【正文】 內時,阻礙晶粒內部的局部調整,又會阻礙晶粒的整體變形,這樣,由于應力松弛而帶來的塑性變形就主要由晶界金屬來承擔,于是,晶界應力集中,就會產生裂紋,即所謂的模形開裂。 。,控制冷卻速度。 冷裂紋. (1),且產生于焊后一段時間以后,故又稱延遲裂紋。,也有發(fā)生在焊縫區(qū)的。,穿晶開裂或兩者混合出現。 (2)(馬氏體)減小了金屬的塑性儲備。 含氫量和拉應力是冷裂紋(這里指氫致裂紋)產生的兩個重要因素。一般來說,金屬內部原子的排列并非完全有序的,而是有許多微觀缺陷。在拉應力的作用下,氫向高應力區(qū)(缺陷部位)擴散聚集。當氫聚集到一定濃度時,就會破壞金屬中原子的結合鍵,金屬內就出現一些微觀裂紋。應力不斷作用,氫不斷地聚集,微觀裂紋不斷地擴展,直致發(fā)展為宏觀裂紋,最后斷裂。決定冷裂紋的產生與否,有一個臨界的含氫量和一個臨界的應力值o當接頭內氫的濃度小于臨界含氫量,或所受應力小于臨界應力時,將不會產生冷裂紋(即延遲時間無限長)。在所有的裂紋中,冷裂紋的危害性最大。 (3),嚴格烘干,在100~150℃下保存,隨取隨用。,采用后熱措施,并保證層間溫度不小于預熱溫度,選擇合理的焊接規(guī)范,。 未焊透 未焊透指母材金屬未熔化,焊縫金屬沒有進人,接頭根部的現象。 A、產生未焊透的原因(1)焊接電流小,熔深淺。(2)坡口和間隙尺寸不合理,鈍邊太大。(3)磁偏吹影響。(4)焊條偏芯度太大(5)層間及焊根清理不良。 B、.未焊透的危害未焊透的危害之一是減少了焊縫的有效截面積,使接頭強度下降。其次,未焊透焊透引起的應力集中所造成的危害,比強度下降的危害大得多。未焊透嚴重降低焊縫的疲勞強度。未焊透可能成為裂紋源,是造成焊縫破壞的重要原因。未焊透引起的應力集中所造成的危害,比強度下降的危害大得多。未焊透嚴重降低焊縫的疲勞強度。未焊透可能成為裂紋源,是造成焊縫破壞的重要原因。 C、未焊透的防止使用較大電流來焊接是防止未焊透的基本方法。另外,焊角焊縫時,用交流代替直流以防止磁偏吹,合理設計坡口并加強清理,用短弧焊等措施也可有效防止未焊透的產生。 未熔合未熔合是指焊縫金屬與母材金屬,或焊縫金屬之間未熔化結合在一起的缺陷。按其所在部位,未熔合可分為坡口未熔合,層間未熔合根部未熔合三種。 A、產生未熔合缺陷的原因(1)焊接電流過小。(2)焊接速度過快。(3)焊條角度不對。(4)產生了弧偏吹現象。旺,(5)焊接處于下坡焊位置,母材未熔化時已被鐵水復蓋。(6)母材表面有污物或氧化物影響熔敷金屬與母材間的熔化結合等。 B、未熔合的危害 未熔合是一種面積型缺陷,坡口未熔合和根部未熔合對承載截面積的減小都非常明顯,應力集中也比較嚴重,其危害性僅次于裂紋。 C、.未熔合的防止采用較大的焊接電流,正確地進行施焊操作,注意坡口部位的清潔。 其他缺陷 (1)焊縫化學成分或組織成分不符合要求:焊材與母材匹配不當,或焊接過程中元素燒損等原因,容易使焊縫金屬的化學成份發(fā)生變化,或造成焊縫組織不符合要求。這可能帶來焊縫的力學性能的下降,還會影響接頭的耐蝕性能。 (2)過熱和過燒:若焊接規(guī)范使用不當,熱影響區(qū)長時間在高溫下停留,會使晶粒變得粗大,即出現過熱組織。若溫度進一步升高,停留時間加長,可能使晶界發(fā)生氧化或局部熔化,出現過燒組織。過熱可通過熱處理來消除,而過燒是不可逆轉的缺陷。 (3)白點:在焊縫金屬的拉斷面上出現的象魚目狀的白色斑,即為自點F白點是由于氫聚集而造成的,危害極大4. 焊接工藝評定 焊接工藝評定的意義、目的在焊接結構制造工藝擬訂好，焊縫施焊前要進行焊接工藝評定，這是從焊接工藝角度保證產品質量的重要措施，使制造出來的接頭滿足所要求的性能。焊接工藝評定的目的在于驗證焊接工藝（指導書）的正確性，焊接工藝正確與否的標志在于焊接接頭的使用性能是否符合要求。若使用性能符合要求，則證明所擬訂的焊接工藝是正確的，當用于產品時，則產品焊接接頭的使用性能同樣可以滿足要求。壓力容器焊接工藝所包括的內容相當廣泛，并且任何一種主要焊接參數,如焊接電流、焊接電壓、焊接速度、預熱溫度、層間溫度、焊接材料的牌號或成分、焊后熱處理溫度和保溫時間、焊件厚度個焊接位置的改變,都會對接頭的性能產生較大的影響,因此對于所編制的并將用于生產的每項焊接工藝應作相應的評定。焊接工藝評定的主要內容是按準備采用的焊接工藝，在接近實際生產的條件下焊制模擬產品接頭的試板，并從焊成的試板中按產品的技術條件截取拉力、彎曲和沖擊韌性試樣。并將焊接條件變化是否影響焊接接頭力學性能作為是否需要重新評定焊接工藝的判斷準則，評定標準和規(guī)則也是根據這一判斷職責指定的。如果所有試樣的檢驗結果全部符合技術要求，則證明所編制的焊接是可性的，可根據工藝評定報告擬訂正式的焊接工藝細則卡。如果檢驗的項目中某一項或幾項不合格，則說明該工藝不能用于生產，需要重新編制再作焊接工藝試驗，直至全部項目合格。 焊接工藝評定的一般過程 由具有一定專業(yè)知識和有相當實踐經驗的焊接工藝人員，根據鋼材的焊接性能實驗，結合產品特點、制造工藝條件來擬訂焊接工藝指導書。 由技術熟練的焊工根據焊接工藝指導書的內容及有關參數規(guī)定對樣板進行施焊。 按照焊接工藝指導書和標準規(guī)定對樣板進行施焊后，檢驗及測定試樣性能，填寫焊接工藝評定報告。如果評定不合格，應修改焊接工藝指導書繼續(xù)評定，直到評定合格。 15MnNbR鋼鋼制壓力容器環(huán)縫的焊接工藝評定本課題主要研究的是15MnNbR鋼的焊接工藝評定，鋼板的厚度為：δ=。 鋼號板厚/mm狀態(tài)拉伸性能彎曲180176。沖擊性能σs/MPaσb/MPaδs/%溫度沖擊功Akv/J15MnNbR40正火≥350520～640≥20d=3a20≥34橫向 15MnNbR鋼的化學成分CSiMnPSNb≤～～≤≤～：①焊接方法為：手工電弧焊和埋弧自動焊。②焊接材料為：焊條為J556RH (φ4mm),焊絲 H08MnA (φ4和5mm),焊劑HJ404。③焊接位置為：平焊，從左向右施焊。④焊接接頭見焊接工藝卡。⑤： 焊接參數的選擇焊道名稱焊接方法焊接材料焊材規(guī)格/mm焊接電流/A電弧電壓/V預熱及層間溫度/℃熱處理規(guī)范打底層焊條電弧焊J556RH160～18021～22100～150600～650℃/填充層埋弧焊H08MnA650～72036～40100～150600～650℃/蓋面層埋弧焊H08MnA650～72036～40150～200640～680℃/3h ⑥焊前除銹、脫脂。焊條焊劑焊前烘干。為驗證焊接工藝的可行性，可按照JB4708—2000《鋼制壓力容器焊接工藝評定》的規(guī)定，對焊縫的焊接工藝進行評定。 根據焊接性試驗方法按GB/—1984《焊接性試驗 斜Y形坡口焊接裂紋試驗方法》的規(guī)定進行，試板尺寸：5mm*10mm*55mm(按標準規(guī)定進行坡口加工)試板加工外側為65176。，內側為55176。的帶鈍邊的雙面V形坡口化學成分與母材相同，在焊縫兩端設有引弧板與引出板。根據產品的實際需要分別進行了埋弧焊、焊條電弧焊的工藝評定，焊前對試板進行了預熱，預熱的方式采用履帶式電加熱帶，預熱溫度為100～150℃；焊接過程中嚴格控制道間溫度不低于150℃，并在焊后立即進行了（250～300）℃*2h的消氫處理，無損檢測后還進行了消除應力處理，熱處理的溫度為540～580℃。焊接過程中嚴格控制了焊接熱輸入，埋弧焊為30～34KJ/cm,焊條電弧焊為22 KJ/cm。（1）焊接前清理焊道兩側20mm范圍內的油、銹等污物，先焊內側焊縫，然后從外側清根，再焊外側焊縫；（2）焊前采用電加熱帶對焊條、焊縫進行預熱；預熱寬度為坡口兩側不小于200mm范圍，電加熱帶放置在外側焊縫處，內外用巖棉進行保溫，預熱過程隨時用遠紅外溫測議測溫，保證預熱溫度的均勻性，溫度升到200℃后斷電焊接；（3）采用埋弧焊，焊接參數嚴格指行焊接工藝，并嚴格控制焊接熱輸入，每條焊縫要一次焊完，中間不得停留，并嚴格控制道間溫度不低于200℃；否則應進行重新加熱。內側焊縫焊完后，從外側采用碳弧氣刨清根，清根前要求焊縫溫度不低于200℃，否則要進行預熱處理；（4）每條焊縫焊完后，立即進行（250～300）℃2h的消氫處理，以降低擴散氫的含量，并促使焊縫晶界的有害雜質進一步彌散；減少因S，P雜質偏析而導致裂紋，同時降低焊接接頭的強度，提高焊接接頭的沖擊韌性，避免延遲裂紋的產生； 焊接的試件，焊后應進行局部高溫回火處理。熱處理的工藝為：升溫速度為200℃/h，升到630℃保溫1小時左右，降溫速度100℃/h，降到300℃后空冷。具體采用JL4型履帶式電加熱器（1146310）包繞焊縫，用硅酸鋁棉層保溫，保溫層厚度50mm，溫度控制采用DJKA型電加熱器自動控溫儀。試驗材料為15MnNbR鋼。 16MnR鋼的化學成分/%CSiMnPSNb≤～～≤≤～ 試驗用鋼力學性能（板厚40 mm）鋼號板厚/mm狀態(tài)拉伸性能彎曲180176。沖擊性能σs/MPaσb/MPaδs/%溫度沖擊功Akv/J15MnNbR40正火≥350520～640≥20d=3a20≥34橫向4焊接工藝評定實驗（1）產品焊接試板試樣的制備。 試板尺寸和試樣毛坯的截取4．1．1 試板焊縫應進行外觀檢查和無損檢測(按JB 4730)，然后在合格部位截取試樣4．1．2 試板的長度和寬度以滿足試驗所需的試樣類別和數量的截取為宜。但對接接頭試板L≥300 mitt，B~250mm；堆焊試板L~300rllrn，B≈200rnlil，(堆焊方向與試板長度L的方向平行；采用手工堆焊時，I可適當減少)。試樣的截取如圖1(對接接頭試板)和圖2(堆焊試板)所示。圖2堆焊試板4，1．3試板兩端舍棄部分長度隨焊接方法和板厚而異，一般手工焊不小于30n皿；自動焊和電渣焊不小于40n皿。如有引弧板和引出板時，也可以少舍棄或不舍棄。4．1．4 試樣毛坯的截取一般采用機械切割法，也可用激光或線切割的方法，但應去除熱影響區(qū)。4．1．5 必要時，也可直接從焊件上截取試樣。4．1．6 根據不同項目的試驗要求，對試樣進行加工，經檢驗合格后，打上鋼印或其它永久性的標志。4． 試樣的類別和數量應符合表1的規(guī)定。表1 試樣的類別和數量拉 伸彎 曲沖 擊dS≤20dS20焊縫金屬熱影響區(qū)面 彎背 彎側 彎試樣數量11123(Or 6*)3注:1. 當試板厚度J：≤30nlln時，應采用全板厚單個試樣；當Jo30rflln時，根據試驗條件可采用全板厚的單個試樣，也可用多片試樣。采用多片試樣時，應將焊接接頭全厚度的所有試樣組成一組作為1個試樣。2. 試板厚度J，為10~20lllln時，可用1個面彎、1個背彎也可用2個側彎代替面彎和背彎。3. *標準抗拉強度下限ab540MPa的鋼材和CrMo鋼；且試板厚度9s60irlrll，以及設計溫度低于30C，且dS40nllTl的低溫鋼，焊縫金屬沖擊試樣數量為6個。4. 一般只進行焊縫金屬的沖擊試驗，但對設計溫度等于或低于20C的低溫設備，還應增加熱影響區(qū)的沖擊試驗。（2）拉伸試驗． 拉伸試驗的試樣尺寸如圖3所示。試樣寬度b≥25n皿。圖3拉伸試樣當因試驗機能力限制而不能進行全板厚的拉伸試驗時，則沿試板厚度方向，分割成近似相等的若干等分，以此作為試樣厚度，該試樣厚度應較接近于試驗機所能試驗的最大厚度。因切口損耗造成的厚度減薄應屬正常，即分割后若干試樣疊加的厚度可以小于原試板的全板厚。a) 拉伸試樣表面焊縫的余高應采用機械方法去除，使之與母材齊平。b) b)對具有復合層的材料，當復層計人設計厚度時，拉伸試樣包括基層及復層；當復層不計人設計厚度時，拉伸試樣可去除復層后制取。c) 采用多種方法施焊時，試樣的受拉面應包括每一種焊接方法(或焊接工藝)的焊縫金屬。4．3 試驗方法拉伸試驗按GB／r228的有關規(guī)定進行，在確認已讀出拉伸試樣的最大載荷后，允許不拉斷試樣，以避免噪聲和對機器的損傷。4．4合格指標拉伸試樣的抗拉強度{九}應大于或等于下列規(guī)定之一：a) 產品圖樣的規(guī)定值；b) 鋼材標準抗拉強度下限值；c) 對不同強度等級的鋼材組成的焊接接頭，則為兩種鋼材標準抗拉強度下限值中的較小者；d) 若采用分割后的多片試樣，則將該多片試樣組成一組，并對每片進行試驗。同時，焊接試板全厚度焊接接頭的拉伸試驗結果為該組試樣的平均值，其平均值應符合上述要求。如果斷在焊縫或熔合線外的母材上，該組單片試樣的最低值不得低于鋼材標準抗拉強度下限值的95％(碳素鋼)或97％(低合金鋼和高合金鋼) e)對復層計人設計厚度的試樣，其Jb不得低于復合板材標準規(guī)定的計算結果，即（3）彎曲試驗 彎曲試樣尺寸 橫向面彎和背彎試樣尺寸按圖4及表2的規(guī)定表2彎曲試樣尺寸 mm厚度a長度寬度bdS+10038圖4 橫向彎曲試樣 縱彎試樣尺寸按圖5及表2韻規(guī)定。但當焊縫較寬時，試樣寬度可相應增大圖5 縱向彎曲試樣 對接試板側彎試樣尺寸按圖6，試樣寬度為試板厚度(凸：dS)。當試板厚度超過試驗機壓頭的寬度(或支輥的長度)，可沿板厚方向切成能在試驗