焊材選用原則

　　焊材選用原則

應(yīng)依據(jù)母材的化學(xué)成分、力學(xué)功能、焊接功能并結(jié)合壓力容器的結(jié)構(gòu)特色、運(yùn)用條件

及焊接辦法綜合考慮選用焊接資料，必要時(shí)經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)確認(rèn)。

焊縫金屬的功能應(yīng)高于或等于相應(yīng)母材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則值的下限或滿意圖樣規(guī)則的技能條件

要求。

對(duì)各類鋼的焊縫金屬要求如下

焊接資料標(biāo)準(zhǔn)或產(chǎn)品樣本上所列功能都是焊材熔敷金屬(不含母材金屬)功能，而焊接

接頭功能取決于焊縫金屬(包括焊；材熔敷金屬和母材金屬)和焊接工藝，沒(méi)有任一焊接

資料在焊接過(guò)程中可以作用于焊接接頭中的熱影響區(qū)而改變它的功能，從選用焊接資料來(lái)說(shuō)

只能考慮焊縫金屬功能，為確保焊接接頭功能還需焊接工藝(特別是焊后熱處理，線能量)

配合。JB/T4709-2000中原則規(guī)則“焊縫金屬的功能應(yīng)高于或等于相應(yīng)母材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則值的下

限或滿意圖樣規(guī)則的技能條件要求”作為選用焊接資料總方針：

JB/T4709-2000將 GB 150中的低合金鋼按其運(yùn)用功能分為強(qiáng)度型低合金鋼、耐熱型低

合金鋼和低溫型低合金鋼，這樣區(qū)分實(shí)踐上也與它們的焊接特色相習(xí)慣。

有人認(rèn)為“經(jīng)過(guò)焊接工藝鑒定，確認(rèn)了焊接資料”這種說(shuō)法是不全面的—例如焊接

16MnR 鋼，下列焊條都可以經(jīng)過(guò)焊接工藝鑒定：J506，J507，J507R，J507G，J507RH，

J507DF……，但施焊產(chǎn)品運(yùn)用哪個(gè)商標(biāo)則要考慮許多要素，如：①?gòu)暮附釉O(shè)備考慮，J506 使

用溝通焊機(jī)，J507運(yùn)用直流焊機(jī)；②從抗裂性考慮，J507RH 優(yōu)于 J507；C 在容器內(nèi)部施焊

從勞動(dòng)保護(hù)考慮，J507DF(低塵)要優(yōu)于 J507；④從進(jìn)步功率考慮，鐵粉焊條 J507Fe優(yōu)于了

507。綜合考慮上述要素后才最終確認(rèn)焊條商標(biāo)。

相同鋼號(hào)相焊的焊縫金屬

碳素鋼、低合金鋼的焊縫金屬應(yīng)確保力學(xué)功能，且不該超越母材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則的抗拉強(qiáng)度

上限。耐熱型低合金鋼的焊縫金屬還應(yīng)確保化學(xué)成分。

高合金鋼的焊縫金屬應(yīng)確保力學(xué)功能和耐腐蝕功能。

關(guān)于壓力容器而言，焊接接頭的力學(xué)功能是根本功能，而對(duì)碳素鋼和低合金鋼而言，

焊縫金屬?gòu)?qiáng)度與母材強(qiáng)度匹配又是壓力容器職業(yè)和焊接職業(yè)的“熱點(diǎn)”，研討爭(zhēng)論甚多。焊

縫金屬與母材力學(xué)功能匹配應(yīng)該一致考慮強(qiáng)度匹配、塑性匹配和耐性匹配；關(guān)于強(qiáng)度型低合

金鋼按“等強(qiáng)”原則選用焊接資料，焊接接頭可具有足夠的耐性儲(chǔ)備，而恰當(dāng)“超強(qiáng)”也確

實(shí)有利于進(jìn)步接頭抗脆斷功能。用強(qiáng)度等級(jí)為700—800 MPa 的高強(qiáng)度鋼(HQ70及15MnMoVNRe)

作母材，選擇不同強(qiáng)度等級(jí)焊條焊接，進(jìn)行落錘實(shí)驗(yàn)和深缺口寬板拉伸實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，焊縫

金屬過(guò)份超強(qiáng)或過(guò)份低強(qiáng)，均易促使脆性斷裂，接近等強(qiáng)的接頭最為理想。焊縫低強(qiáng)在工藝

上還可下降預(yù)熱溫度、削減冷裂紋敏感性。

通常都是按熔敷金屬名義確保值來(lái)選用焊接資料，而熔敷金屬實(shí)踐強(qiáng)度又往往超出名義

確保值許多，如再考慮冶金要素或熔合比的作用，實(shí)踐焊縫金屬的強(qiáng)度水乎將遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出焊接

資料熔敷金屬的名義確保值。希望是“低強(qiáng)”匹配，實(shí)踐或許是“等強(qiáng)”；希望是“等強(qiáng)”，

實(shí)踐或許是“超強(qiáng)”。必須依據(jù)焊縫實(shí)踐強(qiáng)度水平來(lái)剖析匹配問(wèn)題。

焊條、焊劑與碳鋼藥芯焊絲國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品樣本都沒(méi)有規(guī)則熔敷金屬拉伸強(qiáng)度上限，在

壓力容器用焊材訂貨技能條件出臺(tái)前，JB/T4709-2000 規(guī)則“焊縫金屬應(yīng)確保力學(xué)功能，且

不該超越母材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則的抗拉強(qiáng)度上限值加30 MPa”。

關(guān)于耐熱型低合金鋼和高合金鋼的焊縫金屬在確保力學(xué)功能前提下還應(yīng)分別確保化學(xué)

成分或耐腐蝕功能，“確保”的實(shí)踐意義對(duì)鉻鉬鋼來(lái)講是化學(xué)成分，對(duì)高合金鋼來(lái)講則是耐

腐蝕功能“應(yīng)高于或等于相應(yīng)母材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則值下限或滿意圖樣規(guī)則的技能要求”。

對(duì)高合金鋼的焊縫金屬來(lái)講，JB/T4709-2000只提“耐腐蝕功能”而不提“化學(xué)成

分”，這是因?yàn)楦吆辖痄摶瘜W(xué)成分是確保耐腐蝕功能的，Cr、Ni 含量進(jìn)步時(shí)只會(huì)對(duì)耐腐蝕

功能有利。

不銹鋼復(fù)合鋼底層的焊縫金屬應(yīng)確保力學(xué)功能，且不該超越母材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則的抗拉強(qiáng)度

上限值加30 MPa；復(fù)層的焊縫金屬應(yīng)確保耐腐蝕功能，當(dāng)有力學(xué)功能要求時(shí)還應(yīng)確保力學(xué)性

能。

復(fù)層焊縫與底層焊縫以及復(fù)層焊縫與底層鋼板交界處宜選用過(guò)渡焊縫。

不同鋼號(hào)相焊的焊縫金屬

不同強(qiáng)度鋼號(hào)的碳素鋼、低合金鋼之間的焊縫金屬應(yīng)確保力學(xué)功能，且不該超越強(qiáng)度

較高母材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則的抗拉強(qiáng)度上限值。

JB/T4709-2000標(biāo)準(zhǔn)中不同強(qiáng)度鋼號(hào)的碳素鋼、低合金鋼都為珠光體鋼，焊接資料應(yīng)保

證焊縫金屬與強(qiáng)度等級(jí)較低的母材相匹配。焊后熱處理溫度若按強(qiáng)度高的母材選用要留意勿

使焊縫另一側(cè)母材強(qiáng)度下降過(guò)多；若按強(qiáng)度低的母材選用，則應(yīng)留意避免強(qiáng)度高的母材發(fā)生

冷裂縫。

奧氏體高合金鋼與碳素鋼或低合金鋼之間的焊縫金屬應(yīng)確?？沽压δ芎土W(xué)功能。宜

選用鉻鎳含量較奧氏體高合金鋼母材高的焊接資料。

奧氏體鋼與珠光體鋼焊接，因?yàn)檫@兩類鋼在化學(xué)成分、金相安排和力學(xué)功能方面相差

很大，首要會(huì)發(fā)生下列三方面問(wèn)題：

(1)焊縫金屬的稀釋：往往會(huì)使珠光體一側(cè)熔合區(qū)附近發(fā)生脆性的馬氏體安排，若進(jìn)步

焊縫金屬中奧氏體構(gòu)成元素鎳含量和操控高溫停留時(shí)刻可以削減其影響。

(2)碳搬遷構(gòu)成分散層：在珠光體一側(cè)構(gòu)成脫碳層，奧氏體一側(cè)構(gòu)成增碳層，可引起降

低接頭的高溫耐久強(qiáng)度和塑性。進(jìn)步奧氏體焊縫的含鎳量，使用其石墨化作用阻礙構(gòu)成碳化

物則縮小分散層。

(3)接頭剩余應(yīng)力：首要原因是珠光體鋼與奧氏體鋼線膨脹系數(shù)不同及奧氏體鋼導(dǎo)熱性

差而發(fā)生的。

焊接奧氏體鋼與珠光體鋼宜選用鉻鎳含量較奧氏體高合金鋼母材高的焊接資料，甚至

選用線膨脹系數(shù)介于珠光體鋼與奧氏體鋼之間的鎳合金焊材，以下降剩余應(yīng)力。

焊接資料應(yīng)滿意圖樣的技能要求，并按 JB 4708規(guī)則經(jīng)過(guò)焊接工藝鑒定。

因?yàn)楹笚l、焊劑國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則不進(jìn)行曲折功能實(shí)驗(yàn)，焊條、焊劑力學(xué)功能試板熱處理

標(biāo)準(zhǔn)與產(chǎn)品焊后熱處理標(biāo)準(zhǔn)不完全相同，與不少鋼材相差甚遠(yuǎn)，規(guī)則焊材“按 JB 4708經(jīng)過(guò)

焊接工藝鑒定”以確保焊材按壓力容器標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)過(guò)功能檢驗(yàn)，但不要求焊材按爐批號(hào)進(jìn)行焊接

工藝鑒定。

焊接資料熔敷金屬硫、磷含量規(guī)則應(yīng)與母材一致，選用 GB/T 5118標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則的焊條，

還應(yīng)契合下列要求：

類型為EX X X X—G的焊條應(yīng)規(guī)則出焊縫金屬夏比 V 型缺口沖擊吸收功。

鉻鉬鋼焊條的焊縫金屬夏比 V型缺口沖擊吸收功常溫時(shí)不該小于3l J 箱

用于焊接低溫鋼的鎳鋼焊條的焊縫金屬夏比 v 型缺口沖擊吸收功在相應(yīng)低溫時(shí)應(yīng)不小

于34J。

類型為 EX X 人 X—G 的焊條、鉻鉬鋼焊條、低溫鋼焊條其力學(xué)功能試板熱處理標(biāo)準(zhǔn)與

壓力容器用鋼材焊后熱處理標(biāo)準(zhǔn)相差甚遠(yuǎn)。GB/T 5113中焊條力學(xué)功能試板熱處理標(biāo)準(zhǔn)根本

上是按焊條強(qiáng)度等級(jí)來(lái)考慮的。進(jìn)步熱處理溫度、延長(zhǎng)熱處理時(shí)刻都會(huì)下降焊縫金屬的抗拉

強(qiáng)度，同一類型焊條或許用于多種鋼材、多種制作工藝的焊件，焊條國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中焊縫金屬抗

拉強(qiáng)度名義值應(yīng)習(xí)慣各種工藝狀況，如某焊件經(jīng)屢次焊后熱處理，要求焊縫金屬抗拉強(qiáng)度仍

不低于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則值。

結(jié)合我國(guó)合金系統(tǒng)特色研發(fā)的15MnVR、15MnVNR、07MnCrMoVR 鋼，為避免碳化釩分出，

焊后熱處理溫度都規(guī)則低于600C，低溫鋼焊后熱處理溫度規(guī)則較低。

工藝人員、規(guī)劃人員應(yīng)當(dāng)綜合考慮焊條力學(xué)功能熱處理標(biāo)準(zhǔn)、焊件制作工藝特色(首要

是焊后熱處理、焊接返修)和鋼材特色，選用相應(yīng)的焊材。對(duì)帶“G”焊條加上“規(guī)則出焊縫

金屬夏比 v型缺口沖擊吸收功”，對(duì)鉻鉬鋼焊條、焊接低溫鋼的鎳鋼焊條，進(jìn)步了焊縫金屬

夏比 V 型缺口沖擊功檢驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，以便與鋼板要求相習(xí)慣。