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技术支持

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焊接工艺规范

1 范围

    本标准规定了焊接工艺的技术要求。

2  规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。GB 9448-1988     焊接与切割安全

3  焊工

3.1  焊工必须经专门的理论学习和实际操作培训,经考试合格和主管部门的同意,方可担任指定项目的焊接工作。

3.2  具有合格证书的焊工,一般每三年应重新考核一次。对中断焊接工作六个月以上者,必须重新考核。

3.3      焊工在施焊前应认真熟悉图纸和焊接工艺。

3.4      核查待焊焊缝坡口的装配质量和组对要求,对不符合装配质量和组对要求的焊缝应拒焊,并向有关部门反映。

3.5      进行焊缝质量的自检,做好自检记录、焊缝标记或焊缝跟踪记录等工作。

2 焊接设备

4.1  应根据焊接施工时需用的焊接电流和实际负载持续率,选用焊机。

4.2  每台焊接设备都应有接地装置,并可靠接地。

4.3  焊接设备应处于正常工作状态,安全可靠,仪表应检定合格。

3 焊接材料

5.1  焊接材料(焊条、焊丝等)应为进货验收合格品。对材质有怀疑时,应进行复验,合格后才能使用。

5.2  常规焊接材料的选用按附录A的规定。

5.3  焊前应根据焊条使用说明的规定对焊条进行烘干处理。

常用焊条推荐的烘干温度及时间见表1

表1  焊条烘干温度及保温时间

焊条型号(牌号)
烘干温度(℃)
保温时间(h)
E347(A132),E308L(A002),E309(A302)
150~250
1~2
E4315(J427),E5015(J507),E5515-B2-V(R317)
350~400
1~2

5.4  烘干后的焊条应放入100150的保温箱(筒)内,随用随取。低氢型焊条一般在常温下超过四小时应重新烘干。重新烘干次数不应超过三次。

4 焊前准备

6.1  坡口加工

6.1.1  材料为碳素钢和碳锰低合金钢(标准抗拉强度≤540MPa)的坡口可采用冷加工或热加工方法制备。

6.1.2  碳锰低合金钢(标准抗拉强度>540MPa)、铬钼低合金钢和高合金钢宜采用冷加工法。若采用热加工方法,对影响焊接质量的表面淬硬层,应用冷加工方法去除。

6.2  焊接坡口应符合图样规定。

6.3  焊接坡口应保持平整,不得有裂纹、分层、夹渣等缺陷。

6.4  焊前应将坡口表面及两侧的水、氧化物、油污、锈、熔渣等杂质清除干净。清理范围为:

       对接焊缝       坡口表面及两侧(距坡口边20mm宽度范围内);

       角焊缝         焊脚尺寸K + 10mm20mm

6.5  焊接环境

焊接环境只有在满足下列情况时才允许施焊。

    a) 风速:气体保护焊时≤2m/s,其它焊接方法≤10m/s

    b) 相对湿度≤90%

c) 焊件温度高于-10

6.6  预热

6.6.1  预热按焊接工艺规程或焊接工艺卡的规定进行。 

常用钢号推荐的预热温度见附录A

6.6.2 对碳钢和低合金钢,当焊件温度低于0时,应在始焊处100mm宽度范围内预热至15以上。

6.6.3  采取局部预热时,预热的范围为焊缝两侧各不小于焊件厚度的3倍,且不小于100mm

6.6.4  不同钢号相焊时,按预热温度要求较高的钢号选取预热温度。

6.6.5  需要预热的焊件,在整个焊接过程中应不低于预热温度。

6.6.6  采用热加工法下料、开坡口、清根、开槽或施焊临时焊缝时,应按6.6.16. 6.4的要求进行预热。

6.7  定位焊

6.7.1  定位焊使用的焊接材料应与施焊时采用的焊接材料牌号相同。

6.7.2  定位焊时,应在坡口内、引弧板上或待焊区内引弧,不允许在非焊接部位引弧,。

6.7.3  定位焊缝的厚度一般不应超过正式焊缝的1/2,通常为4mm6mm。定位焊缝的长度一般为30mm60mm,间距不超过400mm。冬季施工的低合金结构钢,其定位焊缝的厚度可增加至8mm,长度为80mm100mm。如发现定位焊缝有夹渣、气孔和裂纹等缺陷,应将缺陷部分除尽后再补焊。当定位焊缝作为最终焊缝的一部分时,定位焊缝两端应便于接弧,否则应予修整。

6.7.4  对接焊缝错边量应符合表2的规定

表2 对接焊缝对口错边量的允许值                单位为毫米

对口处的名义厚度t
对口错边量
t≤12
≤1/4 t
12<t≤20
≤1/4 t
20<t≤40
≤5
40<t≤50
≤1/8 t
t>50
≤1/8 t,且不大于20

 

5 焊接

7.1  施焊的基本要求

7.1.1  焊工必须按图样、工艺文件、技术标准施焊。

7.1.2  施焊前应按焊接工艺卡的规定调整好焊接参数。不应在施焊产品上进行调整焊接参数。

7.1.3  对容易产生变形的焊接件,可以使用工装夹具,并采用合理的焊接顺序(如对称焊、跳焊、逐步退焊等)。。

7.1.4  对图纸所规定的重要的焊缝,应在焊缝两端设置尺寸合适的引弧板和引出板。在不能使用引弧板和引出板时,不得在引弧处和收弧处产生焊接缺陷。

7.1.5  工件尽可能置于平焊位置进行施焊。

7.1.6  在焊接过程中,应去除影响下一道焊缝施焊的任何缺陷。

7.1.7  电弧擦伤处的弧坑需经打磨,使其均匀过渡到母材表面,当打磨后的母材厚度小于规定值时,则需补焊。

7.1.8  接弧处应保证焊透和熔合。

7.1.9  施焊过程中按工艺文件规定控制层间温度。

7.1.10  每条焊缝应尽可能一次焊完。焊接中断时,应对冷裂纹敏感的焊件(如12Cr1MoV)应及时采取后热、缓冷等措施。重新施焊时,仍需按工艺文件规定进行预热。

7.1.11  采用锤击改善焊接质量时,第一层焊缝和盖面层焊缝不得锤击。

7.1.12  焊后应清除熔渣和焊接飞溅,并目测检查外观质量。必要时可做局部返修,但必须符合本标准第9章的规定。

7.2  手工电弧焊

    手工电弧焊除应满足7.1条的要求外还应符合以下规定。

7.2.1  多层焊缝的根部焊道可打底焊道及单道角焊缝的最小尺寸应足以防止产生裂纹。

7.2.2  坡口焊缝根部焊道或打底焊道允许最大厚度为6mm

7.2.3  单道角焊缝和多层角焊缝根部焊道的允许最大焊脚尺寸为:

a) 平焊: 8mm

b) 横焊、仰焊:7mm

c) 立焊:10mm

7.2.4  坡口焊缝和角焊缝后续各层焊缝的允许最大厚度为:

a) 平焊:焊条直径 + 2mm

b) 立焊、横焊、仰焊:焊条直径 + 2mm

7.3  CO2气体保护焊和药芯焊丝电弧焊

    CO2气体保护焊和药芯焊丝电弧焊除应满足7.1条的要求外还应符合以下规定。

7.3.1  CO2气体保护焊和药芯焊丝电弧焊单道角焊缝允许的最大焊脚尺寸为:

a) 平焊、立焊: 10mm

b) 横焊:8mm

c) 仰焊:7mm

7.3.2  CO2气体保护焊和药芯焊丝电弧焊坡口焊缝除根部和盖面层外,其余焊层的厚度不大于6mm

7.4  角焊缝要求

    图纸未作规定时,角焊缝焊脚尺寸按较薄板厚度的0.7倍选取。

6 焊件的矫形、后热及焊后消除应力处理

8.1  焊件的矫形

    低合金调质结构钢应采用机械方法进行矫形,其它材料宜采用机械方法进行矫形,当采用局部加热方法矫形时,其加热区温度应控制在800以下。

8.2  后热处理

8.2.1  焊接中断时,对冷裂敏感的焊件(如12Cr1MoV)应采取后热处理。

8.2.2  后热处理应在焊后立即时行,后热处理温度一般为200~350,保温1小时以上。

8.2.3  对焊后立即进行热处理的焊件可不作后热处理。

8.3  焊后消除热处理

8.3.1  焊后消除热处理应在外观检验合格和无损检测合格后进行。

8.3.2  焊后消除热处理的保温时间参见表3

8.3.3  奥氏体高合金钢一般不进行焊后消除应力热处理。

8.3.4  焊后消除热处理可整体放在炉膛内进行加热处理或局部加热热处理。当局部加热时,加热带宽度至少为焊缝接头截面厚度的3倍。

8.3.5  焊后消除应力热处理工艺

8.3.5.1  焊件进炉时炉内温度应低于400

8.3.5.2  400以上升温时,最小加热速度为50/h。允许最大加热速度为:

220×25/δmax(/h),且不大于220/h

式中:δmax——最大板厚,mm

8.3.5.3  焊件升温期间,加热区内任意长度为5000mm内的温差不应大于120

8.3.5.4    升温和保温期间应控制加热区气氛,防止焊件表面过度氧化。

8.3.5.5    400以上冷却时,最小冷却速度为50/h。允许最大冷却速度为:

275×25/δmax(/h),且不大于275/h

式中:δmax——最大板厚,mm

8.3.5.6    焊件出炉时,炉温不应高于400,出炉后应在静止的空气中冷却。

7 返修

9.1  对不合格的焊接接头允许返修。焊缝产生裂纹,应进行质量分析,找出原因,订出措施后方可返修。

9.2  返修前需将缺陷清除干净,必要时采用表面探伤检验确定。

9.3  待补焊部位的施焊凹槽应宽度均匀、表面平整,且两端有一定坡度。

 表3  常用钢号焊后消除应力热处理规范

钢号

需焊后热处理的厚度 δ(mm)

焊后热处理温度

(℃)

焊后消除应力最短保温时间(h)

Q235-A

20

38

580620

①厚度δ≤50mm时为δ/25,但最短时间不低于1/4

16Mn

34

580620

②厚度δ>50mm时为(150+δ)/100

12Cr1MoV

6

710750

①厚度δ≤125mm时为δ/25,但最短时间不低1/4

②厚度δ>125m时为(375+δ)/100

9.4  如需预热,则预热温度应比焊接原焊缝时的预热温度适当提高。

9.5  返修焊缝质量要求应与原焊缝相同。

9.6  要求热处理的工件如在热处理后返修时,必须重作热处理。

8 安全生产

10.1  焊接作业应符合GB 9448的有关规定。

10.2  焊接操作人员必须接受安全卫生教育,掌握安全生产技术。

10.3  焊接人员必须穿戴必要的防护用具(工作服、焊工手套、绝缘鞋、工作帽、面罩等)

10.4  焊工施工场所必须有防触电、火灾、中毒的安全措施,应注意通风,同时,为防止弧光、飞溅对人体的影响,应在挡板内焊接。、

附 录 A
(规范性附录)

附 录 A  常用钢焊接时焊接材料选用及预热温度参考表

钢  号
焊  条
气体保护焊焊丝
预热要求
型  号
对应牌号
CO2
Ar
厚度(mm)
预热温度(℃)
Q235-A
20
E4303
E4315
J422
J427
E71T-1
ER50-6
__
≤30
≥15
30~38
≥50
38~64
≥100
>64
≥120
 
16Mn(Q345)
 
E5003
E5015
J502
J507
__
≤30
≥15
30~38
≥80
38~64
≥120
>64
≥150
12Cr1MoV
E5515-B2-V
R317
ER55-B2-MnV
__
>6
150~300
1Cr18Ni9Ti
E0-19-10Nb
A132
__
H0Cr20Ni10Ti
H0Cr21Ni10
__
__
00Cr19Ni11
或304L
E00-19-10
A002
__
H00Cr21Ni10
__
__
Q235-A
(或20)+16Mn
E4303
E4315
J422
J427
E71T-1
ER50-6
__
__
__
Q235(16Mn)+
1Cr18Ni9Ti
E0-23-13
A302
__
__
__
__

 

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