中。

b．导电及导热性能好。

c．电弧的挺直度好，稳定性强。

d．冲击力大，用于焊接可增加熔深，用于切割，可以吹掉熔渣。

e．焊接参数调节性好。四、常用的焊接方法6、等离子弧焊接与切割四、常用的焊接方法47②缺点。

a．焊枪尺寸较大，既笨重，又影响焊工在操作时的观察。

b．焊枪的结构及电气的控制线路比较复杂。

c．采用转移弧时，会出现双弧现象。四、常用的焊接方法②缺点。四、常用的焊接方法48（3）等离子弧的类型。图等离子弧的类型1—钨极2—喷嘴3—转移弧4—非转移弧

5—焊件6—冷却水7—弧焰8—离子气四、常用的焊接方法（3）等离子弧的类型。图等离子弧的类型四、常用的焊接方497、常用焊接方法的特点及应用范围

焊接方法可焊材料适宜板厚（mm）焊缝位置热影响区及焊接变形经济生产批量生产率气焊1、2、3、5、6、7、80．5～3全大单件、小批低手工电弧焊1、2、3、4、5、7、83．0～20全较小单件、小批较低埋弧自动焊1、2、4、5、84．0～60平小成批、大量高CO2

保护焊1、20．8～25全小成批、大量较高氩弧焊1、2、4、5、6、7、8TIG：0.5～4.0MIG：3～20全小批量不限较高等离子弧焊1、2、4、5、6、7、8、92～10全小批量不限高四、常用的焊接方法1.碳钢、2.低合金钢、3.铸铁、4.不锈钢、5.耐热钢、6铝及其合金、7铜及其合金、8.低温钢、9.钼、钴、钛等难熔金属7、常用焊接方法的特点及应用范围焊接方法可焊材料适宜板厚焊50五、焊接材料

1、焊条焊条的组成焊芯作为电极，传导焊接电流，产生电弧作为填充金属，与熔化的母材金属共同组成焊缝金属添加合金元素药皮改善焊接工艺性能—易于引弧和再引弧，稳弧性好，减少飞溅，使焊缝成形美观；机械保护作用──气保护和渣保护冶金处理作用──去除有害杂质（如O.H.S.P等），添加有益元素五、焊接材料1、焊条51国标部标型号（按化学成分分类）牌号（按用途分类）国家标准号名称代号类别名称代号字母汉字GB5117-1985碳钢焊条E一结构钢焊条J结GB5118-1985低合金钢焊条E一结构钢焊条J结二钼和铬钼耐热钢焊条R热三低温钢焊条W温GB983-1985不锈钢焊条E四不锈钢焊条G铬A奥GB984-1985堆焊焊条ED五堆焊焊条D堆GB10044-1988铸铁焊条EZ六铸铁焊条Z铸七镍及镍合金焊条Ni镍GB3670-1983铜及铜合金焊条条Tcu八铜及铜合金焊条T铜GB3669-1983铝及铝合金焊条TAL九铝及铝合金焊条L铝十特殊用途焊条TS特五、焊接材料

国标部标型号（按化学成分分类）牌号（按用途52五、焊接材料

五、焊接材料53焊条的选用原则总原则：尽可能使接头的使用性能与母材保持一致根据母材的物理、机械性能和化学成分根据母材工作条件和使用要求根据焊接结构的特点根据焊接现场设备条件根据劳动条件和生产效益

五、焊接材料

焊条的选用原则五、焊接材料54酸性焊条和碱性焊条的特性对比酸性焊条碱性焊条1．对水、铁锈的敏感性不大

2．电弧稳定，可用交流或直流施焊

3．焊接电流较大

4．可长弧操作

5．合金元素过渡效果差

6．熔深较浅，焊缝成形较好

7．熔渣呈玻璃状，脱渣较方便

8．焊缝的常、低温冲击韧度一般

9．焊缝的抗裂性较差

10．焊缝的含氢量较高，影响塑性

11．焊接时烟尘较少1．对水、铁锈的敏感性较大

2．须用直流反接施焊；药皮加稳弧剂后，可交、直流两用施焊

3．比同规格酸性焊条约小10%

4．须短弧操作，否则易引起气孔

5．合金元素过渡效果好

6．熔深稍深，焊缝成形一般

7．熔渣呈结晶状，脱渣不及酸性焊条

8．焊缝的常、低温冲击韧度较高

9．焊缝的抗裂性好

10．焊缝的含氢量低

11．焊接时烟尘稍多五、焊接材料

酸性焊条和碱性焊条的特性对比酸性焊条碱性焊条1．552、焊剂

1)分类

五、焊接材料

2、焊剂五、焊接材料562)熔炼焊剂牌号。

五、焊接材料

2)熔炼焊剂牌号。五、焊接材料573)烧结焊剂牌号。①牌号前“SJ”表示埋弧焊用烧结焊剂；②字母后第1位数字表示焊剂焊渣的渣系五、焊接材料

3)烧结焊剂牌号。五、焊接材料583、焊丝实芯焊丝

药芯焊丝药芯焊丝的特点：既有熔渣的保护和冶金作用，又能实现自动化焊接生产效率高，飞溅少、焊缝成形美观、调节焊缝合金成分方便和实芯焊丝相比，药芯焊丝也有烟尘量高的缺点五、焊接材料

3、焊丝五、焊接材料59-焊丝的牌号五、焊接材料

-焊丝的牌号五、焊接材料604、保护气体

焊接用保护气体及适用范围被焊材料保护气体混合比化学性质焊接方法附注碳钢及低合金钢Ar＋O2加O21～5%或20%氧化性熔化极用于射流电弧、对焊缝要求较高的场合Ar＋CO2Ar/CO270～80/30～20氧化性熔化极有良好的熔深，可用于短路、射流及脉冲电弧Ar＋O2＋CO2Ar/CO2/O280/15/5氧化性熔化极有较佳的熔深，可用于射流、脉冲及短路电弧CO2氧化性熔化极适于短路电弧，有一定飞溅CO2＋O2加20～25%O2氧化性熔化极用于射流及短路电弧五、焊接材料

4、保护气体焊接用保护气体及适用范围被焊材料保护气体混61六、焊接应力与变形

焊接应力和变形产生的原因焊接残余变形焊接残余变形的类型和产生原因预防焊接变形的措施矫正焊接变形的方法焊接残余应力焊接残余应力对结构的危害性减小焊接残余应力的措施消除残余应力的方法六、焊接应力与变形焊接应力和变形产生的原因62

几个基本概念内应力在没有任何外力作用下，平衡于弹性体内的应力。残余应力当产生应力的各种因素的作用不复存在时，由于不均匀的塑性形变和不均匀的相变所致，在物体内部依然存在并自身保持平衡的应力宏观应力或第一类应力微观应力或第二类应力超微观应力或第三类应力温度应力（热应力）由于构件受热不均引起的应力。组织应力是金属发生固态相变所产生的应力。六、焊接应力与变形

几个基本概念六、焊接应力与变形63焊接瞬时应力和瞬时变形由于热源作用的集中性与瞬时性，使焊件局部受热不均匀而产生的内应力和变形，是暂时存在于焊件中的焊接残余应力和残余变形焊后冷却至室温残存于焊件中的内应力与变形通常所说的焊接应力与变形就是指焊接残余应力和残余变形金属杆件的变形

六、焊接应力与变形

焊接瞬时应力和瞬时变形金属杆件的变形六、焊接应力与变形64焊接应力和变形产生的原因：焊接过程中对焊件进行了局部的不均匀的加热，是产生焊接应力和变形的根本原因

加热时，纵向应力是塑性区以外的中部区域受压，两侧受拉同时板端向外伸长εe

随后冷却至室温，应力分布如下图压缩塑性变形引起残余应力，焊缝及其附近受拉，数值一般达σS，两侧受压板端向内平移，即残余纵向收缩变形

平板对接焊的纵向残余应力与变形

六、焊接应力与变形

焊接应力和变形产生的原因：焊接过程中对焊件进行了局部的不均匀65焊接残余变形类型

纵向与横向收缩变形

六、焊接应力与变形

焊接残余变形类型纵向与横向收缩变形六、焊接应力与变形66焊接残余变形类型角变形

波浪变形

角变形引起的波浪变形

六、焊接应力与变形

焊接残余变形类型角变形波浪变形角变形引起的波浪变形六、67焊接残余变形类型弯曲变形(a)纵向收缩引起的弯曲(b)横向收缩引起的弯曲六、焊接应力与变形

焊接残余变形类型弯曲变形六、焊接应力与变形68焊接残余变形类型六、焊接应力与变形

焊接残余变形类型六、焊接应力与变形69焊接残余变形的控制：1.设计措施尽量减少焊缝的数量和尺寸，合理选用焊缝的截面形状，合理安排焊缝位置2.工艺措施①反变形法：即焊前使构件产生与焊接残余变形方向相反的变形，使焊后变形相互抵消。②加余量法：工件下料时，给工件尺寸加大一定的收缩余量，以补偿焊后的收缩。③刚性固定法：即焊前将焊件刚性固定，对防止角变形和失稳变形较有效④合理选用焊接方法和焊接规范⑤选用合理的装配焊接顺序

六、焊接应力与变形

焊接残余变形的控制：六、焊接应力与变形70焊接变形的不利影响

1.影响工件形状、尺寸精度

2.影响组装质量

3.增大制造成本—矫正变形费工、费时

4.降低承载能力—变形产生了附加应力焊接变形常用的矫正方法（1）机械矫正法：即利用外力使构件产生与焊接变形方向相反的塑性变形，使两者相互抵消（2）火焰矫正法：即利用火焰局部加热焊件的适当部位，使其产生压缩塑性变形，以抵消焊接变形。六、焊接应力与变形

焊接变形的不利影响

1.影响工件形状、尺寸精度

71六、焊接应力与变形

焊接残余应力的控制措施

（1）设计措施：

①尽量减少焊缝数量和尺寸并避免焊缝密集和交叉。

②采用刚性较小的接头，变形大，应力小

（2）工艺措施：

①采用合理的焊接顺序，使焊缝收缩较为自由。

宜先焊错开的短焊缝，再焊直通的长焊缝。

②降低焊接接头的刚度

③加热减应区以便焊后收缩时，加热区与焊缝一起收缩，减少焊缝的约束。

④锤击焊缝使之产生塑性变形（伸长），以抵消受热时的压缩塑变。

⑤预热和后热即焊前或焊后对焊件全部（或局部）进行适当加热减少温差，只适用于塑性差，易产生裂纹的材料

六、焊接应力与变形焊接残余应力的控制措施

（1）设计措施：72焊接残余应力的控制六、焊接应力与变形

焊接容器中，焊缝之间的最小距离

焊接残余应力的控制六、焊接应力与变形焊接容器中，焊缝之间的73六、焊接应力与变形

六、焊接应力与变形74焊接应力的不利影响

1.降低承载能力

2.引起焊接裂纹，甚至脆断

3.在腐蚀介质中，产生应力腐蚀裂纹

4.引起变形焊接应力的消除方法：（1）去应力退火：又称高温回火，焊后钢件加热温度为500～650℃，可进行整体去应力退火，也可以局部退火。（2）机械拉伸法：即对焊件施加载荷，使焊缝区产生塑性拉伸，以减少其原有的压缩塑变，从而降低或消除应力。如：压力容器的水压试验。（3）温差拉伸法：利用温差使焊缝两侧金属受热膨胀以对焊缝区进行拉伸，使其产生拉伸塑变以抵消原有的压缩塑变，从而减少或消除应力。

该法适用于焊缝较规则，厚度在40㎜以下的板壳结构。（4）振动法：通过激振器使焊接结构发生共振产生循环应力来降低或消除内应力。该法设备简单、成本低，处理时间短且无加热缺陷，值得推广。六、焊接应力与变形

焊接应力的不利影响

1.降低承载能力

2.引75七、常见金属材料的焊接金属材料的焊接性碳钢的焊接合金钢的焊接七、常见金属材料的焊接金属材料的焊接性761、焊接性概念金属焊接性定义金属是否能适应焊接加工而形成完整的、具备一定使用性能的焊接接头的特性含义金属在焊接加工中是否容易形成缺陷焊成的接头在一定的使用条件下可靠运行的能力工艺焊接性使用焊接性七、常见金属材料的焊接1、焊接性概念工艺焊接性七、常见金属材料的焊接77工艺焊接性定义某种金属在一定焊接条件下，能否获得优质致密、无缺陷焊接接头的能力分类热焊接性在焊接过程条件下，对HAZ组织性能及产生缺陷的影响程度评定被焊金属对热的敏感性，主要与被焊材质及焊接工艺条件有关冶金焊接性冶金反应对焊缝性能和产生缺陷的影响程度影响焊缝金属化学成分和性能的主要方面影响工艺焊接性的因素★材料因素★设计因素★工艺因素★使用因素七、常见金属材料的焊接工艺焊接性七、常见金属材料的焊接78使用焊接性指焊接接头或整体结构满足技术条件所规定的各种使用性能的程度★力学性能★低温韧性★抗脆性断裂性能

★高温蠕变★疲劳性能★持久强度★抗腐蚀性能★……

七、常见金属材料的焊接使用焊接性七、常见金属材料的焊接792、碳钢的焊接低碳钢的焊接焊接性分析含碳及其他合金元素少，塑性、韧性好，一般无淬硬倾向，不易产生焊接裂纹等缺陷，焊接性能优良一般不需要采取预热和焊后热处理等特殊工艺措施不需要选用特殊和复杂的设备，对焊接电源无特殊要求焊接材料等强原则焊接工艺要点一般不需要预热、保持层间温度和后热处理在低温环境下焊接厚件时，应预热焊件，防止产生冷裂纹厚度超过50mm的焊件，应进行焊后热处理以消除应力电渣焊焊件焊后应正火以细化HAZ晶粒七、常见金属材料的焊接2、碳钢的焊接七、常见金属材料的焊接80中碳钢的焊接焊接性热影响区易产生低塑性的淬硬组织焊缝金属易产生热裂纹焊缝区易产生气孔焊前经调质处理的中碳钢，在热影响区会出现回火软化区焊接材料最好采用低氢焊条以采用强度级别低的焊条不允许预热时，可以采用奥氏体不锈钢焊条焊接工艺要点设法减小焊件各部位之间的温度差以降低焊后冷速尽量减小母材在焊缝中的比例从而降低焊缝含碳量七、常见金属材料的焊接中碳钢的焊接七、常见金属材料的焊接813、合金钢的焊接

合金钢的分类按合金成份总量低合金钢：合金元素总量<5%，单一元素≯2%；中合金钢：合金元素总量5-10%，单一元素≯2-5%；高合金钢：合金元素总量>10%，单一元素≮5%按用途强度用钢：合金化的目的是为了提高钢的强度并保证其具有一定的塑性和韧性，如低合金高强钢、低碳调质钢、中碳调质钢等特殊用钢：合金化的目的是使钢具有某些特殊性能，如耐热钢、耐蚀钢、低温用钢、不锈钢等七、常见金属材料的焊接3、合金钢的焊接合金钢的分类七、常见金属材料的焊接82强度用钢的焊接：在焊接时应充分考虑焊缝强度与母材的匹配热轧及正火钢（非热处理强化钢）

屈服强度为294～491MPa的低合金高强钢

低碳调质钢屈服强度为441～980MPa，热处理强化钢

中碳调质钢屈服强度高达880～1176MPa以上，含碳量为0.25～0.45％强度级别较低的普低钢（如300～400MPa级）的焊接近于低碳钢；级别高的普低钢焊接冷裂倾向大、焊接性差，一般要预热，见下表七、常见金属材料的焊接强度用钢的焊接：在焊接时应充分考虑焊缝强度与母材的匹配七83七、常见金属材料的焊接七、常见金属材料的焊接84特殊用钢的焊接：焊接时要充分考虑焊缝的性能满足使用性能的要求珠光体耐热钢：以Cr，Mo为基础的低、中合金钢碳当量数值约为0.45%~0.90%，焊接性较差焊条电弧焊：选用与母材成分相近的焊条，预热温度150~400℃，焊后应及时进行高温回火处理。低温钢：含Ni量较高的5Ni，9Ni钢等焊前不需预热焊条成分要与母材匹配焊接线能量输入要小焊后回火注意避开“回火脆性区”耐蚀钢：含Cu、P、Al、Cr除P含量较高的钢以外，其它耐蚀钢焊接性较好，不需预热或焊后热处理等。选择与母材相匹配的耐蚀焊条。七、常见金属材料的焊接特殊用钢的焊接：焊接时要充分考虑焊缝的性能满足使用性能的要求85奥氏体型不锈钢：Cr，Ni元素含量较高，C含量低焊接性良好，焊接时一般不需要采取工艺措施。焊条、焊丝和焊剂的选用应保证焊缝金属与母材成分类型相同采用小电流、快速不摆动焊，焊后加大冷速接触腐蚀介质的表面应最后施焊铁素体型不锈钢热影响区中的铁素体晶粒易过热粗化焊前预热温度应在150℃以下采用小电流、快速焊等工艺，以降低晶粒粗大倾向。

马氏体型不锈钢：焊后淬硬倾向大，易出现冷裂纹焊前预热温度200~400℃焊后要进行热处理，否则应选用奥氏体不锈钢焊条

七、常见金属材料的焊接奥氏体型不锈钢：Cr，Ni元素含量较高，C含量低七、常见金属86八、焊接接头质量检验的内容和方法焊接质量检验的内容焊前检验焊接生产过程中的检验成品检验八、焊接接头质量检验的内容和方法焊接质量检验的内容87焊前检验检验焊接基本金属、焊丝、焊条的型号和材质是否符合设计或规定要求检验其他焊接材料，如埋弧自动焊剂的牌号、气体保护焊保护气体的纯度和配比等是否符合工艺规程的要求对焊接工艺措施进行检验，以保证焊接能顺利进行检验焊接坡口的加工质量和焊接接头的装配质量是否符合图样要求检验焊接设备及其辅助工具是否完好，接线和管道联接是否合乎要求检验焊接材料是否按照工艺要求进行去锈、烘干、预热等对焊工操作技术水平进行鉴定检验焊接产品图样和焊接工艺规程等技术文件是否齐备八、焊接接头质量检验的内容和方法焊前检验八、焊接接头质量检验的内容和方法88焊接生产过程中的检验检验在焊接过程中焊接设备的运行情况是否正常对焊接工艺规程和规范规定的执行情况焊接夹具在焊接过程中的夹紧情况是否牢固操作过程中可能出现的未焊透、夹渣、气孔、烧穿等焊接缺陷等焊接接头质量的中间检验，如厚壁焊件的中间检验等成品检验检验焊缝尺寸、外观及探伤情况是否合格产品的外观尺寸是否符合设计要求变形是否控制在允许范围内产品是否在规定的时间内进行了热处理等八、焊接接头质量检验的内容和方法焊接生产过程中的检验八、焊接接头质量检验的内容和方法89焊接质量检验的方法八、焊接接头质量检验的内容和方法焊接质量检验的方法八、焊接接头质量检验的内容和方法90常见焊接接头缺陷：焊缝形状不好、未焊满、咬边、焊瘤、烧穿裂纹、未焊透、未熔合、夹渣、气孔等八、焊接接头质量检验的内容和方法常见焊接接头缺陷：八、焊接接头质量检验的内容和方法91常见焊接缺陷八、焊接接头质量检验的内容和方法常见焊接缺陷八、焊接接头质量检验的内容和方法92常见焊接缺陷八、焊接接头质量检验的内容和方法常见焊接缺陷八、焊接接头质量检验的内容和方法93焊接缺陷八、焊接接头质量检验的内容和方法焊接缺陷八、焊接接头质量检验的内容和方法94九、焊接接头的非破坏性试验方法

外观检查焊缝的外形尺寸合不合格有无焊缝外气孔、咬边、满溢及焊接裂纹等表面缺陷表面及近表面缺陷的检查渗透探伤着色法荧光法磁粉探伤涡流检测九、焊接接头的非破坏性试验方法外观检查95内部缺陷的检查射线探伤X射线γ射线高能射线超声波探伤九、焊接接头的非破坏性试验方法内部缺陷的检查九、焊接接头的非破坏性试验方法96压力容器焊接接头强度试验水压试验气压试验致密性检查（泄漏试验）气密性试验氨渗漏试验煤油渗漏试验硬度检验九、焊接接头的非破坏性试验方法压力容器焊接接头强度试验九、焊接接头的非破坏性试验方法97十、焊接接头的破坏性试验方法

力学性能试验拉伸试验弯曲试验冲击试验硬度试验金相检验宏观分析微观分析化学分析晶间腐蚀试验十、焊接接头的破坏性试验方法力学性能试验98二、常用焊接方法及特点1、手工电弧焊（SMAW）2、埋弧焊（SAW）3、钨极气体保护焊（GTAW）4、熔化极气体保护焊（GMAW）5、药芯焊丝电弧焊（FCAW）6、等离子弧焊（PAW）7、电渣焊（ESW）二、常用焊接方法及特点1、手工电弧焊（SMAW）99三、焊接材料按JB/T4709选用焊材。1、焊条：GB/T983《不锈钢焊条》、GB/T5177《碳钢焊条》；2、焊丝3、焊剂4、保护气体三、焊接材料按JB/T4709选用焊材。100四、压力容器焊接设计焊接设计是压力容器设计的一个重要组成部分，包括：钢材、焊接方法、焊接材料、焊接坡口、焊接接头形式、预热、层间温度、后热、焊后热处理以及检验、检测等；压力容器焊接设计的原则：

1、选用焊接性能良好的材料；

2、尽量减少焊接工作量；

3、合理分布焊缝；

4、焊接施工及焊接检验方便；

5、有利于生产组织和管理。四、压力容器焊接设计焊接设计是压力容器设计的一个重要组成部分101四、压力容器焊接设计1、焊接方法选用：质量可靠、生产效率高、成本低；2、焊接材料选用：焊缝金属力学性能应高于或等于相应母材标准规定值下限；依据JB/T4709选用；3、焊接坡口设计：

GB/T985-88《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》

GB/T986-88《埋弧焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》

HG20583-98《钢制化工容器结构设计规定》

GB150、GB151、封头、管法兰、容器法兰、吊耳、容器支座等标准规定的焊接坡口；四、压力容器焊接设计1、焊接方法选用：质量可靠、生产效率高、102四、压力容器焊接设计4、焊接接头设计：压力容器结构设计时应遵循的原则

(1)保证接头满足使用要求；

(2)施焊、无损检测操作容易，焊接应力小，变形小；

(3)接头加工容易，经济性好；

(4)焊接接头设计应符合焊接接头系数规定。5、预热、层间温度和后热预热可以降低焊接接头冷却速度，防止母材和热影响区产生裂纹，降低焊接区的残余应力；但会恶化劳动条件，要认真对待。后热的目的是加快焊接接头中氢的逸出，是防止冷裂纹的有效措施。后热温度与钢材有关，并应在焊后立即进行。四、压力容器焊接设计4、焊接接头设计：压力容器结构设计时应遵103五、有关标准对焊接的要求1、组成压力容器的不同材料、不同形状的零部件，主要是靠焊接方法装配的，与母材相比焊接接头是压力容器壳体的薄弱环节，因此标准规范对焊接给予极大的关注，提出了多方面的技术要求。主要包括如下几方面：

(a)焊接试板接头的力学性能－－产品焊接试板

(b)焊接接头的外观与形状尺寸偏差

(c)焊接缺陷五、有关标准对焊接的要求1、组成压力容器的不同材料、不同形状104五、有关标准对焊接的要求2、产品焊接试板2.1、按台制备产品焊接试板的条件容器的设计温度：设计温度低于或等于-20℃；容器的材料：Rm＞540MPa钢和Cr-Mo低合金钢工作介质：盛装毒性为极度或高度危害介质2.2、以批代台制备试板的条件对于Q235-B、Q235-C、20R、16MnR以及不锈钢等材料制造的容器，不要求按台制备试板。注*五、有关标准对焊接的要求2、产品焊接试板105五、有关标准对焊接的要求2.3制备产品试板的要求试板对产品焊接接头的代表性，应真实、可信；措施：对试板用材、焊工、施焊条件、焊接工艺、热处理、试板所处部位进行严格规定。2.4产品试板的检验与评定按JB4744-2000《钢制压力容器产品焊接试板的力学性能检验》进行。2.5产品试板检验不合格的处理五、有关标准对焊接的要求2.3制备产品试板的要求106五、有关标准对焊接的要求3、焊缝外观3.1、对口错边：A：≤1/4δe，且≤3mm；

B：≤1/4δe，且≤5mm；注*3.2、棱角度：≤(δe/10+2)mm，且≤5mm；3.3、不等厚板材对接：削薄处理注*3.4、焊缝余高：3.4.1、作用：保温、缓冷与正火作用，焊接工艺的需要；3.4.2、危害：筒体表面外形突变，产生附加弯矩，造成较高的局部应力集中，形成裂纹源，缩短容器疲劳寿命；3.4.3、要求：标准（JB4732）规定，凡需疲劳分析设计的容器均应将余高去除，焊缝与母材表面保持齐平。五、有关标准对焊接的要求3、焊缝外观107五、有关标准对焊接的要求3.5、咬边3.5.1、危害：微小区域形状突变，应力集中；介质在咬边内形成死区，浓度上升，出发局部腐蚀；咬边在介质压力作用下易扩展，诱发裂纹；3.5.2、要求：不得有咬边：低温压力容器；用Rm＞540MPa钢材和Cr-Mo低合金钢制容器；采用不锈钢制造的容器；焊接接头系数取1的压力容器；允许存在一定量的咬边：GB150。

五、有关标准对焊接的要求3.5、咬边108压力容器无损检测技术要求压力容器无损检测技术要求109一、基本概念1、无损检测（NDT/NET）：是不损坏被检物的完整结构和使用性能的情况下，探测被检物内部和表面的宏观缺陷，并对其种类、形状、尺寸、取向和位置作出判断的工艺方法。2、主要目的：对原材料、零部件、产品各制造工序和产品最终外观、内在质量的检查；评价制造工艺的合理性，为制定和改进制造工艺工程提供依据；作为评定产品质量优劣等级的依据，提高产品在规定条件下工作的可靠性。3、执行标准：JB/T4730-2005《承压设备无损检测》。4、检测方法：五大常规检测方法：RT、UT、MT、PT、ET。5、适用缺陷：RT、UT主要用于检测内部缺陷；MT、ET检测表面和近表面缺陷；PT仅用于检测表面开口缺陷。一、基本概念1、无损检测（NDT/NET）：是不损坏被检物的110二、射线检测RT1、原理：利用强度均匀的ｘ和γ射线照射工件，使照相底片感光。2、主要特点：2.1、根据射线底片的缺陷图像，可以精确地判别在垂直与射线透照方向地二维平面地位置、尺寸和缺陷地种类，但缺陷在厚度方向自身高度和深度难以确定；2.2、对体积状缺陷（体积未焊透、气孔、夹渣、疏松、缩孔）检测灵敏度较高，对面状缺陷（细微裂纹、未熔合、面状未焊透）检测灵敏度较低；2.3、通过底片评价工件地质量记录直观、定性定量准确、重复性好、易于保存档案；2.4、射线对人体有伤害，防护设备投资高，操作危险；2.5、几乎适用于所有材料，碳钢、不锈钢、铜、铝、钛等；2.6、对被检工件的厚度下限没有限制。二、射线检测RT1、原理：利用强度均匀的ｘ和γ射线照射工件111二、射线检测RT3、焊缝质量评定等级：根据缺陷的性质和数量，分为四各等级：3.1、Ⅰ级：不允许存在裂纹、未熔合、未焊透和条状缺陷；3.2、Ⅱ级：不允许存在裂纹、未熔合、未焊透；3.3、Ⅲ级：不允许存在裂纹、未熔合、未焊透；3.4、Ⅳ级：焊缝缺陷超过Ⅲ级的为Ⅳ级，为不合格焊缝。4、级别划分依据：由缺陷引起的疲劳强度降低程度来确定。4.1、Ⅰ级焊缝对疲劳强度要求很高，核能、超高压或介质为极度和高度危害物质，应将焊缝余高磨平；4.2、Ⅱ级焊缝对疲劳强度有一定要求，高压、介质为有害物质和焊缝承受较大动、静载荷或有限次循环交变载荷，允许保留余高；4.3、Ⅲ级焊缝基本不考虑疲劳强度，低压、无害介质，允许保留余高。二、射线检测RT3、焊缝质量评定等级：根据缺陷的性质和数量112三、超声检测UT1、原理2、主要特点：2.1、缺陷检测灵敏度受缺陷反射面的影响很大，对面状缺陷（裂纹、板材分层）敏感，对体积状缺陷（气孔、夹渣）不灵敏；2.2、一般多数情况没有明确的记录、缺乏直观性；2.3、适用于金属板材、管材、锻件等，不适用于粗晶材料（奥氏体不锈钢）、形状复杂或表面粗糙的工件；2.4、操作简单，只要将探头放置在被检工件单面即可；2.5、可较好的确定缺陷在被检工件厚度方向的位置和缺陷自身的高度。三、超声检测UT1、原理113四、磁粉检测MT1、原理2、主要特点：2.1、对钢铁等强磁材料的表面和近表面缺陷的检出率高，但难以检测内部缺陷；2.2、不适用于奥氏体不锈钢等非磁性材料；2.3、能单位缺陷的位置和表面指示长度，但无法确定深度方向的尺寸；2.4、缺陷痕迹可以用透明胶带等复制和固定；2.5、对铁磁材料的灵敏度比渗透高。四、磁粉检测MT1、原理114五、渗透检测PT1、原理2、主要特点：2.1、适用于检测钢铁材料、有色金属材料、陶瓷、塑料等材料的表面开口缺陷；2.2、检测效果受工件表面光洁度影响较大；2.3、能确定缺陷的位置和表面指示长度，无法确定缺陷的深度；2.4、缺陷痕迹可以用透明胶带等复制和固定。3、操作基本程序：预清洗－施加渗透液－去除多余的渗透液－干燥－施加显像剂－观察及评定显示痕迹－后清洗。五、渗透检测PT1、原理115六、标准中对无损检测的要求1、压力容器制造全过程中的无损检测工作，可分为三个阶段：1.1、原材料的检测：发现材料中的超标缺陷，保证原材料的质量。钢板、锻件主要采用超声检测；1.2、制造过程中的无损检测：发现工序间的超标缺陷，保证后续工序的顺利实施。

JB4726~4728规定，去除超标缺陷后的表面进行渗透或磁粉检测，Ⅰ级合格，保证缺陷清除干净；

GB150规定，对Rm＞540MPa的钢材及Cr-Mo低合金钢用火焰切割加工坡口的表面，或容器的缺陷修磨表面进行渗透或磁粉检测，Ⅰ级合格。1.3、产品的无损检测：对产品及其受压元件焊接接头的无损检测，事压力容器制造检查的主要内容。六、标准中对无损检测的要求1、压力容器制造全过程中的无损检测116六、标准中对无损检测的要求2、A、B类焊接接头无损检测率的选择：检测率范围分为100%和局部两大类。2.1、100%进行射线或超声检测的条件：GB150按以下条件划分：2.1.1、厚度。δs＞30mm的碳素钢、16MnR；δs＞25mm的15MnNbR、20MnMo和奥氏体不锈钢；δs＞16mm的12CrMo、12CrMoR、15CrMo。因为：容器板厚大，意味着设计参数高、直径大、危险性大、成本高，应严格要求。2.1.2、材质。Rm＞540Mpa的高强钢、Cr-Mo钢（除12CrMo、12CrMoR、15CrMo）。因为：材料的可焊性差、韧性储备相对低，焊接时易产生缺陷、且缺陷在使用过程中易扩展，无论厚度多少都要100%检测。六、标准中对无损检测的要求2、A、B类焊接接头无损检测率的选117六、标准中对无损检测的要求2.1.3、安全性。进行气压试验、盛装毒性为极度或高度危害的容器。因为：这类容器一旦发生事故，其后果可能是灾难性的。2.1.4、结构。多层包扎容器内筒的Ａ类焊缝、热套压力容器各单层筒的Ａ类焊接接头。因为：产品制成后，焊缝被覆盖无法再进行检测。2.1.5、低温容器。设计温度低于-40℃或接头厚度大于25mm的低温容器。因为：防止容器在低温下发生脆性破坏。2.1.6、图样要求。以上5项是标准的要求，是针对多数产品的最低要求，设计者应根据实际情况提出需要的要求，这是设计者的全力，也是设计者的义务。六、标准中对无损检测的要求2.1.3、安全性。进行气压试验、118六、标准中对无损检测的要求2.2、进行局部射线或超声检测的条件：除需100%检测的容器，可进行局部检测。局部检测实际上是逐台抽检，目的在于保证产品基本质量的前提下，节约费用。局部检测的最小范围，不得少于各条焊接接头长度的20%，且不小于250mm；低温容器不得少于各条焊接接头长度的50%，且不小于250mm。2.3、允许局部检测的产品中应100%检测的部位：2.3.1、先拼板后成形的凸形封头，在封头成形后进行100%检测；2.3.2、以开孔中心为圆心，以1.5倍开孔直径为半径画圆，该圆中包含的Ａ、Ｂ类焊缝进行100%检测；2.3.3、被补强圈、支座垫板、内件覆盖的A、Ｂ类焊缝；2.3.4、嵌入式接管与筒体封头对接连接的焊接接头；公称直径不小于250mm的接管与长颈法兰、接管与接管焊缝。六、标准中对无损检测的要求2.2、进行局部射线或超声检测的条119六、标准中对无损检测的要求3、不同无损检测方法的相互复查压力容器壁厚≥38mm（或≤38mm，但大于20mm且使用材料抗拉强度规定值下限大于等于540MPa）时，其对接接头如采用射线检测，则每条焊缝还应附加局部超声检测；如采用超声检测，则每条焊缝还应附加局部射线检测。该规定不能一概而论，应对产品及其焊接接头具体分析，区别对待。应综合考虑经济性与安全性，而有些容器只能做某种无损检测，如奥氏体不锈钢焊接接头难以采用超声检测。4、正确执行局部检测4.1、局部检测是指每条Ａ、Ｂ类焊缝均要进行局部检测，不能用某条焊缝的检验结果来替代其他焊缝。原因：不同的焊缝的焊接操作位置、焊工等可能不同。六、标准中对无损检测的要求3、不同无损检测方法的相互复查120六、标准中对无损检测的要求4.2、抽检部位应选择焊缝交叉部位。原因：焊缝交叉部位的金属，经历了两次焊接过程，且受力状态复杂，易产生焊接缺陷。4.3、局部检测时如发现超标缺陷，应进行扩探，先为增加10%，如还不合格，则100%检测，但仅限于该条焊缝。原因：同4.1，即某条焊缝存在质量问题，并不意味着其他焊缝亦有问题。4.4、对局部无损检测焊接接头中未检测的部位，但仍要对其质量负责。六、标准中对无损检测的要求4.2、抽检部位应选择焊缝交叉部位121六、标准中对无损检测的要求5、表面无损检测的要求5.1、由于结构、规格尺寸等原因难以进行射线、超声检测的重要焊接接头，应进行磁粉或渗透检测。包括：堆焊层表面、复合钢复合层、公称直径小于250mm的接管对长颈法兰、接管对接管的焊缝等；5.2、对Rm＞540Mpa的高强钢、δs＞16mm的12CrMo、12CrMoR、15CrMo以及其他任意厚度的Cr-Mo钢低合金压力容器，其Ｃ、Ｄ类焊缝进行磁粉或渗透检测。5.3、制造工艺过程中的无损检测。六、标准中对无损检测的要求5、表面无损检测的要求122六、标准中对无损检测的要求6、设计对无损检测的特殊要求设计者首先应明确标准对无损检测的各项规定，其次应明白，标准仅是对各类产品通用的最低质量要求，他不一定满足所有的产品，尤其是安全性要求较高的特殊产品，因此，设计者的一各重要职责是根据压力容器的运行参数（压力、温度、介质特性）、采用的材质、结构、安全性等特殊要求，综合考虑经济性，提出标准中没有或比标准更为严格的要求，在图样中注明。主要分为以下几方面：增加无损检测的次数；增加无损检测的比率；提高无损检测的合格等级；提出无损检测的其他特殊要求。六、标准中对无损检测的要求6、设计对无损检测的特殊要求123压力容器热处理技术要求压力容器热处理技术要求124一、基本概念1、热处理是改善金属材料或其制品性能的重要工序。依据不同的目的，将材料或工件加热到规定的温度、保温、随后以不同的方式冷却，改变其金相组织，以获得所要求的性能。2、压力容器在制造过程中要经受热过程，如：热卷筒体、热冲压封头、焊后热处理、以及改善材料力学性能热处理等。3、热处理的种类很多、分类方法各不相同。压力容器行业依据目的不同，将常用的热处理分为四类：焊后热处理；恢复力学性能热处理；改善力学性能热处理；消氢热处理。一、基本概念1、热处理是改善金属材料或其制品性能的重要工序。125二、焊后热处理－消除应力热处理1、目的：改变焊接接头的组织和性能，降低残余应力。2、作用：松弛焊接残余应力，软化淬硬区，改变组织形态，减少氢含量，尤其是提高某些钢种的冲击韧性、改善力学性能。但是，如果温度过高、保温时间过长，反而使焊缝金属中碳化物聚集、粗化，或脱碳层厚度增加，造成力学性能、蠕变强度及缺口韧性下降。3、需进行焊后热处理的条件3.1、“通用条件”：材质：随着钢材强度级别的提高以及合金量的增加，焊接性变差，易产生焊接缺陷，淬硬倾向增加；厚度：厚度越大意味着焊缝越深，焊缝冷却后收缩的倾向越大，且刚性越大，抵抗局部收缩变形的能力越强，残余应力越高。预热温度：焊前预热降低焊缝与母材的温度梯度，降低残余应力。二、焊后热处理－消除应力热处理1、目的：改变焊接接头的组织和126二、焊后热处理3.2、“特殊条件”应力腐蚀容器：残余应力在特定的介质工况条件下会引起应力腐蚀开裂。注*盛装毒性为极度或高度危害介质的容器：万一发生事故，会造成灾难性后果。3.3、奥氏体不锈钢容器的焊后热处理奥氏体不锈钢经焊后热处理虽然可以降低残余应力，但焊后热处理不当时，会加剧晶间腐蚀或σ相析出造成脆化，焊后热处理对奥氏体不锈钢的安全使用性能的影响目前尚不清楚；对有抗应力腐蚀要求，或复合钢板基板要求一定要热处理时，应进行热处理，但应注意防止焊缝和母材中铬的碳化物Cr23C6析出和形成σ相，有效的办法是进行固溶处理。二、焊后热处理3.2、“特殊条件”127二、焊后热处理4、焊后热处理方法炉内整体热处理：优先选用；分段炉内热处理：重复加热的长度不小于1500mm；局部热处理：与炉内热处理有差距，有限制地使用；现场热处理：方法在国内已成熟，但受天气影响较大。5、热处理工艺升温速度；保温温度；保温时间；冷却速度。二、焊后热处理4、焊后热处理方法128三、恢复力学性能热处理1、目的：压力容器零部件的成形，如筒节的卷制、封头的冲压与旋压等，在其塑性变形时会产生加工硬化现象，加工硬化可通过热处理消除，恢复材料的力学性能。2、需进行恢复材料的力学性能热处理的条件加工硬化现象与相对变形量以及钢材种类有关，因此GB150以此两指标来划分。筒体厚度与筒体内径的比值，就是指相对变形量。碳素钢、16MnR由于强度低，塑性与韧性储备大，允许相对变形量比其他低合金可适当放宽。冷成形封头的变形量远大于筒体，一般要进行热处理。注*奥氏体不锈钢封头冷成形后可不进行热处理。3、方法：可采取消除应力退火或正火处理或正火加回火处理，一般是消除应力退火。三、恢复力学性能热处理1、目的：压力容器零部件的成形，如筒节129四、消氢处理－后热处理焊接时氢会溶入焊缝液态金属中，冷却后氢保留在焊缝中，使金属材料的塑性、韧性明显下降，对某些材料会产生裂纹（氢致延时裂纹），导致脆性破坏。焊接时氢可能来自于焊接材料吸收的水分。脆性破坏前容器的外观无任何可见的变形，其破坏具有突然性，且可能在低应力水平下发生，后果的危害性较大。氢导致焊接接头的开裂，往往是在焊后几小时或几天内发生。不是所有的材料都会产生氢致延时裂纹，与材料的强度级别和化学成分有关，一般是强度较高的低合金钢。焊缝中的氢可通过热处理使其扩散出来。需进行消氢处理的容器，如焊后立即进行焊后热处理，则可免做消氢处理。四、消氢处理－后热处理焊接时氢会溶入焊缝液态金属中，冷却后氢130五、改善材料力学性能热处理该相热处理多数在钢厂进行。当材料供货与使用的热处理状态一致时，则在整个制造过程中不得破坏供货时的热处理状态，否则应重新进行热处理。五、改善材料力学性能热处理该相热处理多数在钢厂进行。131概述1、焊接是压力容器制造的重要工序，焊接质量在很大程度上决定了压力容器的制造质量；2、影响焊接质量包含诸多方面内容：焊接接头尺寸偏差、焊缝外观、焊接缺陷、焊接应力与变形、以及焊接接头的使用性能等；3、容器产品的设计是获得性能优良的焊接接头的基础：焊接母材的、焊接坡口形式、焊接位置、焊材、无损检测、焊后热处理等的选择，直接关系到焊接质量。概述1、焊接是压力容器制造的重要工序，焊接质量在很大程度上决132一、压力容器焊接的基本概念1、焊缝形式与接头形式：从焊接角度看，容器是由母材和焊接接头组成的；焊缝是焊接接头的组成部分。焊缝有５种：对接焊缝、角焊缝、端接焊缝、塞焊缝和槽焊缝。焊接接头有12种：对接接头、Ｔ型接头、十字接头、搭接接头、角接接头等。2、焊缝区、熔合区和热影响区一、压力容器焊接的基本概念1、焊缝形式与接头形式：1333、焊接性能、焊接工艺评定和焊接工艺规程－－压力容器焊接的三个重要环节焊接性能是焊接工艺评定的基础，焊接工艺评定是焊接工艺规程的依据，焊接工艺规程是确保压力容器焊接质量的行动准则。3.1、焊接性能：材料对焊接加工的适应性和使用可靠性。3.2、焊接工艺因素：重要因素；补加因素；次要因素。3.3、焊接工艺评定：JB4708《钢制压力容器焊接工艺评定》JB/T4734《铝制焊接容器》JB/T4745《钛制焊接容器》3.4、焊接工艺规程：3、焊接性能、焊接工艺评定和焊接工艺规程134一、压力容器制造工艺简介1.压力容器筒体加工制造型式：一般有三种钢管（小直径）锻造（厚壁、超高压容器）卷焊2.压力容器封头加工制造型式：冲压锻造拼焊一、压力容器制造工艺简介1.压力容器筒体加工制造型式：一般有135一、压力容器焊接制造工艺简介3.压力容器制造的一般过程1)划线2)下料与坡口制备3)板料拼接4)筒节预弯、卷圆5)拼接焊缝的焊接6)筒节矫圆7)拼接焊缝的检验和无损检测8)封头、管板、法兰、换热管等制作9)容器总装一、压力容器焊接制造工艺简介3.压力容器制造的一般过程136二、压力容器制造连接材料的连接可分为两类：可拆式连接：螺纹联接、摩擦联接不可拆式连接：焊接、粘接、铆接二、压力容器制造连接材料的连接可分为两类：137二、压力容器制造连接1、粘结用胶粘剂把两个零件连接在一起，并使接合处有足够强度的连接工艺。粘接的的特点：①可用于多种不同形状的接头和各种不同材料（如各种金属、非金属以及金属与非金属）的连接。②可实现大面积连接。接头的应力分布较均匀，耐疲劳性能好。③接头的密封性能好，并具有耐腐蚀和绝缘等性能。④工艺简便，无焊接的高温，又无螺纹连接和铆接所需的多种机械紧固件（如螺钉、螺母、垫圈、销钉等），生产率高。粘接的不足之处：①粘接接头的强度不及焊接接头高。②接头的耐热性较低(一般在300℃以下)。③使用中胶粘层易发生老化，接头强度性能不稳定，影响结构使用寿命二、压力容器制造连接1、粘结138二、压力容器制造连接2、铆接采用铆钉将两个零件连接成一个整体的连接工艺。1)特点①一般不需对接头加热，可保持材料原有的组织和性能，无热应力和变形等问题。②可以对同种材料或导种材料进行连接。2)铆接的缺点①铆接通常要加垫板，铆钉等附件，增加结构自重和钻孔、加工等工序；②接头处截面增加，易形成较大的应力集中；③较难实现接头的密封性连接。二、压力容器制造连接2、铆接139二、压力容器制造连接

3、螺纹连接用螺纹压紧力将分离的零件连接成一个整体的方法特点①具有可拆御性②连接强度根据需要可在较大范围内调整。螺纹连接是各种机械、仪器、仪表中应用最广泛的可拆卸连接方法。

二、压力容器制造连接3、螺纹连接140二、压力容器制造连接4、焊接焊接是利用加热或加压或二者并用的方法，将两种或两种以上的同种或异种材料，通过原子或分子之间的结合和扩散连接成一体的工艺过程。特点：焊接结构产品的质量轻，生产成本低。整体性好，具有良好的气密性、水密性投资少、见效快适用于几何尺寸大而材料较分散的制品简化金属结构的加工工艺，缩短加工周期二、压力容器制造连接4、焊接141二、压力容器制造连接不足：①结构无可拆性。②焊接时局部加热，焊接接头的组织和性能与母材相比发生变化，产生焊接残余应力和焊接变形。③焊接缺陷的隐蔽性，易导致焊接结构的意外破坏。二、压力容器制造连接不足：142三、压力容器焊接知识金属焊接的本质原子之间距离（晶格）非常小→形成了牢固的结合力→固态金属保持固定的形状→施加足够的外力→破坏原子间结合→变形或分离成两块的金属焊接的困难