環球網校2021年一級建造師考試機電工程實務章節考點：焊接技術
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環球網校2021年一級建造師考試機電工程實務章節考點：焊接技術
焊接材料與設備選用要求
焊接方法與焊接工藝評定
焊接應力與變形
焊接質量檢驗方法
焊條按熔渣堿性分：
堿性焊條(又稱作低氫型焊條)和酸性焊條。
堿性焊條和酸性焊條工藝性能對比
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對比的項目 |
堿性焊條 |
酸性焊條 |
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藥皮氧化還原性 |
還原性強 |
氧化性強 |
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對水、銹產生氣孔的敏感性 |
敏感 |
不敏感 |
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電弧穩定性 |
應采用短弧操作 |
穩定、可長弧操作 |
|
電源極性 |
直流、反極性 |
交、直流兩用 |
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耐大電流 |
一般 |
好 |
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焊縫成形 |
一般、熔深較深 |
好、熔深較淺 |
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熔渣結構 |
呈結晶狀 |
玻璃狀 |
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脫渣性 |
不同品牌有好有壞 |
好 |
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焊接煙塵 |
較多 |
少 |
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擴散氫含量 |
低 |
高 |
|
全位置焊接操作性 |
一般 |
好 |
焊條選用基本要求
1)焊接材料的選用設計有規定時應按設計文件要求選用。
2)設計無規定時應在滿足結構安全、可靠使用的前提下，以改善作業條件和提高技術經濟效益為原則，設計無規定時綜合考慮以下因素：鋼材化學成分及力學性能;焊縫金屬性能;鋼結構特點(板厚、接頭形式)和受力狀態;工藝性;焊接位置和施焊條件(室內、野外、空間大小);焊接工作量(焊縫長度、焊縫當量DIN)
①焊縫金屬的力學性能和化學成分匹配原則②保證焊接構件的使用性能和工作條件原則③滿足焊接結構特點及受力條件原則④具有焊接工藝可操作性原則⑤提高生產率和降低成本原則
焊條選用原則的應用
焊條選用原則
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場合條件 |
選用的焊條 |
|
普通結構鋼 |
熔敷金屬抗拉強度 等于或稍高于母材的焊條 |
|
合金結構鋼 |
焊條的合金成分要與母材相同或相近 |
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接觸腐蝕介質的焊件 |
不銹鋼焊條 |
|
焊接部位難以清理的焊件 通風條件差的場合 |
酸性焊條、低塵焊條 |
|
焊縫易產生裂紋的情況下 |
比母材強度低的焊條； 抗裂性能好的低氫型焊條 |
|
母材中碳、硫、磷偏高 |
選塑性、韌性指標較高的 低氫型焊條 |
|
受震動沖擊的焊件 |
特種設備的焊接材料復驗
(1)球罐用的焊條和藥芯焊絲應按批號進行擴散氫復驗。
(2)工業管道用的焊條、焊絲、焊劑庫存超過期限，應經復驗合格后方可使用。焊接材料質量證明書或合格證書上應注明庫存的期限，并應符合以下規定：
1)酸性焊接材料及防潮包裝密封良好的低氫型焊接材料的規定期限一般為2年;
2)石墨型焊接材料及其他焊接材料的規定期限為1年。
【提示】焊條選用和材料復驗易考多選，這個點也有可能考案例，要重點掌握。
焊條電弧焊 閱讀熟悉
(1)機動性和靈活性好
不受場地限制;用于結構復雜、空間狹小時，比其他焊接方法靈活。(這是因為其焊接設備簡單，只需要配備適用的電源、焊鉗和足夠長的焊接電纜。)
(2)焊縫金屬性能良好
(略)
(3)工藝適應性強
不適用焊“活性金屬”，其它金屬結構都可以焊。
鎢極惰性氣體保護焊 閱讀熟悉
具有焊條電弧焊的特點,自有的特點:電弧熱量集中，可精確控制焊接熱輸入，焊接熱影響區窄。
焊接過程不產生熔渣、無飛濺，焊縫表面光潔。焊接過程無煙塵;熔池容易控制;焊縫質量高。焊接工藝適用性強。幾乎可以焊接所有的金屬材料。焊接參數可精確控制，易于實現焊接過程全自動化。
焊接工藝評定
定義 閱讀了解
焊接工藝評定是指為驗證所擬定的焊接工藝正確性而進行的試驗過程及結果評價。記載驗證性的試驗及其結果，對擬定的焊接工藝規程進行評價的報告稱為焊接工藝評定報告(PQR)。擬定的焊接工藝規程是為焊接工藝評定所擬定的焊接工藝文件，稱為：預焊接工藝規程(PWPS)。
焊接工藝評定作用(案例閱讀)
(1)驗證施焊單位能力
焊接工藝評定驗證施焊單位擬定焊接工藝的正確性，并評定施焊單位在限制條件下，焊接成合格接頭的能力。
(2)編制焊接工藝規程的依據
GB50236-2011中規定：工程產品施焊前，應依據焊接工藝評定報告編制焊接工藝規程，用于指導焊工施焊和焊后熱處理工作，一個焊接工藝規程可以依據一個或多個焊接工藝評定報告編制;一個焊接工藝評定報告可用于編制多個焊接工藝規程。
焊接工藝評定必須自己單位完成：PWPS的編制、試件焊接等。焊評試件由本單位技能熟練的焊工、用本單位的焊接設備施焊。
可以委托另一個單位來完成：試件和試樣的加工、無損檢測和理化性能試驗等。
焊評試件檢驗項目至少包括：外觀檢查、無損檢測、力學試驗、彎曲試驗。
焊接工藝評定報告應由焊接技術負責人審核。 承擔鋼結構工程焊接難度等級C級和D級的施工單位，焊接技術負責人應具有高級技術職稱。
焊接技術管理要求
焊接技術交底內容:①焊接工程特點,②焊接規程(WPS)內容,③焊接質量檢驗計劃,④進度要求等。超次返修,焊縫同一部位的返修次數不宜超過2次。如超過2次，返修前應編制超次返修技術方案，并經施工單位技術負責人批準后，方可實施。
特殊材料焊接工藝措施
有延遲裂紋傾向的材料
有再熱裂紋傾向的材料
抗硫化氫腐蝕鋼(20HIC)
【題型】
針對案例背景中的母材，那些特殊材料要制定相應的焊接工藝措施?
答：對①有延遲裂紋傾向的材料②有再熱裂紋傾向的材料③抗硫化氫腐蝕鋼(20號鋼)制定相應的焊接工藝措施
有延遲裂紋傾向的材料
產生延遲裂紋原因: 產生延遲裂紋與焊縫含擴散氫、接頭所承受的拉應力以及由材料淬硬傾向決定的金屬塑性儲備有關，是三個因素中的某一因素與相互作用的結果。
防止產生延遲裂紋的措施(注意有考案例的可能)應采取焊條烘干、減少應力、焊前預熱、焊后及時熱處理的措施外，盡量嚴格執行焊后熱消氫處理的工藝，必要時打磨焊縫余高。不能及時進行熱處理時，應在焊后立即均勻加熱至200-300度，并保溫緩冷。
有再熱裂紋傾向的材料
產生再熱裂紋與鋼中所含碳化物形成元素(Cr、Mo、Ti、B等)有關,預防產生再熱裂紋的方法:
(1)預熱
預熱溫度為200〜450℃;若焊后能及時后熱，可適當降低預熱溫度。
(2)應用低強度焊縫
焊縫強度低于母材以增高其塑性變形能力。
(3)減少焊接應力
合理地安排焊接順序、減少余高、避免咬邊及根部未焊透等缺陷以減少焊接應力。
【提示】焊接工藝規程為今年新增內容，考生需要重點掌握焊接工藝評定的作用和步驟，焊接技術，并能夠在選擇題和案例題中靈活應用。
降低焊接應力的措施
設計措施
(1)減少焊縫的數量和尺寸,可減小變形量，同時降低焊接應力。
(2)避免焊縫過于集中，(合理安排焊縫位置)從而避免焊接應力峰值疊加。
(3)優化設計結構，如將容器的接管口設計成翻邊式，少用承插式。(合理選擇焊縫的形狀)
工藝措施
①采用較小的焊接線能量
②合理安排裝配焊接順序
③層間進行錘擊
④預熱拉伸補償焊縫收縮(機械拉伸或加熱拉伸)
⑤焊接高強鋼，選用塑性較好的焊條
⑥預熱
⑦消氫處理
⑧焊后熱處理(最通用的方法是高溫回火)
⑨利用振動法來消除焊接殘余應力
焊后熱處理:消除殘余應力的最通用的方法是高溫回火。如，將焊件放在熱處理爐內加熱到一定溫度(Ac1以下)和保溫一定時間，利用材料在高溫下屈服極限的降低，使內應力高的地方產生塑性流動，彈性變形逐漸減少，塑性變形逐漸增加而使應力降低。
PS：Ac1——臨界溫度(轉變溫度)。
焊接變形的分類
焊接變形可分為
①在焊接熱過程中發生的瞬態熱變形②室溫條件下的殘余變形就殘余變形而言，又可分為焊件的面內變形和面外變形。
面內變形：①焊縫縱向收縮變形②橫向收縮變形③焊縫回轉變形
面外變形：角變形、彎曲變形、扭曲變形、失穩波浪變形。
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