1、 華電聯合盤北項目部 焊接坡口要求及焊條選擇 2013年6月1日 焊接坡口要求及焊條選擇焊接坡口一、坡口的定義及作用根據設計或工藝要求，在焊件的待焊部位加工成一定幾何形狀和尺寸的溝槽，叫坡口。采用坡口焊縫的主要目的是為了保證接頭能焊透而不出現工藝缺陷。在設計或選擇坡口焊縫時，必須注意施焊可達性，其中主要考慮坡口角度、根部間隙、鈍邊和根部半徑等參數。坡口的作用: (1)使熱源(電弧或火焰)能進入焊縫根部，保證根部焊透。 (2)便于操作和清理焊渣。 (3)調整焊縫成型系數，獲得較好的焊縫成型。(4)調節基本金屬與填充金屬的比例。 二、選擇坡口的原則為獲得高質量的焊接接頭，應選擇適當的坡口

2、型式。坡口的選擇，主要取決于母材厚度、焊接方法和工藝要求。選擇時，應注意以下問題： (1)盡量減少填充金屬量。 (2)坡口形狀容易加工。 (3)便于焊工操作和清渣.  (4)焊后應力和變形盡可能小。三、坡口的制作根據焊件的尺寸、形狀及加工條件的不同坡口的制作有以下幾種方法： (1)剪邊：以剪板機剪切加工，常用于I形坡口（即無坡口）。 (2)刨邊：用刨床或刨邊機加工，常用于板件加工。 (3)車削：用車床或車管機加工，適用于管子加工。 (4)切割：用氧-乙快火焰手工切割或自動切割機切割加工成I形、V形、X形和K形坡口。 (5)碳弧氣刨：主要用于清理焊根時的開槽，效率較高、勞動條件較差。

3、(6)鏟削或磨削：用手工或風動、電動工具鏟削或使用砂輪機(或角向磨光機)磨削加工，效率較低，多用于焊接缺陷返修部位的開槽。四、坡口加工要求(1) 坡口加工前應先將不平處、斜面加工平整。 (2) 坡口內外壁1520mm范圍內鐵銹油污等雜質應清除干凈，露出金屬光澤。 (3) 采用坡口機加工坡口時，進刀要緩慢，每次吃刀量0.20.3mm，嚴謹將刀接觸管子強制進刀。  (4) 坡口表面必須平整、均勻。(5) 加工管口朝上的坡口時，要做防止雜物落入的措施。五、坡口尺寸大小要求(1)焊條電弧焊時，必須保證焊條能夠接近接頭根部，并能在多層焊時側邊熔合良好，當減小坡口角時，根部間隙必須增大。(2)根

4、部間隙過小，根部難以熔透，必須采用較小規格的焊條，從而減慢焊接過程;若根部間隙過大，雖然應用氬弧打底技術可保證焊接質量，但需較多的填充金屬，從而提高焊接成本，并增大焊接變形量。(3)開坡口的接頭，為防止施焊時燒穿一般都留有鈍邊。鈍邊的高度以既能保證熔透又不至燒穿為度。焊條電弧焊V或U形坡口的鈍邊一般取03mm，雙面V或U形坡口取02mm。埋弧焊的熔深比焊條電弧焊大，故鈍邊可適當加大以減小填充金屬。留鈍邊的接頭，根部間隙的大小主要決定于焊接工藝與焊接位置。在保證焊透的前提下，間隙盡可能小。平焊時，可允許用較大焊接電流，根部間隙可為零；立焊時根部間隙宜大些，焊厚板時可在3mm以上。在單面焊背面成形

5、操作工藝中，根部間隙一般較大，約與所用焊條的直徑相當。(4) J形或U形坡口上常做出根部半徑，主要是為了在深坡口內焊條或焊絲能接近焊縫根部，并降低第一層焊道的冷卻速度，以保證根部良好的熔合和成型。焊條電弧焊時，根部半徑一般取R=68mm，隨板厚增加和坡口角減小而適當增大。(5)若條件允許，厚板結構宜設計或選用雙面開坡口的焊縫，雙面V形焊縫不僅比單面V形焊縫少用一半的填充材料，而且可作兩面交替焊接，把焊接變形量控制到最小。六、焊接接頭的型式接頭主要有對接、角接、T形接和搭接等4種。1、對接接頭兩焊件端面相對平行的接頭，稱為對接接頭。是焊接結構中采用最多的一種型式。根據坡口形式的不同，可分為I形、

6、V形、X形、U形和雙U形等（見圖1）。                               圖1 對接接頭坡口型式（單位：mm）（a）I形坡口 （b）V形坡口 （c）X坡口 （d）U形坡口 （e）雙U形墳口 2、角接接頭 兩焊件端面間構成3001350夾角的接頭，稱為角接接頭。根據

7、坡口型式的不同，分為不開坡口、單邊V形、V形及K形等4種型式(見圖2)。圖2 角接接頭（單位：mm）（a）不開坡口 （b）單邊V形坡口 （c）V形坡口 （d）K形坡口 3、T形接頭一焊件端面與另一焊件表面構成近似直角的接頭，稱為T形接頭。其應用范圍僅次于對接接頭。根據坡口形式不同，分為不開坡口、單邊V形、K形和雙U形等4種(見圖3)。圖3 T形接頭(單位：mm)（a）I形坡口 （b）單邊V形坡口 （c）K形坡口 （d）雙U形坡口以T形接頭連接焊縫時，板厚小于3mm可不開放口。3個焊件裝配成“十”字形接頭，叫十字接頭。實際上是兩T形接頭的組合。 4、搭接接頭兩焊件部分重疊構成

8、的接頭，叫搭接接頭。根據結構形式和對強度要求不同，分為不開坡口、圓孔內塞焊和長孔內角焊等3種(見圖4)。  圖4 搭接接頭圖4（a）為不開坡口的搭接接頭，用于厚度12mm以下的焊件，有時可采用雙面焊接。這類接頭承載能力低，用于不重要結構，遇到重疊面積較大時，為保證焊接強度，可分別選用圖4(b)、(c)兩種形式。焊條選擇一、焊條的選用 (1)焊條選用基本原則焊條的種類繁多，每種焊條都有一定的特性和用途。為了保證產品質量、提高生產效率和降低生產成本，必須正確選用焊條。在實際選擇焊條時，除了要考慮經濟性、施工條件、焊接效率和勞動條件之外，還應考慮以下原則：a等強度原則對于承受靜載

9、荷或一般載荷的工件或結構，通常按焊縫與母材等強的原則選用焊條，即要求焊縫與母材抗拉強度相等或相近。b等條件原則根據工件或焊接結構的工作條件和特點來選用焊條。如在焊接承受動載荷或沖擊載荷的工件時，應選用熔敷金屬沖擊韌性較高的堿性焊條；而在焊接一般結構時，則可選用酸性焊條。c等同性原則在特殊環境下工作的焊接結構，如耐腐蝕、高溫或低溫等，為了保證使用性能，應根據熔敷金屬與母材性能相同或相近原則選用焊條。(2)碳鋼焊條的選用 根據我國碳鋼焊條標準，目前主要使用的碳鋼焊條主是有E43系列及E50系列兩種型號。低碳鋼焊接時，一般結構可選用酸性焊條，承受動載荷或復雜的厚壁結構及低溫使用時選用堿性焊條，如表2

10、-2所示；中碳鋼焊接時，由于含碳量較高，易發生焊接裂紋，因而應選用堿性焊條或使焊縫金屬具有良好塑性及韌性的焊條，并應進行預熱和緩冷處理，如表2-3所示；高碳鋼焊接時，焊材的選用應視產品的設計要求而定，當強度要求高時，可用J707（E7015-G）或J607（E6015-G）焊條，而強度要求不高時，可選用J506（E5016）或J507（E5015）焊條。(3) 低合金鋼焊條的選用焊接熱軋及正火鋼時，主要依據是保證焊縫金屬的強度、塑性和沖擊韌性等力學性能與母材相匹配，焊接大厚度構件時，為了防止產生焊接裂紋，可采用“低強匹配”原則，即選用熔敷金屬強度低于母材的焊條。焊接低碳調質鋼時，應嚴格控制氫，

11、因而一般選用低氫型或超低氫型焊條。焊接中碳調質鋼時，為了確保焊縫金屬的塑性、韌性和強度，提高抗裂性，應采用低碳合金系統，盡量降低焊縫金屬的硫、磷雜質含量。二、焊條的保管(1)焊條必須在干燥、通風良好的室內倉庫中存放。焊條貯存庫內，不允許放置有害氣體和腐蝕介質。焊條應放在離地面和墻壁面距離均不小于300mm的架子上，防止受潮。(2)焊條堆放時應按種類、牌號、批次、規格和入庫時間分類堆放，并應有明確標注，避免混亂。(3)保證焊條在供給使用單位后至少6個月之內使用，入庫的焊條應做到先入庫的先使用。(4)特種焊條儲存與保管應高于一般性焊條，應堆放在專用倉庫或指定的區域，受潮或包裝破損的焊條未經處理不準

12、入庫。(5)對于受潮、藥皮變色、焊芯有銹跡的焊條，須經烘干后進行質量評定，若各項性能指示滿足要求時方可入庫，否則不能入庫。三、焊條的使用(1)焊條在使用前，一般要烘干，酸性焊條視受潮情況在751500C烘干12h；堿性低氫型結構鋼焊條應在3504000C烘干12h。烘干的焊條應放在1001500C保溫箱（筒）內，隨用隨取，使用時注意保持干燥。(2)低氫型焊條一般在常溫下超過4小時，應重新烘干，重復次數不宜超過三次。(3) 在焊條烘干期間，應有專門負責的技術人員，負責對操作過程進行檢查和核對，每批焊條不得少于一次，并在操作記錄上簽名。(4) 烘干焊條時，焊條不應成垛或成捆地堆放，應鋪放成層狀，每

13、層焊條堆放不能太厚（一般13層），避免焊條烘干時受熱不均和潮氣不易排除。(5) 露天操作隔夜時，必須將焊條妥善保管，不允許露天存放，應在低溫烘箱中恒溫保存，否則次日使用前還要重新烘干。四、常用鋼材的焊條選用 常用鋼號推薦選用的焊條見表1 ，不同鋼號相焊推薦選用的焊條見表 2。表1：常用鋼焊接鋼 號 焊條型號 對應牌號 鋼 號 焊條型號 對應牌號 Q23iA·FQ23-A、10、20E4303 J422 12CrlMoV E5515一B2一V R317 20R、20HP、20gE4316 J426 12Cr2Mo 12Cr2Mol 12Cr2MolR E6015一B3 R407 E43

14、15 J427 25 E4303 J422 E5003 J502 Q295(O9Mn2V、09Mn2VD、09Mn2VDR) E5515Cl W707Ni 1Cr5MO E15MOV15 R507 Q345(16Mn、16MnR、16MnRE) R5003 J50Q 1Crl8Ni9Ti E308一16 A102 E5016 J506 E30815 A107 E347一16 A132 E501 5 J507 E34715 A137 Q390(16MnD、 E5016G J506RH 0Cr19Ni9 E30816 A102 169MnDR) E5015-G J507RH E30815 A107

15、  E5016 J506 0Crl8Ni9Ti Ocrl9Nil1ti E34716 A132 Q390(15MnVR15MnVRE) E5015 J507 E34715 A137 E5515G J557 20MnMo E5015 J507 00Crl8Ni10 E308L一16 A002 E156 J557 00Crl9Ni11 151MnVNR E6016-D1 J606 0Crl7Nil2Mo2 E31616 A202 E6015-D1 J607 E31615 A207 15MnMoV18MnMONbR20MnMONb E7015D2 J707 0Crl8Ni12M02Ti 0

16、Crl8Ni12M03Ti E316L-16 A022 12CrMO E5515B1 R207 E31816 A212 15CrMO15CrMoR E5515B2 R307 0Crl3 E410口16 G202 E41015 6207 表2：不同鋼號焊接類 別 接 頭 鋼 號 焊條型號 對應牌號 碳素鋼、低合金鋼 和低合金鋼相焊 Q235-A+Q345(16Mn) E4303 J422 20、20R十16MnR、16MnRC E4315 J427 Q235A十18MnMONbR E5015 J507 16MnR+1MnMOV16MnR+18MnMONbR E5015 J507 15MnVR+2

17、0MnMO E5015 J507 20MnMO+18MnMONbR E5515G J557 碳素鋼、碳錳低合金鋼 和鉻鉬低合金鋼相焊 Q235A十15CrMOQ235A十1Cr5MO E4315 J427 16MnR+15CrhMo20、20R、 16MnR+12CrlMoV E5015 J507 15MnMo+12CrMo、15CrMo15MnMoV+CrlMOV E7015D2 J707 其他鋼號與奧氏 體高合金鋼相焊 Q235A、20R、16MnR、20MnMo+0Cr18Ni9Ti E30916E309Mo16 A302A312 18MnMoNbR、15CrMo+0Cr18Ni9Ti

18、E310-16E310-15 A402A407 表3：焊條牌號的意義焊條類別代表字母第一位數字第二位數字第三位數字舉例結構鋼焊條J表示焊縫金屬的抗拉強度等級，其系列為；42 420 Mpa; 50 490 Mpa;55 540 Mpa; 60 590 Mpa;70 690 Mpa; 75 740 Mpa;80 780 Mpa; 85 830 Mpa;10 980 Mpa;0 不屬已規定的類型；1 氧化鈦型 （直流或交流）2 氧化鈦鈣型（直流或交流）3 鈦鐵礦型 （直流或交流）4 氧化鐵型 （直流或交流）5 纖維素型 （直流或交流）6 低氫鉀型 （直流或交流）7 低氫鈉型 （直流）8 石墨型 （

19、直流或交流）9 鹽基型 （直流）J 50 7低溫鋼焊條W低溫鋼焊條工作溫度等級分為；70 -70; 90 -90;10 -100; 19 -196;25 -253;W 70 7耐熱鋼焊條R表示焊縫金屬主要化學成分；1 含Mo0.5%2 含Cr0.5% 含Mo0.5%3 含Cr1%2% 含Mo0.5%1%4 含Cr2.5% 含Mo1%5 含Cr5% 含Mo0.5%6 含Cr7% 含Mo1%7 含Cr9% 含Mo1%8 含Cr11% 含Mo1%表示同一焊縫金屬主要化學成分等級中的不同牌號，對于同一藥皮類型焊條，可以有10個牌號，由0，1，29順序排列R R 4 7鋁及鋁合金焊條L表示焊縫金屬主要化

20、學成分組成類型；1 純鋁2 鋁硅合金3 鋁錳合金表示同一焊縫金屬主要化學成分等級中的不同牌號，對于同一藥皮類型焊條，可以有10個牌號，由0，1，29順序排列L 2 0 9不銹鋼焊條G表示焊縫金屬主要化學成分等級；2含Cr13%；3-含Cr17%0-不屬已規定的類型；1-氧化鈦型 （直流或交流）2-氧化鈦鈣型（直流或交流）3-鈦鐵礦型 （直流或交流）4-氧化鐵型 （直流或交流）5-纖維素型 （直流或交流）6-低氫鉀型 （直流或交流）7-低氫鈉型 （直流）8-石墨型 （直流或交流）9-鹽基型 （直流）G 1 2 7A 1 0 2A0 C0.04% （超低碳）1 含Cr18% 含Ni8% 2 含Cr18% 含Ni12%3 含Cr25% 含Ni13%4 含Cr25% 含Ni20%5 含Cr16% 含Ni25%6 含Cr15% 含Ni35%7 Cr-Mn-N不銹鋼8 含Cr18% 含Ni18%表示同一焊縫金屬主要化學成分等級中的不同牌號，對于同一藥皮類型焊條，可以有10個牌號，由0，1，29順序排列堆焊焊條D表示堆焊焊條的用途，組織或焊縫金屬主要成分；0 不規定，1 普通