热输入是指熔焊时.doc

1、热输入是指熔焊时，由焊接能源输入给单位长度焊缝上的热能。热输入等于焊接电流、电弧电压、热效率的乘积和焊接速度的比值。热效率：TIG 焊0.5 焊条电弧焊0.70.8 埋弧焊0.80.95焊接过程中输入的热量，计算公式是电流乘以电压再乘以系数除以焊接速度，单位要看好，系数根据焊接方法选择，一般在 0.8 到 0.9 焊接线能量和焊接热输入量还是有区别的。焊接线能量就是平时所说的 电流电压时间/焊接速度，单位是 J/m。但是焊接线能量在焊接过程中有一部分是要消耗掉的，并不是所有的线能量都输入到工件上。所以焊接热输入量的计算公式应该是Q =U * I* / ，其中的 k 表示能量吸收因子，不同的焊接

2、方法其值是不同的，如 MIG 焊的k 值是 0.8，记得有一个国际标准的，但是想不起来了，想起了再说。焊接热输入和焊接线能量是一回事，都要考虑热效率。依据如下：焊 接工程师手册 （陈祝年著）第 107 页：熔焊时，热源以一定速度移动。一般用热输入（线能量）来衡量热源的热作用。热输入被定义为每单位长度焊缝从移动热 源输入的能量。电弧焊时，热输入的表达式为：E=UI/v，式中 E 为热输入（J/cm） ，U 为电弧电压（V） ，I 为焊接电流（A） ，v 为焊接速度（即电 弧移动速度，cm/s） ， 为热效率。实际上，热输入是热源的总有效输入功率 W（J/s）与热源移动速度 v（cm/s）之比，它

3、综合了焊接主要工艺参数对 焊件热的影响。熔焊时由焊接能源输入给单位长度焊缝上的热量，又称为线能量。 线能量的计算公式： q = IU/ 式中： I焊接电流 A U电弧电压 V 焊接速度 cm/s q线能量 J/cm 参考资料：中国焊接网_焊接常识事工程材料与焊接规范质管金属材料认可与检验对制造船舶或海上设施用的材料、零部件、产品、设备等的工厂，应根据船级社或船东建立的适用的程序，进行型式认可或工厂认可。船用产品证书除列出产品名称、制造厂等内容外，如有其他限制条件或/ 和装船后需补作的试验要求等也应注明。材料的标记合 格的材料和产品均应打上船级社规定的标志。如某些材料无法打上硬印时，可采用型板喷

4、刷、油漆或电蚀等方法。用油漆标记合金钢时，油漆中应不含铅、铜、锌或 锡等有害成分。对于用箱、桶或类似容器包装的相同类型和尺寸的小型产品以及捆扎在一起的棒材和型材，可只在每捆或每一包装表面上标以明显印记，或者牢固地 系上一只耐久的标签。凡经检验合格的材料或产品，除打上船级社的标志外，还应备有船级社颁发的产品证书或由验船师( 或验船师代理人) 签署的制造厂的产品合格证书，以证实材料或产品符合规范、制造工艺规程和检验程序的要求。制造厂应检查所用的原材料、零部件有否船级社的标志。当需要时，制造厂应向验船师提供原材料或零部件的合格证书和标记。高强度船体结构用钢-钢材等级高 强度船体结构用钢按其最小屈服强

5、度划分强度级别，每一强度级别又按其冲击韧性的不同分为 A、D、E、F4 级。本节规定适用于厚度不超过 100mm 的A32、D32、E32、F32、A36 、D36、E36、F36、A40、D40、E40、和 F40 等级的钢板和宽扁钢；本处规定还适用于上述等级的厚度不大于 50mm 的型钢和棒材。热处理高强度船体结构用钢的交货状态 表一 1 2 注： 交货状态： A：任意； N：正火； CR： 控制轧制； TM(TMCP)： 温度- 形变控制轧制；QT：淬火加回火； AR*：经 CCS 特别认可后，可采用热轧状态交货； CR*：经船级社特别认可后，可采用控制轧制状态交货。 括号中的数值表示冲

6、击试样的取样批量( 单位为 t)。每一批量应取 1 组 3 个夏比 V 型冲击试样。适应高热输入焊接的船体结构钢本处规定的具有高热输入焊接适应性的钢材是适应采用最高热输入超过 50kJ/cm 焊接工艺的船体结构钢。具有高热输入焊接适应性的钢材是在某一等级船体结构钢( 称为母级钢) 的基础上，经化学成分少量调整处理的钢材。因此除本节规定外，还应符合其母级钢的所有要求。标记具有适应高热输入焊接的钢材的标记是在母级钢标记后加上适应最高热输入的标记。最高热输入的标记为 W 加上适应最高热输入值。如标记 A32-W60 即表示为适应最高焊接热输入为 60kJ/cm 的 A32 级高强度船体结构钢。焊接性

7、能船体结构钢所适应的最高焊接热输入应由钢厂根据其研制的情况提出，并经焊接试验证明。高热输入焊接试验通常仅在钢材产品认可时进行。在日常生产中，验船师可根据常规检验时的冲击试验显示的情况，要求抽样进行高热输入焊接试验。焊接时采用的线能量应为制造厂建议的最高热输入，在平焊位置上进行焊接。除本规范规定外，还应增加对距熔合线 5mm 和不超过 10mm 两处热影响区的冲击试验。所有试验结果应符合对母级钢的有关规定。钢 管规定适用于锅炉管和过热器管以及建造锅炉、受压容器和压力管系所用的钢管。在高温下工作的钢管，应将其高温力学性能资料提交船级社或船东认可。级管系用的钢管，可按公认的有关标准进行制造、试验和验

8、收。海底管系用的钢管，可按公认的有关标准进行制造、试验和验收。 3 质量无缝钢管的内、外表面应无裂缝、折叠、分层、结疤、轧折、发纹等缺陷存在。如有上述缺陷则应清除，且被清除部位的壁厚应不小于最小壁厚。焊接钢管的内、外表面不允许存在裂缝、结疤、错位、毛刺、烧伤、压痕和深的划道等缺陷。但允许存在深度不超过壁厚允许偏差范围的小压痕、轻微的错位、辊印线、薄的氧化铁皮以及打磨与清除外毛刺的痕迹等缺陷。钢管的外观应平直。钢管末端的切口应无毛刺，并应与该管轴线垂直。钢管的品种规格和尺寸公差应符合公认的有关标准。标记制造厂应在已验收钢管的端部清晰地标上船级社的标志及下列标记：(1) 制造厂名称及商标；(2)

9、钢管的规格和钢级标记；(3) 炉罐号或供查阅钢管全部生产过程的识别标志；(4) 负责最终检验的验船师的印章。钢印应用油漆框出，以求明显易认。合格证书制造厂应出具包括下列内容的钢管产品合格证书：(1) 订货方的名称和合同号；(2) 钢管发货、收货地址；(3) 钢管规格及钢级；(4) 钢管技术条件；(5) 炉罐号和化学成分；(6) 力学性能试验结果和晶间腐蚀试验结果( 如进行该项试验)；(7) 交货状态。如制造厂使用由炼钢厂提供的钢材时，则炼钢厂应出具证明，说明炼钢方法、炉罐号和化学成分，且该炼钢厂应经船级社认可。无缝压力管本处规定适用于碳钢、碳锰钢和低合金钢制成的铁素体钢无缝压力管。热处理钢管的

10、热处理应符合下列规定： 4 (1) 对碳钢、碳锰钢无缝钢管应作正火或正火加回火处理，但如热轧的终轧温度足以使钢管软化时，则可以采用热轧状态交货；(2) 对合金钢无缝压力管应按表 4.2.3.1(2) 进行热处理。合金钢无缝压力管 表二焊接压力管本处规定适用于碳钢、碳锰钢和合金钢制造的铁素体钢焊接压力管。如采用纵向埋弧焊焊制钢管时，应将其详细资料提交船级社认可。(1) 对碳钢和碳锰钢钢管，应作正火处理，制造厂也可自行决定进行正火加回火处理；(2) 对合金钢钢管，应作正火加回火处理。焊 接通 则 / 一 般 规 定 / 适用范围本处适用于船体结构、海上设施结构、锅炉、受压容器、潜水器、管系和重要机

11、械构件的焊接、焊工资格考核以及焊接材料的认可。本处的规定适用于手工电弧焊、埋弧焊、气体保护焊和电渣焊的焊接方法。若选用其他方法应提供相应的适用性证明材料，经船级社批准后方可采用。在船舶或海上设施建造中，若选用本规范规定以外的焊接材料( 包括新焊接材料) ，应将其化学成分、力学性能和试验方法等有关技术资料提交船级社批准后方可采用。焊接材料、设备和操作环境焊接材料( 包括焊条、焊丝、焊剂和保护气体 ) 应符合有关规定，并应经船级社认可。焊接材料的贮存、运输、焊前处理（包括焊条和焊剂烘干、焊丝除锈、气体干燥）和使用应符合焊接材料制造厂使用说明书的要求。焊接用的设备和装置应适用于拟定的用途，并始终保持

12、良好的工作状态。同时，应对其妥善地加以布置，以保证有良好的焊接操作条件。 （使用具有良好加热/保温功能的焊条保温桶） 5 焊接材料制造厂应向验船师提交焊接材料的试验报告，试验报告应包括下列内容：(1) 试验日期、环境条件、焊接材料预处理状态；(2) 焊接材料认可等级、牌号、型号、尺寸；(3) 试板材料( 牌号)、等级、力学性能、化学成分( 包括细化晶粒元素) ；(4) 焊接位置；(5) 焊接采用的电流、电压、焊接速度和设备型号、保护气体成分；(6) 各项试验的结果。各级钢焊接材料认可试验用的试板可根据表选取，也可选取韧性级别低于表中要求的材料。结构钢焊接材料熔敷金属试验用试板可以选用任何级别结

13、构钢。当一般结构钢用于含镍低合金结构钢焊接材料熔敷金属试验时，建议在坡口区域用所试的焊接材料先堆焊一至二层，再装配试件。认可试验用钢材级别 表三试板边缘一般应采用机加工或等离子切割的方法加工。钢材还可采用氧- 乙炔及其他合适的自动切割方法加工。当采用热加工方法时应清除在坡口处的氧化物。试验时所用的焊接电流、电弧电压和焊接速度等应按焊接材料制造厂所推荐的参数进行。若一种焊接材料对交、直流电均适用时，则焊制试件时应采用交流电。标志和说明书凡经船级社认可的焊接材料，应在每盒或每包上明显地标上船级社认可的标志。对已认可的焊接材料应在每一包装盒中附上 1 份使用说明书。该说明书应包括制造厂对该焊接材料所

14、推荐的贮存、焙烘和使用的参数。 6 电弧焊焊条结构钢焊接材料结 构钢焊接材料按其屈服强度可以分为 9 个等级；各个等级又按其缺口冲击韧性可进一步划分为若干个级别。各级焊接材料的表达方式见表三所示；冲击韧性以数字 1 至 5 表示，高强度焊接材料以字母 Y 表示；若焊接材料的屈服强度大于 400N/mm2，则在字母 Y 后接以数字 40 至 69。含镍低合金钢焊接材料则以其钢中镍合金的含量分为0.5Ni、1.5Ni、3.5Ni、5Ni 和 9Ni 共 5 个级别。对每一等级的结构钢焊接材料，凡符合较高韧性级别要求者，可以认为该材料也符合较低级别的要求。凡符合本文表四力学性能要求，并经测氢试验符合

15、要求的焊条，在其级别符号后加缀“H15”、 “H10”或“H5”，以表示其为符合测氢要求的低氢焊条。结构钢焊接材料的力学性能 表四 7 注： 手工焊条应符合 2Y 级及以上要求。 1、1Y 级焊接材料的冲击试验温度为 20；2、2Y、2Y40 级焊接材料的冲击试验温度为 0；3、3Y、3Y40、3Y42、3Y46、3Y50 、3Y55 、3Y62、3Y69 级焊接材料的冲击试验温度为-20；4Y、4Y40、4Y42、4Y46 、4Y50 、4Y55、4Y62、4Y69 级焊接材料的冲击试验温度为-40；5Y42、5Y46、5Y50、5Y55 、5Y62 、5Y69 级焊接材料的冲击试验温度为-

16、60。 自动焊熔敷金属冲击试验的平均冲击功，对 ReH 400 N/mm2 的焊接材料应不低于34J；对 Re H 400 N/mm2 的焊接材料应不低于 39J。 立焊及自动焊对接接头冲击试验的平均冲击功，对 ReH 400 N/mm2 的焊接材料应不低于 34J；对 Re H 400N/mm2 的焊接材料应不低于 39J。 除 5Ni 和 9Ni 钢试件用直径为 4 倍板厚的压头对试样进行弯曲试验外，压头直径应符合本篇 1.2.4.2 的规定。 冲击试验的单个值应不低于规定值的 70。 当材料无明显屈服点时，则应为规定非比例延伸强度 RP0.2。 当抗拉强度超过上限时，由船级社另行考虑。不

17、同级别焊条的扩散氢含量至少应符合下表的要求。焊接材料的含氢量要求 表五具有深熔特性的结构钢焊条，在其级别符号后加缀“DP”以示区别。仅 1 级焊条可认可为深熔焊条。凡利用自动重力式工具或类似的焊接工具所进行焊接的焊条，应根据制造厂推荐的工具和方法，参照普通手工焊条的要求进行各项试验。埋弧自动焊的焊丝- 焊剂对用于双面单道焊工艺的焊丝- 焊剂，在其级别符号后面加缀字母“T”。对用于多道焊工艺的焊丝- 焊剂，在其级别符号后面加缀字母“M 。对兼用于多道焊和双面单道焊工艺的焊丝焊剂，在其级别符号后面加缀字母“TM” 施焊项目1. 对用于多道焊工艺的焊丝- 焊剂应进行熔敷金属试验和对接焊焊接。 8 2

18、. 对用于双面单道焊工艺的焊丝- 焊剂应进行双面单道焊工艺对接焊焊接。3. 对兼用于多道焊和双面单道焊工艺的焊丝- 焊剂应对每一种工艺都进行焊接。4. 对用于多丝埋弧焊的焊丝- 焊剂，要单独进行认可试验。通常可按本文要求进行。5. 对用于屈服强度大于或等于 420N/mm2 淬火加回火高强度钢的焊接材料，应按船级社认可的方法进行测氢试验。其结果应符合本文表五的要求。多道焊工艺熔敷金属试验规范多道焊工艺熔敷金属试验的焊件应制备 2 块母板和 1 块垫板。试板的厚度为 20mm，宽度约 200mm，长度应足够提供截取规定数量和尺寸的试样。试板接头边缘开 10的斜角。垫板的厚度为 12mm，宽度为

19、50mm，与试板等长。试 件应按左下图所示装配，并在平焊位置进行焊接。每一焊道的焊接方向应从试板的一端开始改变方向。每焊一道后，除去焊剂和熔渣，并将试板放置在静止空气中使 焊缝冷却到250以下，但不必低于 100 ( 温度在焊缝中心处的表面上测量 )，再焊下一道。每一焊道的厚度应不小于焊丝直径，且至少为 4mm。按 图左下所示，从试件上截取 2 个纵向拉伸试样和 1 组 3 个夏比 V 型缺口冲击试样，进行拉伸和冲击试验。试验结果应符合表四的有关要求。试样的截取位置与右下图的规定相同。每一试件的焊缝熔敷金属的化学成分报告( 包括所有重要合金元素的成分) 应提交船级社审查。 表 六 表 七 9

20、双面单道焊工艺对接焊试验双面单道焊工艺对接焊试验应根据认可焊丝- 焊剂的不同级别用相应强度的试板制备两副不同厚度的试板。一副为适用的最大厚度，另一副约为前一副厚度的 2/3。每块试板的宽度应不小于 150mm，长度应足够提供截取规定数量和尺寸的试样。与最大焊丝直径配合的板厚和试件坡口形式应符合表八的规定。坡口尺寸允许存在较小的偏差。双面单道焊对接试板的板厚与坡口型式 表八每个试件的两面各焊一条焊道。第一面焊完后，除去焊剂和熔渣，并将试件置于静止空气中冷却，待焊缝冷却到 100以下( 温度在焊缝表面中心处测量) 再焊第二面焊道。 10 半自动、自动焊的焊丝与焊丝- 气体各种焊丝与焊丝- 气体配合

21、可按工艺适用性作如下划分：(1) 对用于多道半自动焊的焊丝与焊丝- 气体配合，应在其级别符号后面加缀字母“S”；(2) 对用于多道自动焊的焊丝与焊丝- 气体配合，应在其级别符号后面加缀字母“M”；(3) 对用于双面单道自动焊的焊丝与焊丝- 气体配合，应在其级别符号后面加缀字母“T” ；(4) 对兼用于双面单道和多道焊的焊丝与焊丝- 气体配合，应在其级别符号后面加缀字母“TM”：(5) 对兼用于半自动焊和自动焊的焊丝与焊丝- 气体配合，应在其级别符号后面加缀字母“SM”。实芯焊丝或药芯焊丝应按船级社认可的方法进行熔敷金属的测氢试验，其结果应符合本文下表九的要求。符合低氢要求的焊接材料可在其等级符

22、号后再加缀相应的低氢等级符号。各级焊接材料的低氢要求可参见本文表五认可所采用的保护气体的成分按表九规定分组。保护气体的成分 表九注： 其中氩气含量的 95% 可由氦气所代替。 使用氦气时，其含量应大于或等于氩气的含量。不锈钢焊接材料本节规定适用于奥氏体不锈钢和奥氏体- 铁素体双相不锈钢( 以下除专门指明外，简称“ 不锈钢”) 用焊接材料。不锈钢焊接材料根据其认可时采用的不锈钢母材进行分级。适应不同焊接工艺的不锈钢焊接材料应分别在等级符号后加上表示其工艺适用性的后缀。 11 不锈钢焊接材料的分级及其认可试验采用的材料 表十焊接工艺认可适用范围本文适用于船舶、海上设施和船用产品的制造厂焊接生产前的

23、焊接工艺认可。本文关于铝合金焊接工艺认可的要求仅适用于铝合金熔化极惰性气体保护焊(MIG)、钨极惰性气体保护焊(TIG) 和等离子焊等焊接方法。认可在开工建造前，工厂应结合本厂的技术条件和生产经验，制定产品建造焊接工艺计划表交验船师认可。计划表中应针对建造中焊缝出现于重要结构与结点的不同位置、形式和尺寸，列出拟使用的焊接工艺规程的名称和编号。对于未曾批准过的工艺，工厂应制定详细的工艺规程并提交船级社认可。经工艺认可试验合格后方可使用。提交认可的焊接工艺规程应包括下列内容：(1) 母材的牌号、级别、厚度和交货状态；(2) 焊接材料( 焊条、焊丝、焊剂和保护气体 ) 的型号、等级和规格；(3) 焊

24、接设备的型号和主要性能参数；(4) 坡口设计、加工要求及衬垫材料( 如有时)；(5) 焊道布置和焊接顺序；(6) 焊接位置( 平、立、横、仰焊等 )；(7) 焊接规范参数( 电源极性、焊接电流、电弧电压、焊接速度和保护气体流量)；(8) 焊前预热和道间温度、焊后热处理及焊后消除应力的措施等；(9) 施焊环境：现场施焊或车间施焊；(10) 其他有关的特殊要求。通常在采用新材料、新工艺时，应进行工艺认可试验，以证实该焊接工艺的适用性。 12 对认可试验的焊接工艺，应在验船师在场时进行试验。试验结束后应将试验结果记入工艺认可试验报告，随认可工艺规程一起提交船级社认可。如焊接工艺业经船级社认可，则以后

25、按此工艺施工时，可免做焊接工艺认可试验。当工厂对已批准的焊接工艺规程进行改动时，应将所有改动的细节向船级社报告。船级社根据改动的具体内容决定是否重做焊接工艺认可试验。认可焊接工艺的适用范围钢材焊接工艺(1) 钢材和焊接材料的适用范围一般为认可试验时所采用的相同等级钢材和焊接材料。但韧性级别高的材料工艺试验通过后，若能证明焊接工艺参数对焊缝性能无明显影响，经船级社同意后，可将此工艺用于韧性级别较低的材料。(2) 当采用多道焊工艺时，钢板厚度的适用范围为试验所用钢材厚度的 50% 200% ；对于海上设施，钢板厚度的认可范围为 75% 125%。当采用单道焊工艺时，钢板厚度的适用范围为试验所用钢材

26、厚度的 80% 110%。(3) 钢管直径的适用范围为试验所用钢管直径的 50% 200%，管壁厚度认可范围按钢板的厚度范围认可。钢质海上设施结构的对接焊工艺试验项目钢质海上设施结构的对接焊工艺试验一般应按图十一所示从试件上切取如下试样：(1) 板材厚度大于 20mm 的对接焊试验，取 2 个焊缝横向拉伸试样和 1 个熔敷金属拉伸试样；厚度小于 20mm 的试件只取 1 个焊缝横向拉伸试样；管子对接焊，取 2 个焊缝横向拉伸试样。(2) 试件厚度小于 50mm 时，冲击试样应取自焊缝的最后焊层且距上表面 2mm。如图十一(2)所示，4 组试样( 每组 3 个) 的 V 型缺口位置分别为焊缝中心

27、、熔合线、距熔合线2mm 及 5mm 的热影响区。试件厚度大于或等于 50mm 时，除按上述要求取样外，还要在焊缝根部取样 2 组，缺口位置分别在焊缝中心和熔合线。(3) 当母材碳当量小于或等于 0.43时，硬度试验按船体结构工艺试验的要求进行；当母材碳当量大于 0.43时，应进行第一道焊缝区域的硬度试验，如图十一 (3) 所示，沿“1”箭头方向，每隔 0.5mm 分别测试焊缝、热影响区及母材的硬度。再根据测出的最高硬度区域，沿“2”箭头方向测试硬度，符合要求才允许焊后继焊道。(4) 弯曲试验 4 个( 正弯 2 个，反弯 2 个) 、焊缝断面宏观检查 2 个及附加试验按船体结构工艺试验的要求

28、进行。必要时验船师可要求进行断裂力学试验。 13 图 十一 （ 1 ）图 十一 （ 2 ）图 十一 （ 3 ） 14 T 形、K 形与 Y 形板构件全焊透工艺认可试验钢质海上设施结构的 T 形、 K 形和 Y 形板构件全焊透工艺认可试验应按不同的焊接方法和不同的焊接位置分别进行。T 形板构件焊缝试验可代替 K 形及 Y 形板构件的试验。所选用的钢材和焊接材料应与实际施工所采用的钢材和焊接材料同等级别。T 形板构件的试件如图所示。试板厚度根据构件尺寸相应确定。焊缝长度为 400mm。焊缝坡口形式、装配及焊接等要求均应与工艺规程的规定相同。图 十二试件除舍去部分外应作下列检查：外观检查、着色或磁粉及超声波检测。焊缝表面应成型均匀，无裂纹、无明显的焊瘤和咬边等缺陷。无损检测应符合公认有关标准的要求。试验结果要求除另有规定外，一般应按图十二所示从试件上切取试样。夏比 V 型缺口冲击试验的试验温度应符合表十三(a) 的规定，其试验结果应符合表十三(b) 的规定。冲击试验的温度要求 表十三（ a ）冲击试验的韧性要求 表十三（ b ） 15 注： 立焊和埋弧自动焊时平均冲击功可为 34J。 立焊和埋弧自动焊时平均冲击功可为 41J。焊缝断面宏观检查应显示焊缝完全焊透、无裂纹。若焊缝出现夹渣或气孔时，应将这类缺陷的数量、大小、位置和密集程度提交船级社认可。