焊接材料的介绍及其焊接工艺标准

09CrCuSb钢焊接材料选定及其焊接工艺

前 言 节能和环保是我国目前发展中两大基本决策, 在锅炉的尾部增加省煤器或空气预热器等余热回收装置，以利用锅炉烟气出口的热量来加热进入锅炉里的水或预热进入炉膛内的空气，这样可充分利用锅炉的余热以实现节能。通过省煤器水管或空气预热器烟管的排烟温度较高，而燃油、燃气锅炉燃烧过程中产生的SO2和SO3在换热冷却时要凝结成硫酸，使设备产生严重的硫酸露点腐蚀。 这种腐蚀有两大特点：烟气温度较高、产生的腐蚀主要是酸腐蚀，故选用近年国内研制的最为理想的耐硫酸露点腐蚀钢—09CrCuSb钢（ND钢）制作省煤器水管和空气预热器的烟管, 以抵御含硫烟气的硫酸露点腐蚀。 GB150.2-2011《压力容器 第2部分：材料》附录A.3.5中规定了09CrCuSb钢管的技术要求，包括钢的化学成分、力学性能、耐腐蚀试验方法等，但在实践生产中对这种材料的焊接工艺介绍较少，先进行焊接试验和焊接工艺评定，不断摸索和总结检验，成功应用于产品的焊接。 1 09CrCuSb钢的焊接性 09CrCuSb、20#无缝钢管的化学成分如表1。

根据国际焊接学会IIW推荐的碳当量公式Ceq =C+Mn/6+（Cr+Mo+V）/5+（Ni+Cu）/15计算出09CrCuSb钢的碳当量Ceq=0.322%＜0.4%，说明09CrCuSb钢的焊接性良好，焊前不需要预热，焊后不需要热处理。 2 焊接方法及焊接材料选择 2.1 焊接方法 本公司省煤器和余热回收装置有两种结构：一种为材质09CrCuSb，钢管规格有Φ25mm×3mm、Φ32mm×3mm、Φ38mm×3mm三种，直管对接焊接后，进行接头数的10%X射线探伤后，连续弯管；第二种为材质09CrCuSb，钢管外进行螺旋翅片与材质为20#钢180°弯头对接，规格Φ25mm×3mm~Φ38mm×3mm。接管直径较小，壁厚较薄，该环缝应采用全焊透的对接焊接，因此选用手工钨极氩弧焊（GTAW）进行焊接。 2.2 焊接材料 2.2.1 第一种：09CrCuSb无缝钢管对接后弯成蛇形管片结构。由于该焊接接头处于排烟冲刷环境，考虑到09CrCuSb该钢种的特殊耐腐蚀性能, 选择焊接材料时应在满足强度的基础上尽量选用与母材化学成分相近的材料，以保证焊接接头的耐腐蚀性能。选用某公司生产的09CrCuSb 焊丝，目前我国还没有国家标准，因此参照GB 150.2-2011《压力容器 第2部分：材料》附录A. 3.5进行生产和验收。 2.2.2 第二种：09CrCuSb钢螺旋翅片直管与20# 钢180°弯头对接结构。由于09CrCuSb钢焊接时熔池中熔滴流动性差，根部熔合较差，根部成形较差，在等强的原则上选用NB/T 47018.3-2011 《承压设备用焊接材料订货技术条件 第3部分：气体保护电弧焊钢焊丝和填充丝》、GB/T 8110 -2008《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》标准中型号为ER50-6焊丝，从而解决了此缺陷。 3 焊接工艺 3.1 09CrCuSb无缝钢管对接后弯成蛇形管片结构 3.1.1 坡口型式：如附图所示，采用机械加工坡口。 焊接前需将坡口及两侧各20mm范围打磨干净，去除油污、铁锈，使其露出金属光泽。 3.1.2 焊接规范：使用GTAW，选用直径2.5mm 09CrCuSb焊丝，焊接电流80~100A，电弧电压10 ~12V，焊接速度10cm/min，保护气体为Ar，焊枪保护气体流量8~10L/min。焊两层。 3.1.3 焊接要求：焊接前必须用砂纸去除焊丝表面铁锈。且焊缝背面采用氩气保护，背面保护气体流量为5L/min。 3.2 09CrCuSb钢螺旋翅片直管与20#钢180°弯头对接结构 3.2.1 坡口型式：同上。

工业技术

80 2015年26期 工业技术 日本METI标准焊接工艺评定及焊工考试介绍 金海龙 杭州杭锅工业锅炉有限公司，浙江 杭州 310000 摘要：本文简要介绍了按日本《发电用火力设备的技术基准》（METI）标准进行的产品制造流程，着重介绍了按METI标准进行的焊接工艺评定和焊工考试及其注意事项，以及同ASME Ⅸ卷的主要不同之处。 关键词：METI；焊接工艺评定PQR；焊工考试；ASME；Ⅸ 中图分类号：TG444.1-65 文献标识码：A 文章编号：1671-5810(2015)26-0080-03 2013年起我公司与日本JFE公司合作，制造出口日本本土的循环流化床、垃圾焚烧炉等锅炉。用于日本本土的产品要求满足Electricity Business Act of Japan日本《电力事业法》和Applicable Code is Technical Standard of the Electricity Utilities Industry Law of Japan. Ministry of Economy ,Trade and Industry《发电用火力设备的技术基准》，简称为METI标准。METI标准大家可能较为陌生，它也确实与我们熟悉的ASME标准等有所区别，下面就本人在项目中了解到的METI标准与ASME标准的一些差别做一个简要的介绍，希望对以后出口日本的锅炉产品的制造提供借鉴及参考： 1 METI的管辖范围 METI标准有它的管辖的范围，只有属于METI管辖范围的接头才需要按METI标准来制造,METI标准不管辖的焊接接头,按照技术协议所指定的标准来做即可。 METI管辖的焊接接头：锅筒纵环缝、各接管与筒体角焊缝；集箱端盖环缝、各连接管角焊缝；外径大于150mm的管道对接焊缝及内径Φ≥61mm管子的对接焊缝。 2 满足METI要求的工作程序 在项目立项时、开工前，焊接工艺评定（PQR）、焊接工艺指导书（WPS）、焊工资质证书（WPQ）需按METI标准制定完成，再根据图纸等编制WDL(Welding detail list 焊接接头一览表)，这些资料需提交给日方公司审核，再提交JPES（相当于国内的锅检所）报批，获得申请号；工厂才可以开工制造。 3 焊接工艺评定（PQR）及焊接工艺指导书（WPS） METI的焊接技术基准，基础是根据ASME来的，但ASME标准随着技术的进步及更高的质量要求进行了频繁的修改，METI标准却没有进行频繁的修改，所以还是有些差异的。 通常在进行工艺评定时，首先要满足METI相关规定，再考虑满足ASME标准的要求。METI标准较ASME标准主要的差别详见表1。 焊接方法的拆分与组合。ASME Ⅸ卷在一定条件下对焊接方法的拆分与组合都是允许的，但METI标准则不允许。 母材厚度的覆盖范围。METI标准母材厚度范围要比ASME Ⅸ卷严格，最大为试件厚度的2倍，这在一定程度会增加工艺评定的数量。 预热温度。METI标准对预热要求很严格，不得低于PQR记录的温度。 焊后热处理（PWHT）。METI标准对焊后热处理要求比ASME Ⅸ卷严格，两者对焊后热处理的要求都是按类别区分的，①不做PWHT；②PWHT在低于下转变温度进行；③其他等等。但METI标准要求产品温度不得低于PQR记录的温度，且温度范围最大为PQR记录温度+50℃，当然前提是在技术基准材料允许的热处理温度之内；ASME标准则只要求PQR的PWHT与产品基本相当。具体算法可见表1示例。 3.1 冲击试验 METI标准与ASME Ⅸ卷在是否需进行冲击试验这一点上基本一致，标准中都未强制要求进行冲击试验，这与TSG G0001-2012《锅规》和PED标准（欧盟标准）有明显的区别，本人认为前两者更合理一些。 3.2 评定方法 METI标准工艺评定一般采用对接试件进行。对接评定合格后，可适用如下接头形式：对接接头、角接接头、搭接接头、端接接头、斜对接接头等。 3.3 检验要求和结果评价 METI标准的机械试验种类与数量与ASME Ⅸ卷也有所区别， METI标准无论材料厚度多少，都要进行背弯试验，ASME Ⅸ卷对于超过10mm厚度的材料则允许用侧弯来代替面弯与背弯试验，所以从冷作装配角度、 焊工技能的要求上，METI标准显得更加严格。机械试验的种类和数量见表2。 表1 类别 相关内容 ASME Ⅸ METI 备注 焊接方法 几个单一焊接方法的PQR组合成一个WPS 允许 不允许 组合的PQR拆分使用 允许 不允许 母材 P3材料的PQR能否覆盖P1材料的WPS 允许 不允许 WPS（P3) ⇒ WPS（P1) 厚度 适用的厚度范围 t：试件厚度 1．如 t≤1.5 除了以下 1)～5) 之外 T max＝2t 中国科技期刊数据库 工业C

1 铝合金6082-T6材料的焊接工艺性能介绍

1、应用

6082属Al-Mg-Si系热处理可强化铝合金，具有中等强度，良好的可焊接性及耐腐蚀性，其-T6状态具有较高的机械特性，广泛用于机械零部件、商务车辆、铁路结构件、造船等。T6状态，代表固溶热处理后，进行人工时效的状态，适用于固溶热处理后，不再进行冷加工（可进行矫直、矫平，但不影响力学性能极限）的产品。

产品具有的特点：

1、良好的可成型性、可焊接性。

2、强度高。

3、可使用性好，接口特点优良。

4、易于加工，容易涂层。

5、抗腐蚀性、抗氧化性好。

2、化学成分

6082[Al Si1MgMn]铝合金的化学成分：

材料 Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn Ti Others Al(min)

6082 0.7-1.3 0.50 0.10 0.40-1.0 0.6-1.2 0.25 0.20 0.10 0.15 remainder

3、物理性能

铝合金6082-T6的化学成分：

材料 板厚 抗拉强度Rm

(MPa)min 屈服强度Rp0.2

(MPa)min 延伸率min%A50mm 延伸率min%A 折弯半径90° 硬度HBS

6082-T6/

T651 0.4＜t≤1.5 310 260 6 2.5t 94

1.5＜t≤3.0 310 260 7 3.5t 94

3.0＜t≤6.0 310 260 10 4.5t 94

6.0＜t≤12.5 300 255 9 6.0t 91

12.5＜t≤60 295 240 8 89

4、 焊接性能

（1） 关于氧化膜

氧与铝亲和力很强，在铝材表面生成致密而结实的Al2O3薄膜，厚度约0.1~0.2μm，熔点2050℃，在焊接过程中，氧化铝薄膜会阻碍金属之间的良好结合，并易造成夹渣，氧化膜还会集吸附水分，焊接时会使焊缝生成气孔。

焊前清除氧化膜的工艺性措施:a）使用风动不锈钢丝轮将焊缝区域内的氧化膜打磨干净，以打磨处呈白亮色为标准，打磨区域为焊缝两侧至少25mm以上;b）使用化学方法，如酸洗。原则上工件打磨后在48小时内没有进行焊接，酸洗部件在72小时内没有进行焊接，则焊前必须重新打磨焊接区域。

国际标准 ISO 15612

2004

金属材料焊接工艺规程及评定——

基于标准焊接规程的评定

标准号

ISO15612：2004（E）

© ISO目 录

1 范围...........................................................................................................................3

2 规范性引用文件.......................................................................................................3

3 术语和定义...............................................................................................................5

4 焊接工艺预规程（pWPS）....................................................................................5

5 基于标准焊接规程的评定.......................................................................................5

6 标准焊接工艺的使用...............................................................................................6

7有效期........................................................................................................................7