焊接技术+质量管理第二节

授课内容专题二焊接技术+机电工程施工质量管理1.焊接技术2.机电工程施工质量管理1.焊接技术本节历年分值统计（分）年份题型20122013201420152016单选1111多选2案例67本节历年案例分值统计（分）年份题号考查内容分值2013（五）3CO2气体保护焊特性62014（一）1埋弧焊特性、焊接工艺评定参数7序号酸性焊条碱性焊条（1）可用交流或直流施焊一般用直流施焊（2）酸性焊条对水、铁锈的感性不大;焊缝成型好；焊缝的常、低温冲击韧性一般;焊缝的抗裂性较差；焊缝的含氢量比较高，影响塑性。工艺性能较差，焊缝具有良好的抗裂性和力学性能。（3）适用于低碳钢和强度较低的低合金结构钢焊接，应用广泛。只要用于重要结构如锅炉、压力容器和合金结构钢等焊接。【考点一】焊接材料的分类与选用原则（一）焊条分类与选用原则1.焊条分类2.焊条的选用原则（1）考虑焊缝金属的力学性能和化学成份当母材中碳、硫、磷等元索的含量偏高时,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）考虑施焊条件当焊件的焊接部位不能翻转时，应选用适用于全位置焊接的焊条。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。没有直流焊机时，必须选用可交、直流两用的焊条。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。巧记：汉奸小金接受礼花十件解析：焊接效经结受力化施件【习题】1.对承受动载荷和冲击载荷的焊件，除满足强度要求外，应选用塑性和韧性指标较高的（　）焊条。A.低氢型B.钛钙型C.纤维类型D.酸性【答案】A【习题】2.关于焊条的选用原则，下列说法错误的是（　）。A.承受动载荷和冲击载荷的焊件，可选用低氢型焊条B.对受力不大，焊接部位难清理的焊件，宜选用碱性焊条C.形状复杂、刚性大的厚大工件，可选用低氢型焊条D.在酸性焊条和碱性焊条都满足要求时，应尽量选用酸性焊条【答案】B【解析】对受力不大，焊接部位难清理的焊件，宜选用酸性焊条，酸性焊条的工艺性好，受力性能差。（二）保护气体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。2.C02气体：是唯一适合于焊接的单一活性气体,C02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。【考点二】常用的焊接设备及选用原则（一）焊机1.常用的焊机（1）埋弧焊机特性（埋弧,平常不薄）1）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。2）适用于长缝的焊接。3）不适合焊接薄板。【2012真题】只适用于长缝焊接的焊机是（　）。A．交流焊机　B．直接焊机C．埋弧焊机　D．气体保护焊【答案】C（2）钨极氩弧焊机特性（乌鸡全优点）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）C02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。2）熔化极氩弧焊的焊丝既作为电极又作为填充金属，焊接电流密度可以提高，热量利用率高，熔深和焊速大大增加，生产率比手工钨极氩弧焊提高3〜5倍，最适合焊接铝、镁、铜及其合金、不锈钢和稀有金属中厚板的焊接。【2013年真题】A公司总承包某地一扩建项目的机电安装工程，材料和设备由建设单位提供，A公司除自己承担主工艺线设备安装外，非标准件制作安装工程、防腐工程等均匀分包给具有相应施工资质的分包商施工。考虑到该地区风多雨少的气候......。在露天非标准制作时，分包商采用CO2气体保护焊施焊，质检员予以制止。【问题】说明质检员在露天制作场地制止分包商继续作业的理由，应采取哪些措施以保证焊接质量？【答案】露天非标准件制作时监理制止的原因：非标准件制作是露天作业，且本地区风多，二氧化碳气体保护焊飞溅较大，有风不能施焊，会对焊接质量造成影响。保证焊接质量采取的措施：①焊接方法的选用，进行焊接工艺评定；②焊接设备和焊接材料的选用；③焊接质量的检验，包括焊前检验、焊接中检验、焊后检验。④采取防风措施。【考点三】常用的焊接方法（一）埋弧焊其最大优点是焊接速度高，焊缝质量好，特别适合于焊接大型工件的直缝和环缝。埋弧焊（直缝）埋弧焊（环缝）（二）钨极气体保护焊1.属于不（非）熔化极气体保护电弧焊，是利用钨极与工件之间的电弧使金属熔化而形成焊缝。焊接中钨极不熔化，只起电极作用，是连接薄板金属和打底焊的一种极好方法。（三）熔化极气体保护电弧焊是利用连续送进的焊丝与工件之间燃烧的电弧作为热源，利用电焊炬喷嘴喷出的气体来保护电弧进行焊接。优点是可以方便地进行各种位置焊接，焊接速度快、熔敷率较高。序号电弧焊特点（一）埋弧焊焊接速度高，焊缝质量好，特别适合于焊接大型工件的直缝和环缝。（二）钨极气体保护焊是连接薄板金属和打底焊的一种极好方法。（三）熔化极气体保护焊可以方便地进行各种位置焊接，焊接速度快，熔敷率较高。【习题】1.可以方便地进行各种位置焊接，焊接速度快、熔敷率较高的焊接方法是（）A.焊条电弧焊　　B.埋弧焊C.熔化极气体保护焊　　D.钨极气体保护焊【答案】C【习题】2.以下（）焊缝致密，热影响区小，是连接薄板金属和打底焊的一种极好方法。A.手工电弧焊B.埋弧焊C.钨极氩弧焊D.熔化极氩弧焊【答案】C【考点四】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。2.若全部有关指标符合技术要求，则证明初步拟定的焊接工艺是可行的，此时即可根据焊接工艺评定报告编制正式的焊接工艺细则卡，用以指导实际产品的焊接。3.若检验项目指标中有一项不合格，则表明该焊接工艺不能用于生产，需作相应修改或重新拟定后，再做焊接工艺评定试验。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。【习题】下列对焊接工艺评定作用的表述中，正确的有（　）。A.用于验证焊接工艺方案的正确性B.用于评定焊接工艺方案的正确性C.评定报告可直接指导生产D.是焊接工艺细则的支持文件E.一个焊接工艺评定报告是编制一份焊接工艺卡的依据【答案】ABD（二）焊接工艺评定的步骤1.焊接工艺主要考虑的因素主要考虑的因素有：母材的物理特性、母材的化学特性、焊缝的受力状况、待焊部件的几何形状、焊接位置。【习题】不属于焊接工艺主要考虑因素的是（）。A.母材的化学特性B.焊条的物理特性C.焊缝的受力状况D.焊接位置【答案】B【解析】焊接工艺主要考虑的因素有：母材的物理特性和化学特性、焊缝的受力状况、待焊部件的几何形状、焊接位置。2.焊接工艺参数的种类焊接工艺参数的种类各不相同，如手弧焊主要包括：焊条型号（或牌号）、直径、电流、电压、焊接电源种类、极性接法、焊接层数、道数、检验方法等。【14案一级真题】焊接工艺评定时，应制定哪些焊接工艺参数？【解析】焊接工艺参数：焊条型号、直径、电流、电压、焊接电源种类、极性接法、焊接层数、道数、检验方法等。（三）焊接工艺评定要求1.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）改变焊后热处理类别,须重新进行焊接工艺评定。（3）首次使用的国外钢材,必须进行工艺评定。（4）常用焊接方法中焊接材料、保护气体、线能量等条件改变时,需要重新工艺评定。【习题】下列钢材中，需进行焊接性试验是（　）。A.国内小钢厂生产的20#钢材B.国内大型钢厂新开发的钢材C.国外进口的16Mn钢材D.国外进口未经使用，但提供了焊接性评定资料的钢材【答案】B【考点五】焊接残余应力的危害及降低焊接应力的措施（一）降低焊接应力的措施1.设计措施（1）构件设计时尽量减少焊缝的数量和尺寸，可减小变形量，同时降低焊接应力。（2）构件设计时应避免焊缝过于集中，从而避免焊接应力峰值叠加。（3）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。2.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：先焊短的，后焊长的（3）层间进行锤击（4）预热拉伸补偿焊缝收缩：利用拉伸来抵消焊接时产生的压缩塑性变形。（5）焊接高强钢时，选用塑性较好的焊条选用塑性较好的焊条施焊，由于焊缝的金属填充物具有良好的塑性，通过塑性变形，可有效地减小内应力。（6）采用整体预热：焊前预热，焊后缓冷，减少温差（7）消氢处理：消氢处理的主要目的是使焊缝金属中的扩散氢迅速逸出，降低焊缝及热影响区的含氢量，防止氢致应力集中而产生冷裂纹。（8）采用热处理的方法（9）利用振动法来消除焊接残余应力【2015年】降低焊接应力的正确措施有（）。A.构件设计时尽量减少焊缝尺寸B.将焊缝集中在一个区域C.焊接时采用较小的焊接线能量D.焊接过程中，层间锤击E.焊接前对构件进行整体预热【答案】ACE【解析】D是焊后进行层间锤击。【考点六】焊接变形的危害性及预防焊接变形的措施（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。面内纵横转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。面外脚扭弯失稳（二）焊接变形的危害（庄外李饺子）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（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（刚玉饭盒）（1）预留收缩余量法为了防止焊件焊接以后发生尺寸缩短，可以通过计算，将预计发生缩短的尺寸在焊前预留出来。（2）反变形法为了抵消焊接变形，在焊前装配时，先将焊件向焊接变形相反的方向进行人为的变形，这种方法称为反变形法。（3）刚性固定法为了防止薄板焊接时的变形，常在焊缝两侧加型钢、压铁或楔子压紧固定。此法在焊接大型储罐底板时采用较多。（4）合理选择装配程序例如：储罐底板焊接可以先焊短焊缝，再焊长焊缝。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）。【真题】1.预防焊接变形应采取的装配工艺措施是（）。A.进行层间锤击B.预热拉伸补偿焊缝收缩C.合理选择装配程序D.合理安排焊缝位置【答案】C【解析】A是焊接工艺措施；B降低焊接应力的措施；D焊接结构设计措施。【习题】2.预防焊接变形应采取的焊接工艺措施是（）。A.进行层间锤击B.采取整体热处理C.合理安排焊缝的位置D.采用反变形法【答案】A【解析】B是降低焊接应力的措施，C是预防焊接变形的设计措施；D是预防焊接变形的装配工艺措施