钢制压力容器的焊接

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1、钢制压力容器的焊接

2、第1e=5>CO2气体保护焊成本低许多，主要因为CO2气广、价格低。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。表5-41和图5-41显示了焊丝、电流、电弧电压的情况。5.3常见焊接缺陷的成因及其防止方法①形状缺陷──外观质量粗糙，鱼鳞波高低、宽窄发生突变；焊缝与母材非圆滑过渡。主要原因是操作不当，返修造成。危害是应力集中，削弱承载能力。②焊缝尺寸缺陷尺寸不符合施工图样或技术要求。

3、主要原因是施工者操作不当危害：尺寸小了，承载截面小；尺寸大了，削弱了某些承受动载荷结构的疲劳强度。③咬边原因：⒈焊接参数选择不对，U、I太大，焊速太慢。⒉电弧拉得太长。熔化的金属不能及时填补熔化的缺口。危害：母材金属的工作截面减小，咬边处应力集中。④弧坑由于收弧和断弧不当在焊道末端形成的低洼部分。原因：焊丝或者焊条停留时间短，填充金属不够。危害：⒈减少焊缝的截面积；⒉弧坑处反应不充分容易产生偏析或杂质集聚，因此在弧坑处往往有气孔、灰渣、裂纹等。⑤烧穿原因：⒈焊接电流过大；⒉对焊件加热过甚；⒊坡口

4、对接间隙太大；⒋焊接速度慢，电弧停留时间长等。危害：⒈表面质量差⒉烧穿的下面常有气孔、夹渣、凹坑等缺陷。⑥焊瘤熔化金属流淌到焊缝以外未熔化的母材上所形成的局部未熔合。原因：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：表面是焊瘤下面往往是未熔合，未焊透；焊缝几何尺寸变化，应力集中，管内焊瘤减小管中介质的流通界面计。⑦气孔原因：⒈电弧保护不好，弧太长；⒉焊条或焊剂受潮，气体保护介质不纯；⒊坡口清理不干净。危害：从表面上看是减少了焊缝的工作截面；更危险的是和其他缺陷叠加造

5、成贯穿性缺陷，破坏焊缝的致密性。连续气孔则是结构破坏的原因之一。⑧夹渣焊接熔渣残留在焊缝中。易产生在坡口边缘和每层焊道之间非圆滑过渡的部位，焊道形状突变，存在深沟的部位也易产生夹渣。原因：⒈熔池温度低（电流小），液态金属黏度大，焊接速度大，凝固时熔渣来不及浮出；⒉运条不当，熔渣和铁水分不清；⒊坡口形状不规则，坡口太窄，不利于熔渣上浮；⒋多层焊时熔渣清理不干净。危害：较气孔严重，因其几何形状不规则尖角、棱角对机体有割裂作用，应力集中是裂纹的起源。⑨未焊透当焊缝的熔透深度小于板厚时形成。单面焊时，焊

6、缝熔透达不到钢板底部；双面焊时，两道焊缝熔深之和小于钢板厚度时形成。原因：⒈坡口角度小，间隙小，钝边太大；⒉电流小，速度快来不及熔化；⒊焊条偏离焊道中心。危害：工作面积减小，尖角易产生应力集中，引起裂纹。⑩未熔合熔焊时焊道与母材之间或焊道与焊道之间未能完全熔化结合的部分。原因：⒈电流小、速度快、热量不足；⒉坡口或焊道有氧化皮、熔渣等，一部分热量损失在熔化杂物上，剩余热量不足以熔化坡口或焊道金属。⒊焊条或焊丝的摆动角度偏离正常位置，熔化金属流动而覆盖到电弧作用较弱的未熔化部分，容易产生未熔合。危害

7、：因为间隙很小，可视为片状缺陷，类似于裂纹。易造成应力集中，是危险性较大的缺陷。最后一种也是危害最大的一种焊接缺陷──焊接裂纹在焊接应力及其它致脆因素共同作用下，材料的原子结合遭到破坏，形成新界面而产生的缝隙称为裂纹。它具有尖锐的缺口和长宽比大的特征，易引起较高的应力集中，而且有延伸和扩展的趋势，所以是最危险的缺陷。裂纹形成的原因及防止措施⒈热裂纹形成及防止常见的热裂纹有两种：结晶裂纹、液化裂纹结晶裂纹是焊接熔池初次结晶过程中形成的裂纹，是焊缝金属沿初次结晶晶界的开裂。而液化裂纹是紧靠熔合线的母

8、材晶界被局部重熔，在收缩力的作用下而产生的裂纹。焊接时，熔池在电弧热的作用下，被加热到相当高的温度，而受热膨胀，而母材却不能自由收缩，于是高温的熔池受到一定的压力。当熔池开始冷却时，就以半融化的母材为晶核开始处结晶。最先结晶的是纯度较高的的合金。最后凝固的是低熔点共晶体。低熔点共晶物的多少取决于焊缝金属中C、S、L等元素的含量。当含量较少时，不足以在初生晶粒间形成连续的液态膜。焊接熔池的冷却速度极快，低熔点共晶物几乎与初析相同时完成结晶。因此连续冷却的金属熔池虽然受到收缩应力的作用也不至于产生晶

9、间裂纹。当低熔点共晶体量较多时，情况就不同了，初次结晶的偏析程度较大，并在初次结晶的晶体之间形成晶间液膜，当熔池冷却收缩时，被液膜分割的晶体边界就会被拉开就形成了裂纹，这是主要原因，另有两个其它原因：一是焊缝金属所经受的应变增加速度大于低熔点共晶物凝固的速度；另外，初生晶体的张大方向和残留低熔共晶体的相对位置的影响。如果焊接熔池如图方式结晶，则低熔点共晶物会夹在正在长大的柱状晶体之间，或者在从两面相对增长的晶面之间。在这种情况下，使得正在结晶的焊缝金属很容易被收缩应力拉开而形成裂纹。如按左图所示