工程金属管道及压力容器的焊接培训教材

工程金属管道及压力容器的焊接培训教材第1页/共130页2

一.石油化工常用金属材料的基本知识（一）碳钢的分类、牌号与性能1、碳钢的分类1）按钢中含碳量的多少，碳钢分为下面三种。（1）低碳钢：含碳量小于0.3%，是钢中强度较低、塑性最好的一类。冷冲压及焊接性能均好，适于制作焊制的化工容器及负荷不大的机械零件。（2）中碳钢：含碳量在（0.3～0.6）%之间，钢的强度与塑性适中，可用适当的热处理获得优良的综合机械性能，适于制作轴、齿轮、高压设备顶盖等重要零件。第2页/共130页3（3）高碳钢：含碳在0.6%以上，钢的强度及硬度均较高，塑性较差，用来制作弹簧、钢丝绳等。2）按钢的质量划分碳钢有普通的和优质的两种。“普通”与“优质”的主要区别是有害杂质硫（引起钢的热脆）和磷（引起钢的冷脆）的控制松严程度不同，钢材出厂时检验项目和保证条件不同。2、碳钢的牌号1）碳素结构钢（GB700-88）这类钢属普通碳素钢，共有五个钢号（不包括质量等级与脱氧程度）。其中用于化工设备的最主要的是Q235-A，Q235-B。第3页/共130页42）优质碳素结构钢（GB699-88）这类钢共有31个钢号，分两类，一类为普通含锰量的碳钢，另一类是较高含锰量的碳钢。需要注意的是不要把较高含锰量的碳钢[含锰量（0.7～1.0）%]和常用的低合金钢16Mn[含锰量（1.2～1.6）%]混淆，15Mn是碳钢，16Mn是低合金钢。在以上31个钢号中用于化工设备的有10、20，用作紧固件的有35，用作轴、齿轮等传动零件的有45。3、碳钢的机械性能1）碳钢具有适中的强度和硬度、良好的塑性。2）碳钢的强度和塑性与钢的含碳量、热处理条件、零件尺寸及使用温度有关。增加钢中的含碳量，钢的强度、硬度提高，塑性下降。第4页/共130页53）温度升高时，钢的强度下降，塑性提高。4）经退火处理的碳钢硬度低、塑性好。（二）碳钢1、钢板1）制造压力容器用钢板的要求（1）必须用规定的钢板制造压力容器。（2）钢板必须按规定的限制条件使用。（3）制造压力容器所用的钢板必须有符合相应的国家标准、行业标准规定的内容齐全的质量证明书。第5页/共130页62）钢板的尺寸钢板的最大宽度为3m，其最大长度则随厚度和宽度的不同而不同，板越厚越宽，其最大长度越短，一般为5～12m。用于压力容器壳体的钢板最小厚度为3mm。2、钢管1）钢管的种类钢管分为有缝的焊接钢管和热轧或冷拔的无缝钢管两类。2）钢管的检验钢管在出厂前应进行规定的性能试验。拉力、压扁、扩口和水压试验等四项是所有的钢管标准都要求进行的。第6页/共130页73、锻件化工设备上的法兰，平板封头、整体锻体补强接管以及大尺寸的紧固件都可以使用锻件。1）Ⅰ级锻件只检验硬度；2）Ⅱ级锻件需检验σb、σs、δ5、αk和HB五项机械性能；3）Ⅲ级锻件除检验五项机械性能外，还需逐件作超声波探伤，抽验非金属夹杂物和晶粒度，必要时（主要是对合金钢锻件）还应作磁粉或着色检查表面有无裂纹；4）Ⅳ级锻件只有在大批量生产时才能显示出它与Ⅱ级锻件的区别，因大批量生产的Ⅱ级锻件除超声波探伤外，其他检验项目的是抽验，第7页/共130页8（三）铸铁1、从化学成分上看，铸铁中碳与硅的含量均高于钢，硫磷等杂质的控制也比钢要松。一般组成如下：2～4.5%C；0.5～3.5%Si；0.5～1.5%Mn；0.1～1.0%P；S<0.15%。2、从组织结构上看，铸铁是由钢的基体（金属基体）与散布在其中的（非金属）石墨所组成。3、铸铁的性能，尤其是抗拉强度、塑性等主要是由金属基体的组织以及非金属石墨的形状、大小和分布情况来规定。4、按照石墨化程度的大小，铸铁的金属基本可以是铁素体、铁素体+珠光体、或完全的珠光体。第8页/共130页95、铸铁可分为：1）灰口铸铁2）球墨铸铁3）耐蚀铸铁4）其他铸铁第9页/共130页10（四）合金钢1、低合金钢1）合金元素与钢号低合金钢中熔合的合金元素主要是锰（Mn）、钒（V）、铌（Nb），氮（N）、铬（Cr）、钼（Mo）等，其含量大多在1%以下，只有少数低合金钢，其合金元素含量可达（2～5）%。2）分类与应用根据国家标准，低合金钢又分成两类：低合金结构钢（GB1519）和合金结构钢（GB3077）。第10页/共130页112、高合金钢化工设备中使用的高合金钢主要是指不锈钢和耐热钢。1）不锈钢不锈钢是在空气、水及一些弱腐蚀介质中能抵抗腐蚀的合金钢。2）不锈钢中主要合金元素的影响不锈钢中的主要合金元素是铬、镍、钼、钛，由于它们之中铬、镍的含量较高，不但使合金具有优良的耐蚀性，而且会强烈地影响合金的组织。3）耐热钢提高钢的热安定性的途径是在钢中溶入铬、铝、硅等元素。第11页/共130页12长输管道钢材基本知识(一)管线钢基本知识1、管线钢概述管线钢分为优质非合金钢或特殊质量合金钢。管线钢钢板（板卷）的交货状态有：正火或变形正火、淬火加回火、形变热处理三种状态。形变正火是一种形变过程,在此过程中,最终形变在一定温度范围内完成,使材料状态与经正火处理后的性能相当,即使再经正火处理,力学性能的规定值保持不变。形变热处理也是一种形变过程，在此过程中，最终形变在一定温度第12页/共130页13

范围内完成，使得材料具有单独采用热处理无法达到或重复的某些性能，若随后加热至580℃以上会降低强度值。2、管线钢的合金化1）碳：随着对管线钢焊接性、低温韧性和成型要求的提高，钢中碳含量有降低的趋势。第13页/共130页142）锰：为保持钢的高强度，在降碳的同时以锰代碳，是管线钢合金化的有力手段。3）微合金化元素：一般而言，在钢中重量百分比为0.1%左右而对钢的微观组织和性能有显著或特殊影响的合金元素，称为微合金元素。在管线钢中，主要是指Nb、V、Ti等强烈碳化物形成元素。第14页/共130页15Nb、V、Ti的作用之一是阻止奥氏体晶粒长大,V、Ti的另一作用是在扎制钢板时延迟的再结晶。控轧过程中应变诱导沉淀析出的微合金碳、氮化物可通过质点钉扎晶界和亚晶界的作用而显著地阻止形变的再结晶，从而通过由未再结晶发生的相变而获得细小的相变组织。微合金化元素Nb、V、Ti除了上述细化晶粒的作用外，在轧制及轧后连续冷却过程中，还可通过正确地控制微合金碳、氮化物在中沉淀析出过程来达到沉淀强化的目的。第15页/共130页164）多元合金化早期的微合金化管线钢常常只含单一的微合金元素，如Mn—Nb钢，Mn—V钢，Mn—Ti钢等。(二)管线用钢管分类管线用钢管的分类，各国有各国的标准、规范。目前在国际上普遍得到公认的两个基础标准是：第16页/共130页171）APISPEC5L2）ISO3183(三)管线钢的分类管线钢的组织结构是决定其使用性能和安全服役的基础。按照组织形态可将管线钢分为：1、铁素体—珠光体钢2、少珠光体钢3、针状铁素体钢4、超低碳贝氏体钢5、低碳索氏体钢第17页/共130页18(四)管线用钢管长输管线上用的钢管主要有：1、电焊钢管2、直缝埋弧焊钢管3、螺旋埋弧焊钢管4、无缝钢管

第18页/共130页19(五)管线钢钢管选用原则管线钢钢管的选用针对性很强，具体原则是：根据使用要求，如输送介质条件，运行压力、环境温度、铺设方式等要求，确定管型、管径、钢级、壁厚；确定材质的化学成分、强韧等力学性能；确定腐蚀性能；确定可焊性。

第19页/共130页20并应满足以下几个方面要求：1、钢管的刚性

2、钢管的强韧性

3、钢管的耐蚀性4、钢管材料的可焊性

5、安全性6、经济性

第20页/共130页21二.焊接方法及设备、焊材等

主要内容:

国内外常用的管道及压力容器的焊接方法（一）电弧焊基本知识（二）焊接电源基础知识（三）气焊与气割（四）焊条电弧焊（五）焊材的选择问题（六）钨极氩弧焊第21页/共130页22（七）二氧化碳焊接(自动焊和半自动焊STT)（八）埋弧焊(自动焊)

(九)熔化极氩弧焊下面就以上内容一一进行介绍：第22页/共130页23（一）电弧焊基本知识焊接电弧的热特性：电弧分为弧柱区、阴极区和阳极区，阴极区和阳极区上有斑点，既阴极斑点和阳极斑点（电流密度大，温度高，发出光亮的点），各区温度分布情况如下：

1、弧柱区的温度最高，但热量大部分通过对流的形式流失了

2、阴极区的热量用于对阴极加热，这部分热量可用于加热填充材料或工件

3、阳极区的热量主要用于加热工件和焊材，阳极和阴极相比，阴极产热量相对较高第23页/共130页24熔化极电弧焊时，熔滴的过渡形式主要有：接触过渡、自由过渡及渣壁过渡，各种形式又有划分：1、接触过渡又分为：短路过渡（主要用于碱性焊条电弧焊及细丝气体保护电弧焊）、搭桥过渡（用于非熔化极气体保护焊）；2、自由过渡又分为：滴状过渡（弧压高，分为粗滴和细滴过渡，粗滴过渡飞溅大，细滴过渡适于CO2气体保护焊接和酸性焊条焊接和铝合金熔化极氩弧焊或大电流焊接或活性气体保护焊中）、喷射过渡（适于氩气或富氩气体焊接厚板）和爆炸过渡等；3、渣壁过渡出现在焊条电弧焊和埋弧焊中

第24页/共130页25焊接热循环1、焊接热循环的概念在焊接过程中热源沿着焊缝轨迹移动，在近焊缝区的任意一点，其温度由低到高，达到最高值以后，又由高到低的变化过程称为焊接热循环。2、焊接热循环的主要参数焊接热循环主要有：加热速度、加热最高温度、在相变温度以上停留的时间及冷却速度等四个参数。第25页/共130页26

3.焊接熔池的形状熔化焊接时，在热源的作用下，与焊条金属熔化的同时，被焊金属-母材也发生局部熔化。在母材上由熔化的焊条金属和母材组成的，有一定几何形状的液体金属叫焊接熔池。如不填加金属，则焊接熔池由完全熔化的母材组成。熔池形状不仅与热源移动状态有关，而且与焊接电流、电弧长度、焊接速度等焊接规范有密切的关系。熔池形状对焊缝质量的影响1）焊缝成形系数（B/H）B：熔宽H：熔深B/H越小，表示焊缝深而窄，意味着既保证焊缝的充分焊透，又使第26页/共130页27焊缝宽度方向无效加热区和热影响区的缩小。2）焊缝增高系数（B/a）a：焊缝增高对接焊缝的增高系数，一般希望控制在4～8以上。3）熔合比在填加金属的熔焊中，熔池金属由熔化了的母材和填充金属组成的，因此焊缝金属的化学成份由填充金属与母材的熔合比来决定。4.焊接熔池的冶金特点：1）熔池温度高，温度梯度大熔池的平均温度可达1770℃，熔滴温度可达1800℃～2400℃，而熔池周围却是冷金属。2）熔池体积小，反应速度快3）熔池在移动，熔池金属不断更新。第27页/共130页28焊接热过程与焊缝成形（一）焊接热源1、焊接热源的种类1）电弧热：利用气体介质导电、放电过程所产生的热能作为焊接热源，所有药皮焊条电弧焊、埋弧焊、气体保护焊等都是电弧热源，是目前应用最广泛的一种。2）化学热：利用可燃气体或铝、镁热剂燃烧时产生的热能作为热源，如氧乙炔气焊、铝热铸焊等。第28页/共130页293）电阻热：利用电流通过电阻较大的导体时产生的电阻热作为热源，如电阻焊、电渣焊等。4）摩擦热：由机械摩擦而产生的热能作为焊接热源，如摩擦焊。5）等离子弧：利用高度电离的等离子弧作为热源，此热源功率大，温度高，目前的等离子弧焊及切割就应用此热源。6）电子束：在真空中，利用高压、高速运动的电子流轰击金属局部表面，使动能转变为热能的焊接热源，即电子束焊。第29页/共130页307）激光束：通过受激辐射而使放射增强的光，经聚集产生能量高度集中的激光束作为热源，此热源最集中，用于焊接难熔、易氧化的金属。2、焊接线能量焊接线能量指单位长度焊缝上所得到的焊接热源能量，也称焊接热输入量，用以下式来表示：q=UI/v

式中q—焊接线能量，J/cm；

U—电弧电压，V；

I—焊接电流，A；

v—焊接速度，m/h。第30页/共130页31(二)气相与金属的作用焊接过程中，焊接区内充满大量气体，这些气体不断地与熔化金属发生冶金反应，从而影响焊缝金属的成份和性能。1、气体的来源1）来自焊接材料：一般为焊条药皮、陶质焊剂、药芯焊丝的造气剂。2）来自热源周围的气体介质，主要为空气。3）来自焊丝和母材表面的杂质，如油污、铁锈、油柒、吸附的水份等。4）来自高温蒸发产生的气体，如金属和熔渣的蒸气。第31页/共130页322.电弧区气体的组成电弧区气体是由CO、CO2、H2O、O2、H2、N2和它们分解的产物以及金属蒸气所组成的混合物，其中对焊缝影响最大的是H2

、N2、

O2。（三）熔渣与金属的作用焊接熔渣是在焊接时由焊条、药皮或焊剂的熔化而形成的金属和非金属的复杂盐类，熔渣在焊接过程中的作用有以下三种：1、机械保护作用把液态金属与空气隔离开，保护液态金属不被氧化和氮化，液态焊渣凝固后形成的渣壳覆盖在焊缝上，也可以防止处于高温的焊缝金属受空气的有害作用。第32页/共130页332、改善焊接工艺性能在熔渣中加入适当的物质可以使电弧容易引燃，并连续稳定燃烧，减少飞溅，保证焊缝成形良好。3、冶金处理作用熔渣和液态金属能够发生一系列物理、化学反应，从而对焊缝金属的成份发生很大影响，主要有脱氧、脱硫、脱磷、去氢等去除焊缝中的有害杂质，还可以向焊缝过渡所需的合金元素，使焊缝合金化。第33页/共130页34(四)焊缝中的夹杂种类及其危害1、氧化物：钢铁焊接时，氧化物夹杂成份主要是SiO2，其次是MnO、TiO2和Al2O3，一般以硅酸盐的形成存在，易引起焊缝形成热裂纹。2、氮化物：当焊缝保护不好或光焊丝焊接时，焊缝中有较多氮化物，对低碳钢和低合金钢、氮化物夹杂主要是Fe4N，以针状分布在晶粒上或贯穿晶粒的边界，Fe4N是一种脆硬化合物，它使焊缝硬度很高，塑性急剧下降。第34页/共130页353、硫化物：在钢中硫化物夹杂主要有两种形态：MnS和FeS，一般来讲MnS对钢的性能影响不大，而FeS在熔池结晶时沿晶粒周界析出，并与Fe和FeO形成低熔点的共晶，它是促使生成热裂纹的重要因素之一。4、焊缝中的气孔1）气孔的成因熔池在结晶过程中，由于某些气体来不及逸出就可能残存在焊缝中而形成气孔。2）气孔的类型焊缝中气孔的主要类型是氢气孔、氮气孔和CO气孔。第35页/共130页363）气孔的危害气孔是焊接生产中常遇到的缺陷，它削弱了焊缝有效工作面，降低了焊缝的致密性，还会带来应力集中，降低焊缝的强度和塑性。（五）焊接热影响区1、热影响区的范围在焊接热源的作用下，焊缝两侧发生组织性能变化的区域叫“热影响区”或称“近缝区”。2、近缝区组织转变的特点1）晶粒严重长大，甚至出现魏氏过热组织，它不仅影响焊接接头的塑性，同时也增大了产生热裂纹和冷裂纹的倾向。2）均质化程度差3）淬硬倾向大。第36页/共130页37（六）焊接时的裂纹1、裂纹的分类焊接裂纹按其产生的本质来看，大体可分四类：1）热裂纹2）再热裂纹3）冷裂纹4）层状撕裂2、裂纹的危害裂纹是焊接接头危害最大的缺陷之一，它往往成为焊接构件脆性断裂的根源。第37页/共130页38（七）焊接工艺参数对焊缝成形的影响：焊接工艺参数是指焊接时，为保证焊接质量而选定的诸物理量。（例如焊接电流、电压、焊接速度、热输入）的总称。焊缝的质量与焊缝的形状有很大的关系，理想的余高为零，重要结构的余高应磨成与母材平齐，重要的角焊应磨成凹形。重要的焊接工艺参数包括：焊接电流、焊接电压、焊接速度、焊丝直径、电流种类与极性等，具体影响如下：1、

焊接电流2、电弧电压3、焊接速度第38页/共130页394、电流种类和极性5、根据工件厚度、焊接位置、接头形式、焊接层数等进行选择。6、电极倾角7、热输入8、预热温度9、后热与焊后热处理

第39页/共130页40（二）焊接电源基础知识焊接：连接,即金属连接和非金属连接焊接方法分类：熔化焊、压力焊和钎焊对应不同的焊接方法，出现不同的焊接设备弧焊电源：为焊接电弧提供能量的一种装置。电焊机：供完成各种焊接工艺操作的专用设备。包括电源，控制箱，焊接小车，送丝机，焊炬等。第40页/共130页41焊接电弧:是在具有一定电压的两电极间或电极与母材间的气体介质中产生强烈而持久的放电现象。弧焊电源分类：1）交流弧焊电源2）直流弧焊电源3）脉冲弧焊电源4）逆变式弧焊电源第41页/共130页42弧焊电源控制的主要对象l）外特性曲线形状及其变换控制

2）动特性控制

3）焊接参数的预置、监控及其焊接过程中参数变换控制

4）实现“单旋钮”调节功能，即根据工件厚度、焊接材料等，同时对所需的电弧电压、电流（送丝速度），甚至电感量进行一元化调节。

第42页/共130页435）焊接电流（电压）的波形控制通过脉冲电流波形及其参数的控制，对电弧功率实现精确控制；熔滴过渡的波形控制等。6）对焊接工艺程序和焊接故障的控制如先通气后通电、引弧、电流的递增和衰减，以及焊接过程中可能产生的粘丝、灭弧、过电流等故障进行诊断和报警。第43页/共130页44各种焊接方法焊接电源的选择问题：

1、焊条电弧焊（下降外特性）酸性焊条：动铁式、动绕式或抽头式弧焊变压器（BX1-300BX3-300-1等）碱性焊条：直流弧焊整流器或直流弧焊发电机（ZXG-400ZX!-250等）,无弧焊整流器，可采用直流弧焊发电机，以上弧焊电源均应为下降外特性。第44页/共130页452、埋弧焊（下降外特性）等速送丝的较平缓的下降特性和变速送丝的陡降外特性，一般选用容量较大的弧焊变压器。如果产品质量要求较高，应采用弧焊整流器或矩形波交流弧焊电源。这些弧焊电源一般应具有下降外特性。3、TIG

（恒流特性或交流弧焊电源或矩形波）弧焊逆变器、弧焊整流器第45页/共130页464、CO2气保焊和熔化极氩弧焊

等速送丝的平特性和变速送丝的下降特性，可选弧焊整流器和弧焊逆变器

较高要求：脉冲弧焊电源

5、等离子弧焊（恒流）弧焊整流器或弧焊逆变器，6、脉冲弧焊脉冲弧焊电源或晶体管式脉冲弧焊电源第46页/共130页47(三）焊接材料的有关知识一、焊条

1、焊条的分类

1）按药皮成份可分为：不定型、氧化钛型、钛钙型、氧化铁型、低氢钾型、低氢钠型、纤维类型、石墨型、钛铁矿型、盐基型等

10大类。

2）按渣性质可分为：酸性焊条、碱性焊条两大类。

3）按焊条用途可分为：结构钢焊条、钼及钼合金焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、低温钢焊条、铸铁焊条、镍及镍合金焊条、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条和特殊用途焊条10大类。第47页/共130页484）按特殊性能分为：超低氢、低尘低毒、立向下、底层焊条，铁粉高效、抗潮、水下焊、重力焊、躺焊焊条等。2、焊条的选用原则1）焊接材料的力学性能和化学成份2）焊接的使用性能和工作条件3）焊件的结构特点和受力状态4）施工条件及设备5）合理的经济效益第48页/共130页49二、焊丝1、实心焊丝1）焊丝牌号的字母“H”表示实心焊丝，字母“H”后面的数字是碳的质量分数，化学元素后的数字表示该元素大致的质量分数值。2）手工埋弧焊选用焊丝较细，一般为φ1.6～2.4mm，自动埋弧焊一般使用φ3～6mm的焊丝，对熔化极气保焊，通常半自动多用

φ0.4～1.6mm，自动焊一般使用φ1.6～5mm。3）成份选择主要考虑冶金焊接性⑴焊缝金属应与母材力学性能或物理性能良好匹配，如耐磨性、耐蚀性。⑵焊缝应是致密的和无缺陷的。第49页/共130页502、药芯焊丝1）由字母EF组成，表示药芯焊丝，后面的数字表示焊接位置、药粉类型、最低抗拉强度和平均夏比冲击功的试验强度。2）按GB10045-88焊丝分类及其适用性分类⑴EF×1型药芯，其特点是电弧稳定、飞溅小、焊道成形美观，脱渣容易具有良好的工艺性能，适合全位置焊⑵EF×2型药芯只适合单道焊⑶EF×3为碱性渣系药芯焊丝，具有良好的韧性和抗裂性⑷EF×4、EF×5为自保护型药芯焊丝。

药芯焊丝分为：自保护和气保护两种。第50页/共130页51（四）气焊与气割内容：

气焊的适用范围；安全问题；气焊火焰及工艺参数的选择；气焊所用气体问题。第51页/共130页52

焊接有色金属、铸铁和不锈钢时，还应采用焊粉（熔剂），以消除覆盖在焊材及熔池表面上的难熔的氧化膜和其他杂质，形成渣保护熔池不被氧化，气焊主要用于焊接薄钢板、低熔点材料（有色金属及合金）、铸铁件、硬质合金刀具及磨损、报废零件的补焊、构件变形的火焰矫正等。第52页/共130页53

气割

气割是利用可燃气体与氧气混合燃烧的火焰热能将工件处预热到一定温度后，喷出高速切割氧流，使金属剧烈氧化并放出热量，利用切割氧流将熔化状态的金属氧化物吹掉，而实现切割的方法。金属的切割过程实际是铁在纯氧中的燃烧过程，而不是熔化过程，气割所用的可燃气体主要是乙炔、液化石油气和氢气。

气割过程是预热-燃烧-吹渣过程，可气割金属条件：

1、金属在氧气中是燃烧点应低于其熔点第53页/共130页542、气割时金属氧化物的熔点应低于金属的熔点3、金属在切割氧流中的燃烧应是放热反应4、金属的导热性不应太高5、金属中阻碍气割过程和提高钢的可淬性的杂质要小

第54页/共130页55气焊工艺参数

主要指焊丝牌号、直径、焊剂、火焰种类、火焰能率、焊炬型号和焊咀的号码、焊咀倾角和焊接速度等。焊丝直径常根据焊件厚度初步选择，试焊后再调整确定，在多层焊时，第一、二层应选用较细的焊丝，以后可用较粗的焊丝。火焰能率根据焊件的厚度、母材的熔点和导热性及焊缝的空间位置来选择。焊嘴倾斜角是焊嘴中心线与焊件平面之间的夹角，倾斜角大小主要由焊嘴的大小、焊件的厚度、母材的熔点和导热性及焊缝空间位置等因素综合决定，焊接工件厚度大、母材熔点较高或导热性好的金属材料，焊嘴的倾角要选小一些。第55页/共130页56气割工艺参数

气割工艺参数主要包括割炬型号和切割氧压力、气割速度、预热火焰能率、割嘴离工件表面的距离等。一般气割4mm以下厚的钢板，割嘴应后倾，气割较厚的板材，割嘴应垂直于工件。气焊气割所用可燃气体有乙炔、氢气、液化石油气等，所用的助燃气体是氧气。气割气焊的氧气瓶和氢气瓶属于压缩气瓶，乙炔瓶属于溶解气瓶，石油气瓶属于液化气瓶。氧气瓶表面为天蓝色，并用黑漆标明氧气字样，乙炔气瓶瓶体表第56页/共130页57面深绿色漆，并用红漆标明氢气。液化石油气瓶外表涂有银灰色，并标有液化石油气红色字样，二氧化碳气瓶外表涂黑色，标有黄色CO2字样。焊炬和割炬应符合JB/T6969和JB/T6970等标准的要求。气瓶发生爆炸的原因1．气瓶的材质、结构或制造工艺不符合安全要求2．保管和使用不善，受日光暴晒、明火、热辐射等作用，使瓶温过高，压力剧增，发生爆炸3．搬运时，气瓶从高处坠落、倾倒或滚动等，发生冲撞4．放气速度过快，气体迅速流经阀门时产生静电火花第57页/共130页585．气瓶上沾有油脂，送气时急剧氧化6．可燃气瓶发生漏气7．乙炔气瓶内多孔物质下沉，产生净空间，增压8．乙炔气瓶处于卧放状态或乙炔使用过量9．石油气瓶充灌过满，受热时压力过高等第58页/共130页59（五）焊条电弧焊内容：焊条电弧焊的使用范围，焊条的选择，焊接参数，焊接设备，焊接操作简介

利用电弧热进行焊接的方法，均称电弧焊，根据焊接材料的不同，将其分为熔化极电弧焊和非熔化极电弧焊，又由于电极动作的不同方法，将其分为手工焊（焊条电弧焊）和自动焊及半自动焊，除此之外还有很多分类方法。第59页/共130页60焊条电弧焊的焊接过程见下图：第60页/共130页61

凡电极的送进、前进和摆动等动作均有手工完成的,采用焊条的焊接,为焊条电弧焊。焊条电弧焊是最早应用的最基本的最简单的焊接方法，也是我国使用较多的焊接方法。它具有设备简单、成本底、操作方便灵活、便于掌握、维修方便、实用性强、应用广泛等特点它是以外部涂有涂料的焊条作为电极及填充金属，电弧是焊条端部和被焊工件表面之间燃烧。涂料在电弧作用下，一方面可以产生气体以保护电弧，另一方面可以产生熔渣覆盖在熔池表面，防止熔化第61页/共130页62金属与周围气体的相互作用。熔渣更重要的作用是向熔池填加合金元素，改善焊缝金属的性能，是发展最早，目前仍然应用最广的一种焊接方法。

焊条电弧焊时，焊条和焊件分别接至焊接电源的两个输出端上，分为正接和反接。它的焊接过程是焊条与工件接触，由于工件表面不平整，接触后，发生短路，接触点的电流密度非常大，产生大量的电阻热使焊件和焊材熔化，形成熔滴，在重力作用下进入熔池，冷却后形成焊缝，焊缝去除熔渣即焊缝。

第62页/共130页63

焊条电弧焊所用焊材是焊条，焊条由药皮和钢芯组成，药皮主要形成熔渣保护高温金属，药芯主要形成焊逢，药皮主要由造气剂、造渣剂、稳弧剂、脱氧剂、合金剂等组成，焊芯一般是一根专用焊丝。焊条电弧焊适合所有焊接位置，尤其适合焊接结构复杂，零件小，短焊缝和不规则焊缝和焊接，焊条电弧焊可焊厚度不大于60mm的碳钢、低合金钢、耐热钢、低温钢、不锈钢等多种材料。为提高手工电弧焊的效率，目前多采用铁粉焊条和立向下专用焊条。第63页/共130页64二．焊条电弧焊工艺1、焊缝形式焊条电弧焊用于结构工程的连接形式是复杂多样的。2、焊前准备焊条电弧焊时，首先根据焊件的厚度、结构形式及对产品的使用要求等来确定接头形式和坡口形式，选择坡口加工方法。第64页/共130页65①

焊接接头形式对接接头:是两工件端面相对平行的接头,是各种接头中最常采用的形式,原因是对接接头具有焊接应力集中程度小、变形小、力学性能好、使用性能好等优点，一般优先选择对接接头。开坡口的作用有两个：一是为了使电弧能深入到焊缝根部，保证第65页/共130页66根部焊透，便于清理熔渣，获得较好的焊缝成形；二是为了调节焊件和填充金属在焊缝中的熔合比（熔化的母材在焊缝中的比例）。角接接头：两焊件端面间构成大于30小于135夹角的接头，一般用于容器外焊。T形接头：一焊件端面与另一焊件端面构成直角或近似直角的接头。一般用于连接管、工字梁等。搭接接头：两焊件部分重叠构成的接头。一般用于板材连接。卷边连接：焊件端部预先卷边的接头，一般用于薄板。第66页/共130页67②

坡口准备焊接坡口的选择设计原则①保证焊接质量；②便于焊接施工；③坡口加工简单；④坡口面积尽量小，减小耗材、节省能源；⑤便于控制焊接变形。3．焊接参数的选择规范参数是焊条电弧焊获得高质量焊缝的首要条件，其主要参数有：焊条直径、焊接电流、焊接电压、焊接速度、焊接层数、焊第67页/共130页68条牌号、电源种类和极性等。规范参数的选择可以是多种组合，对于同样的焊件可选用不同的焊接规范，均能满足焊缝质量的要求。焊条直径的选择，主要考虑以下因素：a．

焊件厚度

厚度较大，应选择大直径焊条以提高生产率，但过粗会出现缺陷b．焊缝位置

平焊时的焊条直径比其他位置焊接的大些好，立焊位置焊条直径最好不超过5mm，仰焊、横焊位置不超4mm，否则，熔池过大，熔化的金属下淌，不利于焊缝成型第68页/共130页69c．焊接参数

为保证焊接质量常采用多层焊，较厚板采用多道焊，焊第一层时，应选小直径焊条，其他焊层尽量选较大直径焊条4.手工焊接焊条和设备选择：焊钳应导电性能好，重量轻，夹持焊条牢固，更换焊条方便等，焊接电源应有适当的空载电压，下降的外特性，适当的短路电流，理想的调节特性和良好的动特性。5．焊接技术焊条电弧焊的焊接过程有三步：引弧、运条、收尾均由手工完成。第69页/共130页70(六)钨极氩弧焊内容：特点，设备，保护气体，工艺钨极氩弧焊是气体保护焊中的一种,通常又叫做TIG焊(英文缩写),它的电极是用难熔金属W或W的合金如铈钨极,作成金属棒，导电而成电极，电极不熔化，故易于维持恒定的电弧长度，焊接过程稳定。通常都采用惰性气体（如氦气、氦气等）保护。

钨极氩弧焊分为手工焊和自动焊，焊接时，填充焊丝在W极前方添加。当焊接薄焊件时，一般不需要开坡口和加填充焊丝。为满足焊接0.8mm以下薄板的需要,并为适应新材料和新型结构和焊接要求,又出现了钨极脉冲氩弧焊,钨极氩弧点焊或在充氩的气室中焊等。第70页/共130页71

这是一种不熔化极气体保护电弧焊，是利用钨极与工件之间的电弧使金属熔化而形成焊缝。焊接中钨极不熔化，只起电极作用，同时电焊炬的喷嘴送进氩气或氦气起保护电弧和熔池作用，还可根据需要另外填加填充（焊丝）金属，国际上简称（TIG

焊）。

第71页/共130页72规范参数手工氩弧焊的主要参数是指电流种类、极性和电流大小。自动氩弧焊的规范参数还包括电弧电压、焊接送丝速度等。选择参数是根据被焊材料和他的厚度，参考现有的资料确定直径和形状，氩气的流量和喷嘴的孔径、焊接电流、电弧电压、电极外伸长度、焊接头形式和焊接速度等，再根据试焊结果调整有关参数，直至符合要求。第72页/共130页73为使气体保护效果好，在不影响焊缝成型的前提下，钨极轴线垂直于工件较好，但考虑到焊工操作性问题，一般为８０°－８５°较好。引弧后，将焊丝以与工件成１０°左右夹角（尽可能小）送入钨极前方的电弧中，而非熔池中，以免破坏气体的保护效果。有关气体保护问题最初，保护气体比较单一，如Ar、He、H2、N2、CO2等。后来发现加入一定量的另一种或两种气体后，可细化熔滴、减小飞溅、提高稳定性、改善熔深及提高电弧温度等方面获得满意效果。

第73页/共130页74(七)二氧化碳焊接内容：设备及焊丝；附加惰性气体保护熔化极电弧焊问题简介

CO2气体保护焊是一种先进的焊接方法，它具有焊接质量好，效率高、成本低、易于实现过程自动化等一系列的优点。特点如下：１．生产率高，电弧的穿透力强，熔深大，焊丝熔化率高于手工焊１－３倍。２．焊接成本低，来源广，价格低。３．能耗低CO2电弧能量集中，散热性好，故可采用大的电流密度高速焊接，并且其能耗低于手工焊接。第74页/共130页754．适用范围广，适用于各种焊接位置，和0.5mm以上板厚,焊薄板时,较气焊速度快,变形小。5．抗锈能力强，焊缝含氢量低，抗裂性好。是一种超低氢的焊接方法。6．不需清渣，明弧便于监控，利于机械化和自动化。7．保护效果较好由于气体密度较大，且受热膨胀后体积大，利于排除电源周围的空气。第75页/共130页76CO2气体保护焊的缺点是：1.相比手工焊接，成形粗糙，飞溅大，设备复杂；2.电弧气氛有较强的氧化性，须采用脱氧焊丝或其他脱氧措施才能得到合适是焊缝；3.抗风能力差，给室外作业带来一定的困难；4.弧光较强焊接时必须注意劳动保护。第76页/共130页77焊接过程见下图：第77页/共130页78CO2焊接用焊丝有实芯焊丝、药芯焊丝和活化处理焊丝（用Cr的盐类，涂于外表面或裹在焊丝内部以提高电子的发射能力，细化金属熔滴，减少飞溅，改善焊缝成型）。CO2气体保护焊适合进行电弧堆焊、电弧点焊、窄间隙焊接、补焊、电铆焊等，主要用于低碳钢和低合金高强钢，对于耐热钢和不锈钢，有增碳现象，故只用于对焊接性能要求不高的焊件。第78页/共130页79CO2气体保护焊的三大问题是：合金元素的烧损、CO气孔和飞溅问题。CO2气体的氧化性很强，10%的CO2气体相当与1%的O2的氧化性，CO2气体与反应区内物质发生反应的激烈程度取决于合金元素在焊接区的浓度和它们对氧的亲和力，其中Fe浓度最大，生成FeO，Si、Mn、C与氧的亲和力大，故与氧作用比较激烈，另外还有Al、Ti等。CO2电弧中，Ni、Cr、Mo过渡系数最高，烧损最少，Si、Mn的过渡系数则较低，Al、Ti、Nb等更低。第79页/共130页80CO2电弧焊时，溶入熔池的的FeO与C作用，产生CO气体，，受热膨胀而使熔滴爆破引起金属飞溅，即FeO是引起飞溅和气孔的主要原因。解决措施是采用脱氧和合金化。目前用Si和Mn联合焊丝脱氧，生成复合化合物MnOSiO2

，熔点只有１５４３K，密度较小，且能凝聚成大块，易浮出熔池，凝固后成为渣壳覆盖在焊缝表面．Si和Mn的含量适当，利于合金化和脱氧，Mn过多，冲击韧性下降，Si过多，会降低焊缝的抗热裂能力。焊丝中C低于０.１５％，原因是C与O的亲和力大于Fe,易于产生气孔、飞溅和裂纹，故降低C，焊缝强度靠Si和Mn祢补，严重时再加Cr、Mo、V等。第80页/共130页81对于气孔问题，常见的气孔有：CO、H2、N2。CO气孔可通过降C和除O，多出现在焊缝根部和表面，呈针尖状；H2气孔来自于铁锈和不纯的气体。N2气孔主要来自于大气和保护不好等。焊接用气的纯度，对焊接质量影响较大，其中主要的有害杂质是氮气和水分，水分危害较大，使焊缝出现气孔或塑性下降，焊接用气纯度要求99.5%以上。应用合格气体，气瓶使用前，可倒立1-2小时，使用时再放气2-3分钟，或采用干燥器、硅胶、硫酸铜干燥。气压降至980Kpa（10个工程大气压）时，不再使用。第81页/共130页82CO2焊接用焊丝，有实芯焊丝、药芯焊丝和活化处理焊丝（用Cr的盐类，涂于外表面或裹在焊丝内部以提高电子的发射能力，细化金属熔滴，减少飞溅，改善焊缝成型）二．焊接规范

CO2电弧焊时，常采用短路过渡和细颗粒过渡（自由飞落）两种熔滴过渡形式。1．短路过渡焊接

特点是电压低，电流小，适合于焊接薄板及进行全位置焊接。焊接薄板时，生产率高，变形小，且操作上易于掌握，规范小，劳动条件好。主要用于细丝，一般为直径0.6mm-1.4mm,随着直径的增大，飞溅增大，焊丝最大为1.6mm。第82页/共130页832．细颗粒过渡焊接特点是对于一定直径的焊丝，在电流增大到一定数值并配以适当的弧压后，焊丝金属熔滴可以较小尺寸自由飞落熔池，称为细颗粒过渡，此时电弧穿透力强，母材熔深大，适合于焊接中等厚度及大厚度的工件，采用粗焊丝，直径1.6mm和2.0mm用的最多,直径3.0mm第83页/共130页84焊丝的生产率高于埋弧焊,细焊丝因电阻热易使飞溅增大,故要求高。规范参数的选择,电流增大,弧压须相应提高,否则,电弧对熔池金属有冲刷作用,形成恶化,但弧压过高,飞溅增大。同样大的电流,随着焊丝直径的增加，电弧电压相应降低。优点是生产率高，成本低，质量可保证，只是飞溅大于短路过渡焊接，劳动条件差。此外，还有一种混合过渡，介于以上二者之间，电流电压均如此，适合中等厚度的工件焊接。第84页/共130页85三．减小飞溅的措施CO2电弧焊最大的缺点是飞溅问题。控制措施是正确选用焊接规范或加入Ar气、短路过渡焊接限制液桥暴断能量、采用低飞溅率焊丝。第85页/共130页86(八)埋弧焊(自动焊)内容：埋弧焊使用范围，焊接设备，焊接材料，操作简介

埋弧焊分为埋弧自动焊和半自动焊两种，目前半自动焊基本上不使用了。电弧焊的焊接过程一般包括引燃电弧、正常焊接和熄弧收尾三个阶段，自动焊时，焊丝送进和电弧沿着焊接方向移动都是自动的，（小车），小车上的装置有自动调节功能。自动电弧焊分为埋弧和明弧（气保护）两种，这里讲的是埋弧焊。埋弧焊的特点和应用

埋弧自动焊实质是一种电弧在颗粒状焊剂下燃烧是熔焊方法，所用的材料有焊丝和焊剂。第86页/共130页87

埋弧焊是以连续送进的焊丝作为电极和填充金属。焊接时，在焊接区的上面覆盖一层颗粒状焊剂，电弧在焊剂层下燃烧，将焊丝端部和局部母材熔化，形成焊缝。埋弧焊可以采用较大焊接电流，其最大优点是焊接速度高，焊缝质量好，特别适合于焊接大型工件的直缝和环缝。与手工电弧焊相比，埋弧焊的特点是：焊接生产率高（电流大，一次可焊透14mm以下不开坡口的钢板），焊接质量好（电弧埋在焊剂底下，受外界影响小），改善焊工的劳动条件，但焊剂是粉末状的，故一般只适用于水平焊，另外，焊接设备复杂，装备要求高，第87页/共130页88故一般只适用于焊接环境好的情况，一般用于焊接低碳钢和合金钢中厚板的焊接，如钢管流水线生产等。

埋弧焊机分为等速送丝式和变速送丝式：

等速送丝式焊机的特点是：选定的焊丝送给速度不变，电弧长度变化时，依靠电弧的自身调节作用，相应改变焊丝熔化速度，以保持电弧长度不变。

变速送丝焊机的特点是：改变焊丝送给速度来消除对弧长的干扰，电弧长度变化时，靠弧压的自动调节作用，改变焊丝送给速度，以保持弧长的不变。第88页/共130页89

埋弧焊的焊接过程是：焊剂从漏斗流出，均匀堆敷在装配好的焊件上，焊丝由送丝机构经送丝滚轮和导电嘴送入焊接电弧区。电源两端分别接在导电嘴和焊件上，送丝机构、焊丝、漏斗及控制盘通常都装在一台小车上以使电弧移动，操作控制盘上的按钮开关，可实现自动控制。埋弧焊的电弧掩盖在颗粒状焊剂下面，当焊丝和焊件间引燃电弧，则热使焊件、焊丝和焊剂熔化，部分蒸发形成一气泡，电弧就在其中，气泡又被一层烧化了的焊剂（熔渣）所构成的外膜保围，使电弧和熔池得到保护，弧光不再散射出来。

第89页/共130页90焊接过程见下图：第90页/共130页91埋弧焊的主要优点有：

1．生产率高

一方面是焊丝导电长度缩短，电流和电流密度提高，电弧熔深和熔敷效率大大提高，另一方面是焊剂和熔渣的隔热作用，电弧基本上没有热辐射和散失，飞溅小，热效率大大提高，焊速大大提高。2．焊接质量高

因保护效果好，焊缝化学成分稳定，冶金反应充分，电弧区主要成分是CO，而CO几乎不熔于金属。另外，焊接参数可通过自动调节保持稳定，焊缝成分稳定，机械性能比较好。3.

劳动条件好第91页/共130页92埋弧焊的缺点是：１．只适合于水平焊２．焊剂成分变化小，无法焊AL、Ti等活性高的金属及其合金３．只适合于长焊缝和厚板的焊接（电流大，否则，电弧稳定性差）埋弧焊的焊接工艺１．焊丝：与焊条电弧焊所用的钢芯同属一个国家标准，即焊接用钢丝。直径一般为1.6mm-6.0mm，使用前查明牌号并清理干净再用。第92页/共130页93２．焊剂：对焊剂的基本要求是，保证电弧的稳定燃烧，S、P含量低，对锈、油及其他杂质敏感性要小，以保证无裂纹和气孔等，焊剂要有合适的熔点，熔渣粘度要合适，以保证焊缝成形良好，焊后要有良好的脱渣性，焊剂在焊接过程中不应析出有害气体，焊剂吸湿性要小，粒度合适，焊剂颗粒要有足够的强度，以保证多次利用。第93页/共130页94３．焊丝和焊剂的选配低碳钢可选用高锰和高硅的焊剂配合H08MnA焊丝，低合金高强钢，可选用中Mn和中Si或低Mn和中Si焊剂，配低合金高强钢焊丝，耐热钢、低锰钢、耐蚀钢焊接选中Si或低Si焊剂配相应的合金钢焊丝。焊丝选择考虑强度和化学成分因素。４．焊前准备：可使用大电流工作，故板厚小于14mm的钢板可不开坡口，焊件为14-22mm时，一般开V型坡口，厚度为22-50mm时，第94页/共130页95可开X型坡口，对于重要件，可开U型坡口，以保焊透，但坡口加工难度加大。５．焊接电流：焊接电流增加，电弧吹力增强，熔深增大，焊丝熔化速度增加，余高增加。过大，易烧穿，过小，焊不透且电弧不稳定．６．电弧电压：增加电弧长度，弧压增加，熔宽显著增加，焊剂消耗增加，熔深和余高略有减小。一般弧压与焊接电流经工艺试验，选出合理的搭配值．７．焊接速度：焊接速度增大，开始时熔深增加，熔宽减小，速度达到一定程度时，二者均减小，焊速过大易产生未熔合。第95页/共130页96８．焊丝直径：同样大小的电流焊接时，小直径焊丝熔深大。但粗焊丝可载大电流．焊丝伸出长度一般为焊丝直径的８-15倍．９．工艺因素：焊丝一般垂直于工件焊接埋弧焊机1．埋弧焊机分类：按用途分为通用焊机和专用焊机，前者常用于对接、环缝和纵缝焊接。按送丝方式分等速送丝式和电弧电压调节式焊机，前者适于细丝或高电流密度情况，后者适于粗焊丝或低电流密度。第96页/共130页97按行走机构形式分为小车式、门架式、悬臂式三种，通用埋弧自动焊机都采用小车式行走机构,适宜于焊接各种平板对接、角接及内外环缝，如：MZ-100,MZ-1000。按焊丝数量分为单丝、双丝和多丝焊机。2．

结构特点埋弧焊机有：机械、电源和控制系统三个部分组成。第97页/共130页98(九)熔化极氩弧焊一．分类分为MIG和MAG，以Ar、氦气或Ar+He混合气体作为保护气，称MIG焊接；以Ar+O2、Ar+CO2或Ar+CO2+O2等混合气体作保护气焊接称为MAG焊接。以上电弧性质呈氩弧特性，有时通称MIG焊接。可自动焊和半自动焊。该焊接方法是利用连续送进的焊丝与工件之间燃烧的电弧作为热源，电焊炬喷嘴喷出的气体来保护电弧进行焊接的。熔化极气保焊的优点是可以方便地进行各种位置焊接，同时具有焊接速度快、熔敷率较高等优点。第98页/共130页99具体有：１．效率高２．电流可增大，焊接熔深大焊丝熔化速度快３．可焊接所有金属，尤其是特活性金属，飞溅少缺点是：１．要求对工件清理严格，否则，产生气孔

2．

抗风能力差

3．

焊接设备复杂应用范围很广，可焊接碳钢、低合金钢、不锈钢、耐热合金钢、铜及其合金及其他活性金属，厚度范围最薄可达1mm最厚不受限制。可应用于各位置焊接。不可焊接低熔点或低沸点的金属。第99页/共130页100焊接第100页/共130页101二．设备设备包括焊枪、电源、保护气体源和驱动焊丝机构，焊枪有冷却水装置，焊丝通过焊枪时，通过与导电嘴接触而带电输送电流，用控制系统供给和停止气体和冷却水、控制焊接电源的启动和停止以及送丝系统。焊枪通常为紫铜或锆铜，焊枪里还有气体通道和喷嘴，可水冷或气冷（200A以下）。焊接电源一般采用直流反接，电弧稳定，熔滴过度平稳，飞溅小，焊缝成型好。直流正接时，焊丝的熔化速度比反接高，但很不稳定，很少应用。可用的直流弧焊发电机、硅整流焊机、可控硅焊机、晶体管整流焊机、逆变整流焊机等。第101页/共130页102通常不用交流，原因是：１．

由于冷却问题，电弧再引燃困难２．

交流电弧的整流作用，使电弧不稳定选用原则：１．

等速送丝焊机配用平外特性２．

变速送丝焊机配用陡降或垂直陡降外特性３．

亚射流过度焊Al，等速送丝焊机配陡降或垂直陡降外特性电源第102页/共130页103焊机的控制功能：１．

提前送气，滞后停气２．

焊接结束，先停丝，后断电３．

焊丝引弧和焊接４．可手动焊丝送给，焊接电流和电弧电压，焊接速度，保护气流量等三．焊接工艺可采用短路过度、射滴过渡、射流过度、脉冲过度等，过度形式据工件厚度、材质、形状等条件而定。焊接工艺参数如下：１.焊丝直径

小于1.6mm，为细丝，否则，为粗丝。焊丝可达6mm以上。焊丝直径不同，电弧形式和电流范围不同第103页/共130页104２.焊接电流

焊接电流随焊丝直径的增大而增加，D一定，焊接电流有一临界值以获得一定的熔滴过度形式，获得不同的电弧形式

3.电弧电压电弧电压与焊丝直径有关，D增加，弧长应随之增长。焊丝直径一定时，熔化极氩弧焊的静特性曲线是上升的，故为保持一定的弧长，弧压应随焊接电流的增加而增加，反之，降低。4.保护气体选择保护气体的原则是：焊件的材质、厚度、接头质量要求、焊接位置及所采用的焊接工艺等，如焊接活性金属，可用Ar

或Ar+He，焊接低碳钢、低合金钢和不锈钢，可选活性富氩气体（少量的二氧化碳或氧气），具体的应用情况见参考书。第104页/共130页105三.焊接检验一、压力容器的分类按照国家质量技术监督局1999年颁发的《压力容器安全技术监察规程》的规定，必须接受监督管理的压力容器是指，最高工作压力≥0.1MPa，内直径≥0.15m，且容积≥0.025m3，工作介质为气体，液化气体，或最高工作温度高于等于液体标准沸点的容器。

压力容器按工作压力分类压力容器按工作压力可分为高、中、低压和超高压四类。1）低压：0.1MPa≤P＜1.6MPa。第105页/共130页1062）中压：1.6MPa≤P＜10MPa。3）高压：10MPa≤P＜100MPa。4）超高压：P≥100MPa。第106页/共130页107二、对压力容器制造单位的要求1、压力容器制造（含现场组焊）单位应建立压力容器质量保证体系，编制压力容器质量保证手册，制定企业标准（包括管理制度、程序文件、作业指导书、通用工艺及特殊方法标准等），保证压力容器产品安全质量。2、企业法定代表人，必须对压力容器制造质量负责。压力容器总质量师（质量保证工程师）应由企业管理者代表或压力容器技术负责人担任，并应经培训考核后持证上岗。3、压力容器制造单位，应取得AR级或BR级的压力容器制造许可证。第107页/共130页108三、压力容器的组对、焊接要求1、焊接要求1）焊接压力容器的焊工，必须按照《锅炉压力容器焊工考试规则》

进行考试，取得焊工合格证后，才能在有效期间内担任合格项目范围内的焊接工作。2）焊工应按焊接工艺指导书或焊接工艺卡施焊，制造单位检查员应对实际的焊接工艺参数进行检查，并做好记录。3）压力容器产品施焊前，对受压元件之间的对接焊接接头和要求全焊透的T形焊接接头，受压元件与承载的非受压元件之间全焊透的T形或角形焊接接头，以及受压元件的耐腐蚀堆焊层都应进行焊接工艺评定。第108页/共130页1094）焊接工艺评定完成后，焊接工艺评定报告和焊接工艺指导书应经制造（组焊）单位焊接责任工程师审核，总工程师批准，并存入技术档案。5）焊接工艺指导书或焊接工艺卡，应发到有关部门和焊工。6）压力容器主要受压元件焊缝附近50mm处的指定部位，应打上焊工代号钢印。对无法打钢印的，应用简图记录焊工代号，并将简图列入产品质量证明书中提供给用户。2、组装要求1）不宜采用十字焊缝，相邻的两筒节间的纵缝和封头拼接焊缝与相邻筒节的纵缝应错开，其焊缝中心线之间的外圆弧长一般应大于筒体厚度的3倍，且不小于100mm。第109页/共130页1102）在压力容器上焊接的临时吊耳和拉筋的垫板等，应采用与压力容器壳体相同或在力学性能和焊接性能方面相似的材料，并用相适应的焊材及焊接工艺进行焊接。3）临时吊耳和拉筋的垫板割除后留下的焊疤必须打磨平滑，并应按图样规定进行渗透检测或磁粉检测，确保表面无裂纹等缺陷，打磨后的厚度不应小于该部位的设计厚度。4）不允许强力组装。5）受压元件之间或受压元件与非受压元件组装时的定位焊，若保留成为焊缝金属的一部分，则应按受压元件的焊缝要求施焊。第110页/共130页111四、压力容器的焊接方法1、压力容器的制造在压力容器的制造中，应用比较普遍的焊接方法有：埋弧焊，电渣焊，熔化极气体保护焊、钨极氩弧焊、等离子弧焊和焊条电弧焊等。其中最常用的有埋弧焊、熔化极气体保护焊和手工电弧焊。2、压力容器的现场组焊随着施工技术的不断发展，压力容器现场组焊除大型球罐的现场组焊外，大部分压力容器现场组焊是超限容器（超宽、超高、超长、超重）的现场组焊，现场对制造厂无法进行的一两条剩余焊缝焊接、探伤、热处理、试压后安装就位，所以一般焊缝为全位置，现场焊接的主要方法为手工电弧焊和药芯半自动气保焊。第111页/共130页112焊缝外观检验内容及要求一、压力容器焊接接头的表面质量要求如下1、形状、尺寸以及外观应符合技术标准和设计图样的规定。2、不得有表面裂纹、未焊透、未熔合、表面气孔、弧坑、未填满和肉眼可见的夹渣等缺陷，焊缝上的熔渣和两侧的飞溅物必须清除。3、焊缝与母材应圆滑过渡。4、焊缝的咬边要求如下：1）使用抗拉强度规定值下限大于等于540MPa的钢材及铬-钼低合金钢材制造的压力容器，奥氏体不锈钢、钛材和镍材制造的压力容器，低温压力容器，球形压力容器以及焊缝系数取1.0的压力容器，其焊缝表面不得有咬边。第112页/共130页1132）上述1）款以外的压力容器的焊缝表面的咬边深度不得大于0.5mm，咬边连续长度不得大于100mm，焊缝两侧咬边的总长不得超过该焊缝长的10％。5、角焊缝的焊脚高度，应附合技术标准和设计图样要求，外形应平缓过渡。二、现场设备，工业管道焊缝外观质量要求1、设计文件规定，焊缝系数为1的焊缝或规定进行100％射线照像检验或超声波检验的焊缝，其外观质量不得低于表中Ⅱ级。2、设计文件规定进行局部射线照像检验或超声波检验的焊缝，其外观质量不得低于表中Ⅲ级。第113页/共130页1143、不要求进行无损检验的焊缝，其外观质量不得低于下表中Ⅳ级。压力容器焊缝的无损检验1、无损检测人员应按照《锅炉压力容器无损检测人员资格考核规则》进行考核，取得资格证书，才能承担与资格证的种类、技术等级相应的无损检测工作。2、压力容器焊接接头，应先经外观检查合格后，才能进行无损检测。

有延迟裂纹倾向的材料应在焊接完成24小时后进行检测；有再热裂纹倾向的材料应在热处理后再增加一次无损检测。3、压力容器的对接焊接接头的无损检测比例，一般分为全部（100

％）和局部（大于等于20％）两种。对铁素体制低温容器，局部无损检测比例应大于50％。第114页/共130页1154、压力容器无损检测方法包括：射线、超声、磁粉、渗透和涡流检测等，应根据国标和有关标准规定选择检测方法和检测长度。5、压力容器焊接接头检测方法的选择要求1）压力容器壁厚小于等于38mm时，其对接接头应采用射线检测，由于结构等原因，不能采用射线检测时，允许采用可记录的超声检测。2）容器壁厚大于38mm（或小于38mm，但大于20mm，且材料抗拉强度规定值下限大于等于50MPa）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，局部检测比例为原检测比例的20％，附加检测应包括所有焊缝交叉部位。第115页/共130页1163）对有无损检测要求的角接接头，T形接头，不能进行射线或超声检测时，应做100％表面检测。4）铁磁性材料压力容器的表面检测应优先选用磁粉检测。5）有色金属制压力容器对接接头应尽量采用射线检