寸、安装和拆卸方法、焊接要求、使用注意事项等。
提示：
●焊缝设置和坡口组对注意事项
（1）焊缝的设置应避开应力集中区，便于焊接和热处理。这样可防止焊缝区应力迭加，减少造成焊缝破坏的隐患，并避免因环境障碍而影响焊工操作技能的发挥和热处理工作的进行。
（2）在焊缝上开孔会使焊缝应力状态恶化，所以多数规范规定不宜在焊缝及其边缘上开孔。当无法避免在焊缝上开孔或开孔补强时，应对以开孔中心为中心、1.5倍开孔直径或补强板直径范围内的焊缝进行无损检测，检测合格后方可进行开孔。被补强板覆盖的焊缝应磨平。
（3）应通过焊接构件的工厂化预制，尽可能地采用平焊位置和转动焊位置，减少固定焊位置。现场装配时应保证固定焊位置设在易于操作和安全的位置，并应尽可能地远离设备接口。
（4）焊件组对时应垫牢固，并应采取措施防止焊接和热处理过程中产生附加应力和变形。尽量避免强力组对（除冷拉伸或冷压缩管道外）。
如：管道支管与主管的连接接头及补强圈组对焊接时，应注意控制支管与主管的角度，采取措施防止出现塌腰收缩变形。
（5）组对错边量
焊件组对错边量的大小直接影响到根部焊道质量，削弱接头强度。尤其是单面焊焊缝，如局部错边量过大，易导致焊缝根部产生未熔合缺陷和造成应力集中。有些管道还会因错边产生冲刷腐蚀。
一般施工标准规范对错边量的规定主要是从能否保证焊接质量来考虑，同时也考虑了管材制造本身允许的壁厚误差，对不等厚焊件组对时错边量的处理要求，既从保证焊接质量出发，又考虑了工况条件、应力集中因素和焊件的外观质量。
◎举例：管道焊接的错边量：
GB50236-98规定：等厚管子及管件组对时，内壁应齐平，内壁错边量按不同材质分别提出了不同的控制指标。不等厚管子及管件组对时，薄件端面应位于厚件端面之内，其内壁错边量要求与等厚的管子或管件组对时相同。当其内壁错边量超过规定或外壁错边量大于3mm时，应按标准和焊接工艺指导书的规定进行削薄加工。
GB50236-98对管道组对内壁错边量的规定
管道材质 碳素钢及合金钢 内壁错边量 不宜超过壁厚的10％，且不大于2mm 铝及铝合金 壁厚≤5 mm 壁厚＞5 mm 铜及铜合金 工业纯钛 镍及镍合金
特别提醒：对于带颈对焊法兰和承插焊法兰，现场经常遇到与管子的对口错边问题，原因在于有些设计人员在选配法兰时没有考虑所接钢管的壁厚。当所接钢管的实际壁厚与标准有较大差异时，现场不得不为避免内壁错边而进行修整，自然增加了现场工作量。为解决类似问题，需要现场工程技术人员经常与设计人员沟通，从源头得到妥善的处理。
（6）焊件组对间隙：应符合设计文件的规定。也可根据现场情况和经验在焊接工艺指导书中规定。
（8）奥氏体不锈钢焊缝组对时，禁止使用碳钢工具，也不得在不锈钢管上用碳钢卡具进行定位焊。
不大于0.5mm 不超过壁厚的10％，且不大于2mm 不超过壁厚的10％，且不大于2mm 不超过壁厚的10％，且不大于1mm 不大于0.5mm ●坡口组对工装夹具要求
由于工夹具焊缝短，受热影响硬而脆，容易产生焊接缺陷，所以除通过组装方法和工夹具设计的改进使得工夹具焊点数最少外，还应符合以下规定：
（1）工夹具材质宜与母材相同或同一类别号。
（2）工夹具焊接(焊材和工艺)应与正式焊接相同。焊件组对一般使用组对卡具，若使用需焊接在焊件上的组对卡具时，卡具与焊件接触部分的材质应与管材成分相同或同一类别号。工卡具焊接用的焊材和焊接工艺应与正式焊接相同（采用手工焊）。
卡具的拆除应用砂轮，不得用敲打、掰扭的方法。拆除工夹具不应损伤母材，焊疤应打磨修整。
自动焊时引弧板和熄弧板的设置宜与母材相同或同一类别号。
需预拉伸或预压缩的管道焊缝组对时的附加应力由工夹具所承受，为防止该附加应力在
工夹具拆除后迭加到焊缝上，在焊完及热处理完毕焊缝已达到足够的强度和塑性，并经检验合格后方可拆除。
4.3.4 定位焊
明确定位焊的要求：
（1）应规定定位焊缝由合格焊工施焊；
（2）应规定采用与正式焊缝相同的焊接材料、预热条件和焊接工艺，可列出焊接方法、预热方法和具体的定位焊接工艺要求；
（3）应规定定位焊缝的长度、厚度、间距和焊点数。
（4）应规定正式焊缝焊接前对定位焊缝的检查要求和缺陷处理方法。
提示：对“定位焊缝”的要求
（1）定位焊缝即使要求在打底焊前或背面清根时被清除，但由于其焊接热循环仍然对母材焊接坡口热影响区造成一定影响。如对合金钢的焊接坡口热影响区可能产生氢致裂纹。而且受焊工责任心的影响，定位焊缝仍会有一部分残留于正式焊缝内。所以对定位焊缝的焊接要求与正式焊缝同样对待：
①由合格焊工施焊；相同焊材、预热条件和焊接工艺）。
②采用的焊材和焊接工艺应与根部焊道相同（自动焊时用手工焊进行定位焊）。 （2）定位焊缝承受组对应力。所以定位焊缝尺寸（长度、厚度、间距或焊点数）应能保证焊缝在正式焊接过程中不致开裂。
（3）用氩弧焊进行定位焊时，高合金铬钼耐热钢、奥氏体不锈钢耐热耐蚀高合金钢和镍合金的焊缝背面应进行充氩保护。
（4）为保证底层焊道成型良好,减少应力集中,定位焊缝应平缓过渡到母材上，且应将焊缝两端磨削成斜坡。正式焊接时，起焊点应在两定位焊缝之间。
（5）定位焊缝过短、过薄、易撕裂，存在缺陷的可能性大。这些缺陷在焊接过程中常常不能全部熔化，而保留在新的焊道中，形成根部缺陷。因此应保证定位焊缝焊透及熔合良好,且无气孔、夹渣等缺陷，并及时对定位焊缝应进行清理检查，对发现的缺陷进行打磨处理和修整。
4.4 焊前预热和后热
（1）根据第一章所述的材料焊接性和焊接结构特点分析结果，确定各种焊接结构部件（或部位）是否进行焊前预热或确定预热条件。
（2）如果需要预热，应明确预热温度、加热方法、加热范围和测量方法，对预热提出具体的技术要求和控制措施。
（3）应明确层间温度的控制范围、技术要求及控制措施。
（4）根据材料和结构部件的焊接特点，提出是否后热的要求。若需要后热，则应明确后热温度和保持时间（或焊后及时保温缓冷的措施）、后热的加热方法、加热范围和测量方法，对后热提出具体的技术要求及控制措施。
提示一：焊前预热及层间温度控制 ●焊前预热的作用：
（1）降低焊接接头的冷却速度，延长奥氏体的转变时间（t8/5），降低钢材的淬硬程度。 （2）有利于焊缝金属扩散氢的逸出。
（3）在一定程度上还可以调整或减轻焊接残余应力，改善应力条件。
因此，预热被作为防止低合金高强钢、Cr-Mo钢，特别是大厚度构件焊接裂纹的重要措施。
●预热温度的影响因素：
钢材焊接是否一定需要预热，亦即在什么情况下要进行预热，以及预热温度的高低如何确定，受到下列因素的影响：
（1）环境温度和湿度的影响：环境温度低，湿度大，预热温度须提高。板厚越小，气温影响越明显；大厚板时，气温影响就不明显了。
（2）板厚的影响：板厚增大，导热加快，所以需较高预热温度。
（3）钢的强度的影响：钢的强度级别越高，冷裂倾向越大，预热温度也应相应地有所提高。如果焊缝强度较母材有所降低，预热温度则可适当降低。
（4）钢的成分的影响：钢的成分影响钢的淬硬倾向，可用碳当量来比较其影响。预热温度应随碳当量的提高而提高。
常用HAZ最高硬度来比较。用HV≤350为判据来衡量C-Mn钢冷裂倾向：认为HV≤350，即使采用非低氢的焊接方法、不预热也可避免冷裂纹。热影响区最高硬度越高，预热温度越
需要提高。但仅用最高硬度来确定预热温度有时还是不够充分的，HV＞350以后，与拘束度关系很大。
（5）钢的热处理状态的影响：同一钢号因热处理状态不同，预热的温度也可能不一样。如采用焊条电弧焊焊接正火状态钢材，预热温度可高些；而采用气电焊或埋弧焊焊接调质钢时，既要防止焊接接头淬硬造成开裂，又要避免接头过热造成“软化”，则预热温度又不宜过高。
（5）拘束度的影响：拘束度增大，预热温度必须增大。通常采用斜Y形坡口焊接裂纹试验方法、窗型拘束焊接裂纹试验方法、刚性固定法裂纹试验方法、焊接热影响区最高硬度试验方法等来确定预热与否和预热温度。
（6）焊接材料类型的影响：主要归结为含氢量和焊缝强度级别的影响，两者提高，预热温度也应随之有所提高。如Cr5Mo钢选用奥氏体焊条A307时的预热温度可以降低。 （7）焊接线能量的影响：提高焊接线能量，预热温度可以降低。
（8）焊接方法的影响：如钨极氩弧焊打底时的预热温度比手弧焊可适当降低（约低50℃左右）。理由是：钨极氩弧焊的焊接速度慢，在焊接的局部事实上产生了所需的预热温度；同时也可减少过量的熔深，有利于控制焊道内外表面成形。
（9）后热的影响：虽然后热的主要作用是消氢处理，但后热延缓了焊接接头的冷却速度。所以采取后热措施时，预热温度可适当降低，甚至也可能不必预热。
综上所述，确定预热温度应综合考虑钢材的淬硬性（强度和成分）、焊件厚度、结构刚性（拘束度）、焊接方法、线能量、焊接材料和环境温度等因素。
★特别提醒：
◇大部分标准规范所推荐的预热温度是材料的最低预热温度值要求，只考虑了材质和厚度两个因素。实际上，预热不仅要考虑材料的淬硬性和焊件厚度，还应考虑结构刚性、焊接方法和环境温度等因素，当遇有拘束度较大或环境温度低等情况时应适当增加预热温度。
◇提高预热温度常常会恶化劳动条件，使生产工艺复杂化。过高的预热和层间温度还会降低接头韧性（特别是低温钢和调质钢）。无谓的提高预热温度也加大了施工成本。因此焊前是否需要预热和预热温度如何确定要认真考虑。
◇实际预热温度不能照搬焊接工艺评定资料中的预热温度值。比如说：如果焊接工艺评定中未规定预热温度，而现场实际焊接时可能需要采取一定的预热措施，这时的原焊接工艺评定仍然有效。
20090623112709 - 专题讲座：如何编制焊接工程施工方案
