低温焊接

低温焊接（精选七篇）

低温焊接篇1

在低温罐焊接制造过程中, 我主要从以下七个方面展开工作:

一、参照已有的焊接工艺评定

1、试验用母材:

板材09Mn Ni DR为武汉钢铁股份有限公司生产 (执行标准Q/WG (ZB) 05-2004 (GB3531-1996) , 交货状态正火, Ⅱ级探伤合格, 组织为铁素体+少量珠光体.锻件为山西定襄新星锻件厂生产 (执行标准4727--2000) , 交货状态为淬火+回火.

2、试验用焊材:

焊条为锦州特种焊条厂生产的焊条W707Ni (执行标准GB/T5118一95) (低温钢焊条, 低温温度等级为-70℃, 低温钠型药皮, 直流反接) 。

坡口形式:单面50°, 其余主要焊接参数

二、

焊工应仔细阅读技术要求并严格按焊接工艺执行.3.施焊焊工必须持有劳动部门颁发的相应类别的焊工合格证.

三、焊材的领用

焊材回厂后应进行复验。焊材在使用前药进行烘干处理, 烘干温度为360~380℃, 恒温1~2小时, 焊条应随用随取。临时用的焊条应放在保温桶内。,

四、焊接工艺管理。焊接工艺管理包括焊接工艺文件编制、校审, 焊接工艺更改, 焊接工艺贯彻实施等控制。

我在编制焊接工艺时主要根据低温钢焊接的特点:

(1) 采用小的焊接热输入, 避免其冲击韧性严重降低, 采用焊接电流不宜过大, 焊接尽量不摆动, 采用窄焊道、多道多层焊和快速多道焊以减小焊道过热, 同时严格控制层间温度。2.避免在低温条件下, 在应力作用时, 都会造成较大的应力集中而引起脆性破坏。所以对于低温压力容器而言, 不允许有任何的咬边存在。

(2) 坡口加工应首先采用冷加工, 若采用热加工, 必须打磨去渗碳层, 坡口加工后必须磁粉探伤, 检测范围为坡口及两侧母材不少于20mm的区域, 不得有裂纹、分层、夹杂等缺陷. (3) .板材对接板厚不同时, 板厚者必须消薄。3.坡口表面及两侧, 应将水、铁锈、油污等有害杂质清理干净. (4) 组对时, 坡口间隙, 错边量, 棱角度等应符合规定, 组对定位焊点大于50mm, 禁止强力组装, 定位焊缝间距要符合规定. (5) 应在引弧板或坡口内引弧, 禁止在非焊接部位引弧, 纵焊缝两端100X100㎜的引息弧板, 材质与焊件相同。 (6) 焊缝探伤必须在焊缝焊接24小时后方可进行 (防止漏探延迟裂纹) .

五、产品施焊管理。

在火炬分液罐施焊中, 包括焊接环境是否符合焊接条件, 焊工是否按执行焊接工艺纪律, 施焊过程记录卡填写是否规范及焊接过程、结果检查等方面。

(1) 焊接环境出现下列任意情况时, 须采取有效防护措施, 否则禁止施焊.

a) 相对湿度大于90%.b) 焊件温度低于0℃.

(2) 防止地线, 电缆线, 焊钳与焊件打弧.

(3) 焊缝表面不得有裂纹、气孔、弧坑、夹杂, 尤其应强调的是焊缝表面不得有咬边现象. (4) 电弧擦伤出的弧坑需经修磨, 使其均匀过渡到母材表面, 修磨的深度应不大于该部位的钢材δs的5%, 否则应补焊. (5) 宜选择较小的焊接线能量, 小电流、短电弧, 焊条不宜摆动, 采用窄焊道多层多道焊。 (6) 双面焊须清理焊根, 显露出正面打底的焊缝金属 (7) 施焊过程中应严格控制层间温度在100℃以下.当焊件预热时, 应控制层间温度不低于预热温度. (8) 每条焊缝应尽可能一次焊完, 当中断焊接时, 对冷裂纹敏感的焊件应及时采取后热, 缓冷等措施.重新施焊时, 仍需按规定进行预热. (9) 引弧板, 引出板, 产品焊接试板、卡具等不得锤击拆除.气割去除, 砂轮修磨焊痕, 必须进行着色渗透检测。 (10) 对接接头焊缝余高应不大于10%, 且不大于3mm管道对接接头焊缝余高应不大于10%加1mm.角焊缝应圆滑过渡, 不允许向外凸起, 否则应打磨处理。缺陷的深度不应低于母材表面, 否则应进行补焊。 (11) 按焊接过程记录卡要求记录全过程, 不得在容器上打钢印, 可用白色铅油标出.

六、焊缝返修工作;焊缝一、二次返修批准, 超次返修的审批。

(1) 对需要焊接返修的缺陷, 由现场焊接技术人员在焊缝返修记录报告上分析焊缝产生缺陷的原因.提出返修工艺措施, 经焊接责任工程师批准后才能彻底清除缺陷后, 进行返修, 重新探伤和按规定增探.并将返修次数, 部位及返修情况记入容器质量证明书. (2) 焊缝同一部位返修次数不应超过两次.3.现场焊接技术人员审批一次返修, 发生二次返修由现场焊接技术人员审核返修工艺, 经焊接责任工程师审批后进行.超过二次以上的焊缝返修, 需经焊接工程师审核, 技术总负责人审批.

总之, 焊接质量对承压设备的整体制造质量和安全性能影响极大, 只有按照正确的焊接工艺指导生产, 有考试合格的焊工进行焊接, 才能生产出合格的焊接产品。

摘要：本文主要介绍了海上平台使用的低温容器在工厂内的焊接制造过程, 围绕焊接在焊前、焊中、焊后等生产过程进行说明, 同时对在这些焊接过程质量控制方面进行阐述。

低温铸钢件焊接工艺试验及分析篇2

摘要：铸钢件是船舶建造常用的基本材料，通常用在尾部挂舵壁分段、舵分段等位置。在极地甲板运输船的建造过程中，低温铸钢件的焊接工艺是一个全新课题，其冲击韧性要求不小于27 J的接头性能在国内尚无先例，本项目通过对坡口角度的调整达成改善焊接接头冲击韧性的目标。

关键词：铸钢件；冲击韧性；低温

中图分类号：U671.8 文献标识码：A

Abstract：Steel castings are materials commonly used in rudder and its holder blocks for shipbuilding industry. During the building of the polar class heavy transport deck carrier， welding of low-temperature steel castings with weld impact toughness not less than 27 J is a new subject for shipyard and it is perfectly achieved by adjusting bevel angle.

Key： Steel castings；Impact toughness ；Low temperature

1 前言

在极地甲板运输船的建造技术准备过程中，铸钢件在强度方面要求为480W并带有-40 ℃的冲击要求，在此前的生产实践中上并没有对于此类铸钢件产品的相关经验。本文基于试验对比和数据分析的方法，得出坡口形式与铸钢件力学性能之间的关系。

2 焊接工艺试验

2.1 力学性能指标

在极地船入级规范中没有对铸钢件的设计冲击温度给出明确要求的情况下，根据航行区域以及使用要求，确定以俄罗斯规范对于480W级铸钢件设定的-40 ℃平均冲击吸收功不小于27 J为标准。

2.2 试验材料和接头坡口形式的选择

铸钢件通过淬火及回火处理，其化学成分及冲击性能见表1。

坡口形式选择3种形式进行试验，见图1（a）、图1（b）、图1（c），分别编号为1#坡口，2#坡口，3#坡口。

2.3 试验及力学性能数据

试验对3种坡口形式分别进行立向上位置焊接，后续对接头正面铸钢件侧熔合线、熔合线+2、熔合线+5以及根部铸钢件侧熔合线进行冲击性能试验，得到6组数据见表2～表7。从表中可以得知，1#坡口熔合线+2及熔合线+5其冲击平均值分别为20 J和21 J，不满足27 J的标准，其它位置冲击值大于27 J；2#坡口及3#坡口冲击平均值都能满足标准要求。

3 试验结果分析及结论

分析以上数据可以看出3组坡口焊接热输入量相近，但试样力学性能却产生差异。对比上述数据结果显示：2#坡口形式与3#坡口形式均达到了27 J的项目设定目标，而1#坡口在FL+2位置则没有达到要求，证明坡口的改变对铸钢件接头的力学性能产生较大影响。

4 结语

低温焊接绝热气瓶定期检验浅谈篇3

1 原始资料审查

1.1 审查气瓶的质量证明书:1) 气瓶的主要相关技术参数;2) 内外筒体材料化学成份;3) 焊接材料的相关信息;4) 试板的力学性能试验;5) 蒸发率的测试;6) 焊缝的无损检测结果。

1.2 审查“锅炉压力容器产品安全性能监督检验证书”。

1.3 审查该批气瓶的使用说明书。

1.4 审查气瓶上的出厂标志与原始资料审查情况是否相一致。

2 检验依据

《气瓶安全监察规程》, 《气瓶安全监察规定》, 《GB24159-2009焊接绝热气瓶》, FYB/JP1096-2013低温绝热气瓶定期检验与评定院标, 《GB/T18443-2010真空绝热深冷设备性能试验方法》。

3 检验项目

3.1 结构检查。主要内容有:封头型式, 支座型式, 接头型式, 焊缝布置, 管口方位, 开孔方式与位置。

3.2 几何尺寸检查。主要内容有:筒体与封头外径, 同一断面直径, 焊缝最大对口错边量, 焊缝最大棱角度。

3.3 表面检查。主要内容有:封头、筒体表面质量, 焊缝表面质量, 外表面损伤及结霜漏热, 标记、铭牌, 手环、底座。

3.4 螺纹及阀座检查。主要内容有:阀座裂纹及其它缺陷, 螺纹缺口、裂纹或裂纹性缺陷, 螺纹腐蚀、磨损或其它损伤。

3.5 安全附件检查。安全阀、压力表, 液面计与爆破片。

3.6 气密性试验。

3.7 静态蒸发率测试。

4 检测用仪器

游标卡尺;金属测厚仪;焊缝检验尺;10倍放大镜;圆锥螺纹环规, 塞规;喷壶, 皂液;质量 (或体积) 流量计, 计重计;自动打码机;手电钻;钢板尺;直尺;1.8米不锈钢软管;3/8〃NPT接头等;防静电工具一套。

5 检测前的准备

绝热气瓶送检时如未充装液氮至额定充满率, 需另外准备有低温瓶装液氮。在检验时我们需要进行现场液氮倒瓶———将液氮从其它的低温绝热瓶输送到待检瓶, 使待检瓶充液氮量达到额定充满率。

5.1 配戴好防护面罩、眼镜、手套等防护用具, 不得让皮肤裸露在外。

5.2 打开待检低温焊接绝热气瓶放空阀, 将瓶内残气放净, 并移至计重器上。

5.3 将送液瓶增压至0.5-0.6MPa, 关闭增压阀。

5.4 将1.8米不锈钢软管的3/8〃NPT接头一端连接至待检瓶的液体阀, 另一端连接至输送液氮的液体阀。连接前认真检查两液体阀的螺纹是否完好, 连接后检查不锈钢软管与连头连接的致密性。

5.5 关小待检瓶的放空阀, 先开启待检气瓶的液体阀至全开, 再缓慢开启输送液氮瓶的液体阀, 开度约为15-20%, 进行输液软管的预冷和待检气瓶内筒体的预冷。

5.6 重新检查并预紧不锈钢软管的两连接头, 保证连接的可靠性与密封性。

5.7 待放空阀排出的气体呈白色状态后, 将送液瓶的液体阀全部开启, 将液氮灌至待检瓶, 灌瓶过程保持两气瓶的压差为0.2-0.3Mpa。

5.8 观察计重器数值, 当充装量为满载质量的二分之一加20kg后, 停止充装。

5.9 先关闭送液瓶的液体阀, 一分钟后关闭待检瓶的液体阀, 让排放阀继续排放。

5.1 0 拆卸不锈钢连接软管的3/8〃NPT接头时, 先预松接头, 让软管内残气排空后再把软管两连接接头卸下。

5.1 1 待检瓶排放阀无明显的排气时, 将检验用专用接头接至排放阀, 保持密封性。

5.1 2 将待检瓶静置48小时后, 进行静态蒸发率的测试。

6 检验过程

6.1 用目测法对气瓶进行逐只外观检查

(1) 对低温瓶外筒体的封头型式、支座型式、接头型式、焊缝布置、管口方位、开孔方式与位置进行检查, 看是否符合规定, 是否有自行改造部位。 (2) 检查筒体与封头外径及同一断面直径, 外筒体焊缝最大对口错边量, 焊缝最大棱角度是否符合规定。 (3) 检查外筒对接焊缝、角焊缝表面 (包括近缝区) , 以肉眼或10倍放大镜进行表面裂纹检查。 (4) 检查外筒有无腐蚀情况:用超声波测厚仪检测外筒壁厚, 并检查表面腐蚀情况。 (5) 检查外筒有无变形 (尤其是凹陷) 及损伤现象。外筒内腔是真空状态, 应严禁敲打和磕碰, 避免外筒受到损伤, 直接影响其真空度。 (6) 外筒应无表面裂纹、泄漏、结霜、冒汗等现象。 (7) 检查抽真空阀是否严密。 (8) 借助低倍放大镜目测, 逐只检查螺纹有无裂纹、变形、磨损、腐蚀或其它机械损伤。不得有裂纹性缺陷, 但允许有不影响使用的轻微损伤, 允许有不超过一牙的缺口, 且缺口长度不超过圆周的1/6, 缺口深度不超过牙高的1/3。 (9) 螺纹的轻度腐蚀、磨损、变形或其它机械损伤, 可用符合GB/T10878规定的丝锥修复。修复后用符合GB/T8336规定的量规检验, 螺纹修复后的检验结果应符合GB/T8335的要求。

6.2 无损检测

当外筒表面有明显损伤时, 应对外筒相应焊缝进行渗透探伤或超声波探伤, 对可疑管路接头焊缝进行渗透探伤, 重点检查产品使用过程中的损伤部位、丁字焊缝及返修部位。

6.3 安全附件及保护装置的检查

(1) 检查安全阀、压力表、爆破片、液位计外观应完好, 并在使用有效期内。 (2) 安全阀要求开启压力不大于公称工作压力的1.2倍。 (3) 压力表必须采用禁油压力表, 量程为公称工作压力的1.5-3.0倍。如发现压力表有指示失灵、刻度不清、表盘玻璃破裂、卸压后指针不回零位等情况, 应立即更换。 (4) 爆破片必须选用取得特种设备安全监督管理部门颁发制造许可证的厂家产品, 爆破片应符合GB567-1999的要求, 且爆破片的爆破压力应不大于公称工作压力的2.0倍。 (5) 检查护罩、底部支座焊缝有无裂纹、变形、腐蚀或其他机械损伤。

6.4 气密性试验

(1) 检验时可利用增压阀给内胆及管路增压进行气密性试验, 试验方法和安全措施依据GB/T12137的规定。 (2) 气密性试验压力为公称工作压力, 保压10min期间, 压力表不允许有回降现象。用皂液检查安全附件、管路、阀门及密封面, 无泄漏为合格。 (3) 因附件组装不当而产生泄露现象时, 允许重新组装后再对其进行试验。

6.5 静态蒸发率测试

(1) 待检瓶静置48小时后, 进行静态蒸发率的测试。

(2) 静态蒸发率测试按测试方法不同分别采用如下不同方法计算蒸发率。

1) 计重法测试静态蒸发率。 (1) 记录初始重量、环境平均温度。 (2) 在这期间容器不移动, 24小时后再记录第二次试验重量、环境平均温度。 (3) 日蒸发量=初始重量-第二次试验重量。 (4) 。其中, T1为标准规定的基准温度, 293K;T2为低温液体温度, K;T3为测量期间环境平均温度, K。

2) 气体质量流量计法测试蒸发率。 (1) 气体流量计稳定后, 记录初始流量计值、环境平均温度。 (2) 在这期间容器不移动, 24小时后记录第二次流量计值、环境平均温度。 (3) 蒸发气体体积流量日平均值qv=第二次流量计值-初始流量计值。 (4) 。T1为标准规定的基准温度, 293K;T2为低温液体温度, K;T3为测量期间环境平均温度, K;φ为气体修正系数;qv为气体体积流量日平均值, L;n为标准状态下试验介质液化气体的气液体积比;V为被测容器的有效容积, L。

3) 静态蒸发率计算。按照《GB/T18443.5-2010真空绝热深冷设备性能试验方法第五部分:静态蒸发率测量》的规定进行计算。

7 检验后续处理

(1) 将打好的检验标志牌固定在检验合格气瓶的合适部位。 (2) 给气瓶增压, 将残氮通过液体阀回收或排放 (注意防止冻伤或窒息伤害) , 压力表显示余压为0.20MPa时可关闭液体阀。 (3) 再次检查所有阀门是否关闭严密, 检验标志牌是否清晰牢固。

参考文献

[1]GB/T18443-2010.真空绝热深冷设备性能试验方法[S].2010.

建筑 钢结构低温焊接施工技术篇4

1低温环境对钢结构焊接施工的影响

由于钢结构焊接是需要以极高的温度才能实现较好的焊接, 若在低温环境下施工, 不但不易使焊接温度提升, 并且因为钢管温度过低, 会使焊缝快速冷却, 导致焊缝出现裂缝, 增大焊接处的脆性, 影响到焊接质量。具体来讲, 低温环境对钢结构焊接施工质量的影响主要体现在以下几方面:

1.1通常在焊缝的冷却期间, 需要控制其冷却速度。若冷却速度过快, 会使钢结构的熔覆金属出现焊缝或者马氏体脆性组织。而冷却速度过慢则会使焊接部位形成粗大脆性组织, 也容易出现焊缝。

1.2如果结构约束度较大, 焊缝熔覆金属的冷速度加快就会直接导致焊缝金属出现偏析的情况, 在结构性约束力的作用下就会导致焊缝的偏析位置与焊缝的中心发生结晶性裂纹, 可以看做是一种热裂纹。

1.3焊缝金属在冷却的时候, 游离的氢原子的溶解速度会降低, 冷却速度越快氢原子透出的时间就越短, 此时残留在金属内的比例也就越大, 就会直接增加冷裂纹的效应, 延迟效应同残留在金属构件中的氢原子含量是一种正比关系。

1.4钢结构件在低于材料脆性转变温度的情况下工作, 在拉应力和焊接应力的共同作用下就会使得静态载荷强度降低, 而且容易形成材料脆断。

2克服低温焊接对工程质量的影响措施

2.1提高钢结构材料的性能等级, 使其符合C级钢的要求, 具有0℃冲击韧性的性能, 至少也应符合B级钢即具有常温冲击韧性的性能, 同时焊接材料也应当选择适应低温的材料, 并与钢材相适应。

2.2对焊接材料的选配时, 应满足焊缝金属的强度和韧性要求, 利用调整焊缝金属微观结构的作用达到焊接后的规范要求, 使得焊缝金属产生的微观形态为针状铁素体以此获得较好的焊缝强度和韧性。

2.3在焊接施工前应合理的设计焊接的顺序, 以此减少焊缝残余应力对焊缝的不利影响;同时应制定合理的预热温度, 此时主要从焊接的环境温度、钢材等级、焊接材料、钢件厚度、坡口形状等等, 结合焊接工艺评定结果进行合理的选择。

2.4在焊接时应选择合理的焊接参数, 控制焊接的热量输入, 在保证合理的线能量输入的同时应采用:大电流、薄焊道、多层焊接的技术措施, 以此提高焊缝的热量并防止粹硬组织出现。

2.5在低温环境下, 焊接施工前, 必须要进行一定的焊接试验, 以确定最佳的焊接技术参数, 制定可靠的焊接方案。并且需要对焊工进行一定的适应性培训, 确保其在施工中能够熟练焊接, 保证焊接质量。

3建筑钢结构低温焊接施工技术

3.1加强对焊工的培训。由于在低温环境中进行焊接施工与平常普通施工不同, 因此这是一种特殊的焊接作业。这就要求焊工必须要具备一定的特殊焊接技能。为此, 施工前必须要对焊工统一进行低温焊接施工技术培训, 培训内容包括理论与实践操作两方面。在实践操作培训中可以结合实际工程的焊接需要进行一致训练, 以利于焊工在实际操作中能够更加熟练的进行焊接。

另外, 要加强焊工的安全防护, 分发防寒用品、防滑物品等, 以保证焊工能够正常安全的作业。做好施工组织计划, 必要时可以实施两班倒的施工组织方式, 以减少焊接作业所占工期时间。

3.2做好焊接设备的御寒工作。由于在低温环境中进行焊接会对焊接设备性能和使用寿命造成一定影响, 因此还要对焊接设备进行必要的抗寒处理。首先焊机必须要放在能够随时随地移动但又具备保温功能的防护棚中, 使焊接设备在施工中是处于常温状态。所用气瓶也必须要集中放置, 做好防寒措施。在使用时也要把气瓶放在焊机的防护棚中加以防寒, 以确保液化气体及时气化, 为保证焊接质量提供稳定气流。

3.3加强焊接施工材料的防寒保护。为了保证焊接施工质量, 在焊接作业时需要采取一定的保护措施, 尤其是要对焊接材料进行合理保护。可以使用纯度较高的CO2气体来作为保护气体, 这样可以有效提高焊接接头处的抗裂缝性。施工所有的焊条必须要进行防水、防寒处理, 必要时可以做烘干处理, 但不可多次烘干, 也不得将焊条长时间暴露在空气中。所有焊接材料的存储仓库都要做好防潮防湿处理, 以保证施工材料的性能。

3.4焊接施工的技术工艺。在低温焊接的施工中, 焊接的技术采用应注意以下要点:预热的方式应进行合理选择, 可以采用电加热或者火焰加热, 主要是根据钢材的厚度而定;预热的温度应按照规范执行;在约束应力较大的情况下, 应注意对预热温度的控制, 可以适当提高10-30℃;如出现箱型构件在预热的时候应将测温点控制在坡口的底部的垫板中心位置控制温度;采用电加热的方式对结构件进行加热, 应采用伴随预热, 中间层的温度不能低于预热的温度;层间温度的测点应设置在焊道的起点位置;采用火焰预热的时候主要的目的就是对焊接区域进行烘干和加热, 以此实现正常温度焊接, 烘烤的范围应控制在焊缝两边50mm范围内, 温度在20-40℃为宜, 并采用连续施焊进行施工;焊接结束后应该能对焊接位置进行保温处理, 如果钢板厚度小于40mm可以采用岩棉进行包裹, 然后再自然冷却, 钢板厚度大于40mm则应进行后热处理, 温度控制在250-350℃之间, 后热的时间控制在1-2小时, 然后再进行包裹保温。

结束语

总之, 在低温环境中首先应保证焊接操作的工艺准确, 即焊工所具备的技能适应低温焊接施工的要求;同时应对焊接材料、设备等进行严格的管控, 保证其可以在低温中获得较好的焊接效果;最后应对预热、后热等工艺进行控制, 保证获得常温焊接的效果和质量。

摘要：目前在建筑工程结构设计中, 钢结构越来越多的被广泛应用, 需要用到大量的焊接施工。但是有时受工期限制, 需要在冬季进行施工, 但是冬季气温较低, 会给焊接施工质量的控制带来一定难度。为此必须要采取低温焊接的施工技术进行焊接, 以保证焊接质量。现本文就主要对建筑钢结构的低温焊接施工技术进行研究探讨。文章首先分析了低温对焊接施工的影响作用, 继而避免低温对焊接质量造成影响的方法, 最后详细介绍了低温焊接施工技术方法。

关键词：建筑工程,钢结构,低温焊接,施工技术

参考文献

[1]邱为志, 芦广平.建筑钢结构工程低温焊接施工研究[J].焊接技术, 2007 (S1) .

建筑钢结构低温焊接施工技术篇5

1 低温焊接的简单介绍

1.1 低温焊接的概念。

低温焊接技术在钢结构施工中是非常重要的, 如果没有将这一技术使用好, 那么焊接的作用就没有得到发挥, 这样对钢结构的施工是极其不利的, 需要引起人们的重视。低温焊接是在进行焊接的时候, 在焊接附近的温度低于周围的温度, 但是这个范围是在0.5m内, 这就是低温焊接, 低温焊接的温度相对于正常的温度来说较低, 正常的温度范围就是超过了0.5m, 这样的焊接技术就是低温焊接技术。低温焊接技术需要有一定的温差, 这样才能将进行低温焊接, 在低温焊接的过程中一定要有温差出现, 温差是焊接的条件, 温差并不是温度单纯的降低或者是天气寒冷, 只要出现温差就可以进行低温焊接, 一定不能在名字上对低温焊接的理解混淆。

1.2 低温焊接的标准。

低温焊接的标准需要以实际的情况为准, 不同的国家对低温焊接的标准是不同的, 但是无论是哪一个国家的低温焊接技术标准都需要结合自身的实际来规定标准, 我国在进行钢结构施工中使用的低碳钢材料的低温焊接技术标准为—30℃, 如果是低合金的钢材料, 那么标准为—26℃, 虽然国家在建筑施工中有着规定, 但是还需要结合具体的工程和环境实例, 这样就可以需要对低温焊接标准进行改变, 但是现在我国的低温焊接技术并不成熟, 基于这种情况, 就要将钢结构的低温焊接技术的施工质量提高, 在施工的过程中就需要积累经验, 明确焊接的参数, 让低温焊接技术在建筑钢结构的施工中做出更大的贡献。

2 低温焊接的施工工艺

低温焊接技术在钢结构施工中使用是十分频繁的, 因为钢结构主要是在低温的环境下进行焊接的, 在低温的环境下进行焊接, 就对焊接技术提出了更高的要求, 需要选择的的焊接材料是氢含量较低的材料, 周围的环境还要保持温度, 这样就会形成一种较为封闭的小空间, 这样封闭的小空间就可以减少热量的消耗, 对焊接来说是十分有利的, 一定要对焊接的环境有着足够的重视, 有些钢结构低温焊接由于受到环境的影响较大, 就会造成热量的过渡损耗, 然而为了减少热量的过渡损耗就要使用气体焊接的方式进行焊接, 这种方式是利用气瓶对热量进行保护, 而且这种焊接方式也非常的便利, 但是需要的热量是极大的, 如果使用这种方式进行焊接, 那么热量就会高于正常的标准, 因此, 在对焊接方法进行选择的时候, 一定要综合的考虑, 使用可以控制的。对周围的环境没有任何污染的焊接方式。

3 影响钢结构低温焊接技术的因素

3.1 温度。

钢结构低温环节技术在使用的过程中, 受到温度的影响较大, 温度是低温焊接能否成功的关键, 因为温度在低温焊接技术的施工中是十分关键的, 这样就需要将钢结构低温焊接的温度把握好, 不同的国家对低温焊接施工的温度界限是不同的, 需要我们对这一界限进行严格的把握, 由于标准存在着差异, 那么焊接的质量也就会出现加大的差异, 而且焊接工位也会对焊接产生影响, 这样就直接导致了焊接技术发生了变化, 主要是受到时间的影响较大, 因为不同的焊接工位温度与环境温度差会导致焊缝的冷却时间和冷却程度不同, 这样就会导致焊接工位的局部应力变化不统一, 对钢结构材料的强度要求有着很严格的要求, 同时应力的存在也会影响到钢结构的质量或者是使用寿命。

3.2 钢结构低温焊接的钢材种类。

我国的钢结构低温焊接的最低温度有着界定, 不同的焊接材料对钢结构的低温焊接有着不同的影响。同时, 钢结构材料的不同, 在显微镜下观察到的钢材内部晶体结构也不同, 这就需要我们进一步认识不同材料钢材所具有的焊接特性。

4 建筑钢结构低温焊接施工工艺的具体操作

4.1 合理选择焊接材料, 在实际施工过程中选择的材料一定要符合钢结构强度要求, 并且需要充分考虑到这些焊接材料在熔化后所产生的液态金属会不会影响焊缝的连接强度, 按照惯例需要在焊缝处尽可能地得到我们所需要的铁素体, 因为铁素体的强度相对于其他的更高。

4.2 对低温焊接工位进行预热处理, 对低温焊接工位进行预热处理是钢结构低温焊接工艺的主要环节, 对于不同厚度的钢结构采取的预热方式也有所不同。具体就是在厚度小于40mm时通常采取火焰预热的方式, 在大于40mm时通常采取电加热的方式。根据所需焊接钢体材料的不同, 在实际所需预热焊接工位的温度也是不同的, 具体需要视情况而定 (见表1) 。与此同时, 我们需要合理地控制好焊缝之间的温度, 因为焊缝之间的温度直接影响着钢体焊接工位的冷却速度以及产生的应力强度, 对钢结构的质量有着直接的影响, 值得我们在实际焊接过程中加以有效的控制。

4.3 根据结构特点, 编排合理的焊接顺序, 减少焊接残余应力。

4.4 制定合理的预热温度, 应综合考虑施焊环境温度、钢材材质等级、焊件厚度和坡口形式等因素并结合焊接工艺评定结果确定。焊前预热时, 应扩大加热范围至2倍板厚 (常温时为1.5倍板厚) ;加热方式宜优先选用电加热方式, 以保证预热区域受热均匀, 避免母材局部过热等现象。

4.5 选择合理的焊接工艺参数, 控制热输入能量, 在保证合理线能量输入的前提下, 采用大电流、薄焊道、多层多道的焊接技术, 以提高焊缝热量, 防止淬硬组织的产生。

4.6制定合理的后热制度, 对于板厚t<40mm采取焊后紧急保温缓冷措施, 对于t≥40mm采取焊后紧急后热及保温缓冷措施, 后热温度200~300℃。该措施可以减缓焊缝的冷却速度, 并有助于扩散氢的逸出。

5 结论

通过低温焊接影响分析及对策、焊工防护及适应性训练、焊接设备防护及材料管理、预热后热制度、焊接工艺等方面对建筑钢结构低温焊接技术进行了全面深入的研究, 总结出建筑钢结构低温焊接的成套施工技术并应用于工程实践, 有效地保证了钢结构的低温焊接质量。

参考文献

[1]冯锋杰.极低温度下建筑钢结构焊接技术探讨[J].建设科技, 2011 (17) .

钢结构施工过程中低温焊接技术分析篇6

建筑钢结构具有自重轻、建设周期短、适应性强、外形丰富、维护方便等优点, 其应用范围广泛。自20世纪80年代以来, 中国建筑钢结构得到空前的发展, 高层钢结构、空间钢结构、桥梁钢结构、轻钢结构和住宅钢结构如雨后春笋。焊接作为构建钢结构的一种主要连接方法, 物理、化学、冶金、资料、电子、计算机、自动控制等学科迅猛发展的今天, 随着新技术、新材料、新设备、新工艺的不时涌现, 国建筑钢结构建设中发挥更加重要的作用。据统计, 约50%以上的钢材在投入使用前需要经过焊接加工处置。因此, 焊接水平的提高是实现钢结构技术快速发展和确保建筑钢结构施工质量的关键所在。

1 低温焊接的技术及其理论分析

为了建筑钢结构施工质量, 满足进度要求, 我们进行了严格的低温焊接技术分析, 包括工程中涉及的焊接材料、规格及其焊接位置。

1.1 低温焊接技术分析

(1) 预热温度的差别会带来强度上的差异, 特别是厚板焊接, 低温环境影响强度指标是肯定的。所以, 应充分重视环境温度的提高和准确的预热温度。

(2) 预热温度的降低必然降低焊缝的综合指标, 原因是环境温度过低加速了焊缝冷却。

(3) 焊接热循环传导方式决定了薄板 (20mm) 受低温环境影响较厚板 (60mm) 小。

(4) 环境温度的变化对焊接质量的影响不是决定性的。改变环境温度, 特别是母材本身的温度和加强后热是低温焊接成功的基本保证。

1.2 低温焊接理论分析

建筑钢结构低温焊接对焊缝金属危害的直接表征就是焊缝金属出现裂纹和工作状态下发生脆断, 其脆断机理随温度下降的速率变化而变化, 其中有一定的客观规律。

(1) 低温焊接条件下, 焊缝的冷却速度较常温焊缝要快的多, 直接后果是影响二次结晶, 出现淬硬组织, 硬度提高, 因此冷裂纹的敏感性也相应增大。

(2) 在结构拘束度很大的前提下, 焊缝的冷却速度过快, 极易增加焊缝一次结晶的区域偏析, 在较大的拉应力作用下, 在焊缝中心发生结晶裂纹, 是热裂纹的一种形式。

(3) 冷裂纹的延迟效应增加, 焊缝金属在冷却过程中, 游离氢的溶解速度降低, 冷却的速度变快, 氢逸出的时间变短, 因此残留在金属中的氢含量增大, 使冷裂纹的倾向增大。延迟效应同残留在金属中的氢含量成正比。

(4) 低温下发生脆断的可能性增大, 特别是对焊缝进行快速加载时其危险性增大, 这时, 临界转变温度会上升, 在拉应力和焊接残余应力的共同作用下 (三向应力) , 结构的静荷载强度大幅降低, 极大可能在远低于材料焊点的外力作用下发生脆断。

(5) 预热效果变差, 相同的温度, 相同的预热时间, 低温下的效果远比常温差焊缝的层间温度保持相对困难。

以上分析基本阐明了建筑钢结构焊接工程冬季施工的理论规律, 从中也可以找到冬季施工及低温焊接试验的正确思想。不难发现, 冬季施焊的两大关键:其一, 尽量避免在三向应力状态下施焊;其二, 努力提高焊接环境和结构构件的实际温度。

2 低温焊接技术成果应用原则

工艺试验和正式工程相比, 焊缝所处的工况完全不同, 照搬工艺技术结果很可能适得其反, 甚至造成不良后果。在工程实际中, 低温焊接防治冷裂纹的同时, 还须防范由于结构拘束度大, 在冷却速度加大的前提下焊缝中心产生偏析, 在应力作用下产生的热裂纹。因此, 在工程中应注意以下应用原则:

(1) 根据结构特点, 合理编排焊接顺序, 减少和尽可能均布焊接残余应力。

(2) 钢材本身应实现正温, 即要采用各种不同的预热方式提高焊缝周围小环境温度, 以此来保证焊缝综合指标。

(3) 正确选择预热方式。在预热温度和预热规范确定的前提下, 正确选择预热方式对控制裂纹的产生具有重要的意义。电加热与火焰加热相比具有明显的优势:预热区域受热均匀, 有效防止局部受热造成的接头附加应力;升温速度均匀、可控, 防止造成母材过热等现象, 可达到母材充分均匀预热;对于整体结构焊缝而言, 防止受热不均造成构件变形。

(4) 由于在正式结构焊接中采取刚性固定的方式, 为防止由于氢和应力共同作用在焊缝根部产生延迟裂纹, 对于δ≥40mm的厚板施焊时应采取焊后紧急后热及保温缓冷措施, 后热温度为250～300℃;对于δ<40mm的厚板施焊时应采取焊后紧急保温缓冷措施。该措施可以减缓焊缝的冷却速度, 有助于扩散氢的逸出。

(5) 由于氢在焊接熔合区附近的浓度值, 按马氏体、贝氏体和铁素体组织的变化依次降低。在异种钢焊接时, 由于热影响区组织形态的不同造成了氢在熔合区附近的浓度值分布不匀。当焊缝中存在应力集中点时, 含氢量大的焊缝易出现延迟裂纹。

3 低温焊接技术规程

3.1 焊接防护

(1) 焊工在正式焊接前, 必须具备个人防寒用品, 必须具备较长时间抵抗严寒的能力和防滑能力, 必须搭设防风装置。

(2) 低温焊接环境温度范围为0～-15℃。低于-15℃, 需停止焊接作业。

(3) 低温焊接操作时, 应设有专门监护人, 对焊工的工作状态进行监控和判断, 必要时应采取相应措施保证焊接工作的顺利进行和焊工人身安全。

(4) 下雪天气及雪后进行高空焊接作业时, 焊缝两端1m处, 应设置密封装置, 防止雪水进入焊接区域, 通道应设专人清扫, 特别扫除薄冰, 以保证焊工的安全通行和体力的保存。

3.2 焊接设备防护

(1) 焊机尽量集中摆放在可移动的焊机防护棚内, 防护棚内应设置加热设备, 使焊机在正温状态下工作。

(2) 使用前, 气瓶应尽可能集中存放, 在气瓶存放棚应设有加热装置, 确保气体随用随有;气瓶在使用时, 应放置在焊机棚内, 实现正温管理。

(3) 冬季施工采用接触式测温仪控制预热、后热及层间温度, 环境温度使用普通温度计监控。

3.3 焊接材料

(1) 保护气体应使用纯度为99.9%的CO2气体, 以保证焊接接头的抗裂性能。

(2) 严格焊材库的管理, 焊条必须按标准进行烘干, 烘干次数不得超过两次, 在空气中的暴露时间不得超过2h。

(3) 焊材库内必须备有脱湿设备, 焊材摆放应符合相关规定。

(4) 药芯焊丝使用过程中应采取防潮措施, 焊机上的焊丝防护罩必须保持完好, 未用完的焊丝应及时送回焊材库, 防止受潮。

3.4 焊接方法及技术措施

(1) 预热方式的设定:δ≥30mm, 采用电加热;δ≤25mm, 采用火焰预热。

(2) 异种钢焊接, 预热温度应执行强度级别高的钢种的预热温度。

(3) 不同板厚对接, 预热温度应执行板厚较厚的钢板预热温度。

(4) 采用电加热方式进行预热的构件, 应进行伴随预热, 层间温度不得低于预热温度, Q345钢不超过250℃, Q460E钢不超过200℃。

(5) 采用火焰加热的主要目的是烤干焊接区域水气, 实现正温焊接。烘烤范围是焊缝两边各50mm范围, 烘烤温度为20～40℃。焊接时需连续施焊。

(6) 焊接工作结束后, 应立即进行紧急后热或保温。δ<40mm需紧急保温, 采用岩棉包裹焊接接头, 自然冷却;δ≥40mm应进行后热处理, 后热温度为250～350℃, 时间为1～2h, 后采用岩棉保温缓冷。

4 结语

在建筑钢结构中, 低温焊接技术的广泛应用, 解决了冬季施工的技术难题, 在建筑行业中也占着非常重要的地位。建筑钢结构低温焊接理论的不断充实和完善, 必然带来焊接技术的进步和发展, 也必将为建筑钢结构焊接技术带来新的格局。

参考文献

低温焊接篇7

对于压力容器来说, 其工作在低温条件中非常重要的一个前提就是应当具有高韧性。其也只有在具备高韧性的基础上才能够避免容器在工作过程当中不会因为温度过低而遭受破坏。在我国, 对容器低温性能的好坏非常重视, 尤其是在一些重大工程之中都普遍要求应当使接头具有强韧性。同时, 随着近年来高强钢级别的逐渐增大, 也使得人们对于焊缝金属的各项性能都提出了更高的要求。其中, 焊接接头韧性的高低是由其中的热循环以及焊接材料所决定的, 如果不能够对以上两者的质量进行保证, 那么所生产的接头韧性也就很难能够符合人们的要求。

目前, 我国应用于深冷技术容器中的低温用钢主要有镍钢、镍奥氏体不锈钢、16MNDR以及高锰奥氏体钢。而在国外所用钢则主要为高铬镍。而无论对哪种低温用钢进行使用, 其自身的焊接工艺以及焊接材料都会有所区别。

1 低合金低温用钢

随着近年来我国钢铁技术的发展, 使得低合金高强钢的韧性也在这个过程中得到了很大的提高, 而为了对其性能进行保证, 其焊缝韧性就应当保证同基材能够基本保持一致。

而为了对焊接接头的低温韧性进行良好的改善, 就应当从焊接材料的变化开始。对于其韧性加强中一个主要方式就是对其合金化处理。在焊接的过程中, 其中的某些钢体都需要使用强度级别较高的碳钢焊条, 这种焊条则具备较好的可焊接性。目前, 我国已有公司研制出了具有高韧性的低合金焊条, 其具有更高的焊缝冲击韧性。而其中对韧性起到主要提高作用的元素为硅以及Ni。同时, 此焊条还具有非常有益的焊接工艺性、抗冷裂性以及低温缺口韧性。

E5018则属于低氢钾型的材料, 比较适合应用在低合金钢和碳钢之间的焊接工作中, 同时, 其焊缝的抗拉强度也会高于400Mpa以上。但是目前我国生产的E5018在低温冲击韧性的使用方面却还是存在着不稳定的缺点, 在测试的过程中产生的波动较大。而经过相关研究机构对其进行实验得知, 在E5018中, 其焊条具有的熔渣碱度对于使用过程中的冲击韧性有一个最佳值的存在, 而无论熔渣碱度大于还是小于这个最佳值, 都会对金属的冲击韧性造成降低。而当熔渣碱度的值大约为2.1时, 那么此时焊缝金属则具有一个稳定、较高的冲击韧性。对此, 我国武汉钢铁集团特别开展了相关实验, 其通过向焊缝之中尝试性的加入不同的元素, 并分别对不同元素加入之后其焊缝强度以及低温韧性进行了一定的测试研究。研究结果表明, 虽然在这个过程中添加不同合金元素, 但是其具有的温度曲线以及冲击性能都处于一个较好的水平之中, 其中, 使用Ni、B以及Ti元素的冲击性能更为明显。

2 镍合金钢

在我国大庆石化中, 其所使用的ET1901是深冷区主要的设备, 以四段、现场组装的方式焊接的。其主要材质为SA203E, 设计的最低工作温度为零下101℃。且其使用N-3焊条对其进行焊接, 且其对层间温度以及预热温度所进行的控制也能够对接头韧性产生一定的影响。同时, 其使用低线能量焊接, 通过这种方式能够获得更强的冲击韧性。但是在焊接的过程中还应当注意对性能的适当把握, 如果能量过低的话也会对防止冷裂纹出现方面存在缺陷, 通常来说对接线能量的调节应当控制在20KJ/cm以内为宜。从而能获得较好的韧性效果。

压力容器钢板使用的为3.5Ni钢铁, 其在较低温度工作环境中具有较好的机械性能以及冲击韧性。在我国西安某公司中, 其所制造的浓缩塔的封头材料为SA203Gr D, 其可以工作在零下60℃温度中。通过其试验表明, 其所使用的ETC PH焊条以及TGS-3N等等都能够通过对层间温度控制以及减少焊条摆动等方式对焊缝低温韧性性起到良好的稳定作用。其对于此浓缩塔进行以上方式的焊接控制之后, 获得了较好的使用效果。

而在大连冰山集团所制造的浓缩塔中, 其制造的主题材料为SA203Gr E, 此浓缩塔可以工作在零下80度以上的温度中。在其制造材料中, 其焊接材料使用了ETCPH87, 从而能够对设备的低温冲击性做到保证。同时, 其还将破口角度进行了适当的增加, 在这个过程中虽然焊接工作量相比以往有所增加, 但是却能够通过这种方式实现了多层焊接, 从而对韧性起到了很好的加强作用。另外, 在该产品焊接的过程中, 还是用了以快速、小电流焊接的方式, 从而能够有效的对焊缝过程中的热输入实现降低, 并对层间温度实行良好的控制从而最大程度使其韧性得到加强。而对于不能够以多层焊接的焊缝来说, 则可以使用退火焊道的方式使其韧性得到提高。

而随着我国工业技术的发展, 在我国的南方地区也已经建立了很多大型天然气接收设置, 在其中, 其使用了9Ni钢来其他原有的Ni-Ci材料, 其具有更好的低温韧性, 从而成为了该取低温储罐的主要制造材料。但是9Ni钢的焊接也是一个难点, 其同其它材料相比具有更难焊接的特点。根据相关实验表明, 如果焊材具有较高的含碳量, 那么就会使得材料的低温焊性得到降低, 而当焊接能量没有处于规定范围之中时, 也会由于影响到材料的最佳温度而使韧性达不到人们的要求。所以在对9Ni钢进行焊接的过程中, 应当将层间温度控制在较低的范围内, 同时可以尝试对冷却速度提高, 从而能够对焊接过程中硫、磷之间的聚集效果得到减少, 并结合合格的焊接流程, 从而保证焊接的成功率。

3 铬镍奥氏体不锈钢

对于不锈钢中所使用的A107焊条来说, 通常厂家都从工艺性的角度对其耐腐蚀性以及抗裂性展开研究, 而很少对其在低温状态下的冲击性能进行考虑。比如在某企业中, 其用于改造的两台分离器中, 两个焊条之间低温韧性存在较大的差距, 而对冷却速度调整以及改进焊接规范之后, 其韧性也没有得到改观。这时所应当使用的方式就是将焊条中M0的比重由0.8降低到0.3, 则能够有效的对焊接韧性起到改善作用。另外, 对于铬镍奥氏体不锈钢韧性实现保证的另一种方式是对不锈钢之中铁元素以及氢元素的含量进行降低, 并同时使用小焊接规范, 则能够对不锈钢韧性起到良好的加强效果。同时, 在焊接的过程中, 还应当尽可能使用较小坡口且能量线较小的焊接方式, 也会对金属的低温韧性起到有效的加强。

4 结束语

随着我国工业建设的发展, 一些工业设备中重要的技术规范也越来越被人们所重视。对于焊接接头低温韧性也是一样, 其是对设备稳定运行的重要保障。在上文中对于压力容器焊接接头低温韧性的改善技术材料以及实例进行了一定的分析研究, 而在实际操作的过程中, 相关企业也应当以此为参考, 以有效的技术方式对接头低温韧性作出保障。