不锈钢焊接要点与注意事项.docx

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不锈钢焊接要点与注意事项

不锈钢焊接要点及注意事项

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工艺研究    时间：

2005-9-1919:

30:

00 

1.采用垂直外特性的电源，直流时采用正极性（焊丝接负极）　　2.一般适合于6mm以下薄板的焊接，具有焊缝成型美观，焊接变形量小的特点　　3.保护气体为氩气，纯度为99.99%。

当焊接电流为50~150A时，氩气流量为8~10L/min，当电流为150~250A时，氩气流量为12~15L/min。

Q345的焊接工艺编订

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工艺研究    时间：

2006-8-316:

46:

00 

一、材料介绍

1.Q345化学成分如下表（%）：

元素C≤MnSi≤P≤S≤Al≥VNbTi

含量0.21.0-1.60.550.0350.0350.0150.02-0.150.015-0.060.02-0.2

Q345C力学性能如下表（%）：

机械性能指标伸长率（%）试验温度0℃抗拉强度MPa屈服点MPa≥

数值δ5≥22J≥34σb（470-650）σs（324-259）

其中壁厚介于16-35mm时，σs≥325Mpa；壁厚介于35-50mm时，σs≥295Mpa

2.Q345钢的焊接特点

2.1碳当量（Ceq）的计算

Ceq=C+Mn/6+Ni/15+Cu/15+Cr/5+Mo/5+V/5

计算Ceq=0.49%，大于0.45%，可见Q345钢焊接性能不是很好，需要在焊接时制定严格的工艺措施。

2.2Q345钢在焊接时易出现的问题

2.2.1热影响区的淬硬倾向

Q345钢在焊接冷却过程中，热影响区容易形成淬火组织-马氏体，使近缝区的硬度提高，塑性下降。

结果导致焊后发生裂纹。

2.2.2冷裂纹敏感性

Q345钢的焊接裂纹主要是冷裂纹。

二、焊接施工流程

坡口准备→点固焊→预热→里口施焊→背部清根（碳弧气刨）→外口施焊→里口施焊→自检/专检→焊后热处理→无损检验（焊缝质量一级合格）

三、焊接工艺参数的选择

通过对Q345钢的焊接性分析，制定措施如下：

1.焊接材料的选用

由于Q345钢的冷裂纹倾向较大，应选用低氢型的焊接材料，同时考虑到焊接接头应与母材等强的原则，选用E5015（J507）型电焊条。

化学成分见下表（%）：

元素CMnSiSPCrMoVTi

含量0.0711.110.530.0090.0160.020.010.010.01

力学性能见下表：

机械性能指标σb（Mpa）σs（Mpa）δ5（%）Ψ（%）AkvJ-30℃

数值440540317916411476

2.坡口形式：

（根据图纸和设备供货）

3.焊接方法：

采用手工电弧焊（D）。

4.焊接电流：

为了避免焊缝组织粗大，造成冲击韧性下降，必须采用小规范焊接。

具体措施为：

选用小直径焊条、窄焊道、薄焊层、多层多道的焊接工艺（焊接顺序如图一所示）。

焊道的宽度不大于焊条的3倍，焊层厚度不大于5mm。

第一层至第三层采用Ф3.2电焊条，焊接电流100-130A；第四层至第六层采用Ф4.0的电焊条，焊接电流120-180A。

5.预热温度：

由于Q345钢的Ceq＞0.45%，在焊接前应进行预热，预热温度T0=100-150℃，层间温度Ti≤400℃。

6.焊后热处理参数：

为了降低焊接残余应力，减小焊缝中的氢含量，改善焊缝的金属组织和性能，在焊后应对焊缝进行热处理。

热处理温度为：

600-640℃，恒温时间为2小时（板厚40mm时），升降温速度为125℃/h。

四、现场焊接顺序：

1.焊前预热

在翼缘板焊接前，首先对翼缘板进行预热，恒温30分钟后开始焊接。

焊接的预热、层间温度、热处理由热处理控温柜自动控制，采用远红外履带式加热炉片，微电脑自动设定曲线和记录曲线，热电偶测量温度。

预热时热电偶的测点距离坡口边缘15mm-20mm。

2.焊接

2.1为了防止焊接变形，每个柱接头采用二人对称施焊，焊接方向由中间向两边施焊。

在焊接里口时（里口为靠近腹板的坡口），第一层至第三层必须使用小规范操作，因为它的焊接是影响焊接变形的主要原因。

在焊接一至三层结束后，背面进行清根。

在使用碳弧气刨清根结束后，必须对焊缝进行机械打磨，清理焊缝表面渗碳，露出金属光泽，防止表层碳化严重造成裂纹。

外口焊接应一次焊完，最后再焊接里口的剩余部分。

2.2当焊接第二层时，焊接方向应与第一层方向相反，以此类推。

每层焊接接头应错开15-20mm。

2.3两名焊工在焊接时的焊接电流、焊接速度和焊接层数应保持一致。

2.4在焊接中应从引弧板开始施焊，收弧板上结束。

焊接完成后割掉并打磨干净。

3.焊后热处理：

焊口焊接完成后应在12小时内进行热处理。

如不能及时进行热处理应采取保温、缓冷措施。

在进行热处理时，应采用两根热电偶测温，热电偶点焊在焊口的里外侧。

Q345钢的焊接温度曲线如下图

4.焊接检验

根据《钢结构工程施工及验收规范》的要求，焊口采用超声波探伤法进行检验，检验比例为100%。

五、现场技术管理

1.编制详细的焊接施工作业指导书。

2.全过程控制焊接工艺是确保质量的核心。

每个柱接头的焊接时，应有专人监控焊接工艺，如焊工不按作业指导书施工应立即终止焊接。

在焊接过程中，热处理人员应全程监控层间温度，如超标应立即通知焊工暂停。

3.提高施工人员质量意识是贯彻焊接工艺的关键

在施工前，进行全员交底，并且开取施工工艺卡。

交底中详细讲解焊接工艺特点及严格控制现场焊接工艺的必要性和控制要点。

六、结论

按此焊接工艺措施施工，在现场共焊焊口102道，经无损检验一次合格率达到100%。

经过实际施工的验证，此焊接工艺措施不仅能在现场指导对Q345钢的焊接，而且能够保证焊接质量。

焊接时常发生的缺陷及防止方法

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工艺研究    时间：

2006-9-320:

43:

00 

一、气孔

焊缝金属产生的气孔可分为：

内部气孔，表面气孔，接头气孔。

1．内部气孔：

有两种形状。

一种是球状气孔多半是产生在焊缝的中部。

产生的原因：

（1）焊接电流过大；

（2）电弧过长；

　　（3）运棒速度太快；

　　（4）熔接部位不洁净；

　　（5）焊条受潮等。

上述造成气孔原因如进行适当调整和注意焊接工艺及操作方法，就可以得到解决。

2．面气孔：

产生表面气孔的原因和解决方法：

（1）母材含C、S、Si量高容易出现气孔。

其解决办法或是更换母材，或是采用低氢渣系的焊条。

（2）焊接部位不洁净也容易产生气孔。

因此焊接部位要求在焊接前清除油污，铁锈等脏物。

使用低氢焊条焊接时要求更为严格。

　　（3）焊接电流过大。

使焊条后半部药皮变红，也容易产生气孔。

因此要求采取适宜的焊接规范。

焊接电流最大限度以焊条尾部不红为宜。

（4）低氢焊条容易吸潮，因此在使用前均需在350℃的温度下烘烤1小时左右。

否则也容易出现气孔。

3．波接头气孔：

使用低氢焊条往往容易在焊缝接头处出现表面和内部气孔，其解决办法：

焊波接头时，应在焊缝的前进方向距弧坑9～10mm处开始引弧，电弧燃烧后，先作反向运棒返向弧坑位置，作充分熔化再前进，或是在焊缝处引弧就可以避免这种类型的气孔产生。

二、裂缝

1．刚性裂缝：

往往在焊接当中发现焊缝通身的纵裂缝，主要是在焊接时产生的应力造成的。

在下列情况下焊接应力很大：

（1）被焊结构刚性大；

（2）焊接电流大，焊接速度快；

（3）焊缝金属的冷却速度太快。

因而在上述的情况下很容易产生纵向的长裂缝。

解决办法：

采用合理的焊接次序或者在可能的情况下工件预热，减低结构的刚性。

特厚板和刚性很大的结构应采用低氢焊条使用合适的电流和焊速。

2．硫元素造成的裂缝：

被焊母材的碳和硫高或偏析大时容易产生裂缝。

解决办法：

将焊件预热，或用低氢焊条。

3．隙裂缝：

毛隙裂缝是在焊敷金属内部发生，不发展到外部的毛状微细裂缝。

考虑是焊敷金属受急速冷却而脆化，局部发生应力及氢气的影响。

对此的防止方法是：

使其焊件的冷却速度缓慢些，可能的条件下焊件进行预热，或者使用低氢焊条可得到满意的解决。

三、电弧产生偏吹　　

使用低氢焊条在直流电焊机上焊接时往往发生偏吹现象。

可以用下面方法解决。

1．线放在电弧偏吹的方向。

2．线分成两个以上。

3．电弧偏吹的方向进行焊接。

4．取短弧操作。

焊接质量保证措施

1.1. 目的

为了提高天生港电厂技改工程的焊接质量，鼓励和激发广大焊接人员的工作积极性，确保受监焊口的一次合格率在95%以上。

1.2. 适用范围

南通天电技改工程（2*330MW机组）焊接物资、焊接施工、焊接质检所涉及各项目的管理。

1.3. 相关文件

1.3.1.     国家及电力系统行业管理的有关政策、法令、条例、标准；

1.3.2.     电力系统的规程、规范和规则；

1.3.3.     DL647-1998电力工业锅炉压力容器检验规程；

1.3.4.     DL5031-94电力建设施工验收技术规范（管道篇）；

1.3.5.     DL5048-95电力建设施工验收技术规范（管道焊缝超声波篇）；

1.3.6.     DLT5069-1996电力建设施工验收技术规范（钢制承压管道对接焊缝射线检验篇）；

1.3.7.     DL5007-92电力建设施工验收规范（火力发电厂焊接篇）；

1.3.8.     火电施工质量检验及评定标准（焊接篇）；

1.3.9.     电力工业电力金相导则；

1.3.10.焊工和无损检测人员的考试规程、规则；

1.3.11.焊工技术考核规程；

1.3.12.劳动部颁布：

锅炉压力容器焊工考试规则；

1.3.13.电力部颁布：

电力工业无损检测人员资格考试规则；

1.3.14.劳动部颁布：

锅炉压力容器焊工考试规则；

1.3.15.制造厂提供的设备合格证，出厂试验记录和质量保证书；

1.4. 焊接工艺评定管理

执行公司焊接工艺评定控制，焊接工艺评定管理工作由公司所属焊培中心负责实施，由南通分公司焊接施工项目技术人员根据工程焊接情况和要求（规格、材质）提出申请，由焊接专业出具由公司总工批准能够覆盖整个工程焊接的工艺评定一览表，作为南通天电工程，焊接专业编制焊接工艺卡的依据及指导性文件来执行。

1.5. 焊接人员管理

1.5.1.     参加本项目工程焊接的所有人员都必须持证上岗，（包括技术人员、质检人员、焊工、热处理人员）。

1.5.2.     参加本项目工程焊接所有高压合格焊工、中低压焊工及普通焊工均进行审核登记，均要通过焊接上岗考核后方准参加工程焊接工作。

1.5.3.     焊工上岗考核办法

1.5.3.1.   承担锅炉受热面和承压管道焊接的焊工上岗考试。

1.5.3.2.   焊工要求：

承担焊接的焊工应具有相关上级机关颁发的相应项目的

焊工合格证。

1.5.3.3.   焊工按规定要求进行考试，并通过射线无损检验合格后，再确定焊

工上岗资格。

1.5.3.4.   考核焊口外观合格标准:

Ø 焊口内壁齐平，对接单面焊的局部错口值应不大于壁厚的10%且不大于1mm。

Ø 对接双面焊的局部错口值应不超过焊件厚度的10%且不大于3mm。

Ø 不允许裂纹、未熔合、根部未焊透、表面气孔、夹渣；咬边深度不大于0.5mm；根部凸出不大于2mm；内凹小于1.5mm。

Ø 焊缝角变形不大于1%；管径大于100mm焊缝角变形不大于1.5%。

1.5.3.5.   焊缝射线无损检验合格标准:

外观合格后方准进行无损检验；达到

《电力建设施工及验收技术规范》（钢制承压管道对接焊接接头射线检验篇）DL/T1996规定相应要求。

1.5.3.6.   外借合格焊工和普焊工的管理及考核办法：

外借合格焊工考核与本公司合格焊工考核相同；外借普焊工（重视一般性结构件焊接）考核：

考核板件位置任选一种，外观合格后方准上岗，不再进行无损检验。

1.5.4.     考核用焊接材料由焊接施工项目准备。

1.5.5.     焊工上岗考核合格后，填写焊接人员上岗资格审核表（见附件）。

1.6. 焊接机具管理

1.6.1.     项目部所有焊机统一由综合项目管理、调拔。

1.6.2.     焊机维护保养由综合项目负责。

1.6.3.     焊接热处理设备由焊接项目负责管理，使用的计量仪表应处于有效期内。

1.6.4.     焊接设备检验标签粘贴由相应机具管理部门负责。

1.6.5.     焊机布置由各安装施工项目负责。

1.7. 焊接材料管理

1.7.1.     焊材采购由焊接项目计划报批，由项目计划科审批，物资科统一采购。

1.7.2.     采购严格执行公司质保程序，焊材进库必须验证合格后方准入库。

验证由物资科、焊接项目、质检科共同负责。

验证：

焊材质保书及包装质量，并随机抽取焊材，检查内部质量；物资科负责出具试验委托单对合金焊材进行抽检。

共同认证检查合格后，填写焊接材料验收记录表（见附件）。

1.7.3.     焊材焊前复检委托由焊接项目负责。

1.7.4.     焊材库房设施达到规程要求。

焊材烘干、发放由物资科负责。

1.7.5.     焊接材料的储存和保管

1.7.5.1.   焊材必须在干燥通风的室内存放，焊材储存库内，不允许放置有害

气体和腐蚀性介质，室内保持整洁。

1.7.5.2.   焊材存放在专用架子上，严防焊条受潮。

1.7.5.3.   焊材堆放时应按种类、牌号、规格、入库时间分类堆放，每垛应有

明确标记，避免混乱。

1.7.5.4.   入库的焊材应做到先入库的先使用。

1.7.5.5.   特种焊材储存与保管应高于一般性焊材，特种焊材应堆放在专用仓

库或指定区域。

1.7.5.6.   对受潮或包装损坏的焊材未经处理不许入库。

1.7.5.7.   一般焊材一次出库量不能超过一天的用量。

领用的焊材，焊工必

须保管好。

当天使用不完的焊材当天退回焊材烘焙室。

1.7.5.8.   焊材储存库内，应设置去湿机、温湿度仪且运行正常。

低氢型焊材

室内温度不低于5℃，相对空气湿度低于60%。

1.7.6.     焊接材料烘焙规范及操作规程

1.7.6.1.   入库的焊接材料，由焊材库管理人员协同焊接技术员及质检人员，

验证焊材质保书及包装质量。

1.7.6.2.   焊条的烘干规范、烘干温度及保温时间，严格按焊条生产厂推荐

的烘干规范或有关技术规范要求进行。

国外焊材的烘干规范，按提供的焊材质保书上要求进行烘干。

下表为国产焊材的烘干规范：

焊条类别

酸性焊条

碱性低氢型焊条

碱性不锈钢焊条

保温时间

1h

1h

1h

烘干温度

150℃±10℃

350℃-400℃

250℃±10℃

1.7.6.3.   焊条烘干时应徐徐升温、保温、缓慢冷却，严禁将冷的焊条放入

已升至高温的烘箱中，或者将烘至高温的焊条从高温炉中突然取出冷却，以防止焊条药皮因骤冷骤热而产生开裂或脱落现象。

1.7.6.4.   同一烘干箱每次只能装入同种烘干规范的焊条进行烘干。

对烘干规

范相同，但批号、牌号、规格不同的焊条，堆放时必须有一定的物理间隔及明显标志。

焊条堆放不宜过高，保证焊材烘干均匀。

1.7.6.5.   烘干后的焊材，应贮放在温度为120-150度的恒温保温箱中，随

用随取。

1.7.6.6.   当焊材在施工现场放置超过４小时后，应对焊条重新烘干处理，

但焊材反复烘干次数不得超过3次。

1.7.6.7.   焊接材料应存放在专用架子上，堆放架离地面和墙壁各应保持300

毫米以上的距离，焊材的堆放不宜过高。

1.7.7.     焊材的领用和发放

1.7.7.1.   由焊接技术员提前12小时填写《焊接材料领用通知单》（见附件）

并送达焊材烘焙室，焊材烘焙人员据此对需要的焊条进行烘干，并作好烘干记录（见附表）。

1.7.7.2.   焊工领用焊材前，必须填写《焊接材料领用单》（见附件），由班

长或焊接工程师签字，焊工送到焊材库。

焊材烘焙人员按领用单要求发放焊材。

由焊材烘焙人员整理好《焊接材料发放记录单》（物资科自制），以作统计用。

1.7.7.3.   焊工领取的焊条，必须放入可携式焊条保温筒内，随用随取；不得

将未用完的焊材和焊条头丢弃在施工现场，焊工应及时将其退回焊条库，由焊材库管理人员在《焊接材料发放单》（见附件）上作好回收记录。

根据每个焊工焊材回收情况的好坏，实行经济奖惩制度。

1.7.7.4.   每周由物资科向焊接项目通报焊材库存情况，以掌握焊材消耗情

况及库存数量。

1.7.7.5.   对存放超过规定年限，检查质量不合要求及烘干超过三次后的焊

材，划定专门区域堆放，并由焊接技术员、焊接质检人员对此类焊材作出报废处理，或降级使用。

1.8. 焊前准备

1.8.1.     焊件坡口加工型式符合图纸及工艺卡要求。

1.8.2.     技术交底：

焊接及热处理技术人员根据相关作业指导书、工艺卡、有关技术资料向焊接、热处理人员进行安全、质量、技术交底，技术人员应作好技术交底记录。

见附件之焊接工艺卡、焊接热处理工艺卡。

1.9. 施焊过程

焊接和热处理：

焊工必须按相关作作业指导书、焊接工艺卡要求施焊；热处理工必须按热处理作业指导书、工艺卡要求进行预热和热处理。

焊后热处理全过程必须有热处理施工记录和热处理温度自动记录。

1.10.  焊接检验

1.10.1.焊接检验。

按《电力建设施工及验收技术规范》（焊接篇）1996版要求进行。

1.10.2.外观检验。

焊工对所焊焊缝表面质量必须及时进行100%的自检，见附件之焊工自检记录表。

1.10.3.焊接质检人员根据《电力建设施工及验收技术规范》（焊接篇）1996版的标准和有关要求进行专检，焊缝不符合要求，填焊口不合格通知单，符合要求的填焊接接头表面质量评定表（见附件）。

1.10.4.焊缝和焊接接头的无损检验、硬度、光谱、金相试验，机械性能，按公司金属试验室管理制度有关要求进行。

1.10.5.首只首批焊口检验停工待检点（H）点，（见附件之焊接过程控制表）。

1.11.  无损检验不合格焊口处理

1.11.1.经检验评判不合格的焊口，金属试验室以《焊口不合格通知单》形式通知焊接项目。

1.11.2.出现批量焊口不合格,以及一般低合金钢及以下等级的焊口，在同一位置上的挖补或焊后热处理返工超过三次或中、高合金钢的焊口同一位置上的挖补或焊后热处理返工超过二次的，以及重要管道的割口由焊接项目工程师提出处理方案，报质检科焊接质检工程师审核，项目总工批准（见附件焊接不合格品处理单）。

1.11.3.在锅炉水压试验后，由焊接项目专职质检员组织对各分项进行焊接接头综合评定（见附件之焊接接头综合评定表）。

1.12.  焊接过程控制管理：

在施工中严格执行三级验收制度，在班组自检合格的基础上，经焊接项目质检员或项目工程师复检。

在复检合格的基础上，交质检科焊接质检工程师专检。

在专检合格的基础上，移交给江苏电建三公司南通分公司工程管理科和监理公司检查。

焊接过程控制如下页流程图所示：

焊接过程控制流程图

焊接施工技术措施、作业指导书、工艺卡学习交底

焊工合格证资质认可持焊工上岗证上岗

熟悉焊工任务单内容

焊材领用、核对牌号规格

焊材回收

帖相片

焊件打磨、组对

帖相片

焊件间隙、坡口检查

帖相片

安全检查

帖相片

焊前预热

帖相片

焊材回收

帖相片

焊接

帖相片

返修

帖相片

打磨

帖相片

焊后热处理

帖相片

自检

帖相片

专检

帖相片

无损检验

帖相片

返修

帖相片

验收签证

帖相片

记录报告

帖相片

注：

虚线框内的工序可能不发生

1.13.  焊接质量管理措施及质量奖考核办法

1.13.1.为确保工程焊接质量，根据优质优价的原则，建立焊接质量奖罚措施，以提高焊接人员的质量意识。

1.13.2.考核目标

1.13.2.1.    严格按照焊接工艺规范施工。

1.13.2.2.    做到文明施工，爱护焊接机工具，节约焊材。

1.13.2.3.    返修认真及时。

1.13.2.4.    认真做好自检工作，外观质量符合标准要求，及时填写自检单。

1.13.2.5.    受热面焊口以分项工程为单位，拍片一次合格率达到95%以上。

1.13.3.奖罚办法按本章规定规定执行。

1.14.  焊接及热处理工艺守则

1.14.1.锅炉、压力容器、承压管道和钢结构的焊接工作，必须严格执行《焊规》和本工艺守则。

1.14.2.焊接施工前必须按有关规程进行焊接工艺评定。

相关技术人员根据已批准《焊接工艺评定报告》结合工程任务编制《作业指导书》、《焊接工艺卡》。

批准后的《作业指导书》《焊接工艺卡》作为指导焊接工程的技术准则。

1.14.3.焊接施焊前相关人员必认真阅读《作业指导书》、《焊接工艺卡》，按《作业指导书》、《焊接工艺卡》要求进行焊前准备和焊接施工。

1.14.4.焊工施焊前，应检查焊接设备及其仪表，不得在设备和仪表带故障时施焊。

1.14.5.焊接人员必须遵守《焊接材料检验及管理制度》。

焊工领用焊条必须使用保温筒。

施焊中应将保温筒通电保温，焊条随用随取，禁止保温筒长时间开启。

当天焊接完工，焊工应100%回收焊条和焊头，禁止乱扔。

1.14.6.所有受监管道焊口，其焊口清理和对口质量必须经焊工检查认可、质检员检验合格后方能施焊。

1.14.7.严禁在被焊工件、焊口外引燃电弧、试验电流或随意焊接临时支撑物。

防止地线、电缆线、焊钳与焊件相碰打弧。

1.14.8.焊工在定位焊（点固焊）时，应采用与正式施焊时相同的焊接材料、焊接工艺和预热温度。

在对口定位焊时，如有缺陷应立即打磨除净并重新进行定位焊。

对采用填加物方法定位者，在去除其临时点固物时，不应损坏母材，并将其残留焊疤清除干净，打磨修整。

1.14.9.厚壁大口径管的焊接应采用多层道焊，尤其对壁厚大于35mm者，氩弧焊打底焊层厚度不小于3mm，其它焊道单层厚度不大于焊条直径加2mm，单道摆动宽度不大于焊条直径的5倍。

1.14.10.焊工施焊时，应特别注意焊缝接口和收弧的质量，收弧时应将熔池填满，对多层道焊的焊缝接头应错开，并在施焊焊缝的层间或道间进行清理，仔细检查并确认无裂纹或其它焊接表面缺陷后，方可继续施焊。

1.14.11.施焊过程中，焊接层间温度应不低于规定的热温度下限，且不高于400℃。

1.14.12.管子焊接时,应有防止管内穿堂风的措施。