【正文】 力；檢查焊接接頭抗脆性斷裂的能力；檢查焊接接頭的使用性能?？珊感栽囼灧椒ǎ喊雌湓囼炇侄慰煞譃橹苯臃ê烷g接法兩類按試驗內容可分為抗裂性試驗、接頭性能試驗和工藝適應性試驗。檢查焊縫及熱影響區(qū)金屬抵抗產生冷裂紋的能力。焊前工件必須預熱到較高溫度，焊接時要采取減少焊接應力和防止開裂的工藝措施，焊后要進行適當?shù)臒崽幚?，才能保證焊接接頭質量。在一般的焊接工藝條件下，焊件不會產生裂縫，但對厚大工件或低溫下焊接時應考慮預熱。用CE表示，并以此來判別可焊性的好壞 。利用經(jīng)驗公式估算產生熱裂紋、冷裂紋、再熱裂紋等傾向的大小。鋼的化學成分不同，可焊性也不同，一般分為四個等級 良好、一般、差和不好。可焊性是相對比較的概念：把材料在焊接時形成裂縫的傾向及焊接接頭性能變壞的傾向作為評定材料可焊性的主要指標。熔池中的金屬與熔渣和氣相間發(fā)生物理、化學反應，以及合金元素的蒸發(fā)、氧化、還原等，可能造成焊縫金屬的成分、金相組織或性能的改變O、N、H、S、P等雜質的溶入和析出，可能形成氣孔或影響焊縫金屬的性能，熔池金屬結晶時，成分偏析及結晶方向等原因可能導致熱裂紋。金屬材料可焊性涉及的內容：首先決定于金屬本身的性質，另一方面也決定于焊接方法、焊接工藝參數(shù)、焊接材料、接頭形式、結構復雜程度、焊件使用條件和接頭受力情況等。內涵：1 結合性能 ：金屬焊接時對缺陷的敏感性?？偨Y：(1)焊縫外觀經(jīng)CCS中國船級社、ABS美國船級社、DNN挪威船級社驗船師檢驗，結果符合船規(guī)技術要求。收弧時，先在熔池上方做一熔孔，然后慢慢將熔池鐵水向后帶出10～15 mm，在坡口側?；?，以減慢熔池凝固速度，防止熔池產生冷縮孔，并使接頭處形成斜坡狀，以利于下次接頭，此時注意不可在焊縫熔池中心處回焊收弧，以防止產生冷縮孔，更不能在熔池上直接收弧，否則有可能在背面焊縫熔池表面產生冷縮孔，成為難以修復的缺陷，當弧坑還在紅熱狀態(tài)時，在熔池下方10～15 mm處斜坡上引弧，并焊至收弧處，此時弧坑溫度逐步升高，應將焊條沿著預先做好的熔孔向坡口根部頂一下，聽到“撲撲”聲后稍微停頓，做橫向擺動，然后恢復正常焊接，這個階段關鍵要點是焊條運送要到位，更換焊條要快，觀察熔孔要準，手勢要穩(wěn)，接頭盡可能采用熱接以保證焊縫反面成形光滑、美觀。I. 打底焊打底焊操作主要難點是管子斜仰焊位置，由于管子承受熱量不均勻，熔滴難于向背面焊縫過渡，且受重力作用，使熔滴下淌，欲使熔滴能夠克服重力和坡口上兩端受熱不均勻帶來的不利影響，使熔滴順利向熔池過渡，形成正反面飽滿的焊縫，保證電弧在根部焊接時處在合適位置是實現(xiàn)單面焊雙面成形的關鍵。使用前焊條應進行350℃烘干，保溫1．5 h，隨用隨取，施焊前對坡口內外兩側各20 mm范圍內進行除銹，使其露出金屬光澤。固定焊，其管子的軸線與水平面成45176。另外,焊接前三道焊縫或者焊縫金屬未達10mm時，都應在管內用氬氣進行背部保護,以防止根部焊縫金屬性能惡化。(8)引弧須在坡口內進行，不允許擦傷母材。(6)由于雙相不銹鋼的熱膨脹系數(shù)大，定位焊縫長度要增加至100mm。(2)焊道兩側最好敷防飛濺劑，焊件表面最好覆蓋保護膜。具體考試辦法與其他鋼材類似，本文不再論述。II 焊工資質考試依據(jù)認可的合格工藝。測量耐點蝕性能。耐腐蝕性能試驗用來驗證材料的耐腐蝕性能：在焊縫金屬取兩個試樣，尺寸為50mm25mmlOmm(當t1O時取板厚)。其程序是：焊接斷面經(jīng)過切割后取樣，取樣位置為焊縫頂部(即最后一道蓋面焊縫，距表面約lmm)焊縫中心、焊縫根部(距管件內表面約lmm)、焊縫根部兩側的熱影響區(qū)、焊縫兩側母材；接著對樣品進行粗磨、細磨、拋光后，再進行浸蝕處理；最后在500倍顯微鏡下觀察其晶粒情況。評定力學性能后，對焊縫金屬進行化學成分分析，確定焊縫金屬化學成分含量是否滿足材料標準要求。設計焊接工藝之前，要了解平臺有哪些規(guī)格的管線，然后參考ASME IX QW一250條要求的工藝重要變素，確定采用哪些焊接方法，盡量采用有利于現(xiàn)場施工并且覆蓋范圍廣的焊接工藝。特別是它們對抗氯化物的侵蝕有很好的效果，最適合在富含氯離子的介質中，以及某些酸介質中使用，比如，在海洋采油平臺中，應用于化學藥劑注入系統(tǒng)。冷卻速度不能過快。根據(jù)經(jīng)驗，我們將最大線能量控制在21600J/cm。最后確定采用效率高、焊后殘余應力小的藥芯焊絲。氫除了來源于焊接材料的水份，焊件坡口處的鐵銹、油污以及環(huán)境濕度等因素以外，主要是焊接材料的含氫量。 當焊接件的厚度之和Tb≥70mm時，如果Pcm, CE, 預熱溫度要求最小100℃，最高可達175℃。這是QT狀態(tài)供貨的這種高強度鋼的普遍存在的問題，對焊后不再進行調質處理的低碳鋼來說尤為重要。綜上所述，超高強度鋼焊接時，產生冷裂紋的機理在于鋼種淬硬之后，受氫的誘發(fā)和促進使之脆化，在拘束應力的作用下形成了裂紋。焊縫中氫的濃度達到一定值后，在應力的作用下就會產生裂紋。在應力和熱力不平衡的條件下，空位和位錯都會發(fā)生移動和聚集，當它們的濃度達到一定的臨界值后，就會形成裂紋源。在焊接工藝認可試驗前的模擬試驗中，通過鋼的供貨狀態(tài)（調質狀態(tài)）,分析出下列焊接時易出現(xiàn)的問題：（1）根據(jù)化學成分計算得到鋼的碳當量：（CE=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15 ）。2 完工檢驗(1)外觀檢驗 焊接完成48小時后，在清除表面焊渣不涂防銹漆的狀態(tài)下，外觀經(jīng)專檢合格后報驗船師和船東檢驗。(5)在多層多道焊時，下一道焊縫焊接之前要對前一道焊縫進行敲渣和適量的打磨．并進行100％ 目檢，在確保沒有任何缺陷后才能進行下一道焊縫的焊接工作，否則要及時消除缺陷才能繼續(xù)焊接。(2)每個焊工在施焊前要帶好錘子、鋼絲刷或風鏟等必備工具，而且要檢查電源線的連接是否牢固，檢查施工區(qū)域的環(huán)境衛(wèi)生及風力和風向，并采取一定的預防措施，這是保證質量的前提條件。焊后工藝處理的目的是提高焊縫金屬和焊接接頭的韌性和疲勞強度。對特殊構件(關鍵構件)的角焊縫施焊時，焊工應仔細地焊成凹面形，并要求修整加工。坡口的形式有U塑和X型。4 常用的焊接方法(1) 手工電弧焊(2）埋弧自動焊(3) 藥芯焊絲電弧焊5 施焊工藝平臺焊接工作在具有防風、防雨雪的遮蔽條件下進行，特別是在露天進行氣體保護焊時，一定要有防風措施。降低焊縫擴散氫含量。2 焊工與無損檢測人員認可參加管接點焊縫焊接韻工人。是對初步焊接工藝規(guī)程的修正。如J42J423等；主要構件選用相應級別的低氫型堿性焊條。Z向鋼的焊接選用低氫型和超低氫型焊接材料。選擇焊接材料。III海洋平臺結構焊接材料的選擇根據(jù)平臺構件的用鋼等級和平臺設計要求。在焊接材料的選取上。降低焊縫熱影響區(qū)硬度的主要措施是選擇較高的焊接熱輸入量，采用回火焊道和選用碳當量較低的材料。、全熔透、多層多道手工焊接。I海洋平臺結構焊接的特點，多采用低氫型和超低氫型堿性焊條。(5)全焊透：一般全焊透在海工項目中用于厚板、強度等級高的板材，當然此結構部分屬于受力較大部分，一般全焊透焊縫容易引起缺陷，UT合格率下降。一條焊縫是否焊接完成主要看包角包的是否合格和完美。一個平臺上有數(shù)百甚至上千個管節(jié)點，實踐證明，只要少數(shù)幾個管節(jié)點發(fā)生疲勞破壞，就可能導致平臺的整體事故，產生嚴重后果。而材料焊接工藝又是其中的重要組成部分，本文主要說明的是材料焊接在海洋工程技術領域的應用及工藝分析。盡管我國海工技術的發(fā)展起步比較晚，但隨著我國改革開放和經(jīng)濟建設的不斷發(fā)展，海工技術在中國得到了迅速的發(fā)展。 process analysis. 目 錄一．引言 4 4 5I海洋平臺結構焊接的特點 5II對焊縫金屬和焊接接頭的性能要求 5III海洋平臺結構焊接材料的選擇 6IV海洋平臺結構焊接前的準備工作 6V導管架管節(jié)點圓管和相貫線的節(jié)點焊接 8VI焊后工藝處理 8VII焊接檢驗 8四．超高強度鋼焊接工藝 9五．海洋平臺雙相不銹鋼管線的焊接 12I 焊接工藝評定 12II 現(xiàn)場焊接 14六．海上平臺管節(jié)點6GR位置焊接工藝方法 14七．金屬材料的焊接 17I 金屬材料的焊接性 17II 可焊性試驗 20八．焊接應力與焊接變形 21焊接應力與變形產生的原因 21I焊接變形的控制措施 22II 焊接應力的控制措施 24九．低合金高強鋼的焊接工藝 25一、高強鋼的焊接性分析 25二、高強鋼焊接影響因素的控制 26三 工藝參數(shù)的選擇 27一．引言海洋平臺由于長期在惡劣的海洋環(huán)境里作業(yè)，結構在2025年的使用期限內將受到約10*8次的周期性載荷，而且平臺管節(jié)點有很高的應力集中。(2)包角：包角是所有焊接過程中最不應該忽視的問題。(4)焊縫形式：盡量采用減小收縮、減少引力集中的形式，可以適當?shù)淖冎本€焊縫為弧線焊縫等辦法。有一個總體原則就是：盡量保持有自由端收縮、從中間向兩邊以及普通焊接中的一些方位順序。，以消除焊接殘余應力。限制熱影響區(qū)最高硬度，不僅是為了防止焊接冷裂紋的發(fā)生，也是為了防止氫致應力腐蝕開裂。為了避免焊縫金屬的腐蝕。采用碳當量較低的鋼材。不致發(fā)生脆斷和疲勞。選用塑性韌性好的低氫堿性焊條和韌性高的焊絲和堿性焊劑。次要構件選用普通結構鋼焊條。IV海洋平臺結構焊接前的準備工作1 焊接工藝認可焊接工藝規(guī)程是根據(jù)焊接工藝合格記錄制定的規(guī)程。包括焊接電漉、電弧、電壓、焊接速度和熱量輸入范圍；(8)焊前預熱和層間溫度；(9)焊后熱處理參數(shù)。3 焊前工藝準備(1)焊件和裝配；(2)焊縫坡口；(3)焊前預熱：為緩和焊接應力。預熱溫度通常在100~C—l5O℃ 之間。海上設施結構的對接縫一般應全焊透，對厚度超過6mm的對接全焊透焊縫，為保證全都厚度充分焊透，需將焊件連接邊緣加工成坡口形狀，并采用多層、多道單面或雙面焊。為減少應力集中，要求角焊縫表面成為凹面形，并平滑地向母材表面過渡。VI焊后工藝處理焊后工藝處理主要是指焊縫修整、缺陷修補和焊后熱處理。任何焊工不得隨意將不是從烘箱中領取的焊條放入保溫筒內，焊工在一天的工作結束后必須及時將保溫筒內剩余的焊條放進烘箱內。之間，每條焊縫要盡量一次性連接不斷地焊完，不能因為外界因素影響而間歇進行操作，這樣才能保證層間溫度。碳刨后不能馬上進行打磨，必須100％ 目檢發(fā)現(xiàn)無缺陷后才能進行打磨工作，否則要進行消除缺陷的處理。四．超高強度鋼焊接工藝樁腿及樁靴所用的材料中很多為屈服強度是500兆帕級的超高強鋼，而齒條等部位為E500，不僅屈服強度高，而且要確保40℃的低溫沖擊性能，這給焊接帶來很大的難題，也使得焊接工藝的認可試驗難上加難。另一方面，鋼淬硬會形成更多的晶格缺陷，主要是空位和位錯。尤其是殘余擴散氫的影響，即在較低溫度下（Ms點以下）才具有致裂作用的氫的影響。焊接接頭所承受的拘束應力還包括不均勻加熱及冷卻過程中所產生的熱應力和金屬相變時產生的組織應力。同時，這種鋼對線能量是非常敏感的，也就是說，線能量也是使沖擊韌性下降的一個重要因素。根據(jù)DNV的規(guī)范要求，預熱溫度的確定不僅要考慮碳當量CE值，還要考慮裂紋敏感系數(shù) Pcm值（Pcm=C+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B）及焊件的厚度之和Tb。通過分析及討論厚度的覆蓋情況，我們選用厚度為40mm的，級別為E500的鋼板作試件，這樣一來，不僅給施焊帶來了方便，冷裂紋也比較好控制。若用焊條修補缺陷時，必須使用含氫量為H5的超低氫焊條，且熱輸入大，效率低。為了確保立焊位置沖擊值在34J以上，其他位置在47J以上，我們選用小線能量的方法，也就是多層小焊道焊縫，這樣不僅可以使焊接熱影響區(qū)和焊縫金屬有較好的韌性，而且還可以減小焊接變形。這類鋼的合金化原理就是在低碳的基礎上通過加入多種提高淬透性的合金元素來保證獲得強度高、韌性好的低碳馬氏體和部分下貝氏體的混合組織。五．海洋平臺雙相不銹鋼管線的焊接雙相不銹鋼管以其優(yōu)良的耐腐蝕、高強度和易于加工制造等優(yōu)異性能在海洋平臺應用比較普遍。I 焊接工藝評定海洋平臺管線焊接工藝一般采用ASME IX標準。按照ASNE IX QW一190標準，經(jīng)過外觀檢驗和無損探傷合格后，對試件焊接接頭進行力學性能試驗，比如拉伸(參考ASME Ⅸ QW一150)、冷彎(參考ASME Ⅸ QW一160)試驗、沖擊(參考ASME IXQW一170)等，對照材料