压力容器焊接工艺论文范文
时间：2023-03-22 18:41:48
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篇1
中图分类号：TG44文献标识码： A
1.前言
我单位压力容器筒体焊接一般采用埋弧自动焊的焊接方法。以往我单位压力埋弧自动焊焊接工艺都是采用先焊接焊缝内侧，后焊接焊缝外侧。为防止焊接时击穿焊缝，焊接内侧打底焊缝时外侧还需垫焊剂，内侧焊接完毕后，背面还必须进行碳弧气刨清根，并进行彻底打磨后，才能进行外侧的焊接。埋弧自动焊背面清根的焊接工艺，存在生产效率低，浪费焊接材料，工人劳动强度大等缺点。现我车间埋弧自动焊背面不清根工艺已经成熟应用于压力容器筒体焊接，此焊接工艺方法的应用，实现了埋弧自动焊的真正自动焊。本文将主要介绍运用于实际压力容器生产的埋弧自动焊背面不清根工艺。
2.埋弧自动焊背面不清根技术
埋弧自动焊背面不清根技术，可以不用外侧垫焊剂，节省了焊接材料，降低了焊接成本，关键是省略了碳弧气刨清根和砂轮打磨焊道的工序，大大缩短了焊接周期，提高了焊接效率。我单位经过焊接工艺评定试验，除能够保证能够焊透，经过无损检测（RT或UT）合格外，关键是力学性能试验及冲击试验结果符合标准规定，与使用碳弧气刨清根焊接没有明显的变化。埋弧自动焊背面不清根技术在压力容器焊接实际应用中的难点有三个，一是保证焊缝能够焊透，二是保证打底焊缝在埋弧自动焊过程中不将焊缝击穿，能够保证焊接的连续进行，三是在不清根的条件下，保证焊缝余高不超标。
3.焊接工艺难点
在此项技术实际压力容器焊接的应用过程中，总结出出现最多的缺陷为根部未焊透，并且只要出现就会使连续未焊透，出现的部位大多在内侧打底焊缝的根部。解决未焊透的常用办法就是增大焊接电流，减小坡口钝边，这样又容易造成自动焊接时击穿焊缝。如何确保实际焊接过程中即不击穿焊缝，又能保证焊透，成为埋弧自动焊不清根焊接工艺的重要的难点。
4.焊接过程控制
4.1坡口加工
埋弧自动焊不清根焊接选择合适的坡口至关重要。坡口越大，越容易焊接，但同时也增加填充金属的量和焊接工作量；坡口越小，越容易造成脱渣困难和焊缝中出现夹渣等缺陷。经过反复试验，得出板厚为8-12mm，可以采用不开坡口的背面不清根焊；对于14-24mm之间的可以采取常规的V型坡口；对于24mm以上的厚板可以采用双V或双U型坡口形式。但是为了确保焊接时不击穿焊缝，坡口还要留4-6mm厚的钝边，并且组对时不留间隙。 常用坡口形式见表4-1。
表4-1
坡口加工时的注意事项：
a)加工坡口钝边时，钝边大小一定要均匀，控制在工艺要求的范围内，否则影响打底焊接，使焊接参数不宜掌控；
b)坡口钝边要保证垂直，否则影响坡口组对间隙，使焊接过程容易出现击穿；
c)开X型坡口时，尽量使内侧坡口厚度大于外侧坡口，减少外侧坡口焊接的工作量。
4.2坡口组对
对于埋弧自动焊不清根工艺而言，影响其焊接质量的主要为坡口组对的间隙和错变量，若坡口组对不符合工艺要求，相当于直接改变了坡口的形式。
坡口组对间隙直接影响打底焊缝是否击穿，在实际焊接中发现，只要组对后透光就不能直接进行埋弧焊打底层的焊接。大于1mm的对接间隙就很容易击穿，因此组对间隙要严格把关。
组对的错变量将直接影响焊丝是否与焊缝在同一直线（如图4-1），从而关系到焊接时能否焊透，所以不清根工艺的焊接要求错变量在1mm之内。
图4-1
注意事项：若组对间隙≥1mm或组对后透光，不能直接进行埋弧自动焊的打底，补救办法是进行重新组对或者使用焊条电弧焊进行打底填充。对于错变量的控制，实际操作证明，经过严格的卷圆、组对过程的控制，30mm以下的钢板的错变量是能够控制在1mm以下的。而30mm以上的钢板其刚性过大，强行组对将造成应力增大，而且板材越厚，错变量就更难控制，导致焊接返修的工作量也越大，因此焊接过程中也可以使用碳弧气刨对组装好的坡口进行修正。
4.3定位焊
定位焊缝一般选择在后焊的一侧，我单位无论是纵缝还是环缝，定位焊都在外侧，而且定位焊接比较方便，较易保证定位焊缝的焊接质量。在埋弧自动焊不清根焊的焊接工艺中，只要定位焊是合格的焊缝，在焊接时就可以不清除。
4.4焊接
埋弧自动焊不清根焊接时，焊丝必须对准焊缝中央，所以焊接时必须使用红外线焊缝跟踪仪。我单位常用的焊丝直径为4.0mm，以常用的H10MnSi配SJ101焊剂为例，其焊接工艺参数如表4-2。同样，厚板在增加需要多层多道焊的，与使用清根焊没有区别。
表4-2焊接工艺参数
5.埋弧自动焊不清根焊技术的实际应用
我单位应用埋弧自动焊不清根技术以来，大大提高焊接生产率，降低了焊接成本和焊工劳动强度。实践证明，通过焊接坡口、组对、焊接过程的严格控制，对于8-24mm厚的钢板使用不清根焊，焊缝通过RT射线检测，焊接合格率可以达到98%以上。对于26mm以上的钢板，随着焊接层数增多，焊接工作量加大，合格率有所下降，一旦出现返修，都是连续缺陷，工作量也很大，所以焊接时更需要严格的控制，必要时要采取碳弧气刨清理。目前，埋弧自动焊不清根技术已经成熟应用于我单位压力容器制造的焊接。
篇2
工业燃油锅炉回燃室烟管裂纹分析及防范张伟军(4)
水煤浆工业锅炉及其点火系统的安全性设计丁东成 陶云 徐获萍(5)
浅析有机热载体的更换或再生彰旭Min(7)
关于锅壳式燃油燃气锅炉的一体化辅助设计探讨徐保平 雒里柯(9)
一起煤气管道事故的调查分析李秀蓬 薄玉林 董朋明(11)
压力容器的选材应经济合理申麦茹(12)
SHFx型旋涡内分离循环流化床锅炉简介及调试运行孟向军 梁宏(13)
容积式燃气常压热水锅炉的应用探讨寇广孝 顾炜莉 李惠敏(16)
锅炉及压力容器焊接工艺规程专家系统介绍蔡洪臣(17)
小型铝制承压锅炉稳定性的探讨童庆标(19)
锅炉低温过热器爆管原因分析滕举彪(20)
一例磁粉检测磁痕的识别谢力民(21)
造纸烘缸检验及缺陷分析温建明(23)
浅谈小型汽水两用锅炉水质处理陈勇(24)
一起液化石油气铁路罐车液位计泄漏事故原因分析及防止措施张永红(25)
煤气发生炉水夹套泄漏处理及预防黄海(26)
一起锅炉腐蚀原因的分析左晓杰 赵立新 路丰武(27)
水火管锅炉的结构和其发展方向张惠明(28)
锅炉钢制烟囱折断原因及预防措施刘元宝 张庆强(29)
锅炉因煮炉引起鼓包分析江旭(30)
恩施自治州锅炉压力容器压力管道特种设备安全监察工作的思考陈佐鸣(31)
小径管管排对接接头射线照相中片长与焦距比的控制谢双扣 胡耀顺(33)
城镇燃气管道对接焊缝射线检测问题探讨秦志辉(36)
在用压力容器的声发射检验和评定帅军华(39)
小型工业锅炉氧腐蚀原因及其对策孙卫国(42)
磁记忆等检测技术在锅炉压力容器焊接残余应力测量中的应用简析黄清荣(44)
导热油锅炉螺旋盘管机调试中遇到的问题用解决办法张秋菊 张庆林(47)
层燃炉（机械）的热效率如何提高白文国(49)
立式冲天管锅炉的消烟除尘吕亚平 严振(51)
强化管理节能增效朱风霞(52)
铬钼钢换热管——管板封口焊王薇(53)
不锈钢在火力发电厂中的应用及其焊接工艺特点曾向飞(57)
KZL—4—1．3型锅炉炉拱的改造余清兰 周殿铭(58)
关于链条炉排煤闸板改进的设想刘英(59)
应重视锅炉厂积压锅炉的复检工作刘兵(60)
国产440t／h超高压再热CFB锅炉的安全问题及对策张全胜 左旭坤(1)
煤粉气流着火稳定性的最佳煤粉浓度分析向雄彪 周大庆(4)
确定钢制薄壁内压圆筒壁厚的可靠性方法张桃先 刘小宁(7)
带加强箍且与筒体不等厚的半球形封头热套高压容器的应力测试与分析李荣(9)
电站异种钢接头失效原因分析研究陈晓 兵(13)
工业锅炉给水管系出力显著降低故障的研究黄生琪(20)
表面活性剂在化学清洗中的作用的研究李忠(34)
铁铵矾指示剂法测定氯化物邱燕飞 杜玉辉 杨麟(42)
热壁加氢反应器的检验与分析张龙习(18)
封头设计中考虑加工减薄量的必要性胡圣旗(28)
对GB8334-1999的几点看法刘慧杰 张连方(30)
浅谈《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》魏欣 王希峰(48)
对锅炉压力容器压力管道焊工操作技能考试中不合格试件的探讨陆玮(60)
氢诱发惰性气体球罐冷裂纹的检验分析叶伟文(22)
试述压力管道安装资格取证准备工作重点郭晓春(24)
38．5t／h链条炉炉内结焦原因分析及对策崔平(31)
沙角A电厂#5炉再热器管泄漏原因分析及处理李天(35)
小容量新型DZL锅壳式热水锅炉常见事故浅析李向东 赵秀荣(37)
一台LHS0．5-0．4-Y燃油蒸汽锅炉干烧事故分析盛水平(39)
一只分汽缸疲劳破坏分析何仁(40)
一台硫化罐的失效分析刘良勇(47)
下期部分论文题目(39)
钠离子交换再生时再生液流速应合理选择周加宁(46)
一起解吸除氧器水击现象的原因分析及处理张春光(i001)
R型热水循环泵结构改造赵雪利(49)
花岗石文丘里管水膜除尘器的应用陈光利(51)
锅炉压力容器安装低水位联锁装置的应用举例常桂芹(53)
热水锅炉的氧腐蚀及防止刘永亮 李昭海(55)
600MW炉顶密封结构和措施陈朝强(56)
燃气锅炉的运行节能问题李玉洁(58)
我国垃圾锅炉应用状况、结构型式及特有的安全问题何天荣(1)
GH625合金性能及在垃圾焚烧锅炉上应用阿世孺 任庆玖 杨海根(5)
降低4号锅炉飞灰可燃物含量的措施张小娟(4)
有机热载体炉炉管设计对产品的性能和安全的影响王致宏 尹和平(10)
有机热载体炉运行中问题的探讨沈幸福(13)
超音速电弧喷涂涂层在锅炉吹灰器吹损管壁问题上应用郭立峰 刘保康 齐靖(14)
一起循环流化床锅炉风道爆炸事故的原因分析与整改郭建涛 李盘威(16)
立式锅炉冲天管腐蚀原因的分析及对策谢宏(17)
对一起热水锅炉爆管事故的分析吕素霞 乔文义(18)
锅炉出口集汽集箱与主汽阀对接焊缝未焊透缺陷的检验与处理郭志强(19)
420t／h锅炉开炉节油的几点体会张松文(20)
蒸汽管网疏水系统铸铁阀频繁拉裂原因探析郝景周 卢乃玮(21)
民用建筑热水锅炉供热系统浅析陈超 刘毅(22)
浅谈燃用细颗粒燃料内循环流化床锅炉的设计实践 赵志才 郭建涛(27)
立式锅炉环保节能探讨魏元生(28)
锅炉管板应力和位移分析赵民 崔青玲(36)
一台锅炉封头开裂事故原因与处理杨贵才(46)
浅谈工业锅炉锅内水处理徐坚(8)
10t／h锅炉停用期间腐蚀原因的探讨与预防周爱群 陈晓辉 杨兴富(49)
浅析小型锅炉的锅内水处理李志清(52)
浅谈反渗透法在纯水制备中的应用李福才(53)
运用解吸除氧技术降低锅炉用水的含氧量吴小戈 王俊才(56)
造成给水硬度测定结果偏差的几个因素刘巧玲(57)
对发电子邮件投稿的作者的提醒(16)
关于锅炉水冷壁缩径管裂纹原因的探讨刘继光(58)
管道泄漏检测技术方法探讨万健 王敏(30)
薄壁内压圆筒屈服强度的初始可靠度刘小宁 叶四合(32)
关于压力容器高应变区应变疲劳裂纹扩展的探讨张于贤 王红(40)
除氧器水箱焊缝裂纹原因分析与处理王长有(43)
F-3A／4丙烯干燥器失效分析孔令新 王勇 罗成(45)
炼油厂延迟焦化装置焦炭塔技术改进刘锡光(47)
一台液氩运输车的全面检验张永红(50)
浅谈如何保证压力管道用管材宋崇民 魏跃杰(38)
管—板角焊缝试件的固定与焊接刘守军(42)
400m^3氧气球罐焊接工艺监检研讨李宗九(59)
球形容器试验压力的研究刘小宁 严忠开(1)
氮氧化物对大气环境的污染与控制刘美英 何天荣(4)
快开门式压力容器的发展现状和趋势赵志鹏(8)
下期部分论文题目(3)
欢迎订阅2004年下半年度《锅炉压力容器安全技术》杂志(22)
工业锅炉用水水质分析与控制刘巧玲(29)
75t／h CFB锅炉磨损分析及处理吴剑恒 侯嘉庆(5)
大型CFB锅炉配套细碎机及系统设计技术特点与国产化趋势分析张全胜 徐辉 左旭坤(10)
浅析35t／h抛煤机链条炉改循环流化床锅炉邓命文 洪波(12)
关于引进循环流化床锅炉运行中的主要问题及改进措施刘德昌 马必中 陈汉平 张世红(17)
浅谈循环流化床锅炉的燃烧控制与调节李洪林 刘杰 王俊才(19)
电厂35t／h流化床锅炉煮炉缺水事故分析吕强(21)
一起锅炉埋管磨损事故的原因分析与处理王健滨 王俊理 郑香华 白林波(23)
滚筒式冷渣机在循环流化床锅炉的应用刘经典(24)
一种新型水泥窑废气余热锅炉的开发与设计王俊理 白林波 白周方(15)
新型蜂窝板金建新 周文武(33)
夹套容器的制造夏成广(42)
SHL20—1.25／350型锅炉的改造方为群(45)
一起锅炉漏气事故分析与处理李秋雨(25)
火电厂锅炉爆管分析及综合防治对策研究黄一丁(26)
一起典型筒体带衬环封闭环焊缝疑似缺陷分析严晓君(32)
热管锅炉在使用中存在问题的原因分析沈幸福(35)
分层给煤装置的常见故障及解决方法陈爽(37)
一起因屏过联箱内隔板脱落造成的爆管事故周林(39)
进口压力容器安全性能检验的问题及对策胡革春 李晓路(60)
关于HFC-134a充装系数的确定魏春华 叶晓茹(40)
浅析埋弧自动焊焊缝余高的控制陆玮(44)
关于在用压力容器检验报告中允许继续使用参数的探讨高学海(47)
常压热水锅炉敞口当量直径或大气连通管直径的确定田秀娟(51)
SG电子水处理设备在小型蒸汽锅炉上的应用何西民 王冬云(52)
1Cr18Ni9Ti不锈钢点腐蚀与焊接裂纹产生的原因及对策俞志红(53)
篇3
论文关键词：蒸汽管网,施工,管理
蒸汽管网输送的介质主要是高温气体，气温高、压力大、一旦泄露、危害极大。因此在在施工过程中,每条管道都要严格把关,按照作业程序有步骤、有计划地安装,才能确保工程安装质量和达到压力管道安装验收标准。
二 施工方法及技术要求；
1、施工前准备：
由于蒸汽管路承温较高（200℃）以上，直径较大，管路长，经过地域广，起伏变化大，因此，在施工前，施工单位、设计人员、监理、建设单位，认真考察现场，根据每段管路的特点，制定了切实可行的施工方案，把握好设计意图，全面地做好技术交底工作，组织全体施工人员贯彻有关施工工艺、安装质量要求，做好施工用工器具、材料计划，施工过程专用运输、起吊工具索具；按设计要求，拆除管路施工中障碍物，管子焊前坡口处理工作，并按要求进行刷高温防锈漆等。
1.1 材料 所有管材、管件、阀门及焊材均应严格按照设计文件要求的规格、材质等级选用,各种材料必须有质量证明书和出厂合格证。入库材料应分类摆放,并进行材料标识和检验、试验状态标识等。
1.2 施工机具设备 由项目部依据工业管道安装施工需要进行配置,机具设备使用计划应纳入工业管道安装施工组织方案。
1.3 施工技术准备 管道工程安装之前必须进行施工图纸会审和设计交底。必须编制施工技术方案和专项施工作业计划,并向施工人员进行施工技术交底。
2、施工方法；
蒸汽管道安装顺序 蒸汽管道应执行先地下管道,后地上管道,先大管后小管,先高压管后低压管,先不锈钢管后碳素钢管,先夹套管后单体管的安装顺序原则。
2.1 施工工艺流程 蒸汽管道安装前,要绘制施工工艺流程图,有步骤、有计划地施工,才能达到满足质量和工期的目的。
2.2 施工工艺要求 蒸汽管道必须按照施工技术方案和管段施工图的规定要求进行安装。安装前应对管材和管件进行清理、检查和调试。必须逐件清除管道组成部件内部的砂土、铁屑、熔渣及其它杂物。对接焊缝用100 %射线照相进行检验。按照设计或规范,应对管道支架、吊架及导向支架进行检查、调试和编号。固定和滑动支架及管托一定要区分开,按要求进行焊接。
2.3 管道与管道对接安装 管道与管道管口对接需符合规范要求。管口组对时应在距管口中心200mm 处测量平直度,当管子DN 小于100mm 时,允许偏差为1mm ;当管子DN 不小于100mm 时,允许偏差不得大于10mm。管口焊接应执行焊接工艺规范,管道安装的允许偏差应按照设计规范执行。
2.4 法兰组对与安装 法兰组对前,应检查法兰密封面及密封垫片,不得有影响密封性能的划痕、斑点等缺陷。法兰连接应使用同一规格的螺栓,螺栓安装方向要一致。在直立管道上安装单头螺栓时,单头螺栓的头部宜在法兰的上方。螺母紧固应与法兰紧贴,不得有楔缝。需要加垫圈时,每个螺栓不应超过1 个。紧固后的螺母与螺栓端面宜齐平。
2.5 阀门与补偿器试验与安装
2.5.1 阀门试验与安装
阀门安装之前,应按设计文件核对其型号、规格及技术要求,然后进行试验或检查。特别是蒸汽管网中的高、中压阀门要做压力试验。阀门检验要有独立的作业场地,主要机具设备要齐全。阀门在安装前,要根据阀门的结构形式与管道介质,确定其安装方向及阀杆方向。当阀门与管道以法兰或螺纹方式连接时,阀门应在关闭状态下安装。当阀门与管道以焊接方式连接时,阀门应在开启状态下安装,焊接宜采用氩弧焊打底。
2.5.2 管道补偿器安装
工程中采用的管道补偿器多为平面铰链波纹管补偿器,安装时应按设计文件进行预拉伸试验。预拉伸受力应均匀,预拉后应临时固定,待管道安装固定后再拆除临时固定装置。补偿器应与管道同轴不得偏斜,严禁用补偿器来调整管道的安装偏差。
3、管路的冲(吹)洗试压:
3.1 试压准备
压力管道进行压力试验前,必须编制试压技术方案或试压技术措施,并绘制试压流程图。检查所用压力表的等级不低于1.5级，压力表的量程应为试验压力的1.5-2倍并检验合格，压力表的数量不少于两块。
3.2 试压条件
(1) 压力管道压力试验前,对施工完成管道全面检查,如:支架、吊架、导向支架、管托、仪表、阀门、补偿器等。
(2) 压力管道试压范围内管道每个焊点质量都必须合格,热处理及无损检测工作全面结束。
(3) 为了压力管道检测,漏点、管口对接点暂时不要防腐或涂漆,待试压完成后再做防腐处理。
(4)管道试压前,要对试压系统范围内管道安装工程、组织工序质量检验和工序交接。包括:管件、管道、焊材的质量证明文件;阀门、管件、试验记录、管道焊接工作记录,无损检测报告及检测位置图,设计变更及材料代用文件等。
(5) 管道试压前,组织试压人员、质量检查人员和安全监督人员进行试压作业技术交底和试压技术交底,最后形成书面材料。
3.3 升压要求
采用液体介质进行试压时,应缓慢升压至试验压力,采用气体介质进行试压时,应逐步缓慢升压,当压力升至试验压力的50 %时,如未发现异常或泄漏,可继续按试验压力的10 %逐级升压,并每级稳压3min ,直至升至试验压力。液体、气体稳压均为10min ,然后检查各个焊口、阀门、法兰、补偿器等(以发泡剂检验) ,不泄漏、不冒泡为合格,如有漏点,需要焊补时,必须泄压后才能进行。
在试压过程中，一定要分段合理，逐步按等级升压，、并应分段专人巡视、记录，异常情况及时汇报，以防损坏伸缩节、管路伸长后，推翻支架出现机械、人身安全事故。
暖管时各疏水器、阀全部升启，各伸缩器处做好原始标记，并留专人检查做好记录，然后进行每段管路的暖管，温度应缓慢升高暖管初始温度150℃左右，暖管时间应不小于1小时；在暖管过程中应随着温度的升高做好伸缩节的伸缩记录，并从始端沿途检查疏水排放情况，暖管至排放口无水，排出蒸汽为干蒸汽（无白色）此段汽管已暖管结束，关闭该处盲管阀或疏水阀，由始向终至各锅炉房，此时暖管结束，本工程暖管经验，在暖管时，进汽阀门一定要慢慢开启，升压不宜过快。是在充分暖管后进行的，冲管时逐步增加蒸汽量，测试至靶子上白纸无黑点、油污为合格，吹洗合格后停汽，与热交换站蒸汽管路碰头，再进行暖管送汽，然后逐步升压至设计压力，观察其运行，一切正常后，工程结束。
三 结束语：
压力管道安装是一项非常重要的工程,在安装过程中的各个方面，各道工序都要认真把好质量关,才能确保蒸汽管道安全运行。
参考文献：
[1]王赫 建筑工程事故处理手册[M] 北京 中国建筑工业出版社 2002
[2]建筑施工手册 北京 中国建筑工业出版社2004
[3]GB50236 - 1998. 现场设备. 工业管道焊接工程施工及验收规范.
[4]国家质量技术监督局. 压力容器安全技术监察规程. 北京:中国劳动社会保障出版社,1999.
篇4
关键词：14MnMoNbB钢；焊接性；焊接工艺
1. 低合金高强结构钢概念
低合金钢综合性能优异，经济效益显著，是焊接结构中用量最大的一类工程材料。这类钢的应用范围广泛，涉及国民经济和国防建设的各个领域。
1.1低合金高强度结构钢分类及特点
1.1.1低合金高强度结构钢的分类
低合金高强度结构钢低合金高强度结构钢是含碳量Wc0.20％的碳素结构钢基础上，加入少量的合金元素发展起来的，强度高于碳素结构钢 此类钢中除含有一定量硅或锰基本元素外，还含有其他适合我国资源情况的元素。
低合金高强度结构钢按钢的屈服强度级别及热处理状态又分为热轧及正火钢、低碳调质钢、中碳调质钢。国内外常见的低合金高强钢见表1.1。
表1.1国内外常见的低合金高强钢
类型 屈服强度/MPa 国内外常见钢牌号
热轧及正火钢 294-490 09Mn2（Cu），09Mn2Si，16Mn（Cu），14MnNb，15MnV,15MnVN,18MnMoNb，14MnMoV
低碳
调质钢 490-980 14MnMoVN, 14MnMoNbB,T-1,HT-80,Welten-80C，NS-63,HY-130,HP9-4-20,HQ70,HQ80,HQ100,HQ13O
中碳
调质钢 880-1176 35CrMoA,35CrMoVA, 30CrMnSiA, 30CrMnSiNi2A,
40CrMnSiMoA, 40CrNiMoA,4340,H-11
⑴热轧及正火钢
屈服强度为294-490MPa (30-50kgf/mm2)在热轧或正火的状态下使用属于非热处理强化钢，应用十分广泛。
⑵低碳调质钢
屈服强度为490-980MPa (50-100kgf/mm2)在调制状态下供货使用，属于热处理强化钢，他即有高的强度，又有较好的塑形和韧性，可以直接在调制的状态下焊接，焊后不需要调质处理。这类刚主要用于大型机械、压力容器及潜艇制造。
⑶中碳调质钢
屈服强度一般在880-1176MPa（90-120kfg/mm2）以上，钢中含碳量较高（0.25%~0.5%），常用于强度要很较高的产品或部件，如火箭发动机壳体、飞机起落架等。
1.1.2低合金高强度结构钢的特点
低合金高强度结构钢是在碳素结构钢的基础上，加入少量合金元素（一般不超过3%）冶炼的低合金钢。这类钢碳含量低（不超过0.2%），合金元素主要有钒、铌、钛、锰、硼等，这类钢与碳素结构钢相比，强度较高、韧性好，有较好的加工性能、焊接性能和耐蚀性。
1.214MnMoNbB钢的化学成分及力学性能
14MnMoNbB钢具有强度高、综合性能好、使用寿命长、应用范围广、比较经济等优点。该钢多轧制成板材、型材、无缝钢管等，被广泛用于桥梁、船舶、锅炉、车辆及重要建筑结构中。
14MnMoNbB钢和部分低碳调质钢的化学成分和力学性能见表1.2，1.3。
表1.214MnMoNbB钢和部分低碳调质钢的化学成分
钢号 14MnMoNbB 14MnMoVN 15MnMoVNRE
C 0.12-0.18 0.14
Mn 1.30-1.80 1.41
Si 0.15-0.35 0.30
Mo 0.45-0.70 0.47 0.35-0.60
V 0.13 0.03-0.08
S
P
其他 Nb-0.04B-0.001 N0.015 RE0.10-0.20
表1.3 14MnMoNbB钢和部分低碳调质钢的力学性能
序号 牌号 拉伸试验 冲击试验
RmN/mm2 ReLN/mm2 A％ 试验温度℃ AKVJ
1 14MnMoVN ≥690 ≥590 ≥15 －40 ≥27
2 14MnMoNbB ≥755 ≥686 ≥14 －40 ≥31
3 15MnMoVNRE ― ≥666 ― －40 ≥27
2. 14MnMoNbB刚的焊接性分析
2.114MnMoNbB刚的焊接性
我国已开发出14MnMoNbB、HQ80和HQ80C等抗拉强度为800MPa的低碳调质钢及其配套焊材，并在工程中获得广泛应用。14MnMoNbB钢不含Ni、Cr但含有Nb元素。
14MnMoNbB刚以热轧状态或高温回火交货，也可以调质状态交货，但一般须经调质处理后使用。调质处理工艺为910-930℃，600～650℃回火，空冷。具体调质处理工艺应根据刚才化学成分上、下限，对热处理温度做适当调整。一般地，偏上限成分时，淬火温度选下限，回火温度选上限，这样可获得较好的综合力学性能。
板厚小于20mm的钢板焊接后易发生挠曲变形，对于箱型焊接结构来说，解决这种变形通常都是采用火焰方法矫正。但是，14MnMoNbB钢属于调质钢，是否可以进行火焰矫正是人们所担心的问题。实验结果表明，14MnMoNbB刚焊后进行单次货多次火焰矫正是可行的， 问题的关键在于控制加热温度和冷却速度。加热温度控制在900-1000℃范围为宜；800-500℃冷却速度以12-33℃/s为宜，即控制t8/5=9-25s范围内最好。火焰矫正后须进行650℃的局部回火处理。这样火焰矫正处理过的故为，其性能与钢板调质后的性能基本相当。4MnMoNbB刚焊接热影响区连续冷却曲线（SH-CCT）见图2.1，连续冷却转变曲线数据见表2.1；焊接连续冷却时间（t8/5）与热影响区组字组成的关系见图2.2，焊接时间（t8/5）与HAZ硬度的关系见图2.3。
表2.114MnMoNbB钢焊接连续冷却转变曲线数据
编号 t8/5/s HV 组织组成/% 临界冷却时间/s
1 5.8 475 M100 t′b55
2 10 455 M100
3 17 455 M100
4 33 440 M100
5 79 385 M20,B80
6 110 350 M10,B90
7 187 330 M2,B98 t′m200
8 234 290 B100
9 330 290 B100
10 486 305 B100
11 840 290 B100
12 2024 275 B100
13 4020 265 B100
注：t′b――形成贝氏体的临界时间，t′m――形成马氏体的临界时间
14MnMoNbB钢经焊接热循环作用后，淬硬倾向较大，热影响区硬度增高，但随预热温度增高其硬度随之降低。根据’铁延实验“和十字接头裂纹实验结果，14MnMoNbB钢避免焊接冷裂纹产生的余热温度约为150℃，采用较低的预热温度但增加后热处理可获得同样效果。板厚 小于6mm的薄板焊接时，如果环境温度大于14℃时，采用较大规范的手弧焊可以在不预热条件下施焊。
参考文献：
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不久前，教育部提出要推动一批本科院校向工程应用型与技能型转型，同时，我国经济也面临转型并增速放缓，因此大学生的就业压力更加严峻，那么如何适时进行教学改革，加强大学生创新意识和实践能力的培养，增强就业能力，则是摆在众多工科院校面前的一大课题。多年以前，我国很多工科院校都以培养优秀工程师为荣，但是在高等教育快速发展的今天，在众多高校所谓“重基础、宽口径”的培养模式下，很多工科高校忽视了大学生工程实践能力的培养，造成相当一部分工科学生参加工作后，解决工程实际问题的能力差，创新能力更是无从谈起。
产生上述问题的原因是多方面的。比如，前些年高校扩招速度过快，与经济社会发展需求不相适应；中青年教师普遍缺乏工程实践经验；教师评价中重科研轻教学的政策导向；传统教学模式呆板单一；在《生产实践》课等实践教学环节中，绝大多数公司不允许学生亲自动手操作而只能参观；等等。其中，在转变教育理念和改进教学方法上存在的问题尤为突出，教学中“灌输式”教学模式仍然占主流；课程考查评价体系落后，仍以试卷考试为主要手段。因此导致了理论与实践的脱离，遏制了学生的潜能和创造性，使得“培养务实创新的高素质应用型人才”这一目标难以实现。因此，高校必须积极推动教学改革来提高学生的实践创新能力，而在教学改革中，教学方法的改革则是根本途径。本文以材料成型及控制工程专业为例，提出在专业课教学中探索实施“任务型”开放教学法，具体如下。
一、在专业课课堂教学中探索实施“任务型”开放教学法
“任务型”教学法是从学生的基本心理需求出发，认为学习是满足个体内部需要的过程，在教学目标上注重突出教学的情意功能，追求学生在认知、情感和技能目标上的均衡达成。“任务型”教学法以任务组织教学，在任务的履行过程中，以参与、体验、互动、交流、合作的学习方式，充分发挥学习者自身的认知能力，在实践中感知、认识、应用知识，在“干”中学，“用”中学，体现了较为先进的教学理念。而“开放式”教学法是培养学生工程实践能力和创新能力的重要教学途径，要求教师不但要注重知识的传授，更要把部分注意力由所教授的内容转移到对学生情感和动机的培养上来，教师的责任是要为学生创造一个轻松愉快的学习氛围，培养具有探索精神和创新意识、能适应时代变化，心理健康的新时代人才。“开放式”教学模式能把教学和社会两个系统紧密结合，实现理论和实践、学校和社会、学生和教师以及书本和课堂之间的系统融合。
“任务型”开放教学法既强调“任务”，又强调“开放”，因此其综合了“任务型”教学法和“开放式”教学法的优点。在教学过程中，教师为学生设定“任务”，学生在教师的指导下，通过以“自主、探究、开放、合作”为特征的学习方式，较好地达到课程标准中关于认知目标与情感目标的要求。在具体实施中，教师可以针对课本上的某一部分内容，或者是课本里没有介绍的一些先进成型工艺，如焊接方面的水下焊接技术、水切割、激光电弧复合热源焊接、冷金属过渡焊接，等等，由学生自己去查阅资料，制作成PPT，上课时进行讲解。此时学生由课堂的聆听者，变为课堂的组织者和知识的传授者，实现了教师和学生角色互换。学生讲课时应充分利用多媒体教学的优势，多插入一些图片和视频，以使所讲内容更加直观和生动。这种教学方式既调动了学生学习的积极性、主动性，又提高了学生的语言表达能力、组织能力、对知识的理解能力和创新能力。此外，教师还可以根据当前教学内容，以任务的形式设置综合性的或生产实践中的问题，让学生查阅文献，通过自主学习、深入探究并相互交流，提出解决问题的思路和措施，然后制作成PPT，在课堂上讲解，教师针对性地提出一些问题，让该生进行答辩，并鼓励大家进行质疑和讨论，这样可以充分调动学生的主动性和参与性，培养学生综合运用知识的能力。
在实施“任务型”开放教学的课堂教学过程中，教师还要注重培养学生的沟通表达能力和团队合作精神，引导学生讨论，为学生充分表现、合作、竞争搭建舞台，使教师指导和学生自主开放相结合，传授知识和解决问题相结合，求同性思维和求异性思维相结合。这有益于培养学生的创造性、沟通能力、团队精神与表达能力，毕业后尽快胜任工作岗位。
二、在专业课实践教学中探索实施“任务型”开放教学法
目前大学专业课的实验基本是验证性的，大部分学生在进行实验时主动性较差，通常是由教师拟定实验报告或者实验指导书，学生在教师的指导下按部就班地完成实验步骤。在这一过程中，学生完全处于被动状态，考核成绩时也是依据学生对各个实验步骤的完成情况，学生缺乏独立思考和自主创新意识，严重降低了实践教学的目的和质量。而如果在专业课实践教学中探索实施“任务型”开放教学法，则可以有效增强教学效果。比如，在《焊接冶金学与焊接性》课程教学中，可以进行情境设计，针对目前汽车、机械、压力容器制造等行业的常见钢种，由教师提出实验目标与任务，然后让学生自己制定焊条药皮配方，并亲自动手制作焊条，再根据自己制定的焊接工艺动手焊接，焊后切取试样，观察焊缝组织，测试力学性能，并分析焊接缺陷产生的原因，最后制作成PPT，上课时给全班同学和老师讲解。此外，教师也要对实验课的考核形式进行改革，在对学生的实验进行成绩评定时，不能仅仅是局限于对学生的熟练操作程度、实验结果是否理想以及实验报告书写是否工整进行考核，更应该注重对实验全过程包括课上讲解情况进行考核。通过上述这些举措，可以有效激发学生的学习热情，增强学生的创新意识和实践能力。
目前，很多工科高校的教师们除了教学之外，还都肩负着科研任务，因此，教师们可以将自己科研中的一些实验过程录制成视频资料，比如《铸造合金及熔炼》这门课，就可以将铸铁的熔炼、造型、浇注成型、热处理和取样分析等过程进行全程录像，经过剪辑后在课堂上给学生们放映和讲解，讲解时教师可以针对其中的关键问题进行提问，组织学生讨论，由教师进行答疑。由于是教师自己亲身所从事的课题研究，因此讲解起来更加具体和生动，其教学效果非照本宣科所能比。此外，还可以在认识实习中组织学生参观一些大型专业展览，如：埃森国际焊接博览会、中国国际铸造博览会、中国国际模具技术和设备展览会等。但是教师要在参观前给学生布置具体参观任务，带着问题去参观、学习，而不是走马观花，参观回来后教师要对学生进行提问和交流，这样既可以拓展学生的视野和思维，加深对课堂教学内容的理解，也极大地提高了学习热情。
三、构建“任务型”开放教学中对学生的成绩评价体系
