压力容器焊接技术培训.ppt
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1、压力容器焊接技术培训,主讲人:XXX,压力容器焊接技术培训,一、前言 焊接技术,又称连接工程,是一种重要的材料加工工艺,它广泛地应用于石油化工、电力、航天航空、海洋工程、微电子技术,桥梁、船舶、潜艇,以及各种金属结构等工业部门。凡是用焊缝连接的构件都可称为焊接结构。 压力容器是一种焊接结构,压力容器设计就是焊接结构的设计,因此压力容器设计人员了解和掌握一些焊接基本知识,不仅有利于压力容器的优化设计、而且也有利于压力容器的安全运行。今天主要介绍压力容器设计过程中常用焊接基本概念、焊接方法、焊接坡口、WPS、PQR、常用材料易产生的焊接缺陷及其设计方面的预防措施及目前压力容器焊接新技术。 二、焊接
2、基本知识 2.1 焊接,压力容器焊接技术培训, 概念:通过加热或加压或两者并用,使被焊材料达到原子间的结合,从而形成永久性连接的工艺。 包括三方面的含义: 是焊接的途径,即加热或加压或二者并用; 是焊接的本质,即微观上达到原子间的结合; 是焊接的结果,即宏观上形成永久性连接。 实现焊接的途径: 加压或加热加压二者并用:压力焊; 加热:熔化焊(重点介绍)。 2.2 焊接接头 焊接接头:被焊材料经焊接之后发生组织和性能变化的区域; 组成:焊缝、热影响区、熔合区; 焊缝:由熔化的被焊材料和填加材料经凝固以后所形成的;,压力容器焊接技术培训, 热影响区:是被焊材料受焊接热影响发生组织和性能改变的母材区
3、域; 熔合区:是介于焊缝和热影响区之间的狭小的过渡区,由部分熔化的母材和部分未熔化的母材组成; 焊接接头的形成过程: 焊接热过程 固-液状态演变过程 焊接化学冶金过程 固态相变过程 2.3 焊接应力与变形 残余应力:不均匀温度场所造成的内应力达到材料的屈服极 限,局部产生了塑性变形。温度恢复原始的均匀状态后,就 产生的内应力。这种内应力是温度均匀后残存在物体中。相 变应力也是残余应力的一种。是三维的,是拉伸应力。,压力容器焊接技术培训, 焊接残余变形:是焊后残存于结构中的变形,分为七类; 纵向收缩变形:构件焊后的焊缝方向发生收缩; 横向收缩变形:构件焊后在垂直焊缝方向发生收缩; 挠曲变形:构件
4、焊后发生挠曲:纵、横向收缩均可引起。 角变形:焊后构件的平面围绕焊缝产生的角位移。 波浪变形:焊后构件呈波浪形。 错边变形:焊接过程中,两焊间的热膨胀不一致,引起长 度和厚度方向上的错边。 螺旋形变形:焊后构件上出现的扭曲。 2.4 焊缝及接头的基本形式 焊缝的基本形式:对接焊缝和角焊缝。 角焊缝按其承载方向分为三种: 焊缝与载荷垂直的正面角焊缝。,压力容器焊接技术培训, 焊缝与载荷平行的侧面角焊缝。 焊缝与载荷倾斜的斜向角焊缝。 接头的基本形式有四种: 对接,搭接,丁字,角接; 对接接头是较理想的接头形式; 2.5 焊接材料的选用原则: 根据母材的化学成分、力学性能、可焊性,并结合压力容器
5、的结构特点、使用条件及焊接方法综合考虑选用焊接材料。 必要时可通过试验确定。 总体要求应该保证焊缝金属的性能应高于或等于相应母材标 准规定值的下限,或满足图样规定的技术条件要求。 碳素钢、低合金钢的焊缝金属应保证力学性能,且其抗拉强 度不应超过母材标准规定的上限加30MPa。,压力容器焊接技术培训, 耐热型低合金钢焊缝金属在保证力学性能外,还应保证化学 成分。 高合金钢的焊缝金属应保证力学性能和耐腐蚀性能。 不锈钢复合钢: 基层的焊缝金属应保证力学性能。 复层的焊缝金属应保证耐腐蚀性能,当有力学性能要求时 还应保证力学性能。 复层焊缝与基层焊缝以及复层焊缝与基层钢板的交界处宜 采用过渡焊缝。
6、不同强度钢号的碳素钢、低合金钢之间的异种钢焊缝金属应 保证力学性能且其抗拉强度不应超过强度较高母材标准规定 的上限值。,压力容器焊接技术培训, 奥氏体不锈钢与碳素钢、低合金钢之间的异种钢焊缝金属应 保证抗裂性能和力学性能。宜采用铬镍含量较高的奥氏体不 锈钢焊材。 三、常用焊接方法及其适用的坡口形式 3.1 焊条电弧焊:设备较为简单,便携带,不适于焊接活性材料,由于焊条长度和药皮过热脱落的限制,降低了焊接生产率。 3.2 埋弧焊:消除飞溅,焊缝洁净,熔敷效率率高,仅限于平焊; 3.3 等离子弧焊:电弧挺直,对弧长变化不敏感,焊接速度快,缺点设备费用高; 3.4 CO2气体保护焊:它具有相当高的熔
7、敷率。缺点是受焊枪尺寸的限制,难于达到狭小的区域或角落,飞溅大,氧气性大; 3.5 钨极气体保护焊:适用于焊接薄板,焊接活性材料,其缺点是熔敷效率低,过大的焊接电流易造成焊缝夹钨。,压力容器焊接技术培训,3.6 焊接坡口 开坡口的根本目的:是为了确保接头的质量及其经济性,坡口型式必须考虑一下问题: 焊材的消耗量; 可焊到性; 坡口加工的难易程度; 焊接变形; 四、WPS及PQR 4.1 WPS: 焊接工艺规程(welding procedure specification);为验证性试验所拟定的、经评定合格的、用于指导产品施焊的焊接工艺评定文件。 焊接工艺规程是压力容器制造单位必须自行编制的重
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