導語：如何才能寫好一篇焊接工藝評定，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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焊接工藝評定流程：

1、擬定預備焊接工藝指導書；

2、施焊試件和制取試樣；

3、檢驗試件和試樣；

4、測定焊接接頭是否滿足標準所要求的使用性能；

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【關鍵詞】焊接工藝評定；壓力容器；研究

所謂的焊接工藝評定，就是指為使焊接接頭的力學性能、彎曲性能或堆焊層的化學成分符合規定，對預焊接工藝規程進行驗證性試驗和結果評價的過程。焊接工藝是保證焊接質量的重要措施，它能確認為各種焊接接頭編制的焊接工藝指導書的正確性和合理性。通過焊接工藝評定，檢驗按擬訂的焊接工藝指導書焊制的焊接接頭的使用性能是否符合設計要求，并為正式制定焊接工藝指導書或焊接工藝卡提供可靠的依據。本文就壓力容器焊接工藝評定進行了研究，以期能為壓力容器焊接工藝更好地進行評定提供參考。

1.預焊接工藝規程的審查

預焊接工藝規程的內容包括母材和焊接材料的牌號和規格、焊接接頭形式、焊接位置、預熱溫度、焊接電特性、技術措施、焊后熱處理溫度和保溫時間等方面，監檢人員應認真審查上述內容的各參數是否齊全、合理。有些單位焊評項目繁多，焊評覆蓋范圍相互重疊，監檢人員應指導其對焊評進行整合，以減少焊接工藝評定數量。對本文所述的焊接工藝評定而言，選用Q345R板材4mm、8mm、38mm三種厚度規格的試件進行評定，即能覆蓋厚度2～200mm的焊件母材，其覆蓋范圍如表1所示。

表1 三種厚度規格的試件覆蓋范

預焊接工藝規程還應對一些重要因素和補加因素進行優化，如選用非低氫型藥皮焊條、焊條直徑選用大于6mm、焊接位置采用向上立焊、較低的預熱溫度、較高的層間溫度、較大的線能量、較長的熱處理保溫時間等，以盡量擴大焊接工藝評定的適用范圍。

2.施焊試件的現場監督

施焊試件應由本單位操作技能熟練的焊接人員使用本單位設備在本單位焊接。施焊前監檢員應對母材和焊材是否符合相應標準以及焊接設備、焊接儀表（電流表、電壓表、流量計、表面溫度計）的完好狀態進行檢查。在焊接工藝評定試件焊接過程中，監檢人員必須對焊接工藝評定施焊過程中各焊道的所有重要因素和補加因素進行現場檢查，核對是否都在擬定的預焊接工藝規程范圍內，并對焊接施焊記錄的真實性進行確認。

3.熱處理記錄曲線的審查

監檢員應對熱處理記錄曲線的進出爐溫度、升降溫速率、保溫溫度和保溫時間是否符合NB/T47015《壓力容器焊接規程》進行審查。NB/T47014《承壓設備焊接工藝評定》規定：“試件的焊后熱處理應與焊件在制造過程中的焊后熱處理基本相同，低于下轉變溫度進行焊后熱處理時，試件保溫時間不得少于焊件在制造過程中累計保溫時間的80%?！痹嚰淖疃瘫貢r間與焊后熱處理厚度成正比，焊后熱處理厚度越小，最短保溫時間也越短。對接管等厚度較薄的試件來說，其焊后熱處理最短保溫時間主要取決于較厚的殼體焊縫，焊接工藝評定應采用較長的保溫時間，以避免熱處理保溫時間覆蓋不上。根據經驗，厚度較薄的試件保溫時間采用2h以上比較合適。

4.無損檢測的審查

焊接工藝評定的射線檢測不在于焊縫達到幾級標準，監檢員只需確認試件底片無裂紋即合格，其余氣孔、夾渣、未焊透、未熔合等缺陷都允許存在。無損檢測的另一個作用在于了解施焊情況，避開焊接缺陷取樣。

5.試樣力學性能檢驗的現場監督

試樣的力學性能檢驗是焊接工藝評定的重要環節，監檢人員應進行試驗過程的現場監督。其內容包括下述幾個方面。

5.1 理化檢驗人員資質和理化檢驗設備

應核查理化檢驗人員資質，檢查理化檢驗設備的完好狀態。理化檢驗設備的完好狀態對試驗結果有很大的影響，檢驗用設備應檢定合格。理化檢驗人員應進行必要的培訓，考核合格后方可持證上崗操作。

5.2 試樣的取樣和沖擊試樣的缺口位置

應審查試件上試樣的取樣位置以及沖擊試樣的取向和缺口位置。焊接接頭的不同位置在焊接過程中受到的熱循環不一樣，其力學性能也不同，試驗試樣應在試件上性能最差的位置取樣。就沖擊試樣而言，應在靠近板狀對接焊縫試件的收弧端部取樣；T≤40mm的沖擊試樣應在距焊縫背面的材料表面0.5～2mm處取樣，其缺口軸線應垂直于母材表面；熱影響區試樣的缺口軸線應位于最后焊道的焊縫側，并盡可能多地通過熱影響區。

5.3 試樣的加工質量和數量

試樣加工時，應防止其過熱、加工硬化，以避免其力學性能受到影響。

（1）拉伸試樣采用緊湊型試樣，其受拉伸平行部分比板材復驗采用的比例試樣要短，等于焊縫寬度加12mm，實質上是焊縫寬度加熱影響區寬度。試樣設計的目的是強迫其在焊接接頭處斷裂，以測定焊接接頭的抗拉強度。另外，試樣本身的形狀不對稱易在拉伸試驗過程中產生附加彎曲應力，從而造成試驗結果的偏差。拉伸試樣表面的焊縫余高應用機械加工方法去除，使之與母材齊平。若有錯邊，可加工至與較低一側的母材齊平。試樣的受拉長度內，不應有橫向刀痕和劃痕。

（2）面彎和背彎試樣應從受壓面加工去除多余厚度。試樣拉伸表面應齊平，不能有與試樣寬度方向平行的切痕和刀痕。試樣拉伸面棱角應倒圓，圓角半徑不大于3mm。

（3）沖擊試樣的缺口深度、缺口根部曲率半徑和缺口角度決定著缺口附近的應力集中程度，從而影響該試樣的沖擊功，試驗前應用光學投影儀檢查缺口尺寸。沖擊試樣的寬度、厚度也對沖擊功有較大影響，試驗前應用最小分度值不大于0.02mm的量具進行測量。此外，缺口底部應光滑，表面應去除加工硬化層，不應有與缺口軸線平行的加工痕跡和劃痕，否則會使沖擊功下降。

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關鍵詞 船舶制造業；焊接工藝；評定實施

中圖分類號U66 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2011）56-0049-02

在現代造船業中，焊接技術是一項重要的技術，總工時占到船舶建造工時量的40%左右，焊接質量與船舶的整體質量密切相關，研究數據顯示，35%以上的脆斷事故與船舶制造中焊接質量不過關具有直接聯系，焊接質量問題成為了當前影響船舶生產質量的重要方面。因此，開展焊接工藝評定試驗評價正確性與成效性，及時找出缺陷并進行控制與彌補，對于促進船舶制造業良好發展具有重要的作用。

1 船舶制造中焊接工藝認可規定

在船舶制造業生產中，應當開展焊接工藝評定試驗，一般是針對既定的母材與焊接材料，采取相關工藝進行焊接以后，以焊縫檢驗和熱影響區性能評定的方式來確定焊接工藝的科學性與實用性。焊接工藝評定對于保證后續焊接工序和工藝質量事關重大，船級社對新焊接工藝采用具有嚴格規定，都要進行評定，國內船級社《材料與焊接規范（2006）》對此提出了明確要求，規定船舶與海上設施以及船用產品，必須在事先對運用的新材料以及焊接新工藝開展焊接工藝評定實驗，確焊接工藝達標。

2 船舶制造中焊接工藝評定實施

1）提出評定實驗方案。開展焊接工藝評定之前，船舶制造廠商應當聯系船舶焊接工作實際，向船級社提交實驗方案，主要應當包括造船母材與焊接材料資料、焊接設備型號參數；

2）船級社開展審查。船級社對于船舶制造企業提交的焊接工藝評定試驗方案開展審查，主要包括3個方面的內容：一是審查實驗項目與規范規定是否一致；二是審查試驗試樣的加工與規范是否吻合；三是審查結果的規定值與規范要求是否吻合。在審核結束之后，船級社應當將反饋意見提交企業進行進一步完善，積極籌備開展現場試驗；

3）開展評定現場試驗?，F場試驗應當按照審查修訂后的方案進行，驗船師現場見證，實驗前檢查母材與焊接材料與方案吻合程度，并且檢查待焊試件裝配、電源極性等，試驗中對每一道工序的數據以及性能情況、外觀情況進行詳細記載，對于檢測不合格工序，除力學性能外，應當重新開展工藝評定試驗；

4）簽發工藝評定證書。在結束現場工藝評定試驗之后，由船舶制造企業依據試驗數據編制實驗報告，上報船級社審核合格后，由船級社簽發焊接工藝認可證書。

經過船級社簽發證書的焊接工藝為長期有效，但是企業在對批準的焊接工藝進行改動時，應當出具詳細材料上報船級社，由船級社依據實際情況決定是否重新進行評定實驗。

3 船舶制造企業在焊接工藝中的常見問題

鋼質船體焊接缺陷可以分為外部與內部缺陷，外部缺陷主要為只存不符合規定、咬邊、焊瘤、弧坑以及表面有氣孔和夾渣等，內部缺陷主要包括氣孔、夾渣以及焊接裂紋和未焊透等，影響焊接質量的因素很多，例如鋼材與焊條質量、設備與技術、裝配精密度和天氣狀況等，任何一個環節處理不當都會影響焊接質量，要求操作人員針對缺陷原因進行針對性預防，提高焊接質量。船舶制造企業經常出現些列問題，應當引起重視。

一是片面追求速度，加大焊接電流形成氣孔。焊接過程中，坡口邊緣不凈、低氫型焊接電弧太長、速度太快以及埋弧自動焊電壓太高，容易導致氣孔。應當對坡口邊緣進行清理，埋弧焊確定合理工藝參數，降低焊接速度，提高焊接質量；

二是未能有效預熱，導致街頭根部未能熔透。待焊工件需事先預熱不到位，會導致未焊透降低焊接縫強度，應當科學確定坡口尺寸、焊接電流、焊接速度，清理坡口表面，徹底封底焊清根，恰當擺動運條；

三是夾渣清理不力，降低焊接強度和致密性。焊縫出現夾渣會導致焊縫的強度和致密性大大降低，應當仔細觀察坡口兩側熔化狀態，及時進行清理，并注意埋弧焊不要焊偏；

四是焊接材料不當，影響整體焊接工藝效果。焊接材料功能不到位會降低焊接質量，應當按照工藝規定選取符合規格與參數的材料，并保證氣體氣流量與純度達標，為焊接成效提高奠定基礎；

五是層溫控制不佳，產生船體制造焊接裂紋。不按照評定的工藝控制層間溫度，能夠導致焊接裂縫，嚴重的會造成結構破壞。在焊接中要嚴格遵守工藝規定，合理安排速度，選擇科學的焊接工藝，焊接后應當開展檢查，及時采取修補措施。

4 有效提高焊接質量的對策建議

一是要科學編制審批受控文件。船舶生產制造企業專門技術人員，要結合企業生產實際，組織焊接工藝評定試驗，提請船級社開展焊接工藝評定活動。在通過審核批準之后，依據船級社簽發的焊接工藝評定證書以及相關實驗報告，進行崗位焊接作業指導書與操作規定等材料的編撰工作。在此基礎上，企業相關管理人員對于崗位焊接作業指導書與操作規定開展審批，使其成為船舶制造質量體系的重要受控文件；

二是要嚴格執行質量控制標準。船舶制造企業的一線裝配與焊接工作人員，要嚴格按照崗位焊接作業指導書與操作規定進行規范性操作，技術人員要求進行技術指導，企業質量主管部門應當組織專門力量開展檢查與評估工作，對崗位焊接作業指導書與操作規定執行情況與成效進行督查，梳理執行過程中出現的各種問題并采取針對性措施進行改進。船級社驗船師在船舶制造過程中要進行檢查，確保焊接工藝按照批準規定執行，重要構件建造中還要進行焊縫產品性能試驗，驗證焊接工藝執行成效；

三是要及時彌補存在焊接缺陷。對于檢測與督查過程中發現的焊接質量問題，一定要及時開展糾正，采取針對性補救措施來提高焊接質量，為船舶的整體質量奠定基礎。

焊接是鋼質船舶建造的重要工序，焊接質量對于船舶性能至關重要，一定要堅持焊接工藝評定試驗制度，并針對當前船舶生產焊接工藝中出現的問題，進行優化與改進，促進船舶制造業良好發展。

參考文獻

[1]王冰，李勇.國外船舶焊接技術發展近況[J].艦船科學技術，2009(5).

[2]倪慧鋒.船舶焊接技術應用現狀[J].現代焊接，2007(11).

[3]方臣富.船舶焊接設備的應用現狀及發展[J].現代焊接，2006(10).

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關鍵詞：AWS鋼結構焊接規范焊接工藝評定

中圖分類號： P755 文獻標識碼： A 文章編號：

自80年代初我國實行改革開放政策以來，通過引進國外先進制造技術，已逐步將焊接工藝評定作為企業保證焊接質量必不可少的重要環節，對控制產品焊接質量取得了十分顯著的效果。但同時也必須看到，生產企業在完成焊接工藝評定工作中也還存在著不少值得重視的問題。由于焊接工藝本身可變參數繁多。對焊接質量的影響因素也十分復雜。因此，在企業中既要使焊接工藝評定工作不流于形式，使其成為控制產品焊接質量的有效手段，又要避免耗資可觀的重復評定，使企業能在最經濟的條件下完成必要的焊接工藝評定，確實是一項相當困難的任務。加之，我國現行的幾種焊接工藝評定標準還不盡完善和合理。并且隨著國際項目的不斷增多，國際監理公司的介入，對產品的焊接質量提出了更為嚴格的要求。而外方在工程的技術協議中更多的會提出要依照用戶所在國家或國際上知名的焊接標準執行，例如美國焊接協會的《AWS D1.1/1.1M鋼結構焊接規范》（以下簡稱《規范》）等等，又進一步加大了這項工作的難度。下面簡要介紹一下AWS D1.1焊接標準中焊接工藝評定的一般流程及注意事項。

焊接工藝評定就是對事前擬訂的焊接工藝規程能否焊出合乎質量要求的焊接接頭進行評價?；咀龇ㄊ抢盟鶖M訂的焊接工藝規程對試件進行焊接，然后檢驗所焊接頭的質量。凡符合要求的，評為合格，該焊接工藝可用于生產，否則為不合格，須重新擬訂焊接工藝規程，再次評定，直至符合要求為止。

焊接工藝評定一般流程為：

1.焊接工藝評定立項。通常由生產單位的設計或工藝技術管理部門跟據新產品材料、接頭形式、所采用的焊接方法和鋼板厚度范圍,以及老產品在生產過程中因材料或焊接工藝的重大改變，需重新編制焊接工藝規程時，提出需要焊接工藝評定的項目。

2.下達焊接工藝評定指導書。所提出的焊接工藝評定項目經過一定審批程序后，根據焊接標準和產品的技術要求編制焊接工藝評定指導書。其內容包括: 標識編號、接頭形式、母材焊材金屬牌號與規格、對接頭性能要求、檢驗項目和合格標準等。

3.編制焊接工藝規程。由焊接工藝工程師按照焊接工藝評定指導提出的條件和技術要求進行編制。

4.編制焊接工藝評定試驗執行計劃。計劃內容包括為完成所有焊接工藝評定試驗的全部工作。從試件備料、坡口加工、試件組焊、焊后熱處理、無損檢測和理化檢驗等的計劃進度、費用預算、負責單位、協作單位分工及要求等。

5.試件的準備和焊接試驗計劃經批準后即按焊接工藝規程，領料、加工試件、組裝試件、焊材烘干和焊接。試件的焊接應由考試合格的熟練焊工。按焊接工藝規程規定的各種工藝參數焊接。焊接全過程在焊接工程師監督下進行。并記錄焊接工藝參數的實測數據。如試件要求焊后熱處理，則應記錄熱處理過程的實際溫度和保溫時間。

6.試件的檢驗。試件焊完后先講行外觀檢查，然后進行無損探傷，最后進行接頭的力學性能試驗。如檢驗不合格，則分析原因，重新編制焊接工藝規程。重焊試件。

7.編寫焊接工藝評定報告所要求評定的項目經檢驗全部合格后，即可編寫焊接工藝評定報告。報告內容大體分成兩大部分:第一部分是記錄焊接工藝評定試驗的條件，包括試件材料牌號、接頭形式、焊接位置、焊接材料、保護氣體、預熱溫度、焊后熱處理制度、焊接能量參數等；第二部分是記錄各項檢驗結果，其中包括拉伸、彎曲、外觀檢驗、沖擊、宏觀金相、無損檢驗等。報告由完成該項評定試驗的焊接工程師填寫并簽字，內容必須真實完整。

另外，如若生產企業無國際焊工資格人員，則在進行焊接工藝評定試驗之前組織員工進行國際焊工資格認證考試，以符合AWS相關標準后才可進行焊接工藝評定試驗。

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關鍵詞：水平固定管 單面焊雙面成型機理 焊接工藝

一、低碳鋼焊條電弧焊單面焊雙面成形

焊條電弧焊單面焊雙面成形廣泛應用于鍋爐、壓力容器、管道維修及其他重要焊接結構中，是主要的單面焊雙面成形工藝方法。由于焊條電弧焊工藝靈活，適應性強，設備簡單，生產成本較低，不受環境、焊接位置等因素的限制，因而盡管工藝較為落后，但在生產和培訓中仍被列為首位。

二、單面焊雙面成形機理

1.擊穿成形機理

在母材選用一定的坡口、間隙、鈍邊條件下，選擇合適的焊條角度，采用鋸齒形或月牙形運條方法，焊條均勻向前擺動，使坡口鈍邊處的母材金屬和填充金屬共同镕化形成熔池，從而形成背面焊道；或采用斷弧焊法打底焊，采用一點或兩點擊穿使母材坡口根部鈍邊金屬熔化形成熔池，從而形成背面焊道，這種成形機理稱為擊穿成形機理。

無論是連弧焊法還是斷弧焊法，在打底焊時擊穿成形機理的關鍵是熔孔效應。在電弧高溫和吹力作用下，坡口根部部分金屬被熔化形成金屬熔池，在熔池前沿會產生一個略大于坡口裝配間隙的孔洞，稱為熔孔。液態金屬通過熔孔送向焊縫背面，使背面焊縫成形。同時，焊條藥皮熔化時所形成的熔渣和氣體可以對焊縫背面進行保護，背面焊道的質量是由熔孔尺寸大小、形狀、移動均勻程度決定的。在不同的焊接位置觀察熔孔有所差別，在平焊時，由于熔渣的超前影響，熔孔不如其他焊接位置容易觀察到，但在實際中熔孔也是必須存在的。

2.滲透成形機理

滲透成形機理是：在坡口無間隙或間隙很小、鈍邊較厚的情況下，焊接時采用較小的焊接電流和較大的焊條傾角，焊接電弧沿焊縫方向在坡口根部做直線運行，熔化的液態金屬通過間隙滲透到焊縫背面，與坡口鈍邊形成緊密結合，使焊件背面形成焊縫。

滲透成形由于坡口間隙小、鈍邊厚，且焊接速度較快，因而不能形成均勻攪拌的熔池，熔池的快速冷卻使根部金屬難于良好熔合，易出現“虛焊”現象，焊縫力學性能很差，因此在單面焊雙面操作中很少采用。

三、單面焊雙面成形方法的應用

按成形方法不同，焊條電弧焊單面焊雙面成形可分為斷弧焊法和連弧焊法兩種。對于薄板、帶障礙、間隙較大工藝條件下及使用酸性焊條焊接時，可使用斷弧焊法，以有效控制熔池溫度。在間隙或坡口角度很大的情況下，也能保證液態熔滴向熔池正常輸送，實現單面焊雙面成形。對于焊件厚度較大、間隙加減法上及坡口角度較小的工藝條件下及使用堿性焊條焊接時，可采用連弧焊法實現單面焊雙面成形。連弧焊法電弧穩定，熱量集中，可通過較窄的間隙實現均勻操作，進行各種位置的單面焊雙面成形，且焊接缺陷少，特別適用于堿性焊條的焊接。

1.焊前準備

1.1試件加工

選用20#無縫鋼管，規格為Φ114Х6mm。將鋼管用氧-乙炔切成125mm長的管段，單面坡口角度為30度，如圖1-1。

1.2試件的清理

將管子的坡口里外邊緣20mm范圍內清除鐵銹、油質、氧化皮及其它污垢， 使之呈現出金屬光澤。如圖1-2。

1.3試件的裝配與定位焊

試件在裝配定位焊時，所使用的焊條和正式焊接時使用的焊條相同。定位焊共兩處，每處定位焊縫長約10mm，分布在鋼管10點鐘和2點鐘位置處。

定位焊除在管子坡口內直接進行外，也可用連接板在坡口外進行裝配點固。試件裝配定位可采用下述三種形式中的任意一種，如圖1-3所示。

試件固定好后，將定位焊縫的兩端打磨成緩坡形。待正式焊接時，焊至定位焊處，只需將焊條稍向坡口內給送，以較快的速度通過定位焊縫，過渡到前面的坡口處，繼續向前施焊。

無論采用哪種定位焊，都不允許在仰焊位置進行點固。

定為焊時，注意平焊部位的間隙要大于仰焊部位的間隙約0.5mm左右，以防止焊接時的收縮，造成平焊部位間隙變小而影響焊接。仰焊部位的間隙為2.0mm，平焊部位的間隙為2.5mm，試件裝配尺寸見圖1-4和表1-1。

1.4焊接材料和焊接電源

焊條選用E5015Φ2.5mm和Φ3.2mm兩種規格的。要求焊條不得受潮變質，焊心無銹，藥皮不得開裂和脫落。用前烘至350-400℃，恒溫2h。電源采用直流反接。

2.焊接操作工藝

2.1焊接工藝參數

焊接工藝參數見表1-2，焊縫外觀尺寸要求表1-3，焊接分為三層三道，見圖1-5。

2.2焊接操作

2.2.1根部焊道

要求根部焊透，背面焊縫成形良好。

打底層焊縫的焊接，沿垂直中心線將管件分為兩半周，稱前半周和后半周，各分別進行焊接，仰焊—立焊—平焊。在焊接前半周焊縫時，在仰焊位置的起焊點和平焊位置的中焊點都必須超過試件的半周（超越中心線約5-10mm），如圖1-6所示，焊條角度如圖1-7所示。

2.2.1.1前半周從仰焊位置開始，在7點處引燃電弧后將焊條送到坡口根部的一側預熱施焊并形成局部焊縫，然后將焊條向另一側坡口進行搭焊，待連上后將焊條向上頂送，當坡口根部邊緣熔化形成熔孔后，壓低電弧作鋸齒形向上連續施焊。橫向擺動到坡口兩側時稍作停頓，以保證焊縫與母材根部熔合良好。

2.2.1.2焊接仰焊位置時，易產生內凹、未焊透和夾渣等缺陷。因此焊接時焊條應向上頂送至根部，盡量壓低電弧，使整個電弧在管內燃燒，熔化坡口根部邊緣兩側形成熔孔。焊條橫向擺動幅度較小，向上運條速度要均勻，不宜過大，并且要隨時調整焊條角度熔孔大時，減小焊條角度，熔孔小時增大焊條角度，以防止熔池金屬下墜而造成焊縫背面產生內凹和正面焊縫出現焊瘤。

2.2.1.3焊接立焊位置時，焊條向管件坡口內的給送應比仰焊淺些。電焊弧柱透過內壁約1/2，熔化坡口根部邊緣兩側，橫向擺動的幅度比仰焊可稍大些。平焊位置焊條向試件坡口內的給送應比立焊更淺些，電焊弧柱透過內壁約1/3，熔化坡口根部邊緣兩側，以防止背面焊縫過高和產生焊瘤、氣孔等缺陷。

2.2.1.4更換焊條進行焊縫中間接頭時，采用熱接法和冷接法均可。

熱接法更換條時要迅速，在熔池尚沒有完全冷卻，呈紅熱狀態時，在熔孔前方約10mm處引弧施焊，引燃電弧后，退至原弧坑處焊條稍做橫向擺動待添滿弧坑焊至熔孔時，將焊條向管件坡口內壓，并稍做停頓，當聽到擊穿聲形成新熔孔時，焊條再進行橫向擺動向上正常施焊。采用冷接法，在接頭施焊前，先將收弧處打磨成緩坡，然后按熱接法的引弧位置、操作方法進行施焊。

2.2.1.5后半周焊縫下接頭樣仰焊位置的施焊：在后半周焊縫起焊處易產生的氣孔、未焊透等缺陷清除掉，然后打磨成緩坡。施焊時在前半周焊縫前約10mm處引弧，預熱、施焊，焊至緩坡末端時將焊條向上頂送，待聽到擊穿聲根部熔透形成熔孔時，即可正常運條向前施焊。其它位置焊法均同前半周。

2.2.1.6焊縫上接頭水平位置的施焊：在后半周焊縫施焊前，應將前半周焊縫在水平位置的收弧處打磨成緩坡形，當后半周焊縫與前半周焊縫接頭封閉時，要將電弧稍向坡口內壓送，并稍做停頓，待根部熔透超過前半周焊縫約10mm，填滿弧坑后在熄弧。

在整周焊縫焊接過程中，經過正式定位焊縫時，只要將電弧稍向坡口內壓送，以較快的速度通過定位焊縫，過渡到前方坡口處進行施焊即可。

2.2.2填充焊

要求坡口兩側熔合好，填充焊道表面平整。

2.2.2.1填充層施焊前應將打底層的熔渣，飛濺清理干凈，并將焊縫接頭處的焊瘤等打磨平整，施焊時的焊條角度與打底層相同，采用鋸齒形運條方法，焊條擺動的幅度較打底層寬，電弧要控制短些，兩側稍做停頓穩弧，但焊接時應注意不能損壞坡口邊緣的棱邊。

2.2.2.2仰焊位運條速度要稍快，形成中間較薄的凹形焊縫。立焊位置運條采用上凸的月牙形擺動，防止焊縫下墜。平焊仍采用鋸齒形運條，使填充焊道表面平整或稍凸起。

2.2.2.3填充層焊完后的焊道，應比坡口邊緣稍低1～1.5mm，保持坡口邊緣的原始狀態，以便在蓋面層施焊時能看清楚坡口邊緣，以保證蓋面層焊縫的齊、直。

2.2.2.4填充層焊縫中間接頭，更換焊條要迅速，在弧坑上方約10mm處引弧，然后把焊條拉至弧坑處，按弧坑的形狀將它添滿，然后正常焊接。進行中間焊縫接頭時，切不可直接在焊縫接頭處直接引弧施焊，這樣易使焊條端部的焊心在引弧時，因無藥皮的保護而產生的密集氣孔留在焊縫中，而影響焊縫的質量。

2.2.3蓋面焊

要求保證焊縫尺寸，外形美觀、熔合好、無缺陷。

蓋面層施焊前應將填充層的熔渣和飛濺清除干凈。清除后施焊時的焊條角度與運條方法均同填充焊，但焊條水平橫向擺動的幅度應比填充焊更寬，當擺至坡口兩側時，電弧應進一步縮短，并要稍做停頓以避免咬邊。從一側擺至另一側時應稍快一些，以防止熔池金屬下墜而產生焊瘤。

處理好蓋面層焊縫中間接頭是焊好蓋面層焊縫的重要一環。當接頭位置偏下時，接頭處過高；偏上時，則造成焊縫脫節。焊縫接頭方法如填充層。

四、結論

通過大量的焊接施工，證明了該工藝具有可行性，既提高了生產效率，又得到良好的焊接質量。

參考文獻

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【關鍵詞】低溫管道；焊接；工藝

1.工程概述

某LNG項目天然氣低溫管道焊接工程，管道為不銹鋼材質，而且在管道內部存在易燃、易爆液體，管道設計壓力很高、管徑粗細規格懸殊、極不利于正常焊接。同時施工區域的天氣條件惡劣，常年平均氣溫約在7.8℃～8.5℃，冬季平均氣溫很低，約-20℃～-25℃。這就要求現場施工的焊工必須具備在低溫環境下，熟練焊接各種低溫性能不銹鋼管的技能，其焊接的接頭是否具備良好的低溫韌性，就成為焊接工程質量的關鍵。本文以該本工程為例，介紹低溫管道的焊接施工技術。

2.焊接工藝評定及焊接工藝調整

本工程除大量使用了316L和304L不銹鋼管道外，還有304SS/304/316/TP321H/TP347H等不銹鋼管道，管道量大、管徑和壁厚等規格各不相同，但是這些管道的材質均可劃歸為相同組織類型的奧氏體不銹鋼。為簡化焊接工藝評定項目，提高焊評的覆蓋率，提高焊接水平和能力，經分析研究，決定選用8mm厚的316L不銹鋼板作為焊接試驗母材，對不同焊接工藝進行統一的焊接工藝評定。

根據《承壓設備焊接工藝評定》（NB/T47014-2011）的規定，板狀對接焊縫力學性能評定合格后，板狀焊接試件焊接工藝完全可以適用于其所覆蓋厚度范圍內的各種管道的焊接，因為焊接工藝評定的對象是焊縫，該工藝所完成的焊接接頭的各種性能驗證合格后，就可以互用在對接、角接、搭接等不同焊接接頭和各種焊接位置的焊接中。

在實際施工中，當焊接母材的類別和組別均相同而材質牌號不相同時，如果使用的焊接工藝評定記錄PQR相同，那么，就需要依據工程實際，更改提供的預焊接工藝規程PWPS，將其修訂為實際施工用焊接工藝規程WPS（或焊接工藝指導書WWI）并下發執行，使實際焊接施工有科學的焊接工藝做指導。

本工程低溫管道使用的各種母材的焊接工藝基本相同，可用同一份PQR+PWPS來進行焊接工藝支持，但各低溫不銹鋼材質有所不同，且使用不同的焊接材料進行焊接。

3.焊接工藝的確定和焊接工藝評定的實施

3.1焊接工藝評定試件及焊接工藝的確定

低溫管道工程設計材料，通常采用國外進口的超低碳不銹鋼材料（如347H//304L/321H等奧氏體不銹鋼）以取代昂貴的低溫鋼。雖然不銹鋼不屬于低溫鋼，但是，其除具有低溫鋼的低溫設計特性外，還兼具耐酸、耐堿、耐腐蝕等優越性能，而且材料本身強度高、韌性好，可以在-196℃甚至是-203℃的超低溫惡劣工況中做為低溫鋼使用，因此越來越受到低溫工程設計單位的青睞。但是，在實際施工中，從設計院到建設單位和施工監理，都會對施工單位提出很高的焊接要求，這些要求往往涵蓋焊接管理和焊接施工所涉及到的各個施工環節，如焊接施工實施方案、焊接安全管理、現場設備焊材庫管理和焊接施工工藝紀律管理等。施工單位要達到這些要求，必須提高焊工對不同焊接位置管口實際焊接的操作技能，因此，現場焊接工藝評定和現場焊接考試必不可少。

3.2低溫管道焊接工藝

3.2.1焊接方法

現場不銹鋼管道的管徑、壁厚不一，根據不銹鋼的焊接特點，要盡可能減小熱輸入量，因此確定采用焊條（手工）電弧焊（SMAW）、鎢極氬弧焊（TGAW）兩種焊接方法，其中d>Φ159 mm的管道焊接采用氬弧焊打底，焊條（手工）電弧焊蓋面；d≤Φ159mm的管道焊接采用氬弧焊。焊機采用電弧焊/氬弧焊兩用的WSM-315（直流脈沖）氬弧焊機或者WS7-400逆變（逆變電源式）焊機。

3.2.2焊接材料

奧氏體不銹鋼是特殊性能用鋼，為滿足接頭具有相同的性能，應遵循“等成分”原則選擇焊接材料，同時為增強接頭抗熱裂紋和晶間腐蝕能力，使接頭中出現2%～3%的少量鐵素體（即焊縫形成雙相組織：奧氏體γ+2%～3%鐵素體δ），選擇型號為ER316L的氬弧焊用焊絲，手弧焊用焊條CHSO22（型號為E316L）作為填充材料。

3.2.3焊接工藝參數

因為奧氏體不銹鋼對過熱敏感，因此采用小電流、快速焊。多層焊時要嚴格控制層間溫度≤60℃。

3.2.4坡口形式及裝配定位焊

采用V形坡口形式時，由于采用了較小的焊接電流，熔深小，因而坡口的鈍邊比碳鋼小，約為0～0.5mm，坡口角度比碳鋼大，約為65°～70°。

由于不銹鋼熱膨脹系數較大，焊接時會產生較大的焊接應力，因此要求采用嚴格的定位焊。一般d≤Φ89mm的管道采用兩點定位，Φ89～Φ219mm的管道采用3點定位，d≥219mm的管道采用4點定位；定位焊縫長度為6～8mm。

3.3焊接工藝評定和焊接操作技術要求

（1）焊條（手工）電弧焊時焊機采用直流反接，手工鎢極氬弧焊時采用直流正接。

（2）焊前用不銹鋼絲刷刷掉焊絲表面的氧化皮，并用丙酮清洗；焊條應在200℃～250℃溫度下烘干1h，隨取隨用。

（3）焊前將工件坡口兩側25mm范圍內的油污等清理干凈，并用丙酮清洗。

（4）氬弧焊時，噴嘴直徑為Φ2mm，鎢極為缽鎢極，規格為Φ2.5mm。

（5）氬弧焊焊接不銹鋼時，背面必須充氬氣保護，才能保證背面成形。采用在管道內局部充氬的方法，流量為5～14L/min，正面氬氣流量為12～13L/min。

（6）打底焊時焊縫厚度應盡量薄，與根部熔合良好，收弧時要成緩坡形，如有收弧縮孔，應用磨光機磨掉。必須在坡口內引弧、熄弧。熄弧時應填滿弧坑，防止弧坑裂紋。

（7）由于316L等不銹鋼均為奧氏體不銹鋼，為防止碳化物析出敏化及晶間腐蝕，造成嚴重貧鉻（刃蝕），焊接實施過程中應嚴格控制層間溫度和焊后冷卻速度，要求焊接時層間溫度必須控制在≤60℃，即低于60℃以下。

（8）因為焊接接頭總是處于管口局部高溫狀態，為保證層間溫度合理，焊后必須立即水冷，同時采用分段焊接。這種對稱分散的焊接順序，既可增大接頭的冷卻速度，又可減小焊接應力。

4.低溫管道工程焊接實際焊接效果

上述焊接工藝經榆林靖邊某LNG項目天然氣調峰工程中的低溫管道工程實際應用，焊接效果如下：

（1）外觀檢查無氣孔、焊瘤、凹陷及咬邊等缺陷，成形良好。目視檢驗100%合格。

（2）無損檢測，RT和UT，焊口合格率達到98%。

（3）對焊接工藝試件和焊接考試試件分別進行拉伸、彎曲試驗，各項力學性能指標均滿足要求，未發現未熔合和裂紋等缺陷。

（4）宏觀金相檢驗，發現焊道根部以及整個接頭均熔合良好，熔深為1～1.5mm。微觀金相檢驗，其母材及熱影響區都是全奧氏體組織，焊縫金屬為奧氏體γ十鐵素體α（2%～3%≤4%）組織，完全滿足抗晶間腐蝕和抗脆化的要求，保證了焊接工程質量。

（5）采用光譜分析母材和焊縫成分，均符合標準規定。

（6）經焊縫應力腐蝕試驗，腐蝕速率符合規定；腐蝕后彎曲試樣合格，均符合規定。

5.結束語

通過榆林靖邊某LNG天然氣調峰工程中低溫管道的焊接實踐，證明了該焊接工藝科學性強，同時兼顧了野外施工的特殊性和經濟性，合理而可行，可以在類似工程中大力推廣并應用。

參考文獻

[1] NB/T47014-2011承壓設備焊接工藝評定. 2011

[2] TSG Z6002-2010特種設備焊接操作人員考核細則.

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【關鍵詞】 礦山機械 焊接 管理

礦山機械——是重型機械制造業中一個大的門類。一個國家要想快速的發展，必定消耗大量的鋼鐵和能源，就需要加大礦山資源的開采力度，因而礦山機械的質量會對能源的產量起到較大的影響。由于焊接技術得到了較大幅度的提升，在礦山機械中得到廣泛的應用，其中焊接的比例能達到整個機械的40%～60%。一些礦山機械產品的生產企業對焊接工作疏于管理，致使產品質量不能得到保證，存在安全隱患。焊接工作是保證生產礦山機械產品質量的重要環節，各礦山機械制造企業的領導必須高度重視焊接管理工作。因此從產品的設計——焊接的工藝評定——生產工藝的制定——原材料的采購及檢驗——焊接生產——焊接產品的檢驗，根據ISO9000的要求，產品的整個生產流程過程都必須加以驗證和確認。根據我國礦山制造業的焊接管理水平和多年來的焊接經驗，針對焊接管理中焊接結構設計、焊接工藝評定、生產工藝、原材料的采購與評定、焊接生產、焊接產品檢驗等幾個方面提出了較為規范的管理方法。

1 焊接結構設計

（1）在礦山機械設計的過程中，應采用較為合理并符合規范的焊接結構。在較好符合規范的前提下，要盡量使結構簡化，從而減少焊縫的數量，提高構件的強度。（2）主要受力焊縫盡量使用對接焊縫，避免使用十字交叉焊縫，在材料需對接時盡量使用斜口對接方式。在進行焊接時要遵守《機械設計手冊》中的相關規定，而且在產品進行設計時也要遵守有關規定。在技術允許的情況下，可以使用型材和型件，以減輕焊件的重量，減少應力。（3）使用中間塊避免產生十字交叉件結構。（4）礦山機械產品主要采用低合金鋼和碳素結構鋼進行生產，焊接性能好。當需要使用鑄鋼件時，要注意焊接材料的選用，對焊件可焊性的評價一般使用碳當量法。以下為國際焊接學會建議的可焊性評價方程：

根據過往經驗，當CE小于0.3%時，鋼材的淬硬性能表現不明顯，焊接性能較好，當CE大于0.4%小于0.55%時，鋼材的淬硬性能較為明顯，應該對鋼材進行一定的預熱。當CE大于0.55%時，鋼材的淬硬性能較強，焊接性能較差，需要對鋼材進行較高溫度的預熱。

2 焊接工藝的評定

焊接工藝的評定主要是指為驗證所擬定的焊接工藝的正確性而進行的試驗過程及結果評價。焊縫是由焊接構件和焊縫構成，其中焊縫的焊接質量與產品最終的使用性能密切相關。焊縫的主要影響因素有焊接工藝、焊接材料以及焊接方法等幾種，為了提高產品的質量，在對構件進行焊接前要嚴格按照規定對焊接工藝進行評定。對普通鋼構件的評定，國家制定了JB/T6963標準。

（1）焊接工藝的評定過程。對焊接工藝的評定工作主要是參照《焊接工藝指導書》以及有關標準的規定制取檢驗試樣，檢驗接頭是否符合規定的使用要求。在評定完成后要給出相應的《焊接工藝評定報告》，指出焊接的優缺點，制定出合適的《焊接工藝規程》，為以后的焊接提供依據。（2）評定焊接工藝在整個焊接過程中起著舉足輕重的地位，評定人員要詳細了解評定的過程和相關知識，保證評定的正確性和科學性。（3）評定焊接工藝要在企業內部進行，編制的焊接規程也只在企業內部有效。（4）根據國家標準和本企業的自身情況確定焊接工藝評定項目。

3 焊接工藝

（1）根據本企業的自身情況，如具備的焊接設備和技術人員等條件選擇適合的焊接工藝。（2）采用較為先進的焊接工藝進行焊接。譬如埋弧自動焊、CO2氣體保護焊。這些焊接方法可以大大提高焊接工作的效率，并且焊接出來的焊縫美觀，焊接質量可靠。（3）進行焊接工作時應采用先進的輔助工裝，確保焊縫的位置處于對接平焊縫和船形角焊縫的位置，有助于提高焊縫的焊接效率，同時保證質量要求。

4 原材料的采購及檢驗

（1）原材料的采購應按照符合國家標準，選擇焊接性能優良的原材料。（2）企業在選擇供應商的時候，應該對供應商提供的原材料和供應商的企業信譽進行考察和評定，再確定與哪家供應商合作。（3）原材料入廠時，都要進行檢驗，檢查其是否符合國家的有關標準。首先檢查原材料的《質量保證書》是否齊全、合格。如果有需要還要對原材料進行化學元素含量的檢測和力學性能試驗，驗證原材料的可靠性，確保原材料質量合格。（4）焊接材料的貯藏、保管和使用應由企業制定相應的規章制度并嚴格執行。焊條應按照國家的有關規定進行保管。焊條庫應干燥通風，不能存在有害氣體和腐蝕性介質，同時保持一定的溫度和相對空氣濕度。焊條使用前應按規定烘干，并達到規定的烘干溫度。焊條的發放則應由專人負責，發放的情況應作好記錄。

5 焊接產品的檢驗

檢驗礦山機械產品的焊接情況需要從兩方面入手一是焊縫的外觀質量，二是焊縫的內在質量。內在質量的檢測方法可以采用磁粉探傷、滲透探傷、超聲波探傷和射線探傷等。

（1）對焊縫的外觀質量進行檢驗之前需要清理附著在焊縫周圍的熔渣或是其他雜質，以免影響到檢查結果。（2）焊縫的外觀檢驗包括以下內容：①焊縫的余高及余高差；焊縫比坡口每側增寬及寬度差；角焊縫的焊腳高；焊縫的凹凸度；②表面的焊接缺陷。如有無裂紋、夾渣、氣孔、焊瘤、咬邊、及內凹等。（3）進行外觀檢驗的時候需要用到的檢驗工具有鋼板尺，焊接檢驗尺，游標卡尺，放大鏡，量規，樣板等。

6 結語

為了保障礦山機械企業的礦山機械產品的質量必須加強焊接管理工作，而焊接工作貫穿于焊接結構設計、焊接工藝評定、生產工藝、原始材料的采購與評定、焊接工作的進行、焊接產品檢驗等整個生產過程。同時還要各級領導應予以充分的重視，焊接人員應嚴謹操作，檢驗人員應認真負責，以保證礦山機械產品的質量可靠，為企業帶來更好的經濟效益。

參考文獻：

[1]GB/T19000-2000質量管理體系標準.

[2]JB/T6963-93鋼制件熔化焊工藝評定.

[3]JB3223-83焊條質量管理規程.

[4]許文清，任與飛.工程機械結構件的焊接工藝現狀與發展趨勢.工程機械，2005（1）.

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【關鍵詞】1.4362雙相不銹鋼；焊接；工藝原理

雙相不銹鋼是微觀組織是由鐵素體相和奧氏體相二組成的材料，其金相組織為鐵素體（F，α相）+奧氏體（A，γ相，）是一類集優良的耐腐蝕性、高強度和易于加工制造等諸多優異性能于一身的鋼種，具有優異的抗應力腐蝕性能（SCC），很高的耐酸腐蝕性能；某國外紙漿廠連蒸器筒體材料為1.4362雙相不銹鋼（METRO美卓公司按EN10028-7供貨），厚度下封頭為24mm，其余為17、16、15mm，裙座材料為SA516-70，厚度為25mm，在現場需要進行1.4362雙相不銹鋼焊接和1.4362雙相不銹鋼與SA516-70低合金鋼異種金屬焊接，設備屬壓力容器，按歐標（EN13445）制造和驗收。

1.焊接主要施工難點

（1）1.4362雙相不銹鋼應用比例不超過雙相不銹鋼總用量的7%，可供的焊接方法和焊接工藝參考的文獻少。

（2）焊接過程控制難，必須保證焊接接頭在焊接熱循環結束后，焊縫金屬和熱影響區均保持有適量的鐵素體和奧氏體組織（α/γ相的比例），避免焊接熱影響區耐腐蝕性降低、韌性損失或焊后開裂。

（3）1.4362雙相不銹鋼熱膨脹系數比用SA516-70低合金鋼大，焊接時熱變形大，焊接變形控制難。

2.施工現場的相應措施

（1）根據當地市場實際，考慮國外施工的實際困難和成本，選擇焊條手工電弧焊，在現場完成焊接工藝評定試驗，加強焊工培訓、考核和焊接過程控制，保證焊接質量。

（2）考慮焊接時1.4362雙相不銹鋼和SA516-70低合金鋼熱變形差別、高溫天氣和日照對塔體焊接變形的影響等因素，制定并實施筒體測量和焊接變形控制措施，及時調整焊接順序，實時監控焊接變形，保證筒體的幾何尺寸。

3.焊接工藝原理

根據1.4362雙相不銹鋼的化學成分，計算其鉻、鎳當量，按照舍夫勒圖（圖3.1）可確定1.4362雙相不銹鋼金相組織為40%的鐵素體（F）+60%的奧氏體（A）。

3.1 1.4362雙相不銹鋼的焊接

（圖中a：1.4362，b：E2209-17，c：SA516-70，d：E309L-15）

圖3.1 舍夫勒圖

3.1.1通過控制焊接工藝參數（焊接線能量）和層間溫度，保證焊接熱影響區（紅熱區）在固態相變以上的溫度總停留時間最短，實現以下目的

①減少焊接熱影響區中從熔合區到發生固態相變的區域的晶粒長大區域，控制該區域的鐵素體量，降低該區域的腐蝕傾向和氫致裂紋（脆化）的敏感性。

②減少焊接熱影響區中700～950℃區域，抑制σ相析出，防止因σ相析出形成脆性區造成雙相不銹鋼焊接熱影響區嚴重脆化和局部耐腐蝕性能下降。

③防止焊接熱影響區中鐵素體在300-525℃之間產生475℃脆化。

④控制焊接接頭冷卻速度，保證在焊接熱循環結束后，焊縫金屬和熱影響區均保持有適量的鐵素體和奧氏體組織（α/γ相的比例），避免焊縫和焊接熱影響區耐腐蝕性降低、韌性損失或焊后開裂。

3.1.2通過合理選擇填充材料和焊接坡口形式，控制焊縫金屬中鐵素體和奧氏體的比例

①按照舍夫勒圖選擇γ相形成元素Ni、N含量較高的焊條E2209-17（符合WSA5.9-93）作為填充金屬，以提高γ相的比例。E2209-17在按照舍夫勒圖中的位置在b點，由圖可看出焊縫鐵素體含量18%-40%（ab連線上由熔合比確定的具體點，通過改變坡口角度可調節熔合比從而改變焊縫的焊縫鐵素體含量，坡口角度增加，熔合比增加，焊縫的鐵素體含量減少）。

②坡口形式。

坡口角度以 60°-70°為宜，以保證焊縫有較高的填充金屬熔合比，減少焊接過程中發生的合金元素燒損的影響，保證焊縫的鐵素體含量。x型坡口，間隙1.5-3，鈍邊1-3mm，坡口形式將根據焊縫具置，考慮方便組裝焊接操作，既保證焊縫的熔合比、焊縫焊透，又能夠減少變形的原則進行。

3.1.3嚴格控制氫的來源，焊接前把坡口及其邊緣清理干凈，焊條烘干，防止因雙相不銹鋼金相組織中40%的鐵素體的存在可能導致焊縫和熱影響區產生氫致冷裂紋

3.1.4焊接工藝參數、焊接工藝工藝試驗、焊接工藝評定報告和焊接接頭的焊接工藝指導書

①焊接前不預熱，層間溫度低于150℃，因天氣原因焊接前加熱除濕，溫度不超過層間溫度。

②按照焊接線能量在0.5-2.0KJ/mm范圍選擇焊接電流、電壓和焊接速度，編制焊接工藝指導書，進行焊接工藝試驗并評定合格，按照評定合格的焊接工藝評定報告編制具體焊接接頭的焊接工藝指導書。

3.2 1.4362雙相不銹鋼和SA516-70異種鋼焊接

3.2.1 1.4362雙相不銹鋼和SA516-70異種鋼焊接時易產生冷裂紋

①SA516-70鋼在舍夫勒圖中位于C點，組織為鐵素體+珠光體（A+P），焊接控制不當SA516-70鋼焊接熱影響區可能會出現鐵素體+馬氏體（A+M）組織，在焊接應力的作用下產生冷裂紋。

②SA516-70鋼含碳量高，不含Cr、Mo、Ni；1.4362雙相不銹鋼含碳量低，含Cr、Mo、Ni。1.4362雙相不銹鋼和SA516-70異種鋼焊接時，焊接熔池中SA516-70鋼一側焊碳高，1.4362雙相不銹鋼一側含Cr、Mo、Ni等合金元素含量高，由于焊接接頭冷卻快，焊縫金屬來不及均勻，冷卻后焊縫金屬極易出現馬氏體（M）組織，在焊接應力的作用下產生冷裂紋。

③SA516-70鋼焊接熱影響區靠近焊接熔池的部分區域碳元素會向焊接熔池擴散造成該區域脫碳形成軟化區，1.4362雙相不銹鋼焊接熱影響區靠近焊接熔池的部分區域會增加碳，在該區域形成硬化區，產生馬氏體（M）組織，在焊接應力的作用下產生冷裂紋。

④1.4362雙相不銹鋼的熱膨脹系數比用SA516-70低合金鋼大，焊接接頭冷卻后會產生較大的拉應力造成馬氏體（M）組織的開裂。

3.2.2通過選擇合理的焊條和焊接工藝防止焊接接頭產生冷裂紋

①根據舍夫勒圖（圖3.1）， 選用國產E309L-15焊條（牌號奧062，符合 EN1600 E2312L），使焊縫全部組織為奧氏體（A），或奧氏體+鐵素體 （A+F），可避免接頭產生冷裂紋。

根據有關資料，國產E309L-15焊條（牌號奧062，符合 EN1600 2312L），在舍夫勒圖該材料位于c點（圖3.1）。焊接后焊縫組織在圖3.1線段cd上，de段的組織符合焊縫全部組織為奧氏體（A），或奧氏體+鐵素體 （A+F）的目標。

②SA516-70鋼處在角焊縫的水平側，不開坡口，焊接時通過控制焊條的傾角（水平角40°-45°，盡可能減少SA516-70鋼的熔化來保證焊縫的組織。

③焊接時不預熱，？準3.2焊條，多層多道焊，層間溫度150℃，按照焊接電流110～120A，焊接電壓26～32V，焊接速度20～30cm/min， 把焊接線能量控制在0.647-1.05KJ/mm，進行焊接工藝試驗并評定合格，按照評定合格的焊接工藝評定報告編制具體焊接接頭的焊接工藝指導書。

④嚴格控制氫的來源，焊接前把坡口及其邊緣清理干凈，焊條烘干，防止焊縫和熱影響區產生氫致冷裂紋。

⑤檢查組坡口角度和幾何尺寸、擋風和通風措施，焊接變形的控制措施、安全措施等，用角向磨光機將坡口表面打磨干凈，打磨時坡口表面不得出現發藍現象，角向磨光機使用不銹鋼專用砂輪片。層間和背面采用向磨光機進行清根，用不銹鋼專用砂輪片打磨。

⑥每條焊縫焊接前，根據現場對筒體的測量結果確定的焊工位置分布（對稱施焊）和焊接方向、焊接順序、開始焊接的位置，在對焊工進行交底后監督實施。

4.總結

對1.4362雙相不銹鋼焊接的難點作分析，對焊接技術原理進行研究、剖析；通過現場做焊接工藝評定及焊工實作考試，焊接中采取相應可行措施，形成了一套行之有效？具有一定技術含量的1.4362雙相不銹鋼焊接施工技術，保證了安裝工程的順利進行。本技術可在雙相不銹鋼非標設備和管道焊接工程的施工中推廣借鑒。

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[關鍵詞]18MnMoNbR+ S30403 復合鋼板 焊接 工藝評定

中圖分類號：TM 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）25-0002-03

引言

18MnMoNbR+S30403不銹鋼復合鋼板是一種新型材料， 其基層為18MnMoNbR， 復層為S30403奧氏體不銹鋼。不銹鋼復合鋼板兼有兩種鋼材的優點， 復合鋼板是一種制造成本低、具有良好綜合性能的金屬材料，具有很高的經濟價值。復合鋼板制造及焊接工藝較復雜，特別是對過渡層及復層的焊接質量要求很高，有關不銹鋼復合鋼板工藝的文獻較多，但關于18MnMoNbR+S30403不銹鋼復合鋼板焊接工藝的研究目前較少。

某公司承接氣壓包容器，容器類別Ⅲ類，設計壓力26.5MPa，設計溫度450攝氏度，容器規格Ф800mm*13000mm，介質為脫鹽水/飽和水蒸汽，主要受壓材料為18MnMoNbR+S30403復合鋼板。不銹鋼復合鋼板的焊接是防腐蝕的關鍵環節之一， 因此， 研究其焊接工藝不僅具有重要意義， 而且可為同種材料的焊接提供參考。

1、產品分析

1.1 焊接性分析

為保證復合鋼板不因焊接而失去原有優良的綜合性能，把復合板接頭分為基層的焊接、復層的焊接及復層交界處過渡區的焊接三個部分。基層18MnMoNbR屬于Fe-3-3類，屬于系晶粒、用Nb強化的中溫壓力容器用鋼，低合金高強度用鋼（化學成分見表1），綜合機械性能較高（見表2）。該類鋼的平均碳當量為0.55%，存在淬硬性和延遲裂紋敏感性。碳及合金元素的含量都較高，淬硬傾向及冷裂傾向較大，對焊縫應采取預熱及焊后熱處理。復層S30403屬于超低碳不銹鋼（化學成分見表3），發生晶間腐蝕的概率很小，力學性能較好（見表4），可采用常用的焊接進行焊接。過渡層的焊接與異種鋼焊接類似，要保證過渡層的成為為奧氏體和少量鐵素體，原則上不能出現馬氏體，避免產生裂紋?；鶎雍蛷蛯拥暮剂亢退暮辖鸪煞忠泊嬖谳^大的差異，焊接時易產生合金元素稀釋和滲碳等問題。焊接時過渡層焊縫必須防止產生脆硬馬氏體，保證其力學性能；復層焊縫必須保證焊縫的合金成分，以確保其耐腐性能。這是不銹鋼復合板焊接時的兩個關鍵問題。化學成分的選擇要依據它對鋼板綜合機械性能的作用為基準。復層S30403焊接過程中應適當控制焊接線能量.手工電弧焊的焊接線能量應控制在20KJ/CM以下。埋弧焊的焊接線能量應控制在35KJ/CM以下.但焊接線能量不能過小，否則焊接接頭易出現淬硬組織而降低韌性.層間溫度控制在200℃和300℃之間，焊后應進行消除焊接殘余應力的高溫回火處理。

1.2 焊接工藝制定

（1）焊接方法的選擇

1）基層焊接方法

產品直徑為Ф800mm，根據焊接設備的能力和具體板厚，將50mm+8mm18MnMoNbR+ S30403的復合鋼板對接，18MnMoNbR基層較厚，焊接性良好，采用埋弧焊，提高生產效率。

2）過渡層的焊接方法

復合鋼板基層和復層交界處的焊接屬于異種鋼焊接，其焊接性主要由復層和基層的物理性能、化學成分、接頭形式及填充金屬等因素決定。焊接此類碳鋼與不銹鋼的復合鋼板時，容易產生的缺陷為高溫結晶裂紋、液化裂紋和脆化等，因此只有選擇合理的焊接工藝，才能保證焊接質量，提高焊接效率。不銹鋼復合板過渡層的焊接是整個復合鋼板焊接的難點，為防止基層金屬對過渡層焊縫金屬的稀釋，因此焊接時要盡量減少熔合比，以減低對焊縫金屬對的稀釋作用。母材的熔合比與許多因素有關，其中焊接方法是最重要的影響因素。使用奧氏體鋼或鎳基合金填充材料焊接或堆焊時，各種焊接方法得到熔合比范圍如表5所示。

從表5可以看出，使用焊條電弧焊的熔合比較低，變化范圍小，因此焊縫成分比較穩定，這也是目前不銹鋼鋼板過度層焊接最常用的焊接方法。

3）復層的焊接方法

復層為S30403奧氏體不銹鋼，且厚度比較薄，為減少熱輸入量及熔合比綜合考慮采用焊條電弧焊。

（2）焊接材料

根據NB/T47015-2011《壓力容器焊接規程》、圖樣設計溫度和圖樣技術要求，基層18MnMoNbR焊接時，定位焊選用E6015-D1（J607）Ф3.2焊條，埋弧焊選用H08Mn2MoAФ4.0焊絲+SJ101焊劑；過渡層為保證抗裂性能和力學性能，選用E309（A302）Ф3.2焊條；復層為保證化學成分，采用E308L-16（A002）Ф4.0焊條。

1.3 焊接接頭設計

氣壓包圖樣給出的是50mm+8mm18MnMoNbR+S30403對接接頭，接頭形式如圖1并參照NB/T47015-2011有關規定，對坡口形式進行加工。

2、 焊接工藝評定

為驗證擬定的焊接方法是否合理，焊接接頭的性能是否滿足產品設計要求，進行焊接工藝評定。根據NB/T47014-2011《承壓設備焊接工藝評定》，考慮到焊接工藝評定的覆蓋率，以及耐腐蝕層不參加強度計算，綜合考慮進行了40mm18MnMoNbR焊條電弧焊平板對接、40mm18MnMoNbR埋弧焊平板對接及10mm18MnMoNbR表面堆焊。

2.1 焊接工藝評定一

40mm18MnMoNbR焊條電弧焊平板對接焊接接頭如圖2所示，焊接參數見表6，焊接工藝評定結果見表7

2.2 焊接工藝評定二

40mm18MnMoNbR埋弧焊平板對接焊接接頭如圖3所示，焊接參數見表8，焊接工藝評定見表9

2.3 焊接工藝評定三

10mm18MnMoNbR堆焊焊接接頭如圖4所示，焊接參數見表10，焊接工藝評定見表11

3、焊接工藝確定及生產應用

根據焊接工藝評定結果，參照NB/T47015和其他有關內容，確定了實際施焊工藝。

3.1 焊前準備

（1）對焊工進行培訓，是其了解復合鋼板的基本知識和焊接要點。按TSGZ6002-2010《特種設備焊接操作人員考核細則》基層焊工必須持有相應基材或相應類別的焊工合格證，焊接不銹鋼復層之間焊縫及過渡焊縫的焊工，應當取得耐腐蝕堆焊資格。

（2）按照工藝流轉卡上的程序領料、下料、機械加工坡口、坡口探傷、圈圓、點固、熱處理、裝引弧板等。用剪床切割不銹鋼復合板時，復層朝上。用等離子弧切割和加工坡口時，復層朝上，從復層側開始切割，一面放切割余量，避免將切割的熔渣濺落在復層表面上。組裝前檢查待焊區坡口的正確性。組裝前母材兩側25mm范圍內徹底清污并打磨出金屬光澤，并做好覆層防護。焊前坡口表面按要求進行檢測，合格后施焊。在基層上定位焊點固均勻。

（3）對焊接材料進行烘干和保溫。

3.2 基層預熱

對基層18MnMoNbR進行焊前預熱，預熱溫度≥100℃，預熱范圍為焊縫兩側不小于100mm。預熱焊件的溫度在整個焊接過程中不低于預熱溫度。

3.3 焊接參數及注意事項

（1）根據焊接工藝評定，確定產品焊接接點圖（圖5）及焊接參數（表12）。

（2）定位焊縫只允許焊在基層母材上，不得有裂紋，否則應清除重焊；如存在氣孔、夾渣應除去。熔入永久焊縫內的定位焊縫兩端應便于接弧，否則應予修整。

（3）焊縫基層焊接后焊后磨平，并及時消氫處理，清根后焊接過渡層，焊接24小時后先進行100%衍射時差法超聲檢測（TOFD）探傷，達NB/T47013.10-2010的Ⅱ級合格。

（4）清理過渡層基層焊縫及坡口，為了控制稀釋率，采用小電流、快速焊、不擺動的焊接工藝，焊至高于復合界面0.5～1.5mm。焊接過渡層和復層時應確保小線能量。去除引弧板回圓后，對基層100%衍射時差法超聲檢測（TOFD）探傷，達NB/T47013.10-2012的Ⅱ級合格。過渡層100%PT探傷，按NB/T47013.5-2012的Ⅰ級合格。

（5）焊接時要嚴格執行焊接工藝規程。

4、結論

采用此焊接工藝施焊的產品經無損檢測及力學性能試驗結果均符合要求，證明該焊接工藝可行。該設備檢驗合格，目前已投入使用。

參考文獻

[1] 王國璋.壓力容器焊接實用手冊[M].北京：中國石化出版社，2013.

[2] 鄒增大.焊接材料、工藝及設備手冊[M].北京：化學工業出版社，2010.

篇10

關鍵詞：鋁合金；焊接工藝；計算機輔助；系統設計

鋁合金焊接工藝設計是鋁合金焊接工作中必不可少的環節，它是通過現有的鋁合金材料、鋁合金技術、鋁合金設備以及工藝知識和人員等，按照鋁合金產品的結構、功能和質量等需求來對相關的焊接接頭形式進行設計，對鋁合金的焊接方法進行合理的選擇，并對鋁合金的焊接工藝參數、焊接工藝規程進行制定[1，2]，從而讓焊接出來的鋁合金產品可以達到相關質量、功能和效益等標準要求的設計活動。鋁合金焊接工藝的設計過程比較繁雜，而利用鋁合金焊接工藝計算機輔助系統可以很好幫助鋁合金焊接工藝設計人員減少工藝設計周期[3-5]，有利于鋁合金焊接工藝設計工作效率的提高。

1鋁合金焊接工藝計算機輔助系統設計

1.1鋁合金焊接工藝計算機輔助系統設計功能模塊

本文所設計的系統模塊主要有鋁合金產品焊接工藝設計，鋁合金產品信息與結構管理、鋁合金焊接工藝評定，鋁合金焊接質量管理，鋁合金焊接材料和焊接設備管理，鋁合金焊接質量管理、用戶管理與應用工具幾部分組成。此模塊安裝在Client/Server上。功能模塊如圖1所示。鋁合金焊接產品結構與技術文檔管理。此模塊的功能是對于鋁合金焊接產品的結構和信息進行系統化的管理。鋁合金焊接產品的裝配結構、鋁合金產品不同應用角度所展示的視圖都通過鋁合金焊接產品管理來完成，其中包括鋁合金焊接工藝信息和鋁合金焊接結構各個層次的鋁合金焊接接頭。鋁合金焊接產品信息子模塊主要由與鋁合金焊接產品有關的所有類別的技術性文件、鋁合金焊接工藝標準、鋁合金產品圖紙、鋁合金焊接工藝文件以及鋁合金焊接質量檢驗報告等內容組成。其中鋁合金焊接工藝文件通常以Word文檔形式顯示。隨著鋁合金焊接產品的增多，鋁合金焊接工藝文件也會隨之增加。鋁合金焊接工藝文件對于企業來說非常重要，它可以說是鋁合金焊接技術的重要檔案資料，在以后的鋁合金新品設計和生產中可以隨時借鑒和參考，因此必須謹慎存儲。此模塊具有對不同的人員進行不同的查詢方法設置的功能，并對工藝信息的各種查詢方法進行了設置，以便于設計人員對工藝文檔進行復制、刪除等操作。鋁合金焊接工藝設計。此模塊是本系統的核心部分，鋁合金焊接工藝設計由此模塊完成。鋁合金焊接工藝設計主要由鋁合金焊接方法、鋁合金焊接接頭設計、鋁合金焊接工藝過程規劃、鋁合金焊接質量檢驗要求和鋁合金焊接工藝參數等子模塊組成。鋁合金焊接工藝設計中的重要技術工作就是鋁合金焊接接頭的設計。鋁合金焊接接頭設計是通過鋁合金焊接工藝特點和鋁金產品條件按照鋁合金產品的零部件圖紙或者鋁合金產品的整體規劃圖對鋁合金焊接產品的各種接頭類型和尺寸參數進行選擇。本系統利用了OLE技術在該模塊中嵌入計算機輔助設計軟件，通過計算機輔助設計軟件來標識鋁合金焊接結構部件圖中的不同的焊接接。此模塊對所有鋁合金接頭進行種類的劃分，通過計算機輔助設計軟件來對鋁合金焊接接頭進行參數化的設計。通過此種方法使鋁合金焊接接頭設計工作的效率得到了有效的提高。在鋁合金焊接工藝設計中還需要對焊接參數進行冗余檢查，包括鋁合金焊接熱輸入和鋁合金焊接耗材的自動統計和計算等，此模塊就可以很很的實現上述功能操作。此模塊中還設置了對于不同工作內容的技術人員進行導航的功能，使他們都可以利用此系統進行需要的操作。鋁合金焊接工藝測評。此模塊功能主要用于對鋁合金焊接工藝進行測評。鋁合金焊接工藝測評模塊由鋁合金焊接工藝測評任務書、焊接工藝評定報告、化學和力學測試管理以及不同類別的鋁合金焊接接頭機械組成。鋁合金焊接工藝質量管理。此部分的功能由鋁合金焊接工藝的質量檢驗要求、鋁合金焊接工藝檢驗方法、鋁合金焊接工藝檢驗結果、鋁合金焊接工藝焊縫返修等內容組成。鋁合金焊接工藝用戶管理與軟件應用。此部分主要實現對鋁合金焊接工藝系統進行參數設置，對系統內的所有用戶信息進行管理以及對系統內的信息進行安全管理的功能操作。此系統可以根據使用者的使用權限給所有用戶設置不同權限的登錄帳戶。此模塊對于信息的安全管理體現在，系統對于使用者信息能夠進行有效認證，對于使用者的訪問權限進行不同的控制操作，并能夠確保傳輸信息與存儲信息的完整性和保密性。軟件應用是指通過嵌入性技術將各種應用軟件嵌入到系統中，使系統具有更多的實用性，例如計算機輔助設計軟件AutoCAD，文檔應用軟件Word都是本系統所使用的嵌入性軟件。

1.2鋁合金焊接工藝計算機輔助系統設計關鍵技術

鋁合金焊接工藝中的焊接接頭的參數設計中使用了計算機輔助設計軟件AutoCAD技術。本系統模塊中的鋁合金焊接接頭的參數設計就是對AutoCAD的參數設計進行了利用與模仿。此參數設置一次之后可以在以后的設計中重復使用。本系統還使用了進行了網頁設計，使此系統可以在web環境下運行，并且程序可以在服務器端口運行，以此降低對于客戶端的要求。

2結語

鋁合金焊接工藝計算機輔助系統可以有效的提升鋁合金焊接工藝設計人員的工作質量與工作效率。網絡化與信息化的工作方式也可以幫助生產企業不斷提高鋁合金焊接產品的生產質量。

［1］劉仕偉.計算機輔助鋁合金焊接工藝設計系統[D].重慶大學,2004.

［2］徐明珠,范守文,楊蓉.汽車鋁合金薄板零件電子束焊裝過程及其計算機輔助工藝設計[J].機械設計與制造,2006(2):49-50.

［3］黃永生.計算機輔助焊接工藝設計系統[J].機械設計與制造,2011(1):100-101.

［4］孔建壽,吳玲瓏,張勇.面向Intranet的焊接工藝計算機輔助設計系統開發[J].焊接學報,2005,26(5):36-40.