机电实务焊接技术.docx
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机电实务焊接技术.docx
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机电实务焊接技术
2018环球网校一级建造师《机电工程管理与实务》1v1直播基础班
专题四:
焊接技术
1H412030焊接技术
二、常用的焊接设备及选用原则
(二)焊机
2.常用的焊机
(3)熔化极气体保护焊机特性
1)CO2气体保护焊生产效率高、成本低、焊接应力变形小、焊接质量高、操作简便。
但飞溅较大、弧光辐射强、很难用交流电源焊接、设备复杂。
有风不能施焊(环境风速达到或超过2m/s,在没有采取防风措施的情况下,不能施焊),不能焊接易氧化的有色金属。
1H412032焊接方法与工艺评定
一、常用的焊接方法
2.埋弧焊
埋弧焊可以采用较大焊接电流,其最大的优点是焊接速度高,焊缝质量好,特别适合于焊接大型工件的直缝和环缝。
焊机类型
特性
埋弧焊机
(1)生产效率高,焊接质量好,劳动条件好。
(2)埋弧焊是依靠颗粒状焊剂堆积形成保护条件,主要适用于平位置(俯位)焊接。
(3)适用于长缝的焊接。
(4)不适合焊接薄板。
钨极氩弧焊机
1)氩气能充分而有效地保护金属熔池不被氧化,焊缝致密,机械性能好。
2)明弧焊,观察方便,操作容易。
3)穿透性好,内外无熔渣,无飞溅,成形美观,适用于有清洁要求的焊件。
4)电弧热集中,热影响区小,焊件变形小。
5)容易实现机械化和自动化。
熔化极气体保护焊机
1)CO2气体保护焊生产效率高、成本低、焊接应力变形小、焊接质量高、操作简便。
但飞溅较大、弧光辐射强、很难用交流电源焊接、设备复杂。
有风不能施焊(环境风速达到或超过2m/s.在没有采取防风措施的情况下,不能施焊),不能焊接易氧化的有色金属。
2)熔化极氩弧焊的焊丝既作为电极又作为填充金属.焊接电流密度可以提高,热量利用率高,熔深和焊速大大增加,生产率比手工钨极氩弧焊提高3~5倍,最适合焊接铝、镁、铜及其合金、不锈钢和稀有金属中厚板的焊接。
等离子弧焊机
温度高、能量集中、较大冲击力、比一般电弧稳定、各项有关参数调节范围广。
二、焊接工艺评定
(一)焊接工艺评定的定义
1.焊接工艺评定:
在产品正式焊接以前,对初步拟定的焊接工艺细则卡或其他规程中的焊接工艺进行的验证性试验。
4.焊接工艺评定作用:
用于验证和评定焊接工艺方案的正确性,其评定报告不直接指导生产,是焊接工艺细则(卡)的支持文件,同一焊接工艺评定报告可作为几份焊接工艺卡的依据。
(三)焊接工艺评定的步骤
1.编制焊接工艺评定委托书。
2.拟定焊接方式,需要考虑的因素主要包括:
(1)母材的物理特性
(2)母材的化学特性
(3)焊缝的受力状况
(4)待焊部件的几何形状
(5)焊接位置
记忆:
何止物理化
3.按焊接工艺评定标准或设计文件规定,拟定焊接工艺指导书或评定方案、初步工艺。
焊接工艺参数的种类各不相同,如手弧焊主要包括:
焊条型号(或牌号)、直径、电流、电压、焊接电源种类、极性接法、焊接层数、道数、检验方法等。
4.按照拟定的焊接工艺指导书(或初步工艺)进行试件制备、焊接、焊缝检验(热处理)、取样加工、检验试样。
5.根据所要求的使用性能进行评定。
6.整理焊接记录、试验报告,编制焊接工艺评定报告;评定报告中应详细记录工艺程序、焊接参数、检验结果、试验数据和评定结论,经焊接责任工程师审核,单位技术负责人批准,存入技术档案。
7.以焊接工艺评定报告为依据,结合焊接施工经验和实际焊接条件,编制焊接工艺规程或焊接作业指导书、工艺卡,焊工应严格按照焊接作业指导书或工艺卡的规定进行焊接。
焊接工艺评定的步骤:
编制委托书→拟定焊接方式→拟定焊接工艺指导书→试件制备、焊接、检验试样→评定→整理焊接记录、试验报告→编制焊接工艺规程或焊接作业指导书
(四)焊接工艺评定要求
1.一般要求
(1)焊接工艺评定应以可靠的钢材焊接性能为依据,并在工程施焊之前完成。
焊接工艺评定所用的焊接参数,原则上是根据被焊钢材的焊接性试验结果来确定的,尤其是热输入、预热温度及后热温度。
(2)焊接工艺评定所用的设备、仪表应处于正常工作状态,钢材、焊接材料必须符合相应标准,由本单位技能熟练的焊接人员使用本单位焊接设备焊接试件。
(3)主持评定工作和对焊接及试验结果进行综合评定的人员应是焊接工程师。
(4)完成评定后资料应汇总,由焊接工程师确认评定结果。
(5)经审查批准后的评定资料可在同一质量管理体系内通用。
2.评定规则
(1)改变焊接方法必须重新评定;当变更焊接方法的任何一个工艺评定的重要因素时,须重新评定;当增加或变更焊接方法的任何一个工艺评定的补加因素时,按增加或变更的补加因素增焊冲击试件进行试验。
(2)任一钢号母材评定合格的,可以用于同组别号的其他钢号母材;同类别号中,高组别号母材评定合格的,也适用于该组别号与低组别号的母材组成的焊接接头。
(3)改变焊后热处理类别,须重新进行焊接工艺评定。
(4)首次使用的国外钢材,必须进行工艺评定。
(5)常用焊接方法中焊接材料、保护气体、线能量等条件改变时,需重新进行工艺评定。
总结
需要重新评定的情况:
变更方法、首次国外、改变材料、气体、线能量等。
3.评定资料管理
(4)《焊接工艺(作业〉指导书》的编制,必须由应用部门焊接专业工程师主持进行。
(5)《焊接工艺(作业〉指导书》应在工程施焊或焊工培训考核之前发给焊工,并进行详细技术交底。
1H412033焊接应力与焊接变形及其控制
二、焊接残余应力的危害及降低焊接应力的措施
(一)焊接残余应力的危害
影响构件承受静载能力;造成结构脆性断裂;影响结构的疲劳强度;影响结构的刚度和稳定性;应力区易产生应力腐蚀和开裂;影响构件精度和尺寸的稳定性。
记忆:
残余应力危害大,钢尺都能腐蚀----腐蚀脆皮精钢尺
(二)降低焊接应力的措施
1.设计措施
(1)构件设计时尽量减少焊缝的数量和尺寸
(2)构件设计时应避免焊缝过于集中
(3)优化设计结构
2.工艺措施
(1)采用较小的焊接线能量
(2)合理安排装配焊接顺序
(3)层间进行锤击
(4)预热拉伸补偿焊缝收缩(机械拉伸或加热拉伸)
(5)焊接高强钢时,选用塑性较好的焊条
(6)采用整体预热
(7)消氢处理
(8)采用热处理的方法
(9)利用振动法来消除焊接残余应力
记忆:
降低公共影响----萧何曾与素真正亲热
三、焊接变形的危害性及预防焊接变形的措施
(一)焊接变形的分类
1.面内变形:
可分为焊缝纵向收缩变形、横向收缩变形和焊缝回转变形。
记忆:
面内纵横转
2.面外变形:
可分为角变形、弯曲变形、扭曲变形、失稳波浪变形。
记忆:
面外脚扭弯失稳
(三)预防焊接变形的措施
1.进行合理的焊接结构设计
(1)合理安排焊缝位置。
(2)合理选择焊缝尺寸和形状。
(3)尽可能减少焊缝数量,减小焊缝长度。
2.采取合理的装配工艺措施
(1)预留收缩余量法
(2)反变形法
(3)刚性固定法
(4)合理选择装配程序
记忆:
李玉刚还懂焊接装配呢----玉刚饭盒
3.采取合理的焊接工艺措施
(1)合理的焊接方法。
(2)合理的焊接线能量。
(3)合理的焊接顺序和方向。
(4)进行层间锤击(打底层不适于锤击)。
记忆:
焊接工艺原来要研究发际线----发际线顺向垂
1H412034焊接质量检验方法
一、焊前检验
从人、机、料、法、环五个方面进行检查。
(五)焊接环境检查
对焊接场所可能遭遇的环境温度、湿度、风、雨等不利条件,检查是否采取可靠防护措施。
1、采用电弧焊焊接时,风速等于或大于8m/s;
2、气体保护焊接时,风速等于或大于2m/s;
3、相对湿度大于90%;
4、采用低氢型焊条电弧焊时,风速等于或大于5m/s;
5、下雨或下雪;
6、管子焊接时未垫牢,管子悬空或处于外力作用下;
7、打底焊时,施焊环境处于强振动或敲击工况中。
三、焊后检验(案例)
焊后检验主要有:
外观检验、致密性试验、强度试验、无损检测。
记忆:
无后治外强
(一)外观检验
1.利用低倍放大镜或肉眼观察焊缝表面是否有咬边、夹渣、气孔、裂纹等表面缺陷。
记忆:
焊后要好好检查,还要上漆的----底漆要加温
2.用焊接检验尺测量焊缝余高、焊瘤、凹陷、错口等。
3.检验焊件是否变形。
记忆:
装载的检验尺太多了,超高了----汉口坚持限高
(二)致密性试验
1.液体盛装试漏:
对于不承压的容器、设备、管道,可采用直接盛装检验用液体的方法,试验焊缝致密性。
2.气密性试验:
将压缩空气通入容器或管道内,在焊缝外部涂发泡剂(例如肥皂水),检查焊缝是否有气泡渗漏。
3.氨气试验:
焊缝一侧通入氨气,另一侧焊缝贴上浸过酚酞—酒精溶液的试纸,若有渗漏,试纸上呈红色。
4.煤油试漏:
在焊缝一侧涂刷白垩粉水溶液,另一侧浸煤油。
如有渗漏,漏点处的白垩粉上会留下油渍。
5.氦气试验:
焊缝一侧通入氨气,另一侧用氦气检漏仪来检测。
6.真空箱试验:
在焊缝上涂上发泡剂(例如肥皂水),用真空箱覆盖在涂有发泡剂的待检焊缝上,抽真空。
若有渗漏,会透过真空箱的观察视窗观察到有气泡产生。
真空试漏箱检测法适用于焊缝另一侧被封闭的场所,如储罐罐底焊缝。
记忆:
致密市,海岸真没企业
(三)强度试验
1.液压强度试验常用水进行,试验压力为设计压力的1.25〜1.5倍。
2.气压强度试验用气体为介质进行强度试验,试验压力为设计压力的1.15〜1.20倍。
(四)无损检测
提示:
射线、超声波适用于内部缺陷检测;渗透、磁性适用于表面缺陷检测
1.射线探伤方法(RT)
目前应用较广泛的射线探伤方法是利用(x、γ)射线源发出的贯穿辐射线穿透焊缝后使胶片感光,焊缝中的缺陷影像便显示在经过处理后的射线照相底片上,能发现焊缝内部气孔、夹渣、裂纹及未焊透等缺陷。
提示:
胸透
2.超声波探伤(UT)
超声波比射线探伤灵敏度高,灵活方便,且周期短、成本低、效率高、对人体无害,但显示缺陷不直观,对缺陷判断不精确,受探伤人员经验和技术熟练程度影响较大。
提示:
B超
3.渗透探伤(PT)
液体渗透探伤主要用于检查坡口表面、碳弧气刨清根后或焊缝缺陷清除后的刨槽表面、工卡具铲除的表面以及不便磁粉探伤部位的表面开口缺陷。
4.磁性探伤(MT)
磁性探伤主要用于检查表面及近表面缺陷。
该方法与渗透探伤方法比较,不但探伤灵敏度高、速度快,而且能探查表面一定深度下的缺陷。
5.涡流探伤(ET)
6.超声波衍射时差法(TOFD)
(1)TOFD技术优越性
1)一次扫查几乎能够覆盖整个焊缝区域(除上下表面盲区),可以实现非常高的检测速度;
3)能够发现各种类型的缺陷,但对缺陷的走向不敏感;
(2)TOFD技术局限性
1)近表面存在盲区,对该区域检测可靠性不够。
序号
无损检测方法
应用场合及特点
检测类型
1
射线探伤
应用较广,成本高、时间长、对探伤操作人员有损伤
内部缺陷检测
2
超声波探伤
成本低、效率高、对人体无害,但不直观,主观性大
3
渗透探伤
表面检查或气刨清根后的根部缺陷检测
表面缺陷检测
4
磁性探伤
铁磁性材料表面或近表面缺陷
5
涡流探伤
其检验参数控制相对困难,可检验导电材料表面或焊缝与堆焊层表面或近表面缺陷。
6
超声波衍射时差法
检查速度高,对缺陷走向不敏感,近表面存在盲区
各种类型缺陷
【2015年真题】为验证拟定的焊件工艺的正确性所进行的试验过程及结果评价是()。
A.焊接作业卡
B.焊接工艺评定
C.焊接质量证明文件
D.焊接作业规程
【答案】B
【解析】焊接工艺评定作用:
用于验证和评定焊接工艺方案的正确性,其评定报告不直接指导生产,是焊接工艺细则(卡)的支持文件,同一焊接工艺评定报告可作为几份焊接工艺卡的依据。
【2012年真题】只适用于长缝焊接的焊机是()。
A.交流焊机
B.直流焊机
C.埋弧焊机
D.气体保护焊机
【答案】C
【解析】常用的焊机特性,埋弧焊机特性:
1)埋弧焊机分为自动焊机和半自动焊机两大类。
生产效率高、焊接质量好、劳动条件好。
2)埋弧焊是依靠颗粒状焊剂堆积形成保护条件,主要适用于平位置(俯位)焊接。
3)埋弧焊剂的成分主要是Mno,Si02等金属及非金属氧化物,难以焊接铝、钛等氧化性强的金属及其合金。
4)适用于长缝的焊接。
5)不适合焊接薄板。
【2014年真题】广泛应用于碳钢和低合金钢的焊接的保护气体,成本较低的是()。
A.氩气
B.氦气
C.二氧化碳
D.氩气和二氧化碳的混合气体
【答案】C
【解析】C02气体.是唯一适合于焊接的单一活性气体,C02气体保护焊具有焊速高、熔深大、成本低和全空间位置焊接,广泛应用于碳钢和低合金钢的焊接。
【2017年真题】关于焊接工艺评定的说法,正确的是()。
A.针对一种钢号母材评定为合格的焊接工艺评定不可用于同组别的其他钢号母材
B.一份焊接工艺评定报告只能作为一份焊接工艺卡的依据
C.国内新开发的钢种应由钢厂进行焊接工艺评定
D.改变焊后热处理类别须重新进行焊接工艺评定
【答案】D
【解析】任一钢号母材评定合格的,可以用于同组别号的其他钢号母材,A错误;同一焊接工艺评定报告可以作为几份焊接工艺卡的依据,B错误;对于国内新开发生产的钢种,或者由国外进口未经使用过的钢种,应由钢厂提供焊接性试验评定资料,C错误;改变焊后热处理类别,须重新进行焊接工艺评定,D正确。
【2015年真题】降低焊接应力的正确措施有()。
A.构件设计时尽量减少焊缝尺寸
B.将焊缝集中在一个区域
C.焊接时采用较小的焊接线能量
D.焊接过程中,层面锤击
E.焊接前对结构件进行整体预热
【答案】ACE
【解析】考查降低焊接应力的措施,B选项应该是避免焊缝过于集中,D选项进行层间锤击是在焊后。
【2011年真题】预防焊接变形的装配工艺措施包括()。
A.合理选择焊缝尺寸和形状
B.合理选择装配程序
C.合理安排焊缝位置
D.合理的焊接顺序和方向
【答案】B
【解析】预防焊接变形的措施:
1.进行合理的焊接结构设计
(1)合理安排焊缝位置;
(2)合理选择焊缝尺寸和形状;
(3)尽可能减少焊缝数量,减小焊缝长度。
2.采取合理的装配工艺措施
(1)预留收缩余量法;
(2)反变形法;
(3)刚性固定法;
(4)合理选择装配程序。
3.采取合理的焊接工艺措施
(1)合理的焊接方法;
(2)合理的焊接规范;
(3)合理的焊接顺序和方向;
(4)进行层间锤击(打底层不适于锤击)。
【2011年真题】焊接完成后,对焊缝质量的致密性试验可以选用的方法有()。
A.强度试验
B.气密性试验
C.煤油试漏
D.超声波检测
E.氦气试验
【答案】BCE
【解析】焊后检验的致密性试验
1.液体盛装试漏
2.气密性试验
3.氨气试验
4.煤油试漏
5.氦气试验
6.真空箱试验
【2013年真题】常用的焊接无损检测方法中,适合于焊缝内部缺陷检测的方法是()。
A.射线探伤
B.涡流探伤
C.磁性探伤
D.渗透探伤
【答案】A
【解析】考查射线探伤方法(RT).目前应用较广泛的射线探伤方法是利用(x、y)射线源发出的贯穿辐射线穿透焊缝后使胶片感光,焊缝中的缺陷影像便显示在经过处理后的射线照相底片上,能发现焊缝内部气孔、夹渣、裂纹及未焊透等缺陷。
【习题】钨极氩弧焊的特性有()。
A.氩气有效地保护金属熔池不被氧化
B.内外无熔渣
C.电弧热集中,热影响区小
D.明弧焊,观察方便
E.飞溅较大
【答案】ABCD
【解析】钨极氩弧焊机特性:
1)氩气能充分而有效地保护金属熔池不被氧化,焊缝致密,机械性能好。
2)明弧焊,观察方便,操作容易。
3)穿透性好,内外无熔渣,无飞溅,成形美观,适用于有清洁要求的焊件。
4)电弧热集中,热影响区小,焊件变形小。
5)容易实现机械化和自动化。
【习题】焊接工艺评定应按照拟定的()的要求,进行试件施焊、焊缝检验及热处理、取样加工、检验试样等工作。
A.焊接工艺指导书
B.焊接工艺规程
C.焊接作业指导书
D.焊接工艺评定委托书
【答案】A
【解析】按照拟定的焊接工艺指导书(或初步工艺)进行试件制备、焊接、焊缝检验(热处理)、取样加工、检验试样。
【习题】可以采用较大焊接电流,焊接速度高,焊缝质量好,特别适合于焊接大型工件的直缝和环缝的焊接方法是()。
A.焊条电弧焊
B.埋弧焊
C.熔化极气体保护电弧焊
D.钨极气体保护焊
【答案】B
【解析】埋弧焊以连续送进的焊丝作为电极和填充金属。
焊接时,在焊接区上面覆盖一层颗粒状焊剂,电弧在焊剂层下燃烧,将焊丝端部和局部母材熔化,形成焊缝。
埋弧焊可以采用较大焊接电流,其最大优点是焊接速度高,焊缝质量好,特别适合于焊接大型工件的直缝和环缝。
【习题】主持评定工作和对焊接及试验结果进行综合评定的人员应是()。
A.监理工程师
B.质检工程师
C.焊接工程师
D.专业工程师
【答案】C
【解析】主持评定工作和对焊接及试验结果进行综合评定的人员应是焊接工程师。
焊接工程师,指从事开发、定制焊接工艺,指导工人作业,维护焊接设备的专业技术人员。
【习题】室温条件下的残余变形可分为焊件的面内变形和面外变形,其中属于面外变形的有()。
A.失稳波浪变形
B.焊缝纵向收缩变形
C.焊缝回转变形
D.弯曲变形
E.扭曲变形
【答案】ADE
【解析】焊接变形的面内变形可分为焊缝纵向收缩变形、横向收缩变形和焊缝回转变形,面外变形可分为角变形、弯曲变形、扭曲变形、失稳波浪变形。
【习题】下列选项中,属于焊接变形危害的是()。
A.易发生脆性断裂
B.降低焊接结构稳定性
C.影响焊缝内在质量
D.影响外观质量
【答案】D
【解析】本题有两个考核点,一是焊接变形的危害,焊接变形危害包括3个方面:
降低装配质量;影响外观质量,降低承载力;增加矫正工序,提高制造成本。
包括了本题的正确选项D。
二是焊接变形与焊接残余应力的区别和联系,简言之,焊接变形与焊接残余应力相关并有所区别。
焊接残余变形是已经发生的焊接构件宏观变形,即构件的几何形状和尺寸与设计的理想形状尺寸都有所变化,有可能产生前述3项危害。
焊接残余应力存在于焊接构件的内部,是内力,由于不利内力的存在,影响焊接构件抵抗外加载荷的能力,易造成结构脆性断裂、影响结构的稳定性,是构件存在焊接残余应力下可能出现的结果,即其危害或影响。
选项C(影响焊缝内在质量)与焊接变形没有直接关系。
【习题】适合于焊缝内部缺陷的无损检测方法有()。
A.射线探伤
B.磁粉探伤
C.超声探伤
D.涡流探伤
E.渗透探伤
【答案】AC
【习题】液压强度试验常用洁净水进行,试验压力为()的1.25~1.5倍。
A.设计压力
B.操作压力
C.公称压力
D.额定工作压力
【答案】A
【解析】液压强度试验常用水进行,试验压力为设计压力的1.25~1.5倍。
【习题】大型储罐罐底焊缝的致密性试验,应采用的方法是()。
A.充水试验
B.氨气试验
C.真空箱试验
D.煤油试漏
【答案】C
【解析】充水试验、氨气试验和煤油试漏检验方法必须在焊缝背面进行检查,而大型储罐罐底焊缝的背面即是罐基础垫层,无法进入检查,因此上述几种致密性试验方法都无法对大型储罐罐底焊缝进行检验。
真空箱试验的操作和检查均在焊缝同一侧,是可行的方法。
【习题】焊缝的外观检验包括()。
A.用低倍放大镜观察焊缝表面是否有咬边、夹渣、气孔、裂纹
B.用焊接检验尺测量焊缝余高、焊瘤、凹陷、错口
C.检验焊缝有无未融合
D.检验焊件是否变形
E.检验焊缝是否存在超过检测等级的内部气孔
【答案】ABD
【解析】焊缝的外观检验,主要是指焊缝表面能用肉眼或借助低倍数放大镜、焊接检验尺等简单工具即能识别或测量的表面缺陷,包括:
用低倍放大镜观察焊缝表面是否有咬边、夹渣、气孔、裂纹(A项),用焊接检验尺测量焊缝余高、焊瘤、凹陷、错口(B项),检验焊件是否变形(D项)。
未融合和焊缝内部气孔均属于内部缺陷,须用无损检测的方法才能检测、发现。
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