通用焊接工艺规程普通碳钢合金钢不锈钢铜管焊接.docx

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通用焊接工艺规程普通碳钢合金钢不锈钢铜管焊接

通用焊接工艺规范

1碳素钢、合金钢及不锈钢的焊接

1.1焊前准备

1.1.1焊缝的坡口形式和尺寸应符合设计文件的规定，当无规定时，符合本规范附录A.0.1的规定.

1.1.2焊件的坡口加工宜采用机械方法，也可采用等离子弧、氧乙炔焰等热加工方法，在采用热加工方法加工坡口后，必须除去坡口表面的氧化皮、熔渣及影响接头质量的表面层，并应将凹凸不平处打磨平整。

1.1.3焊件组焊前应将坡口及其两侧表面不小于20mm范围内的油、漆、垢、锈、毛刺及镀锌层等清除干净，不得有裂纹、夹层、加工损伤、毛刺及火焰切割熔渣等缺陷。

油污清理方法如下，首先用丙酮或四氯化碳等有机溶剂擦洗，然后用不锈钢丝刷清理至露出金属光泽，使用的钢丝刷应定期进行脱脂处理。

1.1.4管子或管件、筒体对接焊缝组对时，内壁应齐平，内壁错边量不宜超过管壁厚度的10%，且不应大于2mm；

1.1.5焊缝的设臵应避开应力集中区，便于焊接和热处理，并应符合下列规定：

（1）钢板卷筒或设备、容器的筒节与筒节、筒节与封头组对时，相邻两纵向焊缝间的距离应大于壁厚的3倍，且不应小于100mm，同一筒节上两相邻纵缝间的距离不应小于200mm；

（2）除焊接及成型管件外的其他管子对接焊缝的中心到管子弯曲起点的距离不应小于管子外径，且不应小于l00mm；管子对接焊缝与支、吊架边缘之间的距离不应小于50mm。

同一直管段上两对接焊缝中心面间的距离：

当公称直径大于或等于150mm时不应小于150mm；公称直径小于150mm时不应小于管子外径；

（3）不宜在焊缝及其边缘上开孔。

（4）不锈钢焊件焊接部位两侧各l00mm范围内，在施焊前应采取防止焊接飞溅物粘污焊件表面的措施：

可将石棉置于焊接部位两侧等。

1.1.6焊条、焊丝在使用前应按规定进行烘干、保温，并应在使用过程中保持干燥。

焊丝使用前应清除其表面的油污、锈蚀等。

常用焊材烘干温度及保持时间见表4。

表4常用焊材烘干温度及保持时间

类别

牌号

温度

时间,h

碳钢和低合金钢焊条

J422

150

l

J426

300

1

J427

350

1

J502

150

1

J506，J507

350

1

接上表：

J506RH，J507RH

350—430

l

铬镍不锈钢焊条

A102

150

1

A107

250

1

A132

150

1

A137

250

1

A202

150

1

A207

250

1

A302

300—350

l

A002，A022，A212，A242

150

1

铬不锈钢焊条

G202

150

l

G207

250

1

G302

150

1

G307

200—300

1

1.2焊接工艺要求

1.2.1碳素钢及合金钢焊接材料的选用，应符合设计文件的规定，当无规定时，符合本规范附录B第B.0.1条及第B.0.2条的规定。

1.2.2异种钢材焊接时的焊条选用。

（1）当两侧母材均为非奥氏体钢或均为奥氏体钢时，可根据合金含量较低一侧母材或介于两者之间的选用焊材；

（2）当两侧母材之一为奥氏体钢时，应选用25Cr—13Ni型或含镍量更高的焊材。

1.2.3定位焊缝应符合下列规定：

（1）焊接定位焊缝时，应采用与根部焊道相同的焊接材料和焊接工艺。

（2）定位焊缝的长度、厚度和间距，应能保证焊缝在正式焊接过程中不致开裂。

（3）在焊接根部焊道前，应对定位焊缝进行检查，如发现有夹渣、气孔和裂纹等缺陷，应将缺陷部分除尽后方可施焊。

1.2.4与母材焊接的工卡具其材质宜与母材相同或同一类别号，应在整个焊缝焊接及热处理完毕并经检验合格后方可拆除。

拆除工卡具时不应损伤母材，拆除后应将残留焊疤打磨修整至与母材表面齐平。

1.2.5严禁在坡口之外的母材表面引弧和试验电流，并应防止电弧擦伤母材。

1.2.6对含铬量大于或等于3%或合金元素总含量大于5%的焊件，氩弧焊打底焊接时，焊缝内侧应充氩气或其他保护气体，或采取其他防止内侧焊缝金属被氧化的措施。

1.2.7焊接时应采取合理的施焊方法和施焊顺序。

1.2.8施焊过程中应保证起弧和收弧处的质量，收弧时应将弧坑填满。

多层焊的层间接头应错开。

1.2.9除工艺或检验要求需分次焊接外，每条焊缝宜一次连续焊完，当因故中断焊接，再次焊接前应检查焊层表面，确认无裂纹后，方可按原工艺要求继续施焊。

1.2.10多层焊每层焊完后，应立即对层间进行清理，并进行外观检查，发现缺陷消除后方可进行下一层的焊接。

1.2.11低温钢、奥氏体不锈钢、耐热耐蚀高合金钢以及奥氏体与非奥氏体异种钢接头焊接时应符合下列规定：

在焊接作业指导书规定的范围内，在保证焊透和熔合良好的条件下，采用小电流、短电弧、快焊速和多层多道焊工艺，并应控制层间温度。

1.2.12对抗腐蚀性能要求高的双面焊焊缝，与腐蚀介质接触的焊层应最后施焊。

1.2.13焊接完毕后，应及时将焊缝表面的熔渣及表面飞溅物清理干净。

对奥氏体不锈钢焊缝及其附近表面进行酸洗、钝化处理。

2铝及铝合金的焊接

2.1焊前准备

2.1.1焊缝的坡口形式和尺寸应符合设计文件的规定，当无规定时，符合本规范附录A.0.2的规定.切割后的坡口表面应进行清理，并应达到平整光滑、无毛刺和飞边。

焊前清理应符合下列规定：

2.1.1.1施焊前应对焊件坡口、垫板及焊丝进行清理。

清理方法如下，首先用丙酮或四氯化碳等有机溶剂除去表面油污，两侧坡口的清理范围不应小于50mm。

清除油污后，坡口及其附近的表面用不锈钢丝刷清理至露出金属光泽，使用的钢丝刷应定期进脱脂处理。

2.1.1.2焊丝去除油污后，应采用化学方法去除氧化膜。

可用5％一10％的Na（OH）溶液，在温度为70℃下浸泡30～60s，然后水洗，再用15％左右的HN03在常温下浸泡2min，然后用温水洗净，并使其干燥。

2.1.1.3清理好的焊件和焊丝不得有水迹、碱迹，或被粘污。

2.2焊接工艺要求

2.2.1手工钨极氩弧焊应采用交流电源，熔化极氩弧焊应采用直流电源，焊丝接正极。

2.2.2焊接前焊件表面应保持干燥，无特殊要求时可不预热。

2.2.3焊接前应在试板上试焊，当确认无气孔后再进行正式焊接。

2.2.4宜采用大电流快速施焊法，焊丝的横向摆动不宜超过其直径的3倍。

2.2.5引弧宜在引弧板上进行，纵向焊缝宜在熄弧板上熄弧。

引弧板和熄弧板的材料应与母材相同。

2.2.6手工钨极氩弧焊的焊丝端部不应离开氩气保护区，焊丝与焊缝表面的夹角宜为15°，焊枪与焊缝表面的夹角宜为80°～90°。

2.2.7多层焊时宜减少焊接层数，层间温度宜冷却至室温，且不应高于65℃。

层间的氧化铝等杂物应采用机械方法清理干净。

2.2.8对厚度大于5mm的立向焊缝，宜采用两人双面同步氩弧焊工艺。

2.2.9当钨极氩弧焊的钨极前端出现污染或形状不规则时，应进行修正或更换钨极。

当焊缝出现触钨现象时，应将钨极、焊丝、熔池处理干净后方可继续进行施焊。

2.2.10当熔化极氩弧焊发生导电嘴、喷嘴熔入焊缝时，应将该部位焊缝全部铲除，更换导电嘴和喷嘴后方可继续施焊。

2.2.11手工钨极氩弧焊和熔化极氩弧焊的焊接工艺参数宜符合表7.3.11-l、表7.3.11-2、表7.3.11-3的规定。

手工钨极氩弧焊工艺参数表7.3.11.-1

厚度（mm）

焊接层数

焊丝直径〔nxn〕

钨棒直径（oKn）

喷嘴直径（H帅＞

焊接电流（A）

氩气流量（L／min）

1~3

1

1.6~3.0

1.6~3.2

8~12

40~140

8~12

4~8

2~3

3.0~5.0

2.4~5.0

10~14

140~320

10~16

8~12

3~4

4.0~6.0

4.0~6.4

12~16

240~360

14~20

半自动熔化极氩弧焊工艺参数表7.3.11-2

厚度（mm）

焊丝直径（mm）

喷嘴直径[nvn]

焊接电流（A）

电弧电压（V）

氩气流量（L／min）

8~12

1.6~2.5

20

180~310

20~30

50~55

14~22

2.5~3.0

20

300~470

30~42

60~70

自动熔化极氩弧焊工艺参数表7.3.11-3

厚度（mm）

焊丝直径（mm）

喷嘴直径（mm）

焊接电流（A）

电弧电压（V）

氩气流量（L／min）

焊接速度

（cm／min）

6

2.5

22

230~260

20~22

30~33

40

8

2.5

22

300~320

20~22

30~33

35~45

10

3.0

22

310~320

24~27

30~33

30

12

3.0

22

320~350

27~28

30~33

25

16

4.0

28/17

380~420

28~32

35~40

28~32

20

4.0

28/17

480~520

28~32

35~40

28~32

26

4.0

30/17

550~560

28~34

40~60

24~28

2.2.12焊件应采用下列防止变形措施：

（1）焊接顺序应对称进行，当从中心向外进行焊接时，具有大收缩量的焊缝宜先施焊，整条焊道应连续焊完。

（2）焊件宜进行刚性固定或采取反变形方法，并应留有收缩余量。

3焊后外观检查

3.1除设计文件有特殊要求的焊缝外，焊缝应在焊完后立即去除渣皮、飞溅物，清理干净焊缝表面，然后进行焊缝外观检查。

3.2焊接表面应平滑，不应有裂纹、密集气孔、大弧坑、焊丝头、焊穿、深咬边、未熔合，未焊透等缺陷，焊瘤不高于1.5mm。

附录A焊件的坡口形式和尺寸

A.0.1钢焊件坡口形式和尺寸应符合表A.0.1的规定。

钢焊件坡口形式和尺寸表A.0.1

项次

厚度T

（mm）

坡口

名称

坡口形式

坡口尺寸

备注

间隙

（mm）

钝边

P（mm）

坡口角度

β（˚）

1

1～3

I型坡口

0～1.5

-

-

单面

3～6

0～2.5

双面

2

3～9

V型坡口

0～2

0～2

65～75

9～26

0～3

0～3

55～65

3

6～9

带垫板

V型坡口

3～5

0～2

45～55

9～26

4～6

0～2

4

12～60

X型坡口

0～3

0～3

55～65

0～3

0～3

5

2~30

T型接头I型坡口

0～2

-

-

6

6~10

T型接头单边V型坡口

0～2

0～2

45～55-

-

10～17

0～3

0～3

17～30

0～4

0～4

7

20～40

T型接头接头对称K型坡口

0～3

2～3

45～55

8

管径Ф≤76

法兰角焊接头

2～3

-

50～60

（30～35）

续表A.0.1

9

管径Ф76～133

承插焊接法兰

2～3

-

45～60

-

-

10

-

法兰角焊接头、承插焊接接头

-

-

-

K=1.4T，且不大于颈部厚度E=6.4，且不大于T

A.0.2铝及铝合金坡口形式和尺寸应符合表A.0.2的规定。

铝及铝合金被口形式和尺寸表A.0.2

焊接

方法

项次

厚度T

（mm）

坡口

名称

坡口尺寸

备注

间隙

（mm）

钝边

P（mm）

坡口角度

β（˚）

手工钨极氩弧焊

1

1～2

卷边

-

-

-

卷边高度T+1不填加焊丝

2

∠3

I型坡口

-

-

-

单面焊

3～5

双面焊

手工钨极氩弧焊

3

3～5

V型坡口

0～2

1～1.5

70～80

（a）横焊位置坡口角度上半边40°~50°,下半边20°~30°;（b）单面焊坡口根部内侧最好倒棱

5～12

2～4

1～2

60～70

4

4～12

带垫板

V型坡口

3～6

-

50～60

5

＞12

X型坡口

0～2.5

2～3

60～80

续表A.0.2

手工钨极氩弧焊

6

≦6

不开坡口T型接头

0.5～1.5-

-

-

7

6～10

T型接头V型坡口

0.5～2

≦2

50～55

8

＞8

T型接头对称K型坡口

0～2

≦2

50～55

熔化极氩弧焊

9

≦10

I型坡口

0～3

-

-

10

8～20

V型坡口

0～3

3～4

60～70

11

8～25

带垫板V型坡口

3～6

3～6

50～60

12

≥20

U型坡口

0～3

3～5

40～50

13

＞8

X型坡口

0～3

3～6

70～80

＞26

5～8

60～70

附录B焊接材料的选用

B.0.1同种钢焊接选用的焊接材料宜符合表D.0.1的规定。

同种钢焊接选用的焊接材料表D.0.1

钢号

手弧焊

二氧化碳气体保护焊焊丝钢号

氩弧焊焊丝钢号

焊条

型号

牌号

Q235—A,FQ235—A,10,20

E4303

J422

H08Mn2Si（ER50-6）

—

20R、20gQ235B、Q235C

E4316

J426

H08Mn2Si

—

E4315

J427

COR-TENA09CuPCrNi-A

E5003-G

J502WCu

H08MnSiCuCrNiⅡ

—

16Mn16MR16MnRC

E5003

J502

H08Mn2MoA

H08Mn2SiA

H10Mn2

E5016

J506

E5015

J507

16MnDR

16MnD

E5016—GE5015—G

J506RH

J507RH

—

—

0Cr18Ni9

0Cr19Ni9

（304）

E308—16

A102

H0Cr21Ni10（ER308）

H0Cr21Ni10（ER308）

E308—15

A107

0Cr18Ni9Ti

E347—16

A132

H0Cr21Ni10（ER308）

H0Cr21Ni10Ti

1Cr18Ni9Ti（321）

E347—15

A137

00Cr18Ni10

E308L—16

A002

H00Cr21Ni10（ER308L）

H00Cr21Ni10（ER308L）

00Cr19Ni11

E308L—16

A002

0Cr17Ni12Mo2（316）

E316—16

A202

H0Cr19Ni12Mo2

（ER316）

H0Cr19Ni12Mo2

（ER316）

E316—15

A207

0Cr18Ni12Mo2Ti

E316L—16

A022

H00Cr19Ni12Mo2

（ER316L）

H00Cr19Ni12Mo2

（ER316L）

00Cr17Ni14Mo2（316L）

E316L—16

A022

0Cr25Ni20（310S）

-

-

H1Cr26Ni21（ER310）

H1Cr26Ni21（ER310）

0Cr13

E410—16

G202

—

H1Cr13（ER410）

E410—15

G207

0Cr17

E430—16

G302

—

—

E430—15

G307

1Cr13

2Cr13

E410—16

G202

—

H1Cr13（ER410）

E410—15

G207

B.0.2异种钢焊接选用的焊接材料宜符合表B.0.2的规定。

异种钢焊接选用的焊接材料表B.0.2

钢号

手弧焊

二氧化碳气体保护焊焊丝钢号

氩弧焊焊丝钢号

焊条

型号

牌号

Q235+16Mn

E4303

J422

H08Mn2Si（ER50-6）

H08A

20,20R+16MnR,16MnRC

E4303

J422

H08Mn2Si

H08A

Q235+0Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni9、00Cr18Ni10

E309-16

A302

H1Cr24Ni13（ER309）

H1Cr24Ni13（ER309）

COR-TENA+0Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni9、00Cr18Ni10

E309-16

A302

H1Cr24Ni13（ER309）

H1Cr24Ni13（ER309）

16Mn、16MnR、+0Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni9、00Cr18Ni10

E309-16

A302

H1Cr24Ni13（ER309）

H1Cr24Ni13（ER309）

B.0.3铝及铝合金焊丝的选用宜符合表D.0.3的规定。

铝及铝合金焊丝的选用表B.0.3

母材牌号

焊丝牌号

L1

L1

L2

SA1-2、L1、L2

L3

SA1-2、SA1-3、L2、L3

L4

SA1-2、SA1-3、L4

L5

SA1-2、SA1-3、L4、L5

L6

SA1-2、SA1-3、L5、L6

LF2

SA1Mg-2、SA1Mg-3、SA1Mg-5、LF2、LF3

LF3

SA1Mg-3、SA1Mg-5、LF3、LF5

LF5

SA1Mg-5、LF5、LF6

LF6

LF6

LF11

SA1Mg-5、LF11

LF21

SA1Mn、SA1Si-5、LF21

L1～L6+LF21

SA1Mn、SA1Si-5、LF21

LF2+LF21

SA1Mg-5、LF11

续表B.0.3

LF3+LF21

SA1Mg-5、LF5

LF5+LF21

SA1Mg-5、LF6

LF6+LF21

SA1Mg-5、LF6

L1～L6+LF2

SA1Mg-5、LF3

L1～L6+LF3

SA1Mg-5、LF5

L1～L6+LF5

SA1Mg-5、LF6

L1～L6+LF6

LF6

2、铜管加工和焊接工艺标准

1、铜管加工工艺

加工前的一般要求：

1.1密封冷媒系统要求管件内部表面清洁、无氧化、无水、无油等；

1.2不允许使用带有裂纹、不圆变形、扭曲、可见砂眼、喷墨（铜管厂检测有缺陷的标记）、发黑（氧化）等缺陷的铜管。

2、铜管加工要求总则

2.1管路的加工按设计图纸进行，形状、尺寸应符合设计要求；

2.2断口处直径改变应在铜管标准直径的2%以内，且断口不允许有飞边，毛刺；管件要脱油、去污、无铜屑，内外表面光洁，不许有油污、伤痕、氧化皮；焊接过程必须充氮保护，焊后用0.3~0.5MPa的干燥压缩空气吹净内部。

3、铜管下料、去毛刺

使用工具：

割管刀，有效直尺，铜管修边器

3.1铜管需定位固定后，再用割刀拆下，要保证割口平齐，不变形切割过程中，铜管均匀进给，以保证管口圆滑下料后必须用铜管修边器对端口去毛刺，去毛刺后，必须用0.3~0.5MPa的干燥压缩空气吹掉管内外的铜屑、杂物。

4、铜管弯曲

使用工具：

手工弯管机。

根据图纸和铜管的外形，选择合适的弯管机

4.1清除弯管机范围内一切可能影响弯管机运转的杂物，保证设备运行畅通无阻。

每次弯曲前需调整模具或参数，并进行空转试弯，确认设备正常后进行加工。

一般铜管的弯曲半径参照下表

铜管规格φd*δ（mm）

弯管半径R（mm）

φ9.52*0.8

19

φ12.7*0.8

27

φ15.88*1.0

31

φ19.05*1.0

38

φ22.22*1.2

45

φ25.4*1.2

57

φ28.58*1.2

57

需弯管的铜管不能是硬质管，弯曲后的铜管不得有皱纹、破裂现象。

弯管后应把管子内部的油渍等异物清除掉。

5、喇叭口制作

将已制作合格的铜管先套入对应的铜钠子，再放入铜管喇叭口扩口专用工具相对应的孔中，放入时铜管扩口端高出扩口器夹具面0.5~1mm，夹紧扩口器夹具，在扩口器顶尖上涂少许空调冷冻油，然后将手柄顺时针旋紧，再旋紧四分之三圈，退四分之一圈，如此反复进行，直到所扩口成90±2°

扩成喇叭口后，喇叭口的接触面应光滑平整，且厚度均匀一致；不应有裂纹、损伤、麻点皱折等不足；喇叭口不应有偏斜不正等现象。

6、铜管焊接工艺

铜管钎焊原理

6.1钎焊是利用液态钎料填满钎焊金属结合面的间隙面形成牢固接头的焊接方法，其工艺过程必须具备两个基本条件。

（1）液态钎料能润湿钎焊金属并能致密的填满全部间隙；

（2）液态钎料与钎焊金属进行必要的物理、化学反应达到良好的金属间结合。

6.2液态钎料的填缝原理：

钎焊时，液态钎料是靠毛细作用在钎缝间流动的，这种液态钎料对母材金属的浸润和附着的能力称之为润湿性。

液态钎料对钎焊金属的润湿性越好，则毛细作用越强，因此填缝会更充分。

6.3影响钎料润湿性的因素有以下方面：

（1）钎料和焊件金属成分影响

若钎料和钎焊金属在液态不互溶和固态不互溶，也不形成化合物，则它们之间的润湿性很差；若能液态互溶、固态互溶或形成化合物，则它们之间的润湿性很好。

（2）钎焊温度的影响

温度的升高，可明显地改善润湿性。

但温度过高，润湿性太好，会造成钎料流失，还会因过火而产生熔蚀现象。

因此，在钎焊过程中，选择合适的钎焊温度是很重要的。

（3）焊件金属表面清洁度

金属表面的氧化物及油污等杂质会阻碍钎料与焊件金属的接触，使液态钎料聚成球状而很难铺展，因此，钎焊时必须保证焊件金属接头处表面清洁。

（4）焊件金属表面粗糙度

通常钎料在粗糙表面的润湿性比光滑面好。

这是由于纵横交错的纹路对液态钎料起到特殊的毛细作用。

焊接工艺参数

材料组合

钎料参数

焊接温度

铜——铜

磷、铜钎料

735—840˚C

铜——黄铜

含银2%

650—750˚C

（5）充氮保护

（5.1）充氮可以采用预封方式，也可以边通氮边焊接方式；

（5.2）通氮工艺要求：

管径

焊接时流量

焊接后冷却

备注

Ф10以下

4L/min以上

5S以上

防余热氧化

Ф10以上

6L/min以上

10S以上

防余热氧化

（5.3）当操作工位缺乏流量检测装置时，以手感氮气出口有微微气流冲出为限；

（5.4）通氮气时入口不能带进空气。

6.4接头安装

钎焊的接头形式有对接、搭接、T型接、卷边拉及套接等方式，制冷系统所采用的均为套接方式，不得采用其它接头方