昆明市焊工作業(yè)人員培訓(xùn)：異種鋼的焊條選用
焊工是一種特種作業(yè)工種，從事焊工相關(guān)規(guī)定工作必須持證上崗，熔化焊接與熱切割特種作業(yè)操作證每3年需要復(fù)審一次。一人一證持證上崗，全國通用。
考試形式：本人參考、單人單桌、分為理論科目和實操科目，滿分均為100分，及格分均為80分。
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焊工短期技能培訓(xùn)內(nèi)容：
第一周：焊工基礎(chǔ)（電焊工安全操作規(guī)范及設(shè)備工具的安全使用）手工電弧焊操作技能培訓(xùn)（例如：手工焊接設(shè)備、焊接材料、工具。各種焊接位置的操作技能，單面焊雙面成型技術(shù)的操作技巧）。
第二周：氧、乙炔焊接與切割，等離子弧切割（氣焊與切割設(shè)備的使用及安全操作規(guī)程），各種厚板、薄板氣焊與切割操作技巧。
第三周：手工鎢極氬弧焊技術(shù)（例如：氬弧焊設(shè)備及工具的安全使用和安全操作規(guī)程）；氬弧焊焊接厚、薄板各種焊接位置的安全操作技巧；常用有色技術(shù)材料，例如：鋁合金材料的焊接技巧。
第四周：二氧化碳?xì)怏w保護(hù)電弧焊技術(shù)（例如：二氧化碳焊接設(shè)備、設(shè)備工具的安全操作規(guī)程）；二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊焊接位置的操作技巧。
異種鋼的焊條選用
異種鋼的焊條選用
1、異種鋼焊接的主要問題：
●焊接接頭的化學(xué)不均勻性及由此引起的組織和力學(xué)性能的不均勻性
●界面組織的不穩(wěn)定性
●應(yīng)力變形的復(fù)雜性
2、獲得優(yōu)質(zhì)異種鋼焊接接頭的焊接工藝要點：
●避免淬火鋼的復(fù)合結(jié)構(gòu)近縫區(qū)產(chǎn)生裂紋；
●保證焊縫金屬中沒有熱裂紋；
●保證不使高合金鋼有顯著的稀釋；
●保證焊接接頭與基本金屬有較近的膨脹系數(shù)。
3、異種鋼焊接材料選擇的基本原則：
●所選擇的焊接材料必須能夠保證異種鋼焊接接頭設(shè)計所需要的性能，如力學(xué)性能、耐熱、耐蝕性能等；
●所選擇的焊材必須在有關(guān)稀釋率、熔化溫度和焊接件其他物理性能要求等方面能保證焊接性需要；
●在焊接接頭中不產(chǎn)生裂紋等缺陷的前提下，當(dāng)不可能兼顧焊縫金屬的強(qiáng)度和塑性時，應(yīng)優(yōu)先選用塑性好的填充金屬；
●焊接材料應(yīng)經(jīng)濟(jì)、易得，并具有良好的焊接工藝性能。
4、碳鋼與低合金結(jié)構(gòu)鋼或異種低合金結(jié)構(gòu)鋼焊接時的焊條選用：
（1）選用的焊條應(yīng)能保證焊縫金屬及接頭的強(qiáng)度高于強(qiáng)度較低一側(cè)的鋼材，而焊縫的塑性及沖擊韌性不低于強(qiáng)度較高而塑性、韌性較低一側(cè)的鋼材。即強(qiáng)度、塑性和韌性都不應(yīng)低于被焊材料的最低值。
（2）一般選用低氫型焊條，以保證焊縫金屬的抗裂性能和塑性。
（3）要求焊絲中的碳含量低些，而錳的含量高些，希望錳/硅的比值提高，以減少熱裂紋產(chǎn)生。
★JB/T4709-2000規(guī)定：不同強(qiáng)度鋼號的碳素鋼、低合金鋼之間的焊縫金屬應(yīng)保證力學(xué)性能，且其抗拉強(qiáng)度不應(yīng)超過強(qiáng)度較高母材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的上限值。
5、碳鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼與珠光體耐熱鋼焊接時的焊條選用：
（1）通常這類異種接頭的使用溫度不很高，一般選用與合金含量較低一側(cè)的母材相匹配的焊材，并保證焊接接頭的常溫力學(xué)性能，接頭強(qiáng)度不低于兩種母材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值的較低者。
（2）可選用碳鋼焊條，也可選用耐熱鋼焊材。但焊接工藝應(yīng)遵循珠光體耐熱鋼的要求。如A3或16Mn與15CrMo焊接時，可采用J507或R207焊條。
（3）結(jié)構(gòu)剛性大、焊后不進(jìn)行熱處理的場合，可采用A307焊條，但這類異種鋼接頭的最高工作溫度不得超過350℃。
6、異種珠光體耐熱鋼焊接時的焊條選用：
（1）在同工作溫度下，應(yīng)滿足強(qiáng)度較低一側(cè)鋼材的要求，又要考慮使焊縫合金元素的含量不低于合金元素較少的一側(cè)母材，但焊縫的熱強(qiáng)性應(yīng)等于或高于母材金屬。一般情況下均選用低氫型焊條。
（2）在某些情況下，為防止焊接時、焊后熱處理時或使用過程中碳的遷移，保證接頭的高溫性能，應(yīng)選用介于兩種母材金屬之間的焊條。
■舉例：
12Cr1MoV與10CrMo910管道焊接，當(dāng)選用R307、R407、R317、J507時，焊接接頭的室溫力學(xué)性能均能滿足（焊接工藝評定結(jié)果）。但按高溫持久強(qiáng)度要求，選用R407、R317焊條可以滿足使用要求；而用R307、 J507則不能滿足要求。
（3）若產(chǎn)品不允許或施工現(xiàn)場無法進(jìn)行焊前預(yù)熱和焊后熱處理時，可選用奧氏體焊材。但對于高溫狀態(tài)下的珠光體異種接頭，要慎用奧氏體焊材。
（4）若該類異種鋼接頭在使用溫度下可能產(chǎn)生擴(kuò)散層時，則最好在坡口面堆焊隔離層，隔離層金屬應(yīng)含有Cr、V、Ti等強(qiáng)烈碳化物形成元素。
7、珠光體鋼與奧氏體不銹鋼焊接時的焊條選用：
☆通常把碳鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼、珠光體耐熱鋼統(tǒng)稱為珠光體鋼。
●焊接特點：
珠光體鋼與奧氏體鋼接頭的熔合線兩側(cè)出現(xiàn)碳和碳化物形成元素的濃度差，它處于350-400℃溫度下長期工作時，或在焊后熱處理過程中，往往會在熔合線區(qū)域出現(xiàn)碳元素的擴(kuò)散：
◇在珠光體鋼母材金屬邊緣形成脫碳層，脫碳層晶粒甚粗大，導(dǎo)致軟化。
◇在奧氏體鋼母材金屬一側(cè)形成增碳層，增碳層中的碳元素以鉻的碳化物形態(tài)析出，并導(dǎo)致硬化。
★實踐證明，脫碳層是接頭中的薄弱環(huán)節(jié)，對高溫持久強(qiáng)度的影響較大，約降低10-20%
●奧氏體不銹鋼與珠光體鋼焊接材料的選擇要考慮的因素：
（1）克服珠光體鋼對焊縫的釋釋作用。
■舉例：
比較J507、A132、A302、A402四種焊條焊接時的焊縫組織：
□用J507施焊，組織為馬氏體，不允許采用；
□用A132施焊，焊縫基本上也是馬氏體組織，而且越靠近碳鋼側(cè)，馬氏體數(shù)量越多，是脆性破壞的起始區(qū)域，也不適用；
□用含鎳大于12%的A302、A402施焊時，組織基本上是奧氏體或全部為奧氏體，可用。
（2）抑制熔合區(qū)中碳的擴(kuò)散。提高焊材的奧氏體形成元素，是抑制熔合區(qū)中碳擴(kuò)散最有效的手段。隨著工作溫度的提高，要阻止碳擴(kuò)散，必須提高鎳含量：
◇350℃以下：焊縫金屬的鎳含量可以不超過10%；
◇350-450℃：鎳含量應(yīng)為10-19%；
◇450-550℃：鎳含量應(yīng)為19-31%；
◇550℃以上：鎳含量應(yīng)為31%以上。
（3）改變焊接接頭的應(yīng)力分布。
◇國外常用與珠光體鋼線膨脹系數(shù)相接近的Cr15Ni70鎳基焊材來焊接該類異種鋼，使得高溫應(yīng)力集中在奧氏體不銹鋼一側(cè)的熔合區(qū)，減輕了珠光體鋼一側(cè)熔合區(qū)的壓力，對接頭比較有利。
◇在坡口面堆焊隔離層也有效。但用于堆焊的焊條合金成分應(yīng)高于焊縫金屬。如：在珠光體鋼一側(cè)坡口上堆焊兩層A302或A307焊條，然后與奧氏體不銹鋼焊接。
（4）提高焊縫金屬的抗裂紋能力：在不影響使用性能的前提下，最好使焊縫金屬中含有一定數(shù)量的鐵素體組織。
★試驗表明，A302、A307焊條的抗裂性能比單相的A402、A407焊條優(yōu)越。
★綜上所述，此類異種鋼焊接所選用的焊條只有A302、A307或A402、A407適宜，不僅能克服珠光體鋼對焊縫的稀釋，對抑制熔合區(qū)中碳擴(kuò)散和改變焊接接頭應(yīng)力分布也有利。但A402、A407的熱裂紋傾向較大，生產(chǎn)上比較少用。
★JB4709-2000規(guī)定：奧氏體高合金鋼與碳素鋼或低合金鋼之間的焊縫金屬應(yīng)保證抗裂性能和力學(xué)性能。宜采用鉻鎳含量較奧氏體高合金鋼母材高的焊接材料。
■工程應(yīng)用實例：
（1）12CrMo、15CrMo珠光體鋼與1Cr18Ni9Ti奧氏體鋼焊接時，若選用A307、A407焊條，則即使稀釋率達(dá)25-30%，焊縫金屬中也不致出現(xiàn)馬氏體組織。
（2）結(jié)構(gòu)剛性大、板厚超過20mm的珠光體鋼與奧氏體鋼的焊接接頭，在焊后熱處理過程中或周期性的加熱、冷卻運(yùn)行條件下，將產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力，導(dǎo)致珠光體鋼一側(cè)的熔合線出現(xiàn)熱疲勞裂紋。為消減熱應(yīng)力，采用熱膨脹系數(shù)與珠光體耐熱鋼相接近的含鎳量高的A507或Ni307焊條。
（3）運(yùn)行溫度高于400-500℃的異種鋼結(jié)構(gòu)焊接時，在珠光體鋼（如15Cr1MoV）坡口上采用含V、Nb、Ti、W等碳化物形成元素的珠光體耐熱鋼焊條（如R317、R337）堆焊一層厚約5-6mm的過渡層，以限制珠光體鋼中的碳向奧氏體焊縫擴(kuò)散。然后再用相應(yīng)的奧氏體鋼焊條（如A307）焊接對接接頭。
（4）為提高高溫下運(yùn)行的珠光體與奧氏體鋼管焊接接頭的高溫持久強(qiáng)度，可在異種鋼管間加一段含V、Nb、Ti等強(qiáng)碳化物形成元素的珠光體鋼中間過渡管段（如12Cr1MoV）。先用鉻鉬鋼焊條（如R317）焊接珠光體鋼與中間過渡管段的連接焊縫，焊后在700-760℃下進(jìn)行退火處理，再用奧氏體鋼焊條（如A307）焊接奧氏體鋼管與中間過渡管段的焊縫。
（5）用A407焊成的12Cr2Mo1與1Cr18Ni9Ti異種鋼接頭，在600℃長期試驗時，由于碳的強(qiáng)烈擴(kuò)散，使熔合線附近的性能降低。但若用含鈮的12Cr2Mo1焊條R337在珠光體鋼一側(cè)堆焊一層過渡層，則碳的擴(kuò)散能力顯著減弱，高溫持久強(qiáng)度提高，試樣斷裂位置移至珠光體母材金屬一側(cè)。
（6）珠光體耐熱鋼管與奧氏體鋼過熱器管的焊接結(jié)構(gòu)，采用鎳基合金焊條及加襯環(huán)的方法進(jìn)行焊接，可消除熔合線區(qū)域的應(yīng)力突變，提高接頭的工作能力。
8、奧氏體不銹鋼與鐵素體低溫鋼焊接時的焊條選用：
☆此類異種鋼焊接接頭的主要問題是：碳的遷移和合金元素的擴(kuò)散。
■資料介紹：對于中強(qiáng)度低溫鋼如06MnNb、3.5Ni等與奧氏體不銹鋼焊接時，不論用A402、A302、A102或A202焊條，都不可避免在熔合線產(chǎn)生馬氏體組織。而用超低碳的A022焊條焊接06MnNb與1Cr18Ni9Ti時是可行的。
（1）選擇含碳量相同的不同牌號焊條時，應(yīng)選用含鎳量較高的焊條，對控制碳的遷移和提高低溫沖擊韌性都有利。
（2）選擇含鎳量相同的不同牌號焊條時，應(yīng)選用含碳量較低的鉻鎳奧氏體焊條，可以控制焊縫中的碳遷移和改善力學(xué)性能。
（3）當(dāng)不同鋼號的低溫鋼焊接時，應(yīng)選擇與低溫韌性較高的鋼材相匹配的焊條。
（4）考慮到母材對焊縫的稀釋作用，可對焊縫金屬的化學(xué)成分進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。
9、奧氏體不銹鋼之間焊接時的焊條選用：
☆此類異種奧氏體鋼的焊接，主要是防止焊接接頭內(nèi)產(chǎn)生熱裂紋、晶間腐蝕及σ相脆化等問題。
（1）根據(jù)合金含量較低一側(cè)母材或介于兩者之間選用焊條。
（2）選用奧氏體-鐵素體的雙相組織焊條，使焊縫金屬含3-5%的鐵素體，以提高接頭的抗裂性能及抗腐蝕性能。
（3）控制焊縫金屬的含碳量。
舉例：1Cr18Ni9Ti與0Cr18Ni12Mo2Ti焊接選用A132、A137、A202、A207、A212均可。
