钢制压力容器的焊接.
钢制压力容器焊接工艺钟福健课件
• 钢制压力容器焊接工艺概述 • 钢制压力容器的焊接材料 • 钢制压力容器的焊接方法 • 钢制压力容器的焊接工艺评定 • 钢制压力容器的焊接质量控制 • 概述
定义与特点
定义
钢制压力容器焊接工艺是指将两 块或两块以上的钢材料通过加热 熔融状态，再经冷却凝固后形成 永久性连接的过程。
评定标准
根据相关标准和规范，如GB/T 150-2011《压力容器》等，对焊接接头进行性能评定。
焊接工艺评定的应用与实例分析
应用范围
适用于所有钢制压力容器的焊接工艺评 定，包括碳素钢、低合金钢、不锈钢等 材料的压力容器。
VS
实例分析
以某型号压力容器为例，介绍焊接工艺评 定在实际生产中的应用，包括焊接方法的 选择、焊接材料的选择、焊接工艺参数的 确定等。
焊接工艺参数的确定与控制
焊接工艺参数的确定
焊接工艺参数是影响焊接质量的关键因素，包括焊接电流、电压、焊接速度、焊丝伸出长度等。根据 选定的焊接方法和压力容器的要求，通过试验和工艺评定确定合适的焊接工艺参数。
焊接工艺参数的控制
为确保焊接质量的稳定性和一致性，需对焊接工艺参数进行严格的控制。采用自动化控制系统可以实 现焊接参数的实时监测和调整，确保焊接过程处于受控状态。同时，应定期对焊接设备进行校准和检 查，以确保其准确性。
焊接设备的选用与维护
焊接设备的选用
根据选定的焊接方法和压力容器的具体要求，选择合适的焊 接设备。焊接设备包括电源、焊机、焊接夹具、送丝机构等。 选择时需考虑设备的性能参数、稳定性和可靠性，以确保焊 接质量和生产效率。
焊接设备的维护
为确保焊接设备的正常运行和使用寿命，需定期进行维护和 保养。包括清理设备表面灰尘、检查电缆和接头是否松动或 损坏、定期更换易损件等。同时，应建立设备维护档案，记 录设备的维护和检修情况。
钢制压力容器焊接标准
+4 +4 +4 +4 +4 +6 +6
+7
△Di 其他型式封头
±2 -3
-3
-3
-3
-3
-4
-4
-5
最大最小内径值之差 e 3 5
7
10 14 18 25 25
30
表面局部凹凸量 b
23
4
4
4
4
4
4
4
+3
+4
直边高度允差△h2
-2
-2
+4 +6 +8 +12 +16 +20 +20 +20 +20
三、 加工成型
1 坡口表面要求： a) 坡口表面不得有裂纹、分层、夹杂等缺陷； b) 施焊前，应清除坡口及其母材两侧表面 20mm 范围内（以离坡口边缘的距离计算）
的氧化物、油污、熔渣及其他有害杂质。 2 封头：
a) 封头各种不相交的拼焊焊缝中心线间距离至少应为钢板名义厚度 δn 的 3 倍,且不小 于 l00mm。径向焊接接头之间最小距离也不得小于上述的规定，如图 1 所示。若采用平行 拼缝的旋压封头，为避免焊缝分布到封头的过渡区，造成封头成型后焊缝严重变形而无法进
图 8 壳体同一断面上最大内直径和最小内直径
图 9 矩形容器截面上最大边长和最小边长 e) 制造壳体时，相邻圆筒的纵向焊接接头的距离，或封头拼接焊接接头的端点与相邻 圆筒的纵向焊接接头的距离均应大于钢板名义厚度 δn 的 3 倍，且不小于 l00mm。筒节长度 应不小于 300mm。矩形容器壁板相邻拼接焊缝间距△应大于钢板名义厚度 δn 的 3 倍，且不 小于 l00mm（见图 10）；
钢制压力容器的焊接技术
压力容器的焊接技术随着工程焊接技术的迅速发展，现代压力容器也已发展成典型的全焊结构。
压力容器的焊接成为压力容器制造过程中最重要最关键的一个环节，焊接质量直接影响压力容器的质量。
第一节碳钢、低合金高强钢压力容器的焊接一、压力容器用碳钢的焊接碳钢根据含碳量的不同，分为低碳钢(C≤0.25％)、中碳钢(C= 0.25％~ 0.60％)、高碳钢(C≥0.60％)。
压力容器主要受压元件用碳钢，主要限于低碳钢。
在《容规》中规定：“用于焊接结构压力容器主要受压元件的碳素钢和低合金钢，其含碳量不应大于0.25％。
在特殊条件下，如选用含碳量超过0.25％的钢材，应限定碳当量不大于0.45％，由制造单位征得用户同意，并经制造单位压力容器技术总负责人批准，并按相关规定办理批准手续”。
常用的压力容器用碳钢牌号有Q235-B、Q235-C、10、20、20R 等。
（一）低碳钢焊接特点低碳钢含碳量低，锰、硅含量少，在通常情况下不会因焊接而引起严重组织硬化或出现淬火组织。
这种钢的塑性和冲击韧性优良，其焊接接头的塑性、韧性也极其良好。
焊接时一般不需预热和后热，不需采取特殊的工艺措施，即可获得质量满意的焊接接头，故低碳钢钢具有优良的焊接性能，是所有钢材中焊接性能最好的钢种。
（二）低碳钢焊接要点（1）埋弧焊时若焊接线能量过大，会使热影响区粗晶区的晶粒过于粗大，甚至会产生魏氏组织，从而使该区的冲击韧性和弯曲性能降低，导致冲击韧性和弯曲性能不合格。
故在使用埋弧焊焊接，尤其是焊接厚板时，应严格按经焊接工艺评定合格的焊接线能量施焊。
（2）在现场低温条件下焊接、焊接厚度或刚性较大的焊缝时，由于焊接接头冷却速度较快，冷裂纹的倾向增大。
为避免焊接裂纹，应采取焊前预热等措施。
二、压力容器用低合金高强钢及其焊接特点①热轧、正火钢屈服强度在294Mpa ~ 490MPa之间，其使用状态为热轧、正火或控轧状态，属于非热处理强化钢，这类钢应用最为广泛。
②低碳调质钢屈服强度在490Mpa ~ 980Mpa之间，在调质状态下使用，属于热处理强化钢。
钢制压力容器焊接工艺标准评定
钢制压力容器焊接工艺标准评定随着工业的不断发展，钢制压力容器在化工、石油、天然气、冶金、机械、能源等领域中得到广泛应用，并且在运行过程中承受着高温、高压等严重的物理和化学冲击。
因此，正确的焊接工艺对于钢制压力容器的安全运行至关重要。
本文将针对钢制压力容器焊接工艺标准的评定进行探讨。
首先，钢制压力容器的焊接工艺标准评定需要依据一定的标准。
目前国际上普遍应用的标准包括ASME、GB、API等，其中，ASME标准是最为广泛应用的标准之一。
根据ASME标准，对钢制压力容器进行焊接工艺评定需要考虑以下几个方面：1.焊接材料的选择：焊接材料应符合ASME标准规定的要求，包括化学成分、力学性能、热处理要求等。
2.焊接前的准备工作：在进行焊接前，需要对焊接接头进行清理、除油、除锈等处理，确保焊接区域干净无杂质。
3.焊接工艺的选择：根据材料的类型、厚度、焊接形式等要素，选择合适的焊接工艺，包括MIG、TIG、埋弧焊等。
4.焊接参数的控制：焊接前需要对电流、电压、焊接速度、气体保护等参数进行调整，以确保焊接质量符合要求。
5.焊接质量的评定：焊接完成后，需要对接头进行无损检测，以评定焊接质量是否符合相应标准要求。
同时，钢制压力容器的焊接工艺标准评定还需要考虑到一系列的安全因素。
例如，焊接工艺应避免出现裂纹、变形等缺陷，避免出现焊接残留应力等因素。
此外，还需要考虑焊接过程中的防护措施，以确保焊接作业人员的人身安全。
除了以上因素，钢制压力容器焊接工艺标准评定还需要考虑到国家、行业和企业的具体要求。
不同行业、不同企业对于钢制压力容器的要求也不尽相同，因此需要根据实际情况进行相应的评估和制定相应的标准。
在评定钢制压力容器焊接工艺标准时，还需要考虑到质量控制的问题。
质量控制不仅包括焊接过程的控制，还包括焊接后的品管检验等一系列的工作。
这就需要对相应的工艺流程进行质量管理，以确保焊接工艺标准的质量符合相应的标准。
总之，钢制压力容器作为重要设备，在焊接工艺标准评定方面，需要综合考虑材料、工艺、安全和质量控制等一系列的因素。
钢制压力容器焊接通用规程
HJ350-H08MnMoA
HJ431-H08MnMoA
低碳钢与耐热型低合金钢相焊
Fe-1-1与Fe-4、Fe-5A、Fe-5B-1相焊
E4315
J427
F4A0-H08A
HJ431-H08A
HJ350-H08A
HJ101-H08A
强度型低合金钢与耐热型低合金钢相焊
Fe-1-2与Fe-4
12Cr2Mo
12Cr2Mo1
12Cr2MoG
12Cr2Mo1R
E6015-B3
R407
1Cr5Mo
E5MoV-15
R507
06Cr19Ni10
F308-H08Cr21Ni10
SJ601-H08Cr21Ni10
HJ260-H08Cr21Ni10
H08Cr21Ni10
06Cr18Ni11Ti
F347-H08Cr20
J507RH
15MnNiDR
E5015-G
W607
Q370R
E5016-G
E5015-G
J556RH
J557
20MnMo
E5015
E5015-G
J507
J557
20MnMoD
E5016-G
E5015-G
E5516-G
J506RH
J507RH
J556RH
13MnNiMoR
18MnMoNbR
20MnMoNb
HJ260-H08Cr19Ni14Mo3
H08Cr19Ni14Mo3
022Cr19Ni10
E308L-16
A002
F308L-H03Cr21
Ni10
SJ601-H03Cr21Ni10
钢制压力容器焊接工艺规范
5.6角焊缝的根部应保证焊透。
5.7多道焊或多层焊时，应注意道间和层间清理，将焊缝表面熔渣、有害氧化物、油脂、锈迹等清除干净后再继续施焊。
5.8双面焊须清理焊根，显露出正面打底的焊缝金属。
5.9接弧处应保证焊透与熔合。
5.10施焊过程中应控制道间温度不超过规定的范围。当焊件规定预热时，应控制道间温度不低于预热温度。
5.11引弧板、引出板、产品焊接试板不应锤击拆除。
6、焊接返修
6.1对需要焊接返修的缺陷应分析产生原因，提出改进措施，按评定合格的焊接工艺编制焊接返修工艺文件。
6.2返修前需将缺陷清除干净，必要时可采用无损检测确认。
6.3待返修部位应制备坡口，坡口形状与尺寸要防止产生焊接缺陷且便于焊工操作。
6.4如需预热，预热温度应较原焊缝适当提高。
4.3.4熔入永久焊缝内的定位焊缝两端应便于接弧，否
则应予修整。
5、施焊
5.1焊接环境
5.1.1焊接环境出现下列任一情况时，应采取有效防护措施，否则禁止施焊：
a)风速：气体保护焊大于2m/s，其他焊接方法大于10m/s；
b)相对湿度大于90%；
c)雨雪环境；
d)焊件温度低于-20℃。
5.1.2当焊接温度为-20℃～0℃时，应在始焊处100mm范围内预热到15℃以上。
4.2焊接设备、加热设备及辅助设备应确保工作状态正常，安全可靠，仪表应定期校准或检定。
4.3组对定位
4.3.1组对定位后，坡口间隙、错边量、棱角度等应符合图样规定或施工要求。
4.3.2避免强力组装，定位焊缝长度及间距应符合焊接工艺文件的要求。
4.3.3定位焊缝不得有裂纹，否则应清除重焊。如存在气孔、夹渣时应去除。
6.5返修焊缝性能和质量要求应与原焊缝相同。
钢制压力容器焊接工艺评定
钢制压力容器焊接工艺评定钢制压力容器是在工业生产过程中经常使用的一种设备。
作为容器，它需要经受压力的力量，并且还要保证内部介质不泄漏。
为了满足这些要求，焊接工艺一定要得到严格的控制和评定。
本文将介绍钢制压力容器焊接工艺评定的基本概念和流程。
什么是焊接工艺评定？焊接工艺评定是指通过对焊接工艺进行试验和评定，来判定焊接工艺的可靠性、适用性以及质量等指标。
焊接工艺评定是为了满足相关标准和规范的要求，确保焊接件符合设计要求和使用要求。
钢制压力容器焊接工艺评定的流程1. 概述在进行钢制压力容器焊接工艺评定之前，需要做好相关准备工作，包括准备焊接样品、确定评定标准等。
接下来，将一步一步介绍钢制压力容器焊接工艺评定的流程：2. 准备焊接样品在评定焊接工艺之前需要准备好焊接试样。
样品应该具有一定的代表性，通常的选择原则是选取最薄、最厚、直线焊和角焊。
样品应该具有与实际构件相同的质量、和焊接件类似的形状和尺寸、工艺类似于实际焊接过程等特点。
3. 焊接试验焊接试验是评定焊接工艺的关键环节，主要包括以下步骤：a. 固定角焊的试验在角焊焊接工艺评定中，一般使用三角板试样评定。
试样宽为300mm至500mm，板厚为确定步骤后的板厚，焊缝的长度应不小于200mm。
在进行试验之前，需要先在试样边缘处去除焊缝起始段，以此来保证试样的形状和焊缝的质量。
排除异常情况后进行剩下板件焊接，记录焊接参数和质量。
b. 固定直线焊试验在直线焊试验中，使用的是单面焊穿法焊接，首先将试样焊口排列好，再将试验端部或全长焊接，记录焊接参数并检查焊接质量。
4. 评定结果根据焊接试验的结果，对焊接工艺进行评定。
评定结果应该根据相关标准和规范作出判断，同时还需要参考实际应用情况，以确定最终的焊接工艺和焊接质量。
钢制压力容器焊接工艺评定是保证钢制压力容器的质量的重要环节。
只有在严格的评定标准和规范的指导下，才能确保焊接工艺的可靠性和适用性，最终保证焊接件的质量。
钢制压力容器焊接与热处（三篇）
钢制压力容器焊接与热处钢制压力容器制造中，焊接技术是极为关键的一项技术，文章综合理论与实际两大方面，对钢制压力容器（尤其是不锈钢复合钢板制压力容器）设计中的焊接工艺及热处理工艺展开了详细论述，强调了焊接质量的重要性，对钢制压力容器的设计与制造，都有一定的指导意义。
焊接，是涉及、生产及安装压力容器中非常重要的一项技术，设计时焊接接头的正确选用及制造中焊接质量的优劣，都会对压力容器的工作及使用寿命产生决定性影响，甚至还可能会危及人类的生命、财产安全。
从这点来看，压力容器的焊接质量，既是个安全性问题，同时也是个经济性问题。
1.不锈复合钢板焊接工艺通过翻阅与焊接相关的资料，以及开展焊接性试验，根据NB/T47015-xx《压力容器焊接规程》，SH/T3527-xx《石油化工不锈复合钢板焊接规程》，GB/T13148-xx《不锈钢复合钢板焊接技术要求》等标准来对焊接工艺进行评定，接焊缝焊后RT探伤、晶间腐蚀试验及力学性能试验等项目都应严格符合标准及需求。
焊接工艺最终的评定结果将被作为制定产品施焊工艺的重要依据。
1.1.焊接方法不锈复合钢板已有多种较为成熟的焊接方法，大体可分为焊条电弧焊、钨极氩弧焊、埋弧焊等。
有些换热器的管箱与浮头盖都是复合材料，没有很大的焊接空间，直焊缝不长，可进行双面焊，对于这类换热器产品，采用焊条电弧焊方法更为合适，这样不仅能提升焊接质量，同时还可压缩成本，其操作较为灵活，几乎不受工件形状与焊接位置的影响。
1.2.焊接材料的选择焊材的选择，应根据基层等强度和复层保证耐蚀性等原则进行。
1.3.焊接设备与环境通常可选择直流焊机，基层、复层及过渡层这3种焊缝均可选择焊条电弧焊。
所采用的钢丝刷、扁铲等工具都，都应是不锈钢材料。
焊接应在0℃以上的环境下进行，同时现场还应采取必要的防风措施。
1.4.焊接坡口与接头组对1.4.1.坡口选用坡口形式时，应充分考虑焊接渡层的特点，焊接顺序应依次为焊基层、渡层到复层，，要尽可能不对复层进行焊接或进行少量焊接，同时还应避免复层焊缝被多次受热，从而逐步增强复层焊缝的耐腐蚀性能，该坡口形式还能有效降低设备内部的铲磨工作量。
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接头的基本形式
5.1 焊 接 接 头
接头的基本形式
两条正面焊缝之间的距离要大于板厚的4倍 侧面焊缝的长度不大于焊脚高度的50倍
5.1 焊 接 接 头
坡口的基本形式
坡口的基本形式和尺寸已经有国家标准： GB985和GB986。 表5-1列出坡口的六个主要尺寸符号。 表5-2列出坡口加工时主要尺寸的允许偏差值。 各种坡口在图纸上是以各种符号表示的，基本 符号（表5-4）表示的是焊缝截面形状的符号 （坡口、焊接之前）； 辅助符号（表5-5）表示的是焊缝表面形状的符 号，焊接以后的表面形状；
钢制压力容器的焊接
压力容器是典型的焊接结构，主要的 制造方法就是焊接，焊接质量直接关 系到设备的质量。
5.1 焊 接 接 头
分类
压力容器的焊接接头分成四类，目的是在设计、 制造、维修、管理时可以分别对待，从而保证质量。
A
圆筒部分的纵向接头（多层包扎容器层板层纵向接头除外），球形 封头与圆筒连接的环向接头，各类凸形封头中的所有拼焊接头以及嵌 入式接管与壳体对接连接的接头，均属A类焊接接头。 壳体部分的环向焊缝接头，锥形封头小端与接管连接的接头，长颈 法兰与接管连接的接头，均属B类焊接接头，但已规定为A、C、D类 的焊接接头除外。
5.2常用焊接方法及其焊接工艺
①手工电弧焊
特点: 设备简单，工艺灵活，对工作场地无特殊要求可以全方位施 焊。因为焊条、药皮品种齐全，所以对钢材的适应性强（几乎所有 的钢种C钢、低合、不锈、耐热）。其缺点是焊接速度慢。
②埋弧自动焊
压力容器等焊接结构的重要焊接方法之一，它的焊缝质量优良，因 为埋弧焊的电弧是在焊剂下的一个封闭空间燃烧，并且焊缝在焊剂 的保护下冷却，可以充分地进行冶金反应，不用换焊条、熔深大。 它的自动化程度比较高，生产效率高、质量好，比较适合于大规模 的现代化生产。但它只能俯焊。
SMAW焊接
用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法 。
5.3常见焊接缺陷的成因 及其防止方法
(1)焊缝表面缺陷
成因：金属补充不及时
①
危害：强度减弱、应力集中 防止：电流适中，运条得当
咬 边
(1)焊缝表面缺陷
成因：金属因自重下坠
危害：应力集中 防止：电流适中，运条快，钝边、间隙规范
②
焊 瘤
(1)焊缝表面缺陷
在对焊接工艺参数要求较高设备焊接上。
焊机有半自动焊机和全自动焊机。两者的不同之处就是前 者的焊接速度需操作者（焊工）控制，后者焊丝、焊剂进
给、启动停止、焊接速度调节全部自动完成。
③气体保护电弧焊
国内最常用的气体保护电弧焊是钨极氩弧焊（简 称氩弧焊）和氩气、二氧化碳气体保护焊。
钨极氩弧焊电极是钨、钍钨合金、铈钨合金，保护气 体通常有氩气、氦气、氩氦混合气和氩氢混合气。 钨的熔点是3410℃沸点是5900℃所以很适合作为不 熔化电极，也因此钨极可以采用较大的电流，电弧 仍然稳定集中，效率高。
③气体保护焊
包括熔化极和非熔化极；保护性气体主要有惰性气体和二氧化碳。
①手工电弧焊
1 焊接电源 2 地线 3 工件 4 焊接电弧 5 焊条 6 焊钳 7 电缆 手工电弧焊的系统简图
①手工电弧焊
①手工电弧焊
焊接规范及其选择
焊接规范主要包括：焊接电流、焊接电弧电压、焊接速度、 焊接线能量、焊条直径、焊接预热温度和冷却时间。
5.1 焊 接 接 头
接头的基本形式
对接接头、T形（十字形）接头、角接头和搭接接头
5.1 焊 接 接 头
接头的基本形式
T形接头（十字形接头、丁字形接头）
5.1 焊 接 ）
5.1 焊 接 接 头
角接头
接头的基本形式
5.1 焊 接 接 头
搭接接头
B
C 平盖、管板与圆筒非对接连接的接头，法兰与壳体、接管连接的接头， 内封头与圆筒的搭接接头以及多层包扎容器层板层纵向接头，均属C 类焊接接头。 D 接管、人孔、凸缘、补强圈等与壳体连接的接头，均属D类焊接接头， 但已规定为A、B类的焊接接头除外。
C
A
C
D
B A A A B
D
B B A A
B
D
A A
A
B A
C
A
5.1 焊 接 接 头
分类
A类焊缝是容器中受力最大的接头，因此一般要求采用双 面焊或保证全焊透的单面焊缝； B类焊缝的工作应力一般为A类的一半。除了可采用双面 焊的对接焊缝以外，也可采用带衬垫的单面焊； 在中低容器中，C类接头的受力较小，通常采用角焊缝联 接。对于高压容器，盛有剧毒介质的容器和低温容器应采 用全焊透的接头。 D类焊缝是接管与容器的交叉焊缝。受力条件较差，且存 在较高的应力集中。在厚壁容器中这种焊缝的拘束度相当 大，残余应力亦较大，易产生裂纹等缺陷。因此在这种容 器中D类焊缝应采取全焊透的焊接接头。对于低压容器可 采用局部焊透的单面或双面角焊。
③气体保护电弧焊
与氩弧焊相比CO2气体保护焊成本低许多。但 它只用于低碳钢、低合金钢等金属材料的一般 结构焊接，重要焊接结构很少采用。
因为CO2属于弱氧化气体，能烧损有益元素； 另外飞溅严重，电弧不稳。 烟雾较多，弧光 强，成型不光滑。
常用焊接方法缩写
MAG焊接
熔化极氧化性混合气体保护电弧焊，例如：混合气体 75--95% Ar + 25--5 % CO2 ，标准配比：80%Ar + 20%CO2 。 MIG焊接 熔化极惰性气体保护电弧焊。 TIG焊接 用纯钨或活化钨（钍钨、铈钨、锆钨、镧钨）作为不 熔化电极的惰性气体保护电弧焊。
选择焊条的直径 焊接电弧电压
确定焊接电流 焊接速度
焊接线能量指得是单位长度焊缝所得到的电弧热能 量，与电流、电弧电压和焊接速度有关： 36UI
q
v
②埋弧自动焊
是一种利用在焊剂层下光焊丝和焊件之间燃烧的电弧产生的 热量来熔化焊丝、焊剂和母材金属而形成焊缝的方法。
设备：埋弧焊电源和埋弧焊焊机 电源也有直流和交流之分：直流电源电弧稳定，多用
成因：金属因自重下坠
危害：应力集中 防止：控制熔池温度，钝边、间隙规范
③
内 凹
(1)焊缝表面缺陷
成因：焊接参数选择不当 坡口清理不干净，电弧热损失在氧化皮 上，使母材未熔化。
危害：未熔合，未焊透；
④
溢 流
(1)焊缝表面缺陷