如何做好焊接工艺评定-评定的程序

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(2) 对于国外的焊条、焊丝和焊剂,可在应用前查询有关资料或经试验验证,确认符合要求后方可使用。其化学成分、力学性能与国内焊材表中某种相近。可划入相应类级别中,与国内焊材等同对待。未列入焊材表中的焊条、焊丝和焊剂,如化学成份、力学性能、工艺特性与表中某种相近,可划入相应类级中,可以应用。不能划入者,应另行“评定”。

(3)各类别的焊条、焊丝应分别评定。同类别而不同级别者,高级别的评定可适用于低级别;在同级别焊条中,经酸性焊条评定者,可免做碱性焊条评定。

(4)填充金属由实芯焊丝改变为药芯焊丝,或反之。

(5)改变可燃气体或保护气体种类, 取消背面保护气体。

(6)异种钢焊接的材料选择应该遵照DL/T752的规定原则 。

(7)对于国外材料,尤其是高合金钢用焊接材料,应该充分掌握该材料的基本性能,一些重要的与产品使用性能直接相关的指标应该通过试验取得验证后才能使用。

6.管子试件直径

一般规程中对管子直径的“评定”没有严格规定,电力工业中因各种管子规格繁多,考虑到工艺上差异较大故作出如下规定:

(1)当“评定”试件管子外径Do≤60mm、采用氩弧焊焊接方法时,其工艺适用于焊件管子的外径不规定。

2)其它管径的“评定”,适用于焊件管子外径的范围为:下限0.5D0,上限不规定。

7.试件的焊接位置

电力工业针对行业特点,对“评定”的焊接位置和适用范围做了专门规定,(见规程上表)有如下情况时,还应遵循下列规定:

(1)在立焊位中,当根层焊道从上向焊改为下向焊或反之,应重新评定。

(2)直径由≤60mm管子的气焊、钨极氩弧焊,除对焊接工艺参数有特殊要求外,一般仅对水平管进 行“评定”,即可适用于焊件的所有焊接位置。

(3)管子全位置自动焊时,必须采用管状试件进行“评定”,不可用板状试件“评定”替代。

8.预热与层间温度

评定试件预热温度超过拟订的参数时,应该重新评定:

(1)评定试件预热温度降低超过50℃;

(2)有冲击韧性要求的焊件,层间温度提高超过50℃。

9.焊后热处理

(1)中间需要进行检验和不能一次将试件焊完,要进行后热处理。

(2)焊后热处理和焊接操作完成间隔一定时间再焊后热处理的间隔时间应严格按照各类钢材的热处理规范要求进行并符合DL/T 819 和DL/T 868的规定。

如P91马氏体钢要求焊接工作完成后,待焊缝冷却至100℃后奥氏体全部转变为马氏体再升温进行焊后热处理。

10.焊接规范参数和操作技术

当焊接规范参数和操作技术出现变化时,应按其参数类型重新评定或变更工艺指导书。

(1)气焊时,火焰性质的改变;

(2)自动焊时,改变导电咀到工件间的距离;

(3)焊接速度变化范围比评定值大10%;

(4)从单面焊改变为双面焊 ;

(5)从手工焊改为自动焊 ;

(6)多道焊改变为单道焊, 等等。

可以根据以上几个方面要求或其它特殊条件综合考虑来如何确定焊接工艺评定的项目。

二、编制焊接工艺评定方案

以低合金耐热钢10CrMo910 Φ273?8和 高合金耐热钢P91 Φ325?0钢为例介绍编制工艺评定方案的方法。

(1)编制工艺评定方案的基础要求

1) 复核焊条、钢材材质单

复核焊条、钢材材质单,其技术指标应符合相关标准的规定,必要时进行化学成分、机械性能复验。

2)判断钢材焊接性

①低合金耐热钢10CrMo910 Φ273?8的焊接性可以采用斜Y型焊接冷裂纹试验方法直接判断钢材焊接性,也可采用国际焊接协会推荐的碳当量公式间接判断钢材焊接性。在有可靠的钢材焊接性评价资料的基础上,确认该钢材的焊接性能,以便确定焊接时的其他工艺参数和预热、热处理规范。

国际焊接协会推荐的碳当量公式为:

Cqe=C+Mn/6+Si/6+Cr/5+Mo/5+V/5+Ni/15+Cu/15

用碳当量公式来计算时,应以当次炉批号的材质单的化学成分来计算。

②P91高合金钢采用插销冷裂纹试验和斜Y型焊接冷裂纹试验判断钢材焊接性,确定焊接时的其他工艺参数。其碳当量公式不适合P91高合金耐热钢判断钢材的焊接性。

3)了解钢材焊接特点

了解钢材焊接特点,焊接时针对钢材焊接特点来确定工艺要求。

①低合金耐热钢10CrMo910的焊接特点是:具有一定的淬硬倾向容易产生焊接冷裂纹。

②高合金钢P91焊接特点是:容易产生焊接冷裂纹、焊缝韧性低、热影响区软化及Ⅳ型裂纹。

(2)工艺条件的确定

1)选择焊接材料和确定焊接方法。

①低合金耐热钢10CrMo910一般焊丝选择TIG-R40 ,焊条选择 E6015-B3 ;焊接方法选择氩弧焊打底其余焊条电弧焊。

②高合金钢P91焊丝、焊条有很多国家生产,通过生产实际应用采用德国的蒂森焊丝、焊条效果很好;焊接方法选择氩弧焊打底其余焊条电弧焊。

2)设计接头型式、坡口尺寸。

接头型式和坡口尺寸的设计原则是:在保证融合良好的情况下,填充金属越少越好。一般采用双V型或综合型。

3)确定焊接线能量和其它焊接参数。

焊接线能量:由焊接能源输入给单位长度焊缝上热能称为焊接线能量。主要参数有:焊接电压U;焊接电流I和焊接速度V。

焊接线能量与焊接方法有关,焊接方法不同焊接线能量大小不同,氩弧焊小,次之焊条电弧焊,埋弧焊最大。焊接线能量影响焊接头的冲击韧性。

在工艺评定中如何确定焊接线能量,我们可以根据焊接CCT曲线合理都推断出最佳焊接线能量也就是最佳的焊接工艺参数,通过CCT曲线选择合适的t8/5,如果提高焊接热输入量,加大焊接线能量,延长t8/5的冷却时间可以提高接头的抗冷裂性,但对于某些合金钢,过高的热输入量可明显降低接头的冲击韧性、强度、硬度和蠕变强度。

①以10CrMo910钢为例,根据其化学成分可以估算出其碳当量,焊接性较差,在一定的应力下容易产生冷裂纹。

对10CrMo910钢我们希望得到的组织为贝氏体加少量马氏体。在10CrMo910钢CCT曲线上可以看到,符合这一条件的冷却曲线在第5条到第7条之间,相应的在20秒到109秒之间,此时出现的贝氏体含量10%到98%,其余为马氏体组织。冷却速度过快, t8/5时间过短,容易形成过多的马氏体组织,应力大,容易产生焊接裂纹;其热影响区硬度值在此区间内为380HV~420HV.金相组织比较均匀细小,综合性能较好,则我们可以根据相关的线算图上求得Emax=46KJ/cm, Emin=14KJ/cm。

根据实际焊接情况:

水平固定焊接选用E=33KJ/cm

垂直固定焊接选用E=22KJ/cm。

评定时,水平固定焊接选用Emax=38KJ/cm, Emin=30KJ/cm

垂直固定焊接选用Emax=25KJ/cm, Emin=20KJ/cm

在评定时,Emax和Emin合格,在这个范围之内就合格。

根据E=IU/V公式,再计算焊接速度, V=IU/E

U:焊接电压

I:焊接电流 保证焊接质量金属融化(根据焊条直径选择) 我们能计算出最慢的速度和最快的速度。

V:焊接速度等于焊接长度/焊接时间,它是控制焊接线能量关键指标,用焊接的长度长短来控制焊接每一层的焊缝厚度,焊接长度愈短,焊缝愈厚,焊接线能量就大。反之,焊接长度愈长,焊缝愈薄,焊接线能量就小。所以,用焊接速度——焊接长度——焊缝厚度来控制焊接线能量具有可操作性,要求每位焊接工程师在进行焊接工艺评定方案时,给出焊接每一层或每一道的焊缝厚度,新的焊接工艺规程在工艺参数上就是这样规定的,

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