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学习材料

2.1 机电工程焊接技术
知识点回顾
一、焊接材料与焊接设备分类与选用要求
(一)焊接材料的分类
焊条按熔渣碱性分类酸性焊条碱性焊条(低氢型焊条) 高级贵
按药皮成分分类【型】钛型焊条(氧化钛型、钛钙型、氧化铁型、低氢型、纤维素型、石墨型、钛铁矿型、盐基型)
按特殊性能分类超低氢焊条、低尘低毒焊条、立向下焊条、底层焊条、铁粉高效焊条、抗潮焊条、水下焊焊条、重力焊焊条、仰焊焊条
焊剂按生产工艺熔炼焊剂、烧结焊剂、粘结焊剂口诀:容姐姐
按添加脱氧剂、合金剂焊剂、活性焊剂中性焊剂口诀:进货中
焊接气体保护气体氢气、氮气、氩气氨气二氧化碳、氧气 口诀:氢弹压俺氧
助燃气体
可燃气体乙炔、丙烷、石油气、天然气
(二)焊接设备
1.焊接设备分类及组成
焊条电弧焊设备包括焊机、焊钳、焊接电缆和地线夹钳
钨极惰性气体保护焊设备由焊机、焊枪、供气系统、水冷系统、焊接电缆线和遥控器等组成。①按焊接操作自动化程度,钨极惰性气体保护焊设备可分为手工和自动两大类。②按焊接电流种类,可分为直流交流脉冲电流钨极惰性气体保护焊设备
CO₂气体保护焊设备由焊接电源、焊枪、送丝机构、供气系统和控制系统组成。
电渣焊设备焊接方法可分为:电渣焊极电渣焊、极电渣焊口诀:嘴死板
2.钨极惰性气体保护焊机应用
除了低熔点、易挥发的金属材料(如等)以外,均可以采用钨极惰性气体保护焊机进行焊接
②常规钨极惰性气体保护焊使用的接头范围0.5~4.0mm。
③适用各种焊接位置焊、平角焊、焊、焊和焊,以及水平固定管件对接头的全位置焊野外施工时应配置附防风设施。
④可用于焊接自动化
3.CO2气体保护焊机应用
【记】我国重点推广的一种焊接技术,主要用于低碳钢及低合金钢等焊接,也适用于易损零件的堆焊及铸钢件的补焊
焊缝金属与母材等强度选用熔敷金属抗拉强度等于稍高于母材的焊条。
合金钢焊缝金属合金成分与母材相同接近
焊接结构刚性大、接头应力高、焊缝易裂纹选用比母材强度低的焊条。【焊缝强度低则塑性好】
钢结构工程【记】选择焊接材料时,保证焊接接头的强度、塑性、冲击韧性不低于母材标准规定的下限值。【强素人
母材中碳、磷、硫含量偏高【记】选用抗裂性能好的低氢型焊条【碱性焊条】
接触腐蚀介质的焊件选用不锈钢类焊条或其他耐腐蚀焊条。
承受动载荷和冲击载荷【记】可选用韧性指标较高的低氢型焊条【碱性焊条】
高温、低温、耐磨或其他特殊耐热钢、低温钢、堆焊或其他特殊用途焊条
结构形状复杂、刚性大的厚大焊件【记】应选用抗裂性好、韧性好、塑性高、氢裂纹倾向低的焊条。低氢焊条、超低氢焊条和高韧性焊条
焊件的焊接部位不能翻转适用于全位置焊接的焊条
受力不大、焊接部位难以清理的焊件对铁锈、氧化皮、油污不敏感的酸性焊条
狭小或通风条件差的场合酸性焊条或低尘焊条
没有直流焊机必须选用直流两用的焊条
3.异种钢焊接时焊条选用原则(25新增)
碳钢和低合金钢焊接①一般要求焊缝金属或接头强度不低于两种被焊金属的最低强度

②选用的焊条强度应能保证
焊缝及接头的强度不低于强度较低侧母材的强度,同时焊缝金属的塑性和冲击韧性不低于强度较高韧性较差侧的母材性能。
低合金钢和奥氏体不锈钢的焊接应按照对熔敷金属化学成分限定的数值来选用焊条,一般选用铬镍含量较高的、塑性和抗裂性较好的奥氏体不锈钢焊条,但应按焊接性较差的不锈钢确定焊接工艺。
4.钨极材料特性
手工钨极氩弧焊用的电极材料应具有较强的电子发射能力,能形成稳定的电弧,具有耐高温性,在电弧高温下不易蒸发损耗,能承受较大的焊接电流,具有足够强度和耐磨性等。
5.焊丝分类与选用
①按截面结构形式分类:可分为实心焊丝和药芯焊丝两类
②按焊丝型号(牌号)分类:气体保护焊丝以型号来划分,埋弧焊丝以牌号来划分。
实心焊丝主要用于钨极气体保护焊和熔化极气体保护焊。
药芯焊丝用于CO₂(普通结构)和Ar+CO₂(重要结构)保护气体的熔化极气体保护焊
自保护药芯焊丝与焊条相似不用另加气体保护焊,抗风能力优于气体保护焊通常可在四级风力施焊,适用于野外高空作业。
6.焊接气体的应用
①氮气弧焊时,用N2作为保护气体,可焊接不锈钢
N2也常用于等离子弧切割,作为外层保护气
H2作为还原性气体,焊接时与O₂混合燃烧,作为气焊的热源。
③【记】混合气体一般是根据焊接方法被焊材料以及混合比对焊接工艺的影响等进行选用。
④焊接低合金高强钢时,从减少氧化物夹杂和焊缝含氧量出发,希望采用纯Ar做保护气体;从稳定电弧焊缝成型出发,希望向Ar中加入氧化性气体。(选择题)
7.埋弧焊剂应用
埋弧焊用的焊剂是一种重要的焊接材料,它的焊接工艺性能化学冶金性能是决定焊缝金属的主要因素
(四)焊接材料复验
钢结构焊接材料复验下列钢结构所用焊接材料应按到货批次进行复验,合格后方可使用:①建筑结构安全等级为1级的一、二级焊缝
②建筑结构安全等级为
2级的一级焊缝。③大跨度的一级焊缝。
④重级工作制吊车梁结构中的
一级焊缝。
特种设备焊接材料复验①【案】球罐用焊条和药芯焊丝应按批号进行扩散氢复验。②焊条、焊丝、焊剂库存超过期限,应经复验合格后方可使用
(五)焊条保管、烘干(25新增)【记】
保管① 焊条入库时需按照其质量证明书进行验收焊条摆放在距地面、墙面300mm以上的架子上,应保持上下左右空气通畅,以免受潮
②焊条在库房中应按照种类、牌号、批次、规格入库时间分类存放,每种焊条应有明确的标识,避免混放③焊条库房中应装有温度计和湿度,库房内温度不得低于5,湿度不得大于60%
烘干①酸性焊条烘干温度为70~150℃,保温时间为1~1.5h
碱性焊条烘干温度为300~400℃,保温时间为1~2h
③烘干后的焊条应随烘随用,并应存放在保温桶内,以免再次受潮。
④焊条药皮的水分主要有吸附水(温度超过100℃时蒸发)、结晶水(温度为200-400℃时蒸发)及化合水(更高温度下去除)
二、焊接方法与焊接工艺
(一)焊接可分为熔化焊、压力焊及钎焊三种(25新增)
熔化焊①分为:焊、焊、子束焊、焊等。口诀:电气鸡②最常见的电弧焊分为:焊条电弧焊、气体保护焊、埋弧焊、等离子焊等。
压力焊分为爆炸焊、冷压焊、摩擦焊、扩散焊、超声波焊、高频焊以及电阻焊
钎焊钎焊是指采用比母材熔点低的金属材料作钎料,在加热温度高于钎料而低于材熔点的情况下,利用液态钎料润湿母材,填充接头间隙,并与母材相互扩散下连接焊件的方法。其包括:钎焊和钎焊两种
(二)焊接工艺
1.焊接接头
组成【记】区和母材金属组成 口诀:缝合荧幕
形式对接接头、角接接头及搭接接头T形接头 口诀:对角搭梯子
2.焊缝形式
焊缝坡口形式I形(不开坡口)、V形、单边V形、U形、双U形、J形
焊缝结合形式对接焊缝、角焊端接焊缝塞焊缝、槽焊 口诀:对角塞草
焊缝在施焊时空间位置焊缝、焊缝、焊缝、焊缝 口诀:衡阳平立
3.预热及焊后热处理(25修改)
(1)进行焊前预热和焊后热处理,以防止延迟裂纹的产生。若不能及时进行热处理,则应在焊后立即后热200~350保温缓冷,焊后热处理可降低焊接残余应力,防止裂纹的产生。
(2)焊后热处理应符合设计文件规定或相关施工标准规范焊接工艺评定报告的要求。
(三)焊接工艺评定【记】(25修改)
定义:焊接工艺评定是为了验证所拟定的焊接工艺正确性而进行的试验过程及结果评价
焊接工艺评定实施①焊接工艺评定应在本单位进行。
③焊接工艺评定预规程(PWPS)。为进行焊接工艺评定所拟定的焊接工艺文件。
②焊接工艺评定报告(PQR)记载验证性试验及其检验结果,对拟定的预焊接工艺规程进行评价的报告。
④焊接工艺规程(WPS)。根据合格的焊接工艺评定报告编制,用于产品施焊的焊接工艺文件。
⑤焊接工艺指导书(WWI)。与制造焊件有关的加工和操作细则性作业文件。
⑥1份焊接工艺评定报告可用于编制多份焊接作业指导书。份焊接作业指导书可依据一份或多份焊接工艺评定报告编制。
焊接工艺评定锅炉锅炉焊接前,应根据产品焊接接头形式进行焊接工艺评定并编制焊接作业指导书。
容器【记】压力容器施焊前,受压元件焊缝、与受压元件相焊的焊缝、熔入永久焊缝内的定位焊缝、受压元件母材表面堆焊补焊,以及上述焊缝的返修焊缝都应进行焊接工艺评定或者具有经过评定合格的焊接工艺支持口诀:鸭绒定向焊不对
工业管道钢结构管道承压件与承压件焊接、承压件与非承压件焊接均应采用经评定合格的焊接工艺施工单位首次采用的钢材、焊接材料、焊接方法、焊接接头、焊接位置、焊后热处理等各种参数及参数的组合,应在钢结构制作及安装前进行焊接工艺评定试验。
焊接工艺评定规则【案】重要因素变化都需要重新进行评定。如:焊接方法母材分类母材厚度焊丝类别预热焊后热处理保护气体种类电流种类极性等变化都可以成为重要因素
②当有冲击韧性要求时,补加因索就上升为重要因素,如线能量平焊改立焊多道焊改为单道焊等,反之则降为次要因素次要因素变化无需要进行评定
:坡口形式尺寸焊丝规格保护气体流量等,需要重新编制WPS
三、焊接应力与焊接变形
1.焊接变形的分类:
焊件面内变形在内:面内纵横回焊缝纵向收缩变形、焊缝横向收缩变形、焊缝回转变形
焊件面外变形在外:面外牛角十万扭曲变形、变形稳波浪变形、曲变形
2.【记】焊接变形的危害:【口诀:在城外交配
降低承载力、提高制造成本、影响外观质量、增加矫正工序、降低装配质量。
降低焊接应力的措施【案】预防焊接变形措施【案】
设计措施①减少焊缝数量尺寸,可减小变形量,同时降低焊接应力。②避免焊缝过于集中,从而避免焊接应力峰值叠加。③优化设计结构,如将容器的接管口设计成翻边式,少用承插式。合理安排焊缝位置:焊缝尽量与构件截面中心轴对称,不宜过于集中
合理选择坡口形式:减少焊缝截面尺寸,选用对称、U形坡口。
合理选择焊缝数量长度:采用较小的焊缝数量、截面尺寸和长度。口诀:胃漱口
工艺措施口诀:萧何曾预素贞亲热】
①采用较焊接线能量
理安排装配焊接顺序(先焊短焊缝、后焊长焊缝)。
③焊后间进行锤击

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,选用塑性好的焊条
⑥采用振动法消除焊接残余应力
焊后消氢处理:【记】
1)消氢处理的温度为300~350℃,保2~6h后冷却。
2)目的:使焊缝金属中的扩散氢逸出,降低焊缝及热影响区的含氢量,防止氢致冷裂纹的产生
焊前预热、焊后处理
口诀:顺方向放线
合理的焊接顺序方向储罐底板焊接顺序:角对手幅板焊缝→缘板对接焊缝300mm长→罐底(边缘板)与壁板焊缝边缘板剩余对接焊缝→边缘板与中幅板缩缝(焊缝)。
合理的焊接方法:尽量用气体保护焊等热源集中的焊接方法,不宜用焊条电弧焊,特别不宜用气焊。
合理的焊接线能量:尽量减小焊接线能量输入。
【案】防正焊接变形的装配工艺措施:【口诀:钢玉饭盒
性固定法。收缩余量法。①反变形法。
理选择装配程序:压力容器分节制造。
1)反变形法常用来控制角变形防止设备壳体局部下塌。
2)预留收缩余量法【记】为了保证预留的准确,应将估算、经验和实测三者结合起来。
3)刚性固定法【案】为了防止薄板焊接时的变形,常在焊缝两侧采用型钢压铁楔子压紧固定。现场组焊塔器、球罐时往往采用弧形加强板日字形夹具进行刚性固定。
2.焊后热处理对金属抗拉强度、蠕变极限的影响与热处理温度和保温时间有关。3.焊后热处理对焊缝金属冲击韧性的影响与钢材种类有关。
四、焊接质量检验
(一)焊接检验方法
非破坏性检验外观检验、无损检测(磁粉检测MT、渗透检测PT、射线检测RT、超声检测UT)
破坏性检验①金相试验(宏观组织、微观组织)、焊接性试验
②力学性能试验:(硬拉弯,冲断皮)硬度试验、拉伸试验、弯曲试验、冲击试验、断裂性试验、疲劳试验
③化学分析试验
(化学成分分析、不锈钢晶间腐蚀试验、焊条扩散氢含量测试)。
1.无损检测适用范围【射线管对角】【磁粉T对角】【超声对T对角】
检测方法适用范围
材料焊接接头形式透照厚度(mm)
射线检测金属材料接接头接接头板角焊缝钢:<38
超声检测金属材料接接头、接接头和堆焊层、T形焊接接头容器:6~500管道:6~150
磁粉检测铁磁性材料接接头接接头、T形焊接接头
渗透检测非多孔性金属材料不限制
(二)焊接过程质量检验【案】
焊前质量检验①包括:材和焊材、零部件结寸、组对质量、坡清理检查焊接(通常把“组对后、焊接前检查”确定为质量控制点)。
口诀:母狗组对清理前任
②【记】组对质量检查的内容:组对间隙、★角变形焊缝形状位置搭接接头贴合质量和搭接量、带垫板对接接头贴合质量、对接接头错边量

口诀:煮饺子,搭点醋
焊中焊中质量检验包括:层焊、位焊缝
 【口诀:多厚腚】
(【记】后热焊缝应检查加热范围、后热度、后热时间)。
口诀:范伟问世间,情为何物
焊后质量检验外观检测1)焊缝表面不允许的缺陷:纹、未焊、未熔、未焊
【口诀:不允许 炸裂满河透气孔
2)焊缝表面允许的缺陷:边、角焊缝厚度不角焊缝不对称 【口诀:允许 咬猪脚
几何尺寸②【记】焊缝几何尺寸的检查:【支边驼铃】
1)端面最大内与最小内直径之差。
2)截面最大边长与最小之差
3)度。
4)焊接接头角度(环向和轴向)。
无损检测①焊缝表面无损检测:磁粉检测MT、渗透检测PT
1)设计文件无规定时,需进行表面MTPT的焊缝除对接式支管连接焊缝之外的焊缝
2)【记】磁粉检测MT前,焊缝表面及其两侧25mm范围内不得有油脂污垢焊渣焊接飞溅3)渗透检测PT前,焊缝表面不得有铁绣焊渣焊接飞溅
②【记】焊缝内部无损检测:射线检测RT、超声检测UT数字射线衍射时差相控阵超声检测
1)射线检测的优点是:检测结果有直接记录(底片),可以获得缺陷的投影图像,缺陷定性,长度测量比较准确,体积型缺陷和薄壁工件中的缺陷检测率较高
2)超声检测的优点是:面积型缺陷的检出率较高,穿透能力强,适合于厚壁工件,定位准确,可以测量缺陷自身高度,对人体和环境无害,检测成本较低、检测速度快等
3)数字射线(DR十CR)检测技术(25新增)
4)衍射时差法超声波检测(TOFD)(25新增)
5)相控阵超声检测(PA)(25新增)

学习报告

总挖空数
318
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报告生成时间:2025/11/16 17:53:39

学习建议:需要加强学习,建议制定详细的学习计划,从基础开始巩固。