第一篇：鍋爐壓力容器金屬材料及焊接基礎(chǔ)知識試題與答案(DOC)
鍋爐壓力容器金屬材料及焊接基礎(chǔ)知識試題與答案
一、鍋爐知識
（—）正誤判斷題（正確的劃○，錯誤的劃×）
1.《蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的規(guī)定是對鍋爐安全管理和安全技術(shù)方面的基本知識。（○）
2.汽水兩用鍋爐是指即能供蒸汽又供熱水的鍋爐。（○）
3.利用燃料燃燒釋放的熱能加熱給水或其它工質(zhì)，以獲得規(guī)定參數(shù)（溫度、壓力）和品質(zhì)的蒸汽、熱水或其它工質(zhì)的設(shè)備叫鍋爐。（○）4.鍋爐的特性參數(shù)有：容量、蒸汽壓力和蒸汽溫度。（○）5.鍋爐工作的壓力單位兆帕用符號MPa表示。（○）
6.制造鍋爐用的法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)有：《蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》、《熱水鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》、《鍋爐壓力容器安全監(jiān)察暫行條例》和《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》。（×）
7.對于額定蒸汽壓力≥3.8MPa的蒸汽鍋爐，其封頭（管板）、下腳圈的拼接焊縫的無損檢測應(yīng)在加工成型后進(jìn)行。（○）
8.通常所說的鍋爐筒體是指鍋筒、鍋殼或集箱的圓筒形部分。（○）9.沖壓彎頭不可用于鍋爐范圍內(nèi)管道。（×）·
10.鍋爐的工作有三個過程即：燃燒過程、傳熱過程和鍋內(nèi)過程。（○）11.對于額定蒸汽壓力小于或等于1.6MPa的內(nèi)燃鍋殼鍋爐，其管板與爐膽、鍋殼的角接連接焊縫的檢測數(shù)量是：管板與鍋殼的T形連接部位的每條焊縫應(yīng)進(jìn)行100%超聲波檢測。(O)12.鍋爐受壓元件主要焊縫及其臨近區(qū)域應(yīng)避免焊接零部件。（○）13.鍋筒上的裂紋都允許補(bǔ)焊。（×）
14.對于額定出口熱水溫度≥120℃的熱水鍋爐其鍋筒縱向和環(huán)向?qū)雍缚p、封頭（管板）的拼接焊縫以及集箱的縱向?qū)雍缚p，每條焊縫至少應(yīng)進(jìn)行20%射線檢測。（×）
15.制造鍋爐的企業(yè)應(yīng)具有獨(dú)立法人的資格。
（×）16.鍋爐用焊條和焊絲的入廠檢驗項目基本相同。（×）17.有些鍋爐鋼構(gòu)架也應(yīng)進(jìn)行無損檢測。（○）
18.特例情況下，鍋爐受壓元件上的非受壓元件焊接也可在受壓元件最終熱處理后進(jìn)行。（○）
19.對于額定蒸汽壓力＜0.1MPa的蒸汽鍋爐，其爐膽的縱向和環(huán)向?qū)雍缚p及爐膽頂?shù)钠唇雍缚p，每條焊縫至少應(yīng)進(jìn)行25%射線檢測（焊縫交叉部位必須在內(nèi)）。
（×）
20.對于額定蒸汽壓力≥3.8MPa的蒸汽鍋爐，其鍋筒的縱向和環(huán)向?qū)雍缚p、封頭（管板）的拼接焊縫以及集箱的縱向?qū)雍缚p，每條焊縫應(yīng)經(jīng)100%超聲波檢測加至少25％的射線檢測。焊縫交叉部位及超聲波檢測發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量可疑部位必須進(jìn)行射線檢測。（O）
21.對于額定蒸汽壓力大于0.4MPa，但小于2.5MPa的鍋爐鍋筒，每條焊縫應(yīng)進(jìn)行100％射線檢測。（○）
22.對于額定蒸汽壓力大于或等于2.5MPa，但小于3.8MPa的鍋爐鍋筒，每條焊縫應(yīng)進(jìn)行100%超聲波檢測加至少25%的射線檢測，或進(jìn)行100%射線檢測。焊縫交叉部位及超聲波檢測發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量可疑部位必須進(jìn)行射線檢測。（○）
23.對于額定蒸汽壓力≥0.1MPa的蒸汽鍋爐，其爐膽的縱向和環(huán)向?qū)雍缚p及爐膽頂?shù)钠唇雍缚p，每條焊縫應(yīng)進(jìn)行10％的射線檢測（焊縫的交叉部位必須在內(nèi)）。
（×）
24.鍋爐制造過程中，焊接環(huán)境溫度低于0℃時，沒有預(yù)熱措施不得進(jìn)行焊接。（○）
25.《蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》規(guī)定：對于外徑小于或等于159mm的集箱環(huán)縫，每條焊縫至少25％，也可不少于集箱環(huán)縫條數(shù)25%進(jìn)行無損檢測（○）
26.鍋爐受壓元件的焊接接頭的抗拉強(qiáng)度不低于母材規(guī)定值的下限。（○）
27.《蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》規(guī)定：對接接頭的射線檢測按GB3323《鋼熔化焊對接接頭射線照相和質(zhì)量分級》的規(guī)定執(zhí)行，射線照相的質(zhì)重要求不低于AB級，對接接頭的質(zhì)量不低于Ⅱ級為合格。（×）
28.對于額定出口熱水溫度≥120℃的熱水鍋爐，其鍋筒的縱向和環(huán)向?qū)雍缚p、封頭（管板）的拼接焊縫以及集箱的縱向?qū)雍缚p，每條焊縫應(yīng)進(jìn)行100％的射線檢測。（○）
29.采用堆焊修理蒸汽鍋爐鍋筒時，應(yīng)進(jìn)行滲透檢測或磁粉檢測。（○）30.對于額定出口熱水溫度≥120℃的熱水鍋爐，對接焊縫射線照相的質(zhì)量不低于Ⅲ級為合格。（×）
（二）選擇題（將您認(rèn)為正確的答案代號填在后邊的括號里）31.《熱水鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》不適用于（B）鍋爐。A 固定式熱水
B 固定式蒸汽、原子能
C 汽水兩用
D 以上都不適用 32.鍋爐按安裝方式分有（B）鍋爐。A 熱水鍋爐
B 固定式鍋爐
C 采暖鍋爐
D 快裝鍋爐
33.對于額定出口熱水溫度＜120℃的熱水鍋爐，當(dāng)其集箱外徑≤159mm時，環(huán)焊縫的射線檢測數(shù)量按每條環(huán)縫長度計算或按焊縫的條數(shù)計算應(yīng)（A）。A ≥10% B ≥20％
C ≥25％
D ≥50％
34.焊接鍋爐受壓元件的焊工應(yīng)按（C）施焊。
A 圖紙
B 焊工考試規(guī)則 C 焊接工藝指導(dǎo)書或焊接工藝卡
D 焊機(jī)說明書
35.對于額定出口熱水溫度＜120℃的熱水鍋爐，當(dāng)集箱、管道、管子、管件外徑＞159mm時，環(huán)焊縫的射線檢測數(shù)量應(yīng)為（C）。A ≥10％
B ≥20％ C ≥25％
D 100％
36.蒸汽鍋爐鍋筒和集箱的縱、環(huán)焊縫及封頭、管板的（D）表面質(zhì)量應(yīng)無咬邊。
A 對接焊縫
B 角接焊縫 C 十字焊縫
D 拼接焊縫 37.對于蒸汽鍋爐的集箱、管子、管道和其他管件，當(dāng)外徑＞159rnm或者壁厚≥20mm時，其上每條環(huán)焊縫均應(yīng)進(jìn)行（D）射線或超聲波檢測。
A 10％
B 25% C 50％
D 100％
38.對于額定蒸汽壓力≥3.82MPa的蒸汽鍋爐，集中下降管的角焊縫應(yīng)進(jìn)行（D）射線或超聲波檢測。A 10％
B 20％ C 50％
D 100％
39.下列關(guān)于鍋爐制造產(chǎn)品檢查工件的說法中，正確的（A）。A 有些熱水鍋爐可以免做產(chǎn)品焊接試板，有些只做縱縫檢查試板。B 所有蒸汽鍋爐都必須做產(chǎn)品檢查工件。、C 鍋爐產(chǎn)品焊接試板都應(yīng)做沖擊韌性試驗。D 以上都是。
40.對于額定蒸汽壓力小于（B）MPa的蒸汽鍋爐，對接焊縫的質(zhì)量不低于Ⅲ為合格。A 1.6
B 0.1 C 1.0
D 0.4 41.采用堆焊方法修理鍋筒（鍋殼），堆焊后應(yīng)進(jìn)行（A）。A 滲透探傷 磁粉探傷
B 超聲波探傷 C 射線探傷
D 以上都是
42.對于額定蒸汽壓力≥0.1MPa的蒸汽鍋 爐，按JB1152－81《鍋爐和鋼制壓力容器對接焊縫超聲波探傷》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定對接焊縫達(dá)到（A）級為合格。A I級
B II級 C III級
D 以上均可
43.對于額定蒸汽壓力≥3.8MPa的蒸汽鍋爐，每個鍋筒和集箱上的其它管接頭角接接頭應(yīng)進(jìn)行（A）射線或超聲波檢測。A ≥10％
B ≥20% C ≥50％
D 100％
44.下列鋼號中，可用于低溫?zé)崴仩t角板拉撐的鋼號有〈B〉。A Q235-AF
B 20g和Q235-A C 20#
D 以上都是
45.按《遼寧省常壓鍋爐安全管理規(guī)定》的規(guī)定，下述關(guān)于常壓鍋爐的說法中，正確的有（A）。
A 常壓鍋爐制造實行制造許可證制度，常壓鍋爐的制造應(yīng)由鍋爐廠所在地市級鍋爐檢驗所進(jìn)行監(jiān)督檢驗。
B 常壓鍋爐只能由持有《鍋爐安裝許可證》的單位安裝。
C 鍋爐使用單位可以自行將承壓鍋爐改為常壓鍋爐。D 以上都是。
46.對于額定出口熱水溫度≥120℃的熱水鍋爐，當(dāng)其管道、管子、管件外徑≤159mm時，環(huán)焊線的射線檢測數(shù)量應(yīng)為（C）。
A ≥25％
B ≥10% C ≥2％
D 1％ 47.發(fā)現(xiàn)鍋殼鍋爐管板上有（B）說明脹口己經(jīng)滲漏。A 黃色的垢物
B 白色的鹽垢 C 黑色的煙垢
D 鐵銹樣的斑點(diǎn)
48.對于蒸汽鍋爐的集箱、管子、管道和其它管件，當(dāng)外徑≤159mm時，其每條焊縫均應(yīng)進(jìn)行（B）射線或超聲波檢測。A ≥10％
B ≥25% C ≥50％
D 100％
49.工作壓力大于或等于（C）的鍋筒、集箱上管接頭的角焊縫應(yīng)進(jìn)行金相檢驗。
A 1.0MPa
B 2.5MPa C 3.8MPa
D 9.38MPa 51.蒸汽鍋爐范圍內(nèi)的受壓管道和管子對接接頭如發(fā)現(xiàn)有不能允許的缺陷，應(yīng)做（A）數(shù)目的補(bǔ)充無損檢測。A 雙倍
B三倍 C 四倍
D 原來
51.蒸汽鍋爐集箱和管道的對接接頭，檢查工件的數(shù)量應(yīng)按每批做（A），但不少于1件。A 1％
B 2％
C 5％
D 10％
52.鍋爐電渣焊焊縫的超聲波檢測應(yīng)在焊縫（C）熱處理后進(jìn)行。A 淬火
B 回火 C 正火
D 退火 53.對于蒸汽鍋爐工作壓力≥9.8MPa，外徑≤159mm的管子〈不包括接觸焊），其環(huán)焊縫應(yīng)進(jìn)行射線或超聲波檢測的數(shù)量制造廠內(nèi)為（D）。A 10％
B 25％ C 50％
D 100％
54.對于蒸汽鍋爐工作壓力≥0.1MPa，但＜3.8MPa且外徑≤159mm的管子（不包括接觸焊），其上環(huán)焊縫制造廠內(nèi)及安裝工地各至少應(yīng)用射線或超聲波抽查接頭數(shù)的（B）。A 0-2％
B 10％ C 0-5％
D 5-10％
55.《熱水鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》適合于對符合下列條件的以水為介質(zhì)的（B）鍋爐。
A 移動或熱水
B 固定或熱水 C 快裝熱水
D 工業(yè)熱水
56.汽水兩用鍋爐除應(yīng)符合《蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》外，還應(yīng)符合《（A）安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》。A 熱水鍋爐
B 壓力容器 C 熱水鍋爐和壓力容器
D 以上都錯
57.按《鍋爐壓力容器無損檢測人員資格鑒定考核規(guī)則》考核，取得不同（D）方法的各技術(shù)等級人員只能從事與該方法、該等級相應(yīng)的檢測工作，并負(fù)相應(yīng)的技術(shù)責(zé)任。A 理化檢測
B 性能檢測 C 表面檢測
D 無損檢測
58.鍋爐受壓元件焊縫內(nèi)部常見的缺陷有（D）。A 裂紋、未熔合 B 夾渣、氣孔 C 未焊透
D 以上都是
59.焊縫在進(jìn)行無損檢測前應(yīng)先進(jìn)行（D）。A 試件性能檢驗
B 試件化學(xué)分析檢驗 C 焊縫表面檢驗
D 焊縫外觀檢驗
60.蒸汽鍋爐受熱面管子以及鍋爐汽水管道如采用無直段彎頭，應(yīng)滿足GB12459《鋼制對焊對無縫管件》的有關(guān)要求，且無直段彎頭與管道對接焊縫應(yīng)進(jìn)行，（D）射線檢測合格。A 10％
B 25％ C 50％
D 100％
二、壓力容器
（一）正誤判斷題（正確的劃○，錯誤的劃×）61.壓力容器是指承受介質(zhì)壓力的密閉容器。（○）
62.《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》（以下簡稱《容規(guī)》）是壓力容器質(zhì)置技術(shù)監(jiān)督的基本要求。（○）
63.壓力容器所用的安全附件不屬于《容規(guī)》管轄范圍。（×）64.《容規(guī)》適用于超高壓容器。（×）
65.承受內(nèi)壓的壓力容器其最高工作壓力是指壓力容器在正常使用的過程中，頂部可能出現(xiàn)的最高壓力。（○）
66.《容規(guī)》規(guī)定：鋼制壓力容器用材料的力學(xué)性能、彎曲性能和沖擊試驗要求，應(yīng)符合CB150的有關(guān)規(guī)定。（○）
67.按《容規(guī)》規(guī)定，產(chǎn)品焊接試板經(jīng)RT檢測不合格，可以返修。
（○）
68.按GB150規(guī)定，先拼板后成形的封頭拼接焊縫，在成形前應(yīng)打磨與母材齊平。（○）
69.按GB150規(guī)定，壓力容器受壓部分的焊接接頭分為A、B、C、D四類。
（○）
70.GB150標(biāo)準(zhǔn)允許坡口表面有裂紋、分層、夾渣等缺陷，只要焊接后用適當(dāng)?shù)臋z驗方法檢查合格即可。（×）
71.按〈容規(guī)〉規(guī)定，壓力容器對接焊縫無損檢測的比例，一般為全部（100%）和局部（≥20％）兩種。對于鐵素體鋼制低溫壓力容器，局部無損檢測比例應(yīng)≥50％。（O）
72.按《容規(guī)》規(guī)定，熱處理裝置（爐）應(yīng)配有自動記錄曲線的測溫儀表，并保證加熱區(qū)內(nèi)最高與最低溫度之間不大于65℃。（O）73.壓力容器主要受壓元件焊縫附近50mm處的指定部位打上焊工代號鋼印。（×）
74.壓力容器焊縫同一部位的返修次數(shù)超過兩次以上的，應(yīng)經(jīng)制造單位技術(shù)總負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)。（○）
75.要求焊后熱處理的容器一般要在熱處理前返修，如在熱處理后返修時，補(bǔ)焊后應(yīng)做必要的熱處理。
（○）76.按GB150規(guī)定，圖樣注明盛裝毒性為極度或高度危害介質(zhì)的壓力容器可不進(jìn)行熱處理。（×）
77.壓力容器上焊接的臨時吊耳和接筋墊板等的材質(zhì)，焊接時所用焊條，沒必要與容器一致，因為用完就割掉了。
（×）
78.《容規(guī)》將管轄范圍內(nèi)的壓力容器劃分為三類，I類最高，Ⅲ類最低。（×）
79.壓力容器焊縫表面的形狀尺寸以及外觀質(zhì)量應(yīng)符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計圖樣的要求，并應(yīng)符合《容規(guī)》的規(guī)定。
（O）
80.按《容規(guī)》規(guī)定，焊縫系數(shù)為1.0的I類壓力容器，RT檢測比例≥20％，III級合格。（×）
81.按《容規(guī)》規(guī)定，有延遲裂紋傾向的材料應(yīng)在焊后24小時后進(jìn)行無損檢測；有再生裂紋傾向的材料應(yīng)在熱處理后再進(jìn)行一次無損檢測。（○）
82.按《容規(guī)》規(guī)定，壓力容器筒節(jié)長度不應(yīng)小于300mm。組裝時，相鄰兩個筒節(jié)的縱縫和封頭拼接焊縫與相鄰?fù)补?jié)的縱縫應(yīng)錯開，其焊縫中心線之間的外圓弧長一般應(yīng)大于筒體厚度的3倍，且不小于100mm。（O）
83.壓力容器的焊接接頭，必須先進(jìn)行規(guī)定的形狀尺寸和外觀質(zhì)量檢查合格后，才能進(jìn)行規(guī)定的無損檢測工作。（O）
84.按GB150規(guī)定，鋼材厚度δ＞30mm的碳素鋼、16MnR的容器按圖樣規(guī)定的方法對其A類和B類焊縫應(yīng)進(jìn)行20%的射線檢測。
（×）85.對要求檢測的壓力容器角接接頭、T型接頭及不能進(jìn)行射線或超聲波檢測的，可不進(jìn)行檢測。（×）
86.經(jīng)射線、超聲、磁粉、滲透等方法檢測的焊接接頭，如有不允許的缺陷時，應(yīng)在缺陷清除干凈后進(jìn)行補(bǔ)焊，補(bǔ)焊后可不用重新檢測。
（×）
87.壓力容器的對接、角接和T型接頭的滲透檢測應(yīng)按GB150有關(guān)規(guī)定進(jìn)行，不得有任何裂紋和分層。（×）
88.按《容規(guī)》規(guī)定，焊接工藝評定試板，必要時允許聘用外單位有證焊工焊接。（×）
89.容器的焊接應(yīng)由持有相應(yīng)類別的“鍋爐壓力容器焊工合格證書”的人員擔(dān)任。（○）
90.容器的無損檢測應(yīng)由持有相應(yīng)方法的“鍋爐壓力容器無損檢測人員資格證”的人員擔(dān)任。（○）
91.《容規(guī)》是壓力容器的設(shè)計、制造、安裝、使用、檢驗和改造均應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行的法規(guī)性文件。
（○）
92.按《容規(guī)》規(guī)定，應(yīng)開設(shè)檢查孔的壓力容器而沒有開檢查孔的，其縱環(huán)焊縫均應(yīng)100％RT或UT檢測。（○）
93.試板必須在筒節(jié)的A類縱向焊縫的延伸部位與筒體同時進(jìn)行施焊。
（○）
94.用抗拉強(qiáng)度規(guī)定值下限≥540MPa的鋼材及Cr-Mo低合金鋼材制造的壓力容器、奧氏體不銹鋼、鈦材和鎳材制造的壓力容器、低溫壓力容器、球形壓力容器以及焊縫系數(shù)取1.0的壓力容器，其焊縫表面不得有咬邊。（○）
95.壓力容器本體焊縫可采用十字焊縫。
（×）
（二）選擇題（將正確的答案的題號填在括弧內(nèi)）96.焊接鍋爐壓力容器的焊工合格證由（D）頒發(fā)。A 機(jī)械部門
B 化工部門 C 縣（區(qū)）級鍋爐壓力容器監(jiān)察機(jī)構(gòu) D 市級以上鍋爐壓力容器安全監(jiān)察機(jī)構(gòu) 97.壓力容器制造許可證由（C）頒發(fā)。A 機(jī)械部門
B 化工部門 C 安全監(jiān)察機(jī)構(gòu)
D 電力部門 98.壓力容器主要受壓元件是指（D）。A 筒體、封頭
B 球殼板、換熱器管 C 膨脹節(jié)、開孔補(bǔ)強(qiáng)板、設(shè)備法蘭 D 以上都對
99.在役壓力容器檢驗前的準(zhǔn)備工作包括（D）。A 審查原始資料
B 制定檢驗方案
C 停機(jī)清洗置換、安全防護(hù)和清理打磨 D 以上都對
100.壓力容器的主要工藝的參數(shù)有（D）。
A 壓力
B 溫度 C 容積、介質(zhì)
D 以上都是
101.下列容器屬于第三類壓力容器的有（D）。A 高壓容器
B 移動式壓力容器 C 高中壓管殼式余熱鍋爐 D 以上都是
102.使用超聲波和射線兩種方法進(jìn)行檢測焊縫時，下列說法正確的是（C）。
A 超聲波對危險性缺陷敏感，因此超聲波合格即可認(rèn)為合格。B 射線照相比較直觀；因此射線合格即可認(rèn)為合格。C 用兩種方法按各自的標(biāo)準(zhǔn)均合格者，方可認(rèn)為焊縫合格。D 以上均可
103.按《容規(guī)》規(guī)定，公稱直徑小于250mm，其壁厚≤28mm的壓力容器接管對接焊縫的無損檢測要求是（D）。A ≥20％RT檢測，III級合格
B 檢測比例及合格級別與壓力容器殼體主體焊縫要求相同
C 壓力容器殼體主體焊縫按GB150要求10o％RT或UT檢測的，該部位僅作表面檢測，局部檢測的容器，該部位沒有無損檢測要求 D 僅作表面檢測，I級合格
104.按《容規(guī)》規(guī)定，公稱直徑≥250mm（或公稱直徑＜250mrn，其壁厚＞28mm）的壓力容器對接焊縫的無損檢測要求是（B）。A 100％檢測，Ⅱ級合格
B檢測比例及合格級別與壓力容器殼體主體焊縫要求相同 C 100％檢測，Ⅲ級合格 D 以上均可 105.按GB150規(guī)定，當(dāng)施焊環(huán)境出現(xiàn)下列情況，且無有效防護(hù)措施時禁止施焊。（D）
A 手工焊時，風(fēng)速大于10m／s，相對濕度大于90% B 氣體保護(hù)焊時，風(fēng)速大于2m／s。C 雨、雪環(huán)境 D 以上都是
106.局部檢測的壓力容器，在焊縫上或附近開孔，以開孔中心為圓心，（B）倍開孔直徑為半徑的圓中所包容的焊縫應(yīng)100％RT或UT檢測。A 1.0
B 1.5 C 2.0
D 以上均可
107.按《容規(guī)》規(guī)定，壓力容器制造單位應(yīng)根據(jù)設(shè)計圖樣和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定選擇（C）。
A 檢測方法
B 檢測長度 C 檢測方法和檢測長度 D 以上都不對
108.按《容規(guī)》規(guī)定，檢測檔案和底片（包括原缺陷底片）或超聲自動記錄資料，保存期限不應(yīng)少于（C）。A 5年
B 3年 C 7年
D 以上均可
109.鋼制壓力容器的無損檢測方法有（D）A 射線
B超聲波 C 磁粉和滲透
D 以上都是 110.鋼制壓力容器的射線照相按JB4730標(biāo)準(zhǔn)，其透照質(zhì)量級別不低于（A）
A AB級
B A級 C B級
D 以上都對
11l.按CB150標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，焊縫坡口表面應(yīng)（D）A 不得有裂紋、分層和夾渣等缺陷
B 標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值δb＞540MPa的鋼材及Cr-Mo低合金鋼材經(jīng)火焰切割的坡口表面，應(yīng)進(jìn)行磁粉或滲透檢測
C 施焊前，應(yīng)清除坡口及其母材兩側(cè)表面20mm范圍內(nèi)的氧化物、油污、熔渣及其它有害雜物 D 以上都是
112.壓力容器的安全附件包括（D）。A 安全閥和爆破片
B 壓力表和溫度計 C 液面計
D 以上都是
113.按GB150標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，當(dāng)壓力容器A類、B類焊縫進(jìn)行100%射線或超聲檢測時，檢測結(jié)果評定（A）為合格。A 射線底片不低于Ⅱ級，超聲波不低于I級。B 射線底片不低于I級，超聲波不低于Ⅱ級。C 射線底片和超聲波都不低于A級。D 以上都是
114.按GB150標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，當(dāng)焊縫采用射線或超聲檢測時，發(fā)現(xiàn)檢測部位焊縫存在不允許缺陷時，應(yīng)在焊縫兩端的延伸部位增加檢測長度，增加的長度應(yīng)為焊縫長度的。（A）A 10%，且不小于250mm B 15％，且不小于250mm C 20％，且不小于250mm D 25％，且不小于250mm 115.第三類壓力容器對接接頭的對接焊縫，必須進(jìn)行（A）射線或超聲波檢測。
A 全部
B 局部 C 25％
D 50％
l16.對圖樣注明盛裝毒性為極度危害或高度危害介質(zhì)的，容器，其A類和B類焊縫必須進(jìn)行（A）射線或超聲檢測。A 全部
B 局部 C 25％
D 50％
117.按壓力容器在生產(chǎn)工藝過程中的作用，可分為（D）。A 反應(yīng)壓力容器 B 換熱壓力容器
C 分離壓力容器和儲存壓力容器 D 以上都是
118.按《容規(guī)》的規(guī)定，100％RT檢驗，II級合格的容器是（D）。A GB150、GB151等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行100％無損檢驗的壓力容器 B 第三類壓力容器和焊縫系數(shù)取1.0的壓力容器 C 無法進(jìn)行內(nèi)外部檢驗或耐壓試驗的壓力容器 D 以上都是
119.超高壓容器鍛件的超聲波檢測報告，應(yīng)由取得（A）資格證書者復(fù)核后簽發(fā)。A 高級
B 中級 c 中級或高級均可
D 只要有資格證書，不論幾級都可以
120.局部射線檢測的壓力容器對接焊縫最低合格級別為（C），但不得有未焊透缺陷。
A I
B II C III
D IV 121.壓力容器焊縫表面質(zhì)量要求是（D）。A 不得有裂紋、氣孔和弧坑 B 焊縫與母材應(yīng)圓滑過渡
C 不允許有（或有一定尺寸的）焊縫咬邊。D 以上都對。
122.按《容規(guī)》規(guī)定，液壓試驗的壓力容器，滿足（D）條件為合格。A 無滲透和無可見變形 B 試驗過程中無異常的響聲
C 對抗拉強(qiáng)度規(guī)定值下限≥540MPa的材料，表面無損檢測抽查未發(fā)現(xiàn)裂紋 D 以上都是
123.壓力容器按設(shè)計壓力（P）分為四個等級，具體劃分為：低壓（C）：中壓（B）：高壓（D）：和超高壓（A）。A ≥100MPa B 1.6MPa≤P＜10MPa C 0.1 MPa≤Pp＜1.6MPa D 10MPa≤P＜100MPa 124.壓力容器按（A）分為低壓、中壓、高壓、超高壓四個等級。A 設(shè)計壓力
B 最大允許工作壓力 C 試驗壓力
D 最高工作壓力
125.按GB150規(guī)定，碳鋼、16MnR制作的壓力容器Λ類和B類焊縫，采用雙面坡口，其焊縫上下余高e1為（B），e2為（A）（下式中δ1δ。2分別為坡口直邊高度的中心至板的上表面、下表面的距離）A 0～15%δ2且≤4mm B 0～1S％δ1且≤4mm C ＜1.5mm
D ＜0～2.4mm 126.按GB150規(guī)定，壓力容器出廠質(zhì)量證明文件應(yīng)包括（D）。
A 產(chǎn)品合格證
B 容器說明書 C 質(zhì)量證明書
D 以上都是
127.碳鋼及16MnR鋼制壓力容器水壓試驗用水的溫度不得低于（A）。A 5℃
B 3℃
C 1℃
D 0℃
128.雙面焊100％RT或UT檢測的壓力容器部位的焊縫系數(shù)為（D）。A 0.8
B 0.85 C 0.9
D 1.0 129.反應(yīng)壓力容器代號為（A）。A R
B E C S
D C 130.壓力容器質(zhì)量證明書的主要內(nèi)容為（D）。A 主要受壓元件的材料化學(xué)成份和力學(xué)性能 B無損檢測要求和結(jié)果；焊接質(zhì)量的檢驗結(jié)果 C 壓力試驗結(jié)果和氣密性試驗結(jié)果 D 以上都對
三、金屬材料部分
（一）正誤判斷題（正確的劃O，錯誤的劃×）
131.通過金屬材料在不同受力條件下所表現(xiàn)出來的不同特性指標(biāo)來衡量金屬材料的機(jī)械性能。（○）
132.碳是鋼中的強(qiáng)化元素，隨著含碳量的增加，鋼的強(qiáng)度和硬度提高，但塑性和韌性降低，可焊性變壞。
（○）
133.一般說來強(qiáng)度越大的鋼材塑性肯定不好。
（×）134.鋼材的性能主要取決于鋼的化學(xué)成份。
（×）
135.碳素鋼按含硫、磷量分為：普通碳素鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼、高級優(yōu)質(zhì)破素鋼。（○）
136.對鋼的熱處理工藝過程主要包括加熱、保溫和冷卻三個階段。
（○）137.改善鋼的性能，通常可以通過調(diào)整鋼的化學(xué)成分及對鋼進(jìn)行熱處理這兩種途徑來實現(xiàn)。（○）
138.壓力容器用鋼含碳量必須控制在0.25%以上。（×）
139.熱處理的主要目的是改變鋼的組織結(jié)構(gòu)，從而改變鋼的機(jī)械性能。
（O）
140.20g鋼中的“20”代表鋼的含碳量為0.2%，“g”代表鍋爐用鋼。（O）
141.常用的不銹鋼有：馬氏體型為lCr13；鐵素體型為Cr17T：奧氏體型為1Cr18Ni9Ti、Ocr18Ni9。
（O）
142.碳鋼是指含碳量小于2.06%的鐵碳含量。
（○）
143.材料的塑性主要用延伸率和斷面收縮率兩個指標(biāo)來表達(dá)。（○）144.不銹鋼是指能抵抗大氣腐蝕及酸堿腐蝕的鋼（×）145.通常可以通過化學(xué)成分和熱處理來改善鋼的性能。（○）
（二）選擇題（請在后面的括號里選擇您認(rèn)為正確的答案）146.金屬材料的常規(guī)機(jī)械性能指標(biāo)主要包括（C）。A 強(qiáng)度、塑性、硬度、屈服變形
B 強(qiáng)度、韌性、硬度、屈服變形 C 強(qiáng)度、塑性、硬度、韌性 D 強(qiáng)度、塑性、硬度延伸率
147.鋼材的最主要機(jī)械性能指標(biāo)取決于（A）。A強(qiáng)度
B塑性 C化學(xué)成份
D 組織結(jié)構(gòu) 148.金屬材料韌性的性能指標(biāo)有（B）。A硬度
B 沖擊功 C疲勞
D強(qiáng)度
149.代號20R為優(yōu)質(zhì)碳素鋼，代號“R”為（C）。A 熱處理用鋼
B 熱軋鋼 C 容器用鋼
D 熔化焊用鋼
150.如果加在物體上的外力去除后，物體仍能恢復(fù)到原來的形狀和尺寸，這種變形就叫做（B）。A 塑性變性
B 彈性變形 C 自由變性
D 以上都是
151.由于鋼加熱溫度過高造成晶界氧化或局部熔化的現(xiàn)象稱為（B）。A過熱
B過燒 C脫碳
D脫硫
152.碳在α-Fe中的固溶體稱（A）。A碳素體
B珠光體 C奧氏體
D滲碳體
153.在鐵-碳相圖上，Al線表示鋼在緩慢冷卻時，奧氏體開始轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w或在緩慢加熱時珠光體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，此線溫度為（D）。A 1538℃
B 1394℃ C 912℃
D 723℃
154.金屬材料抵抗壓陷能力的大小，也可以說是材料對局部塑性變形的抗力，稱為硬度。常用的硬度指標(biāo)有（D）。A 布氏硬度（HB）B 洛氏硬度（HR）C 維氏硬度（HV）D 以上都是
155.普通熱處理方法根據(jù)加熱、冷卻和處理方式不同分為（A）。A 退火、正火、淬火、回火 B 滲碳
C 滲氮
D 滲硼
156.下列元素中為鋼材有害元素（C）。A 碳、硅
B錳、釩 C硫、磷
D鉻、銅
157.碳素結(jié)構(gòu)鋼和碳素工具鋼的主要區(qū)別在于（D）。A 含碳、磷量不同 B 組織結(jié)構(gòu)不同
C 鋼的用途不同 D 含碳量不同
158.鋼材常見的缺陷有（D）。A 分層、重皮
B 夾渣、夾雜 C 氫白點(diǎn)
D 以上都是 159.碳素鋼按含碳量有（C）。
A 普通碳素鋼
B優(yōu)質(zhì)碳素鋼 C 低、中、高碳素鋼
D 鐵
160.合金鋼中，主要應(yīng)用的五大元素為（A）。A錳、硅、鉻、鋁、釩 B錳、硅、鉻、硫、釩 C錳、硅、碳、硫、釩 D錳、硅、鉻、氮、釩
四、焊接知識
（一）正誤判斷題（正確的劃○，錯誤的劃×）
161.焊接是利用原子之間的擴(kuò)散與結(jié)合使分離的金屬材料牢固地連接起來，成為一個整體的過程。
（○）
162.氣體保護(hù)焊是指在空氣保護(hù)的條件下進(jìn)行焊接的一種方法。
（×）
163.氬弧焊主要包括鎢極氬弧焊、熔化極氬弧焊。（○）
164.焊接接頭坡口是指以使金屬徹底熔化為目的的加工焊縫接頭部的板端設(shè)計出各種形狀的開槽。（○）
165.進(jìn)行焊接工藝時，必須由本單位持證焊工施焊。（○）166.焊接工藝評定可以由外部單位輸入。
（×）
167.焊接裂紋大致可分為焊縫金屬裂紋和熱影響區(qū)裂紋。
（○）
168.經(jīng)評定合格的焊接工藝指導(dǎo)書可直接用于生產(chǎn)。（○）169.焊條焊芯的質(zhì)量對焊縫質(zhì)量影響不大。（×）170.焊縫尺寸過小會降低接頭強(qiáng)度。（○）
171.焊接接頭包括焊縫和熱影響區(qū)及母材三個部分的金屬。
（×）172.按藥皮的酸堿性焊條可分為酸性焊條和堿性焊條。（○）173.金屬材料的焊接性能稱為可焊性。（○）174.焊接奧氏體不銹鋼時易出現(xiàn)晶間腐蝕。
（○）
175.壓力容器焊縫中如果存在未焊透，在承載后未焊透的缺口和端部形成應(yīng)力集中點(diǎn)往往會引起裂紋。
（○）176.焊縫焊肉的余高，越高直好。（×）
177.焊縫中的氣孔會降低焊縫金屬的致密性和塑性，減小焊縫的有效截面積。（○）
178.焊接缺陷是指焊縫內(nèi)部缺陷不包括表面缺陷和熱影晌區(qū)缺陷。（×）
179.焊接應(yīng)力是指在焊接過程中焊件內(nèi)部產(chǎn)生的應(yīng)力。
（○）
180.焊縫中的氣孔形狀有球狀、鏈狀、單個、密集等幾種類型。
（○）
（二）選擇題〈請在后面的括號里選擇您認(rèn)為正確的答案〉 181.CO2氣體保護(hù)焊多用于（A）焊接。A 低碳鋼和低合金鋼 B 低碳鋼和高合金鋼 C 高碳鋼和低合金鋼 D 高碳鋼和高合金鋼
182.選擇焊接材料時，主要考慮（D）。
A 母材的機(jī)械性能和焊縫機(jī)械性能等強(qiáng)或略強(qiáng)。B 母材的化學(xué)成份和焊縫的化學(xué)成份基本相同。C 工件的工作環(huán)境和使用情況。D 以上都對。
183.焊接接頭主要由（C）組成。A 焊縫、母材 B 焊縫、熔合線
C 焊縫、熔合線及熱影響區(qū) D 以上都是
184.焊接過程是指實現(xiàn)焊接的整個工藝工程，其中有（B）、冶金過程、相變過程和應(yīng)力應(yīng)變過程。A 晶粒粗大
B 熱過程 C 化學(xué)變化
D 晶格位移 185.埋弧自動焊的優(yōu)點(diǎn)主要是（C）。A 不出任何焊接缺陷 B 沒有焊接變形
C生產(chǎn)率高、焊縫成形好 D 設(shè)備性能好
186.焊條使用前烘干的主要目的是（D）。A 提高焊接接頭強(qiáng)度 B 減小焊接應(yīng)力
C 減小焊接變形 D 消除焊條中的水分 187.下列檢驗方法（C）、屬于焊接質(zhì)量的非破壞性檢查方法。A 拉伸試驗
B 沖擊試驗 C 滲透檢測
D 彎曲試驗
188.根據(jù)焊條藥皮性質(zhì)、焊條分為堿性和酸性，堿性焊條的操作工藝性能（B）。
A 一般
B 差
C 好
D 兩種焊條性能一樣，只是用途不同。189.焊接缺陷未熔合產(chǎn)生的原因有（D）。A 焊接參數(shù)不當(dāng)
B 焊接材料選擇不對
C 坡口處不干凈 D 以上都是
190.焊接試板經(jīng)外觀（C）后方可無損檢測。A 打磨
B 清理 C 檢查合格
D 修磨焊縫
191.異種鋼焊接時，熔合區(qū)上碳的擴(kuò)散會使熔合區(qū)產(chǎn)生碳濃度不均勻，從而導(dǎo)致熔合區(qū)的組織和性能（D）。A 不變
B 很好 C 很差
D 不均勻
192.焊條藥皮的主要作用是（A）。A 穩(wěn)定電弧、保護(hù)熔池 B 絕緣 C 防腐蝕 D 以上都對
193.焊縫上的內(nèi)凹是指（A）。A 焊縫背面焊縫金屬低于母材金屬 B 焊縫背面焊縫金屬高于母材金屬 C 咬邊
D 焊縫表面的弧坑
194.氣孔是指存在于焊縫內(nèi)部的（c）。A 白點(diǎn)C 空穴B 黑點(diǎn)D亮點(diǎn) 195.焊縫中裂紋端部應(yīng)力（D），易擴(kuò)展而使焊件破壞。A 高度擴(kuò)散
B 分散 C 放射
D 高度集中
196.焊縫上的咬邊嚴(yán)重時會產(chǎn)生（B）集中，降低結(jié)構(gòu)承受動負(fù)荷的能力和降低疲勞強(qiáng)度等。A 結(jié)構(gòu)
B應(yīng)力 C 強(qiáng)度D 塑性
197.裂紋在透照底片上呈現(xiàn)暗黑色、直線狀和分支狀的中部稍（B），兩端尖細(xì)。
Λ 窄
B 寬
C 次要因素 D 影響因素 198.在手工焊時，（C）利于減少和避免氣孔產(chǎn)生 A 酸性焊條
B 焊劑過篩 C 堿性焊條
D 焊絲去銹 199.焊前預(yù)熱的目的是（B）A 細(xì)化晶粒 B 避免產(chǎn)生裂紋 C 避免氣孔、夾渣產(chǎn)生
D 提高焊條熔化溫度，200.按缺陷危害大小，可以做如下排隊（D）。A裂紋、氣孔、夾渣、未焊透和末溶合 B 氣孔、夾渣、裂紋、未焊透和未溶合 C夾渣、氣孔、裂紋、未焊透和未溶合 D裂紋、未焊透和未熔舍、夾渣、氣孔
第二篇：鍋爐、壓力容器和管道焊接技術(shù)的新發(fā)展
鍋爐、壓力容器和管道焊接技術(shù)的新發(fā)展
近10年來，國內(nèi)外鍋爐、壓力容器和管道的焊接技術(shù)取得了引人注目的新發(fā)展。隨著鍋爐、壓力容器和管道工作參數(shù)的大幅度提高及應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展，對焊接技術(shù)提出了愈來愈高的要求。所選用的焊接方法、焊接工藝、焊接材料和焊接設(shè)備首先應(yīng)保證焊接接頭的高質(zhì)量，同時必須滿足高效、低耗、低污染的要求。因此，在這一領(lǐng)域內(nèi)，焊接工作者始終面臨復(fù)雜而艱巨的技術(shù)難題，要求不斷尋求最佳的解決方案。通過不懈的努力已在許多關(guān)鍵技術(shù)上取得重大突破，并在實際生產(chǎn)中得到成功的應(yīng)用，取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，使鍋爐、壓力容器和管道的焊接技術(shù)達(dá)到了新的發(fā)展水平。鑒于鍋爐、壓力容器和管道涉及到許多重要的工業(yè)部門，其中包括火力、水力、風(fēng)力，核能發(fā)電設(shè)備，石油化工裝臵，煤液化裝臵、輸油、輸氣管線，飲料、乳品加工設(shè)備，制藥機(jī)械，飲用水處理設(shè)備和液化氣儲藏和運(yùn)輸設(shè)備等，焊接技術(shù)的內(nèi)容是相當(dāng)廣泛的。本文因篇幅所限，僅就鍋爐、壓力容器和管道用鋼，先進(jìn)的焊接方法和焊接過程機(jī)械化和自動化三方面的新發(fā)展作如下概括的介紹。鍋爐壓力容器和管道用鋼的新發(fā)展1鍋爐用鋼的新發(fā)展在鍋爐、壓力容器和管道用鋼這三類鋼中，鍋爐用鋼的發(fā)展最為迅速。這主要是近10年來，火力發(fā)電站用燃料—煤炭的供應(yīng)日趨緊張，降低燃料 的消耗已成為世界性的迫切需要。為此，必須提高鍋爐的效率。通常鍋爐效率每提高5%，燃料的消耗可降低15%.而鍋爐的效率基本上取決于其運(yùn)行參數(shù)—蒸汽壓力和蒸汽溫度。最近，上海鍋爐廠生產(chǎn)600~670MW超臨界鍋爐的蒸汽壓力為254bar，過熱蒸汽溫度為569℃，鍋爐的熱效率約為43%.如果鍋爐的運(yùn)行參數(shù)提高到特超臨界級，即蒸汽壓力為280bar蒸汽溫度為620℃，鍋爐的熱效率可提高到47%.目前世界上特超臨界鍋爐的最高工作參數(shù)為350bar/700℃/720℃，鍋爐的熱效率達(dá)到了50%.這里應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)指出，隨著鍋爐效率的提高，鍋爐煙氣中的SO2、NOX和CO2的排放量逐漸下降。因此從減少大氣污染的角度出發(fā)，設(shè)計制造高工作參數(shù)的特超臨界鍋爐也是必然的發(fā)展趨勢。鍋爐蒸汽參數(shù)的提高直接影響到鍋爐受壓部件的強(qiáng)度性能。在超臨界和特超臨界工作條件下，鍋爐的主要部件，如膜式水冷壁，過熱器，再熱器、高壓出口集箱和主蒸汽管道的工作溫度均已達(dá)到鋼材蠕變溫度范圍以內(nèi)。制作這些部件的鋼材在規(guī)定的工作溫度下，除了具有足夠的蠕變強(qiáng)度（或105h高溫持久強(qiáng)度）外，還應(yīng)具有高的耐蝕性和抗氧化性以及良好的焊接性和成形性能。從鍋爐主要部件用鋼的發(fā)展階段來看，即便是工作溫度相對較底的水冷壁部件，也必須采用鉻含量大于2%的Cr-Mo鋼或多組元的CrMoVTiB鋼。按現(xiàn)行的鍋爐制造規(guī)程，這類低合金鋼，當(dāng)管壁厚度超過規(guī)定的界限時，焊后必須進(jìn)行熱處理。由于
膜式水冷壁的外形尺寸相當(dāng)大，工件長度一般超過30m，焊后熱處理不僅延長了生產(chǎn)周期，而且大大提高了制造成本。為解決這一問題，國外研制了一種專用于膜式水冷壁的新鋼種7CrMoVTiB1010.最近，該鋼種已得到美國ASME的認(rèn)可，并已列入美國ASME材料標(biāo)準(zhǔn)，鋼號為A213-T24.這種鋼的特點(diǎn)是含碳量控制在0.10%以下，硫含量不超過0.010%，因此具有相當(dāng)好的焊接性。焊前無需預(yù)熱。當(dāng)管壁厚度不大于10mm，焊后亦可不作熱處理。在特超臨界的蒸氣參數(shù)下，當(dāng)蒸氣溫度達(dá)到700℃，蒸氣壓力超過370bar時，水冷壁的壁溫可能超過600℃。在這種條件下，必須采用9%Cr或12%Cr馬氏體耐熱鋼。這些鋼種對焊接工藝和焊后熱處理提出了嚴(yán)格的要求，必須采取特殊的工藝措施，才能確保接頭的焊接質(zhì)量。對于鍋爐過熱器和再熱器高溫部件，在超臨界和特超臨界蒸汽參數(shù)下，其工作溫度范圍為560~650℃。在低溫段通常采用9~12%Cr鋼，從高溫耐蝕性角度考慮，最好選用12%Cr鋼。在600℃以上的高溫段，則必須采用奧氏體鉻鎳高合金耐熱鋼。根據(jù)近期的研究成果，對于高溫段過熱器和再熱器管件，為保證足夠高的高溫耐蝕性和抗氧化性，應(yīng)當(dāng)選用鉻含量大于20%的奧氏體鋼，例如25Cr-20NiNbN（HR3C），23Cr-18NiCuWNbN（SAVE25），22Cr-15NiNbN（TempaloyA-3），和20Cr-25NiMoNbTi（NF709）等。在相當(dāng)高的蒸汽參數(shù)下（375bar/700℃）下，在過熱器出口段，由于奧氏體鋼蠕變
強(qiáng)度不足，不能滿足要求，而必須采用鎳基合金，如Alloy617.現(xiàn)代奧氏體耐熱鋼與傳統(tǒng)的奧氏體耐熱鋼相比，其最大特點(diǎn)是含有多組元的碳化物強(qiáng)化元素，從而在很大程度上提高了鋼材的蠕變強(qiáng)度。對于超臨界鍋爐機(jī)組的高壓出口集箱和主蒸汽管道等厚壁部件主要采用改進(jìn)型的9-12%Cr馬氏體鉻鋼。9~12%馬氏體鉻鋼的發(fā)展規(guī)律與前述的奧氏體耐熱鋼相似，即從最原始的Cr-Mo二元合金向多組元合金演變，其主攻方向是盡可能提高鋼材的高溫蠕變強(qiáng)度，減薄厚壁部件的壁厚，以簡化制造工藝和降低制造成本。上述鋼種由于嚴(yán)格控制了碳、硫、磷含量，焊接性明顯改善。在國外超臨界和特臨界鍋爐已逐步推廣應(yīng)用，取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。2壓力容器用鋼的新發(fā)展近年來，壓力容器用鋼的發(fā)展與鍋爐用鋼不同，其主攻方向是提高鋼的純凈度，即采用各種先進(jìn)的冶煉技術(shù)，最大限度地降低鋼中的有害雜質(zhì)元素，如硫、磷、氧、氫和氮等的含量。這些冶金技術(shù)的革新，不僅明顯地提高了鋼的沖擊韌性，特別是低溫沖擊韌性，抗應(yīng)變時效性、抗回火脆性、抗中子幅照脆化性和耐蝕性，而且可大大改善其加工性能，包括焊接性和熱加工性能。對比采用常規(guī)冶煉方法和現(xiàn)代熔煉方法軋制的16MnR鋼板的化學(xué)成分和不同溫度下的缺口沖擊韌度和應(yīng)變時效后的沖擊韌性，數(shù)據(jù)表明，超低級的硫、磷、氮含量顯著地提高了普通低合金鋼的低溫沖擊韌度和抗應(yīng)變時效性。高純凈化對深低溫用9%Ni鋼的極限工作溫
度（-196℃）下的缺口沖擊韌度也起到相當(dāng)良好的作用，按美國ASTMA353和A553（9%Ni）鋼標(biāo)準(zhǔn)，該鋼種在-196℃沖擊功的保證值為27J.但按大型液化天然氣（LNG）儲罐的制造技術(shù)條件，9%Ni鋼殼體-196℃的沖擊功應(yīng)70J，相差2.6倍之多。這一問題也是通過9%Ni鋼的純凈化處理而得到完滿的解決。同時還大大改善了9%Ni鋼的焊接性。焊接不必預(yù)熱，焊后亦無須熱處理。對于厚度30mm以下的9%Ni鋼，焊前不必預(yù)熱，焊后亦無需熱處理。這對于大型（10萬m3以上）LNG儲罐的建造，具有十分重要的意義。把9%Ni鋼標(biāo)準(zhǔn)的化學(xué)成分和力學(xué)性能并與高純度9%Ni鋼相應(yīng)的性能進(jìn)行對比，它們之間的明顯差異。在高壓加氫裂化反應(yīng)容器中，由于工作溫度高于450℃，殼體材料必須采用2.25CrlMo或3CrlMo低合金抗氧鋼。但這類鋼在450℃以上溫度下長期使用時，會產(chǎn)生回火脆性，使鋼的韌性明顯下降，給加氫反應(yīng)的安全運(yùn)行造成隱患。近期的大量研究證明，上列鉻鉬鋼的回火脆性主要起因于鋼中P、Sn、Sb和As等微量雜質(zhì)。合金元素Si和Mn也對鋼的回火脆性起一定的促進(jìn)作用。因此必須通過現(xiàn)代的冶金技術(shù)，把鋼中的這些雜質(zhì)降低到最低的水平。目前，許多國外鋼廠已提出嚴(yán)格控制鋼中雜質(zhì)含量的供貨技術(shù)條件。現(xiàn)代煉鋼技術(shù)能夠達(dá)到了最低雜質(zhì)含量的上限，可大大降低2.25CrlMo和3CrlMo鋼的回火脆性敏感性，其回火脆性指數(shù)J低于100，而普通的2.25Cr-lMo鋼的J指數(shù)高達(dá)300.由此
可見，壓力容器用鋼的純凈化是一種必然的發(fā)展趨勢。近幾年來，各類不銹鋼在金屬結(jié)構(gòu)制造業(yè)中應(yīng)用急速增長，其年增長率為5.5%，2003年世界不銹鋼消耗量為2150萬噸，其中我國不銹鋼的用量占54.2%極大部分用于各種壓力容器和管道，包括部分輸油輸氣管線。為滿足各種不同的運(yùn)行條件下的耐蝕性要求，并改善不同施工條件下的加工性能，近期開發(fā)了多種性能優(yōu)異的不銹鋼，其中包括超級馬氏體不銹鋼、超級鐵素體不銹鋼，鐵素體—奧氏體雙相不銹鋼和超級鐵素體—奧氏體不銹鋼。這些新型不銹鋼的共同特點(diǎn)是超低碳、超低雜質(zhì)含量、合金元素的匹配更趨優(yōu)化，不僅顯著提高了其在各種腐蝕介質(zhì)下的耐蝕性，而且大大改善了焊接性和熱加工性能。在一定的厚度范圍，超級馬氏體不銹鋼焊前可不必預(yù)熱，焊后亦無需作熱處理。這對于大型儲罐和跨國海底輸油輸氣管線的建設(shè)具有重要的經(jīng)濟(jì)意義。目前已在壓力容器和管道制造中得到實際應(yīng)用的馬氏體不銹鋼、鐵素體—奧氏體雙相不銹鋼和超級雙相不銹鋼，這些不銹鋼合金系列與常規(guī)不銹鋼之間存在較大的差異。3管道用鋼的新發(fā)展管道用鋼的發(fā)展在很多方面與前述的鍋爐與壓力容器用鋼相似。實際上很多鋼種和鋼號都是相同的，其中只有輸氣管線用鋼可以認(rèn)為是獨(dú)立的分支。近10年來，輸送管線的工作應(yīng)力已從40bar提高到100bar，甚至更高。最近臺灣省建造了一座1600MW抽水蓄能電站，其壓水管道采用了X100型（屈服強(qiáng)度
690Mpa）高強(qiáng)度鋼。目前在世界范圍內(nèi)，輸送管線中采用的最高強(qiáng)度級別的鋼種為X80型，相當(dāng)于我國標(biāo)準(zhǔn)鋼號L555，其最低屈服強(qiáng)度為555Mpa.國外已計劃將X100型高強(qiáng)度鋼用于輸送管線。鑒于管線的焊接都在野外作業(yè)，要求鋼材具有良好的焊接性，因此管線用鋼多采用低碳，低硫磷的微合金鋼，并經(jīng)熱力學(xué)處理。鍋爐、壓力容器和管道焊接方法的新發(fā)展鍋爐、壓力容器和管道均為全焊結(jié)構(gòu)，焊接工作量相當(dāng)大，質(zhì)量要求十分高。焊接工作者總是在不斷探索優(yōu)質(zhì)、高效、經(jīng)濟(jì)的焊接方法，并取得了引人注目的進(jìn)步。以下重點(diǎn)介紹在國內(nèi)外鍋爐、壓力容器與管道制造業(yè)中已得到成功應(yīng)用的先進(jìn)高效焊接方法。1鍋爐膜式水冷壁管屏雙面脈沖MAG自動焊接生產(chǎn)線為提高鍋爐熱效率，節(jié)省材料費(fèi)用，大型電站鍋爐式水冷壁管屏均采用光管＋扁鋼組焊而成。這種部件的外形尺寸與鍋爐的容量成正比。一臺600MW電站鍋爐膜式水冷壁管屏的拼接縫總長已超過萬米。因此必須采用高效的焊接方法。在上世紀(jì)90年代以前，國內(nèi)外鍋爐爐制造廠大多數(shù)采用多頭（6~8頭）埋弧自動焊。在多年的實際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，這種埋弧焊方法存在一致命的缺點(diǎn)，即埋弧焊只能從單面焊接，管屏焊后不可避免會產(chǎn)生嚴(yán)重的撓曲變形。管屏長度愈長，變形愈大，必須經(jīng)費(fèi)工的校正工序。不僅提高了生產(chǎn)成本，而且延長了成產(chǎn)周期。因此必須尋求一種更合理的焊接方法。上世紀(jì)80年代后期，日本三菱重工率先開發(fā)膜式水冷
壁管屏雙面脈沖MAG自動焊新焊接方法及焊接設(shè)備，并成功地應(yīng)用于焊接生產(chǎn)。這種焊接方法在日本俗稱MPM法，其特點(diǎn)是多個MAG焊焊頭從管屏的正反兩面同時進(jìn)行焊接。焊接過程中，正反兩面焊縫的焊接變形相互抵消。管屏焊接后基本上無撓曲變形。這是一項重大的技術(shù)突破。經(jīng)濟(jì)效益顯著。數(shù)年后哈爾濱鍋爐廠最先從日本三菱公司引進(jìn)了這項先進(jìn)技術(shù)和裝備，并在鍋爐膜式壁管屏拼焊生產(chǎn)中得到成功的應(yīng)用。之后，逐步在我國各大鍋爐制造廠推廣應(yīng)用，至今已有十多條MPM焊接生產(chǎn)線正常投運(yùn)。管屏MPM焊接的主要技術(shù)關(guān)鍵是必須保證正反兩面的焊縫質(zhì)量，包括焊縫熔深，成形和外形尺寸基本相同。這就要求在仰焊位臵的焊接采用特殊的焊接工藝—脈沖電弧MAG焊（富氬混合氣體）。焊接電源和送絲系統(tǒng)應(yīng)在管屏全長的焊接過程中產(chǎn)生穩(wěn)定的脈沖噴射過渡。因此必須配用高性能和高質(zhì)量的脈沖焊接電源和恒速送絲機(jī)。這些焊接設(shè)備的性能和質(zhì)量愈高，管屏反面焊縫的質(zhì)量愈穩(wěn)定，合格率愈高。實際上，哈鍋廠從日本三菱重工引進(jìn)的原裝機(jī)只配用了晶閘管控制的第二代脈沖MIG/MAG焊電源，送絲機(jī)也只是傳統(tǒng)的等速送絲機(jī)，管屏反面焊縫的合格率達(dá)不到100%，總有一定的返修量，為進(jìn)一步改進(jìn)膜式壁管屏MPM焊機(jī)的性能，最近國產(chǎn)的管屏MPM焊機(jī)配用了第三代微要控制逆變脈沖焊接電源和測速反饋的恒速送絲機(jī)，明顯提高了反面焊縫的合格率。2鍋爐受熱面管對接高效焊接法鍋爐受熱
面過熱器和再熱器部件管件接頭的數(shù)量和壁厚，隨著鍋爐容量的提高而成倍增加，600MW電站鍋爐熱器的最大壁厚已達(dá)13mm，接頭總數(shù)超過數(shù)千個。傳統(tǒng)的填充冷絲TIG焊的效率以遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足實際生產(chǎn)進(jìn)展的要求，必須采用效率較高的且保接頭質(zhì)量的溶焊方法。為此，哈鍋和上鍋相繼從日本引進(jìn)了厚壁管細(xì)絲脈沖MIG自動焊管機(jī)，其效率比傳統(tǒng)的TIG焊提高3~5倍。后因經(jīng)常出現(xiàn)根部未焊透和弧坑下垂等缺陷而改用TIG焊封底MIG焊填充和蓋面工藝，改進(jìn)的焊接工藝雖然基本上解決了根部未焊透的問題，但降低了焊接效率，增加了設(shè)備的投資，同時也使操作程序復(fù)雜化。最近，上鍋，哈鍋又從國外引進(jìn)了熱絲TIG自動焊管機(jī)。熱絲TIG焊的原理是將填充絲在送入焊接熔池之前由獨(dú)立的恒壓交流電源供電。電阻加熱至650~800℃高溫，這就大大加速了焊絲的熔化速度，其熔敷率接近于相同直徑的MTG焊熔敷率。另外，TIG方法良好的封底特性確保了封底焊道的熔質(zhì)量，因此，熱絲TIG焊不失為小直徑壁厚管對接焊優(yōu)先選擇的一種焊接方法。然而不應(yīng)當(dāng)由此全面否定脈沖MIG焊在小直徑壁厚管對接中應(yīng)用的可行性。曾通過大量的試驗查明，在厚壁管MIG焊對接接頭中，根部末焊透90%以上位于超弧段，而弧坑下垂起因于連續(xù)多層焊時熔池金屬熱量積聚導(dǎo)致過熱。如將焊接電源電弧的功率作精確的控制，則完全可以消除上述缺陷的形成。但由于引進(jìn)的MIG焊自動焊管機(jī)原配的焊接電源為晶閘管脈
沖電源，無法實現(xiàn)電弧功率的程序控制如改用當(dāng)代最先進(jìn)的全數(shù)字控制逆變脈沖焊接電源或波形控制脈沖焊接電源（計算機(jī)軟件控制小），則可容易地按焊接工藝要求，對焊接電弧的功率作精確的控制，確保接頭的焊接質(zhì)量。我們建議對現(xiàn)有的管子對接自動焊MIG焊機(jī)組織二次開發(fā)，將原有的晶閘管焊接電源更換成全數(shù)字控制逆變脈沖焊接電源，并采用PLC和人機(jī)界面改造控制系統(tǒng)，充分發(fā)揮MIG焊的高效優(yōu)勢。3厚壁容器縱環(huán)縫的窄間隙埋弧焊厚壁容器對接縫的窄間隙埋弧焊是一種優(yōu)質(zhì)、高效、低耗的焊接方法。自1985年哈鍋從瑞典ESAB公司引進(jìn)第一臺窄間隙埋弧焊系統(tǒng)以來，窄間隙埋弧焊已在我國各大鍋爐、化工機(jī)械和重型機(jī)械等制造廠推廣使用，近20年的實際生產(chǎn)經(jīng)驗表明，窄間隙埋弧焊確實是厚壁容器對接焊的最佳選擇。為進(jìn)一步提高窄間隙埋弧焊的效率，國內(nèi)外推出串列電弧雙絲窄隙埋弧焊工藝與設(shè)備，但至今未得到普遍推廣應(yīng)用。這不僅是因為增加了操作的難度，更主要的是交流電弧的焊道成形欠佳，不利于脫渣，容易引起焊縫夾渣。最近，美國林肯（Lincoln）公司向中國市場推出交流波形參數(shù)（脈沖寬度、正半波電流值、脈沖頻率，脈沖波形斜率）可任意控制的AC/DC1000型埋弧焊電源。采用這種新一代的計算機(jī)控制埋弧焊電源，可使串列電弧雙絲埋弧焊的工藝參數(shù)達(dá)到最佳的組合。不但可以獲得窄間隙埋弧焊所要求的焊道形成，而且還可進(jìn)一步提高交流電弧焊絲的
熔敷率。可以預(yù)期，波形控制AC/DC埋弧焊電源的問世必將對串列電弧雙絲窄間隙埋弧焊的推廣應(yīng)用作出積級的貢獻(xiàn)。4大直徑厚壁管生產(chǎn)中的高效焊接法隨著輸送管線工作參數(shù)不斷提升，大直徑厚壁管的需求量急劇增加，制造這類管材量經(jīng)濟(jì)的方法是將鋼板壓制成形，并以1條或2條縱縫組焊而成。由于厚壁管焊接工作量相當(dāng)大，為提高鋼管的產(chǎn)量，通常采用3絲，4絲或5絲串列電弧高速埋弧焊。5絲埋弧焊焊接16mm厚壁管外縱縫的最高焊接速度可達(dá)156m/h，焊接38mm厚壁管外縱縫的最高焊接速度可達(dá)100mm/h.最近，我國某鋼鐵公司將投資數(shù)十億建設(shè)一條大直徑厚管生產(chǎn)線，其中內(nèi)外縱縫焊接機(jī)擬采用5絲串列電弧高速埋弧焊工藝。為確保達(dá)到最高焊縫質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，最好配用高性能的PowerwaveAC/DC1000數(shù)字控制焊接電源。5風(fēng)力發(fā)電站生產(chǎn)中的高效焊接方法眾所周知，我國當(dāng)前正面臨電力十分緊張的狀況，而且火力發(fā)電廠煙氣大量排放對大氣的污染也令人擔(dān)憂。因此發(fā)展綠色能源已成為世人關(guān)注的焦點(diǎn)。在世界范圍內(nèi)風(fēng)力發(fā)電作為一種可再生的清潔能源因運(yùn)而生，產(chǎn)并以相當(dāng)高的速度發(fā)展，年增長率約為20%.近來，我國也開始重視風(fēng)力發(fā)電的建設(shè)，制定相應(yīng)的規(guī)劃，可望在今后5年內(nèi)將有較快的發(fā)展。風(fēng)力發(fā)電站主要由基礎(chǔ)、底座、立柱、風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)和饋電系統(tǒng)等組成，其中底座和立柱為焊接結(jié)構(gòu)，采用不同厚度的低碳鋼或低合金鋼板卷制而成。錐形立柱總
長可達(dá)100m，底部最大直徑為4.8m，壁厚40~70mm，項部直徑約1.7m，壁厚12~35m.總重量約80T.每根立柱熔敷金屬的重量約700—1500Kg.可見焊接工作量相當(dāng)可觀而且必須采用高效焊接法。最近瑞典ESAB公司專為風(fēng)力發(fā)電站立柱焊接推出兩對雙絲串列電弧埋弧焊接法（Tandem-Twin）。如采用4根￠時2.5mm的焊絲，最高熔敷率可達(dá)38Kg/h，而普通的單弧雙絲焊（TwinArc）的熔敷率僅為15Kg//h.錐體簡身縱縫采用兩對雙絲串列電弧焊，配用的焊接電源型號相應(yīng)為LAF1250和TAF1250.立柱環(huán)縫采用焊接操作機(jī)與頭尾架翻轉(zhuǎn)機(jī)組合的專用焊接裝臵，頭架轉(zhuǎn)盤由交流伺服電機(jī)驅(qū)動，可精確控制工件旋轉(zhuǎn)速度，以確保焊縫的高質(zhì)量。鍋爐、壓力容器和管道焊接自動化的新發(fā)展在我國鍋爐、壓力容器和管道制造行業(yè)中，各大中型企業(yè)的焊接機(jī)械化和自動化程度相對較高，像哈鍋，上鍋這樣的企業(yè)已達(dá)到80%以上。不過，在國際上對焊接機(jī)械化和自動化作了重新定義。焊接機(jī)械化是指焊接機(jī)頭的運(yùn)動和焊絲的給送由機(jī)械完成，焊接過程中焊頭相對于接縫中心位臵和焊絲離焊縫表面的距離仍須由焊接操作工監(jiān)視和手工調(diào)整。焊接自動化是指焊接過程自啟動至結(jié)束全部由焊機(jī)的執(zhí)行自動完成。無需操作工作任何調(diào)整，即焊接過程中焊頭的位臵的修正和各焊接參數(shù)的調(diào)整是通過焊機(jī)的自適應(yīng)控制系統(tǒng)實現(xiàn)的。而自適應(yīng)控制系統(tǒng)通常由高靈敏傳感器，人工智能軟件、信息處理器和快速反應(yīng)的精密執(zhí)行機(jī)構(gòu)
等組成。按照上述標(biāo)準(zhǔn)來衡量，我國鍋爐，壓力容器和管道焊接的自動化率是相當(dāng)?shù)偷摹O大多數(shù)僅實現(xiàn)了焊接生產(chǎn)的機(jī)械化。因此，為加速本行業(yè)焊接生產(chǎn)現(xiàn)代化的進(jìn)程，增強(qiáng)企業(yè)的核心競爭力，應(yīng)盡快提高焊接自動化的程度。按照當(dāng)前中央提出的“以人為本”的理念。焊接自動化具有更深刻的意義。它不僅僅是提高了焊接生產(chǎn)率和穩(wěn)定了焊接質(zhì)量，而更重要的是使焊工遠(yuǎn)離了有害的工作環(huán)境，減輕或消除了職業(yè)病的危害。以下列舉幾個在壓力容器和管道制造中已得到實際應(yīng)用現(xiàn)代化自動焊接裝備實例。以說明其基本結(jié)構(gòu)和功能以及在焊接生產(chǎn)中所發(fā)揮的作用。1厚壁壓力容器對接接頭的全自動焊接裝備德國Babcock-Borsig公司與瑞典ESAB公司合作于1997年開發(fā)了一臺大型龍門式全自動自適應(yīng)控制埋弧裝備。專用于、厚壁容器筒體縱縫和環(huán)縫的焊接。自1998年正式投運(yùn)至今使用狀況良好，為了型厚壁容器對接縫的自動埋弧焊開創(chuàng)了成功的先例。該裝備配臵了串列電弧雙絲埋弧焊焊頭，由計算機(jī)軟件控制的ABW系統(tǒng)（AdaptiveBattWelding）和激光圖像傳感器。在焊接過程中激光圖像傳感器連續(xù)測定接頭的外形尺寸，測量數(shù)據(jù)通過計算機(jī)由智能軟件快速處理，并確定所要求的焊接參數(shù)和焊頭位臵。也就是說每焊道的尺寸和焊道的排列是由系統(tǒng)的軟件以自適應(yīng)的方式控制的。系統(tǒng)軟件可調(diào)整每一填充焊道的4個焊接參數(shù)：焊接速度，焊接電流，焊道的排列和各填充層
和蓋面層的焊道數(shù)。因此，該系統(tǒng)可使實時焊接參數(shù)自動適應(yīng)接頭整個長度上橫截面和幾何尺寸的偏差。焊接速度是控制不同區(qū)域內(nèi)的熔敷金屬量，而焊接電流是控制焊道的高度和熔敷金屬量。焊道的排列是決定每層焊道間的搭接量。每層的焊道數(shù)則取決于每層的坡口寬度。該設(shè)備的主控制器和監(jiān)視器以PC機(jī)為基礎(chǔ)。多年的使用經(jīng)驗表明，該裝備不僅大大提高厚壁容器的焊接生產(chǎn)率，而且確保形成無缺陷的厚壁焊縫，同時顯著降低了焊工勞動強(qiáng)度，改善了工作環(huán)境。2厚壁管件全自動多站焊接裝臵火力和核電站的主蒸汽管道，其壁厚已超過100mm，焊接工作量相當(dāng)大，迫切需要實現(xiàn)焊接生產(chǎn)的全自動化，以提高生產(chǎn)率。每個焊接工作站由焊接操作機(jī)，翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，滾輪架，夾緊裝臵和焊接機(jī)頭及焊接電源等組成。所有的焊接工作站由中央控制器集成控制。適用的管徑范圍為139~558mm，壁厚18~100mm.管件長度大于1800mm.可全自動焊接直管對接，直管與彎管接頭，直管與法蘭以及直管與端蓋對接接頭。焊接方法采用窄坡口熱絲TIG焊。在該自適應(yīng)控制系統(tǒng)中，采用黑白攝像機(jī)檢測坡口邊緣的位臵。采用彩色攝像機(jī)監(jiān)控電弧和填充絲的位臵。通過檢則焊絲加熱電流控制填充絲的垂直方向的位臵。這種控制方法是利用黑白攝像機(jī)的圖像，經(jīng)過計算機(jī)圖像處理，確定內(nèi)外邊緣的照度差。當(dāng)焊接條件變化時，系統(tǒng)將自動調(diào)整攝相機(jī)快門的曝光時間。以達(dá)到給定的照度，使焊槍始終保持在焊接開始
時調(diào)整好的位臵。壁厚管件全自動多站焊接裝臵基本上實現(xiàn)了焊接作業(yè)無人操作。只需要一名操作人員在主控制室內(nèi)設(shè)臵管件的原始條件并在焊接過程中進(jìn)行監(jiān)控。這種全自動焊接裝臵已在日本三菱重工公司投入生產(chǎn)試用。3大直徑管對接全位臵自TIG焊機(jī)大直徑管對接的全位臵TIG焊是一項難度很大的焊接作業(yè)，培養(yǎng)一名技能高度熟練的焊工需要耗費(fèi)大量的人力和物力，而且產(chǎn)品的焊接質(zhì)量還取決于焊工自身多年積累的生產(chǎn)經(jīng)驗。為了克服對焊工技能的依賴性，消除人為因素對產(chǎn)品焊接質(zhì)量的不利影響，產(chǎn)生了開發(fā)模擬高級熟練焊工的智能和操作要領(lǐng)的全自動焊管機(jī)的想法。該自動焊管機(jī)可用于直徑165—1000mm，壁厚7.0—35.0mm的不銹鋼管環(huán)縫的全位臵焊，并采用窄間隙填絲TIG焊（單層單道焊工藝）。焊機(jī)的自動控制系統(tǒng)采用了視覺和聽覺傳感器，由計算機(jī)程序控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，模仿熟練焊工的反應(yīng)和動作。自適應(yīng)控制和質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)的作用原理為，自適應(yīng)控制主要是通過視覺傳感器實時檢測的信息和計算機(jī)圖像處理，按模糊邏輯規(guī)則，實時控制鎢極相對于坡口邊緣的位臵，填充焊絲相對于鎢極的位臵以及決定焊接熔池尺寸的焊接參數(shù)。而焊縫質(zhì)量的監(jiān)控系統(tǒng)則按照激光視頻傳感器，聽覺傳感器和電流傳感器的信息實時修正焊接熔池尺寸，焊道形狀，鎢極尖端的形狀，電弧燃燒的穩(wěn)定性和焊接電流，以保證焊縫質(zhì)量的一致性。在自適應(yīng)控制系統(tǒng)中，安裝在焊槍前側(cè)的視覺傳感器
（攝像機(jī)）起主要作用，將所攝取的對接區(qū)圖像輸入到計算機(jī)，根據(jù)計算機(jī)軟件圖像處理結(jié)果，可以定量檢測鎢極相對于坡口邊緣的位臵，填充焊絲相對于鎢極的橫向位移，以及焊接熔池的尺寸及鎢極的損耗。激光視頻傳感器是由攝像機(jī)和激光聚光燈組成，安裝在焊槍的后側(cè)。所形成的圖像可用來測定焊道邊緣的潤溫角，即焊道表面與坡口側(cè)壁之間的角度。控制系統(tǒng)根據(jù)這些信息，對焊接參數(shù)進(jìn)行自適應(yīng)控制。自適應(yīng)計算方法的工原理如下。焊接過程中，為調(diào)整鎢極的位臵，引用了模糊邏輯理論，即所謂奇數(shù)理論。當(dāng)前節(jié)距內(nèi)鎢極位臵的修正速度是按所測定的鎢極位移量和前一節(jié)距內(nèi)的修正速度計算的，以此來保證修正精度。上述大直徑管全自動全位臵焊管機(jī)已在電站鍋爐安裝工程中得到實際的應(yīng)用，取得了令人滿意的效果。
第三篇：金屬焊接性試題總結(jié)
金屬焊接性：就是金屬是能否適應(yīng)焊接加工而形成完整的，具備一定使用性能的焊接接頭的特性，一是金屬在焊接加工中是否容易形成缺陷，二是漢城的接頭在一定使用條件下可靠運(yùn)行的能力影響焊接性的因素：1材料2工藝3結(jié)構(gòu)4服役條件 斜Y形坡口焊接裂紋實驗法：用來評定碳鋼和低合金高強(qiáng)鋼焊接熱影響區(qū)對冷裂紋的敏感性 又稱“小鐵研”法焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)的表面裂紋率<20%安全 堆焊：是用焊接方法在工件表面堆敷一層具有特定性能材料的工藝過程，堆焊是使零件表面獲得具有耐磨，耐熱，耐蝕等性能的熔敷金屬，或是修復(fù)零件，增加零件尺寸 熱軋鋼wc《0.20%通過Mn，Si等合金的固溶強(qiáng)化來保證鋼的強(qiáng)度 Q345鋼由于碳有嚴(yán)重偏析，鋼板各部分的含碳量相差很大，因此在焊接角焊縫時出現(xiàn)大量的熱裂紋，在這種情況下就要從工藝上設(shè)法減少熔合比，增大焊縫成形系數(shù)，在焊接材料上采用低碳焊絲和焊二氧化硅較低的焊劑以此降低寒風(fēng)中的含碳量和提高焊縫中的錳含量，解決了熱裂紋的問題 熱軋機(jī)正火鋼的焊接工藝要點(diǎn)及焊接時的要求：1）焊接材料的選擇：選擇焊材的依據(jù)是保證焊縫金屬的強(qiáng)度、塑性和韌性等力學(xué)性能與母材相匹配。1選擇相應(yīng)級別的焊接材料。2必須同時考慮到熔合比和冷卻速度的影響。3必須考慮到熱處理對焊接力學(xué)性能的影響。4為保證焊接過程的低氫條件，焊絲應(yīng)嚴(yán)格去油，必要時應(yīng)對焊絲進(jìn)行真空除氫處理。2》焊接工藝參數(shù)的影響：1焊接線能量：主要考慮過熱區(qū)的脆化和冷裂紋兩個因素。2預(yù)熱：預(yù)熱主要是防止裂紋，同時還有一定的改善組織、性能的作用。3焊后熱處理：一般情況下熱軋及正火鋼焊后不需要熱處理但對要求抗力腐蝕的焊接結(jié)構(gòu)、低溫下使用的焊接結(jié)構(gòu)及厚壁高壓容器需要進(jìn)行消應(yīng)力處理。4焊接接頭的力學(xué)性能：焊接金屬和熱影響區(qū)的力學(xué)性能是影響使用性的基本性能。低碳調(diào)質(zhì)鋼：低碳鋼中碳含量不高于0.22添加猛、鉻、鎳、鉬、釩、鈮銅主要是為了提高鋼的淬透性和馬氏體的回火穩(wěn)定性。這類鋼由于碳含量低，淬火后得到低碳馬氏體而且會發(fā)生自回火脆性小具有良好的焊接性。經(jīng)過淬火加回火熱處理的剛成為調(diào)制鋼。低碳調(diào)質(zhì)鋼具有較高的強(qiáng)度和良好的塑性、韌性和耐磨性，裂紋敏感性低。強(qiáng)度等級不同的兩種低調(diào)質(zhì)碳鋼焊接時的淬硬性很大，又產(chǎn)生焊接裂紋的傾向。采用低強(qiáng)匹配焊材和co2氣體保護(hù)焊，控制焊縫擴(kuò)散氫含量在超低氫水平，可實現(xiàn)在不預(yù)熱條件下的焊接。選用低強(qiáng)匹配的焊材，接頭的實際強(qiáng)度可能等強(qiáng)，甚至超強(qiáng)，而按等強(qiáng)匹配選擇的焊材可能造成超強(qiáng)的效果，造成焊縫金屬塑韌性和抗裂性的下降。低碳調(diào)質(zhì)鋼工藝要點(diǎn)：⑴焊前預(yù)熱 當(dāng)板厚較小或接頭拘束度也較小時，焊前可不進(jìn)行預(yù)熱，如15MnMoVN、14MnMoNbB鋼。當(dāng)板厚小于13mm時，通常采用不預(yù)熱施焊。隨著板厚的增加，為了防止產(chǎn)生冷裂紋，必須進(jìn)行預(yù)熱，但是必須嚴(yán)格控制預(yù)熱溫度，因為過高的預(yù)熱溫度會使熱影響區(qū)的冷卻速度過于緩慢，使熱影響區(qū)強(qiáng)度下降，韌性變壞 ⑵焊接材料 為防止產(chǎn)生冷裂紋，因此必須嚴(yán)格控制焊接材料中的含氫量，要求所使用的焊條必須是低氫型或超低氫型的，焊前應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)定進(jìn)行烘干、貯存。⑶焊接技術(shù) 為避免過度損傷熱影響區(qū)的韌性，應(yīng)避免使用過大的線能量，因此，不推薦使用大直徑的焊條或焊絲。只要可能，應(yīng)采用多層小焊道焊縫，最好采用窄焊道，而不采用橫向擺動的運(yùn)條技術(shù)。⑷焊后熱處理 大多數(shù)低碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接構(gòu)件都是在焊態(tài)下使用，只有在下述條件下才進(jìn)行焊后熱處理。1）焊后或冷加工后的韌性過低。2）焊后需進(jìn)行高精度加工，要求保證結(jié)構(gòu)尺寸的穩(wěn)定性。3）焊接結(jié)構(gòu)承受應(yīng)力腐蝕。焊后熱處理的溫度必須低于母材調(diào)質(zhì)處理的回火溫度。中碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接性⑴焊接熱影響區(qū)的脆化和軟化 首先，由于中碳調(diào)質(zhì)鋼的含碳量高、合金元素多，鋼的淬硬傾向大，在熱影響區(qū)的淬火區(qū)會產(chǎn)生大量的馬氏體，導(dǎo)致嚴(yán)重脆化。其次，熱影響區(qū)被加熱到超過調(diào)質(zhì)處理時回火溫度的區(qū)域，將出現(xiàn)強(qiáng)度、硬度低于母材的軟化區(qū)。⑵裂紋傾向嚴(yán)重 中碳調(diào)質(zhì)鋼的淬硬傾向大，熱影響區(qū)產(chǎn)生的馬氏體組織，增大了焊接接頭的冷裂傾向。中碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接工藝常用的各種熔焊方法，都可以適用于焊接中碳調(diào)質(zhì)鋼。⑴預(yù)熱及后熱 除了拘束度小、構(gòu)造簡單的薄殼結(jié)構(gòu)不用預(yù)熱外，中碳調(diào)質(zhì)鋼都應(yīng)采取焊前預(yù)熱和后熱措施，預(yù)熱溫度約為200～350℃后熱溫度為300℃左右。如果焊后不能及時進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，則必需在焊后及時進(jìn)行中間熱處理，即在等于或高于預(yù)熱溫度下進(jìn)行保溫一段時間的熱處理，如低溫回火或650～680℃高溫回火。若焊件焊前處于調(diào)質(zhì)狀態(tài)，其預(yù)熱溫度、層間溫度及熱處理溫度都應(yīng)比母材淬火后的回火溫度低50℃。進(jìn)行局部預(yù)熱時，應(yīng)在焊縫兩側(cè)各100mm范圍內(nèi)均勻加熱。⑵焊接材料 為了防止產(chǎn)生熱裂紋，要求采用低碳焊絲，焊絲中的碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)控制在0.15%以內(nèi)⑶焊接線能量 中碳調(diào)質(zhì)鋼宜用小線能量焊接，以有利于減少淬火區(qū)的高溫停留時間，降低奧氏體的晶粒長大，從而降低淬火區(qū)的脆化程度。低溫用鋼的焊接工藝 工作溫度等于或低于－20℃的低碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金鋼稱為低溫用鋼，對低溫用鋼的主要要求是應(yīng)保證在使用溫度下具有足夠的塑性及抵抗脆性破壞的能力。低溫用鋼由于含碳量低,淬硬傾向和冷裂傾向小，所以焊接性良好。焊接時，為避免焊縫金屬及熱影響區(qū)形成粗晶組織而降低低溫韌性，要求采用小的焊接線能量，焊接電流不宜過大，宜用快速多道焊以減輕焊道過熱，并通過多層焊的重?zé)嶙饔眉?xì)化晶粒，多道焊時要控制層間溫度不得過高，如焊接06MnNbDR低溫用鋼時，層間溫度不得大于300℃。低溫用鋼焊后可進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理，以降低焊接結(jié)構(gòu)的脆斷傾向。貧鉻理論：鉻原子擴(kuò)散速率比碳原子小得多，來不及補(bǔ)充形成碳化物所消耗的鉻，使晶粒邊界的鉻含量低于耐蝕所需鉻的極限值，于是導(dǎo)致晶粒邊緣貧鉻
奧氏體不銹鋼的焊接性：1.焊接熱裂紋：由于 奧氏體不銹鋼的熱導(dǎo)率小，線膨脹系數(shù)大，在焊接區(qū)降溫期焊接接頭必然要承受較大的拉應(yīng)力這也促成各種類型熱裂紋的產(chǎn)生2.&相導(dǎo)致的脆化 3.焊接變形與收縮4.焊接接頭的晶間腐蝕 ：奧氏體不銹鋼焊接接頭，在腐蝕介質(zhì)中工作一段時間可能局部發(fā)生沿晶界的腐蝕 ； 焊縫上的晶間腐蝕通常都只是在多道多層的情況下出現(xiàn)，前一道金屬受到后面焊道的熱影響而處于敏化溫度的區(qū)代，可能出現(xiàn)晶間貧珞而不耐腐蝕 5.焊接接頭的刀狀腐蝕6.焊接接頭的應(yīng)力腐蝕 工藝要點(diǎn)（1）防止奧氏體不銹鋼焊接熱裂紋的措施1.冶金措施，控制焊縫金屬中的鉻鎳比，焊縫金屬中嚴(yán)格限制硼硫磷西等有害金屬的含量，焊縫金屬中添加一定數(shù)量的鐵素體組織2.工藝措施：選用適當(dāng)?shù)暮附悠驴诨蚝附臃椒ǎM量選用低氫型焊條和無氧焊劑，選擇合理的焊接結(jié)構(gòu)、焊接接頭形式和焊接順序，盡量減少焊接應(yīng)力 防止&相產(chǎn)生的措施：嚴(yán)格控制焊接材料中加速&相形成的元素適當(dāng)降低鉻含量和提高鎳含量（2）防止焊接接頭產(chǎn)生晶間腐蝕的工藝和冶金措施：工藝1.選用適當(dāng)?shù)暮附臃椒ǎ翰捎眯〉木€能量讓焊接接頭盡可能的縮短在敏感溫度區(qū)段的停留時間2.工藝參數(shù)制定：以在焊接熔池停留時間最短為宗旨3.盡量采用窄焊縫，多道多層焊4.強(qiáng)制焊接區(qū)快速冷卻5.進(jìn)行穩(wěn)定化處理或固溶處理冶金措施：使焊縫金屬具有奧氏體和鐵素體雙向組織，在焊縫金屬中加入比鉻更容易與碳集合的穩(wěn)定元素如鈦豪，降低焊縫金屬中的含碳量（異種）珠光體耐熱鋼與奧氏體不銹鋼焊接時的結(jié)合性能包括焊縫化學(xué)成分的控制、凝固過渡層的形成及碳遷移過渡層的形成、接頭應(yīng)力
奧氏體不銹鋼焊接接頭問題：焊接接頭的晶間腐蝕，應(yīng)力腐蝕、熱裂紋等防治：1控制含碳量在0.08％以下。因為含碳量在0.08％以下時，能夠析出的碳的數(shù)量較少，在0.08％以上時，能夠析出的碳的數(shù)量迅速增加。2添加穩(wěn)定劑即在鋼材和焊接材料中加入比鉻與碳親和力更強(qiáng)的元素。3進(jìn)固深處理4采用雙相組織5加快冷卻速度，焊接接頭在危險溫度區(qū)停留的時間越短，接頭的耐晶間腐蝕能力越強(qiáng)，所以不銹鋼焊接時，快速冷卻是提高接頭耐腐蝕能力的有效措施。由于奧氏體不銹鋼冷卻過程中沒有馬氏體的轉(zhuǎn)變過程，所以快速冷卻不會使接頭淬硬。熱裂紋的防治： 1）雙相組織的焊縫比單相奧氏體組織具有較高的抗熱裂紋能力。因為鐵素體可以細(xì)化晶粒，打亂柱狀晶的方向，防止雜質(zhì)的聚集，并且鐵素體還可以比奧氏體溶解更多的雜質(zhì)，從而減少了低熔點(diǎn)共晶物在奧氏體晶格邊界上的偏析。2）在焊接工藝上，采用堿性焊條，用小電流，快焊速，收弧時盡量填滿弧坑以及采用氬弧焊。鈦及鈦合金的焊接性：鈦化學(xué)活性大，鈦及合金與其他金屬比較，具有熔點(diǎn)高、熱容量小、熱導(dǎo)率小的特點(diǎn)，因此焊接接頭易產(chǎn)生過熱組織，晶粒變得粗大，特別是β鈦合金，易引起塑性降低，所以在選擇焊接參數(shù)時，既要保證不過熱，又要防止淬硬現(xiàn)象，⑶冷裂紋傾向較大⑷易產(chǎn)生氣孔⑸變形大。鈦的彈性模量約比鋼小一半，所以焊接殘余變形較大，并且焊后變形的矯正較為困難（1）雜質(zhì)元素的沾污引起脆化（2）焊接相變引起的接頭塑性下降（3）產(chǎn)生焊接裂紋。保護(hù)特殊性：由于鈦和鈦合金導(dǎo)熱性差、散熱慢，高溫停留時間長，受氣體及雜質(zhì)污染影響嚴(yán)重，常用雙層氣流保護(hù)、拖罩保護(hù)和箱內(nèi)焊接
鋁及鋁合金的焊接性1.強(qiáng)的抗氧化能力2.鋁的熱導(dǎo)率和比熱容搭，導(dǎo)熱快，3.熱裂紋傾向大4.容易形成氣孔5.焊接接頭容易氧化6.合金元素蒸發(fā)和燒損7.焊接接頭的耐腐蝕性能低于母材8.固態(tài)和液態(tài)無色澤變化 氫的來源：1.氣瓶中超標(biāo)的氫和水，氣體管路和冷卻管路潮濕或混入弧柱氣氛中的空氣和濕氣2.因鋁材熔煉生產(chǎn)中除氣不凈而使本身含有固溶與期內(nèi)的超標(biāo)氫3.鋁材加工過程中粘附與表面的潤滑油，油脂，污物等談情化合物 氣孔防治措施：1）限制氫的來源：焊材嚴(yán)格控制含水量，用前干燥處理；焊接前必須嚴(yán)格清除工件和焊絲表面氧化膜和油污；2）控制焊接工藝：適當(dāng)減慢焊速；3）調(diào)整電弧氣氛熱裂紋的防治：選擇抗裂性優(yōu)良的基本金屬以及選擇與基本金屬合理匹配的焊接材料。1選熱裂傾向小的母材2選適當(dāng)?shù)奶畛浣饘?合理的焊接方法和工藝4減少焊接應(yīng)力。Q345鋼的焊接工藝
Q345鋼屬于碳錳鋼，碳當(dāng)量為0.345%～0.491%，屈服點(diǎn)等于343MPa（強(qiáng)度級別屬于343MPa級）。Q345鋼的合金含量較少，焊接性良好，焊前一般不必預(yù)熱。但由于Q345鋼的淬硬傾向比低碳鋼稍大，所以在低溫下（如冬季露天作業(yè)）或在大剛性、大厚度結(jié)構(gòu)上焊接時，為防止出現(xiàn)冷裂紋，需采取預(yù)熱措施。Q345鋼手弧焊時應(yīng)選用E50型焊條，如堿性焊條E5015、E5016，對于不重要的結(jié)構(gòu)，也可選用酸性焊條E5003、E5001。對厚度小、坡口窄的焊件，可選用E4315、E4316焊條Q345鋼埋弧焊時H08MnA焊絲配合焊劑HJ431（開I形坡口對接）或H10Mn2焊絲配合焊劑HJ431（中板開坡口對接），當(dāng)需焊接厚板深坡口焊縫時，應(yīng)選用H08MnMoA焊絲配合焊劑HJ431。Q345鋼是目前我國應(yīng)用最廣的低合金鋼，用于制造焊接結(jié)構(gòu)的Q345鋼均為Q345R和Q345g鋼。
低碳鋼的焊接性：1.冷裂紋，碳鋼的冷裂紋敏感性主要與其成分，熔敷金屬成分，寒風(fēng)中溶解的氫和焊接區(qū)的拘束度等因素有關(guān) 1.碳當(dāng)量，對碳鋼冷裂影響最大的是鋼材和熔敷金屬的碳當(dāng)量隨著碳含量的增加，焊接性逐漸變差2.淬硬傾向，焊縫和熱影響區(qū)的冷裂傾向除與其成分有關(guān)外，組織對性能影響更為明顯淬硬組織或馬氏體組織越多，其硬度越高，這樣，焊縫和熱影響區(qū)硬度越高，焊接性差3.拘束度和氫，氫和街頭的拘束度也會增加冷裂紋敏感性，鋼板厚度增加，拘束度增大，焊接時焊接區(qū)被剛性固定或結(jié)構(gòu)的剛性過大都可造成拘束度增加，提高氫致裂紋的敏感性 二 熱裂紋敏感與鋼中成分尤其是SP等雜質(zhì)有關(guān)在焊接SP 過高的碳鋼時，當(dāng)母材稀釋率較高時，進(jìn)入焊縫的SP較多，容易引起寒風(fēng)中的熱裂紋 三，層狀撕裂，焊接熱影響區(qū)的性能變化 中碳鋼的焊接性中碳鋼的碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.25%～0.60%。當(dāng)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)接近0.25%而含錳量不高時，焊接性良好。隨著含碳量的增加，焊接性逐漸變差。如果碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.45%左右而仍按焊接低碳鋼常用的工藝施焊時，在熱影響區(qū)可能會產(chǎn)生硬脆的馬氏體組織，易于開裂，即形成冷裂紋。焊接時，相當(dāng)數(shù)量的母材被熔化進(jìn)入焊縫，使焊縫的含碳量增高，促使在焊縫中產(chǎn)生熱裂紋，特別是當(dāng)硫的雜質(zhì)控制不嚴(yán)時，更易出現(xiàn)。這種裂紋在弧坑處更為敏感，分布在焊縫中的熱裂紋于是與焊縫的魚鱗狀波紋線相垂直中碳鋼的焊接工藝要點(diǎn)⑴預(yù)熱 預(yù)熱有利于減低中碳鋼熱影響區(qū)的最高硬度，防止產(chǎn)生冷裂紋，這是焊接中碳鋼的主要工藝措施，預(yù)熱還能改善接頭塑性，減小焊后殘余應(yīng)力。通常，35和45鋼的預(yù)熱溫度為150～250℃含碳量再高或者因厚度和剛度很大，裂紋傾向大時，可將預(yù)熱溫度提高至250～400℃。若焊件太大，整體預(yù)熱有困難時，可進(jìn)行局部預(yù)熱，局部預(yù)熱的加熱范圍為焊口兩側(cè)各150～200mm。⑵焊條 條件許可時優(yōu)先選用堿性焊條。⑶坡口形式 將焊件盡量開成U形坡口式進(jìn)行焊接。如果是鑄件缺陷，鏟挖出的坡口外形應(yīng)圓滑，其目的是減少母材熔入焊縫金屬中的比例，以降低焊縫中的含碳量，防止裂紋產(chǎn)生。⑷焊接工藝參數(shù) 由于母材熔化到第一層焊縫金屬中的比例最高達(dá)30%左右，所以第一層焊縫焊接時，應(yīng)盡量采用小電流、慢焊接速度，以減小母材的熔深。⑸焊后熱處理 焊后最好對焊件立即進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理，特別是對于大厚度焊件、高剛性結(jié)構(gòu)件以及嚴(yán)厲條件下（動載荷或沖擊載荷）工作的焊件更應(yīng)如此。消除應(yīng)力的回火溫度為600～650℃。若焊后不能進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理，應(yīng)立即進(jìn)行后熱處理。
低碳鋼與中碳鋼的焊接性差異，為何中碳鋼焊接時易在熱影響區(qū)中產(chǎn)生冷裂紋？ 冷裂紋：與低碳鋼相比，中碳鋼的碳當(dāng)量較大，隨著碳的增加提高了鋼的淬硬性，焊接時易在HAZ產(chǎn)生M，且中碳鋼的M組織有較大的淬硬性，因此中碳鋼焊接時易產(chǎn)生冷裂紋。熱裂紋：低碳鋼弧焊時具有較高的剛熱裂紋能力，中碳鋼中碳本身的偏析以及它促使S,P等其他元素的偏析明顯起來，易形成低熔點(diǎn)共晶體而導(dǎo)致熱裂紋傾向增加。
中碳鋼焊后HAZ更容易形成脆硬的M組織，這種組織對氫更敏感，產(chǎn)生冷裂紋所需的臨界應(yīng)力更低。
紫銅焊接時其焊縫為單相@組織，導(dǎo)熱性強(qiáng)，焊縫易生成粗大晶粒。紫銅及黃銅收縮率和線膨脹系數(shù)較大，焊接應(yīng)力較大，易形成熱裂紋 黃銅焊接時為使焊縫的機(jī)械性能和母材相同或相近，焊縫常為雙相組織，焊縫晶粒變細(xì)，焊縫抗熱裂紋性能改善
焊縫強(qiáng)韌性匹配：選用“低強(qiáng)匹配”的焊材，焊接接頭實際強(qiáng)度未必低強(qiáng)，可能等強(qiáng)甚至可能還稍許超強(qiáng)，而按等強(qiáng)匹配焊材則可能造成超強(qiáng)的后果，造成焊縫金屬塑性和抗裂性下降。熱影響區(qū)脆化：中碳調(diào)質(zhì)鋼由于碳含量較高，合金元素較多，有相當(dāng)大的淬硬傾向，馬氏體轉(zhuǎn)變溫度低，無自回火過程，因而在焊接熱影響區(qū)容易產(chǎn)生大量脆硬的馬氏體組織，導(dǎo)致熱影響區(qū)脆化，生成的高碳馬氏體越多，脆化越嚴(yán)重 熱影響區(qū)軟化：焊前為調(diào)質(zhì)狀態(tài)的鋼材焊接時，被加熱到該調(diào)質(zhì)處理的回火溫度以上時，焊接熱影響區(qū)將出現(xiàn)強(qiáng)度，硬度低于母材的軟化區(qū)，如果焊后不再進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，該軟化區(qū)可能成為降低接頭區(qū)強(qiáng)度的薄弱區(qū)。中碳調(diào)質(zhì)鋼的強(qiáng)度級別越高時，軟化問題越突出
試分析灰鑄鐵電弧焊時形成白口與淬硬組織的原因及危害： 1 焊接區(qū)：由于焊縫金屬的冷卻速度遠(yuǎn)大于鑄件在砂型中的冷卻速度，焊縫將主要由共晶滲碳體，二次滲碳體及珠光體組成即白口鑄鐵組織。影響整個焊接接頭的機(jī)械加工性能而且容易產(chǎn)生裂紋。2 半熔化區(qū)：該區(qū)加熱和冷卻速度非常快可能有些石墨片中的碳未能向周圍擴(kuò)散完全而成細(xì)小片狀殘留，最終也想鑄鐵將在共晶溫度區(qū)間轉(zhuǎn)變?yōu)楦邷厝R氏體，A因碳的溶解度下降而析出二次滲碳體，二次滲碳體和共晶滲碳體混在一起形成白口。3 奧氏體區(qū)：由于該區(qū)在共析溫度區(qū)間以上，其基體被完全奧實體化在奧氏體區(qū)溫度較高的地方由于石墨片中的碳向奧氏體擴(kuò)散較多 A中C含量較高同時A晶粒較小，在隨后的冷卻過程中如果冷卻速度過快將從A中析出二次滲碳體，共析轉(zhuǎn)變時 A轉(zhuǎn)變珠光體類型組織 冷卻速度更快時會產(chǎn)生馬氏體與殘余奧氏體使該區(qū)硬度比母材有一定提高，焊接接頭的加工性變差。
第四篇：金屬焊接性試題總結(jié)
金屬焊接性：就是金屬是能否適應(yīng)焊接加工而形成完整的，具備一定強(qiáng)的元素。3進(jìn)固深處理4采用雙相組織5加快冷卻速度，焊接接頭在使用性能的焊接接頭的特性，一是金屬在焊接加工中是否容易形成缺危險溫度區(qū)停留的時間越短，接頭的耐晶間腐蝕能力越強(qiáng)，所以不銹陷，二是漢城的接頭在一定使用條件下可靠運(yùn)行的能力影響焊接性的鋼焊接時，快速冷卻是提高接頭耐腐蝕能力的有效措施。由于奧氏體因素：1材料2工藝3結(jié)構(gòu)4服役條件 不銹鋼冷卻過程中沒有馬氏體的轉(zhuǎn)變過程，所以快速冷卻不會使接頭斜Y形坡口焊接裂紋實驗法：用來評定碳鋼和低合金高強(qiáng)鋼焊接熱影淬硬。熱裂紋的防治： 1）雙相組織的焊縫比單相奧氏體組織具有較響區(qū)對冷裂紋的敏感性 又稱“小鐵研”法焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)的表面裂紋率高的抗熱裂紋能力。因為鐵素體可以細(xì)化晶粒，打亂柱狀晶的方向，<20%安全 防止雜質(zhì)的聚集，并且鐵素體還可以比奧氏體溶解更多的雜質(zhì)，從而堆焊：是用焊接方法在工件表面堆敷一層具有特定性能材料的工藝過減少了低熔點(diǎn)共晶物在奧氏體晶格邊界上的偏析。2）在焊接工藝上，程，堆焊是使零件表面獲得具有耐磨，耐熱，耐蝕等性能的熔敷金屬，采用堿性焊條，用小電流，快焊速，收弧時盡量填滿弧坑以及采用氬或是修復(fù)零件，增加零件尺寸 熱軋鋼wc《0.20%通過Mn，Si等合金弧焊。的固溶強(qiáng)化來保證鋼的強(qiáng)度 鈦及鈦合金的焊接性：鈦化學(xué)活性大，鈦及合金與其他金屬比較，具Q345鋼由于碳有嚴(yán)重偏析，鋼板各部分的含碳量相差很大，因此在焊有熔點(diǎn)高、熱容量小、熱導(dǎo)率小的特點(diǎn)，因此焊接接頭易產(chǎn)生過熱組接角焊縫時出現(xiàn)大量的熱裂紋，在這種情況下就要從工藝上設(shè)法減少織，晶粒變得粗大，特別是β鈦合金，易引起塑性降低，所以在選擇熔合比，增大焊縫成形系數(shù)，在焊接材料上采用低碳焊絲和焊二氧化焊接參數(shù)時，既要保證不過熱，又要防止淬硬現(xiàn)象，⑶冷裂紋傾向較硅較低的焊劑以此降低寒風(fēng)中的含碳量和提高焊縫中的錳含量，解決大⑷易產(chǎn)生氣孔⑸變形大。鈦的彈性模量約比鋼小一半，所以焊接殘了熱裂紋的問題 余變形較大，并且焊后變形的矯正較為困難（1）雜質(zhì)元素的沾污引熱軋機(jī)正火鋼的焊接工藝要點(diǎn)及焊接時的要求：1）焊接材料的選擇：起脆化（2）焊接相變引起的接頭塑性下降（3）產(chǎn)生焊接裂紋。保護(hù)選擇焊材的依據(jù)是保證焊縫金屬的強(qiáng)度、塑性和韌性等力學(xué)性能與母特殊性：由于鈦和鈦合金導(dǎo)熱性差、散熱慢，高溫停留時間長，受氣材相匹配。1選擇相應(yīng)級別的焊接材料。2必須同時考慮到熔合比和冷體及雜質(zhì)污染影響嚴(yán)重，常用雙層氣流保護(hù)、拖罩保護(hù)和箱內(nèi)焊接 卻速度的影響。3必須考慮到熱處理對焊接力學(xué)性能的影響。4為保證鋁及鋁合金的焊接性1.強(qiáng)的抗氧化能力2.鋁的熱導(dǎo)率和比熱容搭，導(dǎo)焊接過程的低氫條件，焊絲應(yīng)嚴(yán)格去油，必要時應(yīng)對焊絲進(jìn)行真空除熱快，3.熱裂紋傾向大4.容易形成氣孔5.焊接接頭容易氧化6.合金元?dú)涮幚怼?》焊接工藝參數(shù)的影響：1焊接線能量：主要考慮過熱區(qū)的素蒸發(fā)和燒損7.焊接接頭的耐腐蝕性能低于母材8.固態(tài)和液態(tài)無色澤脆化和冷裂紋兩個因素。2預(yù)熱：預(yù)熱主要是防止裂紋，同時還有一定變化 氫的來源：1.氣瓶中超標(biāo)的氫和水，氣體管路和冷卻管路潮濕或的改善組織、性能的作用。3焊后熱處理：一般情況下熱軋及正火鋼焊混入弧柱氣氛中的空氣和濕氣2.因鋁材熔煉生產(chǎn)中除氣不凈而使本身后不需要熱處理但對要求抗力腐蝕的焊接結(jié)構(gòu)、低溫下使用的焊接結(jié)含有固溶與期內(nèi)的超標(biāo)氫3.鋁材加工過程中粘附與表面的潤滑油，油該區(qū)加熱和冷卻速度非常快可能有些石墨片中的碳未能向周圍擴(kuò)散完
全而成細(xì)小片狀殘留，最終也想鑄鐵將在共晶溫度區(qū)間轉(zhuǎn)變?yōu)楦邷厝R氏體，A因碳的溶解度下降而析出二次滲碳體，二次滲碳體和共晶滲碳體混在一起形成白口。3 奧氏體區(qū)：由于該區(qū)在共析溫度區(qū)間以上，其基體被完全奧實體化在奧氏體區(qū)溫度較高的地方由于石墨片中的碳向奧氏體擴(kuò)散較多 A中C含量較高同時A晶粒較小，在隨后的冷卻過程中如果冷卻速度過快將從A中析出二次滲碳體，共析轉(zhuǎn)變時 A轉(zhuǎn)變珠光體類型組織 冷卻速度更快時會產(chǎn)生馬氏體與殘余奧氏體使該區(qū)硬度比母材有一定提高，焊接接頭的加工性變差。
2．分析Q345的焊接性特點(diǎn)，給出相應(yīng)的焊接材料及焊接工藝要求。答:Q345鋼屬于熱軋鋼，其碳當(dāng)量小于0.4％，焊接性良好，一般不需要預(yù)熱和嚴(yán)格控制焊接熱輸入，從脆硬傾向上，Q345鋼連續(xù)冷卻時，珠光體轉(zhuǎn)變右移，使快冷下的鐵素體析出，剩下富碳奧氏體來不及轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w，而轉(zhuǎn)變?yōu)楹剂扛叩呢愂象w與馬氏體具有淬硬傾向，Q345剛含碳量低含錳高，具有良好的抗熱裂性能，在Q345剛中加入V、Nb達(dá)到沉淀強(qiáng)化作用可以消除焊接接頭中的應(yīng)力裂紋。被加熱到1200℃以上的熱影響區(qū)過熱區(qū)可能產(chǎn)生粗晶脆化，韌性明顯降低，Q345鋼經(jīng)過600℃×1h退火處理，韌性大幅提高，熱應(yīng)變脆化傾向明顯減小。；焊接材料：對焊條電弧焊焊條的選擇：E5系列。埋弧焊：焊劑SJ501，焊絲H08A/H08MnA.電渣焊：焊劑HJ431、HJ360焊絲H08MnMoA。CO2氣體保護(hù)焊：H08系列和YJ5系列。預(yù)熱溫度：100～150℃。焊后熱處理：電弧焊一般不進(jìn)行或600～650℃回火。電渣焊900～930℃正火，600～650℃回火
3.Q345與Q390焊接性有何差異？Q345焊接工藝是否適用于Q390焊
構(gòu)及厚壁高壓容器需要進(jìn)行消應(yīng)力處理。4焊接接頭的力學(xué)性能：焊接金屬和熱影響區(qū)的力學(xué)性能是影響使用性的基本性能。低碳調(diào)質(zhì)鋼：低碳鋼中碳含量不高于0.22添加猛、鉻、鎳、鉬、釩、鈮銅主要是為了提高鋼的淬透性和馬氏體的回火穩(wěn)定性。這類鋼由于碳含量低，淬火后得到低碳馬氏體而且會發(fā)生自回火脆性小具有良好的焊接性。經(jīng)過淬火加回火熱處理的剛成為調(diào)制鋼。低碳調(diào)質(zhì)鋼具有較高的強(qiáng)度和良好的塑性、韌性和耐磨性，裂紋敏感性低。強(qiáng)度等級不同的兩種低調(diào)質(zhì)碳鋼焊接時的淬硬性很大，又產(chǎn)生焊接裂紋的傾向。采用低強(qiáng)匹配焊材和co2氣體保護(hù)焊，控制焊縫擴(kuò)散氫含量在超低氫水平，可實現(xiàn)在不預(yù)熱條件下的焊接。選用低強(qiáng)匹配的焊材，接頭的實際強(qiáng)度可能等強(qiáng)，甚至超強(qiáng)，而按等強(qiáng)匹配選擇的焊材可能造成超強(qiáng)的效果，造成焊縫金屬塑韌性和抗裂性的下降。低碳調(diào)質(zhì)鋼工藝要點(diǎn)：⑴焊前預(yù)熱 當(dāng)板厚較小或接頭拘束度也較小時，焊前可不進(jìn)行預(yù)熱，如15MnMoVN、14MnMoNbB鋼。當(dāng)板厚小于13mm時，通常采用不預(yù)熱施焊。隨著板厚的增加，為了防止產(chǎn)生冷裂紋，必須進(jìn)行預(yù)熱，但是必須嚴(yán)格控制預(yù)熱溫度，因為過高的預(yù)熱溫度會使熱影響區(qū)的冷卻速度過于緩慢，使熱影響區(qū)強(qiáng)度下降，韌性變壞 ⑵焊接材料 為防止產(chǎn)生冷裂紋，因此必須嚴(yán)格控制焊接材料中的含氫量，要求所使用的焊條必須是低氫型或超低氫型的，焊前應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)定進(jìn)行烘干、貯存。⑶焊接技術(shù) 為避免過度損傷熱影響區(qū)的韌性，應(yīng)避免使用過大的線能量，因此，不推薦使用大直徑的焊條或焊絲。只要可能，應(yīng)采用多層小焊道焊縫，最好采用窄焊道，而不采用橫向擺動的運(yùn)條技術(shù)。⑷焊后熱處理 大多數(shù)低碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接構(gòu)件都是在焊態(tài)下使用，只有在下述條件下才進(jìn)行焊后熱處理。1）焊后或冷加工后的韌性過低。2）焊后需進(jìn)行高精度加工，要求保證結(jié)構(gòu)尺寸的穩(wěn)定性。3）焊接結(jié)構(gòu)承受應(yīng)力腐蝕。焊后熱處理的溫度必須低于母材調(diào)質(zhì)處理的回火溫度。中碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接性⑴焊接熱影響區(qū)的脆化和軟化 首先，由于中碳調(diào)質(zhì)鋼的含碳量高、合金元素多，鋼的淬硬傾向大，在熱影響區(qū)的淬火區(qū)會產(chǎn)生大量的馬氏體，導(dǎo)致嚴(yán)重脆化。其次，熱影響區(qū)被加熱到超過調(diào)質(zhì)處理時回火溫度的區(qū)域，將出現(xiàn)強(qiáng)度、硬度低于母材的軟化區(qū)。⑵裂紋傾向嚴(yán)重 中碳調(diào)質(zhì)鋼的淬硬傾向大，熱影響區(qū)產(chǎn)生的馬氏體組織，增大了焊接接頭的冷裂傾向。中碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接工藝常用的各種熔焊方法，都可以適用于焊接中碳調(diào)質(zhì)鋼。⑴預(yù)熱及后熱 除了拘束度小、構(gòu)造簡單的薄殼結(jié)構(gòu)不用預(yù)熱外，中碳調(diào)質(zhì)鋼都應(yīng)采取焊前預(yù)熱和后熱措施，預(yù)熱溫度約為200～350℃后熱溫度為300℃左右。如果焊后不能及時進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，則必需在焊后及時進(jìn)行中間熱處理，即在等于或高于預(yù)熱溫度下進(jìn)行保溫一段時間的熱處理，如低溫回火或650～680℃高溫回火。若焊件焊前處于調(diào)質(zhì)狀態(tài)，其預(yù)熱溫度、層間溫度及熱處理溫度都應(yīng)比母材淬火后的回火溫度低50℃。進(jìn)行局部預(yù)熱時，應(yīng)在焊縫兩側(cè)各100mm范圍內(nèi)均勻加熱。⑵焊接材料 為了防止產(chǎn)生熱裂紋，要求采用低碳焊絲，焊絲中的碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)控制在0.15%以內(nèi)⑶焊接線能量 中碳調(diào)質(zhì)鋼宜用小線能量焊接，以有利于減少淬火區(qū)的高溫停留時間，降低奧氏體的晶粒長大，從而降低淬火區(qū)的脆化程度。低溫用鋼的焊接工藝 工作溫度等于或低于－20℃的低碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金鋼稱為低溫用鋼，對低溫用鋼的主要要求是應(yīng)保證在使用溫度下具有足夠的塑性及抵抗脆性破壞的能力。低溫用鋼由于含碳量低,淬硬傾向和冷裂傾向小，所以焊接性良好。焊接時，為避免焊縫金屬及熱影響區(qū)形成粗晶組織而降低低溫韌性，要求采用小的焊接線能量，焊接電流不宜過大，宜用快速多道焊以減輕焊道過熱，并通過多層焊的重?zé)嶙饔眉?xì)化晶粒，多道焊時要控制層間溫度不得過高，如焊接06MnNbDR低溫用鋼時，層間溫度不得大于300℃。低溫用鋼焊后可進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理，以降低焊接結(jié)構(gòu)的脆斷傾向。奧氏體不銹鋼的焊接性：1.焊接熱裂紋：由于 奧氏體不銹鋼的熱導(dǎo)率小，線膨脹系數(shù)大，在焊接區(qū)降溫期焊接接頭必然要承受較大的拉應(yīng)力這也促成各種類型熱裂紋的產(chǎn)生2.&相導(dǎo)致的脆化 3.焊接變形與收縮4.焊接接頭的晶間腐蝕 ：奧氏體不銹鋼焊接接頭，在腐蝕介質(zhì)中工作一段時間可能局部發(fā)生沿晶界的腐蝕 ； 焊縫上的晶間腐蝕通常都只是在多道多層的情況下出現(xiàn)，前一道金屬受到后面焊道的熱影響而處于敏化溫度的區(qū)代，可能出現(xiàn)晶間貧珞而不耐腐蝕 5.焊接接頭的刀狀腐蝕6.焊接接頭的應(yīng)力腐蝕 工藝要點(diǎn)（1）防止奧氏體不銹鋼焊接熱裂紋的措施1.冶金措施，控制焊縫金屬中的鉻鎳比，焊縫金屬中嚴(yán)格限制硼硫磷西等有害金屬的含量，焊縫金屬中添加一定數(shù)量的鐵素體組織2.工藝措施：選用適當(dāng)?shù)暮附悠驴诨蚝附臃椒ǎM量選用低氫型焊條和無氧焊劑，選擇合理的焊接結(jié)構(gòu)、焊接接頭形式和焊接順序，盡量減少焊接應(yīng)力防止&相產(chǎn)生的措施：嚴(yán)格控制焊接材料中加速&相形成的元素適當(dāng)降低鉻含量和提高鎳含量（2）防止焊接接頭產(chǎn)生晶間腐蝕的工藝和冶金措施：工藝1.選用適當(dāng)?shù)暮附臃椒ǎ翰捎眯〉木€能量讓焊接接頭盡可能的縮短在敏感溫度區(qū)段的停留時間2.工藝參數(shù)制定：以在焊接熔池停留時間最短為宗旨3.盡量采用窄焊縫，多道多層焊4.強(qiáng)制焊接區(qū)快速冷卻5.進(jìn)行穩(wěn)定化處理或固溶處理冶金措施：使焊縫金屬具有奧氏體和鐵素體雙向組織，在焊縫金屬中加入比鉻更容易與碳集合的穩(wěn)定元素如鈦豪，降低焊縫金屬中的含碳量（異種）珠光體耐熱鋼與奧氏體不銹鋼焊接時的結(jié)合性能包括焊縫化學(xué)成分的控制、凝固過渡層的形成及碳遷移過渡層的形成、接頭應(yīng)力 奧氏體不銹鋼焊接接頭問題：焊接接頭的晶間腐蝕，應(yīng)力腐蝕、熱裂紋等防治：1控制含碳量在0.08％以下。因為含碳量在0.08％以下時，能夠析出的碳的數(shù)量較少，在0.08％以上時，能夠析出的碳的數(shù)量迅速增加。2添加穩(wěn)定劑即在鋼材和焊接材料中加入比鉻與碳親和力更脂，污物等談情化合物氣孔防治措施：1）限制氫的來源：焊材嚴(yán)格接，為什么？ 答：Q345與Q390都屬于熱軋鋼，化學(xué)成分基本相同，控制含水量，用前干燥處理；焊接前必須嚴(yán)格清除工件和焊絲表面氧只是Q390的Mn含量高于Q345，從而使Q390的碳當(dāng)量大于Q345，化膜和油污；2）控制焊接工藝：適當(dāng)減慢焊速；3）調(diào)整電弧氣氛熱所以Q390的淬硬性和冷裂紋傾向大于Q345，其余的焊接性基本相同。裂紋的防治：選擇抗裂性優(yōu)良的基本金屬以及選擇與基本金屬合理匹Q345的焊接工藝不一定適用于Q390的焊接，因為Q390的碳當(dāng)量較配的焊接材料。1選熱裂傾向小的母材2選適當(dāng)?shù)奶畛浣饘?合理的焊大，一級Q345的熱輸入叫寬，有可能使Q390的熱輸入過大會引起接接方法和工藝4減少焊接應(yīng)力。頭區(qū)過熱的加劇或熱輸入過小使冷裂紋傾向增大，過熱區(qū)的脆化也變Q345鋼的焊接工藝 的嚴(yán)重。
Q345鋼屬于碳錳鋼，碳當(dāng)量為0.345%～0.491%，屈服點(diǎn)等于343MPa7.比較Q345、T-1鋼、2.25Cr-Mo和30MnSiA的冷裂、熱裂和消除應(yīng)（強(qiáng)度級別屬于343MPa級）。Q345鋼的合金含量較少，焊接性良好，裂紋的傾向.答：
1、冷裂紋的傾向：Q345為熱扎鋼其碳含量與碳當(dāng)量焊前一般不必預(yù)熱。但由于Q345鋼的淬硬傾向比低碳鋼稍大，所以在較底，淬硬傾向不大，因此冷裂紋敏感傾向較底。T-1鋼為低碳調(diào)質(zhì)鋼，低溫下（如冬季露天作業(yè)）或在大剛性、大厚度結(jié)構(gòu)上焊接時，為防加入了多種提高淬透性的合金元素，保證強(qiáng)度、韌性好的低碳自回火止出現(xiàn)冷裂紋，需采取預(yù)熱措施。Q345鋼手弧焊時應(yīng)選用E50型焊條，M和部分下B的混合組織減緩冷裂傾向，2.25Cr-1Mo為珠光體耐熱鋼，如堿性焊條E5015、E5016，對于不重要的結(jié)構(gòu)，也可選用酸性焊條其中Cr、Mo能顯著提高淬硬性，控制Cr、Mo的含量能減緩冷裂傾E5003、E5001。對厚度小、坡口窄的焊件，可選用E4315、E4316焊向，2.25-1Mo冷裂傾向相對敏感。30CrMnSiA為中碳調(diào)質(zhì)鋼，其母材條Q345鋼埋弧焊時H08MnA焊絲配合焊劑HJ431（開I形坡口對接）含量相對高，淬硬性大，由于M中C含量高，有很大的過飽和度，點(diǎn)或H10Mn2焊絲配合焊劑HJ431（中板開坡口對接），當(dāng)需焊接厚板深陣畸變更嚴(yán)重，因而冷裂傾向更大。
2、熱裂傾向Q345含碳相對低，坡口焊縫時，應(yīng)選用H08MnMoA焊絲配合焊劑HJ431。Q345鋼是目而Mn含量高，鋼的Wmn/Ws能達(dá)到要求，具有較好的抗熱裂性能，前我國應(yīng)用最廣的低合金鋼，用于制造焊接結(jié)構(gòu)的Q345鋼均為Q345R熱裂傾向較小。T-1鋼含C低但含Mn較高且S、P的控制嚴(yán)格因此熱和Q345g鋼。裂傾小。30CrMnSiA含碳量及合金元素含量高，焊縫凝固結(jié)晶時，固低碳鋼的焊接性：1.冷裂紋，碳鋼的冷裂紋敏感性主要與其成分，熔敷-液相溫度區(qū)間大，結(jié)晶偏析嚴(yán)重，焊接時易產(chǎn)生潔凈裂紋，熱裂傾向金屬成分，寒風(fēng)中溶解的氫和焊接區(qū)的拘束度等因素有關(guān) 1.碳當(dāng)量，較大。
3、消除應(yīng)力裂紋傾向：鋼中Cr、Mo元素及含量對SR產(chǎn)生影對碳鋼冷裂影響最大的是鋼材和熔敷金屬的碳當(dāng)量隨著碳含量的增響大，Q345鋼中不含Cr、Mo，因此SR傾向小。T-1鋼令Cr、Mo加，焊接性逐漸變差2.淬硬傾向，焊縫和熱影響區(qū)的冷裂傾向除與其但含量都小于1%，對于SR有一定的敏感性；SR傾向峽谷年隊較大，成分有關(guān)外，組織對性能影響更為明顯淬硬組織或馬氏體組織越多，2.25Cr-Mo其中Cr、Mo含量相對都較高，SR傾向較大。
其硬度越高，這樣，焊縫和熱影響區(qū)硬度越高，焊接性差3.拘束度和8.同一牌號的中碳調(diào)質(zhì)鋼分別在調(diào)質(zhì)狀態(tài)和退火狀態(tài)進(jìn)行焊接時焊接氫，氫和街頭的拘束度也會增加冷裂紋敏感性，鋼板厚度增加，拘束工藝有什么差別？為什么中碳調(diào)質(zhì)鋼一般不在退火的狀態(tài)下進(jìn)行焊度增大，焊接時焊接區(qū)被剛性固定或結(jié)構(gòu)的剛性過大都可造成拘束度接？ 答：在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下焊接，若為消除熱影響區(qū)的淬硬區(qū)的淬硬組織增加，提高氫致裂紋的敏感性 二 熱裂紋敏感與鋼中成分尤其是SP等和防止延遲裂紋產(chǎn)生，必須適當(dāng)采用預(yù)熱，層間溫度控制，中間熱處雜質(zhì)有關(guān)在焊接SP 過高的碳鋼時，當(dāng)母材稀釋率較高時，進(jìn)入焊縫的理，并焊后及時進(jìn)行回火處理，若為減少熱影響的軟化，應(yīng)采用熱量SP較多，容易引起寒風(fēng)中的熱裂紋 三，層狀撕裂，焊接熱影響區(qū)的性集中，能量密度越大的方法越有利，而且焊接熱輸入越小越好。能變化 在退火狀態(tài)下焊接：常用焊接方法均可，選擇材料時，焊縫金屬的調(diào)中碳鋼的焊接性中碳鋼的碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.25%～0.60%。當(dāng)碳的質(zhì)量質(zhì)處理規(guī)范應(yīng)與母材的一致，主要合金也要與母材一致，在焊后調(diào)質(zhì)分?jǐn)?shù)接近0.25%而含錳量不高時，焊接性良好。隨著含碳量的增加，焊的情況下，可采用很高的預(yù)熱溫度和層間溫度以保證調(diào)質(zhì)前不出現(xiàn)裂接性逐漸變差。如果碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.45%左右而仍按焊接低碳鋼常用紋。的工藝施焊時，在熱影響區(qū)可能會產(chǎn)生硬脆的馬氏體組織，易于開裂，因為中碳調(diào)質(zhì)鋼淬透性、淬硬性大，在退火狀態(tài)下焊接處理不當(dāng)易產(chǎn)即形成冷裂紋。焊接時，相當(dāng)數(shù)量的母材被熔化進(jìn)入焊縫，使焊縫的生延遲裂紋，一般要進(jìn)行復(fù)雜的焊接工藝，采取預(yù)熱、后熱、回火及含碳量增高，促使在焊縫中產(chǎn)生熱裂紋，特別是當(dāng)硫的雜質(zhì)控制不嚴(yán)焊后熱處理等輔助工藝才能保證接頭使用性能。
時，更易出現(xiàn)。這種裂紋在弧坑處更為敏感，分布在焊縫中的熱裂紋2.為什么18-8奧氏體不銹鋼焊縫中要求含有一定數(shù)量的鐵素體組織？于是與焊縫的魚鱗狀波紋線相垂直中碳鋼的焊接工藝要點(diǎn)⑴預(yù)熱 預(yù)熱通過什么途徑控制焊縫中的鐵素體含量？答：焊縫中的δ相可打亂單有利于減低中碳鋼熱影響區(qū)的最高硬度，防止產(chǎn)生冷裂紋，這是焊接一γ相柱狀晶的方向性，不致形成連續(xù)，另外δ相富碳Cr，又良好的中碳鋼的主要工藝措施，預(yù)熱還能改善接頭塑性，減小焊后殘余應(yīng)力。供Cr條件，可減少γ晶粒形成貧Cr層，故常希望焊縫中有4%~12%通常，35和45鋼的預(yù)熱溫度為150～250℃含碳量再高或者因厚度和的δ相。通過控制鐵素體化元素的含量，或控制Creq/Nieq的值，剛度很大，裂紋傾向大時，可將預(yù)熱溫度提高至250～400℃。若焊件來控制焊縫中的鐵素體含量。
太大，整體預(yù)熱有困難時，可進(jìn)行局部預(yù)熱，局部預(yù)熱的加熱范圍為9.雙相不銹鋼的成分和性能特點(diǎn)，與一般A不銹鋼相比雙相不銹鋼的焊口兩側(cè)各150～200mm。⑵焊條 條件許可時優(yōu)先選用堿性焊條。⑶焊接性有何不同？在焊接工藝上有什么特點(diǎn)？答：雙相不銹鋼是在固坡口形式 將焊件盡量開成U形坡口式進(jìn)行焊接。如果是鑄件缺陷，鏟溶體中F和A相各占一半，一般較少相的含量至少也要達(dá)到30%的不挖出的坡口外形應(yīng)圓滑，其目的是減少母材熔入焊縫金屬中的比例，銹鋼。這類鋼綜合了A不銹鋼和F不銹鋼的優(yōu)點(diǎn)，具有良好的韌性、以降低焊縫中的含碳量，防止裂紋產(chǎn)生。⑷焊接工藝參數(shù) 由于母材熔強(qiáng)度及優(yōu)良的耐氧化物應(yīng)力腐蝕性能。與一般A不銹鋼相比：{1}化到第一層焊縫金屬中的比例最高達(dá)30%左右，所以第一層焊縫焊接其凝固模式以F模式進(jìn)行；{2}焊接接頭具有優(yōu)良的耐蝕性，耐氯化物時，應(yīng)盡量采用小電流、慢焊接速度，以減小母材的熔深。⑸焊后熱SCC性能，耐晶間腐蝕性能，但抗H2S的SCC性能較差;{3}焊接接頭處理 焊后最好對焊件立即進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理，特別是對于大厚度焊的脆化是由于Cr的氮化物析出導(dǎo)致；{4}雙相鋼在一般情況下很少有件、高剛性結(jié)構(gòu)件以及嚴(yán)厲條件下（動載荷或沖擊載荷）工作的焊件冷裂紋，也不會產(chǎn)生熱裂紋。焊接工藝特點(diǎn)：{1}焊接材料應(yīng)根據(jù)“適更應(yīng)如此。消除應(yīng)力的回火溫度為600～650℃。若焊后不能進(jìn)行消除用性原則”，不同類型的雙相鋼所用焊材不能任意互換，可采取“適量”應(yīng)力熱處理，應(yīng)立即進(jìn)行后熱處理。超合金化焊接材料；{2}控制焊接工藝參數(shù)，避免產(chǎn)生過熱現(xiàn)象，可適低碳鋼與中碳鋼的焊接性差異，為何中碳鋼焊接時易在熱影響區(qū)中產(chǎn)當(dāng)緩冷，以獲得理想的δ/γ相比例；{3}A不銹鋼的焊接注意點(diǎn)同樣適生冷裂紋？ 合雙相鋼的焊接。
冷裂紋：與低碳鋼相比，中碳鋼的碳當(dāng)量較大，隨著碳的增加提高了1.為什么Al-Mg及al-li合金焊接時易形成氣孔？al及其合金焊接時產(chǎn)鋼的淬硬性，焊接時易在HAZ產(chǎn)生M，且中碳鋼的M組織有較大的生氣孔的原因是什么？如何防止氣孔？為什么純鋁焊接易出現(xiàn)分散小淬硬性，因此中碳鋼焊接時易產(chǎn)生冷裂紋。熱裂紋：低碳鋼弧焊時具氣孔？而al-mg焊接時易出現(xiàn)焊接大氣孔？ 答：1）氫是鋁合金及鋁焊有較高的剛熱裂紋能力，中碳鋼中碳本身的偏析以及它促使S,P等其他接時產(chǎn)生氣孔的主要原因。2）氫的來源非常廣泛，弧柱氣氛中的元素的偏析明顯起來，易形成低熔點(diǎn)共晶體而導(dǎo)致熱裂紋傾向增加。水分，焊接材料以及母材所吸附的水分，焊絲及母材表面氧化膜的吸中碳鋼焊后HAZ更容易形成脆硬的M組織，這種組織對氫更敏感，附水，保護(hù)氣體的氫和水分等都是氫的來源。3）氫在鋁及其合金產(chǎn)生冷裂紋所需的臨界應(yīng)力更低。中的溶解度在凝點(diǎn)時可從0.69ml/100g突降至0.036mol/100g相差約20紫銅焊接時其焊縫為單相@組織，導(dǎo)熱性強(qiáng)，焊縫易生成粗大晶粒。紫倍，這是促使焊縫產(chǎn)生氣孔的重要原因之一。4)鋁的導(dǎo)熱性很強(qiáng)，銅及黃銅收縮率和線膨脹系數(shù)較大，焊接應(yīng)力較大，易形成熱裂紋 黃熔合區(qū)的冷速很大，不利于氣泡的浮出，更易促使形成氣孔
銅焊接時為使焊縫的機(jī)械性能和母材相同或相近，焊縫常為雙相組織，防止措施： 1）減少氫的來源，焊前處理十分重要，焊絲及母材表面焊縫晶粒變細(xì)，焊縫抗熱裂紋性能改善的氧化膜應(yīng)徹底清除。2）控制焊接參數(shù)，采用小熱輸入減少熔池存焊縫強(qiáng)韌性匹配：選用“低強(qiáng)匹配”的焊材，焊接接頭實際強(qiáng)度未必在時間，控制氫溶入和析出時間3）改變弧柱氣氛中的性質(zhì)
低強(qiáng)，可能等強(qiáng)甚至可能還稍許超強(qiáng)，而按等強(qiáng)匹配焊材則可能造成原因：1）純鋁對氣氛中水分最為敏感，而al-mg合金不太敏感，因此超強(qiáng)的后果，造成焊縫金屬塑性和抗裂性下降。純鋁產(chǎn)生氣孔的傾向要大2）氧化膜不致密，吸水強(qiáng)的鋁合金al-mg熱影響區(qū)脆化：中碳調(diào)質(zhì)鋼由于碳含量較高，合金元素較多，有相當(dāng)比氧化膜致密的純鋁具有更大的氣孔傾向，因此純鋁的氣孔分?jǐn)?shù)小，大的淬硬傾向，馬氏體轉(zhuǎn)變溫度低，無自回火過程，因而在焊接熱影而al-mg合金出現(xiàn)集中大氣孔3）Al-mg合金比純鋁更易形成疏松響區(qū)容易產(chǎn)生大量脆硬的馬氏體組織，導(dǎo)致熱影響區(qū)脆化，生成的高而吸水強(qiáng)的厚氧化膜，而氧化膜中水分因受熱而分解出氫，并在氧化碳馬氏體越多，脆化越嚴(yán)重 膜上冒出氣泡，由于氣泡是附著在殘留氧化膜上，不易脫離浮出，且熱影響區(qū)軟化：焊前為調(diào)質(zhì)狀態(tài)的鋼材焊接時，被加熱到該調(diào)質(zhì)處理因氣泡是在熔化早期形成有條件長大，所以常造成集中大的氣孔。因的回火溫度以上時，焊接熱影響區(qū)將出現(xiàn)強(qiáng)度，硬度低于母材的軟化此al-mg合金更易形成集中的大氣孔。區(qū)，如果焊后不再進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，該軟化區(qū)可能成為降低接頭區(qū)強(qiáng)度的薄弱區(qū)。中碳調(diào)質(zhì)鋼的強(qiáng)度級別越高時，軟化問題越突出 試分析灰鑄鐵電弧焊時形成白口與淬硬組織的原因及危害： 1 焊接區(qū)：由于焊縫金屬的冷卻速度遠(yuǎn)大于鑄件在砂型中的冷卻速度，焊縫將主要由共晶滲碳體，二次滲碳體及珠光體組成即白口鑄鐵組織。影響整個焊接接頭的機(jī)械加工性能而且容易產(chǎn)生裂紋。2 半熔化區(qū)：
第五篇：鍋爐、壓力容器和管道的焊接技術(shù)前景
鍋爐、壓力容器和管道的焊接技術(shù)前景
近10年來，國內(nèi)外鍋爐、壓力容器和管道的焊接技術(shù)取得了引人注目的新發(fā)展。隨著鍋爐、壓力容器和管道工作參數(shù)的大幅度提高及應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展，對焊接技術(shù)提出了愈來愈高的要求。所選用的焊接方法、焊接工藝、焊接材料和焊接設(shè)備首先應(yīng)保證焊接接頭的高質(zhì)量，同時必須滿足高效、低耗、低污染的要求。因此，在這一領(lǐng)域內(nèi)，焊接工作者始終面臨復(fù)雜而艱巨的技術(shù)難題，要求不斷尋求最佳的解決方案。通過不懈的努力已在許多關(guān)鍵技術(shù)上取得重大突破，并在實際生產(chǎn)中得到成功的應(yīng)用，取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，使鍋爐、壓力容器和管道的焊接技術(shù)達(dá)到了新的發(fā)展水平。
鑒于鍋爐、壓力容器和管道涉及到許多重要的工業(yè)部門，其中包括火力、水力、風(fēng)力，核能發(fā)電設(shè)備，石油化工裝置，煤液化裝置、輸油、輸氣管線，飲料、乳品加工設(shè)備，制藥機(jī)械，飲用水處理設(shè)備和液化氣儲藏和運(yùn)輸設(shè)備等，焊接技術(shù)的內(nèi)容是相當(dāng)廣泛的。本文因篇幅所限，僅就鍋爐、壓力容器和管道用鋼，先進(jìn)的焊接方法和焊接過程機(jī)械化和自動化三方面的新發(fā)展作如下概括的介紹。
鍋爐壓力容器和管道用鋼的新發(fā)展鍋爐用鋼的新發(fā)展
在鍋爐、壓力容器和管道用鋼這三類鋼中，鍋爐用鋼的發(fā)展最為迅速。這主要是近10年來，火力發(fā)電站用燃料—煤炭的供應(yīng)日趨緊張，降低燃料的消耗已成為世界性的迫切需要。為此，必須提高鍋爐的效率。通常鍋爐效率每提高5%，燃料的消耗可降低15%。而鍋爐的效率基本上取決于其運(yùn)行參數(shù)—蒸汽壓力和蒸汽溫度。最近，上海鍋爐廠生產(chǎn)600~670MW超臨界鍋爐的蒸汽壓力為254bar，過熱蒸汽溫度為569℃，鍋爐的熱效率約為43%。如果鍋爐的運(yùn)行參數(shù)提高到特超臨界級，即蒸汽壓力為280 bar蒸汽溫度為620℃，鍋爐的熱效率可提高到47%。目前世界上特超臨界鍋爐的最高工作參數(shù)為350 bar/700℃/720℃，鍋爐的熱效率達(dá)到了50%。
這里應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)指出，隨著鍋爐效率的提高，鍋爐煙氣中的SO2、NOX和CO2的排放量逐漸下降。因此從減少大氣污染的角度出發(fā)，設(shè)計制造高工作參數(shù)的特超臨界鍋爐也是必然的發(fā)展趨勢。
鍋爐蒸汽參數(shù)的提高直接影響到鍋爐受壓部件的強(qiáng)度性能。在超臨界和特超臨界工作條件下，鍋爐的主要部件，如膜式水冷壁，過熱器，再熱器、高壓出口集箱和主蒸汽管道的工作溫度均已達(dá)到鋼材蠕變溫度范圍以內(nèi)。制作這些部件的鋼材在規(guī)定的工作溫度下，除了具有足夠的蠕變強(qiáng)度（或105h高溫持久強(qiáng)度）外，還應(yīng)具有高的耐蝕性和抗氧化性以及良好的焊接性和成形性能。
從鍋爐主要部件用鋼的發(fā)展階段來看，即便是工作溫度相對較底的水冷壁部件，也必須采用鉻含量大于2%的Cr-Mo鋼或多組元的CrMoVTiB鋼。按現(xiàn)行的鍋爐制造規(guī)程，這類低合金鋼，當(dāng)管壁厚度超過規(guī)定的界限時，焊后必須進(jìn)行熱處理。由于膜式水冷壁的外形尺寸相當(dāng)大，工件長度一般超過30m，焊后熱處理不僅延長了生產(chǎn)周期，而且大大提高了制造成本。為解決這一問題，國外研制了一種專用于膜式水冷壁的新鋼種7CrMoVTiB1010。最近，該鋼種已得到美國ASME的認(rèn)可，并已列入美國ASME材料標(biāo)準(zhǔn)，鋼號為A213-T24。這種鋼的特點(diǎn)是含碳量控制在0.10%以下，硫含量不超過0.010%，因此具有相當(dāng)好的焊接性。焊前無需預(yù)熱。當(dāng)管壁厚度不大于10 m m，焊后亦可不作熱處理。
在特超臨界的蒸氣參數(shù)下，當(dāng)蒸氣溫度達(dá)到700℃，蒸氣壓力超過370 bar時，水冷壁的壁溫可能超過600℃。在這種條件下，必須采用9%Cr或12%Cr馬氏體耐熱鋼。這些鋼種對焊接工藝和焊后熱處理提出了嚴(yán)格的要求，必須采取特殊的工藝措施，才能確保接頭的焊接質(zhì)量。
對于鍋爐過熱器和再熱器高溫部件，在超臨界和特超臨界蒸汽參數(shù)下，其工作溫度范圍為560~650℃。在低溫段通常采用9~12%Cr鋼，從高溫耐蝕性角度考慮，最好選用12%Cr鋼。在600℃以上的高溫段，則必須采用奧氏體鉻鎳高合金耐熱鋼。根據(jù)近期的研究成果，對于高溫段過熱器和再熱器管件，為保證足夠高的高溫耐蝕性和抗氧化性，應(yīng)當(dāng)選用鉻含量大于20%的奧氏體鋼，例如25Cr-20NiNbN(HR3C)，23Cr-18NiCuWNbN(SAVE25)，22Cr-15NiNbN(Tempaloy A-3)，和20Cr-25NiMoNbTi(NF709)等。
在相當(dāng)高的蒸汽參數(shù)下（375 bar/700℃）下，在過熱器出口段，由于奧氏體鋼蠕變強(qiáng)度不足，不能滿足要求，而必須采用鎳基合金，如Alloy617。
現(xiàn)代奧氏體耐熱鋼與傳統(tǒng)的奧氏體耐熱鋼相比，其最大特點(diǎn)是含有多組元的碳化物強(qiáng)化元素，從而在很大程度上提高了鋼材的蠕變強(qiáng)度。
對于超臨界鍋爐機(jī)組的高壓出口集箱和主蒸汽管道等厚壁部件主要采用改進(jìn)型的9-12%Cr馬氏體鉻鋼。
9~12%馬氏體鉻鋼的發(fā)展規(guī)律與前述的奧氏體耐熱鋼相似，即從最原始的Cr-Mo二元合金向多組元合金演變，其主攻方向是盡可能提高鋼材的高溫蠕變強(qiáng)度，減薄厚壁部件的壁 厚，以簡化制造工藝和降低制造成本。上述鋼種由于 嚴(yán)格控制了碳、硫、磷含量，焊接性明顯改善。在國外超臨界和特臨界鍋爐已逐步推廣應(yīng)用，取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。壓力容器用鋼的新發(fā)展
近年來，壓力容器用鋼的發(fā)展與鍋爐用鋼不同，其主攻方向是提高鋼的純凈度，即采用各種先進(jìn)的冶煉技術(shù)，最大限度地降低鋼中的有害雜質(zhì)元素，如硫、磷、氧、氫和氮等的含量。這些冶金技術(shù)的革新，不僅明顯地提高了鋼的沖擊韌性，特別是低溫沖擊韌性，抗應(yīng)變時效性、抗回火脆性、抗中子幅照脆化性和耐蝕性，而且可大大改善其加工性能，包括焊接性和熱加工性能。
對比采用常規(guī)冶煉方法和現(xiàn)代熔煉方法軋制的16MnR鋼板的化學(xué)成分和不同溫度下的缺口沖擊韌度和應(yīng)變時效后的沖擊韌性，數(shù)據(jù)表明，超低級的硫、磷、氮含量顯著地提高了普通低合金鋼的低溫沖擊韌度和抗應(yīng)變時效性。
高純凈化對深低溫用9%Ni鋼的極限工作溫度（-196℃）下的缺口沖擊韌度也起到相當(dāng)良好的作用，按美國ASTM A353和A553（9%Ni）鋼標(biāo)準(zhǔn)，該鋼種在-196℃沖擊功的保證值為27J。但按大型液化天然氣（LNG）儲罐的制造技術(shù)條件，9% Ni鋼殼體-196℃的沖擊功應(yīng) 70J，相差2.6倍之多。這一問題也是通過9% Ni鋼的純凈化處理而得到完滿的解決。同時還大大改善了9% Ni鋼的焊接性。焊接不必預(yù)熱，焊后亦無須熱處理。對于厚度30mm以下的9%Ni鋼，焊前不必預(yù)熱，焊后亦無需熱處理。這對于大型（10萬m3以上）LNG儲罐的建造，具有十分重要的意義。
把9% Ni鋼標(biāo)準(zhǔn)的化學(xué)成分和力學(xué)性能并與高純度9% Ni鋼相應(yīng)的性能進(jìn)行對比，它們之間的明顯差異。
在高壓加氫裂化反應(yīng)容器中，由于工作溫度高于450℃，殼體材料必須采用2.25CrlMo或3CrlMo低合金抗氧鋼。但這類鋼在450℃以上溫度下長期使用時，會產(chǎn)生回火脆性，使鋼的韌性明顯下降，給加氫反應(yīng)的安全運(yùn)行造成隱患。
近期的大量研究證明，上列鉻鉬鋼的回火脆性主要起因于鋼中P、Sn、Sb和As等微量雜質(zhì)。合金元素Si和Mn也對鋼的回火脆性起一定的促進(jìn)作用。因此必須通過現(xiàn)代的冶金技術(shù)，把鋼中的這些雜質(zhì)降低到最低的水平。目前，許多國外鋼廠已提出嚴(yán)格控制鋼中雜質(zhì)含量的供貨技術(shù)條件。現(xiàn)代煉鋼技術(shù)能夠達(dá)到了最低雜質(zhì)含量的上限，可大大降低2.25CrlMo和3CrlMo鋼的回火脆性敏感性，其回火脆性指數(shù)J低于100，而普通的2.25Cr-lMo鋼的J 指數(shù)高達(dá)300。
由此可見，壓力容器用鋼的純凈化是一種必然的發(fā)展趨勢。
近幾年來，各類不銹鋼在金屬結(jié)構(gòu)制造業(yè)中應(yīng)用急速增長，其年增長率為5.5%，2003年世界不銹鋼消耗量為2150萬噸，其中我國不銹鋼的用量占54.2%極大部分用于各種壓力容器和管道，包括部分輸油輸氣管線。
為滿足各種不同的運(yùn)行條件下的耐蝕性要求，并改善不同施工條件下的加工性能，近期開發(fā)了多種性能優(yōu)異的不銹鋼，其中包括超級馬氏體不銹鋼、超級鐵素體不銹鋼，鐵素體—奧氏體雙相不銹鋼和超級鐵素體—奧氏體不銹鋼。這些新型不銹鋼的共同特點(diǎn)是超低碳、超低雜質(zhì)含量、合金元素的匹配更趨優(yōu)化，不僅顯著提高了其在各種腐蝕介質(zhì)下的耐蝕性，而且大大改善了焊接性和熱加工性能。在一定的厚度范圍，超級馬氏體不銹鋼焊前可不必預(yù)熱，焊后亦無需作熱處理。這對于大型儲罐和跨國海底輸油輸氣管線的建設(shè)具有重要的經(jīng)濟(jì)意義。
目前已在壓力容器和管道制造中得到實際應(yīng)用的馬氏體不銹鋼、鐵素體—奧氏體雙相不銹鋼和超級雙相不銹鋼，這些不銹鋼合金系列與常規(guī)不銹鋼之間存在較大的差異。管道用鋼的新發(fā)展
管道用鋼的發(fā)展在很多方面與前述的鍋爐與壓力容器用鋼相似。實際上很多鋼種和鋼號都是相同的，其中只有輸氣管線用鋼可以認(rèn)為是獨(dú)立的分支。近10年來，輸送管線的工作應(yīng)力已從40bar提高到100bar，甚至更高。最近臺灣省建造了一座1600MW抽水蓄能電站，其壓水管道采用了X100型（屈服強(qiáng)度690Mpa）高強(qiáng)度鋼。
目前在世界范圍內(nèi)，輸送管線中采用的最高強(qiáng)度級別的鋼種為X80型，相當(dāng)于我國標(biāo)準(zhǔn)鋼號L555，其最低屈服強(qiáng)度為555Mpa。國外已計劃將X100型高強(qiáng)度鋼用于輸送管線。
鑒于管線的焊接都在野外作業(yè)，要求鋼材具有良好的焊接性，因此管線用鋼多采用低碳，低硫磷的微合金鋼，并經(jīng)熱力學(xué)處理。
鍋爐、壓力容器和管道焊接方法的新發(fā)展
鍋爐、壓力容器和管道均為全焊結(jié)構(gòu)，焊接工作量相當(dāng)大，質(zhì)量要求十分高。焊接工作者總是在不斷探索優(yōu)質(zhì)、高效、經(jīng)濟(jì)的焊接方法，并取得了引人注目的進(jìn)步。以下重點(diǎn)介紹在國內(nèi)外鍋爐、壓力容器與管道制造業(yè)中已得到成功應(yīng)用的先進(jìn)高效焊接方法。鍋爐膜式水冷壁管屏雙面脈沖MAG自動焊接生產(chǎn)線
為提高鍋爐熱效率，節(jié)省材料費(fèi)用，大型電站鍋爐式水冷壁管屏均采用光管＋扁鋼組焊而成。這種部件的外形尺寸與鍋爐的容量成正比。一臺600MW電站鍋爐膜式水冷壁管屏的拼接縫總長已超過萬米。因此必須采用高效的焊接方法。在上世紀(jì)90年代以前，國內(nèi)外鍋爐爐制造廠大多數(shù)采用多頭（6~8頭）埋弧自動焊。在多年的實際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，這種埋弧焊方法存在一致命的缺點(diǎn)，即埋弧焊只能從單面焊接，管屏焊后不可避免會產(chǎn)生嚴(yán)重的撓曲變形。管屏長度愈長，變形愈大，必須經(jīng)費(fèi)工的校正工序。不僅提高了生產(chǎn)成本，而且延長了成產(chǎn)周期。因此必須尋求一種更合理的焊接方法。
上世紀(jì)80年代后期，日本三菱重工率先開發(fā)膜式水冷壁管屏雙面脈沖MAG自動焊新焊接方法及焊接設(shè)備，并成功地應(yīng)用于焊接生產(chǎn)。這種焊接方法在日本俗稱MPM法，其特點(diǎn)是多個MAG焊焊頭從管屏的正反兩面同時進(jìn)行焊接。焊接過程中，正反兩面焊縫的焊接變形相互抵消。管屏焊接后基本上無撓曲變形。這是一項重大的技術(shù)突破。經(jīng)濟(jì)效益顯著。數(shù)年后哈爾濱鍋爐廠最先從日本三菱公司引進(jìn)了這項先進(jìn)技術(shù)和裝備，并在鍋爐膜式壁管屏拼焊生產(chǎn)中得到成功的應(yīng)用。之后，逐步在我國各大鍋爐制造廠推廣應(yīng)用，至今已有十多條MPM焊接生產(chǎn)線正常投運(yùn)。管屏MPM焊接的主要技術(shù)關(guān)鍵是必須保證正反兩面的焊縫質(zhì)量，包括焊縫熔深，成形和外形尺寸基本相同。這就要求在仰焊位置的焊接采用特殊的焊接工藝—脈沖電弧MAG焊（富氬混合氣體）。焊接電源和送絲系統(tǒng)應(yīng)在管屏全長的焊接過程中產(chǎn)生穩(wěn)定的脈沖噴射過渡。因此必須配用高性能和高質(zhì)量的脈沖焊接電源和恒速送絲機(jī)。這些焊接設(shè)備的性能和質(zhì)量愈高，管屏反面焊縫的質(zhì)量愈穩(wěn)定，合格率愈高。實際上，哈鍋廠從日本三菱重工引進(jìn)的原裝機(jī)只配用了晶閘管控制的第二代脈沖MIG/MAG焊電源，送絲機(jī)也只是傳統(tǒng)的等速送絲機(jī)，管屏反面焊縫的合格率達(dá)不到100%，總有一定的返修量，為進(jìn)一步改進(jìn)膜式壁管屏MPM焊機(jī)的性能，最近國產(chǎn)的管屏MPM焊機(jī)配用了第三代微要控制逆變脈沖焊接電源和測速反饋的恒速送絲機(jī)，明顯提高了反面焊縫的合格率。鍋爐受熱面管對接高效焊接法
鍋爐受熱面過熱器和再熱器部件管件接頭的數(shù)量和壁厚，隨著鍋爐容量的提高而成倍增加，600MW電站鍋爐熱器的最大壁厚已達(dá)13mm，接頭總數(shù)超過數(shù)千個。傳統(tǒng)的填充冷絲TIG焊的效率以遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足實際生產(chǎn)進(jìn)展的要求，必須采用效率較高的且保接頭質(zhì)量的溶焊方法。為此，哈鍋和上鍋相繼從日本引進(jìn)了厚壁管細(xì)絲脈沖MIG自動焊管機(jī)，其效率比傳統(tǒng)的TIG焊提高3~5倍。后因經(jīng)常出現(xiàn)根部未焊透和弧坑下垂等缺陷而改用TIG焊封底MIG焊填充和蓋面工藝，改進(jìn)的焊接工藝雖然基本上解決了根部未焊透的問題，但降低了焊接效率，增加了設(shè)備的投資，同時也使操作程序復(fù)雜化。最近，上鍋，哈鍋又從國外引進(jìn)了熱絲TIG自動焊管機(jī)。熱絲TIG焊的原理是將填充絲在送入焊接熔池之前由獨(dú)立的恒壓交流電源供電。電阻加熱至650~800℃高溫，這就大大加速了焊絲的熔化速度，其熔敷率接近于相同直徑的MTG焊熔敷率。另外，TIG方法良好的封底特性確保了封底焊道的熔質(zhì)量，因此，熱絲TIG焊不失為小直徑壁厚管對接焊優(yōu)先選擇的一種焊接方法。然而不應(yīng)當(dāng)由此全面否定脈沖MIG焊在小直徑壁厚管對接中應(yīng)用的可行性。曾通過大量的試驗查明，在厚壁管MIG焊對接接頭中，根部末焊透90%以上位于超弧段，而弧坑下垂起因于連續(xù)多層焊時熔池金屬熱量積聚導(dǎo)致過熱。如將焊接電源電弧的功率作精確的控制，則完全可以消除上述缺陷的形成。但由于引進(jìn)的MIG焊自動焊管機(jī)原配的焊接電源為晶閘管脈沖電源，無法實現(xiàn)電弧功率的程序控制如改用當(dāng)代最先進(jìn)的全數(shù)字控制逆變脈沖焊接電源或波形控制脈沖焊接電源（計算機(jī)軟件控制小），則可容易地按焊接工藝要求，對焊接電弧的功率作精確的控制，確保接頭的焊接質(zhì)量。
我們建議對現(xiàn)有的管子對接自動焊MIG焊機(jī)組織二次開發(fā)，將原有的晶閘管焊接電源更換成全數(shù)字控制逆變脈沖焊接電源，并采用PLC和人機(jī)界面改造控制系統(tǒng)，充分發(fā)揮MIG焊的高效優(yōu)勢。厚壁容器縱環(huán)縫的窄間隙埋弧焊
厚壁容器對接縫的窄間隙埋弧焊是一種優(yōu)質(zhì)、高效、低耗的焊接方法。自1985年哈鍋從瑞典ESAB公司引進(jìn)第一臺窄間隙埋弧焊系統(tǒng)以來，窄間隙埋弧焊已在我國各大鍋爐、化工機(jī)械和重型機(jī)械等制造廠推廣使用，近20年的實際生產(chǎn)經(jīng)驗表明，窄間隙埋弧焊確實是厚壁容器對接焊的最佳選擇。
為進(jìn)一步提高窄間隙埋弧焊的效率，國內(nèi)外推出串列電弧雙絲窄隙埋弧焊工藝與設(shè)備，但至今未得到普遍推廣應(yīng)用。這不僅是因為增加了操作的難度，更主要的是交流電弧的焊道成形欠佳，不利于脫渣，容易引起焊縫夾渣。
最近，美國林肯（Lincoln）公司向中國市場推出交流波形參數(shù)（脈沖寬度、正半波電流值、脈沖頻率，脈沖波形斜率）可任意控制的AC/DC1000型埋弧焊電源。采用這種新一代的計算機(jī)控制埋弧焊電源，可使串列電弧雙絲埋弧焊的工藝參數(shù)達(dá)到最佳的組合。不但可以獲得窄間隙埋弧焊所要求的焊道形成，而且還可進(jìn)一步提高交流電弧焊絲的熔敷率。可以預(yù)期，波形控制AC/DC埋弧焊電源的問世必將對串列電弧雙絲窄間隙埋弧焊的推廣應(yīng)用作出積級的貢獻(xiàn)。大直徑厚壁管生產(chǎn)中的高效焊接法
隨著輸送管線工作參數(shù)不斷提升，大直徑厚壁管的需求量急劇增加，制造這類管材量經(jīng)濟(jì)的方法是將鋼板壓制成形，并以1條或2條縱縫組焊而成。由于厚壁管焊接工作量相當(dāng)大，為提高鋼管的產(chǎn)量，通常采用3絲，4絲或5絲串列電弧高速埋弧焊。5絲埋弧焊焊接16mm厚壁管外縱縫的最高焊接速度可達(dá)156m/h，焊接38mm厚壁管外縱縫的最高焊接速度可達(dá)100mm/h。
最近，我國某鋼鐵公司將投資數(shù)十億建設(shè)一條大直徑厚管生產(chǎn)線，其中內(nèi)外縱縫焊接機(jī)擬采用5絲串列電弧高速埋弧焊工藝。為確保達(dá)到最高焊縫質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，最好配用高性能的PowerwaveAC/DC1000數(shù)字控制焊接電源。風(fēng)力發(fā)電站生產(chǎn)中的高效焊接方法
眾所周知，我國當(dāng)前正面臨電力十分緊張的狀況，而且火力發(fā)電廠煙氣大量排放對大氣的污染也令人擔(dān)憂。因此發(fā)展綠色能源已成為世人關(guān)注的焦點(diǎn)。在世界范圍內(nèi)風(fēng)力發(fā)電作為一種可再生的清潔能源因運(yùn)而生，產(chǎn)并以相當(dāng)高的速度發(fā)展，年增長率約為20%。近來，我國也開始重視風(fēng)力發(fā)電的建設(shè)，制定相應(yīng)的規(guī)劃，可望在今后5年內(nèi)將有較快的發(fā)展。
風(fēng)力發(fā)電站主要由基礎(chǔ)、底座、立柱、風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)和饋電系統(tǒng)等組成，其中底座和立柱為焊接結(jié)構(gòu)，采用不同厚度的低碳鋼或低合金鋼板卷制而成。錐形立柱總長可達(dá)100m，底部最大直徑為4.8m，壁厚40~70 m m，項部直徑約1.7 m，壁厚12~35 m。總重量約80T。每根立柱熔敷金屬的重量約700—1500Kg。可見焊接工作量相當(dāng)可觀而且必須采用高效焊接法。最近瑞典ESAB公司專為風(fēng)力發(fā)電站立柱焊接推出兩對雙絲串列電弧埋弧焊接法（Tandem-Twin）。如采用4根￠時2.5mm的焊絲，最高熔敷率可達(dá)38Kg/h，而普通的單弧雙絲焊（TwinArc）的熔敷率僅為15 Kg//h。錐體簡身縱縫采用兩對雙絲串列電弧焊，配用的焊接電源型號相應(yīng)為LAF1250和TAF1250。
立柱環(huán)縫采用焊接操作機(jī)與頭尾架翻轉(zhuǎn)機(jī)組合的專用焊接裝置，頭架轉(zhuǎn)盤由交流伺服電機(jī)驅(qū)動，可精確控制工件旋轉(zhuǎn)速度，以確保焊縫的高質(zhì)量。
鍋爐、壓力容器和管道焊接自動化的新發(fā)展
在我國鍋爐、壓力容器和管道制造行業(yè)中，各大中型企業(yè)的焊接機(jī)械化和自動化程度相對較高，像哈鍋，上鍋這樣的企業(yè)已達(dá)到80%以上。不過，在國際上對焊接機(jī)械化和自動化作了重新定義。焊接機(jī)械化是指焊接機(jī)頭的運(yùn)動和焊絲的給送由機(jī)械完成，焊接過程中焊頭相對于接縫中心位置和焊絲離焊縫表面的距離仍須由焊接操作工監(jiān)視和手工調(diào)整。焊接自動化是指焊接過程自啟動至結(jié)束全部由焊機(jī)的執(zhí)行自動完成。無需操作工作任何調(diào)整，即焊接過程中焊頭的位置的修正和各焊接參數(shù)的調(diào)整是通過焊機(jī)的自適應(yīng)控制系統(tǒng)實現(xiàn)的。而自適應(yīng)控制系統(tǒng)通常由高靈敏傳感器，人工智能軟件、信息處理器和快速反應(yīng)的精密執(zhí)行機(jī)構(gòu)等組成。按照上述標(biāo)準(zhǔn)來衡量，我國鍋爐，壓力容器和管道焊接的自動化率是相當(dāng)?shù)偷摹O大多數(shù)僅實現(xiàn)了焊接生產(chǎn)的機(jī)械化。因此，為加速本行業(yè)焊接生產(chǎn)現(xiàn)代化的進(jìn)程，增強(qiáng)企業(yè)的核心競爭力，應(yīng)盡快提高焊接自動化的程度。按照當(dāng)前中央提出的“以人為本”的理念。焊接自動化具有更深刻的意義。它不僅僅是提高了焊接生產(chǎn)率和穩(wěn)定了焊接質(zhì)量，而更重要的是使焊工遠(yuǎn)離了有害的工作環(huán)境，減輕或消除了職業(yè)病的危害。
以下列舉幾個在壓力容器和管道制造中已得到實際應(yīng)用現(xiàn)代化自動焊接裝備實例。以說明其基本結(jié)構(gòu)和功能以及在焊接生產(chǎn)中所發(fā)揮的作用。厚壁壓力容器對接接頭的全自動焊接裝備
德國Babcock-Borsig公司與瑞典ESAB公司合作于1997年開發(fā)了一臺大型龍門式全自動自適應(yīng)控制埋弧裝備。專用于、厚壁容器筒體縱縫和環(huán)縫的焊接。自1998年正式投運(yùn)至今使用狀況良好，為了型厚壁容器對接縫的自動埋弧焊開創(chuàng)了成功的先例。
該裝備配置了串列電弧雙絲埋弧焊焊頭，由計算機(jī)軟件控制的ABW系統(tǒng)（Adaptive Batt Welding）和激光圖像傳感器。
在焊接過程中激光圖像傳感器連續(xù)測定接頭的外形尺寸，測量數(shù)據(jù)通過計算機(jī)由智能軟件快速處理，并確定所要求的焊接參數(shù)和焊頭位置。也就是說每焊道的尺寸和焊道的排列是由系統(tǒng)的軟件以自適應(yīng)的方式控制的。
系統(tǒng)軟件可調(diào)整每一填充焊道的4個焊接參數(shù)：焊接速度，焊接電流，焊道的排列和各填充層和蓋面層的焊道數(shù)。因此，該系統(tǒng)可使實時焊接參數(shù)自動適應(yīng)接頭整個長度上橫截面和幾何尺寸的偏差。焊接速度是控制不同區(qū)域內(nèi)的熔敷金屬量，而焊接電流是控制焊道的高度和熔敷金屬量。焊道的排列是決定每層焊道間的搭接量。每層的焊道數(shù)則取決于每層的坡口寬度。
該設(shè)備的主控制器和監(jiān)視器以PC機(jī)為基礎(chǔ)。
多年的使用經(jīng)驗表明，該裝備不僅大大提高厚壁容器的焊接生產(chǎn)率，而且確保形成無缺陷的厚壁焊縫，同時顯著降低了焊工勞動強(qiáng)度，改善了工作環(huán)境。厚壁管件全自動多站焊接裝置
火力和核電站的主蒸汽管道，其壁厚已超過100mm，焊接工作量相當(dāng)大，迫切需要實現(xiàn)焊接生產(chǎn)的全自動化，以提高生產(chǎn)率。每個焊接工作站由焊接操作機(jī)，翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，滾輪架，夾緊裝置和焊接機(jī)頭及焊接電源等組成。所有的焊接工作站由中央控制器集成控制。適用的管徑范圍為139~558 mm，壁厚18~100 mm。管件長度大于1800 mm。可全自動焊接直管對接，直管與彎管接頭，直管與法蘭以及直管與端蓋對接接頭。焊接方法采用窄坡口熱絲TIG焊。
在該自適應(yīng)控制系統(tǒng)中，采用黑白攝像機(jī)檢測坡口邊緣的位置。采用彩色攝像機(jī)監(jiān)控電弧和填充絲的位置。通過檢則焊絲加熱電流控制填充絲的垂直方向的位置。這種控制方法是利用黑白攝像機(jī)的圖像，經(jīng)過計算機(jī)圖像處理，確定內(nèi)外邊緣的照度差。當(dāng)焊接條件變化時，系統(tǒng)將自動調(diào)整攝相機(jī)快門的曝光時間。以達(dá)到給定的照度，使焊槍始終保持在焊接開始時調(diào)整好的位置。
壁厚管件全自動多站焊接裝置基本上實現(xiàn)了焊接作業(yè)無人操作。只需要一名操作人員在主控制室內(nèi)設(shè)置管件的原始條件并在焊接過程中進(jìn)行監(jiān)控。這種全自動焊接裝置已在日本三菱重工公司投入生產(chǎn)試用。大直徑管對接全位置自TIG焊機(jī)
大直徑管對接的全位置TIG焊是一項難度很大的焊接作業(yè)，培養(yǎng)一名技能高度熟練的焊工需要耗費(fèi)大量的人力和物力，而且產(chǎn)品的焊接質(zhì)量還取決于焊工自身多年積累的生產(chǎn)經(jīng)驗。為了克服對焊工技能的依賴性，消除人為因素對產(chǎn)品焊接質(zhì)量的不利影響，產(chǎn)生了開發(fā)模擬高級熟練焊工的智能和操作要領(lǐng)的全自動焊管機(jī)的想法。
該自動焊管機(jī)可用于直徑165—1000mm，壁厚7.0—35.0 mm的不銹鋼管環(huán)縫的全位置焊，并采用窄間隙填絲TIG焊（單層單道焊工藝）。焊機(jī)的自動控制系統(tǒng)采用了視覺和聽覺傳感器，由計算機(jī)程序控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，模仿熟練焊工的反應(yīng)和動作。
自適應(yīng)控制和質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)的作用原理為，自適應(yīng)控制主要是通過視覺傳感器實時檢測的信息和計算機(jī)圖像處理，按模糊邏輯規(guī)則，實時控制鎢極相對于坡口邊緣的位置，填充焊絲相對于鎢極的位置以及決定焊接熔池尺寸的焊接參數(shù)。而焊縫質(zhì)量的監(jiān)控系統(tǒng)則按照激光視頻傳感器，聽覺傳感器和電流傳感器的信息實時修正焊接熔池尺寸，焊道形狀，鎢極尖端的形狀，電弧燃燒的穩(wěn)定性和焊接電流，以保證焊縫質(zhì)量的一致性。
在自適應(yīng)控制系統(tǒng)中，安裝在焊槍前側(cè)的視覺傳感器（攝像機(jī)）起主要作用，將所攝取的對接區(qū)圖像輸入到計算機(jī)，根據(jù)計算機(jī)軟件圖像處理結(jié)果，可以定量檢測鎢極相對于坡口邊緣的位置，填充焊絲相對于鎢極的橫向位移，以及焊接熔池的尺寸及鎢極的損耗。
激光視頻傳感器是由攝像機(jī)和激光聚光燈組成，安裝在焊槍的后側(cè)。所形成的圖像可用來測定焊道邊緣的潤溫角，即焊道表面與坡口側(cè)壁之間的角度。控制系統(tǒng)根據(jù)這些信息，對焊接參數(shù)進(jìn)行自適應(yīng)控制。
自適應(yīng)計算方法的工原理如下。焊接過程中，為調(diào)整鎢極的位置，引用了模糊邏輯理論，即所謂奇數(shù)理論。當(dāng)前節(jié)距內(nèi)鎢極位置的修正速度是按所測定的鎢極位移量和前一節(jié)距內(nèi)的修正速度計算的，以此來保證修正精度。
上述大直徑管全自動全位置焊管機(jī)已在電站鍋爐安裝工程中得到實際的應(yīng)用，取得了令人滿意的效果。
結(jié)論
1、我國電站鍋爐、壓力容器和管道已進(jìn)入高參數(shù)和超高參數(shù)的發(fā)展階段，必須選用各種新型的耐熱鋼，耐蝕鋼，抗氫鋼和高強(qiáng)度鋼。這些鋼種及其相配的焊接材料目前尚未國產(chǎn)化。期望我國鋼鐵工業(yè)和焊材制造行業(yè)能在短期內(nèi)滿足鍋爐、壓力容器和管道制造行業(yè)發(fā)展的需要。
2、在我國鍋爐、壓力容器和管道制造企業(yè)中，已推廣使用了多種技術(shù)先進(jìn)的高效焊接法，引進(jìn)了為數(shù)不少的現(xiàn)代化焊接設(shè)備，焊接生產(chǎn)的工藝水平已達(dá)到較高的水平。為適應(yīng)鍋爐壓力容器和管道需求量的不斷高速增長，應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步開發(fā)，推廣生產(chǎn)效率更高的先進(jìn)焊接方法和工藝。
3、在高靈敏傳感技術(shù)，計算機(jī)控制技術(shù)和精密機(jī)械高度發(fā)展的今天，焊接過程的全面自動化已從實驗室進(jìn)入工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，鍋爐、壓力容器和管道制造業(yè)有望率先實現(xiàn)焊接生產(chǎn)過程的全面自動化。本資料由鋼管廠家www.tmdps.cn整理提供，轉(zhuǎn)載請注明出處。
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