机电工程专业技术03焊接技术

2019一级机电管理与实务03机电工程专业技术03焊接技术

焊接技术

• 焊接材料与设备选用要求
  • 焊接材料
    • 焊条分类
      • 按药皮成分分类：氧化铁型、纤维类型、石墨型等
      • 按用途分类：不锈钢焊条、铝及铝合金焊条、高强钢焊条等
      • 按熔渣碱性分：碱性焊条（又称作低氢型焊条）和酸性焊条
      • 按特殊性能分类：低尘低毒焊条、超低氢焊条等
    • 焊条选用
      • 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
    • 保护气体分类、选用
    • 焊剂分类、选用
    • 焊接材料复验
      • 1.钢结构的焊接材料复验 （1）建筑结构安全等级为一级的一、二级焊缝。 （2）建筑结构安全等级为二级的一级焊缝。 （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。 （5）设计要求。
  • 焊接设备
    • 焊条电弧焊设备
    • 钨极惰性气体保护焊设备
    • CO2气体保护焊设备
    • 埋弧焊设备
• 焊接方法与焊接工艺评定
  • 常用焊接方法及特点
    • 焊条电弧焊
      • 机动性和灵活性好
      • 焊缝金属性能良好
      • 工艺适应性强，可以焊接除活性金属以外的大多数金属结构材料
    • 钨极惰性气体保护焊
      • 焊条电弧焊的优点
      • 自有的特点
        • 1) 电弧热量集中，可精确控制焊接热输入，焊接热影响区窄。 2) 焊接过程不产生熔渣、无飞溅，焊缝表面光洁。 3) 焊接过程无烟尘；熔池容易控制；焊缝质量高。 4) 焊接工艺适用性强。几乎可以焊接所有的金属材料。 5) 焊接参数可精确控制，易于实现焊接过程全自动化。
  • 焊接工艺评定
    • 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试验过程及结果评价。记载验证性的试验及其结果，对拟定的焊接工艺规程进行评价的报告称为焊接工艺评定报告（PQR）。拟定的焊接工艺规程是为焊接工艺评定所拟定的焊接工艺文件，称为：预焊接工艺规程（PWPS）。
    • 焊接工艺评定的作用
      • 验证施焊单位能力
      • 编制焊接工艺规程的依据
    • 焊接工艺评定步骤
      • 焊接工艺评定的委托：施工单位应采取内部委托自行组织完成焊接工艺评定工作
      • 拟定预焊接工艺规程：PWPS应由具有一定专业知识和相当实践经验的技术员拟定，不允许“照抄”或，“输入”其他单位焊接工艺评定数据
      • 施焊试件：焊评试件应由本单位技能熟练的焊工，使用本单位的焊接设备施焊
      • 试件检验：焊评试件检验项目至少应包括：外观检查、无损检测、力学性能试验和弯曲试验。
      • 签发报告：焊评完成后应提出焊接工艺评定报告。焊接工艺评定报告应由焊接技术负责人审核。
    • 焊接工艺规程
      • WPS必须由单位自行编制，不得沿用其他企业的WPS，也不得委托其他单位编制用以指导本单位焊接施工的WPS。
      • 编制WPS应以PQR为依据，还要综合考虑设计文件和相关标准要求、产品使用和施工条件等情况。
      • 当某个焊接工艺评定因素的变化超出标准规定的评定范围时，均需要重新编制WPS，并应有相对应的PQR作为支撑性文件。
      • WPS应由具有一定专业知识和相当实践经验的焊接技术人员编制。
  • 焊接工艺技术
    • 焊接技术管理要求
      • 技术交底应包括：焊接工程特点、WPS内容、焊接质量检验计划、进度要求等。
      • 超次返修：焊缝同一部位的返修次数不宜超过2次。如超过2次，返修前应编制超次返修技术方案，并经施工单位技术负责人批准后，方可实施。
      • 焊接场所
    • 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
          • 与焊缝含扩散氢、接头所承受的拉应力以及由材料淬硬倾向决定的金属塑性储备有关
        • 防止产生延迟裂纹的措施
          • 应采取焊条烘干、减少应力、焊前预热、焊后热处理措施外，尽量严格执行焊后热消氢处理的工艺，必要时打磨焊缝余高。
          • 对容易产生焊接延迟裂纹的钢材，焊后应及时进行热处理。当不能及时进行热处理时，应在焊后立即均匀加热至200〜350°C，并保温缓冷。
      • 有再热裂纹倾向的材料
        • 产生再热裂纹与钢中所含碳化物形成元素（Cr、Mo、Ti、B等）有关
        • 防止产生再热裂纹的方法
          • 预热：预热温度为200〜450℃。
          • 应用低强度焊缝，使焊缝强度低于母材以增高其塑性变形能力。
          • 减少焊接应力，合理地安排焊接顺序、减少余高、避免咬边及根部未焊透等缺陷以减少焊接应力。
• 焊接应力与变形
  • 降低焊接应力的措施
    • 设计措施
      • 减少焊缝的数量和尺寸，可减小变形量，同时降低焊接应力
      • 避免焊缝过于集中，从而避免焊接应力峰值叠加
      • 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
    • 工艺措施
      • 采用较小的焊接线能量
      • 合理安排装配焊接顺序
      • 层间进行锤击
      • 预热拉伸补偿焊缝收缩（机械拉伸或加热拉伸）
      • 预热
      • 消氢处理
      • 焊后热处理
      • 利用振动法来消除焊接残余应力
  • 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
      • 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
      • 合理的焊接线能量(较小的线能量)
      • 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（弯曲试验、拉伸试验、冲击试验、硬度试验、断裂性试验、疲劳试验）、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）、金相试验（宏观组织、微观组织）、焊接性试验。
    • 非破坏性检验
      • 包括：外观检验、无损检测（渗透检测、磁粉检测、超声检测、射线检测）、耐压试验和泄漏试验。
  • 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
      • 组装质量
      • 坡口清理检查
      • 焊接前的确认
    • 施焊过程检验
      • 定位焊缝
      • 焊接线能量
      • 多层（道）焊
      • 后热
    • 焊缝检验
      • 外观检验
        • 焊缝表面：焊缝表面的形状尺寸及外观质量应符合设计要求，焊缝表面不允许存在的缺陷包括：裂纹、未焊透、未熔合、表面气孔、外露夹渣、未焊满
        • 几何尺寸包括：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、焊接接头棱角度（环向和轴向）等
      • 无损检测
        • 射线检测（RT）
          • 缺陷定性，长度测量比较准确，对体积型缺陷和薄壁工件中的缺陷，检测率较高
        • 超声检测（UT）
          • 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
        • 磁粉检测（MT）
        • 渗透检测（PT）
        • 目视检测
      • 其他检验
        • （1）硬度检验 （2）腐蚀试验 （3）金相试验
    • 耐压试验和泄漏试验
      • 耐压试验
        • 耐压试验的方法包括：液压试验、气压试验以及气液组合压力试验
      • 泄漏试验
        • 泄漏试验方法包括：气密性试验、氨检漏试验、卤素检漏试验、氦检漏试验
      • 真空度试验
        • 真空管道在压力试验合格后，进行24h的真空试验，增压率应不大于5%。
        • 储罐罐底的所有焊缝应采用真空箱法进行严密性试验，试验负压值不低于53KPa，无渗漏为合格