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重要实用焊接手册



一、双相及超级双相不锈钢欧洲焊材制造商品名对照表 厂商
Avesta

焊法
SMAW GTAW/TIG GMAW/MIG-MAG SAW ? SMAW GTAW/TIG GMAW/MIG-MAG SAW ? SMAW GTAW/TIG GMAW/MIG-MAG FCAW SAW ? SMAW GTAW/TIG GMAW/MIG-MAG S

AW ? SMAW GTAW/TIG GMAW/MIG-MAG SAW ? SMAW GTAW/TIG GMAW/MIG-MAG SAW ? SMAW GTAW/TIG GMAW/MIG-MAG SAW ? SMAW GTAW/TIG GMAW/MIG-MAG FCAW SAW ? SMAW GTAW/TIG GMAW/MIG-MAG SAW ? SMAW GTAW/TIG GMAW/MIG-MAG SAW ?

X

22

9 3

L

焊材规格(依 CEN 规范)
X 25 9 3 Cu L

X

25

9 4

L

Bohler

ESAB

Filarc

2205-PW 2205 2205 2205 Fox CN 22/9N CN 22/9-1G CN 22/9-1G CN 22/9-UP OK 67.50 OK 67.53 OK Tigrod 16.86 OK Autorod 16.86 OK Tubrod 14.37 OK Autorod 16.86 RS 22.9.3 LCN PZ 65.17 PZ 60.17 Grinox 62 Grinox 33 Grinox T-62 Grinox S-62 Grinox UP-23 8 3 NL Supermet 2205 2205 KS ER329N ER329N 22.9.3.LR 22.8.3.L 22.8.3.L 22.8.3.L Arosta 4462 LNT 4462 LNM 4462 Cor-A-Rosta 4462 LNS 4462 Soudinox S 4462 Soudotig 22 9 3L Soudor G 22 9 3L Soudor 22 9 3L Thermanit 22/09W Thermanit 22/09 22/09/SG 22/09/SG 22/09/UP

Fox Duplex Cu 3.0

2507/P100 2507 2507 2507 Fox CN 26/10 N ?

OK 68.53 OK 68.55 OK Tigrod 16.88 OK Autorod 16.88 OK Autorod 16.88 RS 25.10.4 LCN

Grinox 63 Grinox 37

Messer Lincoln

Supermet 2507 Cu

Metrode

Supermet 2507 Zeron 100XKS ? Zeron 100X ? Zeron 100X ? 25.10.4.LR 25.10.4.LB 25.10.4.L 25.10.4.L 25.10.4.L Jungo Zeron 100X LNT Zeron 100X ? LNM Zeron 100X ? LNS Zeron 100X ? Soudinox S 100

Sandvik

Jungo 4462 Cu

Lincoln Smitweld

Soudinox S 52 Soudinox S 47

Soudometal

TEW

注:?:选匹配适用焊线之焊药。?:E 25 10 3 L ?:除此之外也要匹配母材成分

双相系及超级双相系焊材等级选用
CEN 焊材规格 23%Cr 无 Mo 双相系 22 9 3 L ?1 25 7 2 25 9 3 Cu L 25 9 4 L 22%Cr 双相系 ? 25%双相系无 Cu ? (?) 1 ? Cu:1.0~2.5% 25%Cr 超级双相系

?

? ?

?

注:1.指不适合于硝酸之应用。
?.依 CPT(Critical Crevice Temperature)最低要求。
1

二、镍基焊材全世界主要制造厂商产品对照表
AWS A5.11
ENi-1 KOBE VDM Nickel K9703 ENiCu-7 Nicorros K6530 ENiCrFe-1 ESAB Haynes INCO 神钢 TASETO 日本油脂 TASETO Ni99 TASETO ML 7D TASETO Ni A TASETO NA 182 NITEITSU 日铁 Sandvik TIEN TAI 天泰 TNi-96

-

-

Nickel 141

-

OK 92.86

-

Monel 190 INCONEL 132 INCOWeld A INCONEL 182 INCOWeld B -

MEL-70

-

-

TNC-60

-

-

NIC-70A

YAWATA Weld B YAWATA Weld B -

Sandvik NiCrFe-2 Sandvik NiCrFe-3 -

TNC-70A

ENiCrFe-2

Nicrofer K7017

OK 92.15

-

-

TNC-70B

ENiCrFe-3

OK 92.26

-

NIC-703D

TNC-70C

ENiCrFe-4

-

-

Hastelloy Alloy W Hastelloy Alloy B-2 Hastelloy Alloy X -

-

TNC-68

ENiMo-3

-

-

-

-

-

-

ENiMo-7

-

-

-

-

HS B-2

-

-

-

ENiCrMo-1

-

-

-

-

-

-

-

-

ENiCrMo-2

Nicrofer K6020

-

INCONEL 112 INCO C-276 INCONEL 117 Inco-Weld Ni-9

-

TASETO NA 112 HSC-276

-

Sandvik NiCrMo-3 -

-

ENiCrMo-3

OK 92.45

NIC-625

-

TNM-10

ENiCrMo-4

Nicrofer K5716

-

Hastelloy Alloy C-4 -

-

-

TNM-17

ENiCrMo-7

-

-

-

-

-

-

-

ENiCrCoMo-1

ENiCrMo-6

-

-

-

-

-

TNM-13 TN-110 TNM-9

-

-

-

-

-

-

-

2

三、日本各焊材厂产制之高氮沃斯田铁系不锈钢焊材对照表
母材种类 厂 商 神户制钢 日本 WEL 日本精线 日本油脂 日铁溶接工业 住金溶接工业 308N 母材种类 厂 商 神户制钢 日本 WEL 日本精线 日本油脂 日铁溶接工业 住金溶接工业 母材种类 厂 商 神户制钢 日本 WEL 日本精线 日本油脂 手焊条 氩焊条 母材种类 SUS 316LN 包药 焊线 潜弧焊材 焊线 焊药
US-317L PFS-1 WEL WEL SUB SUBF-6N 316LN WEL 308N NAS 308N1 RNY 308N WEL WEL WEL WEL TIG 308N FCW 308N SUB 308N SUBF-8N NAS Y308N1 TG 308N UW 308N TUF 308N

母材种类 SUS 304N1 潜弧焊材 包药 手焊条 氩焊条 焊线 焊线 焊药

母材种类 SUS 304N2 潜弧焊材 包药 手焊条 氩焊条 焊线 焊线 焊药
NCB-38N2 WEL 308N2 NAS 308N2 RNY 308N2 304NR 304N TG 308N2 YT-304N SF-304N Y-304N BF-304M WEL TIG 308N2 WEL FCW 308N2 WEL WEL SUB 308N2 SUBF-8N2

母材种类 SUS 304LN 潜弧焊材 手焊条 氩焊条 包药 焊线 焊线 焊药

母材种类 SUS 316N 包药 手焊条 氩焊条 焊线

潜弧焊材 焊线 焊药

NC-38L TGS-308L DW-308LN US-308LN PFS-1 NC-317L TGS-317L US-317L PFS-1 N N WEL WEL WEL WEL WEL WEL WEL WEL WEL WEL TIG FCW SUB 308LN SUBF-8N 316N TIG 316N FCW 316N SUB 316N SUBF-6N 308LN 308LN 308LN NAS 308LN RNY 308LN TG 308LN UW 308LN TUF 308N RNY 316N TG 316N

母材种类 SUS 317LN 手焊条 氩焊条 包药 焊线
WEL FCW 317LN

潜弧焊材 焊线 焊药
WEL WEL SUB 317LN SUBF-6N

NC-317L TGS-317L DW-317L WEL WEL WEL TIG FCW 316LN 316LN 316LN NAS 316LN RNY 316LN TG 316LN

WEL 317LN

WEL TIG 317LN

GFW-317L UW316LN SF-316LN AS-316LN Y-316LN

TUF 316LN BF-350N 317LN-R 317LN SF-317LN AS-317LN

日铁溶接工业 316LN-R 住金溶接工业 316LN 天泰焊材

TS-316L TGS-316L TFW-316L
3

四、AMS 合金对照指引
AMS#
4182D 4184C 4185B 4190C 4191C 4395D 4396C 4701D 4730E 4951F 4953B 4954E 4955B 4956C 5555B 5621 5660G 5675C 5676C 5679E 5680F 5683D 5684 5685H 5687J 5689D 5690J 5694F 5697C


5056 Aluminum 铝 4145 Aluminum 铝 4047 Aluminum 铝 4043 Aluminum 铝 2319 Aluminum 铝 AZ92A Magnesium 镁 EZ33A Magnesium 镁 Copper Annealed 退火铜 Nonel? 400 商用纯钛 5AL2.5 SN Titanium 钛 6AL4V 钛标准 8AL-1MO-1V Titanium 钛 6AL4V 钛 ELI Nickel 205 420 Lncoloy? 901 Inco? 92 Nichrome V Inco? 62 347 不锈钢 Inco? 42 132



MIL-R-5031B CLASS

AMS#
5698E 5774C 5776C 5778C 5780B 5782C 5784B 5786C 5787A 5789B 5794C 5796B 5798D 5799C 5800C 5801B Inco? X-750 AM350 410 不锈钢 Inco? 69 AM355

等 级

MIL-R-5031B CLASS

14 6 12

19-9W MO(349) 29CR-9Nl(312) Hastelloy? W Hastelloy? W coated Stellite? 31 N-155 L-605 Hastelloy? X Hasteiioy? x coated Rene 41? Haynes? 188 A-286 Standard WHP 15-7 Standard Greek Ascoloy? 410 Mod 不锈钢 Jethete? 17-7PH 17-4PH 630-15,16 Waspaloy? Inco? 718 82 Inco? 625 PH 1308 MO 4130 17-55-AS 6130 Premium 6130 Standard 502

9 13

7 8A 5A

5804D 5813B 5817C 5821C 5823 5824B

10 11

5825D 5827C 5828D 5832D 5836 5837D

305 安全线(Safety Wire) HAST-B Inco? 600 HAST-C-276 321 Stainless Steel 不锈钢 316 Stainless Steel 不锈钢 310 Stainless Steel 不锈钢 304 Stainless Steel 不锈钢 4 3

5840B 6350G 6458F 6451G 6462F 6466F

注: Washington Alloy 之镍基及钴基合金大多数能被商业化及飞机规范认证, 1. 当然供应符合 ASME 及 MIL 规范材料被考虑为标准,但须依适用的规范测试。此种测试对买主将需额外收费。这 买主要负责在询价时说明 ASME 或 MIL 规范要求。 2.C-22 及 G-30 为 Haynes 公司注册之 Hastelloy 合金。 Waspaloy 为 United Technologies 公司 品名。Stellite 为 Thermadyne(Stoody Co.)品名。Monel、Inconel 及 Incoloy 为 Inco 品名。 Rene 41 为 Teledyne Allvac 注册之品名。

4

五、AMS 产品表列 1.铝合金 AMS# 合金命名(编号) 4181 4184 4185 4190 4191 4245 4246 1374 A356 4145 4047 4043 2319 C355 A357 5356

成 7SI 3MG 10SI 4CU 12Si 5.2Si



6.3Cu .3Mn .18Zr .15Ti .1V 5Si 1.2Cu .5Mg 7Si .55Mg .12Ti .06Be 5Mg .2Mn TiCr 成 分

2.钴基合金-耐蚀及耐热 AMS# 合金命名(编号) 5385 5789 5796 5801 Alloy 21 Alloy 31 L-605 Alloy 188

27Cr 3Ni 5.5Mo .25C 25.5Cr 10.5Ni 7.5W 20Cr 10Ni 15W 22Cr 22Ni 14.5W .07La 成 13Cr .35C 15Cr 4.5Ni .30(Cb+Ta)3.5Cu 18.5Cr 11Ni .4(Cb+Ta)HiSi 18Cr 9.5Ni .4Ti 19Cr 12.5Ni2.5Mo .08Cmax 27Cr21.5Ni 16.5Cr4.5Ni2.9Mo .1N 12.5Cr .15C 15.5Cr4.5Ni2.9Mo .1N 20.5Cr4.5Ni1.5W1.2(Cb+Ta) .5Mo .2Ti 29Cr9.5Ni 20Cr10Ni .75(Cb+Ta) Fe 20Cr20Ni20Co3Mo2.5W1(Cb+Ta) 16.5Cr4.8Ni .22(Cb+Ta)3.6Cu 13Cr2Ni3W
(接下页)
5

3.铁基合金-耐蚀及耐热 AMS# 合金命名(编号) 5261 5659 5680 5689 5692 5694 5774 5776 5780 5782 5784 5790 5794 5803 5817 420 15-5PH 347A 321 316 310 AM-350 410 AM-355 349VM 312 347 N-155 17-4PH Greek Ascoloy



(承上页)

5821 5824 5825 5826

410Mod 17-7PH 17-4PH 15-5PH

12.5Cr .13C Ferrite Control 17Cr7Ni1Al 16.5Cr4.8Ni .22(Cb+Ta)3.6Cu 15Cr5Ni .3(Cb+Ta)3.2Cu

4.镁合金 AMS # 4350 4395 4396 合金命名(编号) AZ61A AZ92A EZ33A 9Al 27n 3.3Ce 2.5Zn .72r 成 6.5Al 1Zn 分

5.钛焊接合金 AMS # 4914 4951 4954 4955 4956 合金命名(编号) 15-3-3-3 C.P. 6-4 8-1-1 6-4ELI 成 15V 3Cr 3Sn 3Al 99Ti 6Al 4V Std. 8Al 1Mo 1V 6Al 4V ELI 分

6.镍基合金 AMS# 5560 5675 5679 5778 5786 5798 5800 5828

合金命名(编号) 901 92 62 69 Alloy-W Alloy-X Rene-41 Waspalloy

成 15.5Cr 7Fe 3Ti 2.4Mn 15.5Cr 8Fe 2(Cb+Ta)



12.5Cr 6Mo 2.7Ti 34FE

15.5Cr 2.4Ti 1(Cb+Ta) .7Al 7Fe 5Cr24.5Mo 5.5Fe 22Cr 1.4Co 9Mo .6W 18.5Fe 19Cr 11Co 10Mo 3.2Ti 1.5Al .006B 19.5Cr 13.5Co 4Mo 3Ti 1.4Al .006B
(接下页)

6

(承上页)

5829 5832 5835 5837 5838 5872 7.低合金钢 AMS# 6452 6456 6457 6458

Nimonic 90 Alloy-718 EN-82 Alloy-625 Alloy-S C-263

19.5Cr 18Co 2.5Ti 1.5Al 19Cr 3Mo .9Ti 5.1(Cb+Ta) .5Al 18Fe 20Cr 2.5(Ca+Ta) .5Al 18Fe 21.5Cr 9Mo 3.7(Ca+Ta) 16Cr 15Mo .3Al .06La 20Cr 20Co 6Mo 2.2Ti .45Al

合金命名(编号) 4140 4340 4130 17-22(A)S

成 .95Cr .2Mo .4C 2Ni .8Cr .3Mo .4C .95Cr .20Mo .3C



1.25Cr .65Si .5Mo .3V .3C

7

六、AMS 超合金 超合金 Super Alloys 1. 圆棒 扁铁

角棒

方型棒

焊线

线材

型 A-286 L-605 INCONEL? 600 INCONEL? 625 INCONEL? 718 INCONEL? X-750 Hastelloy C Hastelloy X Waspaloy Maraging 300 Invar 36 Kovar * 4750 Nickel 200 Nickel 400 Nickel 405 Nickel K-500 Rene 41 Haynes 188 N-155 M-252

式 规 AMS 5731,5737,5732,5726,5804 AMS 5759,5796 AMS 5665,5687 AMS 5666,5637 AMS 5662,5563,5664,5832 AMS 5667,5668,5671,5698,5699 AMS 5750 AMS 5754,5798 AMS 5706,5707,5708,5709,5828 AMS 6514 MIL-S-16598A AMD 2 AMS 7727 AMS 7718 ASTM-B-160 AMS 4675,4730,QQN-281 AMS 4674 QQN-286,268 AMS 5712,5713,5800 AMS 5772,5801 AMS 5769,5794 AMS 5756



注:*为 Carpenter 科技公司之注册品名

8

2.薄板

板材

板带

线卷

管材(小)

管材

中空棒

型 A286 L-605 AM 350 M-252 MP 35N N 155 Haynes 188 INCONEL? 600 INCONEL? 601 INCONEL? 625 INCONEL? 718 INCONEL? X-750 Hastelloy X Hastelloy C Hastelloy N INCONEL? 800 Nickel 400 Nitronic 40 Nitronic 50 Rene 41 Waspaloy

式规 AMS 5525,5735 AMS 5537 AMS 5548,5554 AMS 5551 AMS 5844,SPS M-646 AMS 5532,5585 AMS 5608 AMS 5540,5580 AMS 5870,适用之公司规范



AMS 5599,5581,PWA 1069,PWA 1072 AMS 5589,5590,5596 AMS 5542,5598,5582,5583 AMS 5536,5587,5588,PWA 1065 AMS 5530 AMS 5607 AMS 5871 AMS 4574,4544,QQN-261 AMS 5595,5562,5561 AMS 5861 AMS 5545 AMS 5544

9

七、锻造镍基耐热超合金的机械性质(1) 形 合金名 状
Inconel 600 Nimonic 75 Inconel 690 Inconel 601 Cabot 214 Hastelloy X Inconel 625 Hastelloy S Inconel 617 Haynes 230 Inconel 706 Inconel 718 棒 棒

热处理

1000 时间潜变破断强度 (kN/mm? ) 21℃ 540℃ 650℃ 760℃ 870℃ 650℃ 760℃ 870℃ 980℃

弹性系数(kN/mm? )
184 186 180 175 161 179 182 176 184 179 171 184 176 176 171 166 154 170 174 168 177 170 163 176 166 168 170 162 155 146 161 166 160 171

棒 1120℃×2hAC 棒 1050℃×1hAC 1040℃×1hAC 板 1150℃×2hAC 1120℃ 板 1175℃×1hAC 棒 1150℃×1hWQ 棒 1065℃AC 棒 1175℃AC 1230℃AC 980℃×1hAC+845℃×3hAC +720℃×8hFC+620℃×8hAC 980℃×1hAC+720℃×8hFC +620℃×8hAC 1150℃×2hAC+845℃×24hAC +705℃×20hAC 1150℃×4hAC+845℃×24hAC +730℃×20hAC 1080℃×8hAC+705℃×16hAC

214 221 210 207 197 208 212 210 211 210 200 214 213 219 226 223 224 222 213

157 156 153 141 137 148 150 164 580 595 153 470 465 195 170 100 195 215 370 360 50 40 60 105 160 90 165 125

30 5 30 30 40 50 25 60 55

15

15 15 15 20 30 15

Inconel X-750 棒 Inconel 751 Nimonic 80A Nimonic 90 Nimonic 105 Nimonic 115 Nimonic 263 M252 Waspaloy Rene 41 Udimet 500 Udimet 520 Udimet 700 Udimet 710 Udimet 720 Astroloy Rene 95 棒

50 70 160 205 330 420 60 130 185 95 110 115 125 150 200 200 55 70 30 70

188 190 186 188 190 184

179 181 178 181 181 177

170 170 168 173 171 168

157 158 155 164 158 158

420 455

棒 1080℃×8hAC+705℃×16hAC 1150℃×4hAC+1060℃×16hAC 棒 +850℃×16hAC 棒 1190℃×1.5hAC+1100℃×6hAC 板 1150℃×0.2hWQ+800℃×8hAC 棒 1040℃×4hAC+760℃×16hAC 1080℃×4hAC+845℃×24hAC 棒 +760℃×16hAC 棒 1065℃×4hAC+760℃×16hAC 1080℃×4hAC+845℃×24hAC 棒 +760℃×16hAC 1105℃×4hAC+845℃×24hAC 棒 +760℃×16hAC 1175℃×4hAC+1080℃×4hAC 棒 +845℃×24hAC+760℃×16hAC 1175℃×4hAC+1080℃×4hAC 棒 +845℃×24hAC+760℃×16hAC 1115℃×2hAC+1080℃×4hOQ 棒 +650℃×24hAC+760℃×8hAC 1095℃×4hOQ+870℃×8hAC 棒 +980℃×4hAC+650℃×24hAC +760℃×8hAC 900℃×24h+1105℃×1hOQ 棒 +730℃×64hAC

565 615 705

270 290 345 325 345 425 460

222

191

183

173

161

760 585

224 222

194

186

177

167

705 870 670 770

425

170

55

222

191

183

173

161

860

10

(2)

合金名
Inconel 600 Nimonic 75 Inconel 690 Inconel 601 Cabot 214 Hastelloy X Inconel 625 Hastelloy S Inconel 617 Haynes 230 Inconel 706 Inconel 718

抗拉强度 (N/mm?)

0.2﹪坐标值降伏强度 (N/mm?)

破断伸长率(%)

21℃ 540℃ 650℃ 760℃ 870℃ 21℃ 540℃ 650℃ 760℃ 870℃ 21℃ 540℃ 650℃ 760℃ 870℃ 660 745 710 740 915 785 965 845 740 870 560 675 580 725 715 650 910 775 580 720 450 540 470 525 675 570 835 720 565 675 260 310 295 290 560 435 550 575 440 575 160 440 255 275 340 275 385 140 150 285 285 310 455 560 360 490 455 295 390 220 200 250 350 510 290 415 340 200 275 205 160 215 310 505 275 420 320 170 270 860 180 200 165 220 495 260 415 310 180 285 660 330 55 310 180 275 220 195 225 40 90 45 40 34 40 38 43 50 49 70 48 20 21 27 20 530 725 775 795 485 765 725 550 685 765 815 485 745 690 505 540 740 800 460 720 675 260 260 490 550 180 485 520 550 495 520 635 635 39 33 16 27 39 16 25 14 32 21 17 7 13 690 16 15 16 12 37 28 22 18 42 15 23 14 28 20 16 10 21 14 24 23 27 11 34 14 28 17 16 15 17 18 14 17 12 25 24 21 10 28 11 39 15 20 25 9 21 15 25 30 23 27 16 25 18 35 19 20 20 27 29 41 40 31 34 19 45 50 50 68 56 19 18 26 49 46 25 33 14 37 34 56 75 55 24 19 10 70 67 31 78 9 37 45 70 84 46 32 25 88 128 11 50 128 47 118 59 80 68

1310 1145 1035 725 1435 1275 1228 950 340

1005 910

1185 1065 1020 740 815 755 725 710

Inconel X-750 1200 1050 940 Inconel 751 Nimonic 80A Nimonic 90 Nimonic 105 Nimonic 115 Nimonic 263 M252 Waspaloy Rene 41 Udimet 500 Udimet 520 Udimet 700 Udimet 710 Udimet 720 Astroloy Rene 95 1200 1000 875 795 600 655 310 330 660

620 810 830 865 580 840 795

1235 1075 940

1180 1130 1095 930

1240 1090 1125 1085 830 970 800 770 650 945 650 280 510 275

1240 1230 1160 1275 1170 1115

1420 1400 1340 1105

620 1060 1020 1000 940 840 860 965 910 1195 775 1050 965 795 825 895 850 760 795 855 860 730 725 825 815

1310 1240 1215 1040 640 1310 1240 1175 725 515

1410 1275 1240 1035 690 1185 1150 1290 1020 705 1570 1455 1150

1130 1050 965 910

1415 1240 1310 1160 1620 1550 1460 1170

1310 1255 1220 1100

11

八、JIS 不锈钢的热处理要求 规 格 命名代号 对应 AISI 标准
SUS 403 SUS 410 SUS 410J1 SUS 416 SUS 420J1 SUS 420J2 SUS 420F SUS 431 SUS 440A SUS 440B SUS 440C SUS 440F SUS 405 SUS 410L SUS 430 SUS 430F SUS 434 SUS 447J1 SUSXM27 403 410 416 420 420 431 440A 440B 440C (SAE51440F) 405 430 430F 434 (ASTM A240 XM27)

退火

热处理(℃) 淬火 回火
950-1000 油冷 950-1000 油冷 970-1020 油冷 950-1000 油冷 920-980 油冷 920-980 油冷 920-980 油冷 1000-1050 油冷 1010-1070 油冷 1010-1070 油冷 1010-1070 油冷 1010-1070 油冷 700-750 急冷 700-750 急冷 650-750 急冷 700-750 急冷 600-750 急冷 600-750 急冷 600-750 急冷 630-700 急冷 100-180 空冷 100-180 空冷 100-180 空冷 100-180 空冷 -

固溶化
950-1100 急冷 1010-1120 急冷 1010-1120 急冷 1010-1150 急冷 1010-1150 急冷 1010-1150 急冷 1010-1150 急冷 1010-1150 急冷 1010-1150 急冷 1010-1150 急冷 1010-1150 急冷 1010-1150 急冷 1010-1150 急冷 1030-1150 急冷 1030-1180 急冷 1010-1150 急冷 1010-1150 急冷 1010-1150 急冷 1010-1150 急冷 1010-1150 急冷 1010-1150 急冷 1010-1150 急冷 1010-1150 急冷 1030-1180 急冷 920-1150 急冷 1 980-1150 急冷 1 1010-1150 急冷 1010-1150 急冷

马 氏 体 系

肥 粒 铁 系

沃斯田铁 SUS329J1 (ASTM A268 TP329) 肥粒铁系 SUS 201 201 SUS 202 202 SUS 301 301 SUS 302 302 SUS 303 303 SUS 303Se 303Se SUS 304 304 SUS 304L 304L SUS 304N1 304N SUS 304N2 (ASTM A240 XM21) SUS 304LN SUS 305 305 沃 SUS 309S 309S 斯 SUS 310S 310S 田 SUS 316 316 铁 SUS 316L 316L 系 SUS 316N 316N SUS 316LN SUS 316J1 SUS 316J1L SUS 317 317 SUS 317L 317L SUS 317J1 SUS 321 321 SUS 347 347 SUSXM7 析 出 硬化型 (ASTM A493 XM7) SUSXM15J1 (ASTM A167 XM15) SUS 630 (ASTM A461 630) SUS 631 (ASTM A461 631)

800-900 徐冷或 750 急冷 800-900 徐冷或 750 急冷 830-900 徐冷或 750 急冷 800-900 徐冷或 750 急冷 800-900 徐冷或 750 空冷 800-900 徐冷或 750 空冷 800-900 徐冷或 750 空冷 首先 750 急冷,其次 650 急冷 800-920 徐冷 800-920 徐冷 800-920 徐冷 800-920 缓冷 780-830 空冷或徐冷 700-820 空冷或徐冷 780-850 空冷或徐冷 680-820 空冷或徐冷 780-850 空冷或徐冷 900-1050 急冷 900-1050 急冷 -

注:1 当稳定化热处理时可用买方设计,而热处理温度必须为 850-930℃。
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九、钴基合金选用 合金种类
钴 基

硬度 材 料 品 名 (HRC) 抗拉强度 伸长率 (ksi) (%)
Stellite Alloy No.3 No.4 No.6 No.12 51-58 45-49 39-43 47-51 51-53 25-30 <20 28-35 53-58 55-60 19-29 53-60 51-58 39-43 47-51 53-60 51-58 50-58 48-52 26-32 37-41 42-58 20-25 17-27 90HRB 42-48 37-46 47-50 51-55 58-60 25-30 40-44 87 70 65 60 125 150
13

典 型 的
高温且严酷之研磨 腐蚀又有冲蚀之泵配件

应 用

80 136 121 100 105 105 134 107 55 60 80 62 78 116 121 62 100 100

<1 <1 1 <1 <1 9 5 10 <1 <1 8 <1 <1 1 <1 <1 <1 <1

有些磨耗及腐蚀又具延性 高温又耐磨耗 高温磨耗 最好的延性又耐蚀 高温硝酸 喷射引擎配件 高温、严酷磨耗及研磨 高温研磨-切割工具 耐高温氧化 严酷之高温磨耗 高温、腐蚀及严酷之研磨 有些磨耗及腐蚀又具延性 高温、耐磨耗及腐蚀 高温、腐蚀、严酷磨耗及研磨 良好的耐磨耗及腐蚀 高温、严酷磨耗、研磨及腐蚀 与 T800 相近但更有延性 玻璃工业配件 玻璃工业配件 耐磨耗及腐蚀 耐热盐酸 耐高温及腐蚀 耐高温及腐蚀 耐高温、磨耗及腐蚀 与 T700 相近但有较佳之耐腐蚀性 磨耗钢带 酷冷的研磨 有些热的最大的耐研磨 耐空蚀及冲蚀之泵配件 核能 Valve Trim

STELLITE 是其中 No.19 最广泛应用之合 No.21 金,主要由三元素 钴-铬-钨组成。合 No.25 金成分赋于 600℃ No.31 以上热硬度,同时 No.33 有优异的耐磨、耐 擦伤、耐腐蚀及耐 No.100 冲蚀性。 No.250 Star J No.703 No.705 No.712 No.720 TRIBALOY 为 金 Trlbaloy T400 属间化合物含钴 及镍合金,具优异 Trlbaloy T800 的耐高温磨耗、耐 擦伤及耐蚀性。 Trlbaloy T900 Deloro Alloy No.30 No.40 DELORO 合金为 No.50 镍基,具优异良的 Nistelle Alloy 耐 腐 蚀 、 研 磨 特 No.B-2C 性。在高温仍保有 No.C-4c 良好的硬度。 X Trlbaloy T700 铁 基 Trlbaloy T745 Delcrome Alloy W No.90

56 77 90 115

1 <1 20 20 <1 <1 <1 <1 <1 35 8

DELCROME 合金 为铁基,在相对之 No.93 中 温 有 良 好 之 耐 Hydroloy No.914 磨耗性。 NoCo 02

十、镍、钴基选用 1、材料种类
硬 面 合 金 STELLITE 1 化 学 成 分 (%) C Co Cr W C Co Cr W C Co Cr W C Co Cr Mo Ni C Co Cr Mo Si B C Cr Fe Ni Si B C Cr Fe Ni Si C Cr Fe Mo Ni 2.5 Bal. 30 12 1.1 Bal. 4 1.4 Bal. 29 8 0.25 Bal. 27 5 2.8 0.04 Bal. 17.5 28.5 3.4 2.5 0.5 12 3.5 Bal. 3.5 3.0 0.75 15 4 Bal. 4 0.1 17 6 17 Bal. 硬 GTAW 2 54 度 100 OW 1 53 HRc SMAW 2 49 密 lbs./in3 0.312 度 g/cm3 8.64

STELLITE 6

40

42

39

0.303

8.39

STELLITE 12

47

48

40

0.308

8.53

STELLITE 21

24(45+)

-

26(45+)

0.300

8.31

TRIBALOY T-800

58

-

55

0.312

8.64

DELORO 50

51

48

-

0.289

8.14

DELORO 60

57

56

-

0.283

7.80

NISTELLE C

-

-

RB96 (C37)3

0.323

8.95

注:1、一层熔填。 2、两层熔填。 3、加工硬化。

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2、热硬度比较表 DPH (kg/mm2)* 合 金 STELLITE 1 熔填法 气焊 氩焊 STELLITE 6 气焊 氩焊 STELLITE 12 氩焊 STELLITE 21 氩焊 TRIBALOY T-800 氩焊 DELORO 50 氩焊 DELORO 60 气焊 NISTELLE C 氩焊 RT+ 620 620 450 390 435 285 725 530 680* 195 测试温度℉(℃) 800(427) 1000(538) 1200(649) 1400(760) 475 440 380 260 510 465 390 230 350 295 265 180 300 275 260 185 345 325 285 245 130 135 140 110 660 620 485 310 440 375 230 95 510 440 245 110 190 185 170 145

注:+在真空炉测试之热硬度单位,136 度蓝宝石锥,使用负荷 1590g。 *以 Kentron 单位量测,136 度钻石锥,使用负荷 1590g。

3、耐蚀比较资料* 焊法:氩焊 媒介 合 金 浓度及 温度 醋酸 30% 煮沸 G E G E E** U U E 蚁酸 80% 煮沸 E E E S G E 硝酸 磷酸 硫酸 65% 150℉ 50% 150℉ 5% 150℉ (66℃) (66℃) (66℃) S E E U E E E E E E E E S E U U U U S E

STELLITE 1 STELLITE 6 STELLITE 12 STELLITE 21 TRIBALOY T-800 DELORO 50 DELORO 60 NISTELLE C

注:*五个二十四小时测试周期。实验室 测试决定。 建议试片在实际厂内条 件下测试。 **50%煮沸。

法规: E-低于 5mpy(<0.13mm/y) G-低于 5mpy(<0.13mm/y)至 20mpy(0.51mm/y) S-超过 20mpy(>0.51mm/y)至 50mpy(1.27mm/y) U-超过 50mpy(>1.27mm/y)

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4、金属能进行硬面焊接 (1)容易焊接 母 材 备 注 低及中碳钢 能利用所有之焊接制程做硬面 (C<0.40%) 且效果优异。一般不要求做预 热及后热处理,除非厚重构件 有龟裂顾虑时。 高碳钢 能利用所有焊接制程做硬面。 (C≧0.40%) 在许多状况建议预热及后热处 理。应力消除有高效果。配件 热处理到高硬度应在硬化前先 退火。 低合金钢 能利用所有焊接制程做硬面。 与相似碳含量碳钢用相同之程 序。这类钢有良好的强度及提 供优异之硬面熔填之支持。 镍 氧乙炔及惰气电弧焊接制程较 好。避免母材过热以防止焊接 熔填之气孔及稀释。在应用上 非铁、硬面合金及耐腐较好

母 材 R 锰 镍○

备 注 在硬面焊前应预热(约 1200℉) 及焊后做应力消除。入热量之 精密式控制很重要以防龟裂。

Cr-Ni 不锈钢 能利用所有之焊接制程做硬 (除免加工或 面。氧乙炔焊能产生无稀释之 钛轴承等级) 熔填。当母材要求耐蚀时降低 过多之乙炔火焰(还原焰)为主 要之因素。 347 不锈钢 使用与上述相同之程序。较不 稳定型有较好且适合于耐腐 蚀。 11-14%锰钢 仅用电弧焊接。藉跳跃式焊接 维持母材冷却。熔填短焊道。 以锰钢焊条焊接用锤击有非常 好的效果。

注:PTA#6,碳钢基材预热 150-250℃,稀释率 3-7%较无缺陷。

(2)稍难焊接 母 材 备 注 小的配件用氧乙炔。 预热、 后热 及缓冷可减小龟裂之倾向。 较低 的 熔 融 硬 面 合 金 (Deloro 50&60)将显示较低的稀释。在 预热不可行及焊覆收缩不致造 成损害地方对较大配件(工件) 用电弧焊。藉跳焊保持母材冷 却。避免多层熔填。 母 材 备 注

铸铁

400 型 铬不锈钢

能利用所有之焊接制程做硬 面。特别注意预热及道间温度 要求。要获得无裂熔填,采取 特别之冷却程序很重要。有热 处理之配件在焊前应先退火。

工具及模具钢 能利用所有之焊接制程做硬 - 水 淬 硬 型 面。有热处理之配件在大部分 W1、W2、W4 情况于硬焊前应先退火。注意 用惰气电弧焊接制程。 氧乙炔熔 油淬硬型 O1、 预热、道间及后热温度是很重 321 不锈钢 填有孔之倾向。母材避免过热。 L2、L7 要。要求控制冷却。应力消除 若可能可取代 347。 空气硬化型 有非常好之效果。有些时候期 A2 望于硬面焊后母材要求做热处 热作型 H11、 理。 H12、H13
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5、金属预热条件表 要做硬面部分对防止母材之龟裂有其必要。而预热之温度视母材碳含量及合金而定。 较高碳含量的金属要求较高之预热。对每一种母材,表列推荐之温度为最小温度值。 要做硬面焊的部分为防止熔填之龟裂也可能须要预热。 金 属 组 群 碳含量(%) 建议预热温度℉ .10-.30 200-300 标准碳钢 .30-.45 300-500 .45-.80 500-800 .10-.30 300-500 碳钼钢 .30-.35 500-800 300-600 锰钢(13xx)12%锰 至.35 500-900 .35-.50 一般不要求* 1.25 200-500 高张力钢 至.20 500-700 .20-.40 .10-.20 200-500 镍钢(2xxx 系) .20-.40 400-700 400-700 中镍─铬钢(3xxx 系) 至.30 700-1100 .30-.50 400-600 钼轴承铬及铬钢(4xxx 系) 至.20 600-900 .20-.40 400-700 低铬(2%)钼钢 至.15 500-800 .15-.25 500-900 中铬(5-8%)钼钢 至.15 600-900 .15-.25 300-500 高铬钢(4xx 系) 至.10 高铬镍不锈钢(3xx 系) 至.10 一般不要求预热,但在去除寒意 可能有需要。 HARDOX 500 厚度 10-40mm 75-100℃ 厚度 41-80mm 100-150℃ HARDOX 400 厚度 30~50mm 75-100℃ 厚度 51~80mm 100-150℃
(但道间温度控制在 225℃以下)。
注: *当在室外极冷下焊接时, 11-13%锰钢配件应加温 100-200℉。 而在一般状况之 11-13% 锰钢,应不必预热,同时焊接温度超过 500℉时要避免时间拖长。 1.在某船舶再生工厂碳钢+309L,再利用 stellite #6 焊覆时预热 300~350℃,否则易裂。

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6、镍基及钴基的应用 由于独特的性质,几乎在所有的工业都发现钴及镍基合金的应用。一些更重要之应用 情形如下。审视这类的应用可提供选用之指引供相似环境之应用。
使 用 条 件 推荐之合金材料 热,冲蚀 STELLITE 12 飞机 中度冲击,金属对金属磨耗 DELORO 60 中度至严酷研磨 DELORO 60 中度至严酷研磨 DELORO 50,60 农业 中度至严酷研磨 DELORO 50,60 中度研磨,冲击 DELORO 50 严酷研磨 DELORO 60 冲蚀,研磨粘着磨耗,腐蚀, STELLITE 1,2,12,21, 热 TRIBALOY T-800 泵:叶片,壳套环,鼓轮(drums), 冲蚀,空蚀,研磨腐蚀,热, STELLITE 1,2,12,21, 轴,转子封,套筒 粘着磨耗 DELORO 60 机械 搅拌器:轴承及叶片 研磨,热腐蚀,粘着磨耗 STELLITE 6 石化 螺旋(screw):输送机,挤出器 研磨,腐蚀,粘着磨耗,冲蚀, STELLITE 6,12, (extruder) 热 DELORO 60 旋转塑料切料器 腐蚀,中度冲击研磨 DELORO 60 肘管 冲蚀,腐蚀 DELORO 60 链锯棒 粘着磨耗,热,热冲击 STELLITE 6,12 刮刀 研磨,腐蚀 STELLITE 6,12 锯切 锯齿 粘着磨耗,热,热冲击,研磨 STELLITE 12 刀:毛毡,橡胶 热,腐蚀,粘着磨耗,研磨 STELLITE 6,12 切辊 研磨,腐蚀 STELLITE 12 绞盘环(capstan ring) 严酷的研磨,金属对金属磨耗 DELORO 60 模钳锅里衬(die pot liners) 严酷的研磨,金属对金属磨耗 NISTELLE C 锻模 严酷的研磨,金属对金属磨耗, 加工金属 NISTELLE C 冲击 合适尺寸环(sizing ring)及冲头 严酷的研磨,金属对金属磨耗, NISTELLE C 冲击 食品 挤出螺旋(expeller screw) 金属对金属磨耗 DELORO 60 锻模及其它热作工具 冲击,热,冲蚀,热冲击,疲 STELLITE 6,21 劳 锻及压制 冷却工具—薄金属板压制 粘着磨耗,切 STELLITE 1,12 颈(necks),模表面(moldface), 研磨,高温,腐蚀 DELORO 60 吹玻璃(glass blowing), 玻璃 吹管(blow pipes) 研磨,高温,腐蚀 DELORO 60 阀室, cages, 摇杆 pads, stem tips 热,研磨,腐蚀,冲蚀,粘着 STELLITE 6,12, 柴油引擎 磨耗,热冲击 TRIBALOY T-800 /内燃机 十字头 热,热冲击,粘着磨耗 STELLITE 1 蒸汽阀 冲蚀,空蚀,热 STELLITE 6,12 冲蚀防护(erosion shields) 冲蚀,空蚀,热 STELLITE 6,12 发电厂 阀,泵等 冲蚀,研磨,粘着磨耗,腐蚀, STELLITE 1,6,12,21 热
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应 用 涡轮叶尖 停止固定钩 耕耘机清扫器(cultivator sweeps) 圆盘、犁 秣草绞刀棒(cutter bar) 玉米耕种器滚子(planter runners) 两侧式耕耘机犁刀 阀:阀座、圆盘、闸门、球、塞

应 用 使 用 条 件 推荐之合金材料 混合转子,本体及 tips sides 热,研磨,腐蚀,冲蚀 STELLITE 1,6 橡胶工业 (叶缘) Fly and dead knives 研磨 STELLITE 12 轴承及舵杆衬套,舵,稳定翼, 造船 STELLITE 6 Hydroplanes 及组合操舵装置 粘着磨耗,研磨,腐蚀 (associated steering gear) Charging rams,平炉 高温,冲击,金属对金属磨耗 NISTELLE C Couplers,box,棒钢厂 冲击,金属对金属磨耗 NISTELLE C Draw blocks,抽线 严酷之金属对金属磨耗 DELORO 50,60 导辊,直立式棒辊 高温,金属对金属磨耗 NISTELLE C Blast furnace bells 高温,金属对金属磨耗 NISTELLE C Sheet 及黑皮破除辊 热,研磨,热冲击,粘着磨耗, STELLITE 12 腐蚀 钢厂 制管厂- piercing plugs 热,冲蚀,粘着磨耗,热冲击 STELLITE 6,21 Soking pit – tong bits STELLITE 1,6,12, 热,研磨,热冲击 NISTELLE C 棒钢厂-扭及导辊 冲击,热,粘着磨耗,热冲击 STELLITE 12 热剪 STELLITE 6,21, 热,粘着磨耗,热冲击 NISTELLE C 镀锌辊 腐蚀,粘着磨耗 STELLITE 6 Tipping saw blades 研磨,腐蚀,严酷的研磨 STELLITE 12 链锯导棒 研磨,腐蚀,粘着磨耗 STELLITE 6,12 凿刀 研磨,腐蚀 STELLITE 12 Hydropulper disc segments 研磨,腐蚀,热 STELLITE 1 合板,纸厂, 旋转供料器(digestor) 研磨,腐蚀 STELLITE 6,12 纸浆 Paper slitters/knives 研磨 STELLITE 12 Log hook 中度到严重研磨 DELORO 60 纸浆刀 中度到严重研磨 DELORO 50 泵工厂 digestor 腐蚀,轻度研磨 NISTELLE C 螺旋:污物,rendering,榨油 STELLITE 1,6,12, 研磨,腐蚀,粘着磨耗,热 DELORO 50 Mechanical seats 粘着磨耗,腐蚀 STELLITE 6,12 其它的应用 Brick trimming dies 中度研磨 STELLITE 6 球型接头 擦,金属对金属磨耗 DELORO 50,60 离心式过虑器 腐蚀,研磨 DELORO 50,60 (以上摘自 STOODY 公司资料)

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7、镍基之应用 表 1 代表性的 Ni 合金材料一般的特性 合 金 系 代表的合金名 用 途 特
Ni Ni-Cu Ni-Cu-(-Fe) Ni 200 Ni 300 Monel 400 Monel K500 Inconel 600 Inconel 625 Incoloy 800 Incoloy 800H Incoloy 825 Carpenter 20 Hastelloy B Hastelloy C



Fe-Ni-Cr

咸,碱性气体,氟酸,脂肪 对咸之耐蚀性良好特别是 NaOH。Ni301 含 酸,水 Al、Ti 之析出硬化型合金 还原性酸、磷、水、脂肪酸 Ni-Cu 合金可在多种环境下具耐蚀性。 K500 含 Al、Ti 之析出硬化型合金 氧化性酸,盐酸水熔液,咸 添加 Cr,可耐氧化性氯氛及具优良之耐蚀 性。高温强度、低温强度、低温韧性均良 好。焊接性一般也很好。 氧化性酸 Incoloy 800 是耐热材料中较具代 表 性 的 825、Carpenter 20(Cb)则是耐蚀材料 硫酸、硝酸,磷酸,氧化性 酸 盐酸、碱、磷酸 Mo15%以上有良好之耐盐酸性 氯化第二铜,氯化第二铁, 以 Mo 替换一部分之 Cr, 有助于对耐氧化性 醋酸,碱化物,海水,碱 之改善。

Ni-Mo Ni-Cr-Mo

表 2 Ni 基超耐热合金
分 类 固溶强化合金 析出强化锻造合金 析出强化铸造合金 粒子分散合金 纤维强化合金 结晶控制合金 Hf:铪 强 化 机 构 合 金 合金元素固溶强化 Inconel,Hastelloy 合金等 γ ‘相﹝Ni3(Al,Ti)﹞析出强化 Rene 合金等 同上,及凝固组织的控制 Alloy 718 等 ThO2,Y2O3 等微细粒子之分散强化 W-ThO2,W-Hf-C 纤维等强化 一方向凝固,共晶凝固,单结晶强度

表 3 镍二元系合金之共晶温度
合金系 Ni-Al Ni-O Ni-S Ni-P Ni-B Ni-Pb Ni-Zr 共晶组成(wt%.at%) γ Ni,Ni2Al(Ni89,79) Ni,NiO(O 0.24,0.87) Ni,Ni2S2(S 21.5,33.4) Ni,Ni3P(P 11,19) Ni3P2,Ni2P(20,32.2) Ni,Ni2B(B4,18.5) Ni3B2,NiB(B 13,44) γ Ni,Pb(Pp 34,12.7) Zr,Zr2Ni(Ni 17,24) 共晶温度(℃) 1385 1438 645 880 1106 1140 990 1340 961

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表 4 主要 Ni 基超合金之用途例
合 金 用 途 隔焰炉(muffle furnace)、蒸馏炉(retort furnace)、槽式网眼钢带 工业炉 (tray mesh belt)、火焰筒(basket) 化学工业 热交换品、配管、触媒支持网眼、石绵补强网眼 核能 加压水型原子炉蒸发管 飞机气涡轮机 隔离层、声音记录带 电子工业 电子枪蛛网形线圈、栅控放电管、弹簧 海洋、船舶 推进器轴、海底电缆辊轮、螺栓、螺帽 天然气工场 油井管、配管(覆面管)、轴套、挠性接头、焊接材料 飞机气涡轮机 风道、排气零件、蜂巢型壳板 核融合装置真空容器、废弃物处理蒸发器干燥器、挠性接头、湾管、 核能 法兰焊接材料 公害防止机器风道、排气扇、热控管、板型热交换器、电镀辊轮、焊 化学工业 接材料 石油化学(氯化乙烯、乙醛、醋酸、聚丙烯等)相关之塔槽、热交换器、 化学工业 配管类、游艇制造设备、电镀辊轮、酸洗设备(盐酸系)、氯气干燥机、 公害防止设备、排烟脱硫设备用风扇 天然气工场 油井管、轴套、法兰、阀 飞机气涡轮机 燃烧筒、尾筒、渐变导管、火焰稳定器、后燃器 隔焰炉(muffle furnace)、网眼皮带(tray mesh belt)、炉床辊轮、分馏 塔盘(tray)、火焰筒(basket)、辐射管、燃烧器喷嘴、蒸馏炉、热电偶 工业炉 保护管、外装加热气器(sheath heater)用管、硬焊用夹治具、气氛搅 拌用风扇 飞机、航天飞机 气涡轮机涡轮翼片、转轴、外壳、螺栓 等 核能 格子间隔板支撑件、挠性接头、弹簧 天然气工场 紧急遮断阀零件、管线支撑架 产业机械、汽车 耐热螺栓、弹簧、压缩机、耐热模具

Inconel 600

Inconel 625

Hastelloy C-276

Hastelloy X

Inconel 718

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表 5 镍及镍基合金种类性质及应用
项 目 种 类
Nickel 200 99.5 Ni-0.05C UNS N02200

物 性 及 化 性

机 械 性 质

应 用 范 围

密度 8.89 g/cm3,铁磁性,强 T.S.,379-1000 MPa;Y.S., 化学和食品公业, 电子零组件, 耐腐蚀性 103-931 Mpa;Elongation,60% 航空装备。适用温度不超过 315℃。 3,铁磁性,具强 T.S.,403 MPa;Y.S.,103 MPa; 苛性碱蒸发器,燃料船,电子 Nickel 201 密度 8.8 g/cm 99.5 Ni-0.01C Low耐腐蚀性, 由于低碳可使用在 Elongation,50% 零组件。 Carbon Nickel UNS N0201 315℃以上。 Nickel 270 F.C.C.组织, T.S.,345-655 MPa;Y.S., 110-621 阳极的末端 3,铁磁性,耐 MPa;Elongation,4-50% 99.9 Ni NUS N0270 密度 8.88 g/cm 萤光灯 腐蚀性与 201 相同, 但对硫敏 阴极和钝化阳极 感易生脆性。 热交换器 热障板 Duranickel 301 T.S.,1276 MPa Y.S.,910 MPa F.C.C. 组织, 应用于需要具有纯镍耐蚀性, 3,稍具磁性, Elongation,28% 95Ni-4.4Al-0.6Ti 密度 8.25 g/cm 但又要有较好之强度或弹性的 耐腐蚀性与 200 相同对氟玻 状况。例如,隔板、弹簧、剪 璃有特殊的性能, 因而用于玻 刀、塑性成形之冲头,玻璃物 璃模子。 品之模具。 Monel 400 F.C.C. 组织, T.S.,483-1241 MPa;Y.S., ?阀件和泵浦零件 3,有磁性或无 172-1172 MPa;Elongation, 66.5Ni-31.5Cu 密度 8.83 g/cm ?推进器主轴 UNS N04400 2-60% 磁性,具优异之耐腐蚀性能, ?海底固定螺栓 不受应力腐蚀的侵害。 ?化工制程设备 ?石油和用水储槽 ?石化工业设备 ?锅炉进水加热器和热交换器 Monel R-405 与 Monel 400 相同 T.S.,503-572 MPa;Y.S., 172-427 ?易加工可用于自动化加工零 66.5Ni-31.5Cu-0.04S MPa;Elongation,28-44.5% 件 UNS N04405 ?螺丝加工产品 ?水流量计零件 ?阀件零组件 ?核能设备之螺栓 Monel K-500 F.C.C. 组织, T.S.,690-1041 MPa;Y.S., 应用于需具 Monel 400 之耐腐 66.5Ni-29.5Cu-2.7Al-0.6Ti 密度 8.47 g/cm3,腐蚀性能与 324-765 MPa;Elongation, 条件但要有较高强度之状况。 UNS N05500 Monel 相同,但时致硬化处理 30.0-42.5% ?泵浦及推进器之主轴 后,对应力腐蚀后敏感 ?手术刀 ?油井挖掘管 ?弹簧 ?阀件调节器 3,磁性,其余与 T.S.,572-986 MPa;Y.S., 234-655 Monel 是 Monel K-500 之改良 Monel 502 密度 8.4 g/cm 66.5Ni-28Cu-3Al-0.2Ti Monel K-500 相同 MPa;Elongation,27-48% 型,具较好之加工性,用于加 UNS N05502 工零件。 ?螺栓 ?泵浦及推进器之主轴 ?阀件调节器 Inconel 600 F.C.C. 组织, T.S.,517-1517 MPa;Y.S., 可用于低温至 1093℃之状况 3,良好之耐腐 172-1448 MPa;Elongation, 76Ni-15.5Cr-8Fe 密度 8.42 g/cm ?化工容器和管路 UNS N05500 蚀性能, 不受氯引起之应力腐 2-55% ?热处理装备 蚀影响。 ?飞机引擎和机身零件
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?电子零件 ?核子反应炉

项 目 种 类
Inconel 625 61Ni-21Cr-9Mo-3.6Nb

物 性 及 化 性

机 械 性 质

应 用 范 围

F.C.C. 组织, T.S.,855 MPa;Y.S.,490 MPa; ?化工制程设备 3, 密度 8.44 g/cm 由于合金含 Elongation,50% ?飞机引擎和机身组件 量高, 可用于更广泛的腐蚀 ?船舶和潜艇组件 环境 ?核子反应炉
密度 7.86 g/cm3,设计使用于恶 T.S.,862 MPa;Y.S.,483 MPa; 劣腐蚀之环境,特别是高温、 Elongation,25% 腐蚀及特别于含硫及/或钒的 大气中。 ?电力产生设备如过热器管之 遮板 ?鼓风炉管 ?锅炉档泥板 ?高温回收器及焚化炉 ?热解纸浆之压力容器 密度 8.44 g/cm3,可在高温之硝 T.S.,710-765 MPa;Y.S., 317-483 应用于牵涉到硝酸加盐酸之情 酸和含有硫气体之高温环境。 MPa;Elongation,36-41% 况。例如: ?制造硝酸之气体副产品加热 器 ?不锈钢酸洗中,盐酸及硝酸 溶液之加热线圈。 核子燃料的再处理可使用于含 有硫之高温气氛中。 密度 7.94 g/cm3,高铬含量,使 T.S.,517-1207 MPa; Y.S., 172-1172 ?热处理设备 其具良好之耐蚀性,可在许多 MPa;Elongation,2-60% ?石化热解管和管路系统 种水溶液中适用并可受应力 ?电热器之护套 腐蚀之侵害 ?食品工业制程设备 与 Incoly 800 具相似之耐腐蚀 T.S.,514 MPa;Y.S.,197 MPa; Incoloy 800 之改良型, 含有较高 性能,由于含钛稳定元素之 Elongation,53% 的钛。 故。 ?石化工业之硫化氢处理 过 程。 ?其它牵涉多硫之酸,均可适 用。 3,在海水和还原 T.S.,693 MPa;Y.S.,301 MPa; 密度 8.14 g/cm ?磷酸蒸发器 之化学试剂中有特殊之耐腐 Elongation,43% ?酸洗设备 蚀性能 ?化工容器和管路 ?核子燃料回收设备 ?推进器主轴 ?槽车 密度 8.86 g/cm3,具高至 870℃ T.S.,491 MPa;Y.S.,333 MPa; ?推进气涡轮引擎之燃烧系统 温度以上之氧化保护功能,大 Elongation,14% 组件。 部分用于表层的焊覆。 ?高温抗拉试验之固定装置 ?特殊之处理炉和加热部分 3,耐腐蚀性能特 T.S.,895-965 MPa;Y.S., 405-525 ? 焊 件 适 用 大 部 分 之 化 工制 密度 9.22 g/cm 优。可抑制焊接之热影响区的 MPa;Elongation,53-61% 程。 碳化物粒界析出。特优之耐孔 ?适用于所有浓度和温度之盐 洞和应力腐蚀。 酸处理之设备 ?具高温使用功能,膨胀系数 很少,但避开 540-815℃之 间使用,延展性较降低。 密度 8.64 g/cm3,具优异之耐腐 T.S.,785 MPa;Y.S., 345-400 MPa; ?特殊之高温稳定性能, 在 蚀性能,可适用于各种不同的 Elongation,54-60% 650-1040℃具良好之延展性 化学制程环境中 和抗腐蚀性能 ?焊件可适用于大部分之化工 23

Inconel 671 52Ni-48Cr

Inconel 690 60Ni-30Cr-9.5Fe

Incoloy 800 31.5Ni-21Cr-46Fe UNS N08801 Incoloy 801 31Ni-29.5Cr-44.5Fe-11Ti UNS N08825

Incoloy 825 42Ni-21.5Cr-30Fe-3Mo-2.2Cu UNS N08825

DS nickel 98Ni-2ThO2 Dispersion strengthened nickel; thoria dispersed nickel Hastelloy B-2 68Ni-28Mo

Hastelloy C-4 64Ni-16Cr-16Mo

制程中 ?在高至 1040℃ 具有耐应力 腐蚀及氧化的功能。

项 种 类



物 性 及 化 性

机 械 性 质

应 用 范 围
?焊接可适用于大部分之化工 制程中 ?优良的耐孔洞,应力腐蚀和 耐氧化温度可达 1040℃ ?化工方面的应用硫酸和磷 酸,纸浆消化分解处理,溶 解储槽。

Hastelloy C-276 密度 8.89 g/cm3,C-276 是少数材 T.S.,785-790 MPa;Y.S., 355-366 59Ni-1515Cr-16Mo-3.75W-5 料中可耐氯雾气、亚氟酸盐和过 MPa;Elongation,59-61% .5Fe 氯酸溶液腐蚀之一。 Hastelloy G 密度 8.31 g/cm3,焊件对硫酸和磷 T.S.,690-705 MPa;Y.S., 310-315 酸,有特殊的耐腐蚀性能,对其 MPa;Elongation,61-62% 他混合酸,氟硅酸、硫化物等均 有耐腐蚀功能 密度 8.930 g/cm3,良好之耐腐性 能,也具有抑制时效、硬化和脆 性之作用 密度 8.747 g/cm3,在至 1090℃温 T.S.,850-890 MPa;Y.S., 385-495 度中,具优异之耐腐蚀能力。 MPa;Elongation,51-55%

Hastelloy N 70Ni-17Mo-7Cr Hastelloy S 68Ni-15Cr-15Mo

Hastelloy W 62Ni-24.5Mo-5Cr-5.5Fe

Hastelloy X 49Ni-22Cr-18Fe-9Mo

?应用于盐溶反应槽中,特别 可用于氟化盐之中,可达 980℃之温度。 ?应用于使用频率很高之反复 加热状况,此展性的维持, 尺寸的稳定,如经长时间作 用后,材料组织的完整性。 密度 9.03 g/cm3 T.S.,850-875 MPa;Y.S., 370 MPa;?适用于高温至 760℃之结构 Elongation,37-55% 材料 ?焊接填料,可使用于焊两种 不同之高温材料,具有良好 的性能。 3,耐热和耐腐蚀性 T.S.,785 MPa;Y.S., 360 MPa; 密度 8.22 g/cm ?在高至 1200℃具优秀之强度 Elongation,43% 和耐腐蚀性能,多使用于工 炉应用。 ?广泛使用于航空器零件如喷 射引擎尾管,后燃器,涡轮叶 片和轮叶。

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表 6 使用于化学工业设备的高合金材料例
使用之高合金 1) 高合金之应用处所 Worthite, Illium G2), 合金 3), 20 IN504, 容器,泵,配管, Hastelloy B、C、D 阀,热交换器 硝酸制造 ~750 氮氧化物,水,硝酸 Incoloy 801 热交换器 磷酸制造 ~150 硫酸钙,水,五氧化磷,Hastelloy G,20 合金 3),Ni-O-Nel5), 容器,泵,加热管, 磷酸,氟化钙,氟酸 Incoloy 8254),Illiu 986) 阀,配管,热交换 器 碱之制造 ~100 氯,荷性钠,水银,水,Ni,Inconel,Monel 容器,泵,阀 (氯之制造) 氯化钠,盐酸 盐酸制造 -50~100 氢,氯,盐酸,水 Hastelloy B、C,Ni,Monel 热交换器,容器, (合成盐酸制造) (1000℃) 配管,阀 氟酸制造 ~400 氟酸,硫磺,亚硫酸气,Hastelloy B、C,20 合金,Monel 容器,泵 水,H2SiH6 食盐电解 ~150 食盐,荷性钠,氯,盐酸 Ni,Monel,Hastelloy B、C 容器 高乙醛制造 ~150 乙烯,氧,盐酸,触媒溶 Hastelloy B、C 配管,容器,阀 液 丙酮制造 50~150 丙烯,氯化物,触媒溶 Hastelloy B、C 容器,阀 液 对苯二酸制造 ~300 醋酸,对苯二酸 Hastelloy B、C 容器,配管,阀 什油精炼, 氢化脱硫 ~450 硫化氢,氨,油,氯 Hastelloy B、C,Monel 容器,阀 制程或设备 硫酸制造 温度(℃) 组 成 ~600 亚硫酸气,硫酸,水

无 机 化 学

有 机 化 学

石 油 精 炼 核 核燃料再处理 30~110 硝酸,蒸汽 Inconel 600,Uranus S7) 能 注: 1)20%以上之含 Ni 合金。 2)Ni-22Cr-6Mo-5Cu。 3)Carpenter 20,Durimet 20,Aroico 20。 4)Fe-22Cr-42Ni-3Mo-2Cu-(Ti-Al)。 5)21Cr-40Ni-3Mo-1.75Cu-31Fe。 6)Ni-28Cr-8Mo-5Cu。 7)Fe-17Cr-14Ni-3.7Si。

容器,配管

表 7 镍合金使用量预测
生 产 量 1982 年实绩 800 航空用引擎 Turbine Nozzle Incoel 718,713,Hastelloy,IN100 等 1990 年预定 1200 管路 不锈钢 1984 年预定 5000 高合金油井管 构件外装 ~25Cr-50Ni (含不锈钢) Udimet 720,520,IN738,939,718X-45MAR-M247 1982 年实绩 420 气体涡轮 Turbine Haynes 1990 年预定 500 1982 年实绩 770 化学工厂 配管、加热炉管容器等 HK,HP,Inconel,Incoloy,Hastelloy,Monel 1990 年预定 1000 核能电厂 压水式(PWR)蒸气发生器管 Alloy 600 110 万 kw 工厂 1982 年实绩 200 Turbo Charger Alloy 713 1990 年预定 500 自 动 车 1982 年实绩 270 引擎阀门 Alloy 751 1990 年预定 300 1982 年实绩 100 Turbo Charager Alloy 713 1990 年预定 120 船 舶 Stellite 焊覆 1982 年实绩 50 引擎阀门 Nimonic 80A 等 1990 年预定 120
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表 8 UTP 焊材于高温应用 在石化业及工业用炉子应用及耐热与耐压焊材之需求增加,下述之焊材于石化建厂及工业用炉子之维修与建造有很广泛之应 用。选择母材匹配之焊材强化焊接接头化学成分分析确认有最高之耐热性,针对碳强化耐潜变破断强度、结构稳定度。UTP 产品 已有多年之实务应用证明符合要求。
UTP 规范 材料编号 DIN 1736/8556 AWS A5.11
E 2133MnB20+ E 2535NbB20+ E 3033WB20+ E 2545NbB20+ ELNiCr28W ELNiCr16FeMn ENiCrFe-2 ELNiCr20Mo9Nb ENiCrMo-3 ELNiCr21Co12Mo ~ENiCrCoMo-1 ELNiCr25Fe10Al 2.4680 ELNiCr50Nb

化 C
0.14 0.4 0.5 0.45 0.45 0.04 0.03 0.06 0.2 0.1

学 Ni
33 35 33 45 49 R R R R 48



分 Nb
1.3 1.2

Si
0.3 1.0 1.0 1.0 1.1 0.4 0.4 0.7 0.6 0.6

Mn
4.5 1.5 1.5 1.0 1.2 3 0.6 0.1 0.1 0.6

Cr
21 25 30 35 29 16 22 21 25 50

Fe
R R R

其 他

耐锈皮工 作温度
1050℃

应用领域/母材
1.4876; X10NiCrAlTi 32 20; Alloy 800 1.4959; X5NiCrAlTi 31 20; Alloy 800H 1.4852; GX40NiCrNb 35 25 1.4857; GX40NiCrSi 35 25 1.4868; Gx50CrNi 30 30 GX55NiCrWZr 33 30 4 H 110 GX50NiCr 35 45 2.4879; GNiCr28W; Alloy NA22H 2.4951;NiCrCoTi 1.4841;X8CrNTi 18 10

利用性
1,2 1,2 1 1,2 1 1,2,3 1,2,3 1,2,3 1,2,3 1

2133 Mn ~1.4850 2535 Nb 3033 W 3545 Nb 2949 W 7015 Mo 6222 Mo 6170 Co 6225 Al 5048 Nb 1.4859

Ti,Zr W4.5

1150℃ 1150℃ 1150℃ 1150℃ 950℃

1.0 2.2 3.3 1.5

2.4879 2.4620 2.4621 2.4628

R R 6 3 1 10 -

W4.5 Mo1.5 Mo9

1100℃* 2.4856;NiCr22MoCr9Nb; Alloy 625

Mo9,Co11, 2.4663; NiCr21Co12Mo; Alloy617 1100℃ Al0.7,Ti0.3 1.4859; X8NiCrAlTi32 21; Alloy 800HT Al1.8,Ti0.1, 2.4633; NiCr25FeAl4; Alloy 602CA 1200℃ Zr0.03,Y0.02 2.4851; NiCr23Fe; Alloy 601 1150℃ 2.4680; GNiCr50Nb; Alloy 657

注:1.利用性(1)焊条,(2)MIG、TIG 焊线,(3)潜弧焊线焊药匹配。 *不可用于 600-800℃之范围。

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十一、AWS 焊材规范对高温使用限制要求 A5.4 不锈钢被覆焊条 1.E310H,本合金在超过 930℃仍具高强度,但它推荐应用于高硫大气或严酷热冲 击之焊接。在 760℃~870℃范围易产生ζ 相。 2.E312,使用限制在 420℃以下,以避免第二脆化相之生成。 3.E330,本合金应用于 980℃以上耐热及耐黑皮性能要求,但在高硫环境有不利影 响。 4.E330H,可应用于 1150℃之氧化性及 1090℃之还原性大气应用,但在高硫环境 亦有不利影响。 A5.11 镍基合金被覆焊条 1.ENiCrFe-1,可应用于温度范围从超低温至约 980℃。但温度在 820℃以上时,无 法发挥最适之耐氧化性及强度。 2.ENiCrFe-2,可应用于温度范围从超低温至 980℃。但温度在 820℃以上时,无法 发挥最适之耐氧化性及强度。 3.ENiCrFe-3,可应用于温度范围从超低温至 480℃。 4.ENiCrCoMo-1, 适用于温度在 820℃至 1150℃间, 最适合强度及耐氧化性之焊接。 5. ENiCrMo-3,应用于温度范围从超低温至 540℃。 A5.14 镍基合金氩焊条用裸焊条 1.ERNiCrFe-6,可应用于温度范围从超低温至 980℃。熔填金属可在约 700℃之时 效增加强度。 2.INCONEL Filler , 应用于超过 1150℃之温度或曝露于硫化氢或二氧化硫之较低温 度中。Metal 601 3.ERNiCrMo-2,在至 1200℃高温之耐氧化性及具有良好强度。
注:ERNiCr-3 填料金属建议使用于 788℃以下之温度(AWS Welding Hand Book Vol 4)。

十二、不锈钢及钛耐腐蚀性资料
28





浓 度(%)
5-20 40-60 50 浓硝酸 5 5 50 50 浓硫酸 浓硫酸 5 1-5 10 80 5 5-10 20-100 5 5 5 5 5 干 湿 纯 5-10 10-20 全浓度 5

温度(℃)
20 20 沸腾 沸腾 20 沸腾 20 沸腾 20 沸腾 20 20 20 20 20-沸腾 20 20 20-60 20 65 20-65 20-65 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 沸腾 20-65


TYPE 410 A B C E E B D B A C D C D A A E D C A A B B D TYPE 430 A B B D C E E B D E B C B A B C B B A A E C D E A A C B C B A A A A A A B A A C




TYPE 316 A A A D A C C D A D E A A A A A A A A A A A E B B D A A B A A A A A A A

硝酸

硫酸

盐酸 磷酸 草酸 醋酸 蚁酸 乳酸 丁酸 柠檬酸 氟 氯气 液溴 二硫化碳 四氯化碳 石碳酸 酒石酸 油酸 液氨 氢氧化钙 Ca(OH) 2 苛性钠 (NaOH) 碳酸钠 硫代酸酸钠 硫酸铵 氯化钠(盐) 氯酸锌 硫化锌

TYPE 304 A A A D B E D E A D E A A B A A A B A B A A E B C E A A B A A A A A A A


A A A A C B C A A A A A A A A A A A A E C A A A A A A A A A A A A A A A A

20 全浓度 5-10 20-65 1-5 20 5-20 20-65 5 20 20 5-饱和状态 1 20 无水氯化铁 5 20 注:A:充分耐腐蚀性=0.1mm 或更低/年 B:满足耐腐蚀性=0.1-1mm/年 C:安全耐腐蚀性=1-3mm/年 D:稍耐腐蚀性=3-10mm/年 E:无耐腐蚀性=10mm 或更多/年

A A A A A A A A A A A A C B C B (摘自日本精线(NAS))

29

十三-1 VDM 生产之合金材料于湿式腐蚀的应用

Nickel 99.2

名 合金种类 UNS 编号 硫酸 1) 硫酸 2) 磷酸
200 N 02 200

盐酸


醋酸 蚁酸

硝酸

NaCl KOH KCl NaOH 水
○ ● <300℃ <570℉ ●
3)

海水 FGD 有盐味的水 酸气 纸浆 (脱硫) 点蚀 去盐分

耐 蚀 性 罅隙 应力 腐蚀 腐蚀


粒界 腐蚀

LC-Nickel Nicorros Nicorros Al

99.2

201 400 K-500

N 02 201 N 04 400 N 05 500 N 10 665 N 10 629 N 06 455 N 06 625 N 06 059 □ 3) □ ● ● ○ ○ ● ● ● ●
3)

□ ○ ○ ● ● ○ ○ ○ ● ● ● ○ ●

○ ● 3) ●

● ● ● ○ ○ □ □ ○ ○ □ □ ○ ○ ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●



● ●

Nicrofer 6928 3) Nicrofer 6929 Nicrofer 6616 hMo Nicrofer 6020 hMo Nicrofer 5923 hMo

3)

B-2 B-4 C-4 625 59

● ● ● ● ●



Nicrofer 5716 hMoW

C-276

N 10 276



Nicrofer 4823 hMo Nicrofer 4221

C-3 825

N 06 985 N 08 825

● ○

● <90℃ <194℉ ● ● <90℃ <194℉ ○ ○

● ● ●

○ ○

○ ○ ●

● ● ●

● ●

○ ○ ○

● ● ●





























□ ○

○ ○

Nicrofer 3620 Nb

20

N 08 020















○ ● <190℃ <370℉ ● <190℃ <370℉ ○ ○ □ ○ ○ ○



○ ○



○ □

○ □

● ●

○ ○











Nicrofer 3127 hMo Nicrofer 3127 LC Cronifer 2803 Mo Cronifer 1925 hMo Cronifer 1925 LC

31 28

N 08 031 N 08 028

● ○ ● ○ ○ 优异



● ●

□ □

○ ○ ● ○ □

● ● ○ □

● ○ ● ● ○

● ○ ● ● □

● ○

● ○

● ○ ○ ● □

● ○ ○ ● □

● ○ ● ● ○

● ○ ○ ○ ○

S 44 660 4) N 08 926 N 08 904 注:1)中浓度(≦60%,≦90℃) ● 926 904L

● ○ □ ○良好

○ □ □ □ 可接受

○ □



● □

(摘自 Krupp VDM)

2)高浓度(>96%) 3)无氧化条件 4)以前为 N08925 *本表列显示资料仅供指引之用。 30

十三-2
镍基耐蚀合金的耐蚀性 合金种类 Nickel 200 Monel 400 Monel R-405 Monel k-500 Inconel 600 Inconel 601 Inconel 617 Inconel 625 Inconel 690 Inconel 718 Inconel X-750 Inco alloy G Inco alloy HX Inco alloy C-276 Inco alloy 330 Inco alloy 800 Inco alloy 800H Inco alloy 801 Inco alloy 802 Inco alloy 825 Inco alloy 904L Inco alloy 925 注:A:可接受 硫酸 盐酸 氢氟酸 磷酸 硝酸 有机酸 碱 盐 G.E G.E G.E G.E G.E G.E G.E G.E G.E G.E G.E G.E A G.E A A A A A G.E G.E G.E 海水 G.E G.E G.E G.E A A G.E G.E A G.E A G.E G.E G.E A A A A A G.E G.E G.E 氯化物应力 腐蚀 G.E G.E G.E G.E G.E G.E G.E G.E G.E G.E G.E G.E G.E A G.E G.E G.E G.E G.E G.E G.E G.E 镍基耐蚀合金的耐高温性能 (500℃) 氧化 渗碳 高温强度

A A G.E A G.E A G.E A A NR A NR G.E G.E G.E G.E A NR A A A NR G.E G.E A NR G.E A A NR A NR A NR A NR A NR G.E G.E G.E G.E G.E G.E G-E:良好至优良

G.E A G.E G.E G.E G.E G.E G.E A A A A G.E G.E G.E G.E NR G.E X A X A G.E G.E A NR G.E A X A X A X A X A X A G.E G.E G.E G.E G.E G.E NR:不推荐使用

NR G.E G.E NR G.E G.E NR G.E G.E NR G.E G.E A G.E G.E A G.E G.E G.E G.E G.E G.E G.E G.E G.E G.E G.E NR G.E G.E NR G.E G.E G.E G.E G.E A A A G.E G.E G.E G.E G.E A G.E G.E A G.E G.E A G.E G.E A G.E G.E A G.E G.E G.E G.E G.E G.E G.E G.E G.E X:查核具体数据

NR NR NR NR NR NR NR NR NR NR NR NR G.E G.E G.E G.E G.E G.E G.E G.E G.E G.E G.E G.E G.E G.E G.E G.E G.E G.E G.E G.E G.E NR NR NR NR NR A G.E G.E G.E G.E G.E G.E G.E G.E G.E G.E G.E G.E G.E G.E A G.E G.E A G.E G.E A NR NR NR G.E G.E A (摘自 INCO 公司资料)

31

十四、镍基焊合金焊接注意事项 焊接入热量限制: 高入热量焊接时,对 Ni 及 Co 合金产生不预期的变化。在热影响区将会发生某些 退火度及晶粒的成长。焊接制程的入热量及道间、预热温度,会决定这类变化的范 围。 高入热量可能造成结构组织的过度液化、碳化析出或其它有害于冶金现象的结果。 易言之,这类可能造成龟裂或腐蚀之损失。 母材之晶粒尺寸,也必须藉选择合适之焊接制程及技艺考量。粗大的晶粒对焊道 底部会增加龟裂的倾向,这是由于界面范围(区域)已具高水平之碳化物及其它金属 间化合物导致液化龟裂。表 1 显示,对大多数的镍合金当晶粒粗大时必须采用较低 入热的焊法来焊接。 当问题发生时,应调整焊接技艺减少入热量或者选较低入热量的焊接制程取代之。 直行焊道及焊道形状改变为技艺调整之实例且已采行。 若容许利用高入热制程或高道间、预热温度遭遇不当之惰气遮护时,于焊道面上 会形成厚氧化膜。 此氧化物将使滑顺之焊道表面变成粗糙的表面致不易移除及检查。 而氧化物对接续焊道之焊接会造成夹氧化物缺陷之敏感性。 入热量:25-30KJ/cm(最大不超过 50KJ/cm) 道间温度:100-150℃以下(最好 90℃以下) 表 1 建议焊接制程对晶粒尺寸之影响 a 结晶尺寸 b GMAWC EBW GTAW 细 X X X 粗 X 细 X X X 粗 细 X X X 粗 X 细 X X 粗 细 X X 粗 细 X X X 粗 X X 细 X X X 粗 X 细 X X X 粗 X

合金种类 600 617 625 706 718 800 AISI 316 AISI 347

SMAW X X X X X X X X X X X X X X X X

(摘自 AWS Hand Book Vol 1) 注: a、 X 符号指建议之制程。 b、 细晶粒小于 ASTM 编号 5;粗晶粒为 ASTM 编号 5 或较大者。 c、 喷弧移行。
32

十五、铝合金温度规定(电焊作业手册(下)) 一般之加热温度在 250℃以下(100℃较适宜),但对于加工硬化材或热处理材,必 须确认加热无害后才可实施。于多道焊接中,道间温度尽量控制在 50℃以下。

十六、锅炉用耐热钢管最高使用温度 钢 0.15Mo 钢管 0.5Mo 钢管 1Cr-0.3Mo 钢管 1Cr-0.5Mo 钢管 1.25Cr-0.75Si-0.5Mo 钢管 2.25Cr-1Mo 钢管 5Cr-0.5Mo 钢管 9Cr-1Mo 钢管 18Cr-8Ni(Ti, Cb, Mo)钢管 18Cr-10Ni(321H) 改良 9Cr-1Mo(Nb,V) 碳钢 种 相 当 规 格 STPA STRB STPA STRB STPA STRB STPA STRB STPA STRB STPA STRB STPA STRB STPA STRB SUS SUS SUS 11 11 12 12 21 21 22 22 23 23 24 24 25 25 26 26 304 321 347 最高使用温度 美系锅炉制 API practice 530(℃) (℃) 造厂商(℃) 475 500 550 550 575 600 (650) (700) 800 620 760 (304H) 760 650 510 705 815 (304H) 815 705 540 565 605 595 650

33

十七、耐热不锈钢特性 在日本的火力发电厂的锅炉用钢管, 多使用 SUS304、 SUS321, 但欧洲则多用 316, 347。 这类钢种在石油精炼工业的分解装置、脱硫装置、反应塔、热交换器及配管等亦 多有应用,在核能电厂范围的轻水炉反应器及配管也使用相当的普遍。 SUS309 或 310、330 等高 Cr-Ni 不锈钢耐热钢,由于有良好之耐黑皮性(Scale 性), 应用于加热器、热处理炉的配件。 作动温度高的热反应炉(器)或排气总管应用 AISI 302B、SUSXM 15JI 或者 SUS 310S 等为高温耐氧化性好的材料。另一方面,作动温度的触媒转化器,SUS304 或 SUS 409 等亦实用。除此之外,消音器则使用 SUS 410S、409 等。 石油化学工业、气体化学工业等,在 900-1000℃的高温,必须具高潜变破断强度, 应用耐热不锈铸钢,但其中 Reform Tube(重组管) 、Cracking tube(裂解管)使用 高碳 25Cr-20Ni 之 HK 40 远心铸造管。 SUS 310、347 在高温时断面收缩率低、脆化范围大,易产生高温裂。 供耐热用之 300 系列沃斯田铁不锈钢,一般选入热小焊后冷却速度快,可防止结 晶粗大化,除此之外还要注意熔坑裂。 还有,沃斯田铁不锈钢,曝露于 600-700℃之温度会引起碳化铬析出,造成耐腐蚀 性劣化与延性、韧性多少有降低的趋势。还有,因钢种经长时间的加热而析出ζ 相 (Fe-Cr 化合物),乃造成延性、韧性之降低。 表列为各种不锈钢容易析出ζ 相之温度。 表ζ 相形成的温度(℃) AISI 型 快速形成的温度 形成之最高温度 304 594 705 347 594 705 446 565 705 低碳 28Cr 621 705 316 758 844 309 788 900 310 815 980 依日本 NAS 309、309S 之最高工作温度为 920℃,不希望用于加热/冷却重复热循环 或 480-870℃长时间之曝露。 310, 310S 最大工作温度为 1070℃, 适用于加热/冷却循环或含中性、 还原性气体中。 但避免于 600-900℃范围使用。 Inconel 600 最大工作温度为 1150℃,但不适于含硫之大气中使用。 330 最大工作温度 1120℃,推荐应用于 815-1100℃,但特别适用于还原性气体或氮 化气体中。
34

十八、锅炉用各种管材的容许应力(kg/mm2) 材 质 温
350 375 钢 8.3 8.8 10.5 9.5 9.8 10.5 10.5 10.5 9.6 10.5 9.6 7.8 10.4 12.0 10.4 10.4 8.4 9.9 9.1 9.8 10.5 10.5 10.5 9.4 10.5 9.4 7.6 10.4 11.9 10.4 10.4 400 7.7 9.0 8.5 9.8 10.5 10.5 10.5 9.2 10.5 9.2 7.3 10.3 11.9 10.3 10.3 425 6.7 7.7 7.6 9.6 10.4 10.4 10.4 9.0 10.4 9.0 7.1 10.2 11.8 10.2 10.2 450 475 500 525 550


575 600


625 650 675 700 725 750 775 800

未 净 净 静 钢 0.3C 钢 0.1Mo 钢 0.5Mo 1Cr – 0.3Mo 1Cr – 0.5Mo 1-1/4Cr – 1Mo 5Cr – 1/2Mo 1-1/4Cr – 1/2Mo 9Cr – 1Mo 18 - 8 18 – 8 - Mo 18 – 8 - Ti 18 – 8 - Cb

5.4 (3.9) 5.8 (4.0) 6.4 4.9 (3.4) 9.3 8.9 7.0 (4.8) 10.0 9.4 7.5 5.2 10.0 9.4 7.5 6.5 10.0 9.4 8.3 6.5 8.8 8.2 7.4 6.0 10.0 9.4 8.3 6.5 8.8 8.5 7.9 6.7 6.9 6.7 6.5 6.3 10.1 9.9 9.6 9.1 11.6 11.3 10.8 10.2 10.1 10.0 9.8 9.6 10.1 10.0 9.9 9.6

2.9 (1.8) 4.5 (3.0) 4.9 3.7 2.7 (2.0) 4.5 3.2 2.1 (1.5) 4.8 3.5 (2.5) 5.1 4.3 2.1 1.5 6.1 5.7 5.0 3.9 8.0 6.4 5.0 3.9 9.3 8.2 7.0 5.8 9.4 8.6 6.8 5.1 9.4 8.6 6.8 5.1

1.0 3.1 3.1 4.7 3.5 3.5

2.4 2.4 3.8 2.4 2.4

1.8 1.4 2.9 1.7 1.7

1.4 1.4 2.1 1.2 1.2

1.1 1.1 1.6 0.9 0.9

0.8 0.8 1.2 0.7 0.7

0.6 0.6 0.9 0.6 0.6

注 1、上表的值全是无缝钢管。 2、( )内的容许应力值只监督机关认可时才能使用。

35

十九、双相不锈钢的一般特点 双相钢,在物理上,机械上的性质,大部分介于肥粒铁系、沃斯田铁系之间,也 具双相独特的性质。 (1).热膨胀系数,热传导度则介于肥粒铁系及沃斯田铁系不锈钢中间。含肥粒 铁相,所以具磁性。 (2).高温强度小,但在常温附近反而强度高。常温的韧性、延性一概比沃斯田 铁系低,大板的加工度有方向性。 (3).肥粒铁相,沃斯田铁相量的比例,依组成而定,但也因热处理变化,影响 诸项性质。 (4).耐粒界腐蚀,因氯离子造成的应力腐龟裂性比 18-8 系要好。还有,在高 Cr 系中添加 Mo、N 等,耐孔蚀性良好,对有机酸的其它特殊环境下也有 良好的耐蚀性。 (5).焊接龟裂的敏感性小,焊接时不易引起龟裂。

36

二十、沃斯田铁系不锈钢整形作业要领 1.*缘起 沃斯田铁系不锈钢比肥粒铁系有较大的膨胀系数及低热传导性。此二种特性造成 电焊时变形量大及具有利用火焰来整形之可行性。为了免于降低不锈钢之耐腐蚀 性,我们在作火焰整形时,必须考虑到不锈钢的特质。 整形加热时应避免(一)表面渗碳(二)入热量进入敏感地带。不锈钢最大的敏 感度是温度在 500℃左右。 因此, 加热停留在此范围应越短越好。 由实际经验得知, 即使材质最大可容温度在 500℃以下,大部分的变形都可利用火焰整形来回复。 2.作业要领 (1)依实际的变形量来调整正确的作业方式。 利用最适当的加热器火口大小及移动速率可在后述之限制内达到整形目的。 (2)表面加热温度不可超过 500℃。 此温度控制可利用温度感度蜡笔(如测温笔)测知或以加热器火口大小及移 动速率来调整。 (3)加热第一道后,温度未冷却到周遭温度前不可再施以第二道加热。 目的有三:1.使每道加热达到最佳整形效果。 2.避免材料过热。 3.达到最快可能冷却效应。 (4)除非整个构件已在同一温度,否则不要急于判定整形效果。 (5)利用氧化火焰使渗碳危险减至最少。注意加热前板面(正、反面)需除油 去脂。 (6)火焰整形后的氧化物需磨除。与焊接时所造成的氧化物一样需利用研磨清 除以回复其原有的耐腐蚀性。 3.附注 (1)一个判定表面温度之变通方法是观察表面所形成〝氧化物〞之颜色变化情 形。 (2) 如果此〝氧化物〞颜色由蓝色转变成黑色时, 表面温度就大概在 500℃左右, 利用此一变化来得知温度指示。 (摘自 AVESTA 公司资料)

37

二十一、各种金属在海水中之电位排列顺序 电位(V vs SCE)
+0.2 0 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8 -1.0 -1.2
鋅 鈹 鋁合金 鎘 軟鋼、鑄鐵 低合金鋼 鎳沃斯田鐵鑄鐵 鋁青銅 海軍黃銅(Naval Brass),黃銅,紅銅 錫 銅 Pb-Sn 軟銲(50/50) 海軍黃銅(Admiralty Brass),鋁黃銅 錳青銅 矽青銅 錫青銅 不銹鋼 410,416 洋銀 90Cu-10Ni 合金 80Cu-20Ni 合金 不銹鋼 430 鉛 70Cu-30Ni 合金 鎳鋁青銅 Ni-Cr 合金 Alloy600 銀銲料(硬銲) 鎳 銀 不銹鋼 302,304,321,347 Ni-Cu 合金 Alloys400,K-500 不銹鋼 316,317 不銹鋼 Alloy20 Ni-Cr-Mo-Cu-Si 合金 Alloy B Ni-Fe-Cr 合金 Alloy825 鈦 Ni-Cr-Mo 合金 Alloy C 石墨

-1.4

-1.6


测定条件:流速 2.4~4.0m/s,温度 10~27℃

:引起局部腐蚀时的电位(活性态的电位)

38

二十二、预热施工要领(摘自高张力钢溶接的实际 广济堂、产报出版) 1.预热设备 做为预热之热源分别使用丙烷(乙烯)之瓦斯火炬、电阻发热设备、红外线加热器 等等。由于瓦斯火炬之加热设备轻便且加热效果良好,为最常使用的。在瓦斯火炬 的加热器中,有手动加热火炬及配合加热物形状设置的多火口式固定火炬,那一种 都是用火焰直接加热。另外,也有利用瓦斯火焰加热耐火物,再利用其辐射热加热 的方式。 利用电阻发热设备(镍铬线等)的方式,即利用电阻发热的辐射热来加热。而这种 方式的加热速度较缓,自动温度调节既简单又正确,但是设备、运转的成本高。此 外,电阻设备与母材接触若附着溅渣或黑皮会造成漏电须注意。在屋外使用时,对 雨水也须注意。 红外线加热器多应用于比较薄的板。 上述之各种热源,是于焊接开槽及其周围部分加热时使用的。对于形状复杂且比 较小型的构件,有使用固定炉的。在这种情形,不会产生下述变形的问题,主要是 加热均匀为其优点,但有使用上之限制。 在选择上述各种热源时,?温度控制之正确度?加热范围的形状、尺寸?产生热 源的瓦斯、电气容易之熟练度?考虑决定作业环境。
100~150 以上(3t)

1 吋(點銲) 39

t

2.预热范围及测温 (1)预热,是在焊缝的两侧距离 100-150mm 以上(板厚的 3 倍以上)的范围进行。 当利用瓦斯火炬加热时,火炬及母材间须维持充分距离吗 ?将火炬前后、左右 移动则不致造成局部过热及急速加热。电阻加热设备或红外线加热器,需使用充 分的加热宽度。在一方面进行预热一方面焊接时,在焊接的反面(底面)装设预热 设备,继续进行加热。 预热的温度,可使用测温笔、接触式温度计或者热电偶计测。计测的位置,是 距焊缝 50mm 的位置量测。而测温笔,最好准备预热下限温度、比下限温度高 30℃左右及上限温度共三支测温笔。测温,是在加热操作之后进行,即会稍微耽 搁(约 20 秒左右)之后才进行的。这时间的耽搁,加热火焰直接接触钢板之表面, 说不定只有钢板表面为高温。此外,预热结束后到开始焊接也会耽误时间,要考 虑当焊接那时温度已下降, 这就是必须预热较高温度的理由。 像这有时延迟情形, 在焊接开始直前应再度测温,必须确认被加热到指定预热的温度。 (2)ASME B31.1 预热规定 焊前母材温度在焊接处全方位上 3 吋或 1.5 倍母材厚度,取其较大值的(指焊 道每边 3 吋或板厚 1.5t)范围不低于规定的最低温度。而点焊则在焊接处全方位 3 吋或 1.5t 上 1 吋范围内。

3.预热施工注意事项 在预热时,须注意的事项如下: (1)预热温度的下限,须保持到焊接结束。 (2)勿直接用火炬火焰在开槽面加热。瓦斯加热火焰,一旦接触钢板间隙(根隙或焊 角叠面),会出现结露情形。这结露是在预热 50-80℃时或者温度高时容易产生。 结露,在焊接时易产生气孔及焊接龟裂。 (3)一旦进行预热,由于加热的部位受热膨胀,除热应力致变形外,点焊的焊道有 时会破裂。为防止这种现象,在焊接线(焊缝)两侧均匀缓慢加热,同时对低温的 周边全部予以预热。 (4)在多道焊接时,道间的温度要维持在预热下限温度以上。对于长焊缝之全长多 道焊接时,到第二道开始焊接时温度会下降。在这种情形时,须再预热,但可 在焊缝反面装设较弱的加热设备或者装设可自动调节温度的预热设备。 (5)对于调质高张力钢,一旦预热温度过高,强度或缺口韧性会劣化。关于道间温 度也以同样情形处理。对调质钢的道间温度的上限为 200-230℃。

图 1 图标预热温度之量测点距离 (摘自 ENISO 13916,DIN Hand book)
注:1.容许温度同等化时间为母材厚度每 25mm,2 分钟(即预热停止 2 分钟内量测,指预热设备 移开情形) 。 2.道间温度量测指电弧迅速通过前之焊接范围(Weld area) 。
40

二十三、预行检定预热及道间最小温度要求
类别
ASTM A36 ASTM A53 ASTM A106 ASTM A131 Grade B Grade B Grades A,B, CS,D,DS,E Grade B Grade Y35 Grade A Grade B

钢 材 规 格
ASTM A516 ASTM A524 ASTM A529 ASTM A570 ASTM A573 ASTM A709 API 5L ABS ASTM A570 ASTM A572 ASTM A573 ASTM A588 ASTM A595 ASTM A606 ASTM A607 ASTM A618 ASTM A633 ASTM A709 ASTM A710 ASTM A808 ASTM A913 ASTM A992 API 5L API Spec. 2H API 2W API 2Y ABS Grade Ⅰ&Ⅱ

焊接方法

焊接处的板厚 in.
1/8 至 3/4(含)

预热及道间之最小温度

mm
3 至 20(含)


32
1


0 66 107 150

A

ASTM A139 ASTM A381 ASTM A500 ASTM A501 ASTM A36 ASTM A53 ASTM A106 ASTM A131

Grade B Grade B Grades A,B, CS,D,DS,E AH 32 & 36 DH 32 & 36 EH 32 & 36 Grade B Grade Y35

All grades 超过 3/4 至 1-1/2(含) 超过 20 至 38(含) Grade 65 不用低氢系焊条之手焊 Grade 36 超过 1-1/2 至 2-1/2(含) 超过 38 至 65(含) Grade B Grade X42 Grades A,B,D,CS,DS 超过 2-1/2 超过 65 Grade E All grades Grades 42,50 Grade 65 Grades A,B,C Grades 45,50,55 Grades Ⅰb,Ⅱ,Ⅲ Grades A,B Grades C,D Grades 36,50,50W Grade A,Class 2(>2in.) Grade 50 Grade B Grade X42 Grades 42,50 Grades 42,50,50T Grades 42,50,50T Grades AH 32 & 36 DH 32 & 36 EH 32 & 36 Grades A,B,D, CS,DS Grade E 41 1/8 至 3/4(含) 3 至 20(含)

150 225 300

32 1

0

ASTM A139 ASTM A381

超过 3/4 至 1-1/2(含) 使用低氢系焊条之手 焊,潜弧焊接,遮护气 体金属电弧焊接,包药 焊线电弧焊接

超过 20 至 38(含)

50

10

B
ASTM A441 ASTM A500

超过 1-1/2 至 2-1/2(含) 超过 38 至 65(含)

150

66

Grade A Grade B

ASTM A501 ASTM A516 ASTM A524 ASTM A529 ASTM A537

Grade 50 & 60 65 & 70 Grade Ⅰ&Ⅱ Grade 1& 2

超过 2-1/2

超过 65

225

107

ABS

类 别
ASTM A572 ASTM A663 API 5L ASTM A913

钢 材 规 格

焊接方法

焊接处的板厚 in. mm

预热及道间之 最小温度 ℉ ℃

C

ASTM A710 ASTM A710 ASTM 3 A709 3 ASTM A852 API 2W API 2Y

Grades 60,65 Grade E Grade X52 Grades 60,65 Grade A, Class 2 (≦2in.) Grade A, Class 3 (>2in.) Grade 70W Grade 60 Grade 60 Grade A (所有等级) Grades 50,60,65

1/8 至 3/4(含)

3 至 20(含)

50 150 225 300

10 66 107 150

使用低氢系焊条之手焊,潜弧焊接, 超过 3/4 至 1-1/2(含) 超过 20 至 38(含) 遮护气体金属电弧焊接,包药焊线电 弧焊接。 超过 1-1/2 至 2-1/2(含) 超过 38 至 65(含) 超过 2-1/2 当手焊、潜弧、遮护气体金属电弧及 包药焊线使用之焊条或焊线-焊药匹 配能依 ANSI/AWS A4.3 测试其扩散氢 最大含量为 8ml/100g(H8)时。 超过 65

ASTM A710

D

板厚≧1/8(3mm)

32

0

ASTM A913

注:1.母材温度在 32℉(0℃)以下时,预热至少 20℃,且焊接中至少须维持该温度以上。 (摘自 AWS D1.1-’ 00) 2.表中各种钢种之道间温度要求指道间温度不可低于表中的要求值。 3.ASTM A709 Grade 70W 及 ASTM A852 Grade 70 厚度在 40mm(含)以下之最大预热及道间温度不得超过 200℃,及最大厚度不超过 230℃。

42

二十四、ASME 法规预热温度规定 预 热 最 小 温 度 ℉(℃) 175℉ 250℉ 300℉ 400℉ 450℉ (80℃) (120℃) (150℃) (200℃) (230℃) ˇ ˇ ˇ ˇ ˇ ˇ ˇ ˇ ˇ ˇ ˇ ˇ ˇ

P 编 号 1 3 4 5A 5B 6 7 8 9 10 I1
C>0.30%且 t>25.0mm 其 他 ζ >60,000psi 或 t>1/2”(13.0mm) 其 他 ζ >60,000psi 或 t>1/2”(13.0mm) 其 他 ζ >60,000psi 或 Cr>6.0% 且 t>1/2”(13.0mm) 其 他 全数 全数 全数 9A 全数 9B 全数 全数

50℉ (10℃) ˇ

注:1.道间温度最大 450℉(230℃),(中船核四工程 P1G1 或 P1G2 道间温度最大 350℉、但 SECIX 规定不超过 100℉,即 350℉+100℉=450℉)。 2.非表列 P 编号材料,须依建立认可焊接程序书中规定之预热温度。 3.对 GTAW 打底根部焊接,可使用低于建立认可之焊接程序书中规定之预热温度。 4.上述表列以外之材料最低预热温度应≧10℃。

43

二十五、各钢种预热、道间温度规定(美国) 表 1.铬钼钢至少预热及道间温度与热处理温度规定
钢 种
1

1/2Cr-1/2Mo 1Cr-1/2Mo 1-1/4Cr-1/2Mo 2Cr-1/2Mo 2-1/4Cr-1Mo 3Cr-1Mo 5Cr-1/2Mo 7Cr-1/2Mo 9Cr-1Mo 9Cr-1Mo V+Nb+N

预热及道间温度 ℃ ≦13mm 13-25mm >25mm 38 93 149 121 149 149 177 149 177

热处理温(PWHT)* ℃ 621-704 621-718 677-760 704-760 732-760

177

204

204

注:*温度应不可超过钢的回火温度。 (摘自 AWS Hand Book Vol 4) 1.最大碳含量为 0.15%,但较高之碳含量,其预热温度应较表列增 38-93℃。 氩焊可使用较低之预热温度。

表 2.不同型式钢种焊接建议预热及道间温度规定
钢 种 钢种代号(命名)
1015 1020 1030 1040 1080 1330 1335 1340 1345 1345H 4027H 4032H 4037H 4042H 4047H 4118 4130 4135 4145 4145H 4340 4615 4620 4720H 4820H 5015 5046 5115 5145 5160
(接下頁)

碳含量(%)
.13-.18 .18-.23 .28-.34 .37-.44 .75-.88 .28-.33 .33-.38 .38-.43 .43-.48 .42-.49 .24-.30 .29-.35 .34-.41 .39-.46 .44-.51 .17-.23 .27-.34 .32-.39 .41-.49 .42-.49 .38-.43 .13-.18 .17-.22 .17-.23 .17-.23 .12-.17 .43-.48 .13-.18 .43-.48 .56-.64

预热℉(1) 母材厚度 4”
150° 150° 200° 300° 600° 250° 300° 350° 400° 400° 250° 300° 350° 400° 450° 250° 300° 400° 500° 500° 500° 250° 250° 300° 300° 200° 450° 200° 450° 550°





AISI-SAE(3)





AISI-SAE





AISI-SAE

铬钼钢

AISI-SAE

镍铬钼及镍钼钢

AISI-SAE





AISI-SAE

44

(承上页)





钢种代号(命名)
11-14%Mn 302 309 310 347 A36 A131Gr.B A284Gr.C A678Gr.B(4) A131-H.S. A242 Type2 A441 A588Gr.B A633Gr.E A514Gr.F(4) A514Gr.H(4) A514Gr.Q(4) A515Gr.70 A516Gr.70

碳含量(%)
.5-1.3 .15Max .20Max .25Max .08Max .27Max .21Max .29Max .20Max .18Max .20Max .22Max .20Max .22Max .10-.21 .12-.21 .14-.21 .35Max .30Max

预热℉(1) 母材厚度 4‖
仅预热 去除 母材 寒意 (b.) 250° 200° 250° 200° 350° 200° 200° 300° 250° 350° 300° 550° 300° 250°

沃斯田铁锰钢及 铬镍钢(不锈钢)

ASTM(2)

结构钢板 结构品质

ASTM

高强度低合金结构 品质

ASTM

合金及压力容器 品质钢

ASTM

(摘自 Lincoln 資料) 注:(1)这预热的建议指母材厚度 4‖焊材为低氢系。对较薄之材料可使用较低之预热温度但较厚材料则 需较高的预热温度。若使用非低氢系焊材时预热温度要各加 300℉。表列所示钢种仅代表使用 于土建及其它机器制造部分的母材。 (2)对厚 11-14%锰钢配件焊前有时给予适当较大之预热,最大 200℉(预热、道间温度不可超过 500℉)。利用磁铁核对 11-14%锰及 ASTM 300 系列铬-镍不锈钢磁性。 (3)低碳钢 (4)淬火及回火钢之‖需预热要求‖。

表 4 SPV450,SPV490 焊补要领
JIS G3115 SPV 490 以上材料 预热及道间温度 150~200℃ JIS G3115 SPV 450 以上材料 t≦25,80~120℃ t>25,120~150℃ 200~250℃ 30 分

后热温度

200~250℃ 30 分

焊接入热量(kJ/cm) 注:﹡低温用时 35kJ/cm 以下

﹡15~45

60 以下

45

二十六、铬钼钢预热及道间温度规定(日本) 表 1.低合金鋼預熱及道間溫度 鋼 種 預熱、道間溫度(℃)
C-0.5Mo 100~200 1~1.25Cr-0.5Mo 150~300 2.25Cr-1Mo 200~350 3Cr-1Mo 200~350 5Cr-0.5Mo 250~350 7Cr-0.5Mo 250~350 9Cr-1Mo 250~400 Mn-Mo-Nia 150~250 Mn-Moa 註:a.在‖壓力容器用鋼材溶接的實際-產 報‖(P77)預熱及道間溫度為 100~200℃。 但在美國軍規預熱最低溫度為 149℃,而 道間最大溫度為 260℃。

表 2.與沃斯田鐵不銹鋼之異材銲接預熱溫度 材料的種類 預熱溫度 (1) 碳 鋼
C-1/2Mo 鋼 50~100℃ 1-1/4Cr-1/2Mo 鋼 2-1/4Cr-1Mo 鋼 100~150℃ 5Cr-1/2Mo 鋼 9Cr-1Mo 鋼 註:(1)但,氣溫在 5℃以下的地方加熱至 30~50℃。

表 3 预热及道间温度
材料的种类 厚度:25mm 以下 厚度:25mm 以上 碳 钢 碳当量(1):0.45%以上 其它(2):全厚度 厚度:25mm 以下 低温用碳钢 厚度:25mm 以上 3-1/2Ni 钢 5Ni 1/2Mo 钢 1-1/4Cr-1/2Mo 钢 2-1/4Cr-1Mo 钢 5Cr-1/2Mo 钢 9Cr-1Mo 钢 Mn-Mo-Ni Mn-Mo 沃斯田铁系不锈钢 (5) 预热温度 (3) 100℃以上 100℃以上 100℃以上 (3) 100℃以上 100℃以上 t≦20 5℃min t>20 100℃min 100℃以上 150℃以上 200℃以上 150℃以上 (3) (6) 道间温度 350℃以下 100~350℃ 100~350℃ 100~350℃ 350℃以下 100~350℃ 100~350℃ 150℃以下 100~350℃ 150~350℃ 200~350℃ 150~250℃ 150℃以下* 200℃以下 备考 (4)

(4)

(4) (7)

注: (1)Ceq=C+Mn/6+Si/24。 (2)规定降低焊接部位硬度的要求。 (3)气温在 5℃以下,给予 30-50℃之加热。 (4)碳钢、钼钢及铬钼钢相互异材焊接依高合金条件。 (5) 碳钢、钼钢及铬钼钢与沃斯田铁不锈钢的异材焊接。 (6)参照表 2。 (7)焊材选沃斯田铁系(309)或英高镍系。 (8)9Ni 预热 90~120℃,道间温度 200℃以下(溶接大系,低温用钢焊接)。(一般不预热) *ASME 规定 350℉以下。 ◆表 1 及表 3 出自不同书籍,温度之要求有些差异,表 1 摘自〝溶接技术?基础〞-溶接学会 编(产报) ;表 3 摘自〝配管?溶接施工? ??品质管理〞神钢溶接?技术月刊。
46

二十七、不锈钢预热及道间温度 钢 种 预 热(℃) 麻田散铁 肥 粒 铁 沃斯田铁 双 相 系 高 碳 系
100-300 (200-400) 50-200 (100-200) (100 以下) 室温-150 -

道间温度(℃)
150-350 50-200 150 以下

PWHT(℃)
700-7601 2 -

室温-150 150 以下 注: 1.厚度 25mm 热处理一小时,或 1mm 两分钟,最少 10 分钟,然后再徐冷。 2.SUS 430 及 SUH 446,后热处理温度为 700-820℃,持温与麻田散铁相同,然后徐冷。但 SUS405 及 SUS410 与麻田散铁 PWHT 相同。 3.沃斯田铁系之 PWHT 温度为 870-900℃,每 25mm,1~2 小时后空冷,而安定化钢种热处理 温度为 850-900℃,每 25mm,1~2 小时后空冷。 4.麻田散铁系为代表之 17-4 PH 钢(析出硬化型)(C≦0.07%),普通之电弧焊接可不预热、后热 处理,但板厚较厚且拘束性严酷之接头,进行 100-150℃之预热较好。

表 1 护面钢预热温度
母 材 护 面 镍 铬 系 50℃以上 100~200℃ 金 属 铬 系 150℃ 150℃

碳钢(25m/m 以上) 锰钼钢 1Cr-1/2Mo 150~200℃ 150~200℃ 1Cr-1/4Mo 2-1/4Cr-1Mo 200~300℃ 200~300℃ 注:1.预热或后热应注意温度,需视护面钢的种类使用不同的预热温度及 道间温度(Interpass Temperature),范围多控制在 200℃~250℃间。

二十八、钢厂、轧辊合金成分及预热建议表 C Mn Si Cr Ni 合 金 种 类

Mo

V

W

AISI 1020 .20 .45 .25 AISI 1030 .30 .75 .25 AISI 1040 .40 .75 .25 AISI 8620 .20 .80 .28 .50 .55 .20 AISI 4130 .30 .50 .28 .90 .20 AISI 4140 .40 .55 .28 .90 .20 AISI 4320 .20 .55 .28 .50 1.80 .25 AISI 4340 .40 .70 .28 .80 1.80 .25 H-12 .35 .30 1.00 5.00 1.50 .30 1.40 52100 1.00 .30 .28 1.40 铸铁 1 3.25 .80 2.00 INTERNATIONAL .40 .55 .30 1.10 1.40 .15 DIN 21Cr.Mo.V.5-11 .20 .40 .45 1.35 .20 1.10 .30 DIN 1700G 13Cr. Mo44 .15 .55 .25 .85 .45 EFC 21 .23 .40 .45 1.35 1.10 .30 注: 1.灰或无合金延性(节状的)铸铁。 2.持温(浸泡)时间依轧辊质量而异(一般轧辊每寸直径 1/2 小时,指只要表面达浸泡时间。)
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建议预热温度(℉)2 300-500 400-550 450-600 500-700 600-700 650-700 600-700 650-700 700-800 700-800 800-800 700-800 700-800 600-800 700-800

二十九、 中、高碳钢焊材选用及预热、道间与 PWHT 温度规定 匹配焊材 接近母材强度 仅 单 独 接 合 母材碳当量 焊接性*5 Ceq 产品 规格*1 预热,PWHT*2 规格 预热,PWHT 预热: 预热:RT~150℃ CNS E4316 0.40~0.49 Γ 无 E7016,8 RT~150℃ PWHT:650℃ PWHT:650℃ E309-16*3 *4 预热: 预热:≧250℃ CNS E4316 E9016-G 0.50~0.59 × 无 RT~150℃ PWHT:650℃ E10016-G PWHT:650℃ E309-16*3 *4 预热: 预热:≧300℃ CNS E4316 0.60~0.69 E10016-G ≧200℃ × 无 PWHT:650℃ PWHT:650℃ E309-16*3 *4 预热: 预热:≧350℃ CNS E4316 E10016-G 0.70~0.79 × 无 ≧250℃ PWHT:650℃ E-11016-G *3 PWHT:650℃ E309-16 *4 预热: 预热:≧350℃ CNS E4316 E-11016-G ≧300℃ ≧0.80 × 无 PWHT:650℃ *3 PWHT:650℃ E309-16 *4
注: 1.Ceq 与淬火回火合金钢一样较正常化钢有较高之强度。焊接金属由于受母材稀释,可能比 焊材之抗拉强度高。最适当之选用应以母材规定之抗拉强度为主非 Ceq。 2.预热温度应随板厚及拘束度之增大而提高。 3.使用 E309-16 焊接应尽量控制小电流低熔渗焊接及焊道重叠量多些。 4.最好有预热,但可能省略。PWHT 不适用。 5.焊接性:Γ :难焊 ×:极难焊 6.RT:指室温。

23℃

氫 含 量
(cc/100g) 230℃ 340℃ 450℃ 620℃ 175℃ 120℃

0A

1

4

10

40 100

400 1000 4000 10000

保持時間(h)



焊接后热氢含量减少例(低氢系)
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三十、焊材选用方法中有关预热、道间温度之资料 1、五、碳钢(JIS 及其它规格)的焊接 表 1-1 及表 2 2、十、中、高碳钢及特殊钢焊材选用 表 1 及表 2 3、十一、铸铁焊接及焊材选用 表 1 及表 2 4、十二、钢筋混凝土用竹节钢筋焊材选用表 5、十七、铜及铜合金焊材选用 表 1 及表 2 三十一、图标焊接作业的热处理 1、焊接过程中的热处理法 ?预热主要目的为防止低 温龟裂。 ?道间温度的限制是为防 止下一道焊接温度过高而 降低韧性规定的,一般保 持在 150-250℃,由于焊 接热而造成高温,所以一 般多有限制。 ?后热是防止焊接后产生 龟裂及让氢气逸出而施 行。一般在焊后多直接加 热到 300℃约 10 分钟。 高张力钢焊接,后热温度 150 ~ 250 ℃ HT-50,170℃,30 分钟,但 提高温度可缩短保温时 间。 ?焊后热处理主要在消除 内应力,一般加热到 650℃以上,板厚 25mm 需保温一小时。

49

2、预热 2.1 预热的目的 ?预热可排除氢, 抑制硬 化等, 主要在防止低温龟 裂,但对高温裂则无效 果。

2.2 预热温度: ?一般预热可否或温度 之规定取决于碳当量或 拘束力。

?因结构物而对预热温 度的规定多少都有些差 异。

2.3 预热范围

?不锈钢的沃斯田铁系 不锈钢(304,316)不预 热,但肥粒铁系(430), 麻 田 散 铁 系 (430) 预 热 200℃以上。

?预热范围一般依结构 物而定与板厚无关。

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三十二、60~80kgf/mm2 级高张力钢预热温度(手焊条)要求
规 格 钢道路桥 适用钢种 SM58 SMA58 SM58 南港连络桥 施工计划书 HT70 HT80 SM58 SMA58 本四钢桥等 制作基准 HT70 HT80 沼 原 水 压 铁 管 规 范 大 平 奥吉野 南 原 HT70 HT80 HT80 HT80 板厚(mm) t<25 25≦t≦38 38≦t≦50 t≦25 25<t≦38 38<t≦50 50<t≦75 t≦25 25<t≦38 38<t≦50 50<t t≦25 25<t≦38 38<t≦50 50<t≦75 t≦25 25<t≦38 38<t≦50 50<t≦75 预 热 温 度 40~60℃ 80~100℃ 80~100℃ 40℃≦ 80℃≦ 80℃≦ 100℃≦ 100℃≦ 100℃≦ 120℃≦ 50℃≦ 100℃≦ 100℃≦ 100℃≦ 100℃≦ 100℃≦ 100℃≦ 120℃≦ 125℃≦ 125℃≦(后热 150℃x 2Hrs) 125℃≦(后热 150℃x 2Hrs) 备 低氢系焊条 注

HT70,HT80 材最高预热及道间 温度为 200℃(t≦50mm) 230℃(t≦50mm)以下

道间≦230℃

125℃≦(后热 150℃x 2Hrs) 工场 预热 125℃≦ 奥清津 HT80 现场 预热 125℃≦ 后热 150℃x120 分 t≦19 10℃≦ AWS A514 19<t≦38 50℃≦ AISC A517 38<t≦63.5 80℃≦ AASHTO 63.5<t 110℃≦ 19 25 50~100℃ HT60 32 75~125℃ 38 100~150℃ 50 125~175℃ 19 75~125℃ 高压气体 25 100~150℃ 球形储槽有关的 HT70 32 125~175℃ 基准(KHKS 0201) 38 150~200℃ 50 150~200℃ 19 100~150℃ 25 125~175℃ HT80 32 150~200℃ 38 150~200℃ 50 150~200℃ 注:1.SM58 为旧规格,新规格为 SM570。

JLPA No.2「LP 气体储槽基准」当 拘束度高及冬天寒冷时(5℃以 下)选择高一格厚板预热温度条 件。 (例:HT60 25mm,符合上述时, 跳一格选 32mm 对应之条件)。 预热范围距焊道中心距离 3 倍焊 道厚度(至少 100mm), 但距 50mm 处测温。

51

三十三、碳钢及低合钢预热及道间温度规定 表 1. 三种拘束等级之最小预热及道间温度 最 小 预 热 温 度 敏感性指数组群 a b 拘束 板厚 A B C D E 等级 in. mm ℉ ℃ ℉ ℃ ℉ ℃ ℉ ℃ ℉ ℃
<0.38 <9.5 <65 <18 <65 <18 <65 <18 <65 <18 140 0.38-0.75 9.5-19.1 <65 <18 <65 <18 65 18 140 60 210 0.75-1.50 19.1-38.1 <65 <18 <65 <18 65 18 175 80 230 1.50-3.0 38.1-76 65 18 65 18 100 38 200 93 250 >3.0 >76 65 18 65 18 100 38 200 93 250 d <0.38 <9.5 <65 <18 <65 <18 <65 <18 <65 <18 160 中 0.38-0.75 9.5-19.1 <65 <18 <65 <18 65 18 175 80 240 0.75-1.50 19.1-38.1 <65 <18 65 18 165 74 230 110 280 1.50-3.0 38.1-76 65 18 175 80 230 110 265 130 300 >3.0 >76 200 93 250 121 280 138 300 149 320 <0.38 <9.5 <65 <18 <65 <18 <65 <18 100 38 230 高e 0.38-0.75 9.5-19.1 <65 <18 65 18 150 66 220 104 280 0.75-1.50 19.1-38.1 65 18 185 85 240 116 280 138 300 1.50-3.0 38.1-76 240 116 265 130 300 149 300 149 320 >3.0 >76 240 116 265 130 300 149 300 149 320 a、敏感指数值之组群:A,3.0; B,3.1-3.5; C,3.6-4.0; D,4.1-4.5; 5.6-7.0。(摘自 AWS Hand Book Vol 4) b、厚度指焊接较厚部分(即不同板厚焊接以厚板为主)。 c、低拘束焊接接头指构件合理的移动自由度。 d、中拘束焊接接头指降低移动之自由度(例如,这类附贴到其它结构)。 e、高拘束焊接接头指几乎无移动之自由度(例如,厚材料或修改焊接)。 低c

F

G

℉ ℃ ℉ ℃ 60 280 138 300 149 99 280 138 300 149 110 280 138 300 149 121 280 138 300 149 121 280 138 300 149 71 280 138 320 160 116 290 143 320 160 138 300 149 320 160 149 300 149 320 160 160 320 160 320 160 110 300 149 320 160 138 320 160 320 160 149 320 160 320 160 160 320 160 320 160 160 320 160 320 160 E,4.6-5.0;F,5.1-5.5;G,

表 2.敏感性指数组群为氢含量及成分参数 Pcm 的函数 敏感性指数组群* 扩散氢 ml/100g 碳当量,Pcm 熔填金属 <0.18 <0.23 <0.28 <0.33 <0.38 5 A B C D E 10 B C D E F 30 C D E F G
Pcm(成分参数)=C+ Si Mn Cu Ni Cr Mo V + + + + + + + 5B 30 20 20 60 20 15 10

敏感性指数=12Pcm + log 10 H

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三十四、淬火、回火合金钢预热及道间温度规定 表 1. HY-80,HY-100 及 HY-130 钢建议预热及道间温度 温 度 厚 度 范 围 HY-80,HY-100 HY-130 in. mm ℉ ℃ ℉ ℃ 至 0.5 至 12.7 60-300 15-150 75-150 25-65 0.51-0.63 13.0-16.00 125-300 50-150 75-150 25-65 0.64-0.88 16.3-22.4 125-300 50-150 125-200 50-95 0.89-1.13 22.6-28.7 125-300 50-150 200-275 95-135 1.14-1.38 29.0-35.1 200-300 95-150 200-275 95-135 95-150 225-300 105-150 超过 1.38 超过 35.1 200-300

表 2.典型 ASTM 淬火及回火钢建议最小预热及道间温度 最小预热及道间温度* 厚 度 范 围 A514/A517 A533 A537 A543 in. mm ℉ ℃ ℉ ℃ ℉ ℃ ℉ ℃ 50 10 50 10 50 10 100 40 至 0.50 至 12.7 10 100 40 50 10 125 50 0.56 至 0.75 14.2 至 19.1 50 50 10 150 65 0.81 至 1.00 20.6 至 25. 4 125 50 100 40 1.1 至 1.5 27.9 至 38. 1 125 50 200 95 100 40 200 95 1.6 至 2.0 40.6 至 50.8 175 80 200 95 150 65 200 95 2.1 至 2.5 53.3 至 63.5 175 80 300 150 150 65 300 150 超过 2.5 超过 63.5 225 105 300 150 225 105 300 150
注:*以低氢的焊接要领,最大的温度不应超过既有表列值加 66℃。

A678 ℉ ℃ 50 10 100 40 100 40 150 65 150 65 150 65 -

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三十五之 1、ASME SEC Ⅷ DIV 1 焊后热处理要求 (UCS-56) 1、通则 所有现场焊道要求 PWHT,除非符合下述每一 P 编号组群排除条款要求。 2、P-1 及 P-10C 组群 1 材料,符合下述条件不要求 PWHT a、材料厚度在 1-1/2 吋(含)以下,如果材料厚度超过 1-1/4 吋且预热至少 200℉ 而且 UW-2 章节在使用上无 PWHT 之要求。 b、对材料厚度在 1-1/2 吋及当 UW-2 要求 PWHT 之任何厚度材料,则所有焊接 连接及附属件必须进行热处理,除非下述之非强制性条件: ?角焊及开槽焊道尺寸不超过 1/2 吋之附属喷嘴连接且完成之内径不大于 2 吋, 如果不形成纽带(ligament)而要求增加壳体或 head 厚度且预热至少 200℉。 ?非压力配件附属到压力配件且角焊喉厚在 1/2 吋(含)以下,及植钉焊至压力配 件,如果当压力配件厚度超过 1-1/4 吋且经预热至少 200℉。 3、P-3 及 P-10A 组群 1 材料 P-3 组群 1 及 2 与 P-10A(除 SA487,等级 IQ)在下述要求条件下不做 PWHT。 a、对厚度在 5/8 吋(含)以下的材料,如果既有焊接程序检定厚度等于或超过生产 焊接且 UW-2 章节在使用上无 PWHT 之要求。 b、对材料厚度超过 5/8 吋及当 UW-2 要求 PWHT 之任何厚度的材料,则所有焊 接连接及附属件必须进行热处理,除非下述之非强制性条件: ?管件公称壁厚小于 1/2 吋(含)且规定最大含碳量不超过 0.25%圆周焊接 (circumferential welds)。 ?非压力配件附属至压力配件角焊, 其喉厚在 1/2 吋以下(含)及植钉焊至压力件 且含碳量不超过 0.25%同时经至少 200℉之预热。 4、P-4 组群 1 及 2 材料在下述条件下不做 PWHT: a、对管件之圆周焊接,对无压力角焊最大喉厚在 1/2 吋及植钉焊至管件材料而 符合所有下列规定: ?最大公称外径 4 吋。 ?最大厚度 5/8 吋。 ?不超过 0.15%之最大规定碳含量。 ?至少预热 250℉。 b、对 SA-202 等级 A 及 B 厚度在 5/8 吋(含)以下的材料,如果既有之焊接程序 检定等于或超过生产焊接且 UW-2 章节在使用上无 PWHT 之要求。 5、P-5 组群 1 及 2 材料在下述条件下不做 PWHT: a、对管件圆周焊接,对无压力角最大喉厚在 1/2 吋及植钉焊至管件材料而符合 所有下列规定: ?最大公称外径 4 吋。 ?最大公称厚度 5/8 吋。 ?不超过 0.15%之最大规定碳含量。
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?不超过 3.00%之最大规定铬含量。 ?至少预热 300℉。 6、P-6 材料 SA-240, SA-268 及 SA-479 410 型建造容器材料且碳含量不超过 0.08%(含) 且使用沃斯田铁系焊材熔填或非空气硬化镍铬铁熔填,如果板厚不超过 3/8 吋或 厚度超过 3/8 吋至 1 1/2 吋经 450℉之预热且接头完全 RT 检查, 则不必做 PWHT。 7、P-7 材料 SA-240 及 SA268 405 或 410S 型建造容器材料且碳含量不超过 0.08%(含) 且使用沃斯田铁系焊材熔填或非空气硬化镍铬铁熔填, 如果板厚不超过 3/8 吋或 厚度超过 3/8 吋至 1 1/2 吋经 450℉之预热且接头完全 RT 检查, 则不必做 PWHT。 8、P-8 材料 无要求做 PWHT。 9、P-9A 材料(1.5Ni,2.0Ni,2.5Ni) a、在下列条件下无强制性要求 PWHT: (1)对材料厚度至 5/8 吋(含),如果既有之焊接程序检定厚度等于或超过生产焊 接且 UW-2 无 PWHT 之要求。 (2)对管件圆周对接焊,且符合所有下述条件: ?最大公称外径 4 吋。 ?最大厚度 5/8 吋。 ?不超过 0.15%之最大规定碳含量。 ?至少预热 250℉。 a b c (3)对于符合上述○,○及○附属件焊至管件角焊,如果: ?角焊喉厚小于 1/2 吋(含)。 ?材料预热至少 250℉。若特别管制之程序需要以生产坚实焊接接头可降低预 热温度。则此程序含下述但不受限制: a ○角焊喉厚须小于 1/2 吋(含)。 b ○角焊连续焊长不得超过 4 吋。 c ○做 SEC Ⅸ之焊接连接程序检定之试板厚度不得小于要焊接材料之厚度。 b、对所有厚度超过 5/8 吋焊接连接及附属件的所有材料及 UW-2 要求任何厚度 的材料强制性要做 PWHT,除非: (1)对非压力配件附属至压力配件无强制性 PWHT 喉厚在 1/2 吋(含)以下之角 焊,但若压力配件厚度起过 5/8 吋预热至少 200℉。 (2)对植钉焊至压力配件, 但当压力配件厚度超过 5/8 吋且经预热至少 200℉则 非强制性做 PWHT。

10、P-9B 组群 1 材料(3.5%Ni)
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a、 对材料厚度至 5/8 吋(含)无强制性要求做焊后热处理, 且如果既有之焊接程序 检定厚度等于或超过生产焊接且 UW-2 无 PWHT 要求则不必做 PWHT。 b、对所有厚度超过 5/8 吋的材料及容器之 UW-2 对任何厚度的材料要求热处理 时,所有之焊接及附属件必须做焊后热处理,除下述: 对非压力配件附属(装配)至压力配件无强制性 PWHT 喉厚在 1/2 吋(含)以 下之角焊,但若压力配件超过 5/8 吋预热至少 200℉。 11、P-10A 的材料(Mn-V) 须依 3、章节规定做 PWHT。 12、P-10B 及 P-10F 的材料(1Cr-V) 对所有厚度之此种材料均须做 PWHT。 13、P-10C 的材料 须依 2、章节规定做 PWHT。 14、P-10E 的材料 对 SA-268 等级 TP329(0.08 Max C)不要求做 PWHT。 15、P-10G 及 P-10H 的材料 不要求做 PWHT。 16、P-10Ⅰ的材料 厚度小于 1/2 吋(含)不要求做 PWHT。 17、P-21 至 P-45 的材料 不要求做 PWHT。 18、异材焊接(两种不同 P 编号组群材料) 焊后热处理须依材料要求之最高的 PWHT 温度来进行。 19、当非压力配件焊至压力配件时,必须依压力配件的 PWHT 来管制。

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三十五之 2、ASME B31.3 热处理要求(1984)
熔金 母材 P 1 分析 A 编号 编号 2 1 1 母材组群 碳钢 公称壁厚 in. mm 母材规定最小抗拉强度 ksi MPa All All ≦71 All >71 ≦71 All >71 All All All All All All All All All ≦71 All >71 All All All All All All ≦490 All >490 ≦490 All >490 All All All All All All All All All ≦490 All >490 All All All All 温度范围 ℉ 无 1100-1200 无 1100-1325 1100-1325 无 1300-1375 1300-1375 无 1300-1400 1350-1450 1150-1225 无 无 ℃ 无 595-650 无 595-720 595-720 无 705-745 705-745 无 705-760 730-790 620-660 无 无
公称壁厚 3 持温要求 hr/in

至少持温时间 最大硬度值 hr HRB … 1 … 1 1 … 2 2 … 2 2 2 … … … 1 1/2 … 1 1 1 … 1 1 … … … 225 225 … 225 225 … 241 241 241 … … … … … … 225 225 … … … …

≦3/4 ≦19 >3/4 >19 3 2,11 合金钢, ≦3/4 ≦19 Cr≦1/2% >3/4 >19 All All 4 3 合金钢, ≦1/2 ≦12.7 1/2%<Cr≦2% >1/2 >12.7 All All 5 4,5 合金钢, ≦1/2 & ≦3% Cr & 2-1/4%≦Cr≦10% ≦0.15% C >1/2 或 >3% Cr 或 >0.15% C 6 6 高合金钢, All All 麻田散铁系 A 240 Gr. 429 All All 7 7 高合金钢, All All 肥粒铁系 8 8,9 高合金钢, All All 沃斯田铁系 9A 10 镍合金钢 ≦3/4 ≦19 9B … >3/4 >19 10 Cr-Cu 钢 All All 10A … Mn-V 钢 ≦3/4 ≦19 >3/4 >19 All All 10E … 27Cr All All 11A SG 1 … 8%,9% ≦2 ≦51 Ni 钢 >2 >51 11A SG 2 … 5% Ni 钢 >2 >51

… 1 … 1 1 … 1 1 … 1 1 1 … … … 1/2 1/2 … 1 1 1 … 1 1

无 无 1100-1175 595-635 1400-15004 760-8154 None None 1100-1300 595-705 1100-1300 595-705 1225-13005 665-7055 None None 1025-1085 550-585 [降温率 300℉(150℃)/hr 至 600℉(315℃)] 1025-10866 550-5866

注: (1)P 编号查阅 SEC Ⅸ QW-422 表。特殊 P 编号(SP-1,SP-2,SP-3)在程序规范要求特殊考虑。热处理要求须藉工程设计及程序规范之实证建立。 (2)A 编号查阅 QW-442 表。 (3)hr/in 除以 25 换算成公制 hr/mm 单位。 (4)在持温一般时间后尽快冷却。 (5)至 1200℉(650℃)止,降温率低于 100℉(55℃)/hr;其后冷却速率须够快以防止变脆。 (6)至 600℉(315℃)止,降温率须>300℉(167℃)/hr。
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三十五之 3、焊接后热处理方法 1、适用范围:本规范在规定碳钢及低合金钢的的焊接后热处理方法。 2、后热处理方法的种类:分炉中加热之后热处理方法及焊接部位局部加热之后热处 理方法两种。 3、炉中加热之后热处理方法 3-1 加热装置:无规定加热炉的种类及型式,但必须满足 3-2 之条件。 3-2 后热处理方法:依下述之后热处理方法 (1)在做后热处理时,原则上被加热的构件是全部一体放入炉子内的,但若无法一 次摆进去,也可以分成二次。但此时,重叠加热的部分要大于 1,500mm。在炉 子外面的部分,温度斜度要缓,且不得有害于材质的影响。 (2)在被加热部位摆进炉内或移出炉外时,炉内温度须低于 425℃。 (3)在 425℃以上之温度时,被加热部位的升温速度(率)及降温率,如下式之规定。 还有,在加热部位各部分 5,000mm 范围的温差不得超过 150℃。 (a)加热情形 R1≦220 x 25/t 但最大 220℃/h;最小 55℃/h (b)冷却情形 R2≦280 x 25/t 但最大 280℃/h;最小 55℃/h R1:升温率(℃/h) R2:降温率(℃/h) t:焊道的厚度(mm) 但焊道厚度 t,如下述 《1》完全渗透之对接焊,为母材厚度。有厚、薄板时取薄板厚度。 《2》T 型或 L 型全渗透之焊接,取开槽侧母材之厚度。 《3》对部分渗透之焊接,为开槽深度或其和。 《4》角焊取喉深。 《5》在修补焊接,以补焊深度。 (4)在做后热处理时之保持温度与保温时间,详如表 1 对应母材种类之区分及表 2 所示。在保温时间中,在加热部分的全部其温差须在 85℃以下。还有,要注意 被加热部位不得有过度氧化之情形发生。 (5)从材料或者结构发现表 2 之保持温度不适用时,可由当事者协议,可依表 3 为 之。 4、局部加热之后热处理方法 4-1 加热装置:无规定加热装置的种类及型式,但必须满足 4-2 的条件。 4-2 后热处理方法:依下述之后热处理方法 (1)在后热处理时,被加热部位(含均热部位之加热范围)没加热的部分,其温度斜度 要缓,且不得有害于材质的影响。 (2)加热范围为从焊道中心算起的两侧,各须超过焊道板厚之 6 倍范围。但是,对 于圆周接头为从焊道最宽部分的外侧算起板厚 2 倍(管件等在其内侧很难计测温 度的,采 3 倍)以上的范围。 (3)在 425℃以上之温度时,其保持温度及保温时间,如 3-2(4)及(5)之规定。温度 保持中或者加热及冷却中,均热部位全部传递一样的温度,而且加热范围全部 能传递,尽可能使温度之斜度变小。
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表 1 材料区分与母材之种类记号一览表
区分 JIS 编号
G 3101 G 3103 G 3106 G 3114 G 3125 G 3128 SS 34 SS 411 SS 50 SS 55 SB 42 SB 46 SB 49 SM 41 SM 50 SM 58 Q SM 53 SMA 41 SMA 50 SMA 58 Q SPA-11 SPA-C SHY 70 SHY 70 N SHY 70 NS SPV 24 SPV 32 SPV 46 SPV 36 SPV 50 SGV 42 SGV 46 SGV 49

P-1

P-2

P-3
SB 46 M SB 49M

P-4

P-5

P-9

钢 板 钢 材

G 3115 G 3118 G 3119 G 3120 G 3124 G 3126 G 3127 G 4109 G 3452 G 3454 G 3455 G 3456

( ) 钢 管 锻 钢 品

SBV 1 SBV 2 SBV 3 SQV 1 SQV 2 SQV 3 SEV 25 SEV 30 SEV 35 SLA 24 SLA 33 SLA 37 SLA 33 Q SLA 37 Q SL 2 N 26 SL 3 N 26 SL 3 N 28 SL 3 N 45 SCMV 1 SGP STPG 38 STPG 42 STS 38 STS 42 STS 49 STPT 38 STPT 42 STPT 49 STPY 41 STPA 12 STPA 20 STPL 39 STB 35 STB 42 STB 52 STBA 12 STBA 13 STBL 39 SF 35 SF 40 SF 45 SF 50 ST 55 SF 60 SFVC 1 SFV 2 SF 55 BQ SF 60 BQ SF 65 BQ SFVA F 11 SFVA F 12 SFVA F 21 SFVA F 22 SFVQ 1 SFVQ 2 SFVQ 3 SFVA F 1 SFVA F 2 SFL 1 SFL 2
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SCMV 4 SCMV 2 SCMV 3 SCMV 5 SCMV 6

G 3457 G 3458 G 3460 G 3461 G 3462 G 3464 G 3201 G 3202 G 3203 G 3204 G 3205

STPA 22 STPA 23

STPA 24 STPA 25 STPA 26 STPL 46

STBA 20 STBA 22 STBA 23

STBA 24 STBA 25 STBA 26 STBL 46

SFVA F 5 SFVA F 9

P-4 P-5 P-6 区 分 最低保持温 595 595 595 595 675 595 度℃ 焊 6mm 以下的为 1/4 接 大于 6mm, 50mm 以下 t/25 大于 6mm,125mm 以下 t/25 部 最小保持 位 时间(H)h 厚 大于 50mm 2+(t-50/100) 大于 125mm 5+(t-125/100) 度 t
注:1、表 1 以外的材料,由当事人双方协议 2、t 值为 3-2(3) 3、P-2 及 P-9 材,淬火、回火钢的后热处理温度不得超过回火温度

表 2 后热处理温度及时间 P-1 P-2 P-3

表 3 对于保持温度抵减之保持时间 最低保持温度℃ 最小保持时间 h 595 1H 565 2H 535 3H
注:1、本表仅适用于 P-1 及 P-2 材 2、表中中间值采内插比例计算 3、H 为表 2 的最小保持时间

5、温度的测定:原则上在被加热部位装上热电偶自动侦测温度,但能用炉中温度 推断出加热部位各部分之温度情形,用炉中温度代替也可以。 6、记录:做后热处理的地方,下列事项必须加以记录。 (1)炉子或者加热设备的种类及型式 (2)保持温度及保持时间 (3)升温率及降温率 (4)其它必要事项
(摘自 JIS Z3700-‘87)

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三十六、PWHT 各种法规要求比较表 表 1、相关 PWHT 温度法规要求之比较
P 编号 钢 P1 (P2) P3 P4 碳 钢 调质高张力钢 C-Mo 钢 1Cr-1/2Mo 钢 1-1/4Cr-1/2Mo 钢 2-1/4Cr-1Mo 钢 P5 种 1994 ≧550 ≧550 ≧590 ≧6206) ≧675
6)

HPIS

JIS Z 3700 1987 ≧5951) ≧595 ≧595 ≧595

JIS B 8270 1993 ≧5951) ≧5951) ≧595

ASME Sec Ⅷ 1992 ≧5931) 538-5934) ≧5931) ≧593

ASME Sec Ⅲ 1992 593-6771) 593-6771) 593-677

ANSI B31.1 1986 600-6501) 600-6501) 700-750

ANSI B31.3 1990 593-6491) 593-7181) 704-746

BS 5500 1991 580-6201) 632-670 630-6702) 650-7002) 630-6702) 680-7202) 710-7502) 710-750 580-620

BS 2633 1987 580-620 630-6703) 630-670 630-670 680-7202) 700-7502) 710-750 590-620

677-760 5Cr-1/2Mo 钢 ≧700 9Cr-1Mo 钢 ≧7006) 2-1/2Ni 钢 ≧550 ≧5951) ≧5951) ≧5931) P9 593-6351) 3--1/2Ni 钢 ≧550 P11A 5Ni,9Ni 钢 550-585 538-565 注: 1)在法规中有降低温度而加长持温时间之替代规定。 2)温度之选定是依使用条件、环境或者强度设计条件而决定。 3)碳含量超过 0.25%时。 4)限定 JIS SHY685 等级钢。 5)在于 2-1/4Cr-1Mo、3Cr-1Mo 钢,于第二种及第三种容器能选 650℃来处理。 6)受压力的主要构件及其受直接构件以外的东西,能从表列的温度减 25℃来处理。
6)

≧675

≧6805)

≧6775)

700-760

704-760

600-630 -

593-635

552-585 (摘自‖溶接后热处理基准的解说‖)

61

表 2、ASME 法规之焊接后热处理条件规定(SecⅢ,SecⅧ,B31.1,B31.3)
P 编号 代表钢种 最小保 法规 保持温度 持时间 区分 ﹝℃﹞ ﹝h﹞ ≧593 593~677 600~650 593~649 ≧593 593~677 600~650 593~649 ≧593 593~677 700~750 704~746 ≧677 677~760 700~760 704~760 ≧593 593~677 600~650 593~635 593~635 600~630 593~635 538~566 522~585 1/4 1 1/2 1/4 1 1/4 1 1/2 1/4 1 1/4 1 1/2 1/4 2 1/4 1 1/2 1/4 2 1/4 1 1/2 1/4 1 1/4 1 1/2 1/4 1 2 1 相对于厚度之最小保持时间 ﹝h﹞ t≦ 50.8<t≦127mm t>127mm 50.8mm t/25.4 t/25 2+(t-50.8)/101.6 2+(t-50)/100 t/25.4 2+(t-50.8)/101.6 2+(t-50)/100 t/25.4 t/25.4 t/25 5+(t-127)/101.6 2+(t-50)/100 t/25.4 t/25.4 t/25 5+(t-127)/101.6 2+(t-50)/100 t/25.4 t/25.4 t/25 5+(t-127)/101.6 2+(t-50)/100 t/50.8 t/25.4 t/25 5+(t-127)/101.6 2+(t-50)/100 t/50.8 t/25.4 t/25.4 PWHT 降低保持 省略最大 温度之极 厚度 限﹝℃﹞ ﹝mm﹞ 38.1 19 19 15.91) 16 19 15.91) 12.7 13 12.7 15.92) 12.72) 132) 12.72) 15.9 13 19 15.9 16 19 50.8 51 482 538 482 482 538 544 -

Ⅷ-1 Ⅷ-2 P1 Gr 碳 钢 Ⅲ 1,2,3 B 31.1 B 31.3 Ⅷ-1 Ⅷ-2 P3 C-1/2Mo 钢 Gr Ⅲ 1/2Cr-1/2Mo 钢 1,2 B 31.1 B 31.3 Ⅷ-1 Ⅷ-2 P4 1C-1/2Mo 钢 Gr Ⅲ 1,2 1-1/4Cr-1/2Mo 钢 B 31.1 B 31.3 Ⅷ-1 2-1/4Cr-1Mo 钢 Ⅷ-2 P5 5Cr-1/2Mo 钢 Ⅲ 9Cr-1Mo 钢 B 31.1 B 31.3 Ⅷ-1 Ⅷ-2 P9A 2 1/2Ni 钢 Ⅲ B 31.1 B 31.3 Ⅷ-1 Ⅷ-2 P9B 3 1/2Ni 钢 Ⅲ B 31.1 B 31.3 Ⅷ-1 Ⅷ-2 9Ni 钢 P11A Ⅲ 5Ni 钢 B 31.1 B 31.3

t/25.4 t/25

538 550 538 550 -

注:1)仅适用 SA 202A,B。 2)仅适用 Cr≦3%。

62

表 3 PWHT 之施工条件
HPIS 保持 时间 ﹝h﹞ 碳 钢 合金钢 对板厚 最 小 对板厚 最 小
t/25
1)

JIS Z 3700
t/25 t/25
1)

JIS B 8270
t/25
6)
1)

SAME Sec.Ⅷ-1
t/25.4
7)
1)

SAME Sec.Ⅲ
t/25.4
1)

BS 5500
t/24

BS 2633 (管) ANSI B 31.1 ANSI B 31.3
t/24 t/25 t/25
1)

t/25

1
t/25
2)

0.25
2)

1 ,0.25 及 t/4
t/25
6)
2)

0.25 0.25

8) 2)

0.5
t/25.4
2)

1
t/24

0.5
t/24

0.25
1)

1
t/25

t/25.4
7)

1 425 220x25/t 55 220 280x25/t 55 280 150/5.0 85 1.5

0.25 425 220x25/t 55 220 280x25/t 55 280 150/5.0 85 1.5

1 ,0.25 及 t/4 425 220x25/t 55 220 280x25/t 55 280 140/5.0 85 1.5

8)

0.5 427 222x25.4/t 56 222 222x25.4/t 56 222 139/4.6 1.5

装入、取出最高炉温﹝℃﹞ 对板厚 最 小 最 大 对板厚 最高冷却速度 最 小 ﹝℃/h﹞ 最 大 加热、冷却中之温度差 最大﹝℃/m﹞ 保持中之温度差最大﹝℃﹞ 最高加热速度 ﹝℃/h﹞ 分次(段)加热时重叠加热之 最小尺寸﹝m﹞

427 222x25.4/t 56 222 278x25.4/t 56 278 139/4.6 835) 1.5

1,2,33) 400 3004) 220x25/t 55 220 275x25/t 55 275 150/4.5 规定温度内
1.5 取大值 5√R.t

0.5,1,2 400 220x25/t 55 220 275x25/t 55 275 -

0.25 315 335x12.7/t 2 335 335x12.7/t 335 1.5

2 0.3

注:1) t 超过 50mm 时,超过部分厚度依 0.25 t/25 比例计算增加(ASME 为 0.25 t/25.4)。 2) t 超过 125mm 时,超过部分厚度依 0.25 t/25 比例计算增加(ASME 为 0.25 t/25.4)。 3)也考虑中间温度的效果。 4)对 t>60mm 或者复杂结构物推荐值。 5)对 Div.2 为 56。 6)适用第一种容器。 7)适用第二种、第三 种容器选择两者之大值。 8)对 Div.2 为 1。

64

表 4 降低持温热处理之持温时间(JIS) JIS Z 3700 JIS B 8270 最低保持温度 最小保持时间 从规定持温减少之温度 最小保持时间 ﹝℃﹞ ﹝h﹞ ﹝℃﹞ ﹝h﹞ 595 1xH 25 2 565 2xH 55 4 535 3xH 80 10 110 20
﹝备考﹞ ﹝备考﹞ 1、本表的值适用,P-1 及 P-2。 1、本表适用 P-1,3,9。 2、表中之中间值,依比例法计算。 2、P-9 之最低保持温度为 540℃。 3、H 为标准最低保持温度时之最小保持 3、中间的值依比例法计算。 时间。 4、最小保持时间指板厚未超过 25.4mm 之保持时 间。 对超过 25.4mm 以上板厚, 每增加 25.4mm 加 1/4 小时。 5、减少温度在 80℃以上时,仅适用 P1-1,P1-2。

表 5 PWHT 温度之降低条件(ASME) 对降低温度之最小保持时间﹝h﹞ 从正规之保持温度减少 之温度℉﹝℃﹞ B 31.13) SecⅧ1) SecⅢ3) 50(27.8) 2 2 x t/25.4 2 x t/25 100(55.6) 4 4 x t/25.4 4 x t/25 2) 150(83.3) 10 10 x t/25 2) 200(111.1) 20 20 x t/25
﹝备考﹞ 1、适用 P-1,3,9A,9B。表中为未超过 25.4mm 之保持时间,若超过 25.4mm 者每 增加 25.4mm 加 1/4 小时。 2、仅适用 P-1-1,P-1-2。 3、适用 P-1,3,9A-1,9B-1。

65

表 6 各种规范对 PWHT 处理温度要求比较表(℃)
P号 P1 P2 P3 P3 P3 P4 P4 P5 材料之种类 碳钢(C-钢) 淬火、回火、 高张力钢 C-0.3Mo 钢 C-0.5Mo 钢 0.5Cr-0.5Mo 钢 1Cr-0.5Mo 钢 1.25Cr-0.5Mo 钢 2.25Cr-1Mo 钢 JIS Z3700 ASMEⅧ-1 ASMEⅧ-2 ASMEⅢ-1 BS 5500 1987 1982 1983 1982 1983 ≧595 ≧595 ≧595 ≧595 ≧595 ≧595 ≧595 ≧595 ≧595 ≧595 595-675 595-675 595-675 620±20 620±20 630-670 650-700 630-670 680-720 719-750 580-620 无要求 BS 2633 1973(‘84) 580-620 630-670 650-680 630-670 680-720 700-750 ISO TC11 550-600 HPIS E1107 1981 ≧550 ASW/ANSI D10.10 1985 590-650 ≧590

回火温度以下 回火温度以下 580-620 580-620 620-660 620-660 625-750 ≧590 ≧590 ≧620 ≧650 ≧675 ≧675 ≧700 (除 7Cr) -

-

≧675 ≧675 5Cr-0.5Mo 钢 P5 710-760 670-740 P5 7Cr-0.5Mo 钢 710-760 P5 9Cr-1Mo 钢 710-760 2-2.4Ni 钢 ≧595 ≧595 P9-A ≧595 3.5Ni 钢 ≧595 ≧595 P9-B 595-635 590-620 550-590 P11-A 9Ni 钢 550-585 535-565 无要求 注: 1、JIS,AWS,ASME 对一部分材料有减少处理温度之规定。 2、BS 2633 的 P1 为 C-Mn 钢,当 C≦0.25%时为 580-620℃,C>0.25%时为 630-670℃。 3、其它一栏有两种以上之温度时,视使用条件、环境或者强度设计条件(强度、潜变、软化)而异。 4、ISO 之 P5,其温度范围较大,但在各别的地方其温度范围为 40℃。

-

-

66

表 7 各种规范对 PWHT 保持时间、加热冷却条件要求比较表
对板厚 t/25,t/30 0.5 最小 保持时间 (h) t/25 对板厚 合金钢 1.2 最小 400 315 装入最高炉温(℃) 220 x 25.4/t 220 x 25.4/t 对板厚 加热 加热速度 55 最小 (℃/h) 220 220 最大 400 315 装入最高炉温(℃) 220 x 25.4/t 220 x 25.4/t 对板厚 冷却 冷却速度 55 最小 (℃/h) 275 260 最大 150/4.75 140/4.6 加热冷却中之最大温度差(℃/m) 83 保持中之最大温度差(℃) 规定温度 分次加热时重叠加热最小尺寸 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 (m) 1、JIS,HPIS 之碳钢,ASME 之合金钢,保温时间 t≧50 时规定 2+(t-50)/100。 2、JIS,ASME,HPIS 之合金钢,保温时间 t≧25 时规定 5+(t-125)/100。 3、对象为复杂之结构物时,希望能考虑 BS 2633 规定的为装入之最高炉温,ISO 为最小加热速度,HPIS 为最小冷却速率。 4、有关于保持中之最高温差,在 HPIS 的施工要领书中另有规定。在 BS 2633 中,2.5x√RT 位置须维持在保持温度 1/2 以上之温度。 碳钢 JIS Z3700 1987 t/25 0.25 t/25 0.25 425 220 x 25/t 55 220 425 280 x 25/t 55 280 150/5.0 85 ASME Ⅷ-1 1983 t/25 0.25 t/25 0.25 425 224 x 25/t 55 224 425 280 x 25/t 55 280 150/5.0 85 SME Ⅷ-2 1982 t/25 1 t/25 1 425 226 x 25/t 56 220 425 280 x 25/t 55 280 140/5.0 56 SME Ⅲ-1 1983 t/25 0.5 t/25 0.5 405 220 x 25/t 55 220 425 275 x 25/t 55 220 140/4.5 规定温度 BS 5500 1982 t/24 1 t/24 1-3 400 220 x 25/t 55 220 400 275 x 25/t 55 275 150/4.5 规定温度 1.5 或√RT 取大值 BS 2633 1973(’84) t/24 0.5 t/24 0.5-3 400 220 x 25/t 55 220 400 275 x 25/t 55 275 ISO TC11 HPIS E107 1981 t/25 1 t/25 1 400 220 x 25/t 50 220 425 275 x 25/t 55 275 130/4.5 (80) ASW/ANSI D10.10 1985 t/25.4 0.25 -

67

三十七、各钢种 PWHT 要求(日本资料) 表 1 各钢种别 PWHT 之温度及温度保持时间
(a)钢种别之 PWHT 温度(℃) 钢 种 ISO
550~600 580~620 580~620 620~660 620~660 625~750 670~740 550~580 -

ASME
≧593 ≧593 ≧593 ≧593 ≧593 ≧677 ≧677 ≧593 ≧593 ≧593

HPI T<100
550~600

≧100
≧550

JIS
625 625 625 625 700 700 700 625 625 625

C,C-Si,C-Mn C-Si-Mn C-0.25Mo C-0.5Mo 0.5Cr-0.5Mo 1Cr-0.5Mo 2.25Cr-1Mo 5Cr-0.5Mo 2-2.5Ni 3.5Ni Mn-Mo-Ni

≧590 ≧590 ≧620 ≧675 ≧700 ≧590

≧550(590) ≧590(620) ≧600(675) ≧600(675) ≧550(590)

(b)PWHT 之保持时间(hr)

ISO 碳钢 低合金钢 T/30 max 2 min 0.5 T/25 min 1.2

ASME T/25.4 0.25 T/25.4 0.25

<100

HPI

≧100 T/25

JIS

(T+25)/50 T/25

T/25

表 2 焊接后热处理条件的选定基准(参考)
材料的种类 对接 碳钢 角焊 插支管焊接部位 其它(2) C-1/2Mo 钢 1 1/4Cr-1/2Mo 钢 2 1/4Cr-1Mo 钢 5Cr-1/2Mo 钢 9Cr-1Mo 钢 低温用碳钢 3-1/2Ni 钢(4) 厚度 mm(1) t≦19.0 19.0<t≦25.0 25.0<t≦50.0 t≦16.0 16.0<t≦25.0 t>38.0 t 或者 t≦25.0 25.0<t 或者 t≦50.0 t 或者 t≦25.0 25.0<t 或者 t≦50.0 t 或者 t≦25.0 25.0<t 或者 t≦50.0 t 或者 t≦25.0 25.0<t 或者 t≦50.0 t 或者 t≦25.0 25.0<t 或者 t≦50.0 焊接后热处理条件 保持温度 保持时间 不需要 1 小时以上 600~650℃ 2 小时以上 不需要 600~650℃ 1 小时以上 600~650℃ 2 小时以上 600~650℃ 1 小时以上 600~650℃ 2 小时以上 2 小时以上 650~700℃ 3 小时以上 2 小时以上 700~750℃ 3 小时以上 2 小时以上 720~750℃ 3 小时以上 585~635℃ 1 小时以上 2 小时以上

(3)

沃斯田铁不锈钢 (5) 注:1、厚度依下述: T:对接焊接头的材料(母材)的公称厚度(*1)及插管接头的厚度(*2) (*1)不同厚度,以厚的为基准。(*2)参照表 3 t:喉深(厚) 2、有要求降低焊接部位之硬度、减缓残留应力规定的地方。 3、与上述碳钢相同。 4、是否实施,要考虑接头性能之要求来决定。此表所示为要实施时之条件。 5、原则上要做。但有关于安定化不锈钢(321 及 347 钢)的焊接部位,实施安定化热处理时 为 875-925℃,2 小时。

68

表 3 焊接插支管焊接部位的厚度
插支管的种类 (1) 厚度

tn+tc

Tn+tc

tn+tc 或 tr++tc 取大值

注:(1)Tn:主管的称呼厚度(mm) tc:0.7tn(但须 6mm 以上) tn:插管的称呼厚度(mm) tr:加强材(环或护管铁)的称呼厚度(mm)(无加强时 tr=0)

69

母材 碳钢 C-Mo 钢 0.5~1.25 Cr-Mo 钢 2~3Cr-Mo 钢 *5~9Cr-Mo 钢 沃斯田铁系 不锈钢

表 4 各种母材匹配及其后热处理温度 0.5~1.25 沃斯田铁系 碳钢 C-Mo 钢 2~3Cr-Mo 钢 *5~9Cr-Mo 钢 Cr-Mo 钢 不锈钢 A B C D E A B B C D E B C D E A C D E B C D E C D D E D E E E E C D E -

注) A、为 590-650℃板厚不超过 19mm 及套管接头则不做后热处理。 B、为 635-690℃板厚不超过 16mm 及套管接头则不做后热处理。 C、考虑潜变为首要地方为 635-680℃。 考虑耐蚀或者耐氢脆化地方为 690-730℃。 下述地方不做后热处理: (1)50mm 以下之阀。 (2)管径 102mm 以下之管件。 (3)套节接头。 D、690-750℃ 下述地方不做后热处理 (1)50mm 以下之阀。 (2)管径 102mm 以下之管件。 (3)套节接头。 E、705-760℃ 后热处理前,须冷却到预热温度以下。 *包括 9Cr-1Mo-V-Nb 钢

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三十八、护面钢 PWHT 建议温度 表 1 护面钢焊后热处理的建议温度 材 质 后 热 处 理 条 件 保持时间 护 面 材 母 材 保持温度(℃) (H/in) 沃斯田铁系不锈钢 碳 钢 540 4 沃斯田铁系不锈钢 碳 钢 570 2 (限低碳及安定化钢种) 1/2Mo 钢 600 1 沃 斯田铁系不锈钢 1-1/4Cr-1/2Mo 650 1 (限安定化钢种) 2-1/4Cr-1Mo 680 1 碳 钢 600 1 1/2Mo 钢 650 1 肥粒铁系不锈钢 1-1/4Cr-1/2Mo 680 1 2-1/4Cr-1Mo 700 1

母 材 钢 种 PNo.

表 2 代表性不锈护面钢之焊后热处理条件例 匹 配 不 锈 钢 钢 种 沃 斯 田 铁 系 沃斯田铁、肥粒 麻田散铁或 铁系(双相钢) 肥粒铁系 通 常 极 低 碳 安 定 型 500℃前后 600℃~650℃ 600℃~650℃ 650℃~700℃ 680℃~730℃

碳钢 P-1 500℃~550℃ 550℃~650℃1 600℃~650℃ 淬火回火钢 P-3 500℃~550℃ 550℃~650℃1 600℃~650℃ 低合金钢 P-4 600℃~650℃1 620℃~700℃ P-5 680℃~730℃

注: 1、使用于严酷的环境条件时,希选择较低的温度。 2、表中‖-―者,在 PWHT 要求时,避免这类母材与护面材匹配。

三十九、典型淬火及回火钢的焊后热处理 钢 种
沃斯田铁化温度
℉ ℃

淬火媒介

回火温度
℉ ℃

微 结 构 组 织

ASTM A514,A517 ASTM A533,Type B ASTM A537,Class 2 ASTM A543,Type B HY-80,HY-100 HY-130

1650 1550 1650 1650 1650 1500

899 843 899 899 899 899 816

ASTM A678,Grade C 1650

水或油 1150 621 变韧铁及麻田散铁 变韧铁及麻田散铁(薄板)或 水 1100 593 肥粒铁及变韧铁(厚板) 肥粒铁及变韧铁,麻田散铁 水 1100 593 或三种都有 水 1100 593 变韧铁及麻田散铁 肥粒铁及变韧铁,麻田散铁 水 1100 593 或三种都有 水 1200 649 变韧铁及麻田散铁 水 1000 538 变韧铁及麻田散铁

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四十、焊后热处理 1、广义的 PWHT,包括下列的热处理: ?应力消除 ?完全退火 ?固溶化热处理 ?正常化 ?正常化及回火 ?淬火及回火 ?回火 ?低温应力消除 ?析出热处理 此外,避免焊接部位的急冷,除氢之焊接后之后热,但不包括焊后变形整形的点 状、线状加热。 2、局部加热方式 ?电阻加热 ?感应加热 ?瓦斯火口加热 ?发热体(利用化学反应) 3、PWHT 的目的 A、残留应力及变形对策 A.1 缓和焊接残留应力 A.2 形状尺寸之安定(为着机械加工等) B、改善母材、焊接部位、结构物的性能 B.1 焊接热影响区的软化 B.2 增大焊接金属的延性 B.3 提高破坏韧性 B.4 去除含有之气体 B.5 改善潜变特性 B.6 提高耐腐蚀性能 B.7 改善疲劳强度 4、PWHT 注意点: ?淬火、回火钢,加热温度原则在回火温度以下。 ?加热、冷却要均匀,一般温度在 425℃以上。 ?保持时间,依焊接部位的厚度而定。

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5、焊接部位的厚度 在 PWHT,依照焊接部位的厚度决定持温时间、冷却速度,但焊接部位的厚度 如下之考虑。在全渗透的对接接头为公称厚度,当厚度不同时以薄的尺寸为主。 开槽焊接,以开槽深度为准。在搭接接头,以较厚材料之公称厚度为准,但喷嘴 补强部位的地方, 为接合厚度之和。 型角焊接头, T 决定 PWHT 条件, 一般没有, 但以厚材料之公称厚度为准。 6、PWHT 及 NDE 一般在最终 PWHT 进行前,进行预行 NDE 检验,其意在调查有无有害之焊接 缺陷,再于最终 PWHT 进行完成后再做最终之 NDE、耐压试验。对于特殊情形, 也有在耐压试验后进行一部分之 NDE 检验的。 7、温度计测位置 配管之 PWHT,特别在水平管,管径一旦增大,则顶部及底部温差会变大。公 称直径 10B 至 24B,温度测定点要 2 点以上,超过 24B 以上的希设置 3 点。 8、与沃斯田铁不锈钢的 Cr-Mo 或碳刚的异材接头、沃斯田铁不锈钢在低合金钢等 上面之堆焊的异材焊接,一般不希望做 PWHT。一旦进行 PWHT,则低合金钢中 的碳会向沃斯田铁不锈钢侧扩散移动,造成界面脱碳软化区(低合金侧)及析出硬 化部(不锈钢侧),致延性降低、高温强度降低,产生氢脆化感受性增大。这种现 象在碳钢在碳钢也一样会发生。 更在进行 PWHT 时, 要考虑不锈钢本身之敏感化。 所以若要进行 PWHT,先于碳钢或低合金钢先利用不锈钢焊材做护层加工后先做 PWHT 再与不锈钢利用不锈钢焊材的同材质之焊接,毋须再做 PWHT。 9、CPC(中油) (1)热处理炉温度维持在±40℉(22℃)以内,并使用炉内加热或冷却过程中,炉内 最大温差不超过 150℉(83℃) (2)局部应力消除注意事项: ?在焊道的任一边,相当于 6 倍管厚的范围须施以应力消除。 ?分支管接点有补强板(Reinforcing pad)时, 环状加热带的宽度不低于 2 倍补强 板的宽度。 ?加热带两边管子外侧必须施以绝热保温,宽度为管线公称直径的 4 倍。 焊缝加热部位,以焊缝中心为中心,其宽度不小于焊缝宽度之 2 倍,或焊缝宽度加 2‖(50mm)及(2)规定,取三者最大为基准。

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四十一、局部 PWHT 加热范围规定 1.ASME SEC Ⅲ 环形接头之 PWHT,其加热带的宽度为焊道最宽处,距其边缘每一边至少 2 吋 (50mm)或焊道厚度取小值。 2.B31.1 (1)胴围焊道之 PWHT,其加热带的宽度为接合最厚焊道处壁厚之 3 倍。 (2)对喷嘴及附件焊道,其加热带的宽度越过喷嘴或附件焊道(即从焊道边算起)距 边缘至少为管头箱(Header)厚度的 2 倍以上,且壳体完全沿着管头箱延伸。 3. D1.1 无

4.ASME SEC Ⅷ(DⅣ1) (1)环型接头之 PWHT,其加热带之宽度为距完成最宽焊道每一边至少 2 倍壳体厚 度。 (2)对管件接头之 PWHT, 其加热带之宽度从接头中心算起至少 3 倍完成焊道之最 大宽度。 (3)对喷嘴或其它焊接附件,其加热须沿着整个容器或管头箱之环形带。其加热带 宽度越过喷嘴或其它附件焊道为壁厚至少 6 倍。

5.HPIS

加热宽度为均匀加热宽度(w + 2t)之 2 倍以上,而 BS 规格规定加热宽度为距焊 道中心 2.5√Rt,且在 2.5√Rt 位置之温度为最高温度之半以上。同时,保温宽度 为 5√Rt。 (R 内半径,t 板厚) 加热范围规定要素 (1)在均匀加热宽度加热,保持于规定保持之温度值。 (2)温度之梯度不至于大到有害之程度。

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热电偶测定位置 1.1 5G 管件,电热偶置于底部如下: a)一组热电偶及一备品置于加热范围之一边缘。 b)对不同厚度,各置一组热电偶(及一备品)于 薄件顶部边缘与厚件底部边缘。 1.2 2G 管件,热电偶置于侧边如下: a)一组热电偶及一备品置于加热范围之底缘。 b)对不同厚度,置一组热电偶于每一法规要求 加热区之边缘。
批注: (1)焊接 8 吋及以下之管件,仅需一组热电偶于法规要求加热带下缘之记录。(台电)

2.1 必须尽可能使用热处理炉做热处理操作。 当不可能使用热处理炉做热处理操作时, 必须用热电偶直接粘贴在待热处理之材料上,量度并记录其温度,同时至少须使用 两个经过校正合格的热电偶一个放置在焊道中心, 另一个放置在离焊道中心 50mm 处,如下图所示

電源接頭
50mm

熱電偶 (THERMO COUPLE) 電阻線圈 (ELECTRODE RESISTANCE BAND HEATER)

管壁厚 (PIPE WALL)

銲口 (WELD)

保溫層 熱電偶 (THERMCOUPLE)

批注: 所有局部的热处理工作,以感应加热或电阻加热方式进行。(中油)

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四十二、冲净(背吹)作业(Purging Operation) 1、 背吹技艺 1.1 背吹气体的型式须依适用焊接程序书的规定,例如氩气或氮气。 1.2 背吹时须搭配一种或多种型式的塞子、汽球或冲气挡板如图 1 至图 6 所示。开 放式的焊缝,在预行冲气前用已认可之胶带,沿着接头外面封贴。此时,粘贴 之胶带于打底焊接稍微前头须撕除。 1.3 包括内部冲气的其它方法,于管件以外配件可由焊接工程师规定。对小管件于 每一焊接接头,允许全部或部分系统冲气而不用冲气挡板。 1.4 除非冲气是从根部缝隙灌入,否则要维持至打底焊道及第二层。在这种情形, 仅要求打底层要冲气。 1.5 在焊后无法进入或着压力感测胶带无法移除之管路系统,其粘贴或冲气挡板材 料,应使用水溶性纸及水溶性的胶带。 1.6 冲气的设施距焊接位置须有适当距离以防止损坏冲气设施或污染焊接之配件。 1.7 若在适用的焊接程序书中无说明内部冲气参数,但要求冲气时,参阅表 1 及后 续章节的参数。 1.8 焊前,对接接头的背面须冲约五倍体积更换的气体。焊前之冲气参数如表 1 所 示,它已计算五倍体积更换的气体。下述的公式可用于计算其它焊前管件或容 器体积及流量要求。 体积=π r2h r:管件或容器半径(呎) h:冲气挡板间距或容器的长度(呎) 范例:12 吋管件、冲气挡板间距 2 呎 体积=π ×(1/2) 2×2 呎≒2 呎 3 5 倍体积更换气体=5×2=10cfh/hr 或 20cfh/半小时,30cfh/20 分钟。 1.9 焊前冲净的气体流量要求如表 1 或上述章节规定,冲气可用适用之氧气侦测器 侦测,而侦测器如附件所示。焊前,冲气之密闭空间的含氧量要低于 1%。 1.10 气体的流量一般依适用之 WPS 或表 1 的规定,当然补充系统漏气或者补充不 同冲气体积,视需要可增加或减少流量。 (例如,在程序检定的冲气体积实质 上低于大配件的生产焊接。对所有之情况,冲气率可调整至能焊出良好无有害 之打底焊道) 。 1.11 所有之冲气进气线须接流量表。而在进气处可加装合适扩散设施,以减速及减 少乱流。氩气或氮气之进气口应位于顶部,而氦气则在底部位置。 2、 冲气材料 2.1 与沃斯田铁不锈钢或镍基合金表面接触之封口胶带、胶带(adhesive) 、可溶 性纸、薄膜、胶带(tape) 、胶等,不得含超出下述标准之污染物(重量计) : (a) 卤素总含量(无机、有机)1,000ppm。 (b) 硫含量 1,000ppm。 (c) 不得无故地添加低熔点之金属。
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(d) 在移除所有非水溶性之胶带时,必须使用无卤素之溶剂(丙酮、酒精或 同等品)擦拭。 (e) 可使用浆糊、硅胶及环氧树脂型材料做胶带粘贴。 (f) 不得使用纸背胶带。 2.2 压力侦测粘胶带在许多型式、玻璃布、聚乙烯护层布、多元酯、多元酯与玻璃 单纤维夹层及聚乙烯塑料都很有用。一些薄膜为聚乙烯醇或聚乙烯考氧化物。 胶带、薄膜或纸的适用度在制造条件下使用前应确认。也可虑使用彩色胶带以 便焊接时与金属成对比,确认焊后容易移除。 2.3 当沃斯田铁不锈钢使用胶带、纸制薄膜、胶等,在采购须附 C of C 或 CMTR 显示符合卤素、硫及低熔点金属污染极限如 2.1 章节所述。要采购胶、纸、薄 膜胶须符合 2.1 章节污染限制,如附件表列建议。 表 1 冲氩或氮气参数 公称管径 1 2 3 4 5 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36
加。

流量 (cfh) 焊前 5 10 10 15 20 25 25 30 30 30 30 40 40 40 40 40 40 50 50 60 70 焊接中 3-8 5-10 5-10 10-15 15-20 15-20 15-20 15-20 15-20 15-20 20-25 20-25 20-25 20-25 20-25 20-25 20-25 30-40 30-40 30-40 30-40

冲气挡板间距每呎冲气至少时间(分) (参阅注 1) 1 1 2 2 2 2? 4? 6 10 10 13 13 16 20 23 27 30 30 30 30 30

注 1:上述以间距一呎冲气档板为冲气时间标准。若间距超过一呎则冲气时间及/或流量须依比例增

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典型之安全端冲气挡板 (从一端进入)

注: 1. 密封胶带如附件 2. 窗口利用焊接遮光罩盖制造

冲气汽球

注: 1. 2. 3. 4.

橡胶袋外围用最好品质之帆布裤保护,防止磨擦之磨损。 成对袋子每边距接头不近于 18"。 汽球可从下列厂商购得:Safety Gas Main Stopper Co. 525 Atlantic Ave. Brooklyn, N. Y. 无加帆布罩使用气体膨胀之橡胶塞可从下列购得:Cheme Industrial Inc. Minneapolis Minn.

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材质表列 项目 A B C D E F G H 数量 1 1 2 2 2 1 1 1 内容 不锈钢-10ga. 或 12 ga. 3/16" 钢制拉式钢览 双橡胶袋-外覆帆布 塑料管 不锈钢管 2"管,2'长,冲气样品 阀 压力计 SLOAN 冲气系统

利用绳索?将消气叶片拉进。供气至叶片?

碟式檔板?置于位置上,与叶片用炼条? 连结,都在定位上灌气而膨胀,同时冲气。

叶片膨胀并进行冲气,气体垂直管壁进入并扩散消除空虚部分。侦测口及通气口?

图 1 拉炼单元(注 1)

图 2 伸缩式叶片单元(注 2)

图 3 双碟式叶片单元(注 3) 叶片标准尺寸(注 4) 纯叶片组合尺寸,吋 内部直径建议使用范围,吋 3 4 6 10 2.75 ~3.50 3.75~4.50 5.75~6.50 10.00~12.00

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注: 1. 不管管件长度,一般冲气的范围约 2 呎。 2. 伸缩式及双碟式文件板单元有效应用于 2-6 吋之管件尺寸。建议于两端及相似制造与焊接须侦测 地方之冲气。伸缩式单元其碟式挡板为可调整,在如短管接法兰及 90° 肘型管制造能于较短冲气 范围完成。碟式挡板能调整装入冲气范围,配合工作。 3. 加伸缩连结器双碟式单元能容许于更多结构之使用。 一个碟式叶片及一组碟式挡板可代替双叶片 但仅限于规定管件尺寸之应用。对 8 吋以上之管件,建议焊道的每一边有一组叶片以确保密封。 4. 任何尺寸之叶片都能买得到。 5. 制造厂商:Sloan Purge Products, Inc., 3112 Antonino Ave., Bakersfield, CA 93308; (805)322-2798

水溶性纸或薄膜挡板
核對是否為可溶性 切割尺寸大 於管件內徑 可溶性紙或薄膜擋板

可溶性膠帶或膠

图1
注: 1. 切割之圆碟型较管内径稍大(图 1)及装贴至管内(图 2)。 2. 确认水溶性,而装入之每一纸必须利用水溶解核对。 3. 禁止塞纸或薄膜至管内。

图2

4. 纸膜、胶带、胶必须无毒性、无腐蚀性,同时须符合 3.0 章节或工作规范要求(参阅附件) 。

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利用管端护盖当冲气挡板

氣體出口
(E) (D)

(C)

(B) (A)

(B) (A)

(A) 附孔之标准金属或塑料管端护盖可做气体进、出 (B) 密封粘贴胶带如附件 (C) 胶带或橡胶扣环(塞环) (D) 至少 1/4 吋管件(铜制或钢制管件、软管) (E) 来自流量计气体入口软管 海绵冲气挡板

(B)

(D)

(A)

(A) (C)

(A) 塞入管件厚度至少 2 吋之泡沬或海绵材料 (B) 至少 1/4 吋管穿过海绵 (C) 来自流量表供气体入口之管件 (D) 绳索供海绵移动用(海绵可连接在一起)

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非可溶性密封胶带、水溶性纸、胶带、胶及薄膜及氧气分析仪供货商。这类材料 应用于沃斯田铁不锈钢依 2.3 节要求提供 C of C 或测试报告证书。 (1).非可溶性胶带 ? NASHUA 357 Silver-Nashua Corp., 444 Frankkin St. Nashua, NH 0306;(608) 8880-2323 Scotch 390,481,483-3M Co., Industrial Tap Division, 3M Center., St. Paul, MN 55101;(612)733-1110 ? Polyken 222-Polyken Co., One Federal St., Boston, MA 02110; (617) 423-2000 P-670-Permacel Co., U.S. Highway 1, New Brunswick, NJ 08803; (201)524-0400 Tuck 5220, 6224-Tuck Industries, Dept. TR, One Le Fevere Lane, New Rochelle, NY 10801;(914)235-1000 (2).水溶性胶带 DISSOLVO W.A.T.- GILBRETH International Corp., 3300 State Road, Cornwells Heights, PA 19020;(215)638-7100 (3).水溶性纸 DISSOLVO WLD-35(up to 4 inch diameter) DISSOLVO WLD-60(larger than 4 inch diameter) (Address as above) (4).水溶性薄膜(Film) DISSOLVO WLD/CPV-(Address as above), QUICK-SOL-P-Polymer Films Co., 5701-32nd Ave., Woodside, NY 11377;(212) 728-1883 NON-SOL 7-005-3-Mon-Sol Div. Of Christ-Craft Industries 407 County Line Road, Gray, In 46403;(219)763-3165 (5).氧气分析仪 ? Model D2-Beckman Instruments, Inc., 2500 TR Harbor Blvd., Fullerton, CA 92632;(714)871-4848 ? Model 244-Mine Safety Appliances Co., 408 Penn Center Blvd., Pittsburgh, PA 15235;(412)241-5900 ? Model OA 255-BioMarine Industries, 45 Great Valley Center, Malvem, PA 19355;(215)6477200 (6).水溶性胶 Elmer's Clue-All-Sorden, Inc., Columbus, Ohio 4325

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3、冲净作业相关规范要求 1、ANSI/AWS D10.8-?96;4.2 章‖打底焊道之考虑‖ 焊 接开 槽及 组合调 整应 确认 能完全 渗透 且无 过度之 熔穿 。若 使用背 衬 环 (Backing Ring)则开槽及组合调整必须让背衬环及管件之开槽能完全熔融。 当使用 (Service)上要求极度干净(extreme cleanliness)或在腐蚀环境时不应使用背衬环。 在如此之使用状况,衬环与管件内表面间避免有间隙。还有其它方面之应用,例 如高速流体或内部清洁设施(例 scraping pigs),使用背衬环会造成操作上之困难。 此时,根部之焊道不用背衬环直接用 GTAW 或 GMAW 打底。这种之施焊程序参 考‖ANSI/AWS D10.11 管件无背衬打底焊接要领‖。 有两种要领应用于 Cr-Mo 钢打底焊接: (1)铬钼钢管接头经常于管内冲气(背吹),以防止氧化。但无固定之法规,下述为 常用之要领,依焊材的化学成分而选择冲气: ≦4%Cr: 4-6%Cr: >6%Cr: 无需冲气 有时冲气(依使用条件要求) 要求冲气

(2)对于至 2-1/4%Cr-Mo 接头,部分欧洲的制造厂使用钛矿系(金红石)被覆剂手焊 条,当应用于标准壁厚管件时能成功地打底。因为这类非低氢系统,适当的预 热变成非常重要。 此类焊条在美国至 1950 年已商业化即 AWS 之 E8013-B2 及 E8013-B3。 2、神钢‖溶接分方曰―杂志 1998‖配管的溶接施工云方太品质管理‖ 在石油精炼设备的配管,使用含 2%Cr 以上之铬钼钢,在利用氩焊打底时,为 防止内面焊道之氧化,必须冲气保护。当显著之氧化焊道是无法利用射线检查 查出异常情形。 3、AWS Hand Book Vol 2 GTAW 章节 当焊接所有种类之材料,使用氩及氮气可满足背吹。而氮气可(may be)满足 沃斯田铁不锈钢、铜及铜合金焊接之背吹(含氧量限制在 1%(含)以下),依体积 而定,流量在 0.5-42 l/min。

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四十三、遮护气体之应用 表 1 遮护气体的种类及其适用例
气 体 Ar Ar+1%O2 Ar+2%O2 CO2 Ar+5%CO2 Ar+20%CO2 Ar+5%H2 Ar+15%N2 Ar+15~20%He 适 用 的 材 料 Al,Mg,Ti,Ni,Cu 及其合金,9%Ni 钢 不锈钢 不锈钢 软钢,低合金钢 软钢,低合金钢,不锈钢 软钢,低合金钢,不锈钢 Ni 及其合金 Cu 及其合金 Ni 特殊合金等 备 考 脉波,喷弧移行 短路移行 短路移行,球滴移行 脉波,短路,喷弧移行 脉波,短路,喷弧移行

表 2 GMAW 的遮护气体及混合气体使用选择与适用例
化学行为 典 型 应 用 氩 气 惰性 实质上除钢以外之所有金属。 氦 气 惰性 铝、镁及铜合金需较大入热量及减少气孔。 Ar+20-80%He 惰性 铝、镁及铜合金需较大入热量及减少气孔。 (比 100%He 电弧作用好)。 氮气 铜较大之入热量(欧)。 Ar+25-30%N2 铜较大之入热量(欧);比 100%N2 电弧作用好。 Ar+1-2%O2 稍氧化性 不锈钢及合金钢;某些脱氧铜合金。 Ar+3-5%O2 氧化性 碳及某些低合金钢。 CO2 氧化性 碳及某些低合金钢。 Ar+20-50%CO2 氧化性 各种不同的钢,特别应用短路模式。 Ar+10%CO2 +5%O2 氧化性 各种不同的钢(欧)。 CO2 +20%O2 氧化性 各种不同的钢(日本)。 90%He+7.5%Ar+2.5% CO2 稍氧化性 不锈钢有良好之耐蚀性、短路模式。 60 至 70%He+25 至 35%Ar+4 至 5% CO2 氧化性 韧性之低合金钢,短路模式。 遮 护 气 体

表 3 GMAW 喷弧移行时气体之选用
适用材料 遮 护 气 体 Ar 35%Ar+65%He 铝 25%Ar+75%He Ar 镁 碳钢 Ar+1-5%O2 优 点 板厚 0-25mm;最好的移行及电弧稳定性,最少的溅渣。 板厚 25-76mm;比纯 Ar 有较高之入热量;改善 5XXX Al-Mg 系列之熔融性。 超过 76mm 板厚;最大入热量;降低气孔。 优异的清洁作用。 改善电弧稳定性; 产生更有流动性及控制良好的铁水; 良好接合及焊道形状; 减少焊蚀;比纯 Ar 有较高焊速。 良好之焊道外观;减少溅渣;减少 cold lapping;无法全姿势焊接。 减少焊蚀;提供良好韧性。 改善电弧稳定性;产生更有流动性及控制良好之铁水;良好之接合及焊道外 形;于厚重不锈钢减少焊蚀。 提供比 1%O2 混合气较好之电弧稳定性、接合及焊速适合于薄板不锈钢材。 有良好之湿润性;就是厚度至 3.2mm 可降低焊接金属之流动性。 混合 50 及 75%的 He,有较高之入热量以抵消厚重材料之散热。 有良好之电弧稳定性;最小之焊接污染;要求惰文背吹防止背焊道受空气之 污染。

Ar+3-10%O2 低合金钢 Ar+2%O2 不锈钢 铜、镍及 其合金 钛 Ar+1%O2 Ar+2%O2 Ar Ar+He Ar

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表 4 镍合金及不锈钢焊接遮护气体
适 用 材 料 焊 法 气 体 种 类 Ar He Ar+He Ar+1-3%O2 Ar+1-3%CO22) Ar+He+O2 Ar+He+CO22) Ar+He+CO2+H22) Ar He Ar+He 沃斯田铁 肥粒铁沃斯田铁 (●) ●1) ●3) ●4) 肥粒铁 高合金 沃斯田铁 ● 高合金 肥粒铁沃斯田铁 6) ● 镍合金

M I G 焊 接

(●) ●1) ●3) ●4) ●4) ● ●5)

(●) ●1) ●3) ●4)



T I G 焊 Ar+2-5%H2 接





● ●5)



● ●5)

(摘自 SANDVIK 型录) 冲净(背吹)气体: 对所有母材,Ar 均适合作为背吹气体。对高合金肥粒铁-沃斯田铁也能使用氮气作背吹气体。 注:1)比 Ar 其熔池有较高之流动性。 2)要求超低碳地方不能使用。 3)比 Ar 其熔池有较高之流动性。比 Ar+1-3%O2 有稍好之短路电弧焊接特性。 4)比 Ar 其熔池有较高之流动性。比 Ar+1-3%CO2 有稍好之短路电弧焊接特性。 5)自动焊接为主。高的焊接速度、 ,多道焊有气孔之顾虑。 6)高合金肥粒铁–沃斯田铁如 312。

表 5 遮护气体金属电弧焊接气体选用
钢 种 厚 度 移行(过渡)模式 推荐遮护气体 优 点 说 明 Ar+CO2 至 14 gauge 短路 良好的熔渗及控制扭曲、降低潜在之熔穿。 Ar+CO2+ O2 Ar+8-25%CO2 较高的熔填率且不致熔穿。最小的扭曲及溅 14 gauge-1/8 吋 短路 Ar+He+CO2 渣。全姿式控制性良好。 高焊速。良好的熔渗及熔池控制,适合全姿势 100%CO2 短路 Ar+15-25%CO2 焊接。 短路 Ar+25%CO2 适合于高电流及高速焊接。 球滴 碳 钢 深熔渗;低溅渣;高移行速度。良好之全姿势 Ar+50%CO2 短路 大于 1/8 吋 焊接。 短路 深熔渗及快移行速度,但较高熔穿之顾虑。高 100% CO2 球滴(埋弧) 电流机械式焊接。 良好之电弧稳定性;增加 O2 则增加熔池流动 Ar+1- 8%CO2 喷弧 性;好的接合及焊道外形。良好的焊道外观及 熔池控制。
(接下页)

85

(承上页)



种 厚

度 移行(过渡)模式 推荐遮护气体 喷弧 短路 喷弧 高电流密度 旋转 Ar+5 - 20%CO2 Ar+CO2+O2 Ar+He+CO2 He+Ar+CO2 Ar+He+CO2+O2 Ar+CO2+O2 Ar+2 - 8%CO2 Ar+5 - 20%CO2 Ar+CO2+O2 Ar+He+CO2 Ar+8 - 20%CO2 He+Ar+CO2 Ar+CO2+O2

优 点 说 明 当增加 CO2 则提高熔池流动性及氧化性致 较高之渣、黑皮。良好之电弧稳定性,焊道 健全性及增加熔融宽度。 适用于短路及喷弧移行。 有宽的焊接电流范 围及良好电弧性能。熔池有良好之操控性, 改善焊道外形。 用于高熔填率焊接(7-14kg/hr)有时要求特别 焊接设备及技艺以达此熔填水准。 用于轻及重工件之全姿势焊接。 超出某一宽 的电弧特性及熔填范围可达到良好之脉波 喷弧稳定性。 良好之接合及焊道外形。良好的机械性质。

大于 14 gauge 脉波喷弧

短路 至 3/32 吋 短路 球滴 低及高合 金钢 大于 3/32 吋

高焊接速度。良好的熔渗及焊接熔池控制。 Ar+20 to 50%CO2 适合于全姿势焊接。 适合于高电流及高速焊 接。 Ar+2%O2 喷 弧 ( 高 电 流 Ar+5 - 10%CO2 降低焊蚀。较高的熔填率及改善焊道湿润 Ar+CO2+O2 密度及旋转) 性。深熔渗及良好的机械性质。 Arn+He+CO2+O2 Ar+2%O2 用于轻薄及重厚焊件全姿势焊接。 超过大范 Ar+5 %CO2 脉波喷弧 围之电弧特性及熔接范围可达良好之脉波 Ar+CO2+O2 喷弧稳定性。 Ar+He+CO2 短路 Ar+2 - 5%CO2 良好之熔穿及扭曲控制。也用于喷弧焊接。 焊接熔池流动性有时缓慢依基本合金而定。

钢、不锈 钢, 镍、 至 14 gauge 镍 基合金

钢、不锈 钢, 镍、 大于 14 gauge 镍 基合金

短路

喷弧

不锈钢

大于 14 gauge 脉波喷弧

至 1/2 吋 铝 大于 1/2 吋

喷弧 脉波喷弧 喷弧 脉波喷弧

He+7.5Ar+2.5CO2 低百分比的 CO2+He 混合可降低碳之摄取, 对某些合金会引起粒间腐蚀。He 可改善湿 Ar+2 - 5%CO2 Ar+He+CO2 润作用及外形。 2 在 5%以上对某些合金之 CO He+Ar+CO2 使用应小心。适合于全姿势焊接。 良好之电弧稳定性。 可产生流动但可控制之 Ar+1 - 2%CO2 Ar+He+CO2 焊道熔池;良好的接合及焊道外观。在厚重 He+Ar+CO2 材料可减少焊蚀。 Ar+1 - 2%CO2 使用于轻薄及厚重焊件全姿势焊接。 超过大 Ar+He+CO2 范围之电弧特性及熔填范围可达良好之脉 He+Ar+CO2 波喷弧稳定性。 Ar+CO2+H2 最好之金属移行,电弧稳定性及板之清洁。 Ar 少或无溅渣。 当使用 DCEP(逆极性)时能移除 氧化膜。 He+20 - 50% Ar 高入热量。产生流动的焊接熔池,焊道外形 Ar+ He 平坦及深熔渗。降低气孔。 (摘自 AWS Welding Jurnal Data Sheet 228a&b)

86

四十四、遮护气体型式、纯度及露点要求
最大水份含量露点, 1 大气压 CGA 分类等级 ℉ ℃ 气态 TypeⅠG-11.1 Grade C 99.997 10.5 -76 -60 氩气 SG-A 液态 TypeⅡG-11.1 Grade C 99.997 10.5 -76 -60 气态 99.8 32 -60 -51 G-6.2 Grade H 二氧化碳 SG-C 气体 液态 99.8 32 -60 -51 G-6.2 Grade H 气态 TypeⅠG-9.1 Grade L 99.995 15 -71 -57 氦气 SG-He b 液态 TypeⅠG-9.1 Grade L 99.995 15 -71 -57 气态 99.95 32 -60 -51 TypeⅠG-5.3 Grade B 氢气 SG-H c 液态 99.995 32 -60 -51 TypeⅡG-5.3 Grade A 气态 TypeⅠG-10.1 Grade F 99.9 32 -60 -51 氮气 SG-N 液态 TypeⅡG-10.1 Grade L 99.998 4 -90 -68 气态 99.5 不适用 -54 -48 TypeⅠG-4.3 Grade B 氧气 SG-O 液态 99.5 不适用 -82 -63 TypeⅡG-4.3 Grade B (摘自 ANSI/AWS A5.32-‘97 焊接遮护气体规范) 注:a.水份含量规定为保证在全筒压状况下筒内进行分析。 b.包括氖气。 c.包括氦气。 AWS 纯度最低 最大水份含量 气体种类 产品状态 规格 要求(%) (ppm)

87

四十五、焊材管理 1、焊条的吸湿及干燥 1.1 前言 焊条从制造,经交货搬运迄使用为止,须经过一个月、二个月甚至一年以上。像 这种情形,若焊条能控制在吸湿的规定范围内则不致发生问题。 其吸湿是依焊条储存时之包装状态、周围环境、期间之程度而异。一旦于高温多 湿的场所长时间的储存,则焊条会受潮造成其功能无法发挥。焊条是由芯线与被覆 剂所构成的,但吸湿的机构很复杂。所谓吸湿是因一部份的溶剂与其粘着剂的种类 或量而定。因此,受到焊条被覆系统、吸湿速度、吸湿量而改变。 一旦使用受潮严重的焊条,不但不好用,焊接部分也会产生龟裂,甚至会发生大 的事故。在使用前焊条的保管、管理,要注意不致吸湿,若吸湿则须经烘干再使用。 在焊材的规范中均有规定吸湿、包装及干燥之要求。 再干燥温度,因焊条的系统而异,在进行再干燥时若温度过高也会造成焊接部位 的缺陷。以下为焊条的吸湿、吸湿的影响、干燥等有关之说明。 1.2 吸湿 焊条被覆剂的主要功能为: (1) 能连续而稳定的焊接之电弧稳定剂。 (2) 防止氧化、氮化的气体产生剂。 (3) 作业性良好之焊渣生成剂。 (4) 能减少熔填金属不纯物之脱氧剂。 (5) 带给熔填金属强度、韧性的合金元素。 (6) 不致造成被覆剂剥落的粘着剂。 等均匀混合配药,设计出兼有上述焊条的性能特征。此外,从相同的目的,以不 同的制造方式制造焊条。即,低氢系焊条与非低氢系焊条,图 1 所示为涂装工程相 同而干燥温度互异,前者 400℃左右之高温制造,而后者为 150℃低温干燥的制造。 这类如图 2 所示,在相同的环境下储存的焊条,吸湿完全不同。低氢系焊条,就 是少量的吸湿,对焊接部位的影响是非常之大。

製 品 成品倉庫 出 貨

成品檢查

塗 裝

檢查被覆徑 偏 心

乾 燥

篩 選

秤重、包裝

图 1 焊条制造工程

88

吸 濕 量 %
( )

鈦鐵礦系銲條

低氫系銲條

吸湿时间(hr)

图 2 一定的环境下裸放时之吸湿(吸湿条件 30℃~80%R.H) 焊条的吸湿, 使用容易吸收水分的溶剂或使用粘着被覆剂的水玻璃, 一旦焊条置 于高温多湿的地方,如图 3 所示会急速的吸湿,一旦在吸湿状态下使用就会产生 缺陷。在台湾,湿度常有超过 80%,且气温在 30℃左右其间有将近半年(5~10 月) 。在冬季时,北部容易下雨,相对湿度更高达 90%以上,所以焊条之管理就 特别的重要。已经说明过,制造时的吸湿水份量(110℃去除的水分)几乎已没有, 但实际上在使用焊条时已经过相当一段时间, 会增加吸湿性。以低氢系焊条为例, 在包装原态下放置几个月后再开封,如图 4 所示的吸湿状态,其中被覆剂以 350-1100℃去除的结晶水并没有增减(即 350-1000℃能去除某些结晶水) ,但是 110℃去除的水分或 350℃去除的水分会再度吸附而增加, 会导致超过低氢系含水 量的极限。
1.6 1.4
33℃~90% (高溫多濕)
去除水分 去除水分

吸 濕 量

1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0 4 8 12 16 20 24
20℃-65% 30℃-65% 23℃-90% 30℃-80% 22℃-80%

全 水 份 量
(%)

去除水分

(%)

吸湿时间(hr)

图 3 各种环境下不同之吸湿(低氢系)

製 造 直 後 的 狀 態

經 過 數 個 月 後

開 封 時 的 狀 態

圖 4 被覆劑中水分 變化(低氫系)

吸湿是很微妙的事情,会因焊条的放置(储存)状态而异。焊条零散的放置与置 于箱内做比较,置于箱内较不易吸湿。此外,就立着置于箱中,吸湿也较慢。像 这,在从事于现场(工地)焊接时,将焊条置于焊条箱(筒、桶)而携出,从吸 湿观点来看,可说是非常有效的使用方法。 焊条很容易吸湿,所以对包装须充分的加以检讨,像低氢系焊条受吸湿的影响很 大,如图 6 所示之实验,在 5kg 纸盒外加聚乙烯薄膜(收缩膜) ,其防湿效果最好。
89

1.0 吸 0.8 濕 量 0.6 (%) 0.4 0.2

放置狀態 A

放置狀態 A:裸著零散放置 放置狀態 B:並排放置
放置狀態 B 吸 濕 量 (%)

僅紙箱(盒)場合 聚乙烯(低密度 100μ) 聚丙烯(80μ) 聚乙烯(高密度 130μ)

放置狀態 C

放置狀態 C:罐中立著放置

25℃×90%RH 0 2 4 6 8 吸濕時間(hr) 10 12
70ψ

製造後經過月數(月)

圖 5 因放置狀態吸濕速度的差異

圖 6 包裝狀態吸濕的差異(低氫系)

1.3 吸湿的影响 焊条一旦吸湿,其被覆的颜色会变成稍黑(深)。此外,相同之焊条相互敲击,无 金属性高的声音(清脆) ,变成钝的声音(不结实声音) 。像这湿气高时,对焊条 极度吸湿可清楚知道,但是对于吸湿比较少的焊条,从表面观察、敲击是无法了 解吸湿的程度。 焊接时,电弧强、溅渣多或者于低氢系焊条焊渣形成多孔状的经验。但是,这 为作业性的一部份,实际上要确认作业性的差异是很难界定,只知作业性有差异 状况。一旦使用严重吸湿的焊条时,从焊接性来看恐怕会产生气孔、龟裂等之缺 陷问题。 1.3.1 对作业性的影响 像在梅雨季节高温又多湿,使用零散长时间放置的焊条焊接时,保护筒会呈喇 叭状膨胀,其部分还有微细的龟裂,类似有蒸气吹出的情形,这样就会有问题。 一般,一旦焊条吸湿,则作业性会显现出下列的情况。 (1)电弧强呈现不稳定。 (2)溅渣颗粒变大且增多。 (3)熔渗变深容易造成焊蚀。 (4)焊渣覆盖不均,焊道波纹变粗且外观不良。 (5)焊渣剥离性不良。在低氢系,焊渣内面孔洞变大,且发生的数量多。 当利用长尺寸焊条做水平角焊,若发现焊接开始与焊条后半段的作业性有差异 时,这可推断为焊条已吸湿。 1.3.2 对焊接性的影响 吸湿对焊接性的影响会展现在焊道表面,甚至发生于内部,不若焊接作业性能 简单的判断得知。湿气在焊接高温时会产生气体更而会分解成氢气。这氢气为造 成龟裂或气孔的原因。图 7 所示为低氢系焊条,一旦过度吸湿则有关之熔填金属 产生的氢量增加,致容易诱发龟裂。低温龟裂就是这种氢所造成的。焊接部位龟 裂的发生,并非只限于低氢系焊条,就是非低氢系焊条吸湿过多也有造成龟裂的 趋势。图 8 所示为钛铁矿系焊条的耐裂性,一旦吸湿量过多则龟裂率增加。
90

10 氫8 含 量6
(ml/100g)

100 龜 裂 率
(%)50

4 2 0.5 1 1.5 2 2.5 3

1

吸湿量(%)

2 3 吸濕量 (%)

4

图 7 吸湿量及氢含量的范例

圖 8 吸濕量及根部龜裂率之關係(鈦鐵礦系)

气孔是熔融金属在凝固的过程,如氢气等气体被封闭在钢中而造成的。当使用 吸湿过量的焊条焊接,则熔融金属中所产生的氢遽增,导致钢中产生气孔的机率 增加。图 9 所示为低氢系及钛铁矿系在各种吸湿水平下,吸湿与气孔发生状况的 调查结果图标。一旦严重吸湿,则气孔发生的量有增多的趋势。而气孔数是以 500mm 试板中利用射线检查统计结果。 除上述焊接缺陷外,使用吸湿焊条一方面会促进氢脆化,也容易造成银点、线 状组织,所以必须使用干燥的焊条。
280A(過大電流) 氣 孔 數 (個)

220A(適當電流)

吸濕量(H2O%)

(a)鈦鐵礦系
25 氣 孔 20 數 15 (個) 10 5 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 吸濕量(%) 3.0

(b)低氫系 圖 9 吸濕量及氣孔的範例

91

1.4 吸湿量的限制 使用吸湿大的焊条会产生各种现象,而发生之缺陷已如前述。所以不可使用无 法获得健全性焊道的焊条。因此,为能发挥焊条的性能,低氢系焊条、非低氢系 焊条,基本上以吸湿量决定影响作业性、耐龟裂性及耐气孔性,作为再干燥的基 准。这就是所谓的吸湿量极限。 低氢系焊条的吸湿量限制在 0.5%, 而熔填金属之氢含量则依 JIS 法、 AWS A4.3 或 ISO 3690 规定测试,在 AWS 分别规定 H4、 8 及 16 或者 ABS 的 H15、10 及 5。H4 表示熔填金属重量 100g,含氢量有 4ml,其余类推。 吸湿量与熔填金属氢含量的关系, 如图 10 所示, 一般低氢系焊条吸湿量为 0.5%, 则熔填金属中的氢含量为 4-5ml/100g,非低氢系焊条之吸湿量限制,因被覆系列 而定,有 2%或者 3%。
6 5 低氫系

6 5 4 氢3 量 2
(ml/100g)

吸 4 濕 量 3 (%)
2
350℃ 300℃ 100℃ 200℃

極低氫系

1
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

1

吸湿量(%)

乾燥時間(H)

图 10 吸湿量及氢含量的关系

圖 11 再乾燥溫度、時間及吸濕量的範例

1.5 干燥 从制造到焊条被使用,经相当时间的搬运,同时于大气环境中堆放。而且堆放 的环境、大气条件、季节的变化都不尽相同,所以就是相同品名的焊条,吸湿的 状况也互异。像低氢系焊条,就是微量的吸湿也会对焊道造成影响,所以在使用 前最好都经干燥比较好,就是非低氢系焊条,为能发挥焊条性能,使用前也必须 干燥。 说到干燥,若对温度、时间、次数等不加以注意是不合理的,焊条会因场所而 招致焊接缺陷,必须注意。 干燥温度高也好、低也好都会有问题。温度过高,会造成被覆剂气体产生剂或 脱氧剂的分解,焊接部位除发生气孔外,也会造成韧性的降低。当然,干燥温度 过低,就是在长时间是无法去除吸湿的水分。 图 11 所示为低氢系焊条在不同干燥温度、时间与水分去除状况的调查情形,温 度一低则水分无法释出。此外,吸湿水分,在其干燥温度经 30 分钟左右的干燥, 是可以去除的,但时间再久则水分不再减少。从图中是否可以用更高温度短时间 干燥的疑问。如图 12 所示低氢系焊条经 350-600℃之干燥,调查其作业性及熔填
92

金属成分(Mn,Si)的结果。在高温域就是经极短时间干燥,显著地造成焊条性能 的劣化。若在 500℃经短时间干燥则不致有问题,但长时间干燥,一旦考虑干燥 炉的分布,在这种温度干燥很危险。像这以不对的干燥温度,就是非低氢系可谓 情形一样。 焊条最适合的干燥条件如 3 之建议表列。 一般反复干燥的次数约 3 次左右(参考台朔重工建议表) 。 焊条之使用一般以半日或一天的用量为度,拆封干燥之。此外,焊条长时间置 于干燥炉内或者将电源开关切入又关掉,则被覆剂容易剥落。
Mn:0.30 Si:0.12
● ○ × ○ ○ × ? ● ○

正常品

Mn:1.10 Si:0.72

○作業性無變化 ?作業性些微變化 ●作業性明顯有變化 ×作業性顯著劣化,渣黑色,濺渣增加

600 乾 燥 500 溫 度 (℃) 400 300

× ?

Mn:0.77 Si:0.38
× ○ ○ ● ○

Mn:0.86 Si:0.43
× ○

Mn:0.80 Si:0.40

1

10 乾 燥 時 間 (H)

100

图 12 铁粉低氢系焊条因干燥温度、时间造成作业性、化学成分之变化

93

2.焊材的现场管理 2.1 前言 为获得良好的焊道,基本上必须考虑焊接合理的设计与正确的施工。一旦参考 过去种种发生的焊接事故范例,多数为焊接施工的错误,像这为了不让事故的发 生,必须进行焊接品质保证的综合管理。在一开始即充分的进行这类管理,则可 获健全性、安全性及信赖性的焊接结构物。 于此加以说明焊接材料的现场管理。 2.2 被覆手焊条 焊接的被覆剂要有良好之作业性,而且要得到健全之焊接金属,须具备下述的 种种作用(行为)构成之粉末原料。 (1) 电弧的产生,且使电弧能容易持续的电弧稳定剂。 (2) 焊接金属与大气阻隔,防止氧化、氮化的气体产生剂。 (3) 进行熔填金属脱氧、精炼的脱氧剂。 (4) 调整作业性的造渣剂。 (5) 为满足焊接金属诸项性能的合金添加剂。 (6) 给予芯线涂装上配合原料有粘着(固着)强度的粘着剂(水玻璃) 。 因此,对应焊条的种类或目的,需选配适当这类原料的配合比率或粒度构成。 2.2.1 被覆剂的吸湿 被覆是由颗粒形状或大小不同之种种粉末原料所组成,致被覆内部为多孔状, 2 其表面积以低氢系焊条为例,1g 的被覆剂约 4000-10000 cm ,非常的大。这 是吸湿剂的代表,相当于硅凝胶(Silica gel)之 1/300 左右。像这被覆剂表面积的 大小及多孔性之故,焊条本身就容易吸湿。 若使用吸湿的焊条会导致焊接作业性的劣化、焊接金属的性能也会劣化(气孔 的产生、龟裂) ,所以在使用前需如表 1 之烘干处理(可参考天泰焊条干燥一览 表) 。 表 1 标准干燥条件 被覆系 钛铁矿系 石灰钛矿系 铁粉氧化铁系 低氢系 极低氢系 干燥条件
70~100℃ ×30~60 分 70~100℃ ×30~60 分 300~350℃ ×30~60 分 350~400℃ ×30~60 分 W-W1 W

吸湿量极限值 (%)※
3 2 0.5 0.5

吸湿到达极 限值之时间 (Hr)
8 8 4 4

保温条件
100~150℃ 100~150℃

※ 水分量(干燥减量)= W=吸湿焊药的重量(g) W1=干燥后焊药的重量(g)

×100(%)

94

此外,吸湿量的极限值是指被覆剂若达到该量则必须加以干燥处理所示的极限 值,低氢系焊条吸湿量极限值为 0.5%,指利用甘油法测试熔填金属氢含量在 5ml/100g 以下的规定。 开封取出的焊条,于各种条件下堆放,其吸湿的程度如图 12 所示。图中为钛 铁矿系及铁粉氧化铁系焊条的范例,在相当程度之高温多湿的环境,知道很快会 吸湿。 其次在包装原态下,保管状况有关测定情形的说明。
吸濕水分量(%)
5 4 3 2 20℃×60% 1 0 E4301 30℃×80% 濕 90 度 (%) 80

溫 度 (℃)

30 20 10
溫度 濕度

70 60 50 0 5 10 15 20 吸濕時間(hr) 25 1.5 吸 濕 1.0 水 分 量 0.5 (%) 0 0 5 10 15 20 吸濕時間(hr) 25 30
E4327 E4301 ψ6.0mm ψ4.0mm

0

3
E4327 30℃×80%

2

1
20℃×60%

0

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10 11
6月 7月

12
8 月)

(8 月 9 月 10 月 11 月 12 月 1 月

2月 3月

4月 5月

E4301 實線:4.0ψ 點線:5.0ψ

E4327 5.0ψ 7.0ψ

經 過 月

图 12 周围环境及吸湿量的关系

圖 13 在包裝狀態長期保管時之吸濕量變化

图 13 所示为焊条在包装原态下经过一年理想条件于仓库保管时之实际范例。 其 吸湿量与开封状态做比较,就显得特别的低。但是,一旦预测实际状况,说不定 任何时间都无法达到理想状态之储存,考虑储存状况、包装材料的破损、高温多 湿环境保管等等,更而考虑到吸湿的增加,有关于长期储存的材料,使用前必须 依规定做再干燥处理。 2.2.2 在库中的管理 焊条之采购, 一般是无法在到料时立即使用, 实际上都会在进库储存一段时间 后才会使用。若储存良好则吸湿进行较缓慢。以下为焊条储存时应注意的事项。 (1) 不致受到雨水打入之屋内保管。 (2) 储存的场所避免高温多湿,通风要良好。且场所较外界的温度高约 5℃,以 防止水分凝结。 (3) 避免受海风、亚硫酸气体等会导致生锈之环境。 (4) 不要直接置于地板上,堆置于木制的栈板上。此外,不与墙壁密接,须保 留间隙供空气流通。
95

(5) 应避免堆积过重,否则会导致包装材料之破损,为吸湿的原因。 此外,有关于储存、搬运之一般注意事项举例如下: (6) 储存时依被覆系统、品名及尺寸分别整理堆放。 (7) 在仓库内堆积时,要考虑入库时间比较久的焊条能先出库。 (8) 在入、出库作业时,须于库存单据内记入必要事项。 (9) 避免下雨时于屋外搬运,若无法避免,须加防水帆布遮盖。 (10 )为防止包装及被覆剂受冲击而破损,须置于箱内并严禁用摔的。 (11)利用车辆搬运时,须堆好固定不要偏斜避免倾倒。 2.2.3 吸湿对焊接作业性及焊接性的影响 (1) 低氢系焊条 低氢系焊条熔填金属的扩散性氢含量低,所以多应用于厚板或高张力钢板、 低合金钢的焊接以防止因氢导致之延迟龟裂。 高张力钢焊接接头之焊接龟裂的 敏感性,已知受钢板的化学成分、板厚或者拘束度及熔填金属扩散性氢含量等 三个要素的影响。在 WES-3002,焊接龟裂的敏感性指数(Pc)及这三要素间 有如式(1)之关系,Pc 大至相当程度则龟裂敏感性度变高。 Pc=Pcm+H/60+t/600………………………..(1) 其中 Pc:龟裂敏感性指数 Pcm:焊接龟裂敏感性成分(组成) Pcm=C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B H:扩散性氢含量(JIS 急冷法) ,ml/100g t:板厚,mm 因此,若扩散氢含量低至某一程度则可谓耐龟裂性良好。图 14 所示为低氢 系焊条吸湿相对地表现于扩散氢含量增加, 所以必须对吸湿严格的控制。 此外, 扩散性氢含量(甘油法)以 5ml/100g 为目标上限值(水银法约 10ml/100g) , 而被覆剂的吸湿水分含量的极限值考虑约 0.5%较妥当。
E5026 E4316 (下進用) E5016 ψ5.0mm ψ6.0mm ψ5.0mm
溫度:23℃ 濕度:63% RH (13.2mmHg)

6 5 4

(cc/100g)

3 2 1 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

图 14 吸湿水分及扩散性氢含量的关系
96

关于作业性,吸湿水分量在 0.5%以上则溅渣增加,电弧也不稳定。此外有 关 60kg 或 80kg 级高张力钢为防止氢龟裂其容许的吸湿量要比 50kg 高张力钢 更低,使用前更要再干燥。 (2) 非低氢系焊条 非低氢系焊条其扩散性氢含量约 25-30 cc/100g,比低氢系焊条高,对构件 焊接有氢延迟龟裂顾虑时,通常是不选用。为此,不需要考虑因吸湿耐龟裂性 的劣化,但吸湿水分会表现于焊接作业性或机械性能的劣化。表 2 所示为钛铁 矿系焊条吸湿及焊接作业性的关系,但吸湿在 3%以上则渣的覆盖不稳定,除 焊道外观劣化外,电弧不稳定、溅渣增加,会造成焊接作业性的劣化。 表 2 E4301(4ψ )的吸湿及焊接作业性 (1)平焊、平板、直行焊道 170Amp
项 目 焊渣收缩 焊道的外观 溅渣 熔渗 电弧的稳定 (2)水平角焊 焊渣收缩 焊道的外观 焊蚀 焊道形状 等脚性 溅渣 熔渗 焊渣的剥离 (3)立角焊 100℃×1hr 再 干 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 170Amp ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 145Amp ? ◎ 稍深 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ? ◎ 稍深 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ? ◎ 稍深 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ △ △ 稍深 ○ ◎ ◎ ○ △ × △ 稍浅 △ ◎ ◎ ○ △ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 稍深 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 稍深 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 稍深 ◎ ○ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 稍深 ◎ △ ○ ◎ ○ ◎ ○ 稍深 ◎ 1.3 ◎ ◎ ◎ 稍深 ◎ 1.8 ◎ ◎ ◎ 稍深 ◎ 吸湿水分量(%) 2.9 ◎ ◎ ○ 稍深 ◎ 3.3 △ × △ 稍深 ○ 4.8 × × △ 稍深 △

电弧的稳定 性 ◎ 熔坑的稳定 ◎ 性 ◎ 熔渗 ◎ 溅渣 ◎ 焊蚀 ◎ 焊道形状 ◎ 焊道的外观 ◎ 渣的流动 注)取样依再干燥作基准 优…. ? 稍优….◎

普通….○

稍劣….△

劣….×

97

2.3 气遮护用实心焊线 2.3.1 实心焊线内有加防锈纸、聚乙烯等包装,外加瓦楞纸盒或桶装等,多数之实 心焊线为防锈及导电的考虑,进行镀铜处理。但是焊线储存于湿度高的地方或 淋雨的地方,容易生锈,一旦焊线生锈会影响送线性及导电性,致焊接条件不 稳定易生缺陷,且降低效率。更于非铁系的焊线,锈或表面变质,会显著地产 生焊接缺陷或性能的劣化,所以对焊线外部的环境需充分的管理。 2.3.2 库房焊线的管理 在手焊条所示注意事项加上焊线不得乱摔或碰撞,否则会导致塑料制的线轴 (Spool)破裂而造成线松散。 2.4 包药焊线 2.4.1 包药焊线的种类及概要 包药焊线,是在金属钢带内包入粉末状的焊药,再抽制成所需的线径 1.2ψ ~ 4.8ψ mm。其包入的焊药,依焊法或目的而异,但以脱氧剂、电弧稳定剂、合 金添加剂、造渣剂、气体产生剂等与金属成分两种为主体。一般在焊线表面不 进行电镀,但是考虑防锈及改善焊嘴导电性或焊线的送线性,需做适当的表面 处理。 2.4.2 焊线的管理 有关于包药焊线的吸湿,放置时间及焊线吸湿量的关系如图 15、图 16 所示。 其结果与手焊条比较,是比较不容易吸湿。这可由下述的理由加以考虑。
銲 線 的 重 量 增 加 率

銲線 A

銲線 B

圖 15 放置日數及銲線重量增加率的關係(1) 自遮護用包藥銲線
銲 線 的 重 量 增 加 率
放置條件 溫度:30℃ 濕度:95﹪

銲線 1 銲線 2

銲線 1 銲線 2
放置日數(日)

放置條件 大氣中

圖 16 放置日數及銲線重量增加率的關係(2) 氣遮護包藥銲線(不銹鋼)
98

擴 散 性 氫 含 量

銲線 A 銲線 B

放置條件 溫度:27℃ 濕度:80﹪

放置日數(日)

圖 17 銲線放置時間擴散性氫含量的關係(1) 自遮護用

擴 散 性 氫 含 量

放置條件 溫度:30℃ 濕度:80﹪ 放置日數(日)

圖 18 銲線放置時間及擴散性氫含量的關係(2) 氣遮護銲接用 (1) 在包药焊线用的焊药,并不使用手焊条富吸湿性粘着剂的水玻璃。 (2) 焊药原料的粒度,一般粗而表面积小。 (3) 为利用金属钢带包覆焊药,焊药不易与吸湿氛围气体直接接触。 但是焊线过度的吸湿,其焊接作业性或焊接金属的机械性质会劣化,扩散 性氢含量增加, 与其它焊材一样会产生凹坑、 气孔等之缺陷。 关于包药焊线, 放置时间与扩散性氢含量的范围如图 17、图 18 所示。 包药焊线比手焊条不易吸湿,在管理上也不能疏忽,必须考虑与其它的焊 材作约略相同之管理。 还有,使用碳钢带的焊线,为防止生锈表面进行 bluing 处理等,但一旦沾 了水或在高温多湿的环境下长时间的堆放,会生锈为造成送线性不良及扩散性 氢含量增加的原因。所以对锈及吸湿有关问题的管理,仍然非常的重要。
99

2.4.3 保管上的管理 包药焊线也在 MAG 焊接、 自遮护焊接以外的焊法中使用, 且适用的钢种也很 多。为此,焊线的分装、包装等也有多种形式。因制造厂家之不同而稍有差异, 但卷取形状有线轴、成卷及桶装。 无论那一种,在设计包装时要考虑搬运及保管时不会碰损或者吸湿、防锈等, 除要避免随便乱放处理外,领用之焊线要尽快用完。 以下为包药焊线保管上应注意事项: ?注意捆包不破损 ?搬运及保管时,不长时间堆放于高温多湿的环境 ?保管的地方不得有高温或造成表面变质的气体(如 SO2 等) ?不得造成成卷、线轴等变形致无法安装情形 ?计划先进先出,开封后要尽快使用完 ?要明确分别焊线种类,以防止误用 2.5 潜弧焊接用焊药 2.5.1 潜弧焊药大分类成熔融型、烧成型(低温烧结)及烧结型(属高温烧结)三 种。熔融型焊药是把原料以 1300℃以上的高温熔解,冷却后粉碎、调整至必要 的粒度,所以一般具有玻璃之光泽。烧成及烧结型焊药与手焊条一样,在粉末 状的焊药原料或合金剂配药后添加粘结剂造粒,是以比较低的温度烧固的东西。 2.5.2 焊药的管理 熔融型焊药为玻璃质,焊药本身并不吸湿,但是在焊药的表面会附着水分。 图 19 为纸袋包装原态进行试验的结果, 20 为焊药开封后经 250℃, 小时之 图 2 干燥后进行吸湿试验情形。 一般在大气环境下不易吸湿, 但考虑厚板或高张力钢 的焊接为防止氢龟裂,经常时间的放置,使用时必须再干燥。 烧成(结)型焊药,与焊条的焊药一样,颗粒本身为多孔性致容易吸湿。图 21 所示为装入铁桶原态保管时吸湿水分量的情形,但是装入铁桶内的焊药几乎 不吸湿。但是在开罐后,如图 22 所示容易吸湿。一旦吸湿容易造成缺陷,而缺 陷发生的前兆是焊渣内面会形成多孔状。 一旦更加吸湿, 则会在焊道表面会产生 人字形凸起焊道或麻点,最终发生成为凹坑。 2.5.3 焊药的再干燥 烧成型的焊药, 避免影响焊接作业性或者焊接金属扩散性氢含量, 吸湿水分须 抑制在 0.5%以下,另一方面熔融型焊药不易吸湿,但为能获得健全的焊道,希 依表 3 所建议的条件实施再干燥处理。

100

溫度 相對濕度 30℃ 90% 30℃ 80

圖 20 熔融型銲藥吸濕試驗結果

101

圖 22 燒成型銲藥吸濕曲線範例 表 3 潜弧焊药再干燥条件 焊 药 种 类 干燥温度(℃) 150~350 200~350 200~350 干燥时间(分) 60 60 60 熔融型焊药(玻璃状) 熔融型焊药(软石状) 烧成型焊药

注:?与焊材制造厂商建议干燥温度有不同之情形。 ?在干燥时,焊药厚度在 30mm 以下。

3.焊材干燥处理建议资料
102

(1)表 4 天泰焊条再干燥条件一览表
钢种别 被覆系统 钛铁矿系 盐基钛矿系 高纤维系 高氧化钛系 低氢系 铁粉化氧化铁系 不定型系 低氢系 本公司产品名称
E-10,EL-10,E-20 F-03,F-43 TC-10,TC-11,TC-70A1,TC-71A1 R-13,R-13D,TR-13 TL-46 TL-27L R-26 TL-50,TLF-50,TL-50U,TL-507,TL-50D,TL-51D, TLH-50, TL-501 TL-60 TL-80,TL-62N, TL-100, TL-110,TL-120 TL-508,TLH-508,TL-581 TL-128,TL-108M,TL-118M 铁粉高氧化钛系 T-23,T-24,T-25,TL-56,TL-566,TL-56L TL-76,TL-76A1 低氢系 TL-86B1,TL-86B2 ,TS-502 ,TS-505 TL-96,TL-96B3 TL-78A1 铁粉低氢系 TL-88B1,TL-88B2 TL-98B3 TAC-16

水分
3% 2% 6% 3% 0.6% 2% 3% 0.6% 0.2% 0.15% 0.6% 0.15% 2% 0.4% 0.2% 0.15% 0.4% 0.2% 0.15% 0.4% 0.2% 2% 0.2% 0.2%

温度
70`100℃ 70~100℃ 70`80℃ 70~100℃ 300~350℃ 100~150℃ 70~100℃ 300~350℃ 300~350℃ 300~350℃ 300~350℃ 300~350℃ 150~200℃ 350~400℃ 350~400℃ 350~400℃ 350~400℃ 350~400℃ 350~400℃ 350~400℃ 350~400℃ 80~120℃ 350~400℃ 350~400℃

时间
30~60 分 30~60 分 30~60 分 30~60 分 60 分 30~60 分 30~60 分 30~60 分 30~60 分 30~60 分 30~60 分 30~60 分 30~60 分 60 分 60 分 60 分 60 分 60 分 60 分 60 分 60 分 60 分 60 分 60 分

软 钢 用

高 张 力 钢 用

铁粉低氢系

耐 热 钢 用 耐 候 钢 用 低 温 钢 用 不 锈 钢 用 硬 面 耐 磨 用 铸铁 潜弧

低氢系

TAC-60 TAC-03 TN-1,TN-2,TN-3,TN-5 TN-18,TN-28,TN-38,TN-58 TS-307,TS-307HM,TS-308,TS-308H,US-308, TS-308LT,TS-308L,TS-309,TS-309L,TS-309Mo, TS-309MoL,TS-310,TS-310HC,TS-310Mo,TS-312, TS-312SB,TS-316,TS-316L,TS-316LT,TS-317, TS-317L,TS-318,TS-347,TS-410,TS-2209,TS-2553 TH-26R TH-45,TH-50,TH-60,TH-80,TH-80B,TH-80W, TH-80V,TH-90,TH-950B,TH-90HS,TH-Mn,TH-950C, TH-950HC,TH-950HN TH-50N-1,TH-50N-4,TH-90CRW,SL-A,SL-B,SL-C TH-W,TH-WM T-CAST T-CAST50,T-CAST70,T-CAST100 TF-385,565(碳钢用) TFS-300(不锈钢用)

盐基钛矿系 低氢系 铁粉低氢系

氧化钛低氢系

1%

200~250℃

30~60 分

钛矿系 低氢系 氧化钛低氢系 低氢系 低氢系 石墨系 烧结型 烧成型

3% 0.5% 3% 0.6% 0.5% 1.5% -

80~120℃ 300~350℃ 150~200℃ 300~350℃ 300~350℃ 70~100℃ 350℃ 200-300℃

30~60 分 30~60 分 30~60 分 30~60 分 30~60 分 30~60 分 60 分 60 分

(2)焊材之干燥规定(台朔重工)
103

表 5 被覆焊条干燥条件
钢种 碳 吸湿度 被覆焊条 限制 (%) E6019 钛铁矿系 E4301 3 (CNS) E4303 石灰氧化钛系 2 (CNS) E6012 高氧化钛系 3 E6013 铁粉氧化铁系 E6027 2 被覆种类 低氢系 铁粉氧化钛系 钛铁矿系 E5001 (CNS) E5003 (CNS) E7016 E7016 E7024 钢 0.5 0.5 2 3 5 3 2 0.5 0.5 0.15 允许干燥 允许储存 干燥温度 干燥时间 储存温度 允许干 时间范围 时间范围 (℃)* 分* (℃) 燥次数 (HR) (HR) 70-100 70-100 70-100 70-100 300-350 350-400 70-100 70-100 70-100 70-100 70-100 300-350 350-400 350-400 30-60 30-60 30-60 30-60 30-60 60 30-60 30-60 30-60 30-60 30-60 30-60 60 60 100-150 100-150 100-150 100-150 100-150 100-150 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 12 72 72 72 72 72 72 5 5 5 5 3 3 3 5 5 5 5 3 3 3

高 张 力 钢 石灰氧化钛系 50kg /mm? 低氢系 高 张 力 钢 60kg /mm? 高张 力钢 70kg /mm? 低 合 金 钢 肥 粒 铁 不 锈 钢

低氢系

E9016

E10016 低氢系 E11016 低温钢 E8016-X E7016-X 耐热钢 E8015-X E8016-X

0.15 0.15 0.2

350-400 350-400

60 60

100-150 100-150

12 12

24 24

2 2

低 氢 系

350-400 0.4 0.2 325-375

60

100-150

24

72

3

60

100-150

24

72

3

E9016-X 0.15 石灰氧化钛系 E410 0.5 300-350 30-60 100-150 24 72 3

石灰系

E430

0.5

300-350

30-60

100-150

24

72

3

(接次页)

104

表 5 被覆焊条干燥条件(接上页)
钢种 被覆种类 吸湿度 允许干燥 允许储存 干燥温度 干燥时间 储存温度 允许干 被覆焊条 限制 时间范围 时间范围 (℃)* 分* (℃) 燥次数 (%) (HR) (HR)

沃 斯 田 铁 不 锈 钢

E308 E308L E309 E309L E309Mo 石灰氧化钛系 E310 E312 E316L E318 E347 石灰系 E310H ENiCu-7 ENiCrFe

1

150-200

30-60

100-150

24

72

3

1 1 1

150-200 150-200 150-200

30-60 30-60 30-60

100-150 100-150 100-150

24 24 24

72 72 72

3 3 3

镍 合 金

钛铁矿系 石灰系

表 6 焊药干燥条件
钢 种 焊药种类 焊 吸湿度 允许干燥 允许储存 干燥温度 干燥时间 储存温度 允许干 药 限制 时间范围 时间范围 (℃)* 分* (℃) 燥次数 (%) (HR) (HR) 0.05 0.5 150-350 200-300 60 60 100-150 100-150 24 24 72 5 3

熔融型 碳钢、 高张力钢、 低合金钢 烧成型 低温钢

不锈钢

烧成型

1

200-300

60

100-150

24

72

3

注:*干燥温度与时间需参考焊材制造商建议条件而确定之。

105

(3). AWS D1.1 对焊条干燥、储存要求(D1.1-1998) 1、 从原始包装箱(纸盒、铁、铝罐等)拆封取出之焊材须加以防护及储存,避免影 响焊接机械性质。 2、 所有低氢系的焊条须符合 A5.1 或 A5.5 的规定,焊条在使用前须从密封容器 开封后必须立刻存放到保温箱内,温度至少 120℃。而焊条之再干燥不得超 过一次。 3、 从密封容器拆封后或者从烤箱或保温箱取用之焊条,其曝露于大气中的时间 不得超过表 1 所示 A 栏的时间。若取出之焊条曝露于大气时间未超过表 7A 栏的时间规定时,可回收放进保温箱内保持至少四小时,则该焊条可再使用。 4、 若经测试建立最大容许时间时,该曝露时间可利用表 7B 栏之时间取代之,但 测试方法须依 A5.5,3.10 章节的规定,每一种规格之每一种焊条进行,而最 大的含水率则不得超过 A5.5 表 9 的规定。E70XX,E70XX-X(A5.1 或 A5.5) 最大的含水率限制在 0.4%以下。 5、 烘干 (1)A5.1 规定焊条之烘干温度为 260-430℃,至少两小时。 (2)A5.5 规定焊条之烘干温度为 370-430℃,至少一小时 焊条在烘烤升温前, 必须先置于适当的烤箱内, 其温度不超过烘烤温度之半, 保持时间至少半小时。当达到上述要求后才能将它升至烘烤的温度。而最后要 求烘烤的时间为烤箱温度达到最后烘烤的温度开始算起。 表 7 低氢焊条容许曝露于大气的时间要求
焊 材 规 E70XX E70XXR E70XXHZR E7018M E70XX-X E80XX-X E90XX-X E100XX-X E110XX-X 范 A 栏 (hr) 4 max 9 max 9 max 9 max 4 max 2 max 1 max 1/2 max 1/2 max B 栏 (hr)

A5.1

超过 4 至 10 max

A5.5

超过 超过 超过 超过 超过

4 至 10 max 2 至 10 max 1 至 5 max 1/2 至 4 max 1/2 至 4 max

注: 1. A 栏:若焊条曝露在大气中的时间超过栏中规定时间时,使用前须再干燥。 2. B 栏:对焊条曝露在大气中的时间超过测试建立的时间时,使用前须再干燥。 3. 表 7 全表:取出之焊条置于焊条(袋)或其它的小型的开口容器非强制性使用。 4.辅助性指定符号‖R‖(耐吸湿性焊条),指低氢系焊条业经测试,曝露于大气中九小时 后符合 AWS A5.1 含水率的要求。

106

(4). 潜弧焊线及焊药(D1.1-1998) 1. 焊线及焊药组合:焊线及焊药组合必须符合 AWS A5.17 及 A5.23 之规定。 2. 焊药 ● 焊接使用的焊药必须干燥,无杂物或铁屑等。焊药储存期间必须不使变质。 ● 焊药包装如破损,使用前必须在高于 260℃之温度烘干 1 小时。 ● 已拆封后之焊药需立即使用,焊药受潮时须在高于 260℃之温度烘干 1 小时。 ● 焊接过程中未融化的焊药可回收使用但必须与新焊药混合使用。 解说: 1. 潜弧焊接可以单极或多电极进行焊接。电极间的距离以不使先前电极焊接后所 形成之焊渣完全冷却为原则。多极电弧焊接常使用于开槽焊及平角焊。 2. 焊药拆封太久,焊药会与空气中的水气结合,使焊药特性受到影响,一般常造 成焊道表面有气孔。拆封允许时间因时地而异,拆封后未立即使用之焊药,使 用前通常将上层约 3-5 公分后之焊药去除或重烘再使用。 3. 焊药新旧混合比例,可参照制造商之建议,混合之原则为控制其粒度分布能均 ㄧ及成分固定。

四十六、焊条被覆剂种类(例)及功能 表 1 被覆剂原料的功能
107

主要性质





电 弧 稳 定
○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

渣 的 形 成
○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

脱 还产 氧 原 氧 气生 化 剂 体剂 剂
○ ○ ○

合 增流 粘 金 动 着 剂 加性 剂

焊 渣 剥 离

涂 装 剂

钛铁矿 金红石、长石 二氧化锰 铁矿石 石绵 硅砂 石灰、白云石 碳酸钠、碳酸锰 萤石 高岭土(含水硅酸铝)、 冰晶石 云母、滑石
Fe-Mn(锰铁)、Fe-Si(硅铁)、 Fe-Ti(钛铁)

○ ○ ○

○ ○ ○ ○

○ ○ ○ ○

○ ○

铁粉
Fe-Ni(镍铁)、Fe-Cr(铬铁)、 Fe-Mo(钼铁)



○ ○

Fe-V(钒铁) 淀粉、糊精 纤维、木粉 藻朊酸钠(海藻酸钠) 石墨 硅酸钠、硅酸钾

○ ○ ○ ○ ○

○ ○ ○ ○ ○

○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

表 2 焊条被覆剂原料成分范例
原 料 名 称 分
108



值(%)

钛 铁 矿 碳 酸 钙

FeO 32.0

Fe 2O3 25.7

Ti O2 34.8

SiO2 4.0

P 0.045 P 0.008 P 0.174 P 0.200 Fe 2O3 3.22 Igloss 4.92 S 0.019

S 0.016 S 0.018 S 0.018 S 0.014

CaCO3 SiO2 Al 2O3 Fe 2O3 18.8 0.22 0.10 0.10 Fe Mn Si C 中碳锰铁 15.0 76.3 1.45 1.55 Fe Mn Si C 高碳锰铁 15.4 76.21 1.20 5.32 MnO2 SiO2 P S 二氧化锰 75.8 6.55 0.115 0.018 SiO2 MgO P S 滑 石 58.0 31.2 0.007 0.062 SiO2 Al 2O3 Fe 2O3 P 硅 砂 96.6 1.40 2.71 0.008 H2O Igloss P S 纤 维 11.40 98.5 0.058 0.012 C Si P S 硅 铁 0.10 41.58 0.040 0.027 Ti O2 白氧化钛 98.05 Ti O2 SiO2 Al 2O3 Fe 2O3 金 红 石 96.93 1.16 0.62 0.81 Al 2O3 SiO2 青 石 棉 38.40 43.90 CaF2 SiO2 CaO P 萤 石 87.94 4.24 3.37 0.027 Al 2O3 SiO2 MgO Igloss 云 母 34.49 46.8 1.36 4.95 Fe 2O3 FeO SiO2 Al 2O3 铁 矿 石 37.90 1.15 6.40 3.16 SiO2 Al 2O3 K2O P 钾 长 石 66.3 19.7 11.7 0.002 Fe C Si 铁 粉 98.01 0.10 0.28 Na 2O SiO2 R 2O3 硅 酸 钠 17.7 37.0 0.26 K 2O SiO2 R 2O3 硅 酸 钾 8.99 20.61 0.37 注:(1)分析的结果在各公司有部分的差异、所示为适当的成分。 (2)Igloss 主要显示水分及可燃物质。 (3)R2O3 因 NH4OH 而沉淀(Fe、Al 等)的炽热后的重量%。 (4)非完全分析值。

Zr O2 0.48

S 0.024 Fe 2O3 2.56 P 0.057 S 0.008

S 0.066 Igloss 0.17

四十七、焊接材料所要量概算方法
109

以下公事可计算出各种不同焊接条件下,焊接材料所要量。 ?所要量计算公式:

1 W=A×ξ ×L×η ×1.2
2

W(g) 焊接材料所要量

A(cm ) 截面积

ξ (g/cm ) 密度

3

L(cm) 焊道长

ε 熔填效率

1.2 冠高以 20% 焊道计

碳鋼 Cr-Ni 不銹鋼 Cr-Ni-Mo 不銹鋼
銅、鎳

7.8 7.9 8.0
8.9

被覆銲條 TIG、MIG 銲材 包藥銲線 潛弧銲線

55% 95% 90% 99%

★截面积(A)计算: a)对接型式

A(g×t)+(t-f) ?tan 2
θ θ -tan 2 f 45°- 0.414 50°- 0.466 60°- 0.577 70°- 0.700 80°- 0.839 90°- 1 b)角焊型式
θ

θ
板厚t=12mm 開槽角度θ=45° A= 根部間隙g=2mm 根面 f=3mm

(2×12)+(12-3)? ×0.414

g

=0.58cm? 100 316不銹鋼用被覆銲條銲接1m長之銲道 1 W=0.58×8.0×100× ×1.2=1012g 0.55

A=
a b

a ×b
5mm等腳長 A=

t

2

1 5×5 × =0.125cm? 100 2

304不銹鋼用MIG銲接1m長之銲道 W=0.125×7.9×100× 1 ×1.2=125g 0.95

四十八、管件对接焊条用量换算表
110

单位:磅 SIZ/SCH SCH.5S SCH10S SCH.10 SCH.20 SCH.30 STD.WT SCH.40S SCH.40 SCH.60 XS SCH80S 0.50 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.75 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 1.00 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.13 0.13 1.25 0.13 0.13 0.13 0.13 0.13 0.26 0.26 1.50 0.13 0.13 0.13 0.13 0.13 0.26 0.26 2.00 0.13 0.13 0.26 0.26 0.26 0.39 0.39 2.50 0.13 0.13 0.39 0.39 0.39 0.65 0.65 3.00 0.26 0.26 0.52 0.52 0.52 0.78 0.78 3.50 0.26 0.26 0.65 0.65 0.65 1.04 1.04 4.00 0.26 0.39 0.78 0.78 0.78 1.16 1.16 5.00 0.26 0.39 0.91 0.91 0.91 1.82 1.82 6.00 0.39 0.52 1.43 1.43 **1.43 2.86 2.86 8.00 0.39 0.52 1.56 1.69 2.20 2.20 2.20 2.99 4.67 4.67 10.00 0.73 1.04 1.82 2.60 3.51 3.51 3.51 5.85 5.85 5.85 12.00 1.04 1.30 2.20 3.38 3.90 3.90 4.54 8.32 6.89 6.89 14.00 1.16 1.43 2.33 3.38 4.67 4.67 4.67 5.85 9.87 7.54 16.00 1.43 1.69 2.60 3.77 5.46 5.46 5.46 8.70 14.30 8.70 18.00 1.56 1.95 2.86 4.28 7.54 6.24 6.24 11.57 19.49 9.74 20.00 2.20 2.73 3.25 6.50 10.79 6.50 14.30 22.10 10.79 22.00 2.30 3.12 3.70 7.54 12.09 7.54 27.30 12.09 24.00 3.38 3.90 3.90 7.80 15.60 7.80 23.40 32.50 13.00 26.00 6.50 14.30 8.96 14.30 28.00 7.02 15.60 22.10 9.61 15.60 30.00 5.33 7.54 7.54 16.89 23.40 10.40 32.50 16.89 32.00 8.06 18.19 26.00 11.05 29.90 18.19 34.00 8.57 18.19 27.30 11.70 32.50 18.19 36.00 9.09 19.49 28.60 12.35 38.99 19.49 42.00 14.30 23.40 48.00 20.80 29.90 注:1.表中的重量指焊一口相对应尺寸管件所需焊条(手焊)的用量,以考虑焊条之熔填效 率(50~60%)及焊冠与渗透背焊道的百分比。1 公斤=2.2 磅 2.管件厚度之对照尺寸如另表。 3. 6"焊口,焊一口称 6 Dia-Inch 或称 D-B 范例:6"SCH40 对接焊一口焊条用量如表中〝**〞符号即需焊条约 1.43 磅≒0.65kg(1.43÷2.2)。

111

SIZ/SCH 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 5.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.00 26.00 28.00 30.00 32.00 34.00 36.00 42.00 48.00

SCH.80 0.06 0.06 0.13 0.26 0.26 0.39 0.65 0.78 1.04 1.16 1.82 2.86 4.67 7.80 11.18 12.22 18.19 24.70 33.79 41.60 48.10

SCH.100

SCH.120

SCH.140

SCH.160 0.13 0.13 0.39 0.39 0.52 0.78 0.91 1.56 2.60 4.16 6.63 10.40 19.49 28.30 35.09 48.10 63.70 83.20 117.00 142.99

XX-STG 0.26 0.26 0.32 0.65 0.78 1.04 1.69 2.33 3.90 4.28 7.54 10.66 16.89 19.49

0.375

0.500

0.91 1.16 1.56 1.82 2.33 2.73 3.64 3.90 4.67 5.46 6.24 6.50 7.54 7.80 8.96 9.61 10.40 11.05 11.70 12.35 16.30 20.80 2.33 2.99 3.90 4.67 5.85 6.39 7.54 8.70 9.74 10.79 12.09 13.00 14.30 15.60 16.89 18.19 18.19 19.49 23.40 29.70

5.98 10.79 14.30 19.49 26.00 33.79 41.60 58.50 67.59

1.95 2.99 4.16 8.70 11.70 19.49 23.40 32.50 42.90 55.90 75.39 87.10

9.48 16.09 23.40 28.60 40.29 53.30 70.19 96.20 111.80

四十九、各种焊接结构物有关外观基准(例)
112

结构物对象 基准,资料等 项 目 焊冠高度 对接

钢 构 日本建筑学会 铁骨精度测定指针-1991 管理容许值 B<15 0.5≦h≦3 15≦B<25 0.5≦h≦4 25≦B 0.5≦h≦4 管理容许值 0≦?a≦0.4S 而且 ?a≦4mm 最大容许值 0.5≦h≦5 0.5≦h≦6 0.5≦h≦6 最大容许值 0≦?a≦0.6S 而且 ?a≦6mm

桥 梁 日本道路协会 日本铁道设协会 道路桥示方书 土木工事标准示 同解说 S55 方书(JRS) S62 开槽焊接 焊道宽度(B) 焊冠高度(h) B<15 h≦3 B<15 h≦3 15≦B<25 h≦4 15≦B<25 h≦4 25≦B h≦4 25≦B h≦4

日本钢船工作法 精度基准 (JSQS)-1991 B<15 h<3 15≦B<25 h<4 B≧25 h<4 超过规定值时焊道形状, 特别是在趾端部用砂轮 机研磨必须修饰平顺。

角焊

-

-

必须修饰平顺。

角焊尺寸 (脚长,喉厚)

l

焊蚀 对接

焊蚀 角焊

管理容许值 最大容许值 角焊的尺寸及喉厚, 不可 脚长的容许值(除前面 角焊的尺寸及喉厚, 不可 0≦?S≦0.5S 0≦?S≦0.8S 在指定值以下。 但是, 角焊)+3~0mm。但是, 在指定值以下。 在 但是, 在 而且 而且 某一焊长的两端各 50mm 某一焊长之 10%止可 某一焊长的两端各 50mm ?S≦5mm ?S≦8mm 外, 其焊接长度之 10%止 +4~1mm。 外, 其焊接长度之 10%止 容许有-1.0mm 之误差。 上、下脚长差在 3mm 容许有-1.0mm 之误差。 (即各两端 50mm 不可低 以下。 (即各两端 50mm 不可低 于 规 定 尺 寸 , 其 余 在 但是, 某一焊长之 10% 于 规 定 尺 寸 , 其 余 在 -1.0mm 以内长度不超过 止也可 4mm 以下。 -1.0mm 以内长度不超过 10%)。 10%)。 管理容许值 最大容许 主要结构受主要应力 主要结构 0.3mm 以下 主要结构受主要应力 值 与趾端垂直 e≦0.3 但某一焊长之 10%止 与趾端垂直 e≦0.3 e≦0.3 e≦0.5 与焊道平行 e≦0.5 e:0.5mm 以下 与焊道平行 e≦0.5 次要结构焊道 e≦0.8 次要结构 e:0.5mm 以 次要结构焊道 e≦0.8 下 但某一焊长之 10%止 e:0.7mm 以下 管理容许值 最大容许值 前面(正面)角焊 e≦0.3 e≦0.5 同 上 同 上 同 上 侧面角焊 e≦0.5 e≦0.8

搭叠 不 可 不 可 不 可 不 可

FRANK 角 (折让角) -

高低差(对接焊)

高低差(角焊、突出梁偏移)

焊道表面不平整

管理容许值 最大容许值 t≦15 e≦1 e≦1.5 t>15 e≦t/15 e≦t/10 而且 e≦2 而且 e≦3 管理容许值 最大容许值 t1≧t2 e≦2t1/15 e≦t1/5 而且 e≦3 而且 e≦4 t1 < t2 e≦t1/6 e≦t1/4 而且 e≦4 而且 e≦5 凹凸高低差, 焊长在 25mm 以 焊道表面之凹凸差在焊 焊道表面波纹之高低差 焊道表面之凹凸差, 在焊 内 2.5mm 以下。(容许:4mm) 道长 25mm 之范围为 3mm 在任意 25mm 间为 2mm 长 25mm 的单边其高低差 焊道之宽度差, 焊长在 150mm 以下。 以下。 须于 3mm 以下。 为 5mm 以下。(容许:7mm)

船 舶 压 力 容 日本钢船工作法精度 LWS B8101-1981 JIS B 8270 JIS B 8270 基准(JSQS)-1991 铝合金制船壳工作精度 (2 种容器 300kg/cm2 以下) (1 种容器 1000kg/cm2 以下)

器 劳动安全法 锅炉构造规格

高压气体取缔法 特定设备检查规则

113

管理基准 h=0.1t

标准 标准范围 氩焊 平焊 h≦3.0 容许值 立上 h≦4.0 平銲 立銲 仰銲 自動 MIG 平焊 h≦3.5 3.0≧ 4.0≧ 4.5≧ 4≧ 立上 h≦4.5
l

压力容器构造规格 容许值 须平顺不可凸起 h≦4.0 h≦5.0 h≦4.5 h≦5.5 必要按平顺的要求修 饰。 同 左 同 左 同 左 t h t<13 1.6> 13≦t<25 2.4> 25≦t<51 3.2> 51≦t 4.0> 淬火 h<0.1t 回火材 或者 3.2 t<12 12≦t<25 25≦t<50 ≧50 h≦1.5 h<2.5 h<3.0 h<4.0 同 JIS B 8270 2 种容器

L≧0.9x 规定尺寸 l≧0.9x 规定喉厚

L L≧0.9x 规定脚长(S) l≧0.9x 规定喉厚(L) L≧0.9x 规定脚长(S) 标准范围 l≧0.9x 规定喉厚(L) 0.9S≦L≦1.3S 容许值 L≧0.8S 而且 L≧S-1.5 0.6L 之主构 90mm 以上连续 e≦0.5mm 其它 e≦0.8mm 标准范围 容许值

S l≧ √2


L≧S











按必要之图标 不可有有害之缺陷

t≦6 e≦0.3mm e≦0.3mm t>6 e≦0.5mm e≦0.8mm

e<0.4 或者厚度之 5%,取 目标 e≦0.3~0.5mm 小值 同 左

e≦0.8mm









淬火回 火材不 可急 遽的 变化, 母材表 面必 须平 顺。





















不可。在趾端部母材的表 面不可有高低段落,必须 平顺。









标准范围 ζ >135° ζ ≧90°

容许值 主要构件 ζ >120° 其它 ζ >90°

-

ζ ≧165°

-

-

主要构件 e≦0.15t 而 e>0.15t 或者 3mm 要加以修改 其它 e≦0.2t (max.3mm) 主要构件 容许值 其它 标准范围 容许值

主要构件 e≦0.15t(max.3mm) 其它 e≦0.2t (max.3mm)

主要构件 e≦1/3t3 e≦1/3t3 其它 e≦1/3t3 e≦1/2t2 e≦1/2t3 标准范围 容许值 焊道宽度差 ≦5mm/50 ≦7mm/50 ~170mm ~170mm 凹凸差 ≦2mm ≦3mm /25mm /25mm

(1)长轴接头 t<50,e<1/4t(最大 3.2) t≧50,e<1/16t(最大 9) (2)圆周接头 t<40,e<1/4t(最大 5) t≧40,e<1/8t(最大 19) (3)球形胴接头与长轴接 头相同

(1)长轴接头 同 JIS B 8270 t<51,e<1/4t(最大 3.2) t≧51,e<1/16t(最大 10) (2)圆周接头 t<38,e<1/4t(最大 4.8) t≧38,e<1/8t(最大 19) (3)球形 胴接 头与长 轴接 头相同

同 JIS B 8270

管理基準 容許基準 銲道表面之 凹击差,對 25mm 銲道 2mm 以下 3mm 以下

-

淬火回火材 (1)长轴接头 e<0.2t 或者 2.4 (2)圆周接头 t<24,0.2t,24≦t<38,4.8 t≧38,0.125t(<6)

结构物对象





压力管线

锅炉及压力容器

114

基准,资料等 美国焊接协会钢结构焊接法规 - 钢铁 D1.1-'00 项 目 焊冠高度 对接
壁厚(mm)

ASME B31.1-'98

ASME SEC Ⅷ-'98
焊冠,in B及C类 其它 3/32 1/32 1/8 1/16 5/32 3/32 1/4 3/32 1/4 1/8 1/4 5/32 1/4 7/32 1/4 1/4 5/16 5/16

h≦3

设计温度之焊冠(h) 公称厚度,in >400℃ 175-400℃ <175℃ t≦3.0 2.0 2.5 5.0 t≦3/32 3.0<t≦5.0 2.0 3.0 5.0 3/32<t≦3/16 5.0<t≦13.0 2.0 4.0 5.0 3/16<t≦? 13.0<t≦25.0 2.5 5.0 5.0 ? <t≦1 25.0<t≦50.0 3.0 6.0 6.0 1<t≦2 t>50.0 4.0 6.0 或 B×1/8 取大值 2<t≦3 3<t≦4 4<t≦5 t>5

角焊

W

焊道面宽度(W) ≦8 8<W<25 W≧25

最大凸度 2 3 5

-

-

角焊尺寸 (脚长,喉厚)

l

焊蚀 对接 焊蚀 角焊

规定值(L) 减少容许值 ≦5 ≦2 6 ≦2.5 ≧8 ≦3 凹形焊道,规定喉深对应脚长不小于 其减少值的长度和不得超过 规定脚长。 焊长之 10%。 但在纵梁(桁)腹板 X 翼板 角焊距端部翼板宽度二倍距离 内脚长不得小于规定值。 1.板厚<25mm,焊蚀不得超过 1mm,但若在 300mm 焊长内 e≦1.0 焊蚀之累计长度不超过 50mm 时,其焊蚀可容许至 2.0mm。 2.主要构件(primary members) 受 张力焊蚀不得大于 0.25mm。 其它部分不得大于 1mm。 e≦1.0

同左

≦0.8 或公称厚度之 10%取小值

≦0.8 或公称厚度之 10%取小值

搭叠 不 FRANK 角 (折让角) 可 不 可 不 可

中心线高低差不得大于薄板之 10%,且最大不得大于 3mm。 斜率不大于 300mm 长 12mm。

-

接头型式 B,C 及 D

高低差(对接焊)

截面厚度,in t≦1/2 1/2<t≦3/4 3/4<t≦1? 1? <t≦1 t>2

A

e≦2.0

? t 1/8in 1/8in 1/8in

? t ? in 3/16 in 1/8 t

1/16t 或 3/8 in 1/8t 或? in 取小值 取小值

高低差(角焊、突出梁偏移) -

焊道表面不平整

-

-

-

五十、焊接管理者的任务及责任指引(ISO 14731)
115

1.1 合约内容审查 ?制造者的焊接工程能力及关联工程能力。 1.2 设计审查 ?相关之焊接规格。 ?设计要求有关之接头配置。 ?焊接、试验、检查之容易进行。 ?详细的焊接接头。 ?焊接部位的品质及接受标准。 1.3 材料 1.3.1 母材 ?母材的焊接性。 ?含材料出厂证明的格式,材料搬运(出厂)时之指引有关全部追加要求事项。 ?追溯。 1.3.2 焊材 ?与母材之适合性。 ?搬运条件。 ?含材料出厂证明的格式,焊材搬运时之指引有关全部追加要求事项。 ?焊材的识别、保管、处理。 1.4 承包(下包)合约 ?下包业者的适合性。 1.5 制造计划 ?焊接程序书及焊接程序试验记录之妥当性。 ?作业指导书。 ?焊接治具及组合治具。 ?焊工的适合性及有效期限。 ?结构物的组合及焊接顺序。 ?制造时焊接试验的要求事项。 ?焊接检查的要求事项。 ?作业环境条件。 ?安全与卫生。 1.6 设备 ?焊接及关联设备的适合性。 ?设备及附属设备的供应、识别、处理。 ? 安全与卫生。

1.7 焊接施工
116

1.7.1 准备作业 ?作业指导书的发行。 ?开槽加工、组合、清洁。 ?制造时焊接试验的准备。 ?包括环境作业场所之适合性。 1.7.2 焊接 ?焊工的指名及指示。 ?设备及附属设备的使用或者机能确认。 ?焊材及辅助材料。 ?点焊接的适用。 ?焊接施工参数的适用。 ?全部中间检查的适用。 ?预热及焊接后热处理手法的适用。 ?焊接顺序。 ?焊后的处理。 1.8 试验 1.8.1 目视检查 ?焊接的完成度。 ?焊接部位的诸项尺寸。 ?焊接要素的形状、尺寸、容许基准。 ?接头外观。 1.8.2 破坏及非破坏检查 ?破坏及非破坏试验的适用。 ?特别试验。 1.9 焊接部位的接(验)收 ?检查及试验结果的评估。 ?焊接部位的焊补。 ?焊补的再评估。 ?为改善之行动。 1.10 文书化 ? 诸项记录的准备及保管(含外包作业)。

五十一、入热量限制建议
117

钢种

母 材 母材品名 HT60

SM570 HT70 HT80 高强度或 低合金钢 HY80 SPV 490 SPV 450 2.5%Ni 3.5%Ni 5%Ni 沃斯田铁系 23%Cr Mo-free 不锈钢 双 相 系 22%Cr Standard 25%Cr (0-2.5%)Cr 25%Cr Super HARDOX 500 HARDOX 400 WELDOX

厚度 t<25 25≦t<50 50≦t≦75 t<25 25≦t<50 50≦t≦76 t<25 25≦t<50 50≦t≦76 t<12.7 t≧12.7 -

焊材 -

-

TN-18 TN-628 TN-582 35

入热量 (KJ/cm) 50 70 80 50 70 80 40 50 50 18 22 25-30 35 35 15-45 60 35 25 20 5-25 5-25 2-15 2-15

备注 -

-

Ni ab.1.5% Ni ab.1.0% 低温用限制 35 以下 TGE 20KJ/cm 核四 GE 规定 道间最大 150-200℃ 道间最大 125-200℃ 道间最大 100-150℃ 最好 100℃ 道间最大 100-150℃ -

耐磨钢板

五十二、管件开槽尺寸要求
118

开槽形状

单边开槽角度 ζ (degree)

根面 f(mm)

根隙 g(mm)

平整度(高低差) max(mm)
1.59 0.8 1.6 1.6 2.0 1.2(0.8) 1.6

37.5±2.5 1.6±0.8 ANSI B31.3*1 5 2 1.6±0.8 规 范 ANSI B31.4* 30± 0,37.5±2.5 3 API Std 1104* 4 30~35 1.2~2.4(1.2~2.0) 1.2~2.0 高纤维系焊条 建 议 值* 下进焊接 25~37.5 0.8~2.4 0.8~2.4 容 许 值 4 30~40(35~40) 0.4~2.0 2.0~3.2(2.0~2.6) 建 议 值* 低氢系焊条 上进焊接 27.5~45 0.4~2.4 1.6~3.6 容 许 值 4 30~40(35~40) 0.4~2.0 2.0~3.2(2.0~2.6) 建 议 值* 氩焊 上进焊接 27.5~45 0.4~2.4 1.6~3.6 容 许 值 注: *1、化工厂及石油精炼管线。 *2、液化石油气输送管线系统。 *3、焊接管线及相关设施标准。 *4、括号内之数值为焊接小管件且壁厚 7mm(含)以下之建议值。

五十三、石化设备使用期间造成损坏之焊补 表 1 石油化学装置主要损坏关心事项
119

要因 损坏型式
氢侵蚀

引起的温度 关连的因子
230℃以上



象 对象钢种

产生问题可 能性 装置/部位

全盘关心事项 材料 设计、政策 检查
UT

运转
运转停止时 之冷却速度 限制/脱氢 处理 运转停止时 之冷却速度 限制/脱氢 处理 -

氢分压 Cr,Mo 量 在钢中侵入的氢与钢 碳钢 中的碳化物反应,生 ,Mo 钢 成甲烷 Cr-Mo 钢 产生脱碳、空洞(void)' 微罅隙,龟裂或起泡 氢助长龟裂 高温运转 残留氢量,残留 在钢中侵入的氢于运 碳钢 应力,硬度 转停止后,会在钢中 ,Mo 钢 (HAC) 过饱和残留,造成焊 Cr-Mo 钢 接 HAZ 部位龟裂 氢脆化(护层 高温运转后之 残留氢量,渗碳 在冷却时,钢中过饱 钢熔填金属 剥离) 急冷 层 和残留的氢在界面之 及母材之界 overlay 侧(渗碳层)显 面部位 著地聚集,以此为起 点而剥离 氢脆化 高温运转后之 残留氢量,渗碳 因钢中残留氢致延 不锈钢 急冷 层 性、韧性显著地下降 ,Mo 钢 Cr-Mo 钢 氢引起之龟裂 常温附近 H2S 被伸延 MnS 因腐蚀侵入之氢介在 低强度碳钢 (≦80℃) 物起点产生起泡、阶 (HIC) 段(阶梯)状龟裂 延迟龟裂 常温 残留氢,残留应 焊接时,侵入的氢,冷 高张力钢 力,硬度 却时而残存致造成龟 低合金钢 裂 回火脆化 370~580


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电路板生产的几个常用标准
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