焊接材料对工艺质量的影响

宋文茂

关键词：焊接工艺；焊接材料；工艺质量；

引言：

焊接是材料连接的一种主要施工方法，其主要作用在于提升装置运行过程中的稳定性、长期性、性能最优性等。同样，在焊接工艺应用中，焊接材料的选择又是极为重要的，因为一旦焊接材料选择不当，则无论采用多么先进的施工工艺都难以达到施工方案要求标准，进而影响工艺质量。鉴于此，本文将对焊接材料选择的相关问题进行研究。

1选用焊接材料应遵守的原则

1.1同国家及行业规定的相关标准相符合

在石油化工装置焊接施工中，所有焊接材料的选择除了要与施工规范标准一致外，还必须与国家及行业标准相吻合。这些标准为现场施工材料提供了检验依据。然而，当前已有一些新型焊接材料被研制出来，但由于国内尚缺乏关于这类新材料的应用规定标准，因此对这类新材料的普及和广泛应用实际上起到了一定的限制作用。

1.2焊接前须经工艺评定合格

在石油化工装置焊接材料施工之前，相关技术人员所选用的焊接材料必须符合相关焊接工艺的应用标准，当评定合格后方可以此为依据编制相应的焊接工艺规程和施工方案，待方案审批合格后再进行现场焊接施工。

1.3与有关规范标准相一致

我国现行的标准规范中，对焊接材料的选择缺少统一的标准。例如，在球罐的焊接中，根据GB12337《钢制球形储罐》等规范的要求，主焊缝的焊接材料要选“低氢型焊接材料”；而管道焊接GB50236、SHJ3501等相关规范则要求焊接材料的选择应遵循“按低匹配”原则；在异种钢的焊接材料选择中，中国石化集团的SHJ3526《石油化工异种钢焊接规程》也提出了“按低匹配”的选材原则。这表明，在选择焊接材料的过程中，应严格按照有关规范标准执行。

1.4其它原则

第一，对于焊接工艺的评定标准，不同的公司的评定标准也各不相同，但对于焊接技术人员来说，无论是焊接哪种材料，必须以严格执行设计图纸要求为准则，而不能单纯地以不同公司的焊接工艺评定材料来盲目选择。举例来说，同样是15GrMo材料的焊接，焊接材料有R307和A307两种不同焊接材料可供选择，在焊接时间中，应考虑装置具体的应用环境。如选用A307，需同时满足如下几方面的条件：首先，设计温度和设计压力均与有关焊接规范标准相一致；其次，石油化工装置所应用的环境适宜，均符合已检修或误热处理条件要求；最后，使用之前已经征得业主监理的使用批准。第二，当所焊接材料为ND钢、考登钢等新型钢种材料时，由于这些钢种均产自专业厂家，所以如所需焊接的装置为这些材料时，焊接材料的选择必须严格执行设计方案要求，并依据相关的材料进行恰当选择。第三，对于异种钢的焊接要求，通常遵循“低匹配”原则，但在一些特殊情况下，“高匹配”的焊接材料效果更好一些。第四，在选择焊接材料的过程中，如遇到两种焊接材料性能差异不大的情况，为了选取一种更好的焊接材料，可通过家“过度段”或“堆焊层”法来完成焊接工作。例如，采取GZ12Cr1MoV+16MnR进行焊接时，由于12Cr1MoV的热处理温度要求在700℃～750℃之间，而16MnR钢的热处理所需的温度是600℃～650℃，所以在焊接工作中，可在12Cr1MoV侧边选用R307焊条，焊接方法应采取堆焊法，当堆焊工作完成后加以热处理，最后再选用R507焊条加以焊接。需要注意的是，若施工现场不具备热处理条件，刻在预制场增设“过渡段”，并提前对其做热处理。其他焊接工艺方法同上，其焊接工艺质量同样有保障。

2选择焊接材料对工艺质量形成的影响

2.1焊接材料中有害物质对工艺质量的影响

在操作焊接工艺的时候，各种焊接材料如果在质量方面存在问题，比如存在有害元素，这就将影响焊接工艺的质量。目前较为常见的焊接材料里面，有害物质通常包含下面几方面：磷元素带来的影响。在实际的焊接材料应用中，如果磷元素含量太高，对最终的焊接质量将会产生较大影响。主要原因就是磷元素固溶强化能力较强，可能使焊接金属的强度提高，从而降低塑形和韧性，最终影响到金属设备应用水平。硫元素的影响硫元素的影响。对于焊接材料中有害物质的应用，硫元素可以说是危害性比较大的一个方面，其如果含量过高的话，很容易在焊接操作过程中形成共晶体，而这些共晶体的熔点一般比较低，进而也就很可能出现明显开裂问题，影响到后续金属材料的应用性能。氮元素的影响。对于焊接工艺中焊接材料的有效应用，氮元素的存在同样也是比较突出的一类影响因素。

2.2焊缝金属的合金化

在落实焊接工艺的过程之中，焊缝金属合金化是非常重要的，这也是提升其整体焊接质量的重要措施。特别是在选择和应用焊接材料的过程中，更应当重视这种焊接材料的合金化需求，才能有效的保证焊接工艺的质量。在焊接金属的合金化处理中，其主要目的就是为了促使合金元素能够通过焊接材料进行有效过渡，保障焊缝金属能够实现金属元素的增加，这样才能体现出理想的力学性能改善与优化的效果，使得焊接工艺应用实现最大价值[5]。合理的选择应用焊接材料也就能够在这种焊缝金属的合金化方面表现出较强的实际作用价值，这也是焊接材料对工艺质量的一个积极影响表现所在。其主要涉及到了以下方面：首先，对于合金焊丝进行有效运用，将焊接工艺中应用到的具体焊丝材料进行合金元素的有效添加，促使其能够体现出较为理想的合金化效果，如此也就能够保障其在后续焊接处理中，将焊缝金属所需要的合金元素进行过渡，促使其合金化有序进行。这种合金化处理方式的应用较为可靠，焊接材料的损失比较小。然而，相关的操作却较为复杂，对焊接材料的要求也较高，应当在操作中加以控制[6]。其次，对于合金药皮的合理应用，在焊接工艺处理中实现焊缝金属合金化，还可以借助于合金药皮进行处理，这种合金药皮主要就是需要结合相关所需合金元素进行添加，促使后续焊接应用到的相关药皮材料能够具备理想的合金材料过渡效果。该类处理方式的应用具备着较低的处理成本，制作也相对简单，但是合金利用率不高，也容易出现不均匀问题。

3结束语

综上所述，对于焊接工艺的有效落实而言，为了充分提升其整体焊接质量效果，重点加强对于焊接材料的有效选择和应用是比较重要的一个方面应用，这种焊接材料方面的选择需要充分促使其能够实现有效合金化效果，并且能够规避各类不良元素的威胁良元素的威胁，充分提升其焊接工艺质量水平。

参考文献

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[3]李红杉，韩波.焊接材料对工艺质量的影响研究[J].科技风，2017（11）：253.

[4]王婷，陈晓东.水电工程金属结构焊接质量控制研究[J].世界有色金属，2017（16）：283+285.

[5]冯韶楠，张洋，廖富生，王鑫.焊接材料对16Mn低合金钢焊接接头组织及力学性能的影响[J].焊接技术，2018，47（02）：14-17+5.

[6]谢合胜.论焊接材料及工艺与铝合金焊接性能之间的联系[J].湖南农机，2014，41（08）：56+58.