火电焊接基础知识(建议收藏)


一、火电建设焊接规程、标准

1、主干标准

(1)DL/T869《火力发电厂焊接技术规程》;

(2)DL/T678《电力钢结构焊接通用技术条件》。

2、支持标准

(1)DL/T868《焊接工艺评定规程》;

(2)DL/T 679《焊工技术考核规程》;

(3)DL/T 675《电力工业无损检测人员资格考试规则》;

(4)DL/T 820《管道焊接接头超声波检验技术规程》;

(5)DL/T 821《钢制承压管道对接焊接接头射线检验技术规程》;

(6)DL/T 438《火力发电厂金属技术监督规程》;

(7)GB11345《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果的分级》;

(8)JB/T 4730.1~4730.6《承压设备无损检测》;

3、专项标准

(1)DL/T752《火力发电厂异种钢焊接技术规程》;

(2)DL/T819《火力发电厂焊接热处理技术规程》;

(3)DL/T5210.7《电力建设施工质量验收及评价规程 第7部分:焊接》;

(4)DL/T734《火力发电厂锅炉汽包焊接修复技术导则》;

(5)DL/T753《汽轮机铸钢件补焊技术导则》;

(6)DL/T754《母线焊接技术规程》;

(5)DL/T1097《火电厂凝汽器管板焊接技术规程》。点这免费下载图集规范

二、焊接工艺评定和作业指导书

(1)焊接工艺评定是施焊工作基础

(2)焊接作业指导书是施焊工作的依据

三、火电厂主要钢材

1、碳素钢

Q235、20、20G、A672B70CL32、A105、SA-106C

2、低合金钢

WB36

3、耐热钢

12CrMo、15CrMo、12Cr1MoV、12Cr1MoVG、12Cr2Mo

4、马氏体钢

A335P91、 A335P92

5、不锈钢钢

0Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti、304

四、火电厂主要焊材

1、焊丝

TIG-J50、 TIG-R30、 TIG-R31、 TIG-R40、 ER80S-G、 ER90S-B9

2、焊条

J507、 R307、 R317、 R407、 E9018-G、 E9015-B9

五、质量检查和检验

焊接质量的控制分检查和检验两个方面。包括:自检,班组或工地抽检和质量部门专检,质量验收及等级评定,质量监理,质量阶段性监督检查,以及专业检验部门的技术检验等。检查过程分为焊接前、焊接过程和焊接后三个阶段。检查和检验工作应严格按照有关规程、规范规定的检验项目、方法、标准和程序进行,对于重要部件的焊接可安排焊接全过程的旁站监督。

六、焊接接头硬度合格标准

1、同种钢焊接接头热处理后焊缝的硬度,一般不超过母材布氏硬度值加100HBW,且不超过下列规定:

a)、合金总含量小于3%时 布氏硬度值小于等于270HBW;

b)、合金总含量在3%∽10%时 布氏硬度值小于等于300HBW;

c)、合金总含量大于10%时 布氏硬度值小于等于350HBW。

2、异种钢焊接接头焊缝硬度检验应符合DL/T752的规定;

3、耐热合金钢焊缝硬度不低于母材硬度。

七、焊接接头金相组织标准

1、焊缝金相组织合格标准为:

a)、没有裂纹;

b)、没有过烧组织;

c)、没有淬硬的马氏体组织。

八、缺陷的种类及产生原因

无损检测的主要用途是检测缺陷,了解材料和对接接头中的缺陷种类和产生原因,这样有助于正确选择无损检测方法,正确地分析和判断检测结果,作为质检人员应该掌握。

(一)、钢焊缝中常见缺陷及产生原因

1、外观缺陷:

指不借助于仪器,用肉眼可以发现的工件表面缺陷。常见的有咬边、焊瘤、凹陷、未焊满、烧穿及焊接变形等,有时还有表面气孔和表面裂纹。

(1)、咬边:指沿着焊趾在母材部分形成的凹陷或沟槽。它是由于电弧将焊缝边缘的母材熔化后没有得到熔敷金属的充分补充所留下的缺陷。

产生主要原因:是电弧热量太高,即电流太大,运条速度太小,焊条与工件间角度不正确,摆动不合理,电弧过长,焊接次序不合理等也会造成咬边,直流焊时电弧的磁偏吹也是产生咬边的一个原因,另外立、横、仰焊会加剧咬边。

危害性:减少了母材的有效截面积,降低结构的承载能力,同时还会造成应力集中,发展为裂纹源。

防止措施:矫正操作姿势,选用合理的规范,采用正确的运条方式都有利于消除咬边。在角焊中用交流焊代替直流焊也能有效地防止咬边。

(2)、焊瘤:指焊缝中的液态金属流到加热不足未熔化的母材上或从焊缝根部溢出,冷却后形成未与母材熔合的金属瘤。

产生主要原因:焊接规范过强,焊条熔化过快,焊条质量欠佳(如偏芯),焊接电源特性不稳定及操作姿势不当等都容易带来焊瘤。在横、立、仰焊位置更易形成焊瘤。

九、缺陷的种类及产生原因

危害性:改变了焊缝的实际尺寸,会带来应力集中,管子内部的焊瘤会减小了内径,可能造成堵塞,另外焊瘤常伴有未熔合、夹渣等缺陷。

防止措施:使焊缝处于平焊位置,正确选用规范,选用无偏芯焊条,合理操作。

(3)、凹陷:指焊缝表面或者背面局部低于母材的部分。

产生主要原因:多是由于收弧时焊条(焊丝)未作短时间停留造成的(即弧坑),仰、横焊时常在焊缝背面根部产生。

危害性:减少了焊缝的有效截面积,弧坑常带有弧坑裂纹和弧坑缩孔。

防止措施:施焊时尽量选用平焊位置,选用合适的焊接规范,收弧时让焊条在熔池内短时间停留或环形摆动,填满弧坑。

(4)、未焊满:指焊缝表面或者背面局部低于母材的部分。

产生主要原因:填充金属不足是产生未焊满的根本原因,规范太弱,焊条过细,运条不当等均会导致未焊满。

危害性:减少了焊缝的有效截面积,消弱了焊缝,同样也会产生应力集中,同时,由于规范太弱使冷却速度增大,容易产生气孔、裂纹等缺陷。

防止措施:加大焊接电流,加焊盖面焊缝。

(5)、烧穿:指焊接过程中,熔深超过工件厚度,熔化金属自焊缝背面流出,形成穿孔性缺陷。

产生主要原因:焊接电流过大,速度过慢,电弧在焊缝处停留过久都会产生烧穿缺陷;另外工件间隙太大,钝边太小也容易出现烧穿现象。

危害性:它破坏了焊缝,使接头丧失连接及承载能力,所以烧穿是锅炉压力容器、压力管道产品上不允许存在的缺陷。

防止措施:选用较小电流和合适的焊接速度,减小装配间隙,在焊缝背面加设垫板或药垫,使用脉冲焊,能有效地防止烧穿。

(6)、其它表面缺陷:

1)、成形不良:指焊缝的外观几何尺寸不符合要求,有焊缝超高,表面粗糙,以及焊缝过宽,焊缝向母材过渡不圆滑等。

2)、错边:指两个工件在厚度方向上错开一定位置,它既可作为焊缝表面缺陷,又可以作为装配成形缺陷。

3)、塌陷:指单面焊时由于输入热量过大,熔化金属过多而使液态金属向焊缝背面塌陷形成后焊缝背面凸起,正面下榻。

4)、各种焊接变形:如角变形,扭曲,波浪变形等都属于焊接缺陷,角变形也属于装配成形缺陷。

2、气孔:

指焊接时,熔池中的气体未在金属凝固前逸出,残存于焊缝之中所形成的空穴。其气体可能是熔池从外界吸收的,也可能是焊接过程中反应生成的。

(1)、气孔的分类:从其形状上分有球状气孔、条状气孔;从数量傻瓜分有单个气孔和群状气孔。群状气孔又可分为均

匀分布气孔、密集状气孔和链状分布气孔。按气孔内气体成分又可分为氢气孔、氮气孔、二氧化碳气孔、一氧化碳气孔、氧气孔等。

(2)、气孔的形成机理:常温固态金属中气体的溶解度只有高温液态金属中气体溶解度的几十分之一至几百分之一,熔池金属在凝固过程中,有大量的气体要从金属中逸出来,当金属凝固速度大于气体逸出速度时就会形成气孔。

(3)、产生主要原因:母材或填充金属表面有锈、油污等,焊条及焊剂未烘干会增加气孔量。锈、油污及焊条药皮、焊剂中的水分在高温下分解产生气体,会增加高温金属中气体的含量。焊接线能量过小,熔池冷却速度大,不利于气体的逸出。焊缝金属脱氧不足也会增加氧气孔。

(4)、危害性:减小了焊缝的有效截面积,使焊缝疏松,从而降低焊接接头的强度和塑性,还会引起泄露。气孔也是引起应力集中的因素,氢气孔还可能促成冷裂纹。

(5)、防止措施:

a、清除焊丝,工作坡口及其附近表面的油污、铁锈、水分和杂物;

b、采用碱性焊条、焊剂,并彻底烘干;

c、采用直流反接并用短电弧施焊;

d、焊前预热,减缓冷却速度;

e、用偏强的焊接规范施焊。

3、夹渣:

指焊后熔渣残存在焊缝中的现象。

(1)、夹渣的分类:

1)、金属夹渣:指钨、铜等金属颗粒残留在焊缝中,习惯上称为夹钨、夹铜。

2)、非金属夹渣:指未熔的焊条药皮或焊剂、硫化物、氧化物、氮化物等残留于焊缝之中。

3)、夹渣的分布与形状:点状夹渣、条状夹渣、链状夹渣和密集夹渣。

(2)、产生原因:坡口尺寸不合理、坡口有污物、多层焊时,层间清渣不彻底、焊接线能量小、焊缝散热太快液态金属

凝固过快、药皮焊剂化学成分不合理、焊条摆动不正确不利于熔渣上浮。

可根据产生的原因采取相应的措施来防止夹渣的产生。

(3)、危害性:点状夹渣与气孔相似,带有尖角的夹渣会产生尖端应力集中,尖端还会发展为裂纹源。


4、裂纹:

金属原子的结合遭到破坏,形成新的界面而产生的缝隙称为裂纹。

(1)、裂纹的分类:

1)、根据裂纹尺寸分:宏观裂纹、微观裂纹、超显微裂纹;

2)、根据裂纹延伸方向分:纵向裂纹、横向裂纹、辐射状裂纹;

3)、根据发生部位分:焊缝裂纹、热影响区裂纹、熔合区裂纹、焊趾裂纹、焊道下裂纹、弧坑裂纹;

4)、根据发生条件和时机分:热裂纹、冷裂纹、再热裂纹、层状撕裂。

(2)、各种裂纹的产生机理:

1)、热裂纹:是在焊缝金属凝固过程中,结晶偏析使杂质生成的低熔点共晶物富集于晶界,形成所谓“液态薄膜”,在特定的敏感温度区间,其强度极小,由于焊缝凝固收缩而受到拉应力,最终开裂形成裂纹。

2)、再热裂纹:近焊缝区金属在高温热循环作用下,强化相碳化物(如碳化钛、碳化铬等)沉积在晶内的位错区上,使晶内强化过程大大高于晶界强化,这样由于应力松弛带来的塑性变形就主要由晶界金属来承担,于是晶界区金属会产生滑移且在三晶粒交界处产生应力集中,就会产生裂纹。

3)、冷裂纹:淬硬组织减少了金属的塑性储备;焊接残余应力使焊缝受拉;焊接金属内含有较多的原子态的氢。

(3)、危害性:

裂纹是面积型缺陷,是焊接缺陷中危害性最大的一种,尤其是冷裂纹;显著减少承载面积,更严重的是裂纹端部形成尖锐缺口,应力高度集中,很容易扩展导致破坏。

(4)、防止措施:

1)、热裂纹:降低钢材和焊材的含碳量,减少S、P的含量、加入一定的合金元素减少偏析和柱状晶(如钼、钒、钛等)、采用熔深较浅焊缝、合理选用焊接规范并预热和后热、较小冷却速度、采用合理的装配次序减小焊接应力。

2)、再热裂纹:合理预热或采用后热控制冷却速度、降低残余应力避免应力集中、回火处理尽量避开再热裂纹敏感温度区、注意冶金元素的强化作用。

3)、冷裂纹:采用低氢型碱性焊条、严格烘干、提高预热温度采用后热措施并保证层间温度不低于预热温度、避免焊缝中出现淬硬组织、合理的焊接顺序减少焊接变形和焊接应力、焊后及时进行消氢热处理。


5、未焊透:

指母材金属未熔化,焊缝金属没有进入接头根部的现象。

(1)、产生原因:

焊接电流小熔池浅、坡口和间隙尺寸不合理钝边太大、磁偏吹影响、焊条偏芯度太大、层间及焊根清理不良。

(2)、危害性:

减少了焊缝的有效截面积使接头强度下降、引起应力集中严重降低焊缝的疲劳强度、可能成为裂纹源造成焊缝破坏。

(3)、防止措施:

使用较大电流来焊接、焊角焊缝时用交流代替直流以防止磁偏吹、合理设计坡口并加强清理、采用短弧焊等措施。

6、未熔合:

指焊缝金属与母材金属或焊缝金属之间未熔化结合在一起的缺陷。

(1)、产生原因:

焊接电流过、焊接速度过快、焊条角度不对、产生了弧偏吹现象、母材表面有污物或氧化物影响熔敷金属与母材间的熔化结合等。

(2)、危害性:

减少了焊缝的有效截面积使接头强度下降、使应力集中变得比较、可能成为裂纹源造成焊缝破坏、其危害仅次于裂纹。

(3)、防止措施:

使用较大电流来焊接、正确地进行施焊操作、合理设计坡口并加强清理。

(二)、铸件中常见缺陷及产生原因:

1、气孔:

凝固时气体来不及逸出而在金属表面或内部形成的圆孔;

2、夹渣:

铁水包中的熔渣没有与铁水分离混进铸件而形成的缺陷;

3、夹砂:

由于砂型的沙子剥落混进铸件而形成的缺陷;

4、密集气孔:

凝固时由于金属的收缩而发生的气孔群;

5、冷隔:

由于浇铸温度太低,金属溶液不能充分流动两股熔体相遇未熔合而形成的缺陷;

6、缩孔和疏松:

缩孔是由于收缩以及补缩不足所产生,沿铸件中心呈多孔性组织分布呈中心疏松;

7、裂纹:

凝固时因收缩应力而产生的裂纹。