【正文】 225MPa。 （ 8） 核壓力容器用碳素結構鋼 ? 20HR： C≤% ；屈服強度 235MPa。 （ 2）冶煉方法落后或非正規(guī)小型鋼廠生產，造成碳鋼含 N、O高，焊接裂紋傾向大。 （ 4）焊條質量不好時造成焊縫中 C、 S偏高，焊接裂紋傾向大。 低碳鋼在低溫環(huán)境下的焊接措施： （ 1）焊前預熱，焊時保持道間溫度 （ 2）采用低氫或超低氫型焊條 （ 3）整條焊縫連續(xù)焊完，盡量避免中斷 （ 4）不在坡口以外的母材上打弧 （ 5）彎板、矯正和裝配時盡可能不在低溫下進行 （ 6）盡可能改善嚴寒下勞動生產條件 低碳鋼的焊條選用要點： （ 1）按照等強度匹配的原則，通常選用 E43 系列的焊條。 （ 2）一般結構選用酸性焊條或堿性焊條。 ☆ 各國根據(jù)自己的資源及使用習慣，選用的藥皮類型均有所不同。 壁厚 mm 在各種氣溫下的預熱溫度 低碳鋼管道、容器低溫環(huán)境下焊接時 ≤16 不低于 30℃ 時不預熱；低于 30℃ 時預熱 100150℃ 1730 不低于 20℃ 時不預熱；低于 20℃ 時預熱 100150℃ 3140 不低于 10℃ 時不預熱；低于 10℃ 時預熱 100150℃ 4150 不低于 0℃ 時不預熱；低于 0℃ 時預熱 100150℃ 低碳鋼梁、柱、桁架結構低溫焊接時 ≤30 不低于 30℃ 時不預熱；低于 30℃ 時預熱 100150℃ 3151 不低于 10℃ 時不預熱；低于 10℃ 時預熱 100150℃ 5170 不低于 0℃ 時不預熱；低于 0℃ 時預熱 100150℃ 低碳鋼在低溫條件下的焊接預熱溫度 中碳鋼的焊接特點： （ 1）隨著含 C量的增加，焊接性逐漸變差，焊接接頭的硬化傾向、裂紋傾向和氣孔敏感性均增大，雜質 S控制不嚴時裂紋傾向更加明顯。且熱處理后的焊接會使母材熱影響區(qū)軟化。 （ 2）大多數(shù)情況下，需要焊前預熱和保持一定的層間溫度。 （ 4）不能立即進行熱處理的，則應立即后熱。 中碳鋼的焊條選用要點： （ 1） 在要求焊縫與母材等強度的情況下 ， 應選用相應強度等級而塑性 、 韌性較高的低氫或超低氫焊條 。 （ 2） 個別情況下也可采用鈦鐵礦型或鈦鈣型焊條 ， 但一定要有嚴格的工藝措施配合 ， 如控制預熱溫度和盡量減少母材熔深以減少焊縫含 C量 。 但須滿足設計要求的各項力學性能指標 。 （ 4） 特殊情況也可采用鉻鎳奧氏體不銹鋼焊條 ， 此時可不預熱或適當降低預熱溫度 。 如 A10 A10 A30 A30 A40 A407等焊條均可采用 。 ■ 舉例： 45鋼與低碳鋼 Q235的焊接： 方案一： 先在 45鋼坡口面預熱 300℃ ， 然后用 J427或 J507焊條進行焊接 ， 焊后進行 650℃ 后熱并緩冷 。 （ 二 ） 低合金結構鋼的焊條選用 對低合金結構鋼的認識： ● 低合金鋼按其使用性能分為三類： ? 低合金結構鋼 （ 也稱強度型低合金鋼 ） ? 低合金低溫鋼 （ 也稱低溫型低合金鋼 ） ? 低合金耐熱鋼 （ 也稱耐熱型低合金鋼 ） ● 低合金結構鋼的合金總含量小于 5%。 常用的低合金結構鋼的屈服強度在 300600MPa范圍內 。 如 16MnR（ 屈服強度下限 285MPa） ? 屈服強度大于 450MPa的低合金高強度結構鋼 ， 以調質狀態(tài)使用 。 ● 防止硬化的措施： 采用適中的線能量配合以適當?shù)念A熱 ， 以獲得適當小的焊接冷卻速度 。 （ 2） 焊接接頭的冷裂紋傾向： ● 產生冷裂紋的三要素： ? 熱影響區(qū)或焊縫金屬的淬硬傾向 （ 組織硬化 ） ? 焊接接頭的拉應力存在 （ 拘束度大 ） ? 焊縫金屬內的高含氫量 （ 擴散氫的影響 ） ● 焊接冷裂紋的控制措施： ? 控制組織硬化： ◇ 預熱； ◇ 通過較大線能量降低接頭冷卻速度； ◇ 冬季和厚板多道焊時采取緩冷等措施 。 ? 控制拘束應力： ◇ 通過結構設計減少剛度或拘束度； ◇ 預熱； ◇ 采取合理焊接順序 ， 使焊縫有收縮余地； ◇ 坡口設計以減少焊縫金屬填充量； ◇ 焊后消除應力熱處理 （ 3） 焊縫金屬的熱裂紋傾向 ● 產生熱裂紋的兩要素： ? 焊縫中 S、 P雜質偏析 ， 易形成低熔點共晶體偏析于晶界處 。 ● 焊縫熱裂紋的控制措施： ? 控制焊縫成分：關鍵是選擇適用的焊接材料 ， 控制 C、 S、P含量 。 ? 調整焊接工藝： ◇ 限制過熱：降低線能量，并采用小的焊接電流和小的焊接速度。 ★ 注意：不能通過提高焊接速度來降低線能量。 ◇ 控制成形系數(shù)（焊縫寬度與焊縫厚度之比）： 焊縫系數(shù)影響枝晶成長方向及其會合面的偏析情況。 一般希望避免出現(xiàn)焊縫系數(shù)小于 1的情況，即焊縫實際厚度不要超過焊縫寬度。 ◇ 降低拘束度。 ◇ 其它：如控制裝配間隙、改善接頭設計、改進裝配質量等。 必要時還應通過焊接性試驗最終確定 。 要求焊縫的強度等于或略高于母材金屬的強度 ， 而不希望焊縫強度太高 。 ★ JB/T4709規(guī)定：碳素鋼 、 低合金鋼的焊縫金屬應保證力學性能 ， 且其抗拉強度不應超過母材標準規(guī)定的上限值加30MPa。 一般情況選用焊條熔敷金屬的 S、 P含量應與母材一致 。 ★ 壓力容器制造和現(xiàn)場組焊時 ， 應注意所采購的焊條其質量證明書標注的 S、 P量是否符合 JB/T47472022的規(guī)定 。 對于有沖擊韌性要求的焊件 ， 一般情況選用的焊條其焊縫金屬沖擊值應不低于相應母材標準規(guī)定下限值 。 （ 4） 對于一些在腐蝕介質中工作的低合金鋼 ， 則主要根據(jù)焊縫金屬耐腐蝕性能來選擇焊條 。 （ 5）對于 同一強度等級的酸性焊條和堿性焊條的選用 ，主要取決于焊接件的結構形狀（簡單或復雜）、鋼板厚度、工作條件（靜載荷或動載荷）和鋼材的抗裂性能等方面。 ☆ 低氫型焊條的含氫量標準是 510mL/100g；超低氫型焊條為 ≤5mL/100g。 （ 6） 在某些特殊情況下 ， 例如鋼材冷裂紋傾向較大 、 結構剛性大 、 板材較厚和接頭冷卻速度較快時 ， 為防止裂紋 ， 以及考慮母材金屬成分的過渡 ， 有效的辦法是 選用強度級別比母材金屬略低 、 塑性和韌性高 、 抗裂性好的焊條 。 ● 低溫鋼的分類： 根據(jù)化學成分和組織特點 ， 分為三大類： ? 低合金鐵素體型低溫鋼： 含合金元素總量不超過 5%。 ■ 舉例： 低合金低溫鋼 16MnDR（ 40 ℃ ） 、 低溫碳鋼ASTM A333Gr6（ 45 ℃ ） 、 鋼 ASTM A333Gr3 （ 100 ℃ ） 等 。組織與熱處理方法有關：淬火后的組織為低碳馬氏體；正火后的組織為低碳馬氏體 、 鐵素體及少量奧氏體；回火后的組織為含鎳鐵素體和少量富碳奧氏體 。 ? 高合金奧氏體型低溫鋼： 合金元素總含量大于 10%， 組織為奧氏體 ， 在 196～ 269℃ 的低溫下仍保持相當高的韌性 。 低溫鋼結構發(fā)生脆性斷裂的必要條件： （ 1） 必須具備由外載荷及殘余內應力引起的一定應力水平； （ 2） 由結構 、 材料 、 制造缺陷引起的缺口效應 ， 其中由焊接而引起的缺陷 （ 幾何的或冶金的 ） 往往是脆斷的裂源 。一般可不采用預熱，但應避免在低溫下施焊。當板厚較大或拘束較大時，應采用適當預熱。 ★特別提醒： 低溫下使用的焊接結構易于發(fā)生脆性斷裂。 ■舉例： 9Ni鋼 的焊接特點 （ 1） 焊接接頭的低溫韌性問題 （ 包括焊縫金屬、熔合區(qū)和粗晶區(qū)）。 （ 3） 焊接冷裂紋問題 ： 在低氫條件下一般不會產生冷裂紋。 （ 4） 焊接時電弧的磁偏吹 問題 ： 9Ni鋼系鐵磁性鋼，焊接時易發(fā)生電弧的磁偏吹， 造成夾渣、未熔合等焊接缺陷的產生 。在坡口焊縫的背側移動永久磁鐵，并用特斯拉計監(jiān)測，可以保證焊縫內的剩磁接近于零。 ◇ 避免使用大電流的碳弧氣刨清根，而改用砂輪打磨。 （ 2） 正確選擇焊材 ，保證焊縫足夠的沖擊韌性水平。 （ 4） 避免工藝缺陷 ：防止焊接接頭產生各種應力集中源。 所以規(guī)定低溫鋼在組裝過程中不允許采用錘擊等強制手段進行組裝 。 ● 焊件表面的電弧擦傷是應力集中源 ， 所以規(guī)定焊接時不得在焊件表面引弧 、 收弧和試驗電流 ， 嚴禁有電弧擦傷 。 這種表面退火焊道通?？梢杂面u極氬弧焊不填焊絲表面重熔來實現(xiàn) 。 （ 5） 焊后消除應力熱處理可以降低低溫鋼焊接產品的脆斷危險性。故應按以下原則選用與母材的使用溫度相適應的焊條： （ 1） 當?shù)蜏劁摻Y構的使用條件在 45℃ 以上時 ， 可選用低溫韌性好的 TiB系或高韌性普通低合金鋼焊條 。 （ 2） 使用條件在 60℃ 以下的低溫鋼 ， 一般均采用含鎳的低溫鋼焊條 。 （ 3） 在 100℃ 左右使用的低溫鋼 ， 通常均使用含 高含鎳量并含一定量鉬的低溫鋼焊條 。 （ 4） 對于 9Ni鋼的焊接 ， 常用的焊接材料有三種 ， 即：含Ni約 60%以上的 Inconel型 、 含 Ni約 40%的 FeNi基型 、 含 Ni13%Cr16%的奧氏體不銹鋼改進型 。 ★ JB/T47092022規(guī)定：用于焊接低溫鋼的鎳鋼焊條的焊縫金屬夏比 V型缺口沖擊吸收功在相應低溫時應不小于 34J。 （ 四 ） 鉻鉬珠光體耐熱鋼的焊條選用 對耐熱鋼的認識： 在高溫下能夠保持化學穩(wěn)定性 （ 耐腐蝕 、 不起皮 ） 叫做 熱穩(wěn)定性 ；在高溫下具有足夠的強度叫做 熱強性 。 ● 耐熱鋼的分類： （ 1） 低合金耐熱鋼： 合金元素總含量 5%以下 。組織主要為珠光體 +鐵素體 ， 所以也稱珠光體耐熱鋼 。 ■ 如： 12CrMo、 15CrMo、 12Cr1MoV等 。供貨狀態(tài)主要為退火、或正火 +回火。退火狀態(tài)下的組織為鐵素體 +碳化物；正火 +回火狀態(tài)下的組織為鐵素體 +貝氏體。 ■ 如： 、 、 9Cr1MoV等。 組織為馬氏體 、 鐵素體和奧氏體三種 。 ● 耐熱鋼的高溫性能： （ 1） 抗蠕變性能 。 （ 2） 高溫持久強度 ：金屬材料在高溫、長期應力作用下抵抗斷裂的能力。 （ 4） 高溫抗氧化能力 。 （ 2） 接頭的抗氫性和抗氧化性： 具有與母材基本相同的抗氫性和抗高溫氧化性。 （ 3） 接頭的組織穩(wěn)定性： 要求接頭各區(qū)的組織不應產生明顯的變化及由此引起的脆變或軟化。 （ 5） 低合金耐熱鋼接頭的物理均一性： 低合金耐熱鋼焊接接頭具有與母材基本相同的物理性能，防止接頭材料的熱膨脹系數(shù)和導熱率的差別造成過大的熱應力，對接頭的提前失效產生不利影響。 鉻鉬珠光體耐熱鋼的焊接特點： ● 鉻鉬珠光體耐熱鋼的基本合金元素是 Cr和 Mo，有的還含有 V、 W、 Si、 Ti、 B等。主要合金元素 Cr和 Mo能顯著地提高鋼的淬硬性。 ★ 防止措施： ◇ 通過預熱盡可能提高焊接加熱速度； ◇ 適中的焊接線能量。 ★ 防止措施： ◇ 盡量減小焊接線能量； ◇ 控制預熱溫度不宜過高。當焊縫強度和氫含量較高時也會發(fā)生在焊縫內。