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项目平对接手工钨极氩弧焊(ppt)
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焊工考试题库
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3秒自动关闭窗口Φ108mm×12mm低合金耐热钢管的手工钨极氩弧焊打底焊工艺_焊丝_中国百科网
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Φ108mm×12mm低合金耐热钢管的手工钨极氩弧焊打底焊工艺
    中原石油勘探局培训中心 吕少军
中原油田油气储运管理处 刘煜
中原油田采油二厂 王建卫
中原油田采油二厂 刘先军
作者简介：吕少军（1970-），男，国际焊接技师、中石化高级技师、国家注册安全工程师，主要从事焊接教学、特殊工种取证培训及焊接工艺研究工作。
摘 要：本文分析了低合金耐热钢管采用手工钨极氩弧焊打底时易出现的焊接缺陷，并提出了相应的解决方法。关键词：低合金耐热钢管；手工钨极氩弧焊；打底焊工艺 随着焊接技术的不断发展，手工钨极氩弧焊以其焊接质量可靠、电弧热量集中、焊接热影响区窄、表面成形美观等优点，得到了越来越广泛的应用。在高压管线的打底焊大量采用手工钨极氩弧焊，取得了很好的效果。现以Φ108mm×12mm 12CrMo钢管水平固定对接焊为例，分析其焊接性及使用钨极氩弧焊时可能出现的缺陷。
1 12CrMo的焊接性分析
12CrMo是一种低合金耐热钢，含碳量约为0.12%，含Cr、Mo约为1.5%。该钢种含碳量较低，但其含有的Cr、Mo 都会提高钢材的淬硬性，特别是在焊接快速冷却的条件下具有较大的淬硬倾向，易产生冷裂纹，焊前要预热，焊后需保温缓冷，并热处理。 12CrMo含有一定的合金元素，如果采用焊条电弧焊，焊条药皮产生的熔渣和气体对高温金属保护作用并不是很好，合金元素易氧化，焊缝中易产生气孔、夹渣等缺陷，焊缝一次合格率不高。而在各种常用的焊接方法中，钨极氩弧焊的焊缝质量为最好，为提高合格率，宜采用手工钨极氩弧焊。 2 手工钨极氩弧焊中易出现的焊接缺陷
如果焊丝选择不当，焊接时高温停留时间过长，焊缝中晶粒长得过大, 母材中S、P等杂质较多，在焊接应力的作用下，就很容易产生裂纹，裂纹一般产生在起弧处。
气孔是手工钨极氩弧焊中最常见的缺陷。尤其是管道打底焊时更为明显，气孔主要产生在焊缝上部至表面, 呈点状或蜂窝状。一般焊缝中常见的气孔有氢气孔、一氧化碳气孔和氮气孔。而钨极氩弧焊中常见的是氮气孔, 这主要是因为工艺参数选择不当、焊工操作不熟练，导致氩气没有对高温金属形成全面、彻底的保护，而使空气中的氮气大量溶入液态金属，在熔池凝固过程中未及时溢出而形成的。
2.3 未焊透
钨极氩弧焊时，如果电流过小、焊工技术水平不高、焊接速度过快、电弧过长、电弧偏吹；或根部间隙过小，钝边过大、坡口角度过小、错边严重都有可能造成未焊透。
2.4 焊缝尺寸超标
对于手工钨极氩弧焊打底焊，焊缝尺寸不符合要求主要是焊道高低不平、宽窄不一、成形不良，焊缝背面下凹或过度上凸，这样会使焊缝强度不够，应力过于集中。
3 防止焊接缺陷产生的方法
3.1 防止焊接裂纹产生的方法
选择含S、P低的焊丝；采用软规范，以较小的焊接电流配合较快的焊接速度，尽可能地缩短高温停留时间, 这样不但可以减小晶粒长大倾向，而且对防止气孔产生也是有效的。合理地选择坡口尺寸，减小母材的熔化量, 即控制熔合比，减少母材中S、P等杂质熔入焊缝；严格焊前清理，不但要清理坡口表面，而且管子内外表面也要彻底清理干净，条件允许时最好采用化学清理法；采用正确的收弧方法填满弧坑，最好使用带电流衰减装置的焊机，减少弧坑裂纹；采用合理的焊接顺序，减小焊接应力。
3.2 防止气孔产生的方法
严格清理焊件及焊丝，尤其注意管道内部靠近焊道的端头部分的清理, 附近20mm的氧化膜彻底清理，最后采用丙酮清洗表面。提高焊工操作水平, 防止焊丝触碰钨极或送丝不到位。认真修磨钨极；发现熔池冒泡或电弧气氛呈蓝色时，即已有气孔产生，应立即停焊，用角向磨光机彻底清除后重新施焊；焊缝尽量一次完成，减少重复加热和补焊次数，焊缝接头部位用磨光机打磨干净；保持合适的焊接速度，保证焊件、焊枪和焊丝三者之间的正确位置和角度，提高氩气的保护效果，防止空气中的氮气侵入熔池。
3.3 防止未焊透产生的方法
提高焊工操作的熟练程度；选择合理的焊接参数；合理设计坡口型式, 利于电弧深入根部；提高组对精度，减少错边量。
3.4 防止焊缝尺寸超标的方法
选择合理的焊接工艺参数，提高技术水平，送丝及时到位，焊枪移动均匀一致，注意观察熔池情况。还要尽量采用转动焊。严格控制焊件组对质量和对缝间隙，钝边厚度应适当。
4 12CrMo的焊接工艺
4.1 焊丝选择
根据焊缝化学成份与母材相似的原则，选用含S、P较低的H08CrMo焊丝，直径2.5mm。
4.3 焊前清理
用角向磨光机将坡口面及坡口两侧打磨至露出金属光泽，用圆锉、砂布清理管道内壁锈蚀及毛刺，最后用丙酮清洗坡口表面及焊丝。
4.4 焊接规范（见表2）
焊前预热到250~350℃，点固3~4 点。
4.5 操作方法
在仰焊位置6点以前的5~8mm处引弧。焊接中，由于管子处于水平固定位置，随着焊接位置的变化，焊工的身体也要随着变化，为保持平衡，仰焊时可用手指抵撑着在管子上；采用“2”点法焊接，控制弧长2~3mm，对坡口根部两侧同时加热，捻动焊丝，使焊丝端部始终处于氩气的保护范围内，边熔化边送丝，焊丝不要直接插入熔池，要位于熔池前方，焊丝端部应呈圆形，送丝动作干净利索，控制坡口两侧熔透均匀，以保证管内壁成形均匀；前半圈快焊到平焊位置时，将弧坑填满，在11点位置收弧，以利后半圈的焊接；在焊接后半圈前先将接头处打磨出斜面并露出金属光泽，然后从仰焊位置起头焊至接头处结束。收弧时在熄弧前向熔池边送两滴铁水, 将熔池移至坡口一侧收弧。熄弧后用喷嘴罩住熔池，待焊缝完全冷却变暗后再移开。每半圈一次焊成，中间不停顿，如中途停顿，再次起焊前将端头打磨出斜面并使焊缝重叠5~7mm。焊后及时用石棉包裹缓冷，并加热到600~650℃，保温1~2小时，消除焊接应力，防止冷裂纹产生。
采用上述工艺焊接管道后，焊接质量大大提高，在焊后进行的X射线探伤，一次合格率达98%。
[1] 机械工业学会焊接分会编. 焊接手册（第二卷）. 北京：机械工业出版社. 2008年
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高级电焊工
项目 鉴定范围 鉴定内容 鉴定比重 备注
知识要求 基本知识 & & & & 1.焊接性试验方法 2.焊接接头力学性能试验方法 3.焊接接间的无损检验方法 4.焊接接头的理化试验方法 5.焊拉容器的密封性试验方法 100 & & 20 &
专业知识 1.异种金属焊接知识 & & 1_异种金属焊接的特点 2.珠光体钢与奥氏体钢的焊接方法 3.不锈钢与碳素钢、铸铁与低碳钢的焊接方法 4.钢与铜及其合金的焊接方法 40 &
2.典型金属结 构知识 1.压力容器的焊接特点、要求及压力容器所用焊接接头形式 2.焊接梁、柱的结构，焊后产生的变形及防止措施 30
相关知识 提高劳动生产率的知识 1.工时定额的组成 2.缩短机动时间的措施 3.缩短辅助时间的措施 10 &
技能要求 操作技能 & & 高级操作技能 & & l.冲厚板异种钢的板-板对接，V形坡口，横焊或立焊位置手弧焊，单面焊双面成形 2.中厚板的板-板对接，V形坡口，仰焊位置手弧焊，单面焊双面成形 3.薄板异种钢的板-板对接，横焊或立焊位置气体保护焊 4.薄板的板.板对接，仰焊位置气体保护焊，单面焊双面成形 5.骑座式板一管T形接头，垂直仰位 的手弧焊或气体保护焊，单面焊双面成形 6.大直径中厚壁管对接，水平固定位置，手工钨极氩弧焊打底，手弧焊填充并盖面焊接，单面焊双面成形 7.大直径中厚壁管对接，水平固定或水平转动位置，两种气体保护焊方法的焊接，单面焊双面成形 8.大直径厚壁管，水平转动位置，手工钨极氩弧焊打底，手弧焊过渡，埋弧焊填充、盖 & 100 &
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & 面焊接，单面焊双面成形 9.小直径薄壁管对接，水平固定位置的手弧焊或手工钨极氩弧焊，单面焊双面成形 10.小直径薄壁管对接，水平固定位置，手工钨极氩弧焊打底，手弧焊填充并盖面焊接，单面以面成形 11.小直径薄壁管对接，V形坡口，垂直固定加障碍物或水平固定加障碍物的手弧焊，单面焊双面成形 12小直径薄壁管对接，V形坡口，垂直固定加障碍物或水平固定加障碍物的手工钨极氩弧焊，单面焊双面成形 13.小直径薄壁管对接，V形坡口，45。倾斜固定，手工钨极氩弧焊打底，手孤焊填充并盖面焊接，单面焊双面成形 14.小直径薄壁的低碳钢或耐热钢管与不锈钢管对接，V形坡口，垂直固定加障碍物或水平固定加障碍物，手工钨极氩弧焊打底，手孤焊填充并盖面焊接，单面焊双面成形 15.小直径薄壁耐热钢管与不锈钢管对接，V形坡口，垂直固定、水平固定或450倾斜固定，TIG焊打底，MIG焊填充并盖面焊接，单面焊双面成形 16.大厚度钢板对接，三丝电渣焊 17.奥氏体不锈复合钢板(覆层厚2mm，基层厚14～20mm)的焊接 18.复杂铸件、大型模具焊补工艺的制订及焊补 19.热锻模焊和主轴的堆焊 20.锅炉及压力容器受压件的纵缝、环缝返修工艺的编制及 返修 21.有色金属板状对接的MIG或TIG焊 80 1.焊接方法采用手工、半自动或自动 均可 2.根据考试要求确定的时间 和有关条件，确定具体的鉴定内容， 能按技术要求按时完成者， 可得满分 & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
工具、设 备的使用 与维护 & & & 设备的使用与维护 1.对多种焊接设备进行调试和验收 & 2.对多种焊接辅助设备进行调试 和验收 3.对多种焊接设备及辅助设备进 行修理 10 &
安全及其 他 & 安全文明生产 & & 1.正确执行安全技术操作规程 2.按企业有关文明生产的规定，做到工作地整洁，工件、工具摆放整齐 10 &
技师电焊工
项目 考试范围 鉴定内容 比重 备注
知识要求 基本知识 焊接接头的试验方法 1.金属焊接性（工艺焊接性、冶金焊接性及热焊接性）的原理、定义 2.焊接性试验方法、内容及分类、原则 3.焊接接头力学性能试验如：拉伸试验、冷弯试验、硬度试验、冲击韧性试验等试验的方法和内容 4.磁粉探伤、射线探伤、渗透法探伤、超声波探伤等无损探伤的方法、内容 5.煤油试验、沉水试验、氦气试验、水压试验等致密性试验的方法和内容 6.焊缝的化学分析试验、接头的腐蚀试验的方法 25% &
专业知识 异种金属焊接知识 1.异种金属焊接的主要问题和施工特点 2.珠光体钢（低碳钢、低合金钢、Cr-Mo耐热钢等）与奥氏体钢的焊接方法 3.铸铁的焊接特性、铸铁与低碳钢焊接时的焊接方法、工艺及选材 4.碳素钢与不锈钢焊接时采用的方法、工艺特点和选用焊材 5.复合板焊接时的工艺、规范和有关问题、特点 6.铝及铝合金的焊接性主要问题。 7.铜及铜合金的焊接性主要问题、钢与铜及铜合金焊接时的方法、选材 35% &
典型金属结构焊接知识 1.锅炉及压力容器的结构特点、质量影响因素、锅炉和压力容器焊接时的焊接接头形式、焊接特点和焊接要求 2.焊接梁（如箱形梁、工字梁等）的结构特点、焊接过程中产生的下挠、旁弯、扭曲等变形的原因、防止变形的措施和矫正方法 3.焊接柱的结构特点、焊接后产生的扭曲等变形原因、防止措施和矫正方法 25 &
相关知识 提高劳动生产率知识 1.工时定额的四个组成部分、制定工时定额的方法 2.提高劳动生产率的方法、缩短机动时间和辅助时间的措施 3.切削工具的名称及几何参数、切削用量的一般知识 4.气焊设备的构造、原理、使用 5.车间管理和专业技术管理的基础内容 15% &
技能要求 操作技能 技师操作技能 1.中厚板异种钢的板-板对接，V型坡口，横焊或立焊位置手弧焊，单面焊双面成形 2.中厚板的板-板对接，V型坡口，仰焊位置手弧焊，单面焊双面成形 3.薄板异种钢的板-板对接，横焊或立焊位置气体保护焊 4.薄板的板-板对接，仰焊位置气体保护单，单面焊双面成形 5.骑座式管-板T形接头，垂直仰位的手弧焊或气体保护焊，单面焊双面成形 6.大直径中厚壁管对接，水平固定位置，手工钨极氩弧焊打底，手弧焊填充并盖面焊接，单面焊双面成形 80% 1.焊接方法采用手工、半自动或自动均可 2.根据考试要求确定的时间和有关条件，确定具体的鉴定内容，能按技术
& & 7.大直径中厚壁管对接，水平固定或水平转动位置，两种气体保护焊方法的焊接，单面焊双面成形 8.大直径厚壁管，水平转动位置，手式钨极氩弧焊打底，手弧焊过渡、埋弧焊填充，盖面焊接，单面焊双面成形 9.小直径薄壁管对接，水平固定位置的手弧焊或手工钨极氩弧焊，单面焊双面成形 10.小直径薄壁管对接，水平固定位置，手工钨极氩弧焊打底，手弧焊接填充并盖面焊接，单面焊双面成形 11.小直径薄壁管对接，V形坡口，垂直固定加障碍物或水平固定加障碍物的手弧焊，单面焊双面成形12.小直径薄壁管对接，V形坡口，垂直固定加障碍物或水平固定加障碍物的手工钨极氩弧焊，单面焊双面成形 13.小直径薄壁管对接，V型坡口，45°倾斜固定，手工钨极氩焊打底，手弧焊填充并盖面焊接，单面焊双面成形 14.小直径薄壁的低碳钢或耐热钢管与不锈钢管对接，V型坡口，垂直固定加障碍物或水平固定加障碍物，手工钨极氩弧焊打底，手弧焊填充并盖面焊接，单面焊接双面成形 15.小直径薄壁的低碳钢或耐热钢管与不锈钢管对接，V型坡口，垂直固定、水平固定或45°倾斜固定，TIG焊打底，MIG填充并盖面焊接，单面焊双面成形 16.大厚度钢板对接，三丝电渣焊 17.奥氏体不锈复合钢（覆层厚2mm，基层厚14～20mm）的焊接 18.复杂铸件、大型模具焊补工艺的制订及焊补 19.热锻模堆焊和主轴的堆焊 20.锅炉及压力容器受压件的纵缝、环缝返修工艺的编制及返修 21.有色金属板状对接的MIG或TIG焊 & 要求按时完成者可得满分
工具、设备的使用和维护 设备的使用与维护 1.对多种焊接设备进行调试和验收 2.对多种焊接辅助设备进行调试和验收 3.对多种焊接设备及辅助设备进行修理 10% &
安全及其他 安全文明生产 1.正确执行安全技术操作规程 2.按企业有关文明生产的规定，做到工作地整洁，工件、工具摆放整齐 10% &
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锅炉压力容器压力管道焊工证项目代号含义
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锅炉压力容器压力管道焊工证项目代号含义 ?
锅炉压力容器压力管道焊工证 (特种设备作业人员证)项目代号含义 焊工考试项目代号,应按每个焊工、每种焊接方法分别表示. (一)?? 手工焊焊工考试项目表示方法为:①一②一③一④一⑤一⑥一⑦,其中: ①???? 表示焊接方法代号,见表1,耐蚀堆焊代号加:(N及试件母材厚度). ②表示试件钢号分类代号,见表2,有色金属材料按相应标准规定的代号.异种钢号用X/X表示. ③表示试件形式代号,见表3,带衬垫代号加:(K). ④试件焊缝金属厚度. ⑤试件外径. ⑥焊条类别代号,见表4. ?⑦焊接要素代号,见表5. 考试项目中不出现某项时,则不填. 表1 焊接方法及代号 焊接方法 代号焊条电弧焊 SMAW 气焊 OFW 钨极气体保护焊 GTAW 熔化极气体保护焊 GMAW(含药芯焊丝电弧焊FCAW) 埋弧焊 SAW 电渣焊 ESW 摩擦焊 FRW 螺柱焊 SW ???
表2试件钢号分类及代号表 类别 代号 典型钢号示例 碳素钢IQ195 lO HP245 U75 S205. Q215 15 HP265 L210 Q235 20 25 20R 20g 20G 22g 低合金钢II HP295 L245 12Mng 12CrMo 09MnD HF325 1290 16Mn 12CrMoG 09MnNiD HPM5 L320 16Mng 15CrMo 09MnNiDR HV365 L360 16MnR 15CrMoR 16MnD L415 15MnNbR 15CrMoG 16MnDR L4YO 15MnV 14CrlMo 15MnNiDR IA85 15MnVii 14Cr1MoR 20MnMoD 1555 20nnMo 12CrlMoV 07MnNiCrMoVDR S240
08MnNiCrMoVD oNbR 12Cr2Mo 10Ni3MoVD s315 20MnMoNb 12Cr2M01 S360 07MnCrMoVR 12Cr2MolR s385 12Cr2MoG S415 12Cr2Mo-WTiB S450 12Cr3MoVSiTiB S480 马氏体钢、铁索 体不锈钢 Ⅲ rl3 1Crl7 1Cr9Mol 奥氏体不 锈钢、双相不锈钢 IV 0Crl9Ni9 0Crl8Nil2M02Ti 0Cr23Nil3 0Crl8Ni9Ti 00Crl7Nil4M02 0Cr25Ni20 0Grl8NillTi 0crl8Nil2M03Ti 00crl8Ni5M03Si2 r19Ni9 rl9NillTi 1Cr23Nn8 ? 表3试件形式、位置及代号 试件形式 试件位置 代号板材对接焊缝试件 平焊 lG 横焊 2G 立焊 3G 仰焊 4G 管材对接焊缝试件 水平转动 1C 垂直固定 2G 水平固定 向上焊 5G 向下焊 5GX 450固定 向上焊 6G 向下焊 6GX 管板角接头试件 水平转动 2FRG 垂直固定平焊 2FG 垂直固定仰焊 4FG 水平固定 5FG 450固定 6FG 螺柱焊试件 平焊 lS 横焊 2S 仰焊 4S ? 表4焊条类别、代号及适用范围 焊条 类别 焊条类 别代号 相应型号 适用焊件的焊条范围 相应标准 钛钙型 F1 EXX03 F1 GB/T5117、GB/TSll8、GB/T983(奥氏体、双相钢焊条除外) 纤维素型 F2 EXXl0,EXXll,EXXl0一x,EXXll―x F1.F2 钛型、 钛钙型 F3 EXXX(x)一16,KXXX(x).17 Fl,F3 低氢型、 碱性 F3J EXXl5,EXXl6 EXXl8,EXX48 EXXl5一x.EXXl6一x EXXl8一x.EXX48一x EXXX(x)一15,EXXX(x)一16 EXXX(X)一17 F1,F3,F3J 钛型、 钛钙型 F4 EXXX(x)一16,EXXX(x)一17 F4 GB/T983(奥氏体、双相钢焊条) 碱性 F4J EXXX(x)一15,EXXX(x)一16,EXXX(x)一17 F4.F4J ??? 表5焊接要素及代号 焊接要素 要素代号 手工钨极气体保护焊填充金属焊丝 无0l 实芯 02 药芯 0B 机械化焊 钨极气体保护焊自动稳压系统 有04 无05 自动跟踪系统 有06 无07 每面坡口内焊道 单道 08 多道 09 ??? (二)焊机操作工考试项目表示方法为:①一②一③, 其中: ??? ①焊接方法代号,见表1,耐蚀堆焊代号加:(N及试件母材厚度). ??? ②试件形式代号,见表3,带衬垫代号加(K). ??? ③焊接要素代号,见表5,存在两种以上要素时,用"/"分开. ??? 考试项目中不出现该项时,则不填. ??? (三)项目代号应用举例如下: (1)厚度为12mm的16MnR钢板对接焊缝平焊试件带衬垫,使用J507焊条手工焊接,试件全焊透, 项目代号:SMAW一Ⅱ一lG(K)一12一F3J. ??? (2)壁厚为8mm、外径为60mm的20g钢管对接焊缝水平固定试件,背面不加衬垫,用手工钨极氩弧焊打底,填充金属为实芯焊丝,焊缝金属厚度为3mm,然后采用J427焊条手工焊填满坡口,项目代号为:GTAW一Ⅰ一5G一3/60―02和SMAW一Ⅰ一5G(K)一5/60一F3J. ??? (3)板厚为10mm的16MnR钢板立焊试件无衬垫,采用半自动C02气体保护焊,填充金属为药芯焊丝,试件全焊透.项目代号:GNAW一Ⅱ一3G一10. ??? (4)管材对接焊缝无衬垫水平固定试件,壁厚为8mm,外径为70mm,钢号为16Mn,采用自动熔化极气体保护焊,使用实芯焊丝,在自动跟踪条件下进行多道焊全焊透,项目代号:GMAW一5G一06/09. ??? (5)在壁厚为10mm、外径为86mm的16Mn钢制管材垂直固定试件上使用A312焊条手工堆焊,项目代号:SMAW(N10)一Ⅱ一2G一86一F4. ??? (6)管板角接头无衬垫水平固定试件,管材壁厚为3mm,外径为25mm,材质为20号钢,板材厚度为8mm,材质为16MnR,采用手工钨极氩弧焊打底不加填充焊丝,焊缝金属厚度为2mm,然后采用自动钨极氩弧焊药芯焊丝多道焊,填满坡口,焊机无稳压系统,无自动跟踪系统,项目代号为:GTAW―I/Ⅱ一5FG一2/25一Ol和GTAW一5FG(K)一. ??? (7)S290钢管外径为帕20mm,壁厚为12rran,水平固定位置,使用E**10焊条向下焊打底,背面没有衬垫,焊缝金属厚度为4mm,然后采用药芯焊丝自动焊,焊机无自动跟踪,进行多道多层焊填满坡口.项目代号为:SMAW一Ⅱ一5GX一4/320一F2和FCAW一5G(K)一07109. ??? (8)板厚为16mm的0Crl9Ni9钢板,采用埋弧自动焊平焊,背面加焊剂垫,焊机无自动跟踪,焊丝为HOCr21Nil0Ti,焊剂为HJ260,单面施焊二层,填满坡口,项目代号为:SAW一1G(K)一07/09.
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