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昆明市焊工作業(yè)人員培訓(xùn):異種鋼的焊條選用

[日期:2022-11-01]   來源:云南技能考試網(wǎng)  作者:云南技能考試網(wǎng)   閱讀:527次

焊工是一種特種作業(yè)工種,從事焊工相關(guān)規(guī)定工作必須持證上崗,熔化焊接與熱切割特種作業(yè)操作證每3年需要復(fù)審一次。一人一證持證上崗,全國通用。

考試形式:本人參考、單人單桌、分為理論科目和實操科目,滿分均為100分,及格分均為80分。

報考咨詢:18206863120(微信同號)

焊工短期技能培訓(xùn)內(nèi)容:

第一周:焊工基礎(chǔ)(電焊工安全操作規(guī)范及設(shè)備工具的安全使用)手工電弧焊操作技能培訓(xùn)(例如:手工焊接設(shè)備、焊接材料、工具。各種焊接位置的操作技能,單面焊雙面成型技術(shù)的操作技巧)。

第二周:氧、乙炔焊接與切割,等離子弧切割(氣焊與切割設(shè)備的使用及安全操作規(guī)程),各種厚板、薄板氣焊與切割操作技巧。

第三周:手工鎢極氬弧焊技術(shù)(例如:氬弧焊設(shè)備及工具的安全使用和安全操作規(guī)程);氬弧焊焊接厚、薄板各種焊接位置的安全操作技巧;常用有色技術(shù)材料,例如:鋁合金材料的焊接技巧。

第四周:二氧化碳?xì)怏w保護(hù)電弧焊技術(shù)(例如:二氧化碳焊接設(shè)備、設(shè)備工具的安全操作規(guī)程);二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊焊接位置的操作技巧。

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異種鋼的焊條選用

異種鋼的焊條選用

1、異種鋼焊接的主要問題:

●焊接接頭的化學(xué)不均勻性及由此引起的組織和力學(xué)性能的不均勻性

●界面組織的不穩(wěn)定性

●應(yīng)力變形的復(fù)雜性

2、獲得優(yōu)質(zhì)異種鋼焊接接頭的焊接工藝要點:

●避免淬火鋼的復(fù)合結(jié)構(gòu)近縫區(qū)產(chǎn)生裂紋;

●保證焊縫金屬中沒有熱裂紋;

●保證不使高合金鋼有顯著的稀釋;

●保證焊接接頭與基本金屬有較近的膨脹系數(shù)。

3、異種鋼焊接材料選擇的基本原則:

●所選擇的焊接材料必須能夠保證異種鋼焊接接頭設(shè)計所需要的性能,如力學(xué)性能、耐熱、耐蝕性能等;

●所選擇的焊材必須在有關(guān)稀釋率、熔化溫度和焊接件其他物理性能要求等方面能保證焊接性需要;

●在焊接接頭中不產(chǎn)生裂紋等缺陷的前提下,當(dāng)不可能兼顧焊縫金屬的強(qiáng)度和塑性時,應(yīng)優(yōu)先選用塑性好的填充金屬;

●焊接材料應(yīng)經(jīng)濟(jì)、易得,并具有良好的焊接工藝性能。 

4、碳鋼與低合金結(jié)構(gòu)鋼或異種低合金結(jié)構(gòu)鋼焊接時的焊條選用:

(1)選用的焊條應(yīng)能保證焊縫金屬及接頭的強(qiáng)度高于強(qiáng)度較低一側(cè)的鋼材,而焊縫的塑性及沖擊韌性不低于強(qiáng)度較高而塑性、韌性較低一側(cè)的鋼材。即強(qiáng)度、塑性和韌性都不應(yīng)低于被焊材料的最低值。

(2)一般選用低氫型焊條,以保證焊縫金屬的抗裂性能和塑性。

(3)要求焊絲中的碳含量低些,而錳的含量高些,希望錳/硅的比值提高,以減少熱裂紋產(chǎn)生。

★JB/T4709-2000規(guī)定:不同強(qiáng)度鋼號的碳素鋼、低合金鋼之間的焊縫金屬應(yīng)保證力學(xué)性能,且其抗拉強(qiáng)度不應(yīng)超過強(qiáng)度較高母材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的上限值。

5、碳鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼與珠光體耐熱鋼焊接時的焊條選用:

(1)通常這類異種接頭的使用溫度不很高,一般選用與合金含量較低一側(cè)的母材相匹配的焊材,并保證焊接接頭的常溫力學(xué)性能,接頭強(qiáng)度不低于兩種母材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值的較低者。

(2)可選用碳鋼焊條,也可選用耐熱鋼焊材。但焊接工藝應(yīng)遵循珠光體耐熱鋼的要求。如A3或16Mn與15CrMo焊接時,可采用J507或R207焊條。

(3)結(jié)構(gòu)剛性大、焊后不進(jìn)行熱處理的場合,可采用A307焊條,但這類異種鋼接頭的最高工作溫度不得超過350℃。

6、異種珠光體耐熱鋼焊接時的焊條選用:

(1)在同工作溫度下,應(yīng)滿足強(qiáng)度較低一側(cè)鋼材的要求,又要考慮使焊縫合金元素的含量不低于合金元素較少的一側(cè)母材,但焊縫的熱強(qiáng)性應(yīng)等于或高于母材金屬。一般情況下均選用低氫型焊條。

(2)在某些情況下,為防止焊接時、焊后熱處理時或使用過程中碳的遷移,保證接頭的高溫性能,應(yīng)選用介于兩種母材金屬之間的焊條。 

■舉例:

12Cr1MoV與10CrMo910管道焊接,當(dāng)選用R307、R407、R317、J507時,焊接接頭的室溫力學(xué)性能均能滿足(焊接工藝評定結(jié)果)。但按高溫持久強(qiáng)度要求,選用R407、R317焊條可以滿足使用要求;而用R307、 J507則不能滿足要求。

(3)若產(chǎn)品不允許或施工現(xiàn)場無法進(jìn)行焊前預(yù)熱和焊后熱處理時,可選用奧氏體焊材。但對于高溫狀態(tài)下的珠光體異種接頭,要慎用奧氏體焊材。

(4)若該類異種鋼接頭在使用溫度下可能產(chǎn)生擴(kuò)散層時,則最好在坡口面堆焊隔離層,隔離層金屬應(yīng)含有Cr、V、Ti等強(qiáng)烈碳化物形成元素。

7、珠光體鋼與奧氏體不銹鋼焊接時的焊條選用:

☆通常把碳鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼、珠光體耐熱鋼統(tǒng)稱為珠光體鋼。

●焊接特點:

珠光體鋼與奧氏體鋼接頭的熔合線兩側(cè)出現(xiàn)碳和碳化物形成元素的濃度差,它處于350-400℃溫度下長期工作時,或在焊后熱處理過程中,往往會在熔合線區(qū)域出現(xiàn)碳元素的擴(kuò)散:

◇在珠光體鋼母材金屬邊緣形成脫碳層,脫碳層晶粒甚粗大,導(dǎo)致軟化。

◇在奧氏體鋼母材金屬一側(cè)形成增碳層,增碳層中的碳元素以鉻的碳化物形態(tài)析出,并導(dǎo)致硬化。

★實踐證明,脫碳層是接頭中的薄弱環(huán)節(jié),對高溫持久強(qiáng)度的影響較大,約降低10-20%

●奧氏體不銹鋼與珠光體鋼焊接材料的選擇要考慮的因素:

(1)克服珠光體鋼對焊縫的釋釋作用。

■舉例:

比較J507、A132、A302、A402四種焊條焊接時的焊縫組織:

□用J507施焊,組織為馬氏體,不允許采用;

□用A132施焊,焊縫基本上也是馬氏體組織,而且越靠近碳鋼側(cè),馬氏體數(shù)量越多,是脆性破壞的起始區(qū)域,也不適用;

□用含鎳大于12%的A302、A402施焊時,組織基本上是奧氏體或全部為奧氏體,可用。

(2)抑制熔合區(qū)中碳的擴(kuò)散。提高焊材的奧氏體形成元素,是抑制熔合區(qū)中碳擴(kuò)散最有效的手段。隨著工作溫度的提高,要阻止碳擴(kuò)散,必須提高鎳含量:

◇350℃以下:焊縫金屬的鎳含量可以不超過10%;

◇350-450℃:鎳含量應(yīng)為10-19%;

◇450-550℃:鎳含量應(yīng)為19-31%; 

◇550℃以上:鎳含量應(yīng)為31%以上。

(3)改變焊接接頭的應(yīng)力分布。

◇國外常用與珠光體鋼線膨脹系數(shù)相接近的Cr15Ni70鎳基焊材來焊接該類異種鋼,使得高溫應(yīng)力集中在奧氏體不銹鋼一側(cè)的熔合區(qū),減輕了珠光體鋼一側(cè)熔合區(qū)的壓力,對接頭比較有利。

◇在坡口面堆焊隔離層也有效。但用于堆焊的焊條合金成分應(yīng)高于焊縫金屬。如:在珠光體鋼一側(cè)坡口上堆焊兩層A302或A307焊條,然后與奧氏體不銹鋼焊接。

(4)提高焊縫金屬的抗裂紋能力:在不影響使用性能的前提下,最好使焊縫金屬中含有一定數(shù)量的鐵素體組織。

★試驗表明,A302、A307焊條的抗裂性能比單相的A402、A407焊條優(yōu)越。

★綜上所述,此類異種鋼焊接所選用的焊條只有A302、A307或A402、A407適宜,不僅能克服珠光體鋼對焊縫的稀釋,對抑制熔合區(qū)中碳擴(kuò)散和改變焊接接頭應(yīng)力分布也有利。但A402、A407的熱裂紋傾向較大,生產(chǎn)上比較少用。

★JB4709-2000規(guī)定:奧氏體高合金鋼與碳素鋼或低合金鋼之間的焊縫金屬應(yīng)保證抗裂性能和力學(xué)性能。宜采用鉻鎳含量較奧氏體高合金鋼母材高的焊接材料。

■工程應(yīng)用實例:       

(1)12CrMo、15CrMo珠光體鋼與1Cr18Ni9Ti奧氏體鋼焊接時,若選用A307、A407焊條,則即使稀釋率達(dá)25-30%,焊縫金屬中也不致出現(xiàn)馬氏體組織。

(2)結(jié)構(gòu)剛性大、板厚超過20mm的珠光體鋼與奧氏體鋼的焊接接頭,在焊后熱處理過程中或周期性的加熱、冷卻運行條件下,將產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力,導(dǎo)致珠光體鋼一側(cè)的熔合線出現(xiàn)熱疲勞裂紋。為消減熱應(yīng)力,采用熱膨脹系數(shù)與珠光體耐熱鋼相接近的含鎳量高的A507或Ni307焊條。

(3)運行溫度高于400-500℃的異種鋼結(jié)構(gòu)焊接時,在珠光體鋼(如15Cr1MoV)坡口上采用含V、Nb、Ti、W等碳化物形成元素的珠光體耐熱鋼焊條(如R317、R337)堆焊一層厚約5-6mm的過渡層,以限制珠光體鋼中的碳向奧氏體焊縫擴(kuò)散。然后再用相應(yīng)的奧氏體鋼焊條(如A307)焊接對接接頭。

(4)為提高高溫下運行的珠光體與奧氏體鋼管焊接接頭的高溫持久強(qiáng)度,可在異種鋼管間加一段含V、Nb、Ti等強(qiáng)碳化物形成元素的珠光體鋼中間過渡管段(如12Cr1MoV)。先用鉻鉬鋼焊條(如R317)焊接珠光體鋼與中間過渡管段的連接焊縫,焊后在700-760℃下進(jìn)行退火處理,再用奧氏體鋼焊條(如A307)焊接奧氏體鋼管與中間過渡管段的焊縫。

(5)用A407焊成的12Cr2Mo1與1Cr18Ni9Ti異種鋼接頭,在600℃長期試驗時,由于碳的強(qiáng)烈擴(kuò)散,使熔合線附近的性能降低。但若用含鈮的12Cr2Mo1焊條R337在珠光體鋼一側(cè)堆焊一層過渡層,則碳的擴(kuò)散能力顯著減弱,高溫持久強(qiáng)度提高,試樣斷裂位置移至珠光體母材金屬一側(cè)。 

(6)珠光體耐熱鋼管與奧氏體鋼過熱器管的焊接結(jié)構(gòu),采用鎳基合金焊條及加襯環(huán)的方法進(jìn)行焊接,可消除熔合線區(qū)域的應(yīng)力突變,提高接頭的工作能力。

8、奧氏體不銹鋼與鐵素體低溫鋼焊接時的焊條選用:

☆此類異種鋼焊接接頭的主要問題是:碳的遷移和合金元素的擴(kuò)散。

■資料介紹:對于中強(qiáng)度低溫鋼如06MnNb、3.5Ni等與奧氏體不銹鋼焊接時,不論用A402、A302、A102或A202焊條,都不可避免在熔合線產(chǎn)生馬氏體組織。而用超低碳的A022焊條焊接06MnNb與1Cr18Ni9Ti時是可行的。

(1)選擇含碳量相同的不同牌號焊條時,應(yīng)選用含鎳量較高的焊條,對控制碳的遷移和提高低溫沖擊韌性都有利。

(2)選擇含鎳量相同的不同牌號焊條時,應(yīng)選用含碳量較低的鉻鎳奧氏體焊條,可以控制焊縫中的碳遷移和改善力學(xué)性能。

(3)當(dāng)不同鋼號的低溫鋼焊接時,應(yīng)選擇與低溫韌性較高的鋼材相匹配的焊條。

(4)考慮到母材對焊縫的稀釋作用,可對焊縫金屬的化學(xué)成分進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。     

9、奧氏體不銹鋼之間焊接時的焊條選用:

☆此類異種奧氏體鋼的焊接,主要是防止焊接接頭內(nèi)產(chǎn)生熱裂紋、晶間腐蝕及σ相脆化等問題。

(1)根據(jù)合金含量較低一側(cè)母材或介于兩者之間選用焊條。

(2)選用奧氏體-鐵素體的雙相組織焊條,使焊縫金屬含3-5%的鐵素體,以提高接頭的抗裂性能及抗腐蝕性能。

(3)控制焊縫金屬的含碳量。

舉例:1Cr18Ni9Ti與0Cr18Ni12Mo2Ti焊接選用A132、A137、A202、A207、A212均可。

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