阀门制造中的焊接技术

阀门制造中的焊接技术第1页/共160页2一、焊接在阀门制造中的作用3、焊接阀门等。

焊接式闸阀焊接式双闸板闸阀焊接球阀第2页/共160页34、非常重要的生产环节

在新版的国家标准《通用阀门碳素钢铸件技术条件》（GB12229）增加了焊接工艺评定要求，并明确规定焊工资格考试标准“GB/T15169钢熔化焊和焊工资格考试方法”。ISO9000和CE认证都要求焊接工艺评定和焊工技能评定。阀门作为承压部件，其焊接质量必须严格控制，才能保证阀体的件整体质量。可见焊接的重要性。第3页/共160页4二、钢制阀门主体常用材料1、常用的碳素钢铸件和锻件材料材料状态国别标准号材料牌号铸件中国GB/T12229WCAWCBWCCZG205-415ZG250-485ZG275-485美国ASTMA216WCAWCBWCCUNSJ02502UNSJ03002UNSJ02503锻件中国GB/T6992525Mn3540美国ASTMA105第4页/共160页5

2、常用的奥氏体不锈钢铸件和锻件材料材料状态国别标准材料牌号适用温度℃备注铸件中国GB/T12230GB/T12230-89牌号GB/T12230-2005牌号1.适用温度范围参照HG2063管法兰技术条件2.GB12224-2005规定的适用温度如下：

CF3≤427℃CF3M≤454℃CF8、CF8M温度大于538℃时只能用

C≥0.04%的材料

CF8C≤538℃ZG00Cr18Ni10ZG03Cr18Ni10-196~425ZG0Cr18Ni9ZG08Cr18Ni9-196~700ZG0Cr18Ni9TiZG08Cr18Ni9TiZG1Cr18Ni9TiZG12Cr18Ni9TiZG0Cr18Ni12Mo2TiZG08Cr18Ni12Mo2TiZG1Cr18Ni12Mo2TiZG12Cr18Ni12Mo2TiCF3CF3-196~425CF3MCF3MCF8CF8-196~700CF8MCF8MCF8CCF8C美国ASTMA351ASTM牌号UNS编号适用温度℃适用温度范围参照ASMEB16.34CF3J92500≤425CF3MJ92800≤455CF8J92600≤816a.温度超过538℃时，仅当C≥0.04%时才使用b.CL150法兰端阀门适用温度≤538℃c.适用温度参照ASMEB16.34CF8MJ92900CF8CJ92710CG8MJ93000≤538CF10J92950≤816ASMEB16.34材料组中无此牌号，适用温度类比于CF8、CF8M得出供参考第5页/共160页6续表2

常用奥氏体不锈钢铸件、锻件材料

材料状态国别标准材料牌号适用温度℃备注锻件中国JB/T4728GB/T1220JB/T4728牌号GB/T1220牌号00Cr19Ni1000Cr19Ni10-196~42500Cr17Ni14Mo200Cr17Ni14Mo2-196~7000Cr18Ni90Cr18Ni90Cr18Ni10Ti0Cr18Ni10Ti0Cr18Ni11Nb1Cr18Ni9Ti1Cr18Ni9Ti0Cr17Ni12Mo20Cr17Ni12Mo20Cr18Ni12Mo2Ti1Cr18Ni12Mo2Ti美国ASTMA182ASTM牌号UNS编号适用温度℃a.F304、F316当温度超过538℃时，仅当C≥0.04%时才使用，且对于CL150法兰端阀门适用温度≤538℃b.适用温度参照ASMEB16.34F304S30400≤816F316S31600F304LS30403≤425F316LS31603≤450F321S32100≤528F347S34700F317S31700≤816温度超过538℃时仅当C≥0.04%才使用F304HS30409F316HS31609第6页/共160页73常用马氏体不锈钢铸件、锻件材料

材料状态国别标准材料牌号适用温度℃备注铸件中国GB/T2100ZG1Cr13-45~350按JIS8243许用应力表温度范围确定ZG2Cr13美国ASTMA217ASTM牌号UNS编号-29~649CA15J91150按ASME许用应力表确定ASTMA743CA40J91153棒材中国GB/T12201Cr13≤4502Cr13锻件美国ASTMA182ASTM牌号UNS编号适用温度℃F6aS41000-29~649按ASME许用应力表确定棒材ASTMA276410S41000420S42000第7页/共160页84常用奥氏体—铁素体双相不锈钢铸件、锻件材料

材料状态国别标准材料牌号适用温度℃备注铸件美国ASTMA995CD3MWCuNCD4MCu≤315ASTMA8904A锻件ASTMA182ASTM牌号UNS编号F51UNSS31803F53UNSS32750F55UNSS32760≤400第8页/共160页9表5常用铬-钼钢、铬钼钒钢铸件、锻件材料

材料状态国别标准材料牌号适用温度℃备注铸件中国JB/T9625ZG20CrMo≤510ZG20CrMoV≤540ZG15Cr1Mo1V≤570ZG1Cr5Mo≤550JB/T5263WC1≤468铸件回火温度不应低于595℃WC6≤593WC9铸件回火温度应不低于675℃C12A≤648铸件回火温度应不低于730℃美国ASTMA217ASTM牌号UNS编号适用温度℃CL150法兰端阀门适用温度≤538℃，其中WC1、WC6、WC9、C5、C12仅使用经正火和回火的材料。日本电力标准E101规定1.25Cr-0.5Mo(WC6)，2.25Cr-1Mo(WC9)最高使用温度为593℃，另WC6、WC9在高于566℃温度区域使用时要考虑发生过氧化作用即生成氧化皮的可能性。WC1≤468WC6J12072-29~648WC9J21890C5J42045C12J82090C12AJ84090第9页/共160页10锻件中国JB/T962615CrMo≤5501Cr5Mo≤57012Cr1MoV15Cr1Mo1V美国ASTMA182ASTM牌号UNS编号适用温度℃CL150法兰端阀门适用温度≤538℃，其中F11仅使用经正火和回火的材料F11Class1K11597-29~593F22Class1K21590F1K12822-29~468F5K41545-29~648F9K90941F91K90901F92K92460续表5常用铬-钼钢、铬钼钒钢铸件、锻件材料第10页/共160页116美国ASTMA标准规定的低温铸钢件和锻钢件材料牌号和适用温度类型CCC-MnC-Mo2.5NiC-Cr-Mo3.5Ni4.5Ni9NiCr-Ni-Mo铸钢牌号LCALCBLCCLC1LC2LC2-1LC3LC4LC9CA6NM适用温度℃-32-46-46-59-73-73-101-115-196-73锻钢牌号LF1LF2LF3LF5LF6LF9LF787适用温度℃-29-46-101-59-51-73-73第11页/共160页127国标规定的低温钢件和锻钢件材料牌号阀体、阀盖、阀座、启闭件、摇杆奥氏体不锈铸钢ZG0Cr18Ni9、ZG1Cr18Ni9GB/T12230ZG0Cr18Ni9Ti、ZG1Cr18Ni9Ti碳钢LCA、

LCBJB/T7248碳锰钢LCC镍钢LC2、LC3、LC4、LC9奥氏体不锈钢0Cr18Ni9、1Cr18Ni9GB/T1220第12页/共160页13阀门内件常用材质第13页/共160页14阀门密封面常用材质第14页/共160页15第15页/共160页16前表续第16页/共160页17三、阀门用材料的焊接技术1、金属焊接性与焊接性试验GB《焊接名词术语》中对焊接性的定义焊接性是指材料在限定的焊接施工条件下焊接成按规定设计要求的构件，并满足预定服役要求的能力。即材料对焊接加工的适应性和使用的可靠性。焊接性：工艺焊接性和使用焊接性。第17页/共160页18（1）工艺焊接性

是指在一定焊接工艺条件下，能否获得优质、无缺陷的焊接接头的能力。

（a）焊接裂纹敏感性试验，这是工艺焊接性试验的主体，包括：热裂纹试验、冷裂纹试验、层状撕裂试验、再热裂纹试验和应力腐蚀裂纹试验等。（b）焊接金相试验和硬度试验。（c）焊接接头无损捡测。第18页/共160页19（2）使用焊接性是指焊接接头或整体结构满足各种使用性能的程度，其中包括常规的力学性能、低温韧性、抗脆断性能、高温儒变、疲劳性能、持久强度.以及抗腐蚀性和耐磨性能等。总之必须满足不同使用条件下各种性能的要求。（a）悍缝及焊接接头力学性能试验。（b）焊接接头断裂韧性试验。（c）特殊要求试验，如高、低温强度试验等。第19页/共160页20(3)影响焊接性的因素

材料因素：化学成分、冶炼轧制状态、热处理条件、组织状态和力学性能等。设计因素：焊接结构和接头的形式、接口断面的过渡、焊缝的位置、焊缝的集中程度和应力的状态等。工艺因素：焊接方法(如焊条电弧焊、自动埋弧焊、气体保护焊、窄间隙焊等)、焊接工艺参数(如焊接热输入、焊接材料、预热、后热、焊接顺序等)等。服役条件因素：焊接结构的工作温度、受载类别(动载、静载、冲击、高速等)和工作环境(化工区、沿海及腐蚀介质等)。

第20页/共160页21焊接性的评定方法分类第21页/共160页222、焊接性试验方法两大类：直接试验方法和间接试验方法。焊接性的间接试验方法

(1)碳当量法把钢中各种化学成分对钢的强化或硬化的影响折算成碳的影响进行分析的方法。公式很多，其中应用比较多的有：第22页/共160页23国际焊接学会(IIW)推荐CEIIW日本工业标准(JIS)推荐(各公式要注意化学成分范围、强度范围)第23页/共160页24通过碳当量公式计算额数值预测焊接冷裂纹，数值越高，被焊材料的淬硬倾向越大，热影响区越容易产生冷裂纹。为了防止冷裂纹，可用碳当量数值的大小确定是否预热和采取其它工艺措施。例如板厚小于20mm,，CE11w<0.4%时，钢材的淬硬倾向不大，焊接性良好，不需预热。大于0.5%时，钢材易于淬硬，焊接时必须预热才能防止裂纹第24页/共160页25部分国产合金钢的碳当量第25页/共160页26(2)冷裂敏感指数法冷裂敏感性指数Pc、Pw、PH

、是由化学成分冷裂敏感性指数Pcm、敷金属含氢量[H]和扳厚δ或拘束度R共同确定的焊接性评定指标。其中第26页/共160页27（3）焊接冷裂纹临界冷却时间经验公式（4）焊接冷裂纹的临界应力经验公式（5）焊接热影响区最高硬度法（6）焊接热影响区连续冷却组织转变图SHCCT第27页/共160页28焊接性的直接试验方法

（1）T形接头焊接裂纹试验法该试验方法己制定国家标准(GB4675.3–84)，主要用于评价碳素钢和低合金钢角焊缝的热裂纹敏感性，也可以测定焊条及工艺参数对热裂纹的影响。第28页/共160页29试验焊缝S2的平均厚度应比拘束焊缝S1小第29页/共160页30(2)压板对接(FISCO)焊接裂纹试验法（GB4675.4-84）

主要用于评定碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢捍条及焊缝的热裂纹敏感性。第30页/共160页31第31页/共160页32主要用于厚度1－3mm的结构钢、不锈钢、高温合金、铝合金、镁合金和钛合金等TIG焊及焊条电弧焊薄板的热裂纹敏感性，也可测定焊条和焊丝的热裂纹倾向。（3）十字搭接裂纹试验法第32页/共160页33（4）斜Y形坡口焊接裂纹试验法

（GB4575.1-84）主要用于评价碳钢和低合金高强钢焊接热影响区内的冷裂纹敏感性，在工程上得到广泛地应用。第33页/共160页34焊后试件经48h后.对试件进行检查和解剖第34页/共160页35（5）刚性对接裂纹试验法(GB/T1119-96)主要用于测定焊缝的热裂纹和冷裂纹，也可以测定焊接热影响区的冷裂纹。第35页/共160页36试件焊后在室温下放置24h，先检查焊缝表面，然后从试验焊缝横切三块磨片(见图5-23)检查有无裂纹.一般以裂与不裂为评定标准，每种条件焊两块试件。第36页/共160页37使用焊接性的直接试验方法（1）焊接接头常规力学性能试验

a.取样方法GB2649—89第37页/共160页38第38页/共160页39b.焊接接头和焊缝金属的拉伸试验GB2651-89c.焊缝及熔敷金属拉仲试验GB2652-89d.焊接接头的弯曲试验GB2653-89e.焊接接头的冲击试验GB2650-89第39页/共160页401)转变温度法：

V形缺口冲击试验法金属材料随着温度降低，由韧性转变到脆性状态的温度称为脆性转变温度(tc)。将试样冷却到不同温度进行系列冲击试验，利用以下三种准则来确定脆性转变温度。

a.能量准则冲击吸收功AKV降低到20J(15ft-1b)或41J(30ft-1b),时的温度为脆性转变温度VTr15或VTr30。有的标准取对应最大冲击功一半时的温度作为脆性转变温度。（2）焊接接头抗脆断性能试验第40页/共160页41b断口准则金属脆性越大，则冲击试样的断口上晶粒状断面所占百分率越多，取其达到50%时的温度作为脆性转变温度VTrs。c)变形特征准则V形缺口试样断裂后其缺口根部横向相对收缩量达到3.8%时的温度取为脆性转变温度。第41页/共160页42GB680-386《铁素体钢无塑性转变温度落锤试验方法》焊接接头断裂韧度KIc的试验方法COD试验方法焊接接头菠劳与动载性能试验焊接接头抗腐蚀性能试脸焊接接头高温性能试验第42页/共160页432、焊接工艺评定

通过金属焊接性试验或根据有关焊接性能的技术资料，制定的产品的焊接工艺，为确保产品的质量，在正式焊接施工之前，必须进行焊接工艺评定。不仅如此，对于已经评定合格并在生产中应用的很成熟的工艺，若因某种原因需要改变一个或一个以上的焊接工艺参数，也需要重新进行焊接工艺评定。第43页/共160页44美国ASME《锅炉及压力容器规范》中的第IX篇“焊接及钎焊评定”工艺标准，在全世界有很大影内，已被许多国家所接受。我国也制定有一些焊接产品的焊接工艺评定标准，如JB4708—92《钢制压力容器焊接工艺定》JB4420一89《锅炉焊接工艺评定》。阀门一般参照《钢制压力容器焊接工艺评定》进行评定。第44页/共160页45（1）焊接工艺和焊接工艺评定的概念

a.焊接工艺焊接工艺是指制造焊件所有关的加工方法和实施要求，包括焊接准备、材料选用、焊接方法、焊接参数、操作要求等。b.焊接工艺评定是在产品焊接前，根据有关标准的规定，按照所拟定的焊接工艺，焊接试件、检验试样、测定焊接接头是否具有所要求的使用性能，从而验证所拟定的焊接工艺是否为正确的技术工作。第45页/共160页46焊接工艺的具体内容焊接准备：工件表面清理、检查装配间隙和坡口角度等选择焊接方法：手弧焊、埋弧焊、CO2气体保护焊、钨极氩弧焊等。选择焊接材料：焊条、焊剂、焊丝和保护气体等选择焊接设备：焊接方法选择电焊机及工艺装备等确定焊接顺序：先后焊接顺序，包括多层焊或多道焊时，包括各道焊缝的焊接厢序。确定焊接工艺参数：焊接电流、电弧电压、焊接速度和保护气体流量。确定焊前预热温度和焊后热处理工艺确定其它的技术措施：例如，是否采用焊条摆动、清根要求、层间清理方法等。第46页/共160页47（2）焊接工艺评定的目的1）验证所拟定的焊接工艺经过金属焊接性试验制定的工艺，没有经过实践检验，不是十分可靠的工艺。虽然也经过一系列试验，试验条件与实际的焊接条件存在一定差距，因此需要进行验证。只有通过焊接工艺评定试验的焊接工艺，在生产中能够保证焊接接头具有要求的使用性能。第47页/共160页482）评价施工单位的焊接生产能力焊接工艺评定标准明确规定：焊接工艺评定要由本单位操作技能熟练的焊接人员施焊，且在本单位进行；焊接工艺评定的试验条件必须与产品的实际生产条件相对应，或者符合替代规则；且所使用的焊接设备、仪器处于正常的工作状态。因此，焊接工艺评定在很大程度上能反映出施工单位所具有的施工条件和施工能力。焊接工艺评定不可以转让。第48页/共160页49（3）焊接工艺评定试验的特性

a.焊接工艺评定试验具有验证性，其目的是检验所拟定的焊接工艺是否正确。b.金属焊接性试验具有探索性．它或者是用以揭示金属在焊接时容易产生的问题，或者是用以制定焊接工艺。c.焊接工艺评定试验是在施工之前技术准备过程中进行的。d.焊接工艺评定只是回答焊接接头的使用性能是否符合设计要求、不解决消除应力、减少变形、防止焊接缺陷等问题。第49页/共160页50(3)焊接工艺评定的一般程序第50页/共160页511）编制焊接工艺指导书

（WPS-Weldingprocedurespecification）根据产品结构、图样和技术条件，通过金属焊接性试验或查阅有关焊接性能的技术资料，以及根据经验拟定焊接工艺，并编制出焊接工艺指导书(WPS)。原则上任何—个产品在采用新材料、新工艺或新结构焊接之前，均需做焊接性试验、但具体到某个产品、制造单位，是否一定要做焊接性试验，应根据具体情况而定。第51页/共160页52焊接工艺评定指导书内容①焊接工艺指导书的编号和日期；②相应的焊接工艺评定报告的编号；③焊接方法及自动化程度；④焊接接头形式、有无焊接衬垫及其材料牌号；⑤用筒图表明被焊工件的坡口、间隙、焊道分布和顺序；⑥母材的钢号、分类号；⑦母材、焊缝金属的厚度范围，以及管子的直径范围；⑧焊接材料的类型、规格以及标准号；第52页/共160页53⑨焊接位置、立焊的焊接方向；⑩焊接预热温度、最高层间温度和焊后热处理规范等；⑾每层焊缝的焊接方法、焊接材料的牌号和规格、焊接电流种类、极性和焊接电流范围、电弧电压范围、焊接速度范围、导电嘴至工件的距离、送丝速度范围、喷嘴尺寸及喷嘴与工件角度、保护气体、气体种类、保护气体的成分和流量；⑿施焊技术，例如有无摆动、摆动方法、清根方法、有无锤击等；⒀编制人和审批人的签字和日期，第53页/共160页542）施焊试件焊接工艺指导书审核、批准后准备试件、焊接材料和焊接设备等。试件的材质、焊接材料必须符合相应的标准；施焊的人员必须是本单位焊工，其操作技能必须熟练(不一定非持证不可)；要求焊接设备和仪表应处于正常工作状态。由焊工按照焊接工艺指导书规定的焊接工艺条件焊接试件。有焊后热处理要求时，焊后随即进行热处理。整个过程应有专人做好实验记录。第54页/共160页553）理化试验

理化试验室检测焊缝外观检验、无损检测、力学性能试验、金相试验等焊接工艺评定标准规定的项目。有标准的项目，要按照标准的有关规定进行检验。对试验结果要填写相应的试验报告。第55页/共160页564）编制焊接工艺评定报告焊接工艺评定报告(PQRweldingProcedureQualificationRecord)是按技术标准的规定，通过焊接试件和检验试样评定焊接工艺后，将焊接工艺因素和试验记录整理成的综合性报告。它是制定焊接工艺规程艺规程的依据。第56页/共160页57焊接工艺评定报告内容:焊接工艺评定报告编号和日期。相应的焊接工艺指导书的编号。焊接方法。焊接接头形式。工艺试件母材的钢号、分类号、厚度、直径质量证明书号和复验报告编号。焊接材料的牌号、类型、直径、质量证明书号。焊接位置。实际环境温度、相对湿度。第57页/共160页58预热温度、层间温度。焊后热处理温度和保温时间。每条焊道实际的焊接工艺参数和施焊技术。焊接接头外观和无损检测结果。焊接接头的拉伸、弯曲、冲击韧度的试验报告编号和金相试验报告编号，试验方法的标准和试验结果，角焊缝的断面宏观检验结果。焊接工艺评定的结论。焊工姓名和钢印号。试验人员和报告审批人的签字和日期第58页/共160页59JD4708—92标准推荐的

焊接工艺评定报告（PQR）实例第59页/共160页60第60页/共160页61第61页/共160页62美国ASME建议的PQR形式见word文件第62页/共160页63（1）必须评定焊缝的规定（JB4708—92标准规定）：受压元件焊缝。与受压元件相焊的焊缝。上述焊绘的定位焊缝。受压元件母材表面的堆焊补焊。3)焊接工艺评定的规则

改变焊接位置、变更母材厚度、钢号或焊接材料

牌号、降低预热温度、延长焊后热处理保温时间

等；是否重新进行焊接工艺评定，制定规则。第63页/共160页64（2）焊缝试件的焊接工艺适用有效范围利用焊缝试件按照有关标准评定合格的焊接工艺，不仅适合于具有相同厚度的工件母材和具有相同厚度的焊缝，而且适用于一定厚度范围内的其它工件母材和焊缝。第64页/共160页65对接焊缝试件评定合格的焊接工艺，也适用于不等厚的对接焊缝工件，但厚边和薄边母树的厚度都应在已评定的有效范围内。对接焊缝试件或角焊缝试件评定合格的焊接工艺用于工件的角焊缝时．工件厚度的有效范围不限。对于返修焊、补焊和打底焊．当试件母材厚度不小于40mm时，评定合格的焊接工艺所适用的工件母材厚度有效范围的最大值不限，最小值仍核表3—1、表3—2的规定；但当小于40mm时．有效范围仍按表3－1、表3—2和表3—3的规定。第65页/共160页66（3）焊接工艺因素的分类和替代规则

焊接工艺因素很多，如果每变动一个工艺因素，做一次焊接工艺评定，工作量很大，不必要的重复，规定了焊接工艺评定中可以替代的规则。按照对接头力学件能的影响进行分类按照这种分类方法，可以将焊接工艺因素分成三类。第66页/共160页67（a）重要因素

重要因素是指影响焊接接头抗拉强度和弯曲性能的焊接工艺因素，如焊接方法、焊接材料、母材

等。按规定，当变更其中任何一个重要因素而又超出替代范围时。都要重新评定焊接工艺评定。（b）补加因素补加因素是指影响焊接接头冲韧度的焊接工艺因素，如线能量，焊后热处理等。当焊接接头有冲击韧度要求时，变更任何一个补加因素时，都要重新评定焊接工艺，也可按变更补加因素以后的焊接工艺，增焊冲击韧度试件进行补充试验．以前的评定结果仍然有效。第67页/共160页68（c）次要因素次要因素是指对要求测定的力学性能无明显影响的焊接工艺因隶，如坡口形式、背面清根与否等。当焊接接头无冲击韧度性要求时，补加因素也变为次要因素。当变更次要因素时，不需要重新评定焊接工艺，但要重新编制焊接工艺指导书。第68页/共160页69a)焊接方法类主要焊接方法有：手弧焊、埋弧焊、熔化极气体保护焊、钨极气体保护焊、气焊和电渣焊。焊接方法对焊接接头的力学性能所产生的影响也不同，因此焊接方法是重要因素之一。当改变焊接方法时，需要重新评定。此外，当同一条焊缝使用两种或两种以上焊接方法(或焊接工艺)时，可按两种方法进行评定：（4）按焊接工艺内容和母材分类原则第69页/共160页70按每种焊接方法(或焊接工艺)分别进行评定；第70页/共160页71使用两种或两种以上焊接方法(或焊接工艺)焊接试件，进行组合评定。第71页/共160页72b)母材类不同的母材其化学成分、力学性能和焊接性能均有差异。母材的种类重要因索。当改变母材种类时．原则上都应重新评定。在一些钢种之间化学成分、力学性能和焊接性能很相近，也可以将这些钢合为同一类或同一组,在同类同组的母材中．只要其中一种评定合格即可，该焊接工艺就可以应用于同组别号的其它母材。第72页/共160页73JB4708—92母材的分类和分组。第73页/共160页74第74页/共160页75第75页/共160页76第76页/共160页77替代原则对于同组别号母材，一种母材评定合格的焊接工艺既可用于同组别号的其它同钢号母树组成的焊接接头．又可用于同组别号的任意二种钢号母材组成的焊接接头。组别号为Ⅵ-1的母材评定，适用于组别号为Ⅱ-1的母材。同类别号中高组别号母材的评定适用于该级别号母材与低组别号母材所组成的焊接接头；不同组别号的母材组成的焊接接头，其评定合格的焊接工艺，适用于其中一组别号的任意一种钢号的母材与另一组别号的任意一种钢号的母材所组成的焊接接头。第77页/共160页78例如组别号为Ⅲ-2的15MnMoV钢与组别号为Ⅱ-I的16Mn钢定合格的焊接工艺，就适用于组别号为Ⅲ-2的任意一种母材与组别号为Ⅱ-1的任意一种母材所组成的焊接接头。第78页/共160页79类别号Ⅱ、组别号为Ⅵ－1同钢号母材的评定，适用于该类别号或该组别号母材与类别号为I的母材所组成的焊接接头。例如:16MnR钢与16MnRC钢评定合格的焊接工艺，就适用于组别号为I-1的三种母材l6Mn、16MnR、16MnRC钢分别与类别号为I的母材所组成的焊接接头，第79页/共160页80对末列入表3-6，但已列入国家标准、行业标族的国内钢号，根据其化学成分、力学性能和焊接性能归入相应的类别、组别中，未列入国家标准、行业标准的钢号。应分别进行焊接工艺评定。对国外钢材，原则上按每个钢号进行焊接工艺评定。但如果同时符合以下条件，可以免做焊接工艺评定：对该钢号的钢材进行过化学成分分析、力学性能和焊接性能试验，并经本单位焊制受压元件的实践证明与表3－6中某钢号相当，而该钢号已进行过焊接工艺评定第80页/共160页81c)焊接接头类无论接头形式怎样，焊接工艺评定的试件，只分为对接焊缝试件、角焊缝试件和组合焊缝试件（管、板不分）。替代关系：板材对接焊试件经评定合格的焊接工艺，也适用于管材的对接焊续，反之亦可。板材角焊缝试件评定合格的焊接工艺，也适用于管与板的角焊缝，反之亦可。对接焊缝试件评定合格的焊接工艺，亦适用于角焊缝。第81页/共160页82第82页/共160页83e)预热类JB4708—92标准规定：当预热温度下限比评定合格值降低50℃以上时，要重新评定焊接工艺。焊缝有冲击韧度要求时，最高层间温度比评定合格值高50℃以上时．重新评定。第83页/共160页84填充材料类焊接位置教焊后热处理类气体类电特性类技术措施类第84页/共160页85第85页/共160页86第86页/共160页87第87页/共160页88第88页/共160页89第89页/共160页90第90页/共160页91第91页/共160页92第92页/共160页93（5）耐蚀层堆焊的要因素

当改变或增加焊接方法时重新评定。第93页/共160页94第94页/共160页95第95页/共160页963焊接工艺规程的制定

焊接工艺规程是一种经评定合格的书面焊接工艺文件，指导按法规要求焊制产品焊缝。具体地说用来指导焊工和焊接操作者施焊产品接头，以保证焊缝的质量符合法规的要求。第96页/共160页971）焊接工艺规程的内容

项目包括：焊接方法，母村金属牌号、规格，焊接材料的种类、牌号、规格，预热温度、层问温度和后热温度，焊接工艺参数，接头及坡口形式、焊接顺序，焊工持证正项目，操作技术和焊后检查方法及要求等。第97页/共160页982）编制依据设计施工图样及有关技术文件；执行的标准及规范；本企业现在的生产条件（包括设备资源）；焊接工艺评定报告；有关技术政策及本企业的目标；产品工艺方案。第98页/共160页993）编制的基本要求焊接工艺规程是直接指导现场生产操作的重要技术文件，应做到正确、完整、统一、清晰；尽可能采用先进工艺技术和经验；在保证产品质员的前提下，尽可能提高生产率和降低成本。必须考虑安全和工业卫生措施；应尽量设计典型工艺规程；各专业工艺应协调一致，不得相矛盾；所用的术语、符号、代号要符合相应标准规定；第99页/共160页1004）编制的内容方法根据自己的经验，设计符合本企业实际需要的格式，为便于焊工使用和保管，焊接工艺规程大多数选用表格的形式，编写时将表格填写清晰、完整即可。下表为例，介绍列表编制焊接工艺规程的内容方法。第100页/共160页101单位焊接工艺规程编号：焊接工艺评定编号：接头部位及编号焊工持证项目母材材质

规格接头简图焊接层次层－道数焊接方法焊接材料型号/牌号规格焊剂焊接位置焊接电流极性电流/A电弧电压焊接速度/(cm/min)第101页/共160页102焊接速度/(cm/min)预热温度层间温度后热钨极直径喷嘴直径脉冲频率保护气体成分气体流量正面反面焊接技术要求焊后检验编制审核批准日期日期日期续表第102页/共160页1034）焊接工艺评定试验应用实例1DN325×780-1.4分水器环缝焊接工艺的评定技术特性：工作压力1.3MPa，设计压力1.4MPa，工作温度95℃，设计温度95C，属于一类压力容器。结构如图324a所示．直径为325mm，简体780mm，壁厚8mm，材质为Q235A钢。环缝的坡口形式为Y形，如图3—24b所示”第103页/共160页104第104页/共160页105拟定的环缝焊接工艺：焊接方法采用手弧焊。焊接材料为E4303型焊条，其规格为Φ2.5mm、Φ3.2mm、Φ4.0mm。焊接位置为平焊，从左向右施焊。焊接接头如图3-24b所示，依次焊4层。技术措施：a．焊条摆动，摆动为o.5个-2个焊条直径。b．焊前除锈、脱脂。c．焊条焊前烘干150℃一200℃X（lh一2h）。d．环境温度5℃一25℃，相对湿度60％一80％。第105页/共160页106采用交流焊接。第一层焊条规格为Φ2.5mm．焊接电流70A一80A，电弧电压15V一17V，焊接速度（3一4）cm／min。第二层焊条规格为Φ3.2mm，焊接电流120A—130A，电弧电压21V一23V，焊接速度(18-19)cm／min。第三、四层焊条规格为Φ4.0mm，焊接电流175A一185A，电弧电压23V一25V，焊接速度（19－20）cm／min，焊前不预热，层间温度T≤200℃。第106页/共160页107编制焊接工艺指导第107页/共160页108第108页/共160页109第109页/共160页110第110页/共160页111第111页/共160页112第112页/共160页113第113页/共160页114第114页/共160页115通用阀门焊接评定标准的应用

接工艺评定一定要严格按照标准要求进行，国内一般按照压力容器焊接工艺评定要求进行。如果要进行ISO9000认证，大多采用美国标准ASMEⅨ。无论按照何种标准评定，评定工作开始之前，一定要认真学习标准的各项要求，根据本单位的具体产品划定需评定的母材及焊材的种类、厚度和尺寸范围，将本单位的焊接工作全部包括在评定的范围之内。并按焊接工艺评定的固定程序进行。第115页/共160页1161、焊接工艺评定的工作程序（1）根据产品的构成和标准的要求，确定要评定材料的品种、规格，下达焊接工艺评定任务书。（2）根据确定的材料，按标准的要求，确定要进行的试验项目和数量。（3）设计试块种类(板或管)、尺寸、取样图和各种试样的加工图。（4）编制试块焊接工艺(PWPS)、工艺评定报告(PQR)和焊接工艺(WPS)格式。（5）浇铸试块，进行化学分析、热处理、无损探伤及机械性能试验并达到材料的标准要求。（6）按试块加工图加工试块焊接坡口，对焊接坡口进行着色探伤并符合标准要求。（7）按试块焊接工艺(PWPS)进行焊接，并做好现场记录。（8）对焊后的试块进行外观及无损探伤检查并符合产品的标准要求。第116页/共160页117（9）按试块取样图对检验合格的试块进行取样，并对各试样进行标记。（10）按试样加工图加工各试样，并进行尺寸检验和记录。（11）对试验项目符合标准要求的各种试验，出具报告单。（12）根据标准对试验项目的要求，确认检验项目齐全，分析各项试验结果是否达到要求；（13）试验结果全部合格，填写焊接工艺评定报告(PQR)，并签字。（14）据焊接工艺评定报告(PQR)编写焊接工艺规程(WPS)，并签字。（15）所有文件资料整理成册归档。若是认证，这些资料还应先提供给认证方，经认证方审核签字后再归档。（16）发放焊接工艺规程(WPS)到焊接现场，焊工按焊接工艺规程的进行焊接操作。第117页/共160页1182、焊接评定工作中的问题（1）评定的母材和焊材的分组应严格按标准，避免漏项或重复。（2）评定的厚度和尺寸应包括本单位的全部产品。（3）对重要因素应把握准确，当重要因素发生变化或超出评定的允许范围，应及时进行评定。（4）评定的试验项目，按采用标准的要求进行，保证各项数据的齐全完整。（5）明确所采用标准的具体要求，避免将国内标准或国外不同标准的要求混用到评定工作中。（6）评定的试块应能代表实际产品的特征，保证焊接评定的参数与实际产品的焊接参数相一致。（7）新产品开发时，应加强有关部门之间的相互沟通，避免评定的包容范围出现断档。第118页/共160页119四、堆焊方法简介堆焊是焊接的一个分支，是金属晶内结合的一种熔化焊接方法。不是为了连接零件，而是用焊接的方法，在零件的表面堆焊一层或数层具有一定性能材料的工艺过程。修复零件或增加零件表面耐磨、耐热、耐蚀等方面的性能。第119页/共160页1201、堆焊

应用最为广泛的是手工电弧堆焊和氧一乙炔火焰堆焊，可获得熔深浅、表面光整、性能优异的堆焊层。第120页/共160页121碳当量Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mn+V)/5+(Ni+Cu)/15(%)计算。第121页/共160页1222、常用的堆焊材料：见下表第122页/共160页123第123页/共160页124第124页/共160页125第125页/共160页126第126页/共160页127第127页/共160页128第128页/共160页129第129页/共160页1302、手工电弧堆焊手工电弧堆焊设备简单、使用可靠、操作方便灵活、成本低、适宜于现场堆焊，可以在任何位置焊接，特别是能通过堆焊焊条获得满意的堆焊合金。因此，手工电弧堆焊是目前主要的堆焊。手工电弧堆焊的缺点是生产效率低、劳动条件差、稀释率高。当工艺参数不稳定时，易造成堆焊层合金的化学成分和性能发生波动，同时不易获得薄而均匀的堆焊层。手工电弧堆焊主要用于堆焊形状不规则或机械化堆焊可达性差的工件。堆焊用焊条的药皮主要有钛钙型、低氢型和石墨型三种。第130页/共160页1311）手工电弧堆焊工艺主要包括堆焊前焊件表面清理及清理程度、焊条在堆焊烘干、工艺参数、必要的预热、保温和层间温度控制等。(1)焊前准备

堆焊前工件表面进行粗车加工，要求预留加工余量，以保证堆焊层加工后有3mm以上，严格清除表面的铁锈、油污等，堆焊工件表面不得有气孔、夹渣、包砂、裂纹等缺陷，如有上述缺陷须经焊补清除、再粗车后方可堆焊。按要求烘干焊条。(2)焊条的选用手工堆焊焊条可按表3.1进行选择。第131页/共160页132（3）电源种类和极性（4）焊条直径及焊接电流大焊接电流能提高生产率，但电流过大稀释率增大，易造成堆焊合金成分偏析和堆焊过程中液态金属流失等焊接缺陷。而电流过小，易造成夹渣、未焊透等缺陷，且降低生产率。一般来说，在保证堆焊合金成分合格的条件下，尽量选择大电流，但不应在焊接过程中由于电流过大而使焊条发红、药皮开裂、脱落。（5）预热按碳当量预热。第132页/共160页133第133页/共160页134第134页/共160页135第135页/共160页136第136页/共160页137第137页/共160页138第138页/共160页139

马氏体高铬钢焊条堆焊工艺

1)焊前准备①焊前工件表面进行粗车或喷砂清除氧化皮。工件表面不允许有任何缺陷(裂纹、气孔、砂眼、疏松)及油污、铁锈等。②焊条使用前必须烘干。D502,D501等钛钙型药皮焊条，需经150-200℃预热，保温1h烘焙；D507,D517等低氢型药皮焊条，需经300-350℃

，保温1h烘焙.③用D502,D507等1Cr13型焊条，焊前一般不需将工件预热。而用D512、D517等2Cr13型焊条时，堆焊前对工件一般要预热300℃左右。④采用D507,D517焊条需要采用直流弧焊机或硅整流弧焊机，并采用反极性接法，使用D512、D502焊条可采用交流或直流弧焊机。第139页/共160页140第140页/共160页141第141页/共160页142第142页/共160页1433)排丝等离子弧堆焊工艺工艺特点要点：利用等离子弧（氩弧）作为热源，将并列成排状的焊丝熔焊在基体上的一种工艺方法。将堆焊合金制成焊丝，根据堆焊面的宽度，选择不同直径和根数的焊丝并列成排状，铺在焊道上用，等离子弧（氩弧）使其熔焊在基体上。特点。①熔深浅、堆焊金属稀释率低，焊道成形好口②使用设备简单，操作方便。在粉末等离子弧堆焊设备基础上，免去了送粉机构和装置，特别是不用结构复杂的送粉式焊枪，而采用结构简单的堆焊枪，从而简化了堆焊工艺。③排丝等离子弧堆焊的熔敷效率高达98%，是一般堆焊工艺方法不能比拟的。从而降低了材料成本。④排丝等离子弧堆焊使基体受热均匀，堆焊金属的抗裂性好。焊前不预热、焊后不进行热处理时，堆焊层金属也不产生裂纹。⑤需要手工适当调整铺在焊道上的排状焊丝，属于半机械化操作。与粉末等离子弧堆焊相比，自动化程度不高，批量生产时工人劳动强度较大。第143页/共160页144感应熔敷技术用粘结剂的冷法预涂的“一步法”感应熔覆技术将合金粉用粘结剂调成浆状，涂于工件基体表面，经烘干后感应加热使预涂层迅速熔化并凝结，形成冶金结合的涂层。第144页/共160页145第145页/共160页1463、热喷涂热喷涂工艺是将熔融状态的喷涂材料，通过高速气流，使其雾化，在零件表面上，形成喷涂层的一种表面加工方法。涂层与基体的结合、涂层自身颗粒之间的结合，主要是以机械结合为主，同时存在冶金结合。热喷涂工艺过程示意图见图

1.20第146页/共160页147第147页/共160页148Ni45镍基合金粉末兰州理工大学合金材料厂

执行JB/T3168）特性说明：

该粉末为自熔性合金粉末，熔点低，自熔性能好，喷焊层具有良好的耐磨，耐腐蚀性能。采用特制合金刀具可切削加工。主要用途及工艺：用于低于600℃的高温高压蒸汽低合金钢、不锈钢阀门密封面堆焊，也适用于某些腐蚀介质的阀门密封面的堆焊。适用于氧-乙炔喷焊工艺和等离子堆焊工艺。化学成分与硬度：

C0.7-1.0B2.0-3.0Si3.0-4.0Cr25.0-28.0Fe≤5Ni余量HRC42～47第148页/共160页149Co-06钴基合金粉末兰州理工大学合金材料厂（执行JB/T7744-95和JB/T3168，相对应于Stellite6合金）特性说明：

Co-Cr-W合金粉末，属面心立方固液合金。碳及钨含量适中，韧性较好，由于不含硼元素，是合金具有优良的抗裂性能，适用于堆焊大口径的阀门密封面，在800℃以下使用具有优良的耐腐蚀，耐高温，抗冲击和抗