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1、焊接工艺通用工艺守则.docx1.主题内容与适用范围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。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)。本守则如与设计文件相矛盾之处，应以设计文件为准。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。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
2、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）TSGZ60022020（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（钢制化工容器构造设计规定）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.焊接材料焊接材料包括焊条、焊丝、焊剂、钢带、气体、电极和衬垫等。焊接材料应有产品质量证实书，并
3、符合相应标准的规定，根据材料验收程序进行验收与复验，合格后方可使用。焊条药皮应均匀、外表无气孔、没有明显的裂纹、脱皮现象，并存放在枯燥的仓库内，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。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
4、件或图样中未注明的焊材可按下列原则选用。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。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。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.焊工及其钢印从事压力容器焊接作业的人员下面简称焊工，应当根据TSGZ60022020（特种设备焊接操作人员考核细则）规定考核合格，获得相应项目的（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；焊
5、工应当根据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实文件；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。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。检查所焊工件的装配质量，包括坡口型式、角度、钝边、间隙及错边量能否符合要求并对坡口外表进行清理，除去焊缝两侧2030mm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
6、溅。对焊机进行焊前检查，注意电源部分、电缆及接头能否接触良好，检查各控制部分能否失灵，运转能否正常，焊接地线与工件连接应可靠，以保证焊接经过连续性和稳定性，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。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。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详细预热温度，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
7、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。埋弧焊焊前，除遵守以上有关规定外，焊丝外表应进行清理、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，去除熔渣、杂物和粉尘。焊接筒体纵焊缝时，应在焊缝两端点焊引弧板和熄弧板。6预热根据母材化学成分、焊接性能、焊接接头拘谨程度、焊接方法等综合考虑能否预热，必要时通过实验确定，常见钢号推荐的预热温度见表1不同钢号相焊时，预热温度按预热温度高的钢号选取。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。需要预热的焊件在整
8、个焊接经过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、Q245R30505050-10010010015016MnD，09MnNiD16MnDR，09MnNiDR305015MnNiD、Q345，Q345R305010015MnVR，15MnNbR501507.焊接焊条电弧焊压力容器零部件间的定位焊应使用与产品焊接一样牌号的焊条进行焊接，定位焊的长度和间距，应根据工件的详细情况确定，起头和收尾处应圆滑，不应存在裂纹、弧坑、未焊透等缺陷，否则应以去除。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
9、求时应进行补焊修磨。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，反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，应保证反面全焊透，有缺陷时允许进行补焊。受压角焊缝应保证根部焊透，接弧处应焊透，并熔合。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。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，各层间接头要互相错开，以提高焊缝的致密性。焊接经过中，凡加工外表不允许搭接地线，或直接过电，以防加工外表被电弧烧损。焊条电弧焊焊接规范参数焊条电弧焊焊接工艺参数
10、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。一般情况焊工应根据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手弧焊埋弧焊钢号焊条焊剂焊丝型号牌号型号对应牌号E4303J422H08AQ245RF4A0-H08AHJ431E4316J426H08E20锻E4315J427H08MnAF4A0-H08ASJ101E5016J506H10MnsiHJ402-H10Mn2HJ431Q345R(16Mn锻)E5015J507H10Mn2HJ404-H08MnASJ101E30
11、8-16A102F308-H0Cr21Ni10HJ260O6Cr19Ni10H08Cr19Ni10TiE308-15A107F308L-H0Cr21Ni10SJ601O22Cr19Ni10E308L-16A002H03Cr21Ni10SiF308-H0Cr21Ni10HJ26006Cr18Ni11Ti/E347-16A132F308L-H0Cr21Ni10SJ6010Cr18Ni10Ti管H08Cr19Ni10TiE347-15A137F308L-H0Cr21Ni10SJ6011Cr18Ni9Ti管F308-H0Cr21Ni10HJ260022Cr17Ni12Mo2E316L-16AO22H0
12、3Cr19Ni12Mo2SiF308L-H0Cr21Ni10SJ601022Cr23Ni5Mo3NE2209-16AF2209/(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，对于重要构造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，一样直径牌号的焊条使用直流焊机比使用沟通焊机所需电流要小10%-20%，焊工
13、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mm44881212焊条直径mm4455焊接电流与焊条直径的关系表4焊条直径mm酸性609090130160210220270焊接电流A碱性609090130150190180230(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。在焊接经过中，应尽量使用短弧操作，立焊、仰焊时弧长应比平常更短，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
14、时，每层焊缝厚度过大时，对焊缝金属的塑性主要表如今冷弯上有不利影响，因而，对焊接质量要求较高的焊缝，每层厚度不超过45mm。，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=/d式中，n为焊接层数，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沟通电源焊接时，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，由于引弧容易，电弧稳定。低氢型焊条用直流电源焊接时，一般要反接，由于反接的电弧比正接稳定。(7)不锈钢手弧焊焊接时，选用
15、焊接电流应比一般碳素钢减少20%左右，焊接经过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，以降低层间温度，保证焊接接头的力学性能。埋弧焊焊接经过中应保持焊接工艺参数的稳定，焊接电流的波动应不超过510A电压差值在23V范围内，焊丝伸长波动范围一般不超过510mm，焊剂覆盖厚度应保持在2540mm，焊丝伸出长度应控制在3040mm。焊接时应随时观察焊接电压及电流的变化，并及时进行调整，操作者要注意观察熔池背面热成形及颜色，以判定熔透情况，防止未焊透和焊穿。焊接经过中应注意焊丝与焊缝对中，发现偏移时及时调整。当焊缝出现焊穿、气孔、裂纹和成形不良时，应中断焊接分析原
16、因，并对出现的缺陷进行修补，焊接中途停顿，重新焊接时，重叠焊长度应在100mm以上。平板对接焊板厚610mm时，一般可采用I型坡口进行双面埋弧自动焊。第一面焊接时可在工件下面垫上焊剂，间隙一般不大于1mm，两面焊缝熔深重叠应有23mm，为保证焊透和改善成形，第二面焊接时可先采用电弧气刨清根，厚度大于10mm的工件，一般采用单面坡口进行双面埋弧自动焊。多层焊时，每焊完一层，应彻底去除熔渣，若发现缺陷时应去除干净，修补完毕后，方可继续施焊，层间焊接接头应错开40mm以上。筒体纵向焊接接头的焊接一般内外纵缝尽量采用埋弧自动焊，先焊内后焊外。筒体的环焊缝，一般可采用双面自动焊先内后外，由于构造原因不能
17、采用双面自动焊时，允许内部焊缝采用手工封底，外部焊缝采用自动焊，为保证焊缝熔透外焊缝可用电弧气刨清根，去除缺陷，然后进行焊接。环缝焊接时，一般机头不动，焊件匀速转动，为减少焊缝曲面对熔敷金属及熔渣流动的不利影响，保证焊缝成形良好和熔透，焊丝均应逆筒体旋转方向，相对筒体弧顶中心必有一个偏移量。如图1偏移量a值根据工件直径大小和焊速进行调整，一般为2040mm。图1偏移量埋弧焊操作一般需23人相互配合，一人操纵焊机一人续送焊药，一人清理焊渣或后两者为同一人。操作经过中应注意防止工件在焊接经过中震动和移动，同时要注意安全，避免烫伤。采集残存焊剂，筛除焊剂中的熔渣、粉末及其它杂物，以备回用。焊接结束后
18、清理净场地、关闭电源，填写好焊接记录并签名和日期。埋弧焊焊接规范(1)焊接电流应根据板厚和焊丝直径选择焊接电流。焊接电流增加，熔深增加，不同直径的焊丝适用的焊接电流范围见表5。埋弧焊焊接电流选用表表5钢板厚度/mm焊丝直径/mm焊接顺序焊接电流A电弧电压V焊接速度/6正1380-42030-3545-55反1430-47030-3545-55正1440-48030-3545-558反1480-53030-3545-55正1530-57030-3545-5510反1590-64030-3545-55正1620-66030-3545-5512反1680-72030-3545-5514正1680-7
19、2030-3545-55反1730-77030-3545-5516正1-2680-72030-3545-55反1730-77030-3545-55正1-2680-72030-3545-5518反1730-77030-3545-55(2)电弧电压增高，熔宽增加，熔深和余高相应减小，为保证焊缝的成形，在增加焊接电流的同时，必须相应提高电弧电压。(3)焊接速度增加，焊接线能量减少，熔宽减小，熔深增加，但焊速大于40米/小时量之后，继续增加焊速、熔深减小，过分增加焊速会导致加热缺乏而产生未焊透，未熔合、气孔、咬边等缺陷。氩弧焊焊接准备除以上准备外还需要下面方面的准备：1检查气路能否畅通，高频电弧能否良
20、好。2焊丝应除油、锈、污物，用丙酮清洗干净。3氩气纯度应%体积法4钨极棒端部形状根据需要可用砂轮磨削。填充金属钨极惰性气体保弧焊，填充金属与母材成分一样或接近，不锈钢焊丝应符合焊接用不锈钢丝的标准规定。焊接钛材时的要求钛材焊接时，要求双面保护，焊枪要带保护托盒，保护盒最好用铜材制作，氩气流量以715L/min为宜，太小气流刚性低，保护效果差；太大会引起气流紊乱，把空气带入焊接区。因而，氩气应保持层流状态。焊前清理(1)用砂纸或砂轮机除去焊缝及其两侧不少于50mm范围内的氧化层，直到露出银白色的金属为止。(2)用崭新的绸布蘸无水酒精将外表擦拭干净，直到绸布上没有污染为止。(3)将焊丝用无水酒精擦
21、拭干净。(4)焊缝及焊丝清理后要立即施焊，否则应重新清理。氩弧焊操作1施焊前，要在试板上施焊，待电流、气流调整适宜后再进行施焊。2引弧不要在焊缝以外的其它部位引弧，以免伤害工件外表，可在焊缝前或在引弧板上引弧。3应尽量采用短弧操作，提高保护效果，焊丝须点状参加熔池，焊丝头部要在气体保护区内。4多层焊底层焊接时，不加焊丝。5熄弧，焊接完毕，切断焊接电源，不应立即抬起焊炬，必须在3-5秒内继续送出保护气，直到钨极和熔池稍稍冷却后抬起，以防钨极端部和熔池氧化。6氩弧焊操作应当在室内，如室外当风速2m/s时，应停止施焊。8焊接变形的控制1利用焊接顺序控制变形。2先焊收缩量大的焊缝，后焊角焊缝。3对长度
22、L500mm的焊接，可直通焊；L500-1000mm的长缝，可从中间向两端施焊；L1000mm的焊缝，可从中间向两端分段逆向对称施焊。4对于环形焊缝，可分段对称施焊。5对刚性小的焊件，可采用胎具或其他支撑方法，增加焊件在焊接时的刚性，减小变形。6管板与换热管焊接应分区，然后对称跳焊，一般分区如图2：24153图2管板焊接分区图根据管板直径大小，分区可多几个，当焊接工艺有规定时，按焊接工艺执行。9.焊缝返修焊缝返修(包括母材缺陷焊补)的基本要求焊缝缺陷超出了产品相应的焊接质量标准所允许的程度时，应进行返修。应当分析缺陷产生的原因，提出相应的返修方案；返修应当根据（固容规）的规定进行焊接工艺评定或
23、者具有经过评定合格的焊接工艺规程WPS支持，施焊时应当有详尽的返修记录；返修焊工返修焊工必须是经考试合格，且具有返修合格项目资格的焊工担任。第一、二次返修时，一般情况下可由原施焊的焊工担任，第三次返修时，由焊接责任师确定焊工。焊缝同一部位的返修次数不宜超过2次，如超过2次，返修前应当经过制造单位技术负责人批准，并且将返修的次数、部位、返修情况记入压力容器质量证实文件；一次返修能够由焊接技术人员同意，操作者按原焊接工艺执行，二次返修，由焊接技术人员制定相应返修工艺，并经焊接责任师同意方可执行，如超过二次返修由焊接责任师会同有关人员经分析原因后制定合理、可靠的返修工艺，由总工程师审批后并在焊接技术
24、人员指导下进行返修，超次返修必须在检查人员的监督下进行。要求焊后消除应力热处理的压力容器，一般应当在热处理前焊接返修，如在热处理后进行焊接返修，应当根据补焊深度确定能否需要进行消除应力处理；有特殊耐腐蚀要求的压力容器或者受压元件，返修部位仍需保证不低于原有的耐腐蚀性能；压力试验后一般不应进行焊缝返修，确需返修的，返修部位，必须按原要求经无损检测检验合格，由于焊缝或接管泄漏而进行返修，或返修深度大于1/2壁厚的压力容器还应重新作压力试验。焊缝返修，不允许在带压或承压状态下进行。返修部位应当根据原要求经过检测合格。焊缝返修操作规则与规范。返修操作者接到返修通知后，根据返修件图纸焊接工艺及焊接质量要求，弄清焊缝缺陷的形状性质及在焊缝中的位置，分析缺陷产生的原因，根据无损检测底片和探伤标记在焊缝