焊接知道
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发布时间：2022-04-23 02:57
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时间：2023-01-23 04:34
[编辑本段]焊条的组成
焊条由焊芯及药皮两部分构成。焊条是在金属焊芯外将涂料(药皮)均匀、向心地压涂在焊芯上。焊条种类不同，焊芯也不同。焊芯即焊条的金属芯，为了保证焊缝的质量与性能，对焊芯中各金属元素的含量都有严格的规定，特别是对有害杂质（如硫、磷等)的含量，应有严格的*，优于母材。焊芯成分直接影响着焊缝金属的成分和性能，所以焊芯中的有害元素要尽量少．含C量应低于0．10％。例如H08A，含S小于等于O．03％、P小于等于0．03％、C小于等于0．1％。
焊接碳钢及低合金钢的焊芯， 一般都选用低碳钢作为焊芯，并填加锰、硅、铬、镍等成分(详见焊丝国家标准GB1300一77)。采用低碳的原因一方面是含碳量低时钢丝塑性好，焊丝拉拔比较容易，另一方面可降低还原性气体CO含量，减少飞溅或气孔，并可增高焊缝金属凝固时的温度，对仰焊有利。加入其他合金元素主要为保证焊缝的综合机械性能，同时对焊接工艺性能及去除杂质，也有一定作用。
高合金钢以及铝、铜、铸铁等其他金属材料，其焊芯成分除要求与被焊金属相近外，同样也要控制杂质的含量，并按工艺要求常加入某些特定的合金元素。
焊条就是涂有药皮的供焊条电弧焊使用的熔化电极，它是由药皮和焊芯两部分组成的。在焊条前端药皮有45。左右的倒角，这是为了便于引弧。在尾部有一段裸焊芯，约占焊条总长1/16，便于焊钳夹持并有利于导电。焊条的直径仲实际上是指焊芯直径）通常为2、2. 5、3. 2或3、4、5或6mm等几种规格，常用的是小3. 2、小4、小5三种，其长度“L”一般在250^-450 mm之间。
1.焊芯
焊条中被药皮包覆的金属芯称为焊芯。焊芯一般是一根具有一定长度及直径的钢丝。焊接时，焊芯有两个作用：一是传导焊接电流，产生电弧把电能转换成热能，二是焊芯本身熔化作为填充金属与液体母材金属熔合形成焊缝。
焊条焊接时，焊芯金属占整个焊缝金属的一部分。所以焊芯的｛化学成分，直接影响焊缝的质量。因此，作为焊条芯用的钢丝都单势独规定了它的牌号与成分。如果用于埋弧自动焊、电渣焊、气体保护焊、气焊等熔焊方法作填充金属时，则称为焊丝。(1）焊芯中各合金元素对焊接的影响
1)碳(C)碳是钢中的主要合金元素，当含碳量增加时，钢的｛强度、硬度明显提高，而塑性降低。在焊接过程中，碳起到一定的脱氧作用，在电弧高温作用下与氧发生化合作用，生成一氧化碳和二氧化碳气体，将电弧区和熔池周围空气排除，防止空气中的氧、氮有害气体对熔池产生的不良影响，减少焊缝金属中氧和氮的含量。若含碳量过高，还原作用剧烈，会引起较大的飞溅和气孔。考虑到碳对钢的淬硬性及其对裂纹敏感性增加的影响，低碳钢焊芯的含碳量一般簇0. 1％。
2)锰(Mn)锰在钢中是一种较好的合金剂，随着锰含量的增加，其强度和韧性会有所提高。在焊接过程中，锰也是一种较好的脱氧剂，能减少焊缝中氧的含量。锰与硫化合形成硫化锰浮于熔渣中，从而减少焊缝热裂纹倾向。因此一般碳素结构钢焊芯的含锰量为0. 30％～0. 55％，焊接某些特殊用途的钢丝，其含锰量高达1 ．70％一2. 10％。
3)硅(Si )硅也是一种较好的合金剂，在钢中加入适量的硅能提高钢的屈服强度、弹性及抗酸性能；若含量过高，则降低塑性和韧性。在焊接过程中，硅也具有较好的脱氧能力，与氧形成二氧化硅，但它会提高渣的粘度，易促进非金属夹杂物生成。
4)铬(Cr）铬能够提高钢的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。对于低碳钢来说，铬便是一种偶然的杂质。铬的主要冶金特征是易于急剧氧化，形成难熔的氧化物三氧化二铬(Cr203)，从而增加了焊缝金属夹杂物的可能性。三氧化二铬过渡到熔渣后，能使熔渣粘度提高，流动性降低。
5)镍(NO镍对钢的韧性有比较显著的效果，一般低温冲击值要求较高时，适当掺入一些镍。
6)硫（S）硫是一种有害杂质，随着硫含量的增加，将增大焊缝的热裂纹倾向，因此焊芯中硫的含量不得大于0. 04％。在焊接重要结构时，硫含量不得大于0. 03％。
7)磷(2)焊芯的分类
焊芯是根据国家标准“焊接用钢丝”（GB 1300-77)的规定分类的，用于焊接的专用钢丝可分为碳素结构钢、合金结构钢、不锈钢三类。
2.药皮
压涂在焊芯表面的涂层称为药皮。焊条的药皮在焊接过程中起着极为重要的作用。若采用无药皮的光焊条焊接，则在焊接过程中，空气中的氧和氮会大量侵入熔化金属，将金属铁和有益元素碳、硅、锰等氧化和氮化形成各种氧化物和氮化物，并残留在焊缝中，造成焊缝夹渣或裂纹。而熔入熔池中的气体可能使焊缝产生大量气孔，这些因素都能使焊缝的机械性能（强度、冲击值等）大大降低，同时使焊缝变脆。此外采用光焊条焊接，电弧很不稳定，飞溅严重，焊缝成形很差。
人们在实践过程中发现如果在光焊条外面涂一层由各种矿物等组成的药皮，能使电弧燃烧稳定，焊缝质量得到提高，这种焊条叫药皮焊条。随着工业技术的不断发展，人们创制出了现在广泛应用的优质厚药皮焊条。
[编辑本段]焊条的要求
(1)容易引弧，保证电弧稳定，在焊接过程中飞溅小。
(2)药皮熔化速度应慢于焊芯熔化速度，以造成喇叭状的套简(套筒长度应小于焊芯直径），有利于熔滴过渡和造成保护气氛；
(3)熔渣的比重应小于熔化金属的比重，凝固温度也应稍低于金属凝固温度，渣壳应易脱掉；
(4)具有掺合金和冶金处理作用；
(5)适应各种位置的焊接。
[编辑本段]焊条型号与牌号
（1）焊条的牌号
以结构钢为例：牌号,编制法。结XXX,结为结构钢焊条,第3个数字,代表药皮类型,焊接电流要求,第1、2数:代表焊缝金属抗拉强度 。
（2）焊条的型号
焊条的型号是按国家有关标准与国际标准确定的。EXXX,以结构钢为例，型号编制法为字母“E”表示焊条，第一、二位表示熔敷金属最小抗拉强度，第三位数字表示焊条的焊接位置，第三、四位数字表示焊接电流种类及药皮类型。
4.焊条的分类
根据不同情况，电焊条有三种分类方法：按焊条用途分类、按药皮的主要化学成分分类、按药皮熔化后熔渣的特性分类。
按照焊条的用途，有两种表达形式，一为原机械工业部编制的的，可以将电焊条分为：结构钢焊条、耐热钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、低温钢焊条、铸铁焊条、镍和镍合金焊条、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条以及特殊用途焊条。二为国家标准规定，为碳钢焊条，低合金焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、铸铁焊条、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条。二者没有原则区别，前者用商业牌号表示，后者用型号表示。
如果按照焊条药皮的主要化学成分来分类，可以将电焊条分为：氧化钛型焊条、氧化钛钙型焊条、钛铁矿型焊条、氧化铁型焊条、纤维素型焊条、低氢型焊条、石墨型焊条及盐基型焊条。
如果按照焊条药皮熔化后，熔渣的特性来分类，可将电焊条分为酸性焊条和碱性焊条。酸性焊条药皮的主要成分为酸性氧化物，如二氧化硅、二氧化钛、三氧化二铁等。碱性焊条药皮的主要成分为碱性氧化物，如大理石、萤石等。
焊条按用途不同可分为结构钢焊条、耐热钢焊条、不锈钢焊条、铸铁焊条、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条等。
焊条按熔渣化学性质可分为：酸化焊条和碱化焊条两大类。碱性焊条焊出的焊缝含氢、硫、磷少。焊缝力学性能良好，但对油、水、铁锈敏感，易产生气孔。酸性焊条焊接时电弧稳定、飞溅少、脱渣性好。因此重要的焊接结构件选用碱性焊条，而一般结构件都选用酸性焊条。
结构钢焊条的牌号表示方法为：以汉字拼音字首加上三位数字来表示如我们实习中用的结构钢焊条的牌号为J422（或结422）。“J”表示结构钢焊条的“结”字。后面的两为数字“42”为焊缝金属的抗拉强度不小于420MPa;最后一位数字“2”代表钛钙型药皮，用交流或直流电源均可。
酸性碳钢焊条
种类 : J421、J421Fe、J422、J423、J425、J502、J501Fe15
牌号 GB型号 AWS型号 药皮类型 电流类型 主要用途 规格
J421 E4313 E6013 氧化钛型 AC/DC 焊接低碳钢结构，特别适用于薄板小件及短焊缝的间断焊和要求表面光洁的盖面焊 Φ2.0—Φ5.0
J421Fe E4313 E6013 铁粉钛型 AC/DC 焊接一般低碳钢结构，特别适用于薄板小件及短焊缝的间断焊和要求表面光洁的盖面焊 Φ2.5—Φ5.0
J422 E4303 —— 钛钙型 AC/DC 用于焊接较重要的低碳钢结构和强度等级低合金钢，如09Mn2等 Φ2.0—Φ5.0
J423 E4301 —— 钛铁型 AC/DC 可焊接较重要的的低碳钢结构 Φ3.0—Φ5.0
J425 E4311 E6011 纤维素钾型 AC/DC 适用于薄板结构的对接、角接及搭接焊。如电站烟道、风道、变压器的油箱、船体和车辆外板的低碳钢结构 Φ3.2—Φ5.0
J502 E5003 —— 钛钙型 AC/DC 主要用于16Mn等低合金钢的焊接 Φ2.0—Φ5.0
J501Fe15 E5024 E7024 铁粉钛型 AC/DC 适用于机车车辆、造船、锅炉等结构的焊接 Φ2.5—Φ5.0
熔敷金属化学成分 % 熔敷金属机械性能
牌号 C Mn Si S P 抗拉强度(Mpa) 屈服强度(Mpa) 延伸率 (%) 冲击值
℃ J
J421 ≤0.12 0.3～0.6 ≤0.35 ≤0.035 ≤0.040 ≥420 ≥330 ≥22 0 ≥47
J421Fe ≤0.12 0.3～0.6 ≤0.35 ≤0.035 ≤0.040 ≥420 ≥330 ≥17 0 ≥47
J422 ≤0.12 0.3～0.6 ≤0.25 ≤0.035 ≤0.040 ≥420 ≥330 ≥22 -20 ≥47
J423 ≤0.20 0.3～0.6 ≤0.20 ≤0.035 ≤0.040 ≥420 ≥330 ≥22 0 ≥27
J425 ≤0.12 0.3～0.6 ≤0.30 ≤0.035 ≤0.040 ≥420 ≥330 ≥22 -30 ≥27
J502 ≤0.12 ≤1.60 ≤0.30 ≤0.035 ≤0.040 ≥420 ≥400 ≥20 0 ≥27
J501Fe15 ≤0.12 0.8～1.4 ≤0.90 ≤0.035 ≤0.040 Mo≤0.30 V≤0.08 ≥420 ≥400 ≥17 0 ≥27
http://www.nphj.com/sxht.html
碱性碳钢焊条
种类 : J426、J427、J506、J507、J506Fe
牌号 GB型号 AWS型号 药皮类型 电流类型 主要用途 规格
J426 E4316 E6016 低氢钾型 AC/DC 用于焊接重要的低碳钢和低合金钢的结构。如O9Mn2等 Φ2.5—Φ5.0
J427 E4315 —— 低氢钠型 DC(R) 用来焊接重要的低碳钢和低合金钢，如O9MnSi等 Φ2.5—Φ5.0
J506 E5016 E7016 低氢钾型 AC/DC 用于中碳钢和低合金钢的焊接如16Mn、O9MnSi等 Φ2.5—Φ5.0
J507 E5015 E7015 低氢钠型 DC(R) 可焊接中碳钢和某些低合金钢如16Mn、O9Mn2Si、O9Mn2V等 Φ2.5—Φ5.0
J506Fe E5018 E7018 铁粉低氢钾型 AC/DC 适用于碳钢及低合金钢的焊接、 如16Mn等 Φ2.5—Φ5.0
熔敷金属化学成分 % 熔敷金属机械性能
牌号 C Mn Si S P 抗拉强度(Mpa) 屈服强度(Mpa) 延伸率 (%) 冲击值
℃ J
J426 ≤0.12 ≤1.25 ≤0.90 ≤0.035 ≤0.040 ≥420 ≥330 ≥22 -30 ≥27
J427 ≤0.12 ≤1.25 ≤0.90 ≤0.035 ≤0.040 ≥420 ≥330 ≥22 -30 ≥27
J506 ≤0.12 ≤1.6 ≤0.75 ≤0.035 ≤0.040 ≥490 ≥400 ≥22 -20
-30 ≥47
≥27
J507 ≤0.12 ≤1.25 ≤0.75 ≤0.035 ≤0.040 ≥490 ≥400 ≥22 -20
-30 ≥47
≥27
J506Fe ≤0.12 ≤1.6 ≤0.75 ≤0.035 ≤0.040 ≥490 ≥400 ≥22 -30 ≥27
http://www.nphj.com/sxht.html
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时间：2023-01-23 05:52
下载几个标准，碳钢焊条标准GB5117.合金钢焊条标准GB5118不锈钢焊条标准GB983，焊丝标准GB8110.还有一个焊接的JB4709-2000.
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时间：2023-01-23 07:27
GF/13J24-91
一、前言
在石油、化工、交通、矿山、食品等工业中，不锈钢材料得到了广泛的应用、用不锈钢制作的容器、设备，目前国内多采用手工电弧焊接。本工法所述手工钨极双面同步氩弧焊是对不锈钢焊接工艺的一种改进和突破，它成功地解决了不锈钢焊接时的背面保护问题。可减少焊接变形，有利于防止产生焊接热裂纹。经工艺评定无晶间腐蚀倾向。该施焊工艺在中国化学工程总公司焊接技术交流会上进行现场焊接表演，得到同行业专家们的关注和好评，是目前国内焊接不锈钢的先进工艺。可取得明显的技术经济效益。
二、工艺原理及特点
(一)、工艺原理
本工法所指双面同步氩弧焊是用双焊炬在焊缝的正、反两面对同一焊接部位用相同的焊接速度使焊接熔池及周围在氩气的充分保护下进行焊接的方法。正面为主焊炬并填充与母材相匹配的焊丝，反面为辅助焊炬不填充焊丝。在双弧的吹力作用下，改善熔池金属的流动性，双弧的热能得到充分的发挥，提高了熔池能力，从而改善了焊接质量。见图一。
(二)、工艺特点
1. 手工钨极双面同步氩弧焊由二人操作，焊工在板材两 侧被钢板隔开给同步施焊造成一定困难，因此要求操作者之间必须设法紧密配合、动作默契。
2、 采用本工艺施焊不需要增加或改制设备及工具，不需要增加新的投资，便于推广应用。
3、 对厚度δ＝3～5mm的不锈钢薄板，不开坡口双面一次焊接成型， 焊缝整齐美观。节省了焊接材料、生产工时及辅助工时。
4、对厚度δ≥6mm的不锈钢钢板用于打底焊接，底层焊道质量可靠，不用清根即可填充焊接，很好地保证了整条焊缝的内在质量，经得起无损探伤的检测。
(三)、应用范围
1、对厚度δ＝3～5mm的不锈钢薄板制作的容器，设备可一次焊接双面成型，变形小、速度快、质量好。
2、对厚度δ＝6mm的不锈钢板制作的容器，设备可不开坡口两次焊接成型。
3、对厚度δ〉6mm的不锈钢板制作的容器，设备可进行打底焊接，不需要背面清根即可填充焊接。尤其是对直径大于1000mm的容器更能充分显示其优越性。
4、对于未成型前的不锈钢接板焊接十分方便有利。
5、 适用于奥氏体不锈钢的焊接。铁素体不锈钢及马化体不锈钢的焊接也可参考使用。
三、焊接工艺和操作要点 (一)焊接工艺
1、焊接材料
焊丝：应选用同母材匹配的焊丝，并应具备材料合格证。
钨棒：铈钨棒 氩气：纯度≥99.99%。
2、焊前准备：
(1)、焊前清理
组焊前应彻底清除焊丝，坡口及近缝区50mm内的污物、氧化物。并防止再次污染。
清除方法:机械法：用砂轮磨削。
化学清洗剂：用四氯化碳或丙酮。
(2)、点焊：
点焊用手工钨极氩弧焊或手工电弧焊。当用手工电弧焊时所用焊条应与母材成分相匹配， 焊接 时应将有缺陷的焊点随时清除。
点焊长度：15～20mm。
点焊间距：100～300mm(视板厚及实际需要定)。
点焊部位：辅助焊炬不填丝侧。
3、焊接工艺参数
(1) 、选用直流氩弧焊机正极性，或直流电焊机配简易氩弧焊炬正极性。
钨棒伸出长度：l＝12～16mm。
钨棒与工件间距：S＝2～2.5mm。
(2)、焊接速度：
横焊位：145～155mm/min 立焊位：135～145mm/min
4、焊后处理
用铜丝刷清除焊道上的杂物，将酸洗钝化膏直接涂抹在焊道上，30分钟后用清水冲刷干净，即可见光亮美观的焊道。
(二)、操作要点
1.对流法：用于薄板对接焊，不留间隙不开坡口，主焊炬操作时熔池在前，焊丝在后，钨棒居中，焊丝连续送进。
2.小孔法： 用于开坡口钝边〉3mm的不锈钢板对接打底焊，主焊炬操作时熔池在前，焊丝在后，钨棒居中，焊丝的端部应垂直钨棒进入电弧区域，为避免对层流保护作用的干扰，焊丝端部在似熔非熔状态进退自如，每次添加量要少而快。
(二)、焊接工艺评定：
按国家标准《压力容器焊接工艺评定》 进行。本公司的评定编号为：365、366、369、370。
(三)、劳动组织：每2～3人为一作业小组，视工程量大小决定作业小组数量。
(四)、严格工艺纪律，严格按照工艺评定后制定的焊接工艺进行施焊。
(五)、焊接环境：按GB150-89第10.3.12条执行。
(六)、所有计量器具(包括氩气表、焊检侧尺等)必须经计量鉴定合格。
(七)、操作不当造成的缺陷:
1.表面氧化
(1) 、主焊炬和辅助焊炬不同步，滞后的焊炬将超前焊炬所焊焊缝重熔，至使失去氩气保护而氧化。
(2) 、电流过大、速度慢、熔池高温停留时间长，焊炬前移时在失去氩气保护的后方焊缝仍处在高温状态下使之氧化。
(3) 、焊接现场风大而缺少有效的保护，使氩气的保护效果差使之氧化。
2.未焊透、未熔合
(1)、两侧焊炬电流均过小，使之在厚度方向熔不透。
(2)、两侧焊炬不同步，焊速过快。
(3) 、两侧焊炬火焰中心不在焊缝同一条轴线上，造成未熔合。
六、安全措施
1.罐内作业必须设通风设施及低压安全照明灯，并设专人监护。
2.防止弧光灼伤，配备防紫外线眼镜。
3.防止磨屑、砂粒、粉尘对人体的危害。要有可靠的保护工作服、口罩及防护眼镜。
4.进行射线探伤要设醒目的警示标志。
5.为防止触电要有良好的接地装置，焊工要穿绝缘鞋戴绝缘手套。
聚乙烯管道焊接；1 聚乙烯（PE）管道系统电熔焊接操作步骤：
1.1 电熔焊接用于各个规格的电熔管件与管材、注塑管件、焊接管件之间的焊接。
1.2 待焊接的管件在使用时方可拆开塑料包装。
1.3 清除管材、管件内、外部的灰尘及异物。
1.4 用刮刀刮除管件或管材所需焊接区域外表面0.1mm～0.3mm的氧化层，并保证焊接区域干净，焊接端面平整，无碎屑。
1.5 将管材、管件固定好，并保证管材、管件之间无应力。
1.6 将电熔焊机的导线插入管件的接线位置并保持其固定。
1.7 用读码器读取电熔管件焊接参数或按照电熔管件上的标注手工输入焊接参数并确认其正确。
1.8 开始焊接，并观察观察孔突出情况。
1.9 焊接完成后，按电熔管件上规定的时间进行冷却后，拔掉导线。
1.10 特别注意：在焊接时及焊接完成后的冷却时间内不得移动电熔管件且不能在电熔管件上施加任何压力。
2 聚乙烯（PE）管道系统对接焊操作步骤：
2.1 检查加热板的温度是否控制在工艺要求的范围（210±10℃）之内。
2.2 用洁净的棉织物将加热板处理干净。
2.3 对于由液压系统驱动的焊接设备预算系统的熔接压力。
2.4 将管材（件）与管材（件）在焊机上同时夹紧，并保证端面对齐。
2.5 用铣刀铣削待熔两端面，铣削完毕后立即开始熔接。
2.6 将加热板就位，使管材（件）两端面和加热板贴紧，并施加一定的压力。同时开始第一阶段的计时。
2.7 待熔融环的高度达到标准高度时，使施加的压力只保留拖动力施压，同时开始第二阶段的计时。
2.8 时间达到标准要求时，进入第三阶段，拔动进给手柄，松开两端管材（件），取出加热板。
2.9 平稳闭合管材（件），当压力升至规定值时开始第四阶段计时。
2.10 第四阶段完成后，若有必要可减小压力并重新开始第五阶段（冷却阶段）计时。
2.11 冷却结束后，拆卸夹具，焊接结束。
2.12 焊接区在熔接过程直至充分冷却，严禁受力冲击，也不能采用任何强迫方法强制冷却。
钛合金焊接工艺；
一、 前言：
近年来，随着钛及钛合金在化工等领域中的应用不断增多，钛及钛合金的焊接也悄然进入我们的施工生产当中，如何保证焊接质量也就成为摆在我们面前的一个难题，其中最突出的就是氧化和产生气孔。
本工法以济南石化二厂2万吨/年甲酸装置钛及钛合金管道焊接施工方案为基础，结合有关资料，补充修改而成，本工法适用于钛及钛合金的焊接。
二、工艺原理
钛及钛合金在高温下对氧、氮、氢和碳等具有极大的亲合力。具体表现为钛在300℃以上快速吸氢，600℃以上快速吸氧，700℃以上快速吸氮。在空气中高温停留对工业纯钛塑性的影响如图所示：
由图可以看出，暴露在空气中的钛及钛合金金属的塑性会随温度及停留时间的增加而迅速下降。由此我们得出这样一个结论：液态熔池和熔滴金属若得不到有效保护，则更容易受空气等杂质的沾污，塑性下降的将更严重。
常温时碳在α钛中的溶解度为0.13%（重量），碳以间隙形式固溶于α钛中，使强度提高，塑性下降，但作用不如氮、氢显著，碳超过溶解度时生成硬而脆的TiC，呈网状分布，易于引起裂纹，国家标准中规定，钛及其合金中碳含量不得超过0.1%，焊接时工件及焊丝上的油污能使焊缝增碳，因此焊前应加强清理。
从以上讨论可看出，由于钛的活性强，气焊和手弧焊均不能满足焊接质量要求。因此，我们选择手工钨极氩弧焊，并采用内部：整体充氩（Ф≤100mm）；隔板式充压保护（100mm<Ф<500mm）跟踪式保护罩（Ф≥500mm）。外部跟踪式保护罩的方式使温度高于300℃的焊缝金属都处于氩气保护之中，从而避免钛与空气等杂质发生反应。
由于钛与钛合金焊接时使用保护罩对焊缝进行强制氩气保护，使得熔池金属冷却速度加快，这有利于对焊缝的保护，但从另外一个方面讲，这不利于焊缝中气体的逸出，因此气孔成为钛及钛合金焊接过程中最常见的焊接缺陷。预防气孔可以加强焊前清理和化学冶金处理等到几方面进行。
三、工艺程序
（一）工艺程序（见图2）
图2
1．焊接工艺评定和焊工考试依据CD130A9-87附录中的有关规定执行；
2．材质为TA2、TA10的钛及钛合金工艺评定见公司焊接试验室编号为：506、507
（二）焊接施工工序流程图（见图3）
（见下页）
（三）施工方法：
1、坡口加工：
（1）钛及钛合金管子坡口加工工具必须专用；
（2）坡口加工原则上采用机械法，无法用机械法时，可用砂轮机、锉刀等加工，但应注意不可使切割表面过热变色；
（3）坡口质量应符合下列要求：不得有裂纹、重皮、并应清除毛刺、凸凹、缩口、熔渣及氧化物；
（4）坡口加工后，如不马上焊接，应用密封带保护焊缝坡口面；
（5）坡口形式和组对尺寸参见（表1）
坡口形式和组对尺寸一览表
表1
序号 接头形式 板厚δ 间隙b 钝边p 坡口角度α
1
2～10 0.5～1.5 1～1.5 60°
2
2～10 0.5～1 1～1.5 40～50°
3
2～10 0.5～1 1～1.5 40～50°
4 2～10 0.5～1.5 1～1.5 60°
2、焊前清理：
（1）坡口及其两侧各25mm以内外表面清除油污后，应用细锉或奥氏体不锈钢丝刷、锉刀等机械方法清除其氧化膜、毛刺和表面缺陷，清理工具应专用，并保持清洁；
（2）经机械清理后的坡口和焊丝表面，焊前使用不含硫的丙酮进行脱脂处理，严禁使用诸如：三氯乙烯、四氯化碳等氯化物溶剂。施用溶剂应采用经过水和乙醇洗涤的塑料海绵和白丝绸布；
（3）必要的时候焊前进行酸洗；
3、焊接准备
（1）保护气体使用纯度≥99.99%的氩气；
（2）焊接环境应保证不会受到风、雨的侵害；
（3）钨极可选用铈钨极或钍钨极，其外形尺寸（见图4）
（4）焊接材料一般按等成份原则选取，当买不到成型焊丝时，可采用剪切板条代替。
4、焊接工艺：
（1）焊接位置宜采用转动平焊；
（2）在保证焊透及成形良好的条件下，应采用小规范焊接，并保证层间温度不高于200℃焊接工艺参数（见表2）
壁厚
(mm) 焊层
钨极
直径
(mm) 喷嘴
直径
(mm) 层间
温度
(℃) 焊接热输入 氩气流量(L/min)
焊接
电流 电弧
电压 焊速
(cm/min) 喷嘴 保护
罩 背面
3～4 2 2.0 16～20 ≤200 80～110 12～14 7.5～15 12～15 25～30 8～15
5～7 3 2.4 16～20 ≤200 100～140 12～14 7.5～15 12～15 25～30 8～15
≥B 多层 3 16～20 ≤200 120～180 12～14 7.5～15 12～15 25～30 8～15
（3）焊炬喷咀直径宜采用Ф12～20mm，喷出的氩气应保持稳定层流；
（4）焊接过程中采用焊炬喷咀保护熔池，焊炬拖罩保护焊缝，管内充氩（或内保护罩）保护焊缝及近缝区内表面；
（5）焊炬拖罩和内保护罩应根据焊件尺寸和形状决定具体要求为：拖罩宽度25～60mm，拖罩长10～160mm，尺寸与所焊管直径相适应；管子焊接用保护罩。
保护罩采用紫铜制成，内穿Ф10mm铜管头部封死，并每隔10mm锯一小口，铜管外包裹200目铜丝网；
（6）起弧时焊炬应提前送气，并采用高频引弧；焊接过程中要注意焊接人员与保护罩操作人员的协调配合，熄弧时应采用电流衰减和气体延时保护装置；
（7）焊接时，填充焊丝的加热端应始终保持在氩气的保护之下，熄弧后，焊丝不得立即暴露在大气中，应在焊缝脱离保护时取出。焊丝如被污染、氧化、变色时，污染部分应予切除；
（8）焊接过程中如出现氧化、夹钨等现象应停止焊接，并将缺陷清理后方可继续焊接。
5、焊接检验：
（1）管道焊后必须时焊缝进行外观检查，焊缝外形尺寸要求同碳钢管道；
（2）焊缝表面色泽检查，应在焊后清理之前进行，合格标准（见表3）
表三
焊道颜色 保护效果 质量
银白色（金属光泽） 优 合格
金*（金属光泽） 良 合格
紫色（金属光泽） 低温氧化、表面污染 合格
蓝色（金属光泽） 高温氧化污染严重、焊缝性能下降 不合格
灰色（金属光泽） 保护不好、污染严重 不合格
暗灰色 保护不好、污染严重 不合格
灰白色 保护不好、污染严重 不合格
黄白色 保护不好、污染严重 不合格
注：区别低温氧化和高温氧化的方法宜采用酸洗法，经酸洗能除去紫色、蓝色者为低温氧化，除不掉者为高温氧化；酸洗技术条件（见表4）
表4
酸洗液配方 2～4%HF+30～40%HNO3+余量水
酸洗温度 不高于60℃
酸洗时间 2～3分钟
备注 酸洗后立即用水冲洗干净晾干
（3）钛及钛合金管道对接焊缝要进行100%X射线探伤，探伤标准执行JB4730-94，焊缝级别按设计图纸要求分类；
（4）对焊缝进行着色检查，执行标准JB4730-94。
四、施工机具设备（见表5）
序号 名称 规格型号 单位 数量 备注
1 直流氩弧焊机 ZXG7-300-1 台 3
2 氩气瓶 瓶 30
3 转子流量计 0～30L/min 个 9
4 手把砂轮 Ф150 台 6
5 转胎 套 3 依管径定
6 等离子切割机 LGK-90 台 1
7 切管机 台 1
五、质量标准
1. 《钛制设备技术条件》 CD130A9-87
2.《工业金属管道施工及验收规范》 GB50235-97
3.《压力容器无损检测》 JB4730-94
六、劳动组织
钛及钛合金管道所需劳动力状况（以济南工程的三个作业组为例见表6）
序号 工种 人数 岗位职责
1 焊工 3 焊前清理、焊接
2 管工 6 坡口加工、焊口组对、使用保护罩保护焊缝
3 车工（气焊） 1 下料、开孔
4 电工 1 接线、排除焊机故障
七、安全措施：
（1）施工人员应严格树立"安全第一，预防为主"的思想；
（2）使用切管机、手把砂轮时，应避开砂轮片旋转的切线方向；
（3）经常检查把线、地线是否有漏电现象，并及时整改；
（4）使用保护罩人员也必须戴上电焊帽，并在保护罩外裹上一层石棉布以防打眼和烫伤皮肤；
（5）管道如需酸洗，施工人员应穿戴防护用品；
八、经济分析：
（一）施工用材料：
1．施工用料分为主体材料和措施用料（见表7）
2．施工措施用料（见表8）
表7
序号 材质 规格型号 延长m 焊口数 消耗材料实际用量
（焊丝/氩气） 消耗材料定额量(焊丝/氩气)
1 TA2 Ф25～Ф377 483.7 846 37.9/1050.7 149.9/2451.7
2 TA10 Ф20～Ф530 457.1 806 28.1/758.5 96.97/1763.3
注：管子直径以中小管径为主。
表8
序号 名称 单位 数量 用途
1 铜皮 M2 5 制作保护罩
2 橡胶皮δ=3mm M2 6 制作保护隔板
3 石棉橡胶板 M2 45 铺平台
4 钢板δ=16m M2 45 搭平台
5 工字钢I22 M 84 搭平台
6 钢管Ф20 M 72 搭防风蓬
7 帆布 M2 60 搭防风蓬
（二）工程进度
钛及钛合金管道施工，计划工期70天，实际工期63天，焊接合格率100%，一次合格率98.7%。（以济南甲酸工程为例）
九、工程应用实例
济南石化二厂2万吨/年甲酸装置的钛及钛合金管道施工中应用本工法成功地解决了氧化、气孔等焊接缺陷，取得良好的经济效益。
在浙江巨化集团6万吨/年离子膜烧碱工程的施工中，运用本工法出色的完成了钛及钛合金管道焊接任务为该工程最终获建筑工程鲁班奖打下了基础。
焊条基础知识
焊条由焊芯及药皮两部分构成。焊条是在金属焊芯外将涂料(药皮)均匀、向心地压涂在焊芯上。焊条种类不同，焊芯也不同。焊芯即焊条的金属芯，为了保证焊缝的质量与性能，对焊芯中各金属元素的含量都有严格的规定，特别是对有害杂质（如硫、磷等)的含量，应有严格的*，优于母材。焊芯成分直接影响着焊缝金属的成分和性能，所以焊芯中的有害元素要尽量少．含C量应低于0．10％。例如H08A，含S小于等于O．03％、P小于等于0．03％、C小于等于0．1％。
焊接碳钢及低合金钢的焊芯， 一般都选用低碳钢作为焊芯，并填加锰、硅、铬、镍等成分(详见焊丝国家标准GB1300一77)。采用低碳的原因一方面是含碳量低时钢丝塑性好，焊丝拉拔比较容易，另一方面可降低还原性气体CO含量，减少飞溅或气孔，并可增高焊缝金属凝固时的温度，对仰焊有利。加入其他合金元素主要为保证焊缝的综合机械性能，同时对焊接工艺性能及去除杂质，也有一定作用。
高合金钢以及铝、铜、铸铁等其他金属材料，其焊芯成分除要求与被焊金属相近外，同样也要控制杂质的含量，并按工艺要求常加入某些特定的合金元素。
焊条就是涂有药皮的供焊条电弧焊使用的熔化电极，它是由药皮和焊芯两部分组成的。在焊条前端药皮有45。左右的倒角，这是为了便于引弧。在尾部有一段裸焊芯，约占焊条总长1/16，便于焊钳夹持并有利于导电。焊条的直径仲实际上是指焊芯直径）通常为2、2. 5、3. 2或3、4、5或6mm等几种规格，常用的是小3. 2、小4、小5三种，其长度“L”一般在250^-450 mm之间。
1.焊芯
焊条中被药皮包覆的金属芯称为焊芯。焊芯一般是一根具有一定长度及直径的钢丝。焊接时，焊芯有两个作用：一是传导焊接电流，产生电弧把电能转换成热能，二是焊芯本身熔化作为填充金属与液体母材金属熔合形成焊缝。
焊条焊接时，焊芯金属占整个焊缝金属的一部分。所以焊芯的｛化学成分，直接影响焊缝的质量。因此，作为焊条芯用的钢丝都单势独规定了它的牌号与成分。如果用于埋弧自动焊、电渣焊、气体保护焊、气焊等熔焊方法作填充金属时，则称为焊丝。(1）焊芯中各合金元素对焊接的影响
1)碳(C)碳是钢中的主要合金元素，当含碳量增加时，钢的｛强度、硬度明显提高，而塑性降低。在焊接过程中，碳起到一定的脱氧作用，在电弧高温作用下与氧发生化合作用，生成一氧化碳和二氧化碳气体，将电弧区和熔池周围空气排除，防止空气中的氧、氮有害气体对熔池产生的不良影响，减少焊缝金属中氧和氮的含量。若含碳量过高，还原作用剧烈，会引起较大的飞溅和气孔。考虑到碳对钢的淬硬性及其对裂纹敏感性增加的影响，低碳钢焊芯的含碳量一般簇0. 1％。
2)锰(Mn)锰在钢中是一种较好的合金剂，随着锰含量的增加，其强度和韧性会有所提高。在焊接过程中，锰也是一种较好的脱氧剂，能减少焊缝中氧的含量。锰与硫化合形成硫化锰浮于熔渣中，从而减少焊缝热裂纹倾向。因此一般碳素结构钢焊芯的含锰量为0. 30％～0. 55％，焊接某些特殊用途的钢丝，其含锰量高达1 ．70％一2. 10％。
3)硅(Si )硅也是一种较好的合金剂，在钢中加入适量的硅能提高钢的屈服强度、弹性及抗酸性能；若含量过高，则降低塑性和韧性。在焊接过程中，硅也具有较好的脱氧能力，与氧形成二氧化硅，但它会提高渣的粘度，易促进非金属夹杂物生成。
4)铬(Cr）铬能够提高钢的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。对于低碳钢来说，铬便是一种偶然的杂质。铬的主要冶金特征是易于急剧氧化，形成难熔的氧化物三氧化二铬(Cr203)，从而增加了焊缝金属夹杂物的可能性。三氧化二铬过渡到熔渣后，能使熔渣粘度提高，流动性降低。
5)镍(NO镍对钢的韧性有比较显著的效果，一般低温冲击值要求较高时，适当掺入一些镍。
6)硫（S）硫是一种有害杂质，随着硫含量的增加，将增大焊缝的热裂纹倾向，因此焊芯中硫的含量不得大于0. 04％。在焊接重要结构时，硫含量不得大于0. 03％。
7)磷(2)焊芯的分类
焊芯是根据国家标准“焊接用钢丝”（GB 1300-77)的规定分类的，用于焊接的专用钢丝可分为碳素结构钢、合金结构钢、不锈钢三类。
2.药皮
压涂在焊芯表面的涂层称为药皮。焊条的药皮在焊接过程中起着极为重要的作用。若采用无药皮的光焊条焊接，则在焊接过程中，空气中的氧和氮会大量侵入熔化金属，将金属铁和有益元素碳、硅、锰等氧化和氮化形成各种氧化物和氮化物，并残留在焊缝中，造成焊缝夹渣或裂纹。而熔入熔池中的气体可能使焊缝产生大量气孔，这些因素都能使焊缝的机械性能（强度、冲击值等）大大降低，同时使焊缝变脆。此外采用光焊条焊接，电弧很不稳定，飞溅严重，焊缝成形很差。
人们在实践过程中发现如果在光焊条外面涂一层由各种矿物等组成的药皮，能使电弧燃烧稳定，焊缝质量得到提高，这种焊条叫药皮焊条。随着工业技术的不断发展，人们创制出了现在广泛应用的优质厚药皮焊条。
酸性碳钢焊条
种类 : J421、J421Fe、J422、J423、J425、J502、J501Fe15
牌号 GB型号 AWS型号 药皮类型 电流类型 主要用途 规格
J421 E4313 E6013 氧化钛型 AC/DC 焊接低碳钢结构，特别适用于薄板小件及短焊缝的间断焊和要求表面光洁的盖面焊 Φ2.0—Φ5.0
J421Fe E4313 E6013 铁粉钛型 AC/DC 焊接一般低碳钢结构，特别适用于薄板小件及短焊缝的间断焊和要求表面光洁的盖面焊 Φ2.5—Φ5.0
J422 E4303 —— 钛钙型 AC/DC 用于焊接较重要的低碳钢结构和强度等级低合金钢，如09Mn2等 Φ2.0—Φ5.0
J423 E4301 —— 钛铁型 AC/DC 可焊接较重要的的低碳钢结构 Φ3.0—Φ5.0
J425 E4311 E6011 纤维素钾型 AC/DC 适用于薄板结构的对接、角接及搭接焊。如电站烟道、风道、变压器的油箱、船体和车辆外板的低碳钢结构 Φ3.2—Φ5.0
J502 E5003 —— 钛钙型 AC/DC 主要用于16Mn等低合金钢的焊接 Φ2.0—Φ5.0
J501Fe15 E5024 E7024 铁粉钛型 AC/DC 适用于机车车辆、造船、锅炉等结构的焊接 Φ2.5—Φ5.0
熔敷金属化学成分 % 熔敷金属机械性能
牌号 C Mn Si S P 抗拉强度(Mpa) 屈服强度(Mpa) 延伸率 (%) 冲击值
℃ J
J421 ≤0.12 0.3～0.6 ≤0.35 ≤0.035 ≤0.040 ≥420 ≥330 ≥22 0 ≥47
J421Fe ≤0.12 0.3～0.6 ≤0.35 ≤0.035 ≤0.040 ≥420 ≥330 ≥17 0 ≥47
J422 ≤0.12 0.3～0.6 ≤0.25 ≤0.035 ≤0.040 ≥420 ≥330 ≥22 -20 ≥47
J423 ≤0.20 0.3～0.6 ≤0.20 ≤0.035 ≤0.040 ≥420 ≥330 ≥22 0 ≥27
J425 ≤0.12 0.3～0.6 ≤0.30 ≤0.035 ≤0.040 ≥420 ≥330 ≥22 -30 ≥27
J502 ≤0.12 ≤1.60 ≤0.30 ≤0.035 ≤0.040 ≥420 ≥400 ≥20 0 ≥27
J501Fe15 ≤0.12 0.8～1.4 ≤0.90 ≤0.035 ≤0.040 Mo≤0.30 V≤0.08 ≥420 ≥400 ≥17 0 ≥27
http://www.nphj.com/sxht.html
碱性碳钢焊条
种类 : J426、J427、J506、J507、J506Fe
牌号 GB型号 AWS型号 药皮类型 电流类型 主要用途 规格
J426 E4316 E6016 低氢钾型 AC/DC 用于焊接重要的低碳钢和低合金钢的结构。如O9Mn2等 Φ2.5—Φ5.0
J427 E4315 —— 低氢钠型 DC(R) 用来焊接重要的低碳钢和低合金钢，如O9MnSi等 Φ2.5—Φ5.0
J506 E5016 E7016 低氢钾型 AC/DC 用于中碳钢和低合金钢的焊接如16Mn、O9MnSi等 Φ2.5—Φ5.0
J507 E5015 E7015 低氢钠型 DC(R) 可焊接中碳钢和某些低合金钢如16Mn、O9Mn2Si、O9Mn2V等 Φ2.5—Φ5.0
J506Fe E5018 E7018 铁粉低氢钾型 AC/DC 适用于碳钢及低合金钢的焊接、 如16Mn等 Φ2.5—Φ5.0
熔敷金属化学成分 % 熔敷金属机械性能
牌号 C Mn Si S P 抗拉强度(Mpa) 屈服强度(Mpa) 延伸率 (%) 冲击值
℃ J
J426 ≤0.12 ≤1.25 ≤0.90 ≤0.035 ≤0.040 ≥420 ≥330 ≥22 -30 ≥27
J427 ≤0.12 ≤1.25 ≤0.90 ≤0.035 ≤0.040 ≥420 ≥330 ≥22 -30 ≥27
J506 ≤0.12 ≤1.6 ≤0.75 ≤0.035 ≤0.040 ≥490 ≥400 ≥22 -20
-30 ≥47
≥27
J507 ≤0.12 ≤1.25 ≤0.75 ≤0.035 ≤0.040 ≥490 ≥400 ≥22 -20
-30 ≥47
≥27
J506Fe ≤0.12 ≤1.6 ≤0.75 ≤0.035 ≤0.040 ≥490 ≥400 ≥22 -30 ≥27
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时间：2023-01-23 09:18
