2H312030機(jī)電工程焊接技術(shù)

2H312030機(jī)電工程焊接技術(shù)焊接技術(shù)是機(jī)電工程的基礎(chǔ)工藝與技術(shù)，為保證焊接構(gòu)件的安全運(yùn)行而廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。焊接技術(shù)是將兩塊或兩塊以上的母材（待焊接的工件）在加溫加壓或兩者并用的條件下，使用焊接材料（焊條或焊絲）連接成一個(gè)整體的操作方法。焊接應(yīng)用廣泛，既可用于金屬，也可用于非金屬。本目重點(diǎn)是：焊接工藝的選擇與評(píng)定，焊接質(zhì)量的檢測(cè)方法。2H312031焊接工藝的選擇與評(píng)定一、焊接工藝的選擇（一） 焊接工藝的種類隨著焊接工藝蓬勃的發(fā)展，焊接工藝的種類相繼發(fā)明。現(xiàn)有碳極電弧焊、鋁熱焊、氣焊、手工電弧焊、自動(dòng)電弧焊、埋弧焊、鎢極和熔化極惰性氣體保護(hù)焊、電渣焊、二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊、混合氣體保護(hù)焊、藥芯焊絲氣渣聯(lián)合保護(hù)焊、自保護(hù)電弧焊、等離子弧焊、電子束焊、激光焊、電阻焊、閃光對(duì)焊、超聲波焊、摩擦焊、爆炸焊、真空擴(kuò)散焊等。（二） 焊接工藝主要考慮的因素焊接可產(chǎn)生粘合穩(wěn)固的接縫，其機(jī)械特性接近于母體材料。焊接工藝主要根據(jù)被焊工件的材質(zhì)、牌號(hào)、化學(xué)成分，焊件結(jié)構(gòu)類型，焊接性能要求來確定。要保證焊接質(zhì)量的可靠性、耐久性，選擇適合的焊接工藝尤為重要。主要考慮的因素有：母材的物理特性、母材的化學(xué)特性、焊縫的受力狀況、待焊部件的幾何形狀、焊接位置。（三） 焊接工藝參數(shù)的選擇焊接工藝參數(shù)的種類確定焊接方法后，需制定焊接工藝參數(shù)。焊接工藝參數(shù)的種類各不相同，如手弧焊主要包括：焊條型號(hào)（或牌號(hào)）、直徑、電流、電壓、焊接電源種類、極性接法、焊接層數(shù)、道數(shù)、檢驗(yàn)方法等。主要焊接工藝參數(shù)的選擇（1）焊條直徑。焊條直徑的選擇主要取決于焊件厚度、接頭形式、焊縫位置和焊接層次等因素。在一般情況下，可根據(jù)下表按焊件厚度選擇焊條直徑，并傾向于選擇較大直徑的焊條。焊條直徑與焊件厚度的關(guān)系見表2H312030O焊條直徑與焊件厚度的關(guān)系（mm） 表2H312030焊件厚度W23?45?12>12焊條直徑23.24?5N5（2）焊接電流。焊接電流的過大或過小都會(huì)影響焊接質(zhì)量，所以其選擇應(yīng)根據(jù)焊條的類型、直徑、焊件的厚度、接頭形式、焊縫空間位置等因素來考慮，其中焊條直徑和焊縫空間位置最為關(guān)鍵。在一般鋼結(jié)構(gòu)的焊接中，焊接電流大小與焊條直徑關(guān)系可用經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行試選。I=10d(2H312030)I=10d式中I-焊接電流(A)；d-焊條直徑(mm)。另外，立焊時(shí)，電流應(yīng)比平焊時(shí)小15%?20%；橫焊和仰焊時(shí)，電流應(yīng)比平焊電流小10%?15%電弧電壓。根據(jù)電源特性，由焊接電流決定相應(yīng)的電弧電壓。電弧電壓還與電弧長有關(guān)。電弧長則電弧電壓高，電弧短則電弧電壓低。焊接層數(shù)。焊接層數(shù)應(yīng)視焊件的厚度而定。除薄板外，一般都采用多層焊。焊接層數(shù)過少，每層焊縫的厚度過大，對(duì)焊縫金屬的塑性有不利的影響。電源種類及極性。直流電源由于電弧穩(wěn)定，飛濺小，焊接質(zhì)量好，一般用在重要的焊接結(jié)構(gòu)或厚板大剛度結(jié)構(gòu)上。其他情況下，應(yīng)首先考慮交流電焊機(jī)。正確選擇焊接工藝參數(shù)正確的焊接工藝參數(shù)主要是在保證質(zhì)量的前提下還要有最高的生產(chǎn)率，消耗最少的電能和焊接材料。靈活選擇各種焊接參數(shù)由于影響焊縫質(zhì)量的因素很多，各種焊接工藝參數(shù)在不同情況的組合下，會(huì)對(duì)焊縫成形產(chǎn)生不同或類似的效果，因此，不能將焊接工藝參數(shù)的選擇視為一成不變的，必須按照前述原則，靈活選擇各種焊接參數(shù)。二、焊接工藝評(píng)定焊接工藝評(píng)定的定義焊接工藝評(píng)定為驗(yàn)證所擬訂的焊件焊接工藝的正確性而進(jìn)行的試驗(yàn)過程及結(jié)果評(píng)價(jià)。焊接工藝評(píng)定的目的評(píng)定施焊單位是否有能力焊出符合相關(guān)國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)規(guī)范要求的焊接接頭；驗(yàn)證施焊單位擬訂的焊接工藝指導(dǎo)書是否正確；為制定正式的焊接工藝指導(dǎo)書或焊接工藝卡提供可靠的技術(shù)依據(jù)。焊接工藝評(píng)定的一般過程擬訂焊接工藝指導(dǎo)書；(2)施焊試件和制取試樣；檢驗(yàn)試件和試樣；測(cè)定焊接接頭是否具有所要求的使用性能；提出焊接工藝評(píng)定報(bào)告對(duì)擬訂的焊接工藝指導(dǎo)書進(jìn)行評(píng)定。標(biāo)準(zhǔn)選用原則按照相關(guān)的國家和行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對(duì)焊接工藝評(píng)定的規(guī)定和要求。按照設(shè)計(jì)文件選用的標(biāo)準(zhǔn)的要求做焊接工藝評(píng)定。在工程實(shí)踐中，國內(nèi)大型項(xiàng)目及中外合作的項(xiàng)目越來越多，焊接工藝評(píng)定的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品、施工項(xiàng)目性質(zhì)和行業(yè)的不同，按照設(shè)計(jì)文件選用的標(biāo)準(zhǔn)的要求做焊接工藝評(píng)定。例如：長距離原油管道焊接工藝評(píng)定選用的標(biāo)準(zhǔn)為《石油天然氣金屬管道焊接工藝評(píng)定》SY/T0452-2002；而壓力容器焊接工藝評(píng)定的通用標(biāo)準(zhǔn)是《承壓設(shè)備焊接工藝評(píng)定》NBT47014-2011(JBT4708).焊接工藝評(píng)定要求一般要求焊接工藝評(píng)定應(yīng)以可靠的鋼材焊接性能為依據(jù)，并在工程施焊之前完成。焊接工藝評(píng)定所用的焊接參數(shù)，原則上是根據(jù)被焊鋼材的焊接性試驗(yàn)結(jié)果來確定的，尤其是熱輸入、預(yù)熱溫度及后熱溫度。施工企業(yè)應(yīng)收集相關(guān)資料，并進(jìn)行焊接性試驗(yàn)，以作為確定焊接工藝評(píng)定參數(shù)的依據(jù)。焊接工藝評(píng)定所用的設(shè)備、儀表應(yīng)處于正常工作狀態(tài)，鋼材、焊接材料必須符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，由本單位技能熟練的焊接人員使用本單位焊接設(shè)備焊接試件。主持評(píng)定工作和對(duì)焊接及試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行綜合評(píng)定的人員應(yīng)是焊接工程師。完成評(píng)定后資料應(yīng)匯總，由焊接工程師確認(rèn)評(píng)定結(jié)果。經(jīng)審查批準(zhǔn)后的評(píng)定資料可在同一質(zhì)量管理體系內(nèi)通用。例如，對(duì)壓力容器焊接工藝評(píng)定的基本要求有，從焊縫處的部位來講，受壓殼體上的縱、環(huán)焊縫，法蘭、接管、管板上的焊縫和受壓元件上的點(diǎn)固焊、吊裝焊、組裝焊點(diǎn)及耐蝕堆焊層等均要求進(jìn)行焊接工藝評(píng)定。評(píng)定時(shí)分別按對(duì)接焊縫、角焊縫和堆焊焊縫三種方式制備試板。其中對(duì)接焊縫試板要進(jìn)行外觀檢查、射線探傷(無損探傷)、拉伸試驗(yàn)和沖擊試驗(yàn)等；耐蝕堆焊層試板要進(jìn)行滲透探傷、彎曲試驗(yàn)和化學(xué)成分分析。評(píng)定規(guī)則改變焊接方法必須重新評(píng)定；當(dāng)變更焊接方法的任何一個(gè)工藝評(píng)定的重要因素時(shí)，須重新評(píng)定；當(dāng)增加或變更焊接方法的任何一個(gè)工藝評(píng)定的補(bǔ)加因素時(shí)，按增加或變更的補(bǔ)加困素增焊沖擊試件進(jìn)行試驗(yàn)。任一鋼號(hào)母材評(píng)定合格的，可以用于同組別號(hào)的其他鋼號(hào)母材；同類別號(hào)中，高組別號(hào)母材評(píng)定合格的，也適用于該組別號(hào)與低組別號(hào)的母材組成的焊接接頭。改變焊后熱處理類別，須重新進(jìn)行焊接工藝評(píng)定。首次使用的國外鋼材，必須進(jìn)行工藝評(píng)定。常用焊接方法中焊接材料、保護(hù)氣體、線能量等條件改變時(shí)，需重新進(jìn)行工藝評(píng)定。評(píng)定資料管理評(píng)定的所有原始資料應(yīng)全部收集、進(jìn)行系統(tǒng)整理、建檔、作為技術(shù)資料保存。企業(yè)應(yīng)明確各項(xiàng)評(píng)定的適用范圍。評(píng)定資料應(yīng)用部門根據(jù)已批準(zhǔn)的評(píng)定報(bào)告，結(jié)合施焊工程或焊工培訓(xùn)需要，按工程或培訓(xùn)項(xiàng)目，分項(xiàng)編制《焊接工藝(作業(yè))指導(dǎo)書》，也可以根據(jù)多份評(píng)定報(bào)告編制一份《焊接工藝(作業(yè))指導(dǎo)書》。《焊接工藝(作業(yè))指導(dǎo)書》的編制，必須由應(yīng)用部門焊接專業(yè)工程師主持進(jìn)行?！逗附庸に?作業(yè))指導(dǎo)書》應(yīng)在工程施焊或焊工培訓(xùn)考核之前發(fā)給焊工，并進(jìn)行詳細(xì)技術(shù)交底。2H312032焊接質(zhì)量的檢測(cè)方法一、 焊前檢驗(yàn)焊前檢驗(yàn)內(nèi)容從人、機(jī)、料、法、環(huán)、檢六個(gè)方面進(jìn)行核查。焊接前檢驗(yàn)方法焊工資格檢查檢查焊工資格是否在有效期限內(nèi)，考試項(xiàng)目是否與實(shí)際焊接相適應(yīng)。焊接設(shè)備檢查焊接設(shè)備質(zhì)量檢查包括焊接設(shè)備型號(hào)、電源極性是否符合工藝要求，焊炬、電纜、氣管和焊接輔助工具，安全防護(hù)等是否齊全。原材料檢查原材料檢查包捂對(duì)母材、焊條(焊絲X焊劑、保護(hù)氣體、電極等進(jìn)行檢查，是否與合格證及國家標(biāo)準(zhǔn)相符合，及檢查包裝是否破損、過期等。技術(shù)文件的檢查對(duì)焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施焊技術(shù)文件的檢查要審查焊件結(jié)構(gòu)是否設(shè)計(jì)合理、便于施焊、易保證焊接質(zhì)量；檢查工藝文件上工藝要求是否齊全、表達(dá)清楚；新材料、新產(chǎn)品、新工藝施焊前應(yīng)檢查是否進(jìn)行了焊接工藝試驗(yàn)。焊接環(huán)境檢查對(duì)焊接場(chǎng)所可能遭遇的環(huán)境溫度、濕度、風(fēng)、雨等不利條件，檢查是否采取可靠防護(hù)措施。例如：出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，如沒采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施時(shí)，應(yīng)立即停止焊接工作。采用電弧焊焊接時(shí)，風(fēng)速等于或大于8m/s；氣體保護(hù)焊接時(shí)，風(fēng)速等于或大于2m/s；相對(duì)濕度大于90%；下雨或下雪；管子焊接時(shí)應(yīng)墊牢，不得將管子懸空或處于外力作用下焊接，在條件允許的情況下，盡可能采用轉(zhuǎn)動(dòng)焊接，以利于提高焊接質(zhì)量和焊接速度。焊接過程的檢查為了確保焊接工藝指導(dǎo)書規(guī)定的各項(xiàng)參數(shù)的正確執(zhí)行，由專職或兼職質(zhì)檢員對(duì)人、機(jī)、料、法、環(huán)等各因素進(jìn)行檢查，主要檢查裝配質(zhì)量是否符合圖樣要求，坡口表面是否清潔、裝夾具及點(diǎn)固焊是否合理，裝配間隙和錯(cuò)邊是否符合要求，是否要考慮焊接收縮量。有效的檢查能顯著提高焊接質(zhì)量和合格率。二、 焊接中檢驗(yàn)(一)焊接中檢驗(yàn)內(nèi)容焊接工藝焊接中是否執(zhí)行了焊接工藝要求，包括焊接方法、焊接材料、焊接規(guī)范(電流、電壓、線能量)、焊接順序、焊接變形及溫度控制。.焊接缺陷多層焊層間是否存在裂紋、氣孔、夾渣等缺陷，缺陷是否已清除。.焊接設(shè)備焊接設(shè)備運(yùn)行是否正常，包括焊接電源、送絲機(jī)構(gòu)、滾輪架、焊劑托架、冷卻裝置：行走機(jī)構(gòu)等。(二)焊接中檢驗(yàn)方法焊接中檢驗(yàn)很重要，焊接時(shí)應(yīng)根據(jù)焊接工藝的程序進(jìn)行焊接中檢驗(yàn)。大型石油儲(chǔ)罐邊板與邊板對(duì)接縫焊接時(shí)，為了減少對(duì)接縫焊接的底板表面變形，焊接中檢驗(yàn)尤其重要。焊接時(shí)應(yīng)按以下程序進(jìn)行焊接中檢驗(yàn)：先進(jìn)行焊道局部處理，若發(fā)現(xiàn)由于焊接變形產(chǎn)生的應(yīng)力使對(duì)接焊道根部產(chǎn)生裂紋，應(yīng)用碳弧氣刨或磨光機(jī)進(jìn)行徹底處理，并進(jìn)行滲透探傷(PT)檢驗(yàn)，合格后才可進(jìn)行下一步工作安排，該項(xiàng)檢查工作對(duì)于大型儲(chǔ)罐尤其重要。點(diǎn)焊：在以上焊接工作結(jié)束后，邊板對(duì)接口處會(huì)不同程度地產(chǎn)生翹曲變形，使本來接合嚴(yán)密的邊板與墊板之間產(chǎn)生間隙，在點(diǎn)焊之前必須進(jìn)行檢查處理。焊接：全部邊板對(duì)接縫點(diǎn)焊后，再進(jìn)行焊接。三、焊后檢驗(yàn)焊后檢驗(yàn)的內(nèi)容焊后檢驗(yàn)主要有：外觀檢驗(yàn)、致密性試驗(yàn)、強(qiáng)度試驗(yàn)、無損檢測(cè)。焊后檢驗(yàn)的方法1.外觀檢驗(yàn)利用低倍放大鏡或肉眼觀察焊縫表面是否有咬邊、夾渣、氣孔、裂紋等表面缺陷。用焊接檢驗(yàn)尺測(cè)量焊縫余高、焊瘤、凹陷、錯(cuò)口等。檢驗(yàn)焊件是否變形。例如，大型立式圓柱形儲(chǔ)罐焊接外觀檢驗(yàn)要求，對(duì)接焊縫的咬邊深度，不得大于0.5mm；咬邊的連續(xù)長度，不得大于100mm；焊縫兩側(cè)咬邊的總長度，不得超過該焊縫長度的10%;咬邊深度的檢查，必須將焊縫檢驗(yàn)尺與焊道一側(cè)母材靠緊。致密性試驗(yàn)液體盛裝試漏：不承壓設(shè)備，直接盛裝液體，試驗(yàn)焊縫致密性。氣密性試驗(yàn)：用壓縮空氣通入容器或管道內(nèi)，焊縫外部涂肥皂水檢查是否有鼓泡滲漏。氨氣試驗(yàn)：焊縫一側(cè)通入氨氣，另一側(cè)焊縫貼上浸過酚酞-酒精、水溶液的試紙，若有滲漏，試紙上呈紅色。煤油試漏：在焊縫一側(cè)涂刷白堊粉水，另一側(cè)浸煤油。如有滲漏，煤油會(huì)在白堊上留下油漬。氦氣試驗(yàn)：通過氦氣檢漏儀來測(cè)定焊縫致密性。真空箱試驗(yàn)：在焊縫上涂肥皂水，用真空箱抽真空，若有滲漏，會(huì)有氣泡產(chǎn)生。適用于焊縫另一側(cè)被封閉的場(chǎng)所，如儲(chǔ)罐罐底焊縫。強(qiáng)度試驗(yàn)液壓強(qiáng)度試驗(yàn)常用水進(jìn)行，試驗(yàn)壓力為設(shè)計(jì)壓力的1.25?1.5倍。氣壓強(qiáng)度試驗(yàn)用氣體為介質(zhì)進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力為設(shè)計(jì)壓力的1.15?1.20倍。常用焊縫無損檢測(cè)方法射線探傷方法(RT)目前應(yīng)用較廣泛的射線探傷方法是利用(x、Y)射線源發(fā)出的貫穿輻射線穿透焊縫后使膠片感光，焊縫中的缺陷影像便顯示在經(jīng)過處理后的射線照相底片上，能發(fā)現(xiàn)焊縫內(nèi)部氣孔、夾渣、裂紋及未焊透等缺陷。超聲波探傷(UT)利用壓電換能器件，通過瞬間電澈發(fā)產(chǎn)生脈沖振動(dòng)，借助于聲耦合介質(zhì)傳入金屬中形成超聲波，超聲波在傳播時(shí)遇到缺陷就會(huì)反射并返回到換能器，再把聲脈沖轉(zhuǎn)換成電脈沖，測(cè)量該信號(hào)的幅度及傳播時(shí)間就可評(píng)定工件中缺陷的位置及嚴(yán)重程度。超聲波比射線探傷靈敏度高，靈活方便，周期短、成本低、效率高、對(duì)人體無害，但顯示缺陷不直觀，對(duì)缺陷判斷不精確，受探傷人員經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)熟練程度影響較大。滲透探傷(PT)當(dāng)含有顏料或熒光粉劑的滲透液噴灑或涂敷在被檢焊縫表面上時(shí)，利用液體的毛細(xì)作用，使其滲入表面開口的缺陷中，然后清洗去除表面上多余的滲透液，干燥后施加顯像劑，將缺陷中的滲透液吸附到焊縫表面上來，從而觀察到缺陷的顯示痕跡。液體滲透探傷主要用于檢查坡口表面、碳弧氣刨清根后或焊縫缺陷清除后的刨槽表面、工卡具鏟除的表面以及不便磁粉探傷部位的表面開口缺陷。磁性探傷(MT)利用鐵磁性材料表面與近表面缺陷會(huì)引起磁率發(fā)生變化，磁化時(shí)在表面上產(chǎn)生漏磁場(chǎng)，并采用磁粉、磁帶或其他磁場(chǎng)測(cè)量方法來記錄與顯示缺陷的一種方法。磁性探傷主要