钢制承压设备焊接材料与标准

王 琳

（江苏省特种设备安全监督检验研究院，江苏 南京 210008）

1 承压设备用焊接材料选用原则

《固定式压力容器安全技术监察规程》第2.12（1）条要求：“用于制造压力容器受压元件的焊接材料，应当保证焊缝金属的力学性能高于或者等于母材规定的限值，当需要时，其他性能也不得低于母材的相应要求”。因此承压设备用焊接材料选用原则是：应保证焊缝金属的力学性能高于或等于母材规定的限值，或满足设计文件规定的技术条件。要满足此要求，首先应保证焊接材料熔敷金属的力学性能高于或等于母材规定的限值，或满足设计文件规定的技术条件。由于焊接材料基本上只能确定焊缝金属的性能，不能影响焊接接头热影响区的性能，而对于承压设备则要求焊接接头性能不低于母材、或设计文件规定的技术条件。因此正确选用焊接方法和焊材之后，还需要制定合理的焊接工艺（包括焊接环境、焊接线能量、预热、后热、焊后热处理等）才能得到满意的焊接接头。

2 我国承压设备用焊接材料标准的特点

我国承压设备所用焊接材料的国家标准和行业标准基本齐全，能满足承压设备用焊接材料的基本需求，这为编制承压设备用焊接材料的行业标准N B/T 47018.1-7-2011“承压设备用焊接材料订货技术条件”奠定了基础。

我国承压设备所用的焊接材料国家标准中除G B/T 17854-1999“埋弧焊用不锈钢焊丝和焊剂”国家标准是等效采用日本国家标准外，其余均等效美国国家标准。

焊接材料国家标准和行业标准是适用于国内各行业的通用性标准，是对各种用途焊接材料的基本的、通用的要求，代表了我国焊接材料的普遍水平，但并不完全满足承压设备的安全技术规范和标准要求，存在有一定的技术差距。承压设备用焊接材料的行业标准N B/T 47018.1-7协调了焊接材料国家标准、行业标准与承压设备安全技术规范、标准之间技术差异，在焊接材料国家标准和行业标准的基础上按照我国的实际情况编制出适用于我国承压设备用焊接材料行业标准。

焊材选用与母材有直接关系，国内承压设备所用钢材（板、管、锻件）的钢号不多，因此所用焊材的型号或牌号也有限。

我国的焊接材料国家标准主要由焊接标准化委员会编制，其中的焊丝标准主要由钢标准化委员会编制，除G B/T 8110-2008“气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝”由焊接标准化委员会编制外，其他的焊丝标准都由钢标准化委员会编制。

3 钢焊条标准问题

承压设备用钢焊条涉及到的标准有：G B/T 983-1995“不锈钢焊条”、G B/T 984-2001“堆焊焊条”，G B/T 5117-1995“碳钢焊条”、G B/T 5118-1995“低合金钢焊条”、N B/T 47018.1—2011“承压设备用焊接材料订货技术条件第1部分：采购通则”、N B/T 47018.2-2011“承压设备用焊接材料订货技术条件第2部分：钢焊条”。

国内承压设备用碳钢和低合金钢焊条除长输管道打底焊用高纤维素焊条外，基本上采用低氢纳型和低氢钾型药皮焊条；而不锈钢则采用E X X X-15、E X X X-16型药皮焊条，-15为低氢型，-16可为低氢型，也可是钛型或钛钙型药皮。

碳钢焊条、铬钼钢焊条和不锈钢焊条（包括奥氏体、马氏体、铁素体）的熔敷金属化学成分和性能，各焊材厂牌号间基本相同，主要差异在适用范围、焊接工艺性能和操作性能。低合金高强度钢焊条的熔敷金属化学成分和性能，各焊材厂牌号间差异较大，焊条的适用范围、焊接工艺性能和操作性能差异也较大。低温钢焊条熔敷金属的合金体系，国内外焊条标准差异较大，国内焊条主要用锰、镍，而国外用镍之外，还加入微量的钛、硼元素以提高熔敷金属的低温冲击功。

焊条统一牌号是我国特有的规定。前机械部于1997年编制最后一版“焊接材料产品样本”，其中规定了焊材统一牌号，这得到设计、制造、检验和监督等各方认可和熟悉。不少大型焊材厂家在此基础上做一些修改后用于本厂产品；而台资和外资企业不用统一牌号，有自已的焊材牌号规定。

4 气体保护电弧焊用钢焊丝和填充

焊丝：指焊接时通过电流，并作为电极使用，用“E”表示；焊丝可用作填充丝。填充丝：指焊接时不通过电流，也不作为电极使用，而利用钨极与工件之间产生的电弧热熔化，填充焊缝，用“R”表示。填充丝不可用作焊丝。在国外标准中焊丝和填充丝即使化学成份相同，其他技术要求也不一定相同，焊丝和填充丝是区分开的。

E R表示既可做焊丝又可做为填充丝用，如G B/T 8110中的焊丝型号中就用E R表示。

承压设备用气体保护电弧焊钢焊丝和填充丝涉及的标准有：G B/T 8110-2008“气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝”，G B/T 14957-1994“熔化焊用钢丝”，G B/T 3429-2002“焊接用钢盘条”，Y B/T 5091-1993“惰性气体保护焊接用不锈钢棒及钢丝”，Y B/T 5092-2005“焊接用不锈钢丝”，N B/T 47018.1—2011“承压设备用焊接材料订货技术条件第1部分：采购通则”，N B/T 47018.3-2011“承压设备用焊接材料订货技术条件第3部分：气体保护电弧焊钢焊丝和填充丝”。

氩弧焊用钢焊丝和填充丝。碳钢和低合金钢G B/T 14957-1994“熔化焊用钢丝”、G B/T 3429-2002“焊接用钢

盘条”。不锈钢和耐热钢 Y B/T 5092-2005“焊接用不锈钢丝”、Y B/T 5091-1993“惰性气体保护焊接用不锈钢棒及钢丝”。C O 2气体保护电弧焊用钢焊丝和填充丝 G B/T 8110-2008“气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝”、G B/T 3429-2002“焊接用钢盘条”。 焊接材料标准的制定单位 当前焊接材料标准的制定由三个标准化技术委员会进行，这三个单位都属于平级单位。

5 关于承压设备用焊接材料行业标准

虽然我国承压设备所用焊接材料的国家标准和行业标准基本齐全，基本能满足承压设备用焊接材料的需求，但并不完全满足承压设备的安全技术规范和标准要求，在技术要求上存在有一定的差距。主要表现在以下几个方面。

我国焊材国家标准大多是等效采用美国国家标准，但却忽略了另一个美国标准，即A WSA 5.01《填充金属采购导则》。在A WS A 5.01中规定了焊材制造厂的质量保证体系、原材料规定、焊材批量级别和检验范围类别，因此仅有焊材标准，没有《填充金属采购导则》，是不可能得到所需要的专用焊材的。

焊材批量划分原始、粗糙，难以反产品质量的稳定性。我国焊接材料生产中，焊材是以重量划分批量，这种划分方法存在焊芯和焊丝炉批号差异；药皮和焊剂所用原材料批量之间的差异；药皮和焊剂每次配料及搅拌的差异。

鉴于以上的理由，锅炉压力容器标准化技术委员会组织编写了N B/T 47018.1-7-2011“承压设备用焊接材料订货技术条件”，并由国家能源局批准。该行业标准协调了焊接材料国家标准、行业标准与承压设备安全技术规范、标准之间的技术差异，在焊接材料国家标准和行业标准的基础上按照我国的实际情况编制出适用于我国承压设备焊接材料行业标准。如果承压设备生产企业按照焊材的国家标准、行业标准和N B/T 47018.1-7-2011采购焊材，那么所采购的焊材将符合承压设备安全技术规范、标准要求，保证了承压设备用焊材的质量。