压力容器焊接基础的.ppt

压力容器焊接基础 郑州大学化工学院方书起2004.11.18;1、焊接方法及原理简介 ;1.1 焊条电焊弧 ; ;1.2 埋弧自动焊; ;埋弧自动焊和焊条电弧焊比较有以下优点。 生产效率高 焊接质量高而且稳定 改善劳动条件 埋弧自动焊的缺点是占地面积较大，设备费用较高，且仅适用于平焊位置的焊接。; ;1.3 气体保护焊; ;1.3.1 钨极氩弧焊; ; ; ; ;1.3.2 熔化极气体保护焊; ;1.3.2.1 熔化极惰性气体保护焊 熔化极惰性气体保护焊中采用的保护气体主要有氩气，氦气和氮气，其中熔化极氩弧焊应用最广。 熔化极氩弧焊以焊丝作为电极，不断送进和熔化熔滴进入熔池与母材形成焊缝。惰性气体在焊接过程中不与液态金属反应，只起严密包围焊接区（电弧、焊丝端头、熔滴、熔池金属和邻近熔池的母材金属），使之与空气隔离的作用。 ; ;1.3.2.2 熔化极氧化性混合气体保护焊 熔化极氧化性气体保护电弧焊是采用在惰性气体中加入一定量的氧化性气体（活性气体），如氩气加二氧化碳气体，氩气加氧气，氩气加氧气加二氧化碳气体等作为保护气体的一种熔化极气体保护电弧焊方法，可用于平焊、立焊、横焊和仰焊以及全位置焊接，尤其适用于碳钢、合金钢和不锈钢等黑色金属材料的焊接， ; ;1.3.2.3 二氧化碳气体保护电弧焊 二氧化碳气体保护电弧焊与其它气体保护焊相比，具有以下特点：①CO2气体价廉、焊接成本低、抗氢能力强，目前广泛应用于碳钢和低合金钢的焊接；②具有飞溅与合金元素的氧化烧损。CO2气体在高温下会分解为CO和O2。CO不溶于钢液，但能在钢液中形成气泡。气泡在高温下因急剧膨胀而发生剧烈爆炸，从而导致飞溅严重，使电弧燃烧不稳。氧气在高温下会使合金元素发生氧化烧损。故CO2气体保护焊不适用有色金属与高合金钢的焊接。 ; ;1.4 电渣焊; ; ; ; ;2. 焊接应力及变形; ;2.1 焊接残余变形; ;2.1.2 减少焊接变形的措施; ; 当采用上述措施后焊接变形仍较大时，则应根据焊件设计要求考虑进行焊后矫形。矫形的方法有机械法和火焰法，机械法可用校平机、压力机、卷板机、锤击等。 在选用矫形方法时，要特别注意钢种。对耐腐蚀设备不宜用锤击以防止应力腐蚀；对具有晶间腐蚀倾向的18-8不锈钢和淬硬倾向较大的钢材不宜用火焰矫形；对冷裂倾向较大的高强钢要少用机械法矫形，因此法属冷塑性变形，易产生硬化。;2.2 焊接残余应力;2.2.2 焊接应力的类型;2.2.3 焊接应力对焊件使用性能的影响; ;2.2.4 降低焊接残余应力的措施; ;2.2.5 焊接残余应力的消除;3. 焊接缺陷及防止;3.1 焊接缺陷的类型与危害; ; ; ; ;3.2 焊接裂纹; ;3.2.1 热裂纹 ;3.2.1.2 影响因素 热裂纹的形成主要与两个因素有关： 一是冶金因素：主要决定于化学成分，杂质的分布情况，晶粒的大小及方向性以及变形速度等。 二是力学因素：主要决定于金属的膨胀系数，焊接接头刚性，焊缝位置以及焊接温度分布情况等。 ; ;3.2.2 冷裂纹; ; ; ; ;3.2.3 再热裂纹(主要是消除应力热处理裂纹); ; ; ; 热处理前后粗晶区塑性的变化主要与合金所处状态有关。在焊接时，该区被加热到1100℃以上，合金碳化物溶于奥氏体内并发生晶粒粗化。在焊后的快速冷却过程中，一般合金碳化物都来不及析出，对该区塑性无多大影响。但在随后的消除应力热处理中，受到550~℃700的加热并经过一定的保温，这时合金碳化物会弥散析出在位错线上，强化了晶内。与此同时，也有片状、条状碳化物析出于晶界，本来粗晶区的晶界上，低熔点杂质和某些微量元素相对含量就高，塑性较差，再加下硬脆碳化物的析集，故加重了晶界脆化。; 3.2.3.2 影响因素 影响再热裂纹的因素很多，主要有以下两个因素： 1、合金元素：钢中的合金元素对再热裂纹 的敏感性起决定性因素，尤其是Cr、Mo、 V、Nb、Ti等元素，故钢均属再热裂纹 敏感钢种。 2、焊接残余应力：再热裂纹往往发生在高的 焊接残余应力部位。; ; ;4. 压力容器焊接结构设计;4.1 压力容器焊接接头的分类; ;4.2压力容器焊接接头的特点与设计要求; ;为避免相邻焊接接头焊接残余应力的叠加和热影响区的重叠，压力容器上的A类或B类接头之间的距离至少应为壁厚的3倍，且不小于100mm。同时不应采用十字焊缝，且A、B类接头及其附近不得开设管孔。若因管子密集必须开在A、B类接头上时，则要求开孔部位焊缝作100%射线或超声波探伤，对超标缺陷妥善处理后再焊接接管。容器筒身和封头上的A、B类接头均应布置在不直接受局部弯曲应力作用的部位。若受压部件在载荷作用下发生