2014年一级建造师《机电》精讲班3讲义(2)

2014年一级建造师执业资格考试《机电实务》精讲班主讲：董美英1H412024吊装的稳定性•二、起重吊装作业失稳的原因及预防措施•1.起重机械失稳•主要原因：超载、支腿不稳定、机械故障、桅杆偏心过大等。•预防措施为：严禁超载、严格机械检查、打好支腿并用道木和钢板垫实和加固，确保支腿稳定。•2.吊装系统的失稳•主要原因：多机吊装的不同步；不同起重能力的多机吊装荷载分配不均；多动作、多岗位指挥协调失误；桅杆系统缆风绳、地锚失稳。•预防措施：多机吊装时尽量采用同机型、吊装能力相同或相近的吊车，并通过主副指挥来实现多机吊装的同步；集群千斤顶或卷扬机通过计算机控制来实现多吊点的同步；制定周密指挥和操作程序并进行演练，达到指挥协调一致；缆风绳和地锚严格按吊装方案和工艺计算设置，设置完成后进行检查并做好记录。•3.吊装设备或构件的失稳•主要原因：由于设计与吊装时受力不一致、设备或构件的刚度偏小。•预防措施为：对于细长、大面积设备或构件采用多吊点吊装；薄壁设备进行加固加强；对型钢结构、网架结构的薄弱部位或杆件进行加固或加大截面。•三、桅杆的稳定性校核•1.缆风绳的工作拉力和初拉力•缆风绳的拉力分为工作拉力和初拉力。•（1）初拉力是指桅杆在没有工作时缆风绳预先拉紧的力。•（2）工作拉力是指桅杆式起重机在工作时，缆风绳所承担的载荷。•2.缆风绳的拉力计算•缆风绳实际受力T可用将缆风绳实际承受的吊装工作拉力与初拉力相加的方法计算，如下：•T=Tg+Tc=fT总+Tc•式中：Tg—缆风绳的工作拉力；•Tc—缆风绳的初拉力；•T总—缆风绳的“总”拉力，即平衡吊装主吊力的等效拉力；•f—分配系数，查表1H412024。•常用对称分布的缆风绳受力分配系数表表1H412024序号缆风绳数量绳间角度（°）分配系数f主缆风绳副缆风绳16600.6670.33328450.50.354•例如，某桅杆起重机拴系有8根缆风绳，在吊装一台大型设备时，计算出的缆风绳的“总”拉力为60t，缆风绳初拉力为5t，根据表1H412024和公式1H412024，计算出主缆风绳的实际拉力为35t，副主缆风绳的实际拉力为26.24t。若按另一种方式，初拉力按工作拉力的20%取值，计算出主缆风绳的实际拉力为36t，副主缆风绳的实际拉力为25.488t。•4.缆风绳的设置要求•（1）直立单桅杆顶部缆风绳的设置宜为6根至8根，对倾斜吊装的桅杆应加设后背主缆风绳，后背主缆风绳的设置数量不应少于2根。•（2）缆风绳与地面的夹角宜为30°，最大不得超过45°。•（3）直立单桅杆各相邻缆风绳之间的水平夹角不得大于60°。•（4）缆风绳应设置防止滑车受力后产生扭转的设施。•（5）需要移动的桅杆应设置备用缆风绳。•（二）地锚的种类及要求•1.常用地锚的种类•地锚的作用是固定缆风绳，将缆风绳的拉力传递到大地。目前常用的地锚类型有：•（1）全埋式地锚。可以承受较大的拉力，适合于重型吊装。•（2）活动式地锚。这种地锚一般承受的力不大，重复利用率高，适合于改、扩建工程。•（3）利用已有建筑物作为地锚。在实际工程中，还常利用已有建筑物作为地锚，如混凝土基础、混凝土柱等，但在利用已有建筑物前，必须获得建筑物设计单位的书面认可。•2.地锚设置和使用要求•（1）地锚结构形式应根据受力条件和施工地区的地质条件设计和选用。地锚的制作和设置应按吊装施工方案的规定进行。•（2）埋入式地锚基坑的前方，缆风绳受力方向坑深2.5倍的范围内不应有地沟、线缆、地下管道等。•（3）埋入式地锚在回填时，应用净土分层夯实或压实，回填的高度应高于基坑周围地面400mm以上，且不得浸水。地锚设置完成后应做好隐蔽工程记录。•（4）埋入式地锚设置完成后，受力绳扣应进行预拉紧。•（5）主地锚应经拉力试验符合设计要求后再使用。焊条电弧焊1H412030焊接技术1H412030焊接技术焊接材料的分类与选用原则常用的焊接设备及选用原则常用的焊接方法焊接工艺评定焊接应力与变形产生机理焊接应力的危害及降低焊接应力的措施焊接变形的危害及预防焊接变形的措施焊前检查焊接中检验焊后检验焊接材料与设备选用原则焊接方法与工艺评定焊接应力与焊接变形及其控制焊接质量检验方法焊接技术1H412031焊接材料与设备选用原则•一、焊接材料的分类与选用原则•（一）焊条•1.焊条的分类•按焊渣性质可分为：酸性焊条、碱性焊条。•补充解释：•药皮中含有多量酸性氧化物（TiO2、SiO2等）的焊条称为酸性焊条。药皮中含有多量碱性氧化物（CaO、Na2O等）的称为碱性焊条。•酸性焊条能交直流两用，焊接工艺性能较好，但焊缝的力学性能，特别是冲击韧度较差，适用于一般低碳钢和强度较低的低合金结构钢的焊接，是应用最广的焊条。•碱性焊条脱硫、脱磷能力强，药皮有去氢作用。焊接接头含氢量很低，故又称为低氢型焊条。•碱性焊条的焊缝具有良好的抗裂性和力学性能，但工艺性能较差，一般用直流电源施焊，主要用于重要结构（如锅炉、压力容器和合金结构钢等）的焊接。•2.焊条的选用原则•（1）考虑焊缝金属的力学性能和化学成分：对于普通结构钢，通常要求焊缝金属与母材等强度，应选用熔敷金属抗拉强度等于或稍高于母材的焊条。对于合金结构钢有时还要求合金成分与母材相同或接近。在焊接结构刚性大、接头应力高、焊缝易产生裂纹的不利情况下，应考虑选用比母材强度低的焊条。当母材中碳、硫、磷等元素的含量偏高时，焊缝中易产生裂纹，应选用抗裂性能好的低氢型焊条。•（2）考虑焊接构件的使用性能和工作条件：对承受动载荷和冲击载荷的焊件，除满足强度要求外，主要应保证焊缝金属具有较高的塑性和韧性，可选用塑、韧性指标较高的低氢型焊条。•（3）考虑焊接结构特点及受力条件：对结构形状复杂、刚性大的厚大焊件，在焊接过程中，冷却速度快，收缩应力大，易产生裂纹，应选用抗裂性好、韧性好、塑性高、氢裂纹倾向低的焊条。如低氢型焊条、超低氢型焊条和高韧性焊条等。•（4）考虑施焊条件：对受力不大、焊接部位难以清理的焊件，应选用对铁锈、氧化皮、油污不敏感的酸性焊条。在狭小或通风条件差的场合，在满足使用性能要求的条件下，应选用酸性焊条或低尘焊条。•（5）考虑生产效率和经济性：在酸性焊条和碱性焊条都可满足要求时，应尽量选用酸性焊条。•（二）焊丝•（三）保护气体•空气中有些组分会对特定的焊接熔池产生有害影响，保护气体的主要作用就是隔离空气中这些组分，使其对焊缝的影响减小或杜绝，实现对焊缝和近缝区的保护。•1.惰性气体：主要有氩气和氦气及其混合气体，用以焊接有色金属、不锈钢和质量要求高的低碳钢和低合金钢。•3.CO2气体：是唯一适合于焊接的单一活性气体，CO2气体保护焊具有焊速高、熔深大、成本低和全空间位置焊接，广泛应用于碳钢和低合金钢的焊接。•二、常用的焊接设备及选用原则•（一）焊接电源•弧焊电源一般有弧焊变压器、直流弧焊发电机和弧焊整流器。•（二）焊机•2.常用的焊机•（1）埋弧焊机特性•1）埋弧焊机分为自动焊机和半自动焊机两大类。生产效率高、焊接质量好、劳动条件好。•2）埋弧焊是依靠颗粒状焊剂堆积形成保护条件，主要适用于平位置（俯位）/焊接。•3）埋弧焊剂的成分主要是MnO、SiO2等金属及非金属氧化物，难以焊接铝、钛等氧化性强的金属及其合金。•4）适用于长缝的焊接。特别适合于焊接大型工件的直缝和环缝。•5）不适合焊接薄板。•（2）钨极氩弧焊机特性•1）氩气能充分而有效地保护金属熔池不被氧化，焊缝致密，机械性能好。•2）明弧焊，观察方便，操作容易。•3）穿透性好，内外无熔渣，无飞溅，成形美观，适用于有清洁要求的焊件。•4）电弧热集中，热影响区小，焊件变形小。•5）容易实现机械化和自动化。•（3）熔化极气体保护焊机特性•1）CO2气体保护焊生产效率高、成本低、焊接应力变形小、焊接质量高、操作简便。但飞溅较大、弧光辐射强、很难用交流电源焊接、设备复杂。有风不能施焊（环境风速达到或超过2m/s，在没有采取防风措施的情况下，不能施焊），不能焊接易氧化的有色金属。1H412032焊接方法与工艺评定•焊接方法是直接影响焊接成本、焊接效率和焊接质量的主要因素。•一、常用的焊接方法•（一）电弧焊•以电极与工件之间燃烧的电弧作为热源，是目前应用最广泛的焊接方法。•（二）电阻焊•以电阻热为能源的焊接方法，包括以熔渣电阻热为能源的电渣焊和以固体电阻为能源的电阻焊，主要有点焊、缝焊、凸焊及对焊等。•（三）钎焊•（四）螺柱焊•（五）其他焊接方法•二、焊接工艺评定•（一）焊接工艺评定及其作用•1.焊接工艺评定：在产品正式焊接以前，对初步拟定的焊接工艺细则卡或其他规程中的焊接工艺进行的验证性试验。•4.焊接工艺评定作用：用于验证和评定焊接工艺方案的正确性，其评定报告不直接指导生产，是焊接工艺细则（卡）的支持文件，同一焊接工艺评定报告可作为几份焊接工艺卡的依据。•（三）焊接工艺评定的步骤•1.编制焊接工艺评定委托书。•2.拟定焊接方式。•3.拟定焊接工艺指导书或评定方案、初步工艺。•4.按照拟定的焊接工艺指导书（或初步工艺）进行试件制备、焊接、焊缝检验（热处理）、取样加工、检验试样。•5.评定。若评定不合格，应重新修改拟定的焊接工艺指导书或初步工艺，重新评定。•6.整理焊接记录、试验报告，编制焊接工艺评定报告。•7.以焊接工艺评定报告为依据，结合焊接施工经验和实际焊接条件，编制焊接工艺规程或焊工作业指导书、工艺卡，焊工应严格按照焊接作业指导书或工艺卡的规定进行焊接。•（四）焊接工艺评定要求•1.一般要求•（1）焊接工艺评定应以可靠的钢材焊接性能为依据，并在工程施焊之前完成。•（2）焊接工艺评定所用的设备、仪表应处于正常工作状态，钢材、焊接材料必须符合相应标准，由本单位技能熟练的焊接人员使用本单位焊接设备焊接试件。•（3）主持评定工作和对焊接及试验结果进行综合评定的人员应是焊接工程师。•（4）完成评定后资料应汇总，由焊接工程师确认评定结果。•2.评定规则•（1）改变焊接方法必须重新评定；当变更焊接方法的任何一个工艺评定的重要因素时，须重新评定；当增加或变更焊接方法的任何一个工艺评定的补加因素时，按增加或变更的补加因素增焊冲击试件进行试验。•（2）任一钢号母材评定合格的，可以用于同组别号的其他钢号母材；同类别号中，高组别号母材评定合格的，也适用于该组别号与低组别号的母材组成的焊接接头。•（3）改变焊后热处理类别，须重新进行焊接工艺评定。•（4）首次使用的国外钢材，必须进行工艺评定。•（5）常用焊接方法中焊接材料、保护气体、线能量等条件改变时，需重新进行工艺评定。1H412033焊接应力与焊接变形及其控制•（一）焊接变形的分类•1.面内变形：可分为焊缝纵向收缩变形、横向收缩变形和焊缝回转变形。•2.面外变形：可分为角变形、弯曲变形、扭曲变形、失稳波浪变形。•三、焊接变形的危害性及预防焊接变形的措施•（三）预防焊接变形的措施•1.进行合理的焊接结构设计•（1）合理安排焊缝位置。焊缝尽量以构件截面的中性轴对称；焊缝不宜过于集中。•（2）合理选择焊缝尺寸和形状。在保证结构有足够承载力的前提下，应尽量选择较小•的焊缝尺寸，同时选用对称的坡口。•（3）尽可能减少焊缝数量，减小焊缝长度。•2.采取合理的装配工艺措施•（1）预留收缩余量法•（2）反变形法•反变形法常用来控制角变形和防止壳体局部下塌。•（3）刚性固定法•刚性固定法适用于较小的焊件，在焊接施工中应用较多，对防止角变形和波浪变形有显著的效果。•（4）合理选择装配程序•3.采取合理的焊接工艺措施•（1）合理的焊接方法。尽量用气体保护焊等热源集中的焊接方法。不宜用焊条电弧焊，特别不宜选用气焊。•（2）合理的焊接线能量。尽量减小焊接线能量的输入能有效地减小变形。•（3）合理的焊接顺序和方向。•（4）进行层间锤击（打底层不适于锤击）。1H412034焊接质量检验方法•一、焊前检查•从人、机、料、法、环、检六个方面进行检査。•（二）焊接设备检查•焊接设备质量检查包括焊接设备型号、电源极性是否符合工艺要求，焊炬、电缆、气管和焊接辅助工具，安全防护等是否齐全。•（三）原材