电力钢管焊接热处理规范.pdf

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电力钢管焊接热处理规范
电力钢管焊接热处理规范「篇一」
水电站压力钢管制作、安装工程
焊接工艺规程
编制:
审批:


施焊前应认真检查坡口型式和尺寸是否满足工艺要求,焊接接头应符合工艺规
定的装配间隙。坡口表面及每侧应将水、铁锈、油污、积渣等清理干净,清理的范
围:
1)埋弧自动焊对接缝40~50mm
2)其他焊接方法对接缝10~20mm
3)角焊缝焊角K+10~20mm

1)焊接材料应放置于通风、干燥且相对湿度不大于60%的专用库房内,由专
人保管、烘焙、发放。使用前进行外观检查,并严格按使用说明书规定烘干;
2)焊丝使用前清除表面油污和锈斑;
3)烘干后的焊条应保存在100~150℃的恒温箱内,随用随取,焊工应配备焊
条保温箱。:.
CHE507/CHE506350℃烘焙1小时,随烘随用;

1)焊件对接要平齐,角焊缝连接的焊件应尽可能贴紧,除工艺特殊要求外一
般不留间隙。焊件组装局部间隙不超过5mm,累计长度不大于焊缝全长的15%时允
许作堆焊处理,堆焊要求为:
a)堆焊时严禁填充异物;
b)堆焊后修磨平整达到规定尺寸并保持原坡口形状;
c)根据堆焊长度和间隙大小,对堆焊部位的焊缝酌情进行探伤检验。
2)定位焊
a)定位焊的质量要求及工艺措施应与正式焊缝相同;
b)
一、二类焊缝定位焊应由持有效合格证书的焊工承担;
c)定位焊应有一定的强度,但其厚度一般不应超过正式焊缝的1/2,通常为
4~6mm,长度为60mm,间
距为100~400mm为宜;
d)定位焊的引弧、熄弧均应在坡口内进行,定位焊后的裂纹、气孔、夹渣等
缺陷均应清除。


1)多层多道焊接宜连续施焊,焊道之间应均匀搭接,交接处不应形成凹槽、
咬边或凸鼓等缺陷,层间接头应错开30mm以上,收弧时必须填满弧坑;:.
2)手工电弧焊焊缝长度大于1000mm时宜采用分段退位焊法施焊,角焊缝转角
处应连续绕角施焊,起落弧点距焊缝端部宜大于10mm;
3)压力钢管焊接焊工布置和焊接顺序:安排4~6名焊工分段退步焊接,岔管
焊接顺序:管节纵缝—管节环缝—月牙板对接焊缝—月牙板与管壳对接焊缝
4)焊接完毕后,作业人员应进行焊缝外观检查,清理焊缝及其两侧的熔渣及
飞溅,焊件表面被电弧,碳弧气刨
及气割损伤处和焊疤应修磨平整。
5)焊接检验按规范DL/T5018-2004执行,焊接完成24小时后可进行超声波
探伤,超声波探伤比例:一般管节环缝50%抽查,纵缝及岔管焊缝100%。
电力钢管焊接热处理规范「篇二」
焊接工艺规程
一、材料介绍
(%):
元素
C≤
Mn
Si≤
P≤
S≤
Al≥
V:.
Nb
Ti
含量

-




-
-
-
Q345C力学性能如下表(%):
机械性能指标
伸长率(%)
试验温度0℃
抗拉强度MPa
屈服点MPa≥
数值
δ5≥22:.
J≥34
σb(470-650)
σs(324-259)
其中壁厚介于16-35mm时,σs≥325Mpa;壁厚介于
35-50mm时,σs≥295Mpa


碳当量(Ceq)的计算
Ceq=C+Mn/6+Ni/15+Cu/15+Cr/5+Mo/5+V/5
计算Ceq=%,%,可见Q345钢焊接性能不是很好,需要在焊接时
制定严格的工艺措施。

Q345钢在焊接时易出现的问题

热影响区的淬硬倾向
Q345钢在焊接冷却过程中,热影响区容易形成淬火组织-马氏体,使近缝区的
硬度提高,塑性下降。结果导致焊后发生裂纹。

冷裂纹敏感性
Q345钢的焊接裂纹主要是冷裂纹。:.
二、焊接施工流程
坡口准备→点固焊→预热→里口施焊→背部清根(碳弧气刨)→外口施焊
→里口施焊→自检/专检→焊后热处理→无损检验(焊缝质量一级合格)
三、焊接工艺参数的选择
通过对Q345钢的焊接性分析,制定措施如下:

由于Q345钢的冷裂纹倾向较大,应选用低氢型的焊接材料,同时考虑到焊接
接头应与母材等强的原则,选用E5015
(J507)型电焊条。
化学成分见下表(%):
元素
C
Mn
Si
S
P
Cr
Mo
V
Ti:.
含量









力学性能见下表:
机械性能指标
σb(Mpa)
σs(Mpa)
δ5(%)
Ψ(%)
AkvJ-30℃
数值
440
540:.
164
114
:(根据图纸和设备供货)
:采用手工电弧焊(D)。
:为了避免焊缝组织粗大,造成冲击韧性下降,必须采用小规范焊
接。具体措施为:选用小直径焊条、窄焊道、薄焊层、多层多道的焊接工艺(焊接
顺序如图一所示)。焊道的宽度不大于焊条的3倍,焊层厚度不大于5mm。第一层
,焊接电流100-130A;
电焊条,焊接电流120-180A。
:由于Q345钢的Ceq>%,在焊接前应进行预热,预热温度
T0=100-150℃,层间温度Ti≤400℃。
:为了降低焊接残余应力,减小焊缝中的氢含量,改善焊缝
的金属组织和性能,在焊后应对焊缝进行热处理。热处理温度为:600-640℃,恒
温时间为2小时(板厚40mm时),升降温速度为125℃/h。
四、现场焊接顺序:

在翼缘板焊接前,首先对翼缘板进行预热,恒温30分钟后开始焊接。
焊接的预热、层间温度、热处理由热处理控温柜自动控制,采用远红外履带式
加热炉片,微电脑自动设定曲线和记录曲线,热电偶测量温度。预热时热电偶的测
点距离坡口边缘15mm-20mm。

:.
为了防止焊接变形,每个柱接头采用二人对称施焊,焊接方向由中间向两边施
焊。在焊接里口时(里口为靠近腹板的坡口),第一层至第三层必须使用小规范操
作,因为它的焊接是影响焊接变形的主要原因。在焊接一至三层结束后,背面进行
清根。在使用碳弧气刨清根结束后,必须对焊缝进行机械打磨,清理焊缝表面渗
碳,露出金属光泽,防止表层碳化严重造成裂纹。外口焊接应一次焊完,最后再焊
接
里口的剩余部分。

当焊接第二层时,焊接方向应与第一层方向相反,以此类推。每层焊接接头应
错开15-20mm。

两名焊工在焊接时的焊接电流、焊接速度和焊接层数应保持一致。

在焊接中应从引弧板开始施焊,收弧板上结束。焊接完成后割掉并打磨干净。
:焊口焊接完成后应在12小时内进行热处理。如不能及时进行
热处理应采取保温、缓冷措施。在进行热处理时,应采用两根热电偶测温,热电偶
点焊在焊口的里外侧。
Q345钢的焊接温度曲线如下图

根据《钢结构工程施工及验收规范》的要求,焊口采用超声波探伤法进行检
验,检验比例为100%。
五、现场技术管理
。:.
。
每个柱接头的焊接时,应有专人监控焊接工艺,如焊工不按作业指导书施工应
立即终止焊接。在焊接过程中,热处理人员应全程监控层间温度,如超标应立即通
知焊工暂停。

在施工前,进行全员交底,并且开取施工工艺卡。交底中详细讲解焊接工艺特
点及严格控制现场焊接工艺的必要性和控制要点。
六、结论
按此焊接工艺措施施工,经过实际施工的验证,此焊接工艺措施不仅能在现场
指导对Q345钢的焊接,而且能够保证焊接质量。
对Q345钢,是一种可焊性很好的钢材,采用埋弧焊丝H08MnA没有问题。只是
焊剂,所用的SJ301属烧结焊剂,建议用熔炼焊剂HJ431完全满足质量要求,并且
对焊剂的烘干要求也不是太高。q345钢板也就是热轧钢16Mn,这种钢的焊接性比
较好,对焊接线能量的敏感性比正火钢以及调质钢等小,在选择焊接材料的时候除
了要考虑强度匹配的问题,还要考虑熔合比和冷却速度以及热处理等方面因素。
q345钢板埋弧焊是采用H08MNA和H08A,要具体情况而定。当不开坡口对接焊
时,由于母材溶入量较多,用普通的低碳钢焊丝H08A配合高硅高锰焊剂即能达到
要求。如是大坡口对接焊时,由于母材熔入量减少,如再用H08A就使焊缝的强度
偏低,因此要采用含Mn高的焊丝H08MNA或H10Mn2来补充焊缝中的含Mn量。另外
不开坡口的角焊缝时,虽然母材的溶入量也不多,但是由于冷却速度比对接焊接时
大,因此在焊接的时候还是采用低碳钢焊丝效果好些,如采用H08MNA或H10Mn2可
能会引起焊缝强度偏高、塑性偏低的后果
焊接Q345R对应的焊丝为H10Mn2
+SJ101或者H10MnSi+HJ431
表7:.
低合金高强钢焊接材料的选用
钢号
强度级别
(MPa)
手弧焊
埋弧焊
电渣焊
CO2焊焊丝
焊条
焊剂
焊丝
焊剂
焊丝
09Mn2
09Mn2Si
09MnV
294
E43
HJ430
HJ431:.
SJ301
H08A
H08MnA
H10MnSi
H08Mn2Si
H08Mn2SiA
16Mn
16MnCu
14MnNb
343
E50
SJ501
薄板:H08A
H08MnA
HJ431
HJ360
H08MnMoA
H08Mn2Si
H08Mn2SiA
YJ502-1:.
YJ502-3
YJ506-4
HJ431
HJ430
中板开坡口对接
开I形坡口对接
SJ301
H08MnA
H10Mn2
HJ350
厚板深坡口
H10Mn2
H08MnMoA
15MnV
15MnVCu
16MnNb
392
E50
E55
HJ430:.
HJ431
开I形坡口对接
H08MnA
中板开坡口对接
H10Mn2
H10MnSi
HJ431
HJ360
H10MnMo
H08Mn2MoVA
H08Mn2Si
H08Mn2SiA
HJ250
厚板深坡口
HJ350
SJ101
H08MnMoA
15MnVN
15MnVNCu
15MnVTiRe:.
E60
E70
HJ250
HJ350
SJ101
H08Mn2MoA
H08Mn2MoVA
H08Mn2NiMo
HJ431
HJ360
H10Mn2MoA
H10Mn2MoVA
H10Mn2NiMoA
H08Mn2SiMoA
16Mn钢的焊接工艺。
16Mn钢属于碳锰钢,%~%,屈服点等于343MPa(强度级
别属于343MPa级)。16Mn钢的合金含量较少,焊接性良好,焊前一般不必预热。
但由于16Mn钢的淬硬倾向比低碳钢稍大,所以在低温下(如冬季露天作业)或在
大刚性、大厚度结构上焊接时,为防止出现冷裂纹,需采取预热措施。不同板厚及
不同环境温度下16Mn钢的预热温度,见表8。
16Mn钢手弧焊时应选用:.
E50型焊条,如碱性焊条E5015、E5016,对于不重要的结构,也可选用酸性焊
条E5003、E5001。对厚度小、坡口窄的焊件,可选用E4315、E4316焊条。
表8
焊接16Mn钢的预热温度
焊件厚度(mm)
不同气温下的预热温度计(℃)
16以上
16~24
25~40
40以上
不低于-10℃不预热,-10℃以下预热100~150℃
不低于-5℃不预热,-5℃以下预热100~150℃
不低于0℃不预热,0℃以下预热100~150℃
均预热100~150℃
16Mn钢埋弧焊时H08MnA焊丝配合焊剂HJ431(开I形坡口对接)或H10Mn2焊
丝配合焊剂HJ431(中板开坡口对接),当需焊接厚板深坡口焊缝时,应选用
H08MnMoA焊丝配合焊剂HJ431。
16Mn钢是目前我国应用最广的低合金钢,用于制造焊接结构的16Mn钢均为
16MnR和16Mng钢。
低温用钢的焊接工艺。:.
工作温度等于或低于-20℃的低碳素结构钢和低合金钢称为低温用钢,其牌号
及成分,见表9。对低温用钢的主要要求是应保证在使用温度下具有足够的塑性及
抵抗脆性破坏的能力。
表9
低温容器用钢的牌号及成分
钢
号
化学成分(质量分数)(%)
C
Mn
Si
V
Ti
16MnDR
09MnTiCuREDR
09Mn2VDR
06MnNbDR
≤
≤
≤:.
~
~
~
~
≤
~
~
~
≤

~
~
钢
号
化学成分(质量分数)(%)
Cu
Nb
RE
S
P:.
≤
16MnDR
09MnTiCuREDR
09Mn2VDR
06MnNbDR
~
~
(加入量)








低温用钢由于含碳量低,淬硬倾向和冷裂倾向小,所以焊接性良好。焊接时,
为避免焊缝金属及热影响区形成粗晶组织而降低低温韧性,要求采用小的焊接线能
量,焊接电流不宜过大,宜用快速多道焊以减轻焊道过热,并通过多层焊的重热作
用细化晶粒,多道焊时要控制层间温度不得过高,如焊接06MnNbDR低温用钢时,
层间温度不得大于300℃。:.
焊接低温用钢的焊条,见表10。
表10
焊接低温用钢焊条
焊
条
牌
号
焊条型号
主
要
用
途
J506G
J507GR
W707
W707Ni
W907Ni
W107Ni
E5016G
E5015G:.
TW70-7Cu
E5515C1
E5515C2
TW10-7Cu
焊接-40℃工作的16MnDR
钢
焊接-70℃工作的09Mn2V及09MnTiCuRe钢
焊接-70℃%Ni钢
焊接-90℃%Ni钢
焊接-100℃工作的06MnNb、%Ni钢
低温用钢焊后可进行消除应力热处理,以降低焊接结构的脆断倾向。
3)埋弧焊焊接材料的选配:
钢材
焊剂型号,焊丝牌号
牌号
等级
Q235
A、B、C
F4A0——H08A
D:.
F4A2——H08A
Q345
A
F5004——H08A,F5004——H08MnA,F5004——H10Mn2
B
F5014——H08A,F5014——H08MnA,F5014——H10Mn2
F5011——H08A,F5011——H08MnA,F5011——H10Mn2
C
F5024——H08A,F5024——H08MnA,F5024——H10MnA
F5021——H08A,F5021——H08MnA,F5021——H10MnA
D
F5034——H08A,F5034——H08MnA,F5034——H10MnA
F5031——H08A,F5031——H08MnA,F5031——H10MnA
E
F5041