高級焊工技能培訓(上篇)

1、（職業(yè)技能鑒定規(guī)范）（職業(yè)技能鑒定規(guī)范）高級焊工技能培訓高級焊工技能培訓1張明錄張明錄（上篇）（上篇）基本知識一.焊接性試驗方法二.焊接接頭力學性能試驗方法三.焊接接頭的無損檢驗方法四.焊接接頭的理化檢驗方法五.焊接容器的密封性檢驗方法焊接接頭的試驗方法2焊接性試驗方法指金屬材料在一定的焊接工藝條件下，金屬材料對焊接加工的適應性和使用的可靠性影響焊接性的因素1.材料方面2.焊接工藝方面3.構建類型方面4.使用條件方面一.金屬的焊接性3焊接性試驗焊接性試驗是評定母材焊接性的實驗（裂紋實驗）。通過焊接性試驗可以選擇適用于母材金屬的焊接材料，確定合適的焊接工藝參數(shù)（焊接電流、電弧電壓、預熱溫度）。4

2、1、冷裂紋的間接評定方法間接評定法：根據(jù)焊件材料的化學成分或焊接接頭熱影響區(qū)的最高硬度，進行材料冷裂紋的評定方法。1）熱影響區(qū)最高硬度法 硬度測定試樣焊縫檢測斷面焊接冷裂紋的試驗方法5試樣制備：L=200mm，B=75mm，l=125mm，=20mm試樣數(shù)量：二件。1#在室溫下進行 2#在預熱下進行焊接條件：焊條4mm，I=170A，Vf=150mm/min焊接后12小時加工取樣測試結論：對熱影響區(qū)硬度與鋼材規(guī)定的最大允許值 比較，若超過允許值，說明材料冷裂敏感 傾向大。 這種測試，只是考慮了組織因素，沒有涉及氫和應力，所以不能判斷實際產(chǎn)品的冷裂傾向。只能作為對不同材料的相對比較。62）碳當量

3、法：將鋼中的合金元素（包括碳）的含量 按其作用換算成碳的當量。常用的：CE=C+Mn/6+(Ni+Cu)/15+(Cr+Mo+V)/5（%）經(jīng)典的：CE=C+Mn/6+Si/24+Ni/40+Cr/5+Mo/4（%） 這個公式適用于1030mm板厚 CE值越高，鋼的淬硬傾向越大，冷裂敏感性愈大。 當CE0.4時，焊接性好，不易產(chǎn)生冷裂紋 當CE=0.40.6時，焊接性較差，易產(chǎn)生冷裂紋 當CE0.6時，焊接性很差，很容易產(chǎn)生冷裂紋7說明：1、碳當量只是在一定范圍內(nèi)對鋼材的估算， 適用范圍有限。 2、碳當量的值只表達鋼材的化學成分對冷裂 傾向的影響。 3、計算碳當量必須選用化學成分的上限值。3）

4、根部裂紋敏感性評定法 是評定根部裂紋的碳當量Pcm=C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Cr/20+Ni/60+Mo/15 +V/10+5B（%） 根部裂紋敏感性也是根據(jù)化學成分得出。8斜Y形坡口焊接裂紋試驗這種試驗產(chǎn)生的裂紋，多出現(xiàn)在焊根尖角處的熱影響區(qū)，當焊縫金屬抗裂性差時，裂紋會擴展到焊縫。9在試件兩端開雙V形坡口雙面焊拘束焊縫，試件中間開斜Y形坡口單面焊實驗焊縫，焊后對實驗焊縫表面及斷面的裂紋進行檢驗和計算。裂紋總長小于實驗焊縫的20%，在實際生產(chǎn)中就不會產(chǎn)生裂紋。冷裂紋的自身拘束試驗10 鋼的機械性能是指金屬材料在外力作用下能抵抗變形和破壞的能力，它包括：硬度、強度、塑性和韌性。

5、1、強度金屬材料抵抗外力破壞作用的最大能力。 材料強度分為：抗拉強度（Rm） 屈服強度（Re） 抗壓強度（Rbc） 抗彎強度（Rbb） 實際工作中常用的是抗拉強度和屈服強度焊接接頭機械性能試驗112、塑性 鋼材的塑性是指金屬材料在外力作用下產(chǎn)生變形而不被破壞的能力。 代表鋼材塑性的指標是：伸長率和斷面收縮率伸長率（延伸率）是指經(jīng)過拉伸斷裂后，鋼材試樣伸長的比例，用百分數(shù)表示。符號為A。斷面收縮率是指經(jīng)過拉伸斷裂后，試樣斷面面積縮小量與原截面積之比，用百分數(shù)表示。符號為。123、韌性 金屬材料抵抗沖擊力而不被破壞的能力叫做沖擊韌性。以沖擊韌性值k表示。 鋼的機械性能與其含碳量有關，隨著鋼中的含碳

6、量的不斷增加，鋼的硬度、強度不斷增加，而塑性卻不斷降低。13力學性能試驗方法力學性能試驗是檢驗焊接材料、焊接接頭及焊縫金屬力學性能的。1.拉伸試驗2.硬度試驗3.沖擊試驗4. 彎曲與壓扁實驗5.疲勞試驗力學性能試驗14 彎曲試驗是將焊接接頭按規(guī)定制成一定形狀和尺寸的試樣，放在專門的壓力機上加上一定的載荷，使試樣彎曲一個角度，檢查其拉伸面上有無裂紋的試驗方法。1、彎曲試驗目的 檢驗焊接接頭的塑性，并同時可反映出各區(qū)域的塑性差別，暴露焊接缺陷和考核熔合線的質量。彎曲試驗152、彎曲試驗的種類：面彎、背彎、側彎。 a）彎曲角度 b）橫彎 c）側彎 d）縱彎16 拉伸試驗是將焊接接頭或焊縫金屬，按規(guī)定

7、制成一定形狀和尺寸的試樣，放在專門的拉力機上，隨著載荷的增加，試樣產(chǎn)生伸長變形直至被拉斷。1、拉伸試驗的目的 是測定焊縫金屬或焊接接頭的強度（包括：抗拉強度、屈服強度）和塑性（包括：延伸率、斷面收縮率）。2、試樣的形式 板形試樣、圓形試樣、整管試樣。拉伸試驗17拉伸試驗1-焊縫金屬拉伸試樣 2-接頭橫向拉伸試樣 3-接頭縱向拉伸試樣拉伸實驗的目的是用以測定焊接接頭的抗拉強度。18 硬度試驗是將焊接接頭按規(guī)定制成一定形狀和尺寸的試樣，放在專門的硬度機上打硬度。1、硬度試驗的目的 測量焊縫和熱影響區(qū)金屬材料的硬度，并可間接判斷材料的焊接性。2、硬度試驗的分類 布氏硬度（HB） 三種數(shù)值可以通過 洛

8、氏硬度（HRB、HRC） 查表互相換算 維氏硬度（HV）硬度試驗19硬度實驗的目的是用以測定焊接接頭按標線位置測定硬度。硬度實驗20 沖擊試驗是將焊接接頭按規(guī)定制成一定形狀和尺寸的試樣，放在專門的沖擊試驗機上加上一定的沖擊載荷將試樣打斷。1、沖擊試驗的目的 測定焊接接頭的沖擊韌性和缺口敏感性，作為評定材料斷裂韌性和冷作時效敏感性的一個指標。2、沖擊試樣的形式 U型缺口 V型缺口沖擊試驗21沖擊試驗的目的是用以測定焊接接頭各區(qū)域的沖擊吸收功。沖擊試驗22 將被測試的管子焊接接頭制成一定尺寸的試管，在壓力機下進行壓扁的試驗。1、壓扁試驗的目的 測定管子焊接對接接頭的塑性。2、壓扁試驗試管的分類 環(huán)

9、縫壓扁 縱縫壓扁壓扁試驗23壓扁試驗實驗目的是用以檢測接頭拉伸面上的塑性及顯示缺陷。壓扁試驗24非破壞性檢驗一.外觀檢驗二.水壓試驗三.致密性檢驗四.熒光檢驗五.著色檢驗六.滲透檢驗七.磁粉檢驗八.射線探傷九.超聲波探傷25外觀檢驗 a）測量管道坡口角度 b） 測量坡口角度 c)測量焊縫間隙 d）測量錯變 e）測量焊縫厚度 f)測量焊縫余高261、磁粉探傷利用外界施加的強磁場對被測工件進行磁化，由其表面產(chǎn)生的漏磁現(xiàn)象來發(fā)現(xiàn)工件表面和近表面的缺陷。近表面裂紋 表面裂紋a)縱向充磁 b)橫向充磁磁粉檢驗 273）磁化電流 交流： 只局限于焊件表面缺陷的檢查。 直流和整流：可檢查焊件表面及淺表面的缺

10、陷。1）磁粉探傷原理2）常用磁粉牌號 四氧化三鐵（Fe3O4），三氧化二鐵（Fe2O3）。28水壓試驗1水壓機 2壓力計 3汽包 水壓試驗 可以用來檢驗焊縫的致密性，也可檢驗受壓元件的強度。 水壓試驗應在焊接接頭的其他有關項目檢驗合格后進行。試驗時用水注滿受壓元件，將受壓元件各孔密封好，然后用水泵加壓并按技術要求增至工作壓力的1.25倍1.5倍。29實驗環(huán)境溫度 在升壓過程中，應按規(guī)定逐級上升，中間作暫短停壓，當壓力達到試驗壓力后，應恒壓一定時間， 保持壓力至少5min，然后將壓力緩慢降至工作壓力，這時沿焊縫邊緣15mm20mm的地方，用小錘沿焊縫方向輕輕敲打，檢查各焊縫是否有滲漏現(xiàn)象。當焊縫

11、有水珠、水霧或有潮濕現(xiàn)象時，應表記出來，待容器泄壓后作返修處理，直至產(chǎn)品水壓試驗合格為止。 實驗環(huán)境溫度應不低于5，試驗用水溫度不低于周圍空氣的溫度，以防容器外表凝結露水，影響觀察效果。301紫外線光源 2濾光板 3紫外線 4被檢驗焊件 5充滿熒光物資的缺陷滲透探傷1）熒光法利用滲透礦物油的氧化鎂粉在紫外線的照射下， 能發(fā)出黃綠色熒光的特性使缺陷顯露出來。 2）著色法探傷原理與熒光法相同，只是不用熒光液作為 發(fā)光材料，而是用顯示劑來顯示缺陷。31 采用射線或射線照射焊接接頭，檢查內(nèi)部缺陷的無損檢驗方法。1、射線的性質。射線的性質。1）是一種不可見光，并且只能作直線傳布。2）是透過不透明物體，波

12、長越短，穿透能力越強。3）穿透物體時，能量被吸收，引起射線源衰減。4）能殺傷生物的白血球。射線探傷32 2、射線的產(chǎn)生方法。射線的產(chǎn)生方法。射線當高速的自由電子打擊在金屬表面時，在金屬表面就產(chǎn)生射線。射線放射性同位素，例Co60等會產(chǎn)生由正電微粒組成的射線。33 3、射線探傷的原理、射線探傷的原理 射線 通過 金屬 部分能量被吸收 射線發(fā)生衰減。當焊縫內(nèi)部存在缺陷時，產(chǎn)生的衰減也不同，透過較厚或密度較大物體時，衰減大，因而射到底片上的強度就弱，底片上的感光度較小，經(jīng)過顯影后得到的黑度就淺。34 焊縫經(jīng)射線照射后，由于焊縫的余高，使透過焊縫的射線能量比周圍母材要少，在所獲得的底片上有一條白色帶，

13、這就是焊縫的圖像。 1）未焊透的辨認）未焊透的辨認 未焊透在底片上的影像呈現(xiàn)規(guī)則的，直至細直線狀的黑色線條，在Y、X型坡口的焊縫中，未焊透都出現(xiàn)在焊縫中間的鈍邊部位，因此黑色線條一般位于焊縫中心，而K型坡口則偏離焊縫中心底片上缺陷的辨認35 2）裂紋的辨認）裂紋的辨認 裂紋的影像一般呈直線或帶鋸齒狀的細致暗線，輪廓分別，兩端尖細，中部稍寬，有時呈樹柱狀影像 3）夾渣的辨認）夾渣的辨認 夾渣的影像為形狀不規(guī)則（有點、條、塊等）的暗線，黑度不均勻，一般條狀夾渣都與焊縫平行 4）氣孔的辨認）氣孔的辨認 氣孔多數(shù)為圓形、橢圓形黑點，其中心處黑度較大，此外還有針狀、柱狀氣孔其分布情況不一，有單個的、密集

14、的和鏈狀的36 5）未熔合的辨認）未熔合的辨認 對于開坡口的焊縫未熔合一般在坡口側面的交界處，底片上的影像一般呈現(xiàn)一側平直，另一側有彎曲，黑度淡而均勻的黑線。層間未熔合的影像不規(guī)則，不易分辨。 6、射線和射線和射線的比較射線的比較 1）射線在檢查焊縫厚度30mm時，靈敏度比射線高。 2）射線透照時間短，速度快。 3）射線設備復雜，費用高。 4）射線穿透能力強，能透照300mm的鋼板。 5）射線設備輕巧，操作簡單，透視不需要電源，但透照時間長，對勞動保護輻射損傷的要求高。37射線探傷 X射線Y射線 當厚度50mm時，一般可采用射線 當厚度50mm時，一般可采用射線38超聲探傷是利用超聲波探測材料

15、內(nèi)部缺陷的無損檢測。超聲波探傷392、超聲波特點、超聲波特點1）只能用于厚度在5mm以上的焊件2）超聲波適用大厚件，當焊件厚度300mm時，靈敏度比射線還好3）超聲波成本低，對人體無害4）超聲波只能通過波形識別缺陷，無法直接判斷缺陷性質，但可判斷缺陷的位置1、超聲波性質、超聲波性質1）超聲波是一種頻率20000Hz的機械震動2）超聲波在同一均勻介質中按直線傳播3）超聲波從一種介質傳播到另一介質時，會產(chǎn)生反射和折射40專業(yè)知識一.異種金屬焊接的特點二.珠光體與奧氏體鋼的焊接特點三.不銹鋼與碳素鋼、鑄鐵與低碳鋼的焊接方法四.鋼與銅及其合金的焊接方法異種鋼的焊接異種鋼的焊接41異種金屬焊接的特點異種

16、金屬之間成分、組織和性能的差別很大，焊接要比同種金屬困難得多。兩種不同金屬直接焊接時，主要困難是：1.熔點不同2.線膨脹系數(shù)不同3.導熱性和比熱容不同4.電磁性能不同5.冶金上的互溶性42珠光體與奧氏體鋼的焊接特點1.單相組織冷卻時，會產(chǎn)生粗大的柱狀樹枝晶組織，為低熔點共晶提供偏析；2. A鋼中P、S雜質較多，P、S與Fe形成低熔點共晶，發(fā)生成分偏析；3. A鋼的導熱系數(shù)小，線脹系數(shù)大，在焊接局部加熱和冷卻條件下，接頭在冷卻過程中可形成較大的拉應力，使其增大了熱裂敏感性。43 低碳鋼與普通低合金鋼焊接，焊接性決定于低合金鋼的焊接性好壞。1、低碳鋼與普通低合金鋼焊接工藝 焊接工藝應根據(jù)焊接性差的

17、鋼種進行制定，即普通低合金鋼。1）焊前加工a、一般切割后不需要加工，可直接焊接。低碳鋼與普通低合金鋼焊接低碳鋼與普通低合金鋼焊接44b、強度等級超過500MPa的鋼種，如：18MnMoNb、14MnMoV，由于碳當量較高，氣割后會在切割面發(fā)生微裂紋，這些裂紋必須用砂輪磨掉。c、對于強度等級更高的鋼種，切割前需預熱。2）裝配 不允許強制裝配避免應力集中而引起裂紋 定位焊長度：50100mm3）預熱和層間溫度 當鋼板厚度25mm或強度等級500MPa，焊接前應預熱，預熱溫度100。 層間溫度應略高于預熱溫度。454）焊接材料 強度不低于低碳鋼的強度 塑性、韌性不低于普通低合金鋼5）焊接線能量 一般

18、采用較大線能量焊接目的：減少焊接接頭熱影響區(qū)的淬硬和消除冷裂紋， 使氫能從焊縫金屬中大量逸出，6）焊后熱處理 應根據(jù)普通低合金鋼來決定是否需要焊后熱處理。 對于強度500MPa鋼種，焊后立即進行回火處理46不銹鋼與碳素鋼的焊接方法焊縫金屬的稀釋過渡層的形成擴散層的形成1應選擇焊條和控制熔合比以調整焊縫成分和組織。2先用高鎳合金焊條，以免降低熔合區(qū)朔性。3用高鎳奧氏體焊條預先在珠光體坡口上堆焊68mm 過渡層，可阻止碳遷移。4采用高鎳焊條堆焊過渡層，可減小焊接應力47 1）復合板的焊接性）復合板的焊接性 當采用結構鋼焊接材料焊接基層時，焊縫金屬有可能熔化部分復層，使焊縫合金元素增加，結果會在交界

19、處產(chǎn)生貝氏體組織或馬氏體組織，使焊縫硬度、脆性提高，塑性、韌性下降。 當采用與復層相似的焊接材料焊接復層時，有可能熔化部分基層金屬，使復層焊縫合金元素稀釋，碳的含量增高，降低了復層的耐腐蝕性。 一般應在基層與復層交界面上增加一層過渡層珠光體與奧氏體鋼過渡層焊接法48 復合鋼焊接，其焊縫由三部分組成：基層、復層、過渡層。基層和復層必須分開焊接：基層焊接與珠光體鋼相同,復層焊接與不銹鋼相同。 焊接方法和焊接材料。 過渡層一般采用手工電弧焊焊接。 選用的焊條Cr、Ni元素要高于不銹鋼的含量。基層：選用與基層金屬單獨焊接時相同焊材，以同樣 焊接工藝焊接。復層：原則上使用單獨焊接不銹鋼相同焊材。2）焊接

20、工藝）焊接工藝49 母材 堆焊隔離層 坡口加工 母材A與母材B對接珠光體與奧氏體鋼過渡層焊接法 0Cr18Ni9不銹鋼與Q235的異種鋼焊接工藝也要根據(jù)他們的幾何尺寸和化學成分來制定。不銹鋼與碳鋼焊接時，應采用309L類型的焊接材料，它的含Cr量在23左右，這樣可以避免在焊縫靠近碳鋼一側形成貧鉻區(qū)，在碳鋼靠近焊縫的一側形成脫碳層。這時如果誤用了308L類型的材料，焊縫就會生銹。 50鑄鐵與低碳鋼的焊接方法焊接性很差，用過渡層焊接方法選用碳鋼焊芯的鑄鐵焊條，會非常容易開裂，最好選用鎳基的鑄鐵焊條。如果必須選用鐵基的鑄鐵焊條，可用美國產(chǎn)的MG220焊條，焊接性能要可靠很多，焊接速度一定要慢。選用國

21、產(chǎn)的鑄鐵與碳鋼焊接專用的鑄鐵焊條，WE777，采用冷焊工藝焊接。 51二氧化碳氣體保護焊，ER49-1或ER50-6焊絲都可以。（鑄鐵含有鐵、碳、硅、錳、硫、磷等元素）。此焊絲正好補充了鑄鐵焊接過程中燒損的硅 錳 等元素。二氧化碳氣體保護焊熱輸入低，抗裂性很好。綜合成本低，效率高。也可使用不銹鋼焊條焊接，同樣也要進行預熱 。鑄鐵與低碳鋼的焊接方法52鋼與銅及其合金的焊接特點1.高導熱率的影響。銅的熱導率比碳鋼大711倍，當采 用的工藝參數(shù)與焊接同厚度碳鋼差不多時，則銅材很 難熔化，填充金屬和母材也不能很好的熔合。2.接頭熱裂傾向大。焊接時，熔池內(nèi)銅與雜質形成低熔 點共晶物，使銅及其合金具有明顯

22、的熱脆性，產(chǎn)生熱裂 紋。3.產(chǎn)生氣孔比碳鋼嚴重得多。（氫氣孔）4.接頭性能的變化。晶粒粗化、塑性、耐蝕性下降等。 53鋼與銅及其合金的焊接方法在銅件一側堆焊銅基合金焊材，使銅件的焊接表面形成銅基合金過渡層，待銅件冷卻修整焊縫后，將兩件裝配進行點焊，最后采用銅基焊條將兩件焊接在一起，（硅青銅焊絲）。常用的是銅焊絲與硼砂結合的焊接方法。 焊接方法為二氧化碳保護焊（冷狀態(tài)下焊接）。54相關知識一.壓力容器的焊接特點、要求及壓力容器所用焊接接頭形式。二.焊接梁、柱的結構，焊后產(chǎn)生的變形及防止措施。典型金屬結構焊接知識典型金屬結構焊接知識55壓力容器的焊接特點不允許有咬邊、未焊透、氣孔、夾渣等缺陷。焊接完成后要進行射線檢測RT/超聲檢測UT，局部焊縫需要進行表面檢測。設備制作完成還要進行熱處理和壓力試驗。焊接技術要求很高，從事壓力容器焊接的人員須持有特種設備焊接許可證。 X射線探傷合格 是它最大的特點。 56壓力容器所用焊接接頭形式接頭形式有對接接頭、角接接頭和搭接接頭 A類焊縫是容器中受力最大的接頭，要求采用雙面焊或保證全焊透的單面焊縫。B類焊縫