导图社区 01 PART A 焊接检验技术学习笔记
CWI考试复习资料 PART A部分 焊接检验技术。所有的知识点都给大家整理出来了,方便大家备考时翻阅查看,帮助大家加深记忆、提高复习效率。在复习的同时梳理每个专题的知识框架有利于知识的融会贯通。让我们一起冲冲冲!
编辑于2021-05-21 08:44:50焊接检验师培训考试复习资料——PART C API 1104 。CWI是美国焊接学会AWS的注册焊接检验师,培训及考试内容为焊接检验工艺学、外观检验手册及规范(API 1104或AWS D1.1)。作为国际权威的焊接专业认证项目,可以在国内进行考试,比如,CCIC SHAANXI, Moody, SWS。
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焊接检验师培训考试复习资料——PART C API 1104 。CWI是美国焊接学会AWS的注册焊接检验师,培训及考试内容为焊接检验工艺学、外观检验手册及规范(API 1104或AWS D1.1)。作为国际权威的焊接专业认证项目,可以在国内进行考试,比如,CCIC SHAANXI, Moody, SWS。
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焊接检验技术
第一章:焊接检验及资格认证
1、介绍
焊接检验师不仅只对焊接质量负责
焊接检验不是简单地看焊缝,需要有更多的知识和技能
检查图纸和技术条件
确定部件结构、焊缝质量
要求的焊接质量等级等
成功的质量控制在焊接电弧引燃之前就已经开始
焊接开始后,检验师对各种制程进行观察确认,确保符合要求;
2、焊接检验师的职责
根据工作职能
监督检验人员
无损检验(NDE)专家就属于这类检验人员
专业检验人员
监督和专业检验人员的结合
根据领域不同
建筑、桥梁等结构工程领域
能源工业:发电设备、压力容器、管道及其压力传输设备等
化工工业:承压设备
交通运输:航空航天、汽车,造船、轨道车辆等
日常消费品
3、焊接检验师应具备的基本素质
1、最重要的品质:职业态度。
职业态度是焊接检验人员取得成功的关键因素
执业态度包括:焊接检验人员根据事实作出公平、全面和前后一致的决定的能力。
2、身体素质
1、良好的身体素质是完成一切工作的必须要求。
2、良好的视力要求
在12英寸距离处可达Juger-2;
没有色盲
3、能力
1、有能力理解并阐述焊缝要求的各种资料
图纸
规范
标准
技术条件
检验是什么、什么时候、什么地方、怎样进行
2、在工作开始之前,审核资料是必要的
检验的”控制点“
焊接工艺评定和焊工资格要求
特殊工序
审核设计缺陷
3、具备基本的焊接和各种焊接方法的知识
一般会选择有一定经验的工人担任焊接检验员
有助于对可能出现的缺陷做出预测
焊接检验师对关键的焊接参数进行监测,防止出现类似问题
对焊接方法和局限性有所了解,能够在问题发生之前发现潜在的隐患
4、具备各种无损检测和破坏性检测的基本能力
检验人员需要见证这类检验或审阅所实施检验的结果
检验人员要懂得采用可以改善目视检验的替代方法
检验人员可能不需要进行操作,但是要求他们对检验结果做出评价
5、接受培训的能力
即,是否具有良好的学习、理解、沟通的能力
6、安全习惯
良好的安全习惯能够有效的避免伤害
开展工作前,要求对各种安全危害了解清楚
7、检验人员具有单独完成检验并保存记录的能力
检验人员必须准确的传递所有焊接检验信息,包括检验报告。
工作记录能够为他人所理解
整理、整洁很重要
正确的整理、归档,以便用时快速查找
如果检验报告出现错误,不应完全涂掉,而是应该单划线并标注更正时间和原因。
4、焊接检验师的行为准则
职业道德规范
简单的说,焊接检验师应诚实、正直的检验
焊接检验师应对资质负责,只能做资质范围内的事情,减少误判的可能性
如果卷入有争议的检验当中并公之于众,检验人员最好先听取法律代表的意见
5、焊接检验师是信息沟通者
检验人员工作的一个重要内容就是信息交流
焊工、焊接工程师、检验监督人员、焊接管理人员、焊工领班、设计工程师及生产管理人员
每个公司都会对焊接检验人员的职能做出明确规定
焊接工程师很大程度上要依赖他们的”眼睛“——焊接检验人员
了解车间情况
发现与焊接方法和焊接工艺相关的问题
确认焊接工艺是否得到实施
反之也需要
重要的是信息的发送、接收以及被相关人员理解
6、焊接检验师资格认证程序
美国无损检测协会 ASNT承认的三个级别的无损探伤:ⅠⅡ Ⅲ
美国焊接协会(AWS),可以认证射线探伤人员评片资质(RI)
AWS QC1,焊接检验师资格认证标准,AWS B5.1焊接检验师资格评定技术条件规定了焊接检验师的资格评定和认证注册的要求。
注册高级焊接检验师 SCWI
至少15年的经验和6年的CWI经验
注册焊接检验师CWI
专科:五年
高中:8年
初中:12年
注册助理焊接检验师CAWI
至少1年经验
申请注册焊接检验师需要参加的考试
A部分 基础知识考试
闭卷,150道选择题
检验报告和检验记录、焊缝检验、定义及术语、安全知识
破坏性试验、焊接及无损检验符号
焊接操作、焊接方法、热输入的控制、金相学
焊接检验师的任务及职责
公制、英制单位的转换及计算
B部分 实际操作考试
46道题
按考核要求使用测量工具对焊缝模型进行测量,并按照所提供的《技术条件手册》对测量结果进行评价
焊接工艺、焊工技能评定考试
力学测试和力学性能
焊接检验和焊接缺陷、无损检测
焊缝量规、千分尺、游标卡尺及放大镜等
C部分 开卷规范考试
API 1104 美国石油协会《管线及相关设施焊接规范》
总则
焊接工艺评定
焊工技能评定
产品接头的设计及制备
产品焊缝的检验和实验
无损探伤的验收标准
焊接缺陷的修补和去除
射线探伤工艺
自动焊
第二章:焊接检验师安全须知
1、介绍
如果有人收到伤害,那么完成任何工作都不是完美的
设备操作培训是安全操作的基础
选择对紫外线具有较低反射率的面漆,含有二氧化钛、氧化锌具有较低的紫外线辐射反射特性。
始终将可燃物从焊接区域移开或遮盖起来
工作场所35英尺范围内没有任何可燃物
作业结束后的火情检测最少持续30min以上
禁止在可燃涂层或内部含有可燃物的结构上进行作业
禁止在易产生粉尘、易挥发的位置进行焊接作业
中空容器在加热前和加热过程中必须通风
2、眼睛和面部保护
ANSI 版Z87.1 《职业性和教育性眼部和脸部保护》中给出了焊接头戴式面罩、手持式面罩、遮面罩及护目镜的标准。
建议将2#滤光镜作为通用用途的护目镜
在进行火焰钎焊、气焊和气割作业时,必须佩戴具有滤光镜片和侧面完全保护的护目镜
埋弧焊时,电弧有时会闪现,需要佩戴浅色的安全护目镜
其他钎焊和电阻焊,为了保护眼睛和面部免受飞溅的伤害,不需要滤光镜。
经验总结
1、根据经验,从最黑的以至于看不见焊缝的黑度开始,逐步使用黑度淡一号的镜片,直至能够足以看清楚焊缝区域的黑度为最佳,此时不应再降低黑度。
2、气割、气焊和钎焊时,焊炬和/或焊剂能够发出明亮的黄色光线,此时最好使用能够吸收黄光或者光谱中钠光线的镜片。
3、防护服
1、羊毛制品比棉制品更好,不应穿戴采用化学合成材料或者塑料制品的衣服或者鞋子;
2、衣服应保持无油脂,特别是在富氧的环境中;
3、火星或者灼热的飞溅物有可能进入耳部,应佩戴由阻燃材料制成的耳塞
4、噪音
高强度的连续噪音会严重损伤听力,导致暂时性或者永久性耳聋。
5、机械防护
1、由于焊接头盔和滤镜对视线的限制,焊工较其他工种更容易受到来自看不到、未给与保护的机械伤害。
2、焊机和其他设备上的夹持点也可能导致严重的伤害
6、烟尘
电弧焊产生的烟气比气焊、切割和钎焊更严重
电弧焊会产生大量的烟气。并牵扯大量的不同种类的物质
防止办法是通风
7、不安全暴露
应调整工件的位置,使烟尘往一侧飘升
8、通风
工作区域范围
在储罐、压力容器或者其他有限空间,烟气危害程度要高于宽敞的制作场地情况
周围烟尘水平
周围的烟尘水平取决于焊接岗位的多少及其布局,也和每一个焊接电源的工作周期有关
焊接头盔的设计
焊接头盔从下巴到胸部的曲线形状影响焊工暴露于烟尘的程度,紧贴的头盔可以有效的减少暴露于烟尘的程度。
母材及其表面状态
母材的类型决定了烟尘的成分及其产生的烟尘量
电镀的材料会产生有害的含锌烟尘
通风操作分类
自然通风
机械通风
呼吸面罩进行通风
细则
1、狭窄空间焊接
1、维持生命必须的氧气——体积含量不得低于19.5%
2、防止富氧状况——体积含量不得超过23.5%
空气中过富氧含量会对狭窄空间工作的人员带来致命的伤害
氧气浓度大于25%时,特别危险;
在空气中正常燃烧的物质,在过氧环境中会猛烈闪光,衣服会剧烈的燃烧,油浸的衣服或者破布会自然,纸张可能会闪光引起火焰;
导致非常严重的致命燃烧
3、防止可燃性混合物的累积
2、狭窄空间的工作人员必须用干净、可供呼吸的空气进行通风
严禁用氧气、其他气体或者气体的混合物进行通风
3、正压的自备呼吸装置
当主通风设备发生损坏时,必须至少每隔5分钟提供一次补给空气。
9、压缩气体搬运
1、严禁在气瓶上焊接、不允许把气瓶作为回路的一部分
2、严禁将气瓶作为滚筒或支架使用
存放气瓶的区域温度不低于-20°F,不高于130°F;
3、不得使用普通钢丝绳或链条吊起气瓶
不应使用电磁吊来搬运气瓶
4、乙炔和液化气瓶应始终保持直立状态下使用和保存
其他气瓶最好也是在直立状态下使用和存储
5、根据气瓶上的标签来确定气体成分
对于没有标签的气瓶,应及时退还供应商
6、气瓶存储适用标准
1、美国职业安全与健康监察局 OSHA
2、美国防火协会
3、压缩气体协会
压缩气体手册 Handbook of Compressed Gases
7、许多高压气瓶的压力高达2000psi,甚至更高
1、严禁使用简单的针状阀
应采用额定压力小于焊接设备最大允许压力的减压阀或安全阀
2、当减压阀损坏且压力超过工作压力的上限值时,安全阀工作以防止可能的设备损坏
8、为防止由绝热再压缩现象引起的高温,应始终缓慢的打开高压瓶(特别是氧气)上的阀门
1、打开阀门时,瓶口应尽可能不朝着人员的方向
2、定期对阀门进行清洁、清理
应该使用一块干净、无油的布将阀门出口处擦拭干净以清除灰尘、潮气、和别的杂物。
然后将阀门打开片刻并迅速清理
有人和狭窄空间内不应进行这种清理
9、气瓶阀门出口上的螺纹已经做出标准化
1、可燃气体气瓶减压阀的螺纹出口多为左旋螺纹
2、非可燃性气体压力阀的出口螺纹多为右旋螺纹
10、气瓶上的阀门在低压状态下最好不要打开
建议气瓶剩余压力为25psi时,将气瓶退还给供应商
11、可燃气体的阀门的打开不要多于一圈
1、能够在紧急状况下快速关闭阀门
2、能够满足适当的流量要求
12、高压气瓶阀门提出必须彻底打开至其底座位置(密封),以防止使用过程中的泄露
10、集气管
1、乙炔、甲烷-乙炔-丙烷的集气管的管道和装配接头严禁采用铜和铜含量大于或等于70%的合金制成
这种可燃气体会与铜发生反应,产生不稳定的乙炔铜,这种化合物会在受热或者受冲击时发生爆炸
2、集气管系统必须装有合适的过压释放阀
3、和燃气瓶相连的每一个支管还应配有防止逆流回止阀和回火防止器
4、每一条分支管线的出口处必须配备单向截止阀
5、防止管道系统出现过压
系统的每一部分都必须安装压力释放装置,使其能够承受工期的最大压力
配备的安全阀必须足以防止系统压力的变化超出其最薄弱的环节的压力许可值
严禁仅靠减压阀来防止系统中可能出现的过压现象
6、在低温管道系统中,所有可能引起气体液化的位置都应该配有压力释放装置
这些液化了的气体在加热时会形成蒸汽,而在以狭窄的空间里,气体压力明显升高
压力释放装置保护的燃气管道系统或其他有害气体管道系统应排放到安全部位
11、气体
1、严禁用油对氧气阀、氧气减压器和器件进行润滑
富氧环境下的衣服或者头发着火会导致非常严重的烧伤
2、燃气
1、乙炔:乙炔在气瓶中是以溶解于丙酮的形式存在
因此它适用于压力下安全存储
3、切勿在使用中将乙炔与甲烷、丙烯等类似气体(MPS)与银、汞或铜含量超过70%的合金材料接触
这些气体会与这些金属反应形成不稳定的化合物,在受热或者收冲击时发生爆炸
4、在钎焊炉使用前,应先使用非可燃气体将炉内清理一遍
氮气、氩气可以用来防止形成易爆的空气-燃气混合物
5、使用氢气必须特别小心,氢气的火焰看不到,因此氢气在燃烧时人们未必能够发现
12、触电
1、触电的严重程度主要取决于以下几点
1、电流的大小、电流流过的时间长短
2、电流流过的途径
3、受害人的身体状态
4、交流电频率的大小
2、6毫安是主要触电电流,它会导致直接的人体生理伤害
3、0.5-6毫安的恒定电流被视为次要触电电流
0.5毫安是人体电流感知的极限电流,这一电流会让人觉得刺痛感
次要触电电流通常不对人体造成直接生理伤害,但是会引起人体的不自觉的肌肉反应
4、设备应符合适用的NEMA或ANSI标准
1、如ANSI/UI 551
弧焊变压器安全标准 Safety Standard for Transformer Type Arc Welding Machines
5、培训非常重要
1、ANSI/ASC Z49.1 Safety inWelding ,Cutting ,and Allied Processes
美国焊接协会出版《焊接,切割及其相关工作的安全注意事项》
2、安装必须符合标准
ANSI/NFPA 70 ,National Electric Code 国家电力规范
6、电压
1、建议采用固有安全电压低于30V进行回路控制
2、使用绝缘手套、鞋子、衣服等
第三章:金属连接及切割工艺
1、介绍
1、焊接检验师要能够认识到某种特定焊接工艺可能产生的缺陷
焊接检验师必须在一定程度上掌握各种设备的控制方法以及设备调整与焊接质量之间的关系
2、分类
1、电弧焊、固相焊、电阻焊、气焊、软钎焊、硬钎焊以及其他焊接;
2、相关工艺
1、热喷涂
2、粘结
3、热切割
1、氧气
2、电弧
3、其他切割
2、焊接工艺
1、焊条电弧焊(SMAW)
提供渣-气双重保护
焊条电弧焊最重要的要素是:焊条本身
是由金属芯外覆一层粒装粉剂粘结剂制作而成
所有的碳钢和低合金钢焊条基本上都用低碳沸腾钢丝做心,而合金元素来自药皮
焊条药皮烘干时为非导体,引燃后产生作用如下
1、保护
药皮中物质分解后产生的气体为熔融金属提供保护
2、脱氧
药皮有造渣作用,去除杂质、氧、以及其他的大气气体
3、合金化
药皮为焊缝提供合金元素
4、离子化
药皮熔化焊改善电特性,增加电弧稳定性
5、保温
凝固的焊渣覆盖在焊缝金属上降低了焊缝金属的冷却速度
焊渣厚度对焊缝外观也有影响
1、焊渣厚的话,焊缝表面光顺
2、焊渣薄的话,焊缝表面就相对粗糙
金属熔滴是因磁的收缩效应而通过电弧过渡到熔池中去的
焊接时,焊条周围产生磁场,使得焊条端部的熔滴产生颈缩并脱离焊条过渡到焊缝中去
焊条分类
1、E XX X X
1、E代表焊条
2、前两个数字代表 熔覆金属的最低抗拉强度,单位是千磅每平方英寸
如:E7018,表示熔覆金属的最小抗拉强度为70 000Psi
3、接下来数字:表示焊条的可焊位置
1、数字 “ 1 ” 表示焊条可用于全位置焊接
2、数字 ”2 “表示熔融金属的流动性非常好,只能用于平焊或角焊缝的横焊
3、数字 “4” 表示焊条可用于立向下焊
4、数字 “3”表示不再使用
4、最后一个数字表示焊条药皮的组成和性能,药皮决定了操作性能和电流极性
1、AC 交流电;DCEN 直流正接(直流电极接正);DCEP 直流反接(直流电极接负)
2、最后一个数字为 5 、6 、8 表示 其为低氢型焊条
这种焊条必须原包装密封保存,烘干温度为130°F—350°F(120℃),烘箱保持低的湿度(<0.2%),烘箱适当通风.
并不是所有焊条都适合放在烘干箱中,有的甚至有害
3、最后一个数字为:0、1表示的是纤维素焊条
4、最后一个数字为:0、4、7、8表示铁粉型焊条
焊接设备
1.焊条电弧焊的设备相对简单,采用恒流电源,陡降特性(整流式电源和逆变式电源)
当电弧增加时,电弧通过的距离增加,则焊接回路的电阻增加,从而导致电流的轻微下降(10%),电流的下降促使电压急剧的上升(32%),电压的上升又反过来限制了电流的进一步下降。
长电弧比短电弧产生更多的热量
电流变化小,电压变化大
可能产生的缺陷
1、气孔类缺陷
焊接区域的潮湿和污染
焊机电弧过长
电弧偏吹
将直流变交流
尽量用短弧焊接
减少焊接电流
向电弧偏吹的方向反向倾斜焊条
分段退焊
加引弧板
电弧偏吹的危害
气孔缺陷
咬边
飞溅
焊缝成型不良
降低焊接熔深
2、夹渣类缺陷
改善方法
通过使用使得焊渣充分浮起的操作技术,降低夹渣产生的可能性
多道焊中,层间清理要彻底
3、其他各种缺陷
未熔合
未焊透
裂纹
咬边
焊缝尺寸不对
2、熔化极气体保护焊(GMAW)
1、通常美国焊接协会所指的GMAW还包括MIG焊
2、焊丝标志
1、实心焊丝
ER XX S - X
ER 代表焊丝
用作电极
填充金属
前两个数字代表熔覆金属的最小抗拉强度,单位是千磅每平方英寸
如:ER 70 S - b,填充金属的最小抗拉强度为70 000Psi,
S 表示的是实心焊丝
最后一个数字表示的是焊丝的化学成分
说明了其操作特性以及焊缝的性能
典型的熔化极气体保护焊焊丝中添加了脱氧元素 锰、硅和铝,从而避免了气孔的产生
3、焊丝的储存
1、焊丝存放在干净、干燥的环境中,避免油污、灰尘、水分等
2、车间设备上的焊丝如果长时间不用,应该加盖保护
4、焊接设备
1、GMAW采用的是恒压电源或平特性电源
熔化极气体保护焊的焊接是在设定的电压下,通过焊接过程中电流的变化来完成的
电压变化小,电流变化大
当焊枪靠近工件时,会使电阻减小从而使得焊接电流立刻增大,从而立刻将这新增的焊丝熔化,使得弧长和电流恢复到设定值
2、通常采用的是直流反接(DCEP)
5、电弧过渡方式
射流过渡
熔滴过渡
脉冲过渡
短路过渡
总结
1、四种过渡方式完全不同,以至于认为是完全不同的焊接方法
熔滴过渡的方式取决于保护气体、电流、电压以及电源特性等因素
不同的过渡形式的区别就是向工件传递不等的热量
射流过渡>脉冲过渡>熔滴过渡>短路过渡
在平焊位置,射流过渡最适合厚板以及全熔透接头
2、金属芯焊接时由于内部的铁粉颗粒几乎不导电,绝大部分电流集中在焊丝表面
产生一个比较粗的碗状锥形电弧,使得熔滴细小,熔池平稳;
金属芯管状焊丝的优点
1、高的熔覆效率
2、无渣,几乎无飞溅
3、较强的间隙搭桥能力不至于焊穿
4、优良的边角部位熔化能力和根部熔透能力
金属芯焊丝典型举例
E 70C-6 M
E 表示焊丝
70 表示熔敷金属的最小抗拉强度为70 000psi
6 表示焊丝等级
M表示用混合气体
子主题
3、GMAW 常见问题
1、因为污染和保护不良产生的气孔缺陷
2、厚板焊接采用短路过渡产生的未熔合
3、送丝软管和导电嘴磨损而产生的电弧不稳定
3、药芯焊丝电弧焊 FCAW
1、根据焊丝类型不同,FCAW 可以附带或者不附带额外的保护气体
FCAW-G 气保护
FCAW-SL 自保护
2、焊丝标志: E XXT-X
E 表示焊丝
第一个数字 表示熔覆金属的最小抗拉强度
第二个数字是“0”或“1”
“0” 表示这种焊丝只适用于平焊或角焊缝的横焊
“1” 表示该焊丝可以用于全位置焊接
T 表示管状焊丝
最后一个数字表示 熔覆金属化学成分进行的特定分类
1、电流类型
2、极性
3、是否需要保护气体
4、其他用于分类的特性信息
3、焊丝自保护和需要保护气分类
1、自保护焊丝
后缀数字为:3、4、6、7、8、10、11、13、14
2、额外保护焊丝
后缀数字为:1、2、5、9、12
3、其他后缀:
后缀为G 表示多道焊
后缀为GS 表示单道焊
4、常用气体种类
CO2
75%Ar+25%CO2
气体混合气体
5、FCAW 相对于GMAW 需要承载电流更高的焊枪和电源
使用的是平特性电源
6、极性选择(根据焊丝类型)
直流反接(DCEP) 1,2,3,4,6,9,12
直流正接(DCEN) 7,8,10,11,13,14
二者均可 5
常见缺陷:
1、由于粉剂的原因,存在夹渣的可能性
另外粉剂会产生大量的烟尘,但是比SMAW相对较少
2、FCAW抗污染性比GMAW相对较好,气孔倾向较低
3、焊接速度造成的缺陷
电弧应该在熔池的前部
电弧如果在熔池的中后部,熔化的焊渣会被卷入熔池形成夹渣
4、FCAW 同样会产生包括未焊透等缺陷
4、钨极氩弧焊(GTAW)
1、E 表示电极 W 是钨的化学符号
通过颜色多钨极进行区分
2、钨极特性及其分类
1、氧化钍或者氧化锆的加入可以帮助电极改善电特性
使得钨极的发射能力等到轻微提高
氧化钍或者氧化锆的钨极比纯钨极更容易起弧
2.纯钨极端部在加热时形成球状,所以经常用来焊接铝合金
球形钨极具有较低的电流密度,从而减少钨极烧损的可能性
3、EWTh-2钨极是黑色金属焊接中常见的电极
3、焊材
用于GTAW的焊接填充材料标识和GMAW的填充材料(ER705-3等)相同
外购实心光焊丝的长度一般为36英寸,并在两端做有标识
4、电源极性
GTAW可以采用直流正接DCEP、直流反接DCEN和交流AC
直流反接 DCEN将在电极上产生较多的热量
直流正接DCEN则在工件上产生的较多的热量
通常用于钢的焊接
交流AC 则在电极和工件之间交替变换热量
通常用于铝合金的焊接,因为电流的变换会提高清洁作用,从而提高焊接质量
5、保护气体
1、常见的惰性气体为氩气和氦气
2、一些不锈钢焊接时会使用氩气和少量氢气组成的保护气体
6、电源特性
1、根SMAW一样,采用的是陡降特性电源
7、优缺点
1、优点
1、干净。清洁且易于控制,能够焊出高质量的焊缝和优异的焊缝外观
2、能够焊接几乎所有的金属
如果设计允许,这些材料的焊接可以不用填充金属
3、如果需要某些特定焊丝,市场没有可选择的焊丝,可以从母材上取下一部分做成窄条当做焊丝
2、缺点
1、GTAW是所有可以选择法人焊接方法中最慢的
2、对污染很敏感
焊前必须对母材和填充材料进行认真清理
3、对焊接技能水平要求较高
4、特有缺点:焊缝夹钨
产生原因
1、钨极端部和熔化金属接触
2、填充材料和热钨极端部接触
3、钨极端部被飞溅污染
4、电流超出了钨极的承载极限
5、钨极伸出夹头过长
6、保护气体流量不当或者过大,造成钨极氧化
7、钨极伸出过长,造成钨极过热
5、埋弧焊 SAW
1、埋弧焊是一般焊接方法中熔覆效率最高的一种典型焊接方法
SAW 用实心焊丝连续送进,焊丝产生的电弧完全被颗粒状的焊剂层所覆盖
焊丝送进到焊接区域的方式与气保焊和药芯焊丝非常相似,最大的区别在于保护方式
2、由于SAW的焊丝和焊剂是相互分开的,所以对某个接头会有多种组合可选
焊丝+焊剂组合标准
1、F XXX -E XXX
1、F 表示埋弧焊的焊剂
2、第一个数字表示 根据所给定的焊接条件,在所示焊剂焊丝的匹配下,焊缝金属的最小抗拉强度,以10 000psi递增
3、第二个 表示试验时的热处理状态:A 为焊态、P为焊后热处理状态,焊后热处理的时间和温度按照规定执行
4、第三个 表示焊缝金属的冲击韧性能够达到或超过20ft-1b(27J)的最低温度
5、E 表示 实心焊丝 、EC 表示复合焊丝
6、E后字母 表示焊丝锰含量: L表示低、M表示中、H表示高的锰含量;C表示复合焊丝
7、E XXX表示用于生产上述焊缝的焊丝的区别
典型实例
1、 F7A6-EM12K
1、是一个完整的标识
2、表示焊接和焊丝EM12K的配合使用时,焊缝金属焊后抗拉强度为70 000psi(480MPa),-60°F (-51℃)温度下的夏比V性缺口冲击功不小于20ft-1b(27J)
2、F7A4-EC1
1、是一个完整的标识
2、表示焊缝金属焊后抗拉强度为70 000psi(480MPa),-40°F (-40℃)温度下的夏比V性缺口冲击功不小于20ft-1b(27J)
3、焊接设备
1、该工艺能够实现自动化或半自动化,所以两者的设备略有不同
自动埋弧焊设备
焊剂漏斗放在焊枪前端,靠重力送料,送至电弧前一点或周围
半自动(手持式)埋弧焊设备
焊丝和焊剂通过焊枪送给,靠焊工使焊枪沿接头方向移动
焊剂采用压缩空气强制送至焊枪,压缩空气使颗粒状焊剂产生焊剂流
连接在焊枪上的漏斗送至焊枪
送丝机构通过软管进行送丝
2、一般采用平特性电源,也会采用陡降特性电源
一般采用气保焊类似电源,也会采用焊条焊的电源。
3、电源极性的选择
焊接电流类型的选择影响焊缝熔深和断面形状
4、多丝焊接
可能采用一个电源
需要多个电源
4、优缺点分析
1、优点
1、在表面堆焊上有很高的的熔覆效率
如果要实现堆焊自动化,埋弧焊是最佳选择
2、熔覆效率高,且没有明弧焊接
3、焊接烟尘比SMAW较少
4、能够获得满意的熔深能力
2、缺点
1、焊接位置局限
适用于对接平焊或者交接横焊位置
如果不是以上两种位置,需要一些装置来保持焊剂在适当位置,使焊接可以进行
2、SAW 需要大量的变位设备和工装
3、必须彻底清除焊渣
4、非明弧焊接,无法准确观察电弧在接头中的位置
建议采用导向装置
5、焊剂可能受潮,会产生气孔和焊道下裂纹
6、产生裂纹
在焊道的宽深比比较大时,会在焊缝中心产生凝固裂纹
在焊缝的宽深比比较小时,会在焊缝中心产生收缩裂纹
焊缝深而窄时,会产生收缩裂纹
6、等离子弧焊 PAW
1、PAW和GTAW 使用相同的电源
PAW 焊枪的陶瓷喷嘴内有一个铜质缓冲套。等离子体被迫通过这个缓冲套和焊接电弧时,电弧受到压缩,产生'等离子“气
压缩或是挤压使得电弧更集中,因而更强烈
附加设备不同,包括等离子控制台和等离子气源。
2、PAW 的分类
1、转移型电弧
电弧建立在钨极和工件之间
一般用于导热性能良好的焊接和切割,因为在工件上产生大量的热量
2、非转移型电弧
电弧建立在钨极和铜质缓冲套之间
一般用于切割导热性能不好的材料,及其焊接要求受热尽量小的工件
3、保护气体
1、保护气体和缓冲气(等离子)
氩气是最常用的气体,根据焊接金属的不同,会有氩气/氦气/氢气的混合气体
4、优缺点分析
1、提供非常集中的热源
热量集中的电弧熔透整个厚度并形成小孔
更高的焊剂速度和更小的变形量
2、较好的观察焊缝和电弧
喷嘴端部距离工件较远
3、钨极缩在焊枪内,减少了焊缝夹钨的机会
4、PAW只限于1英寸及以下厚度的材料
5、设备成本高,对人员要求高
5、常见焊接缺陷
1、金属夹杂物缺陷
夹钨
由于电流过高造成
钨极内凹有利于避免这种情况发生
夹铜
电流过高,造成缓冲铜套熔化
2、小孔效应技术焊接时,会产生贯穿性孔洞
焊缝的尾部小孔未能填满而留下的柱形空洞,它会在厚度方向贯穿整个焊缝
3、产生未熔合缺陷
电弧和接头都很窄,很小的跟踪偏离都可能产生未熔合缺陷
3、硬钎焊和软钎焊工艺
1、软钎焊 钎料熔点低于840°F (450℃)
2、硬钎焊 钎料熔点高于840°F(450℃)
3、只要应用恰当,焊缝强度可以高于母材强度
1、钎焊接头具有很大的接触面积
2、钎焊间隙保持在最小
间隙大于0.01In(0.25mm)会导致接头强度急剧下降
3、接头需要彻底清理干净
接头清理不彻底,毛细作用就会降低,甚至不能讲钎料完全吸入接头间隙
4、主要缺陷
1、在接头内部形成空洞或未钎满区
没有足够的清理干净部件
部件的加热不均匀、不恰当导致
2、母材的局部加热过大,引起母材烧损或熔化
3、由于钎剂太活泼引起的母材腐蚀
所残留的钎剂必须清理掉,以防止接头或母材腐蚀
4、切割工艺
1、氧-可燃气体切割工艺 OFC
1、刚才加热到1700°F(925℃)时,高压氧与母材产生氧化反应
该氧气流也会去除焊渣以及由于氧化反应所产生的氧化物
一般认为OFC是一种和化学切割工艺
OFC设备基本与OAW相同,只是焊炬换成割炬就可以了
OFC可以使用几种不同类型的可燃气来完成
1、每一种可燃气体都有不同的效率,并可能需要稍微改变一下割嘴
2、选择适当的可燃气体,应该考虑如下因素:
1、预热时间
2、切割速度
3、成本、有效性
4、使气体充分燃烧所需要的 氧气量
5、可燃气体容器的安全性和方便性
3、OFC一般用于低碳钢和低合金钢的切割
不同化学元素对于OFC的影响不同
2、空气碳弧切割 CAC-A
1、采用碳棒电极产生的电弧来加热金属,并用压缩空气吹去熔化的金属
2、由专门的夹钳、恒流电源、压缩空气等组成
3、不同金属对于电源极性、交直流由要求
交流 铜及其合金
直流正极性: 铝合金、碳钢、不锈钢
直流负极性: 铸铁
无极性要求: 镍及其合金
4、CAC-A 有能力切割任何金属
5、缺点:
1、安全问题
2、噪音
3、烟雾
4、切割后的表面需要打磨,否则可能会渗碳
3、等离子切割 PAC
1、基本和PAW相同,但是由于要增加母材的热量,要用转移弧型的割炬
2、PAC 不仅是内部水冷,且实际上的切割是在水或者油下进行的,以减少噪音和粉尘
3、主要用于切割有色金属,单常常也用于切割碳钢
4、切口太大且切割边缘可能不垂直于钢板表面
5、设备成本较高
5、小结
6、主要术语和定义
第四章:焊接接头几何形状及焊接符号
1、介绍
焊接接头术语与补充的焊剂符号、数据及尺寸之间有直接关系
2、焊接接头
用于金属焊接制作中的基本接头有五类
对接
角接
T型接头
搭接
端接
构件
对接构件
被其他构件阻止,不能在垂直于板厚的的一个方向移动
如:对接接头的双方构件、T型或角接接头中的一个构件称为对接构件
非对接构件
垂直于板厚的任何方向都可以自由移动
如:搭接接头双方构件、T型或角接接头的一个构件叫做非对接构件
叠接构件
工件以叠接接头跨过另一头
焊缝的形状以接头的几何形状来表明
接头的几何形状就是接头的焊前截面尺寸及形状
3、焊接符号
4、补充符号
5、焊缝符号尺寸标注
6、主要术语及定义
第五章:焊接检验及评定
1、介绍
1、所有的焊缝必须是完好无缺的
2、图纸
1、焊缝尺寸和焊接件尺寸检验时,公差给与焊接检验师一定的接收/拒收范围
1、通用的
通用注释适用于整套图纸,一般位于标题栏的上方或者左方。
这些类型的注释不出现在材料清单中或图纸的特定区域中
2、局部的
3、技术要求的
3、规范
4、标准
5、技术条件
6、材料控制
7、合金识别
8、焊接工艺评定和焊工资格评定
1、焊接工艺评定
1、在试验中发现问题比在生产制造中发现问题要经济的多
2、许多规范授权焊接检验师可以在焊工的焊接质量持续低于标准时对他进行再次评定
3、进行焊接工艺评定是显示以下各项匹配性
1、母材
2、焊材/填充金属
3、焊接工艺
4、技术措施
4、焊接工艺评定中没有对焊工技能水平提出要求
因为工艺评定并不是专门用于判定焊工的能力
5、工艺评定有三种基本方法
1、免除工艺评定试验
1、AWS D1.1 钢结构焊接规范
只要焊接参数在规定的范围内,则不需要进行实际的评定实验
AWS D1.1 规定四种焊接方法是免除评定的
1、SMAW
2、SAW
3、FCAW
4、GMAW
除了短路过渡
2、母材厚度也会对焊接工艺产生影响
各种免除评定的焊接接头在厚度上有限制
AWS D1.1适用于厚度大于或等于1/8英钢材的焊接
3、基本变素是焊接方法的主要参数
2、实际的工艺评定试验
1、ASME和API 1104体系都确定了一些基本变素
2、ASME评定中有板材和管子两种形状的试件;API 试件中总是管子
3、ASME体系中,平焊位置的工艺评定可以覆盖所有位置的评定;
4、API则规定按照不同要求,工艺评定的位置为固定或者旋转,或两者均做。但是,这两个位置的任何一个评定不能覆盖另一个位置。
API则规定按照不同要求,工艺评定的位置为固定或者旋转,或两者均做。
试验的目的用来评估焊接工艺的影响、母材和填充金属的相容性
ASME和API均是以母材厚度和/或熔覆金属厚度作为所需要的试验及其数量的参照标准
厚度不同的试样,其取样顺序和取样内容均不同
板对接焊缝试验时两端需要去除
5、附加试验
模拟实验作为工艺评定其他标准方法的补充
来评估焊缝的其他性能
附加试验内容包括:冲击试验、硬度试验、化学试验及特殊的应用条件试验(如耐腐蚀和耐磨损试验)
如果在试验过程中遇到一些关于问题就可以及时进行纠正和改善,避免在产品的实际生产中遇到问题
3、模拟实验
1、如使用在复杂的焊件外形,这种场合可能会由于焊接操作而影响组件的整体形状或条件
这些问题使用标准的评定实验是难以评估的,所以只能通过在模拟接头上使用实验焊缝来回答这个问题
4、小结
1、工艺评定最重要的部分之一就是将关于规程用于实际产品焊接
2、焊工考试
9、总结
10、术语和定义
第十章:目视检测和其他无损评价方法及其符号
第九章:焊缝和母材的不连续性
1、介绍和背景
焊接中关注的不连续是裂纹、气孔、咬边和未熔合等缺陷
2、不连续性
3、总结
4、主要术语和定义
第八章:焊接检验师适用的焊接冶金
1、介绍
2、基本的金属结构
3、焊接冶金的有关方面
4、其他常用材料的焊接冶金
5、总结
6、主要术语和定义
第七章:焊接检验中的公制应用
1、介绍
国际单位体系
SI
美国体系
U.S
2、科学计数
3、四舍五入惯例
4、转换系数
5、附加的SI类型和使用惯例
6、总结
7、主要术语和定义
第六章:金属的性能及破坏性试验
1、介绍
2、金属的力学性能
3、金属的破坏性试验
4、金属的化学性能
5、总结
6、主要术语和定义