5.焊接技术！

2021年新教材一建机电思维导图。从近几期的真题试题中分析，机电专业出题范围几乎包含了整个教材的范围，知识点既细又分散，有时候甚至考核了教材中很难找到答案的现场实际专业知识；而机电专业与其他科目的综合也很容易成为案例题的出分点。

焊接技术

• 焊接材料和焊接设备的选用要求
  • 焊接材料
    • 焊条
      • 焊条按熔渣酸碱性分类：碱性焊条（低氢型）、酸性焊条
      • 焊条型号划分根据：焊条种类、熔敷金属化学成分和力学性能、药皮类型、焊接位置、电流种类（简记：里皮接跳楼）
    • 焊条选用原则
      • 焊缝金属的力学性能和化学成分匹配原则
      • 保证焊接构件的使用性能和工作条件原则
      • 满足焊接结构特点及受力条件原则
      • 具有焊接工艺可操作性原则
      • 提高生产率和降低成本原则
    • 焊接用气体分类
      • 保护气体：二氧化碳（CO2）、氩气（Ar）、氦气（He）、氮气（N）、氧气（O2）、氢气（H2）
      • 切割气体：助燃气体氧气、乙炔、丙烷、液化石油气、天然气
    • 焊接用气体选择
      • 主要取决于：焊接、切割方法；被焊金属的性质；焊接接头质量要求；焊件厚度；焊接位置；工艺方法
      • 氮气弧焊时，用N作为保护气体，可焊接铜和不锈钢。N也常作为等离子弧切割的保护气体
      • H2作为还原性气体，焊接时与O2混合燃烧，作为气焊的热源
    • 焊剂的分类、使用
      • 焊剂分类
        • 按生产工艺分为：熔炼焊剂、粘结焊剂、烧结焊剂
        • 按焊剂中添加脱氧剂、合金剂分类：中性焊剂、活性焊剂、合金焊剂
      • 埋弧焊剂使用要求
        • 防止受潮
        • 使用前烘焙
        • 回收
    • 焊接材料复验
      • 钢结构的焊接材料复验
        • 建筑结构安全等级为一级的一、二级焊缝
        • 建筑结构安全等级为二级的一级焊缝
        • 大跨度的一级焊缝
        • 重级工作制吊车梁结构中的一级焊缝
      • 特种设备的焊接材料复验
        • 球罐用的焊条和药芯焊丝，进行扩散氢复验
        • 工业管道用的焊条、焊丝、焊剂库存超过期限，复验合格后方可使用
          • 酸性焊接材料——2年
          • 防潮包装密封良好的低氢型焊接材料——2年
          • 石墨型焊接材料和其他焊接材料——1年
  • 焊接设备
    • 焊条电弧焊
    • 钨极惰性气体保护焊设备
    • CO2气体保护焊设备（有风不能焊，飞溅大）
    • 埋弧焊设备
• 焊接方法和焊接工艺评定
  • 常用焊接方法及特点
    • 焊条电弧焊
      • 机动性和灵活性好
        • 设备相对简单
        • 焊接场地不受限制
        • 可适用全位置焊接
      • 焊缝金属性能良好
      • 工艺适应性强
    • 钨极惰性气体保护焊
      • 具有埋条电弧焊的特点
      • 自有特点
        • 电弧热量集中，热影响区窄，变形小
        • 过程中不产生熔渣、无飞溅，焊缝表面光洁
        • 焊接过程无烟尘，熔池容易控制，焊缝质量高
        • 焊接工艺适应性强，几乎可以焊接所有金属材料
        • 焊接参数可精确控制，易于实现焊接过程的全自动化
  • 焊接工艺评定
    • 焊接工艺评定的定义及作用
      • 定义
        • 焊接工艺评定
          • 是指为验证所拟定的焊接工艺正确性而进行的实验过程及结果评价
        • 焊接工艺评定报告PQR
          • 评价的报告称为焊接工艺评定报告
        • 预焊接工艺规程PWPS
          • 拟定的焊接工艺规程为焊接工艺评定所拟定的焊接工艺文件
        • 焊接工艺规程WPS
          • 焊接工艺参数文件，用于编制WWI
        • 焊接作业指导书WWI
          • 指导焊接作业，也称焊接工艺卡
        • 一个焊接工艺评定报告PQR，可用于编制多个焊接作业指导书WWI 一个焊接作业指导书WWI，也可依据多个焊接工艺评定报告PQR编制
      • 作用
        • 验证施焊单位能力：1.拟定焊接工艺的正确性；2.在限制条件下焊接成合格接头的能力
        • 编制焊接工艺规程的依据
    • 焊接工艺评定步骤
      • 委托
        • 任何施焊单位不允许将焊接工艺评定的关键工作（PWPS的编制、试件焊接等）委托另一个单位来完成， 但试件的加工、无损检测、理化性能试验可委托
      • 拟定PWPS
        • 应由具有一定专业知识和相当实践经验的技术员编制
      • 施焊
        • 施焊试件，由本单位技能熟练的焊工，使用本单位的焊接设备施焊
      • 检验
        • 外观检查、无损检测、力学性能试验、弯曲试验
      • 签发
        • 焊接工艺评定报告应由焊接技术负责人审核
      • 委托®拟定预规程®施焊®检验®签发报告®编制正式的工艺规程
  • 焊接工艺技术
    • 焊接作业人员要求
      • 焊接负责人
        • 承担C、D级焊接工程的施工单位焊接技术负责人应具有高级技术职称
        • 项目经理部焊接责任工程师负责组织建立本项目焊接质量控制系统
      • 焊工
        • 基本要求
          • 与用人单位签订劳动合同
          • 就业前，接受职业技能鉴定机构培训考评合格，取得《职业技能鉴定资格证》
          • 经专门的安全技术培训并考核合格，取得《特种作业操作证》
          • 在焊工资质合格证有效期内从事合格项目的施焊工作
        • 技能要求
          • 从事钢结构焊接的焊工
            • 取得《钢结构焊接从业人员资格证书》
          • 从事特种设备制造、安装、改造、维修的焊工
            • 取得《特种设备安全管理和作业人员证》
    • 焊接技术管理要求
      • 技术交底
        • 包括：焊接工程特点、焊接工艺规程（WPS）内容、焊接质量检验计划、进度要求等
      • 超次返修
        • 同一部位的返修次数不得超过2次，如超过两次须编制超次返修技术方案，经施工单位技术负责人批准后，方可实施
      • 焊接场所
        • 自然环境：风速、焊弧1m范围内的相对湿度、雨雪天气
          • 不符合现行国家有关标准
          • 无有效安全可靠的防护措施
          • 禁止施焊
        • 作业场地：不锈钢、有色金属焊接应设置专用场地，不得与黑色金属等其他产品混杂，配置专用组焊工装
    • 特殊材料焊接工艺措施
      • 有延迟裂纹倾向的材料
        • 产生延迟裂纹的原因
          • 焊缝含扩散氢、接头所承受的拉应力、金属的塑性储备
          • 主要发生在低合金高强钢中
        • 防止措施
          • 采取焊条烘干、减少应力、焊前预热、焊后热处理，严格执行焊后热消氢处理、必要时打磨焊缝余高
          • 当不能及时进行热处理时，应在焊后立即均匀加热至200~350℃，并保温缓冷
      • 有再热裂纹倾向的材料
        • 与Cr、Mo、Ti、B元素有关
        • 防止措施
          • 预热
          • 应用低强度焊缝，使焊缝强度低于母材增强其塑性变形能力
          • 减少焊接应力，合理安排焊接顺序、减少余高、避免咬边及根部未焊透等缺陷
• 焊接应力与焊接变形
  • 降低焊接应力的措施
    • 设计措施
      • 1.减少焊缝的数量和尺寸
      • 2.避免焊缝过于集中
      • 3.优化设计结构
    • 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（焊后进行）
      • 4.预热拉伸补偿焊缝收缩
      • 5.焊接高强钢时，选用塑性较好的焊条
      • 6.预热（焊前进行）
      • 7.消氢处理（焊后进行）
      • 8.焊后热处理
      • 9.利用振动法消除焊接残余应力
  • 焊接变形的危害性及预防变形措施
    • 焊接变形的分类
      • 面内变形
        • 横向收缩变形、纵向收缩变形、回转变形
      • 面外变形
        • 角变形、弯曲变形、扭曲变形、失稳波浪变形
    • 焊接变形的危害
      • 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
    • 预防焊接变形的措施
      • 进行合理的焊接结构设计
        • 合理安排焊缝位置
        • 合理选择焊缝数量和长度
        • 合理选择坡口形式
      • 采取合理的装配工艺措施
        • 预留收缩余量法
        • 反变形法
        • 刚性固定法 ：适用较小构件，防止角变形和波浪变形
        • 合理选择装配程序
      • 采取合理的焊接工艺措施
        • 合理的焊接方法：尽量用气体保护焊
        • 合理的焊接线能量
        • 合理的焊接顺序和方向
• 焊接质量检验方法
  • 焊接检验方法分类
    • 破坏性检验
      • 力学性能试验
        • 拉伸、冲击、硬度、疲劳、断裂性试验
      • 化学分析实验
        • 化学生分分析、扩散氢含量测试，不锈钢晶间腐蚀
      • 金相试验
        • 宏观组织、微观组织
      • 焊接性试验、弯曲试验、焊缝电镜
    • 非破坏性检验
      • 外观检验
      • 无损检验
        • 射线、超声波、磁粉、渗透检测
      • 耐压试验
      • 泄露试验
  • 焊接过程质量检验
    • 焊接前检验
      • 母材和焊材
      • 零部件主要结构尺寸：结构尺寸的校核性检查
      • 组对质量
      • 坡口清理检查
      • 焊接前确认：通常把“组对后、焊接前检查”确定为质量控制点
    • 施焊过程检验
      • 定位焊缝
      • 焊接线能量
        • q=IU/v 线能量=焊接电流*电弧电压/焊接速度
      • 多层焊、多道焊
        • 每层焊完，应立即对层间进行清理
      • 后热
        • 检查加热范围、后热温度和后热时间，并形成记录
    • 焊缝检验
      • 外观检验
        • 焊缝表面
          • 不允许存在：裂纹、未焊透、未熔合、表面气孔、外露夹渣、未焊满
          • 允许存在：咬边、角焊缝厚度不足、角焊缝焊脚不对称
        • 几何尺寸
          • 同一端面最大内直径与最小内直径之差
          • 椭圆度
          • 矩形容器截面上最大边长与最小边长之差
          • 焊接接头的棱角度（环向和轴向）
      • 无损检验
        • 常用方法
          • 射线检测 RT
            • 对接接头、角接接头、管板角焊缝， 厚度 钢<38mm
          • 超声检测 UT
            • 对接接头、T型焊接接头、角接接头、堆焊层， 厚度 容器6~500 管道6~150
        • 无损检测新技术
          • X射线数字成像检测
          • TOFD，衍射时差法超声波检测
        • 无损检测技术要点
          • 立式圆筒形钢制焊接储罐壁钢板最低标准屈服强度大于390MPa时，焊接完毕后至少24h后在进行无损检测
          • 有延迟裂纹倾向的材料，应在焊接完成后24h后进行无损检测
          • 有延迟裂纹倾向的材料制造的球罐，焊接后36h后进行无损检测
          • 对有再热裂纹倾向的材料，在热处理后增加一次无损检测
        • 焊缝表面无损检测
          • 磁粉检测 MT
          • 渗透检测 PT
        • 焊缝内部无损检测
          • 射线检测RT
            • 优点
              • 缺陷定性、对体积型缺陷检测率较高
            • 缺点
              • 厚壁工件检测率偏低、面积型缺陷有时会漏检、射线对人体和环境有危害、防护成本检测成本高、检测速度慢
          • 超声检测UT
            • 优点
              • 面积型缺陷检出率较高，适用于厚壁工件，无危害，成本低，速度快
            • 缺点
              • 缺陷定性困难、无直接见证记录、薄壁工件检测困难
      • 耐压试验、泄漏试验、其他检验
        • 硬度检验
        • 腐蚀试验
        • 金相试验