焊接工艺通用工艺守则.docx

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焊接工艺通用工艺守则

1.主题内容与适用范围

1.1本标准规定了压力容器主要承压元件焊条电弧焊、埋弧焊以及焊缝返修的基本要求和操作规则,常压容器的焊接可参照执行。

1.2本标准适用于碳素钢、低合金钢、奥氏体不锈钢制D1、D2类压力容器的焊接（不包括有色金属的焊接）。

1.3本守则如与设计文件相矛盾之处，应以设计文件为准。

1.4焊接时，除符合GB150、GB151、JB4710、JB4731、《固定式压力容器安全技术监察规程》和本守则外，还应符合图样的规定。

1.5本守则中引用的法规、标准、守则等如经修改，应以新的版本为准。

2.引用标准

TSGR0004《固定式压力容器安全技术监察规程》

GB150《压力容器》

GB151《管壳式换热器》

JB4710《钢制塔式容器》

JB4731《钢制卧式容器》

HG20584《钢制化工容器制造技术要求》

NB/T47015《压力容器焊接规程》

NB/T47014《承压设备焊接工艺评定》

NB/T47016《承压设备产品焊接试件的力学性能检验》

TSGZ6002—2010《特种设备焊接操作人员考核细则》

GB/T21433《不锈钢压力容器晶间腐蚀敏感性试验》

HG20583《钢制化工容器结构设计规定》

GB985《气焊、手工电弧焊及气体保护焊缝坡口的基本形式及尺寸》

GB986《埋弧焊焊缝坡口的基本形式和尺寸》

3.焊接材料

3.1焊接材料包括焊条、焊丝、焊剂、钢带、气体、电极和衬垫等。

3.2焊接材料应有产品质量证明书，并符合相应标准的规定，按照材料验收程序进行验收与复验，合格后方可使用。

3.3焊条药皮应均匀、表面无气孔、没有明显的裂纹、脱皮现象，并存放在干燥的仓库内，要求温度≥5℃、相对湿度≤60%，使用前对焊条按规定温度应进行烘干和保温，烘干后的焊条应放在保温筒内，随用随取，低氢型焊条一般在常温下4h后应重新烘干，烘干次数不宜超过三次，对于焊工退回的焊条，库管员要做好标识，并按牌号、规格、代号存放，使用前应进行烘干，对于二次烘干的焊条应在焊条夹持端的截面用记号笔涂黄色标记，对于第三次烘干的焊条应在焊条夹持端的截面用记号笔涂红色标记。

3.4焊条、焊丝、焊剂及气体的选用应根据NB/T47015规定或图样规定进行选择，对于非受压元件或图样中未注明的焊材可按下列原则选用。

3.4.1低碳钢、低合金钢焊接应按母材抗拉强度等级选用相应强度等级的焊材，不同强度的低碳钢、低合金钢焊接应按强度较低一侧母材要求选择焊材，即按“低匹配”原则。

3.4.2不锈钢焊接一般应选用与母材金属化学成份相近的焊接材料，不锈钢与碳素钢、低合金钢之间的焊接一般选用铬镍含量高于奥氏体母材的焊接材料焊接。

3.5焊工应根据焊接要求选用相应焊机，并注意直流焊机的极性连接。

4.焊工及其钢印

4.1从事压力容器焊接作业的人员（以下简称焊工），应当按照TSGZ6002—2010《特种设备焊接操作人员考核细则》规定考核合格，取得相应项目的《特种设备作业人员证》后，方能在有效期间内担任合格项目范围内的焊接工作；

4.2焊工应当按照焊接工艺指令卡和通用焊接工艺卡施焊并且做好施焊记录，检验人员应当对实际的焊接工艺参数进行检查，检验记录列入产品质量证明文件；

4.3应当在压力容器受压元件焊缝附近的指定部位打上焊工钢印（不锈钢除外），并做好记录，不锈钢设备的焊工钢印应在排版图上记录。

4.4公司焊接负责人应当建立每个持证焊工技术档案。

5.焊前准备

5.1焊前必须检查和熟悉所焊产品的图样、工艺和有关技术要求，明确焊接钢种，所用焊接材料牌号、焊接规范及操作要领。

5.2检查所焊工件的装配质量，包括坡口型式、角度、钝边、间隙及错边量是否符合要求并对坡口表面进行清理，除去焊缝两侧20～30mm范围内的油污、锈蚀，不锈钢焊缝两侧100mm范围内应涂刷白垩粉、防止飞溅。

5.3对焊机进行焊前检查，注意电源部分、电缆及接头是否接触良好，检查各控制部分是否失灵，运转是否正常，焊接地线与工件连接应可靠，以保证焊接过程连续性和稳定性，对直流焊机应按工艺正确选择极性，准备好焊接工具和防护用品。

5.4焊工按领料单领用焊材，领用单应注明产品名称及编号、焊缝代号、焊材的牌号规格，数量，库管员按领料单对焊条进行烘干，并做好记录。

焊工领用焊条时必须用保温桶。

5.5焊前预热应根据母材的化学成份、焊接方法及环境情况由工艺确定具体预热温度，当施焊环境出现下列任一情况时应采取防护措施，否则应禁止施焊。

（1）气体保护焊时风速大于2m/s；其他焊接方法大于10m/s；

（2）相对湿度大于90%；

（3）雨雪环境；

（4）焊件温度低于-20℃。

当焊件温度为0℃～-20℃时应在施焊处100mm范围内预热到15℃以上。

5.6埋弧焊焊前，除遵守以上有关规定外，焊丝表面应进行清理、除油、锈，然后绕入焊丝盘内，缠绕时要避免折弯，或中途折断，焊剂应进行烘干，对使用过的焊剂应经过筛处理，清除熔渣、杂物和粉尘。

5.7焊接筒体纵焊缝时，应在焊缝两端点焊引弧板和熄弧板。

6．预热

6.1根据母材化学成分、焊接性能、焊接接头拘束程度、焊接方法等综合考虑是否预热，必要时通过实验确定，常见钢号推荐的预热温度见表1

6.2不同钢号相焊时，预热温度按预热温度高的钢号选取。

6.3采取局部预热时，应防止局部应力过大，预热的范围内焊缝两侧各不小于焊件厚度的3倍，且不小于100mm。

6.4需要预热的焊件在整个焊接过程中应不低于预热温度。

表1常用钢号推荐的预热温度

钢号

厚度,Mm

预热温度,℃

20G，20，20R、Q245R

30~50

≥50

＞50--100

≥100

100

≥150

16MnD，09MnNiD

16MnDR，09MnNiDR

15MnNiD、

≥30

≥50

Q345，Q345R

15MnVR，15MnNbR

30~50

≥100

＞50

≥150

7.焊接

7.1焊条电弧焊

7.1.1压力容器零部件间的定位焊应使用与产品焊接相同牌号的焊条进行焊接，定位焊的长度和间距，应根据工件的具体情况确定，起头和收尾处应圆滑，不应存在裂纹、弧坑、未焊透等缺陷，否则应以清除。

7.1.2焊接时严禁在非焊接部位进行引弧，因电弧擦伤处应进行修磨，厚度不小于母材厚度的负偏差，深度超出以上要求时应进行补焊修磨。

7.1.3压力容器主体上的A、B类焊接接头应尽量采用双面焊。

正面焊完后，背面用碳弧气刨清理净，焊根用砂轮磨光见金属光泽，无缺陷后再进行焊接。

如采用单面焊双面成形，应保证背面全焊透，有缺陷时允许进行补焊。

7.1.4受压角焊缝应保证根部焊透，接弧处应焊透，并熔合。

7.1.5多层焊接的层数可根据焊接工艺决定，在保证焊接质量的情况下，应适当控制焊接电流大小。

7.1.6多层焊接时，每层焊缝焊完后，应仔细清净焊渣和杂物。

如发现缺陷应修磨掉，再进行下一层焊接。

多层焊时，各层间接头要相互错开，以提高焊缝的致密性。

7.1.7焊接过程中，凡加工表面不允许搭接地线，或直接过电，以防加工表面被电弧烧损。

7.1.8焊条电弧焊焊接规范参数

焊条电弧焊焊接工艺参数主要指焊条直径、焊接电压、焊接电流、焊接速度和层数，及电流种类与极性等。

一般情况焊工应按照通用焊接工艺卡所规定的焊接参数施焊。

（1）焊条牌号应根据设计图样的规定，如设计图样没有规定，按常见钢号推荐焊接材料表2选用。

常用钢号推荐焊接材料表2

钢号

手弧焊

埋弧焊

焊条

焊丝

焊剂

型号

牌号

型号

对应牌号

Q245R

20（锻）

E4303

J422

H08A

H08E

H08MnA

F4A0-H08A

HJ431

E4316

J426

E4315

J427

F4A0-H08A

SJ101

Q345R（16Mn锻）

E5016

J506

H10Mnsi

HJ402-H10Mn2

HJ431

E5015

J507

H10Mn2

HJ404-H08MnA

SJ101

O6Cr19Ni10

E308-16

A102

H08Cr19Ni10Ti

F308-H0Cr21Ni10

HJ260

E308-15

A107

F308L-H0Cr21Ni10

SJ601

O22Cr19Ni10

E308L-16

A002

H03Cr21Ni10Si

F308-H0Cr21Ni10

HJ260

06Cr18Ni11Ti/

0Cr18Ni10Ti（管）

1Cr18Ni9Ti（管）

E347-16

A132

H08Cr19Ni10Ti

F308L-H0Cr21Ni10

SJ601

E347-15

A137

F308L-H0Cr21Ni10

SJ601

022Cr17Ni12Mo2

E316L-16

AO22

H03Cr19Ni12Mo2Si

F308-H0Cr21Ni10

HJ260

F308L-H0Cr21Ni10

SJ601

022Cr23Ni5Mo3N

E2209-16

AF2209

/

/

/

（2）焊条直径选择主要取决于焊件的厚度，同时考虑接头形式，施焊位置和焊接层数，对于重要结构还有考虑热输入的要求，一般情况下可参考焊条直径与工件的厚度之间的关系表3。

（3）焊接电流的选择与焊条直径、焊芯材料以及药皮种类有关，同时还应根据焊接位置、层次、焊件的厚度，进行适当调整，立焊、横焊、仰焊时焊接电流一般比平焊时小10%-20%，合金元素含量较高的焊条电流应相应减少，工件较厚一般取电流的上限，相同直径牌号的焊条使用直流焊机比使用交流焊机所需电流要小10%-20%，焊工根据实际情况进行选择时参考表4。

焊条直径与焊件之间的关系

表3

工作厚度mm

≤4

4～8

8～12

>12

焊条直径mm

2.5～3.2

3.2～4

4～5

≥5

焊接电流与焊条直径的关系

表4

焊条直径（mm）

2.5

3.2

4.0

5.0

焊接电流A

酸性

60～90

90～130

160～210

220～270

碱性

60～90

90～130

150～190

180～230

（4）电弧电压与弧长的关系，电弧长度越大，电弧电压越高、电弧长度越短，电弧电压越低。

在焊接过程中，应尽量使用短弧操作，立焊、仰焊时弧长应比平时更短，以利于熔点过渡，防止熔化金属下滴。

碱性焊条焊接时应比酸性焊条弧长短些，以利于电弧的稳定和防止气孔的产生。

（5）焊接层数的选择

在焊件厚度较大时，往往需要进行多层焊。

对于碳钢和强度等级较低的低合金钢的多层焊时，每层焊缝厚度过大时，对焊缝金属的塑性（主要表现在冷弯上）有不利影响，因此，对焊接质量要求较高的焊缝，每层厚度不超过4～5mm。

，

焊接层数主要根据焊件的厚度、焊条直径、坡口形式和装配间隙等来确定，可作为如下近似估算：

n=δ/d

式中，n为焊接层数，δ为焊件厚度，d为焊条直径。

（6）焊接电源的种类与极性的选择

用交流电源焊接时，电弧稳定性差，采用直流电源焊接时，电弧稳定、飞溅少、柔顺，但是电弧的磁偏吹严重。

低氢型焊条的电弧的稳定性差，通常必须采用直流电源，用小电流焊接薄板时，也用直流电源，因为引弧容易，电弧稳定。

低氢型焊条用直流电源焊接时，一般要反接，因为反接的电弧比正接稳定。

（7）不锈钢手弧焊焊接时，选用焊接电流应比一般碳素钢减少20%左右，焊接过程中要降低焊接线能量，尽量采用小电流、大焊速、短电弧，每焊一层允许用水进行冷却，以降低