环球网校2021年一级建造师考试机电工程实务章节考点：焊接技术
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环球网校2021年一级建造师考试机电工程实务章节考点：焊接技术
焊接材料与设备选用要求
焊接方法与焊接工艺评定
焊接应力与变形
焊接质量检验方法
焊条按熔渣碱性分：
碱性焊条(又称作低氢型焊条)和酸性焊条。
碱性焊条和酸性焊条工艺性能对比
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对比的项目 |
碱性焊条 |
酸性焊条 |
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药皮氧化还原性 |
还原性强 |
氧化性强 |
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对水、锈产生气孔的敏感性 |
敏感 |
不敏感 |
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电弧稳定性 |
应采用短弧操作 |
稳定、可长弧操作 |
|
电源极性 |
直流、反极性 |
交、直流两用 |
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耐大电流 |
一般 |
好 |
|
焊缝成形 |
一般、熔深较深 |
好、熔深较浅 |
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熔渣结构 |
呈结晶状 |
玻璃状 |
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脱渣性 |
不同品牌有好有坏 |
好 |
|
焊接烟尘 |
较多 |
少 |
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扩散氢含量 |
低 |
高 |
|
全位置焊接操作性 |
一般 |
好 |
焊条选用基本要求
1)焊接材料的选用设计有规定时应按设计文件要求选用。
2)设计无规定时应在满足结构安全、可靠使用的前提下，以改善作业条件和提高技术经济效益为原则，设计无规定时综合考虑以下因素：钢材化学成分及力学性能;焊缝金属性能;钢结构特点(板厚、接头形式)和受力状态;工艺性;焊接位置和施焊条件(室内、野外、空间大小);焊接工作量(焊缝长度、焊缝当量DIN)
①焊缝金属的力学性能和化学成分匹配原则②保证焊接构件的使用性能和工作条件原则③满足焊接结构特点及受力条件原则④具有焊接工艺可操作性原则⑤提高生产率和降低成本原则
焊条选用原则的应用
焊条选用原则
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场合条件 |
选用的焊条 |
|
普通结构钢 |
熔敷金属抗拉强度 等于或稍高于母材的焊条 |
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合金结构钢 |
焊条的合金成分要与母材相同或相近 |
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接触腐蚀介质的焊件 |
不锈钢焊条 |
|
焊接部位难以清理的焊件 通风条件差的场合 |
酸性焊条、低尘焊条 |
|
焊缝易产生裂纹的情况下 |
比母材强度低的焊条； 抗裂性能好的低氢型焊条 |
|
母材中碳、硫、磷偏高 |
选塑性、韧性指标较高的 低氢型焊条 |
|
受震动冲击的焊件 |
特种设备的焊接材料复验
(1)球罐用的焊条和药芯焊丝应按批号进行扩散氢复验。
(2)工业管道用的焊条、焊丝、焊剂库存超过期限，应经复验合格后方可使用。焊接材料质量证明书或合格证书上应注明库存的期限，并应符合以下规定：
1)酸性焊接材料及防潮包装密封良好的低氢型焊接材料的规定期限一般为2年;
2)石墨型焊接材料及其他焊接材料的规定期限为1年。
【提示】焊条选用和材料复验易考多选，这个点也有可能考案例，要重点掌握。
焊条电弧焊 阅读熟悉
(1)机动性和灵活性好
不受场地限制;用于结构复杂、空间狭小时，比其他焊接方法灵活。(这是因为其焊接设备简单，只需要配备适用的电源、焊钳和足够长的焊接电缆。)
(2)焊缝金属性能良好
(略)
(3)工艺适应性强
不适用焊“活性金属”，其它金属结构都可以焊。
钨极惰性气体保护焊 阅读熟悉
具有焊条电弧焊的特点,自有的特点:电弧热量集中，可精确控制焊接热输入，焊接热影响区窄。
焊接过程不产生熔渣、无飞溅，焊缝表面光洁。焊接过程无烟尘;熔池容易控制;焊缝质量高。焊接工艺适用性强。几乎可以焊接所有的金属材料。焊接参数可精确控制，易于实现焊接过程全自动化。
焊接工艺评定
定义 阅读了解
焊接工艺评定是指为验证所拟定的焊接工艺正确性而进行的试验过程及结果评价。记载验证性的试验及其结果，对拟定的焊接工艺规程进行评价的报告称为焊接工艺评定报告(PQR)。拟定的焊接工艺规程是为焊接工艺评定所拟定的焊接工艺文件，称为：预焊接工艺规程(PWPS)。
焊接工艺评定作用(案例阅读)
(1)验证施焊单位能力
焊接工艺评定验证施焊单位拟定焊接工艺的正确性，并评定施焊单位在限制条件下，焊接成合格接头的能力。
(2)编制焊接工艺规程的依据
GB50236-2011中规定：工程产品施焊前，应依据焊接工艺评定报告编制焊接工艺规程，用于指导焊工施焊和焊后热处理工作，一个焊接工艺规程可以依据一个或多个焊接工艺评定报告编制;一个焊接工艺评定报告可用于编制多个焊接工艺规程。
焊接工艺评定必须自己单位完成：PWPS的编制、试件焊接等。焊评试件由本单位技能熟练的焊工、用本单位的焊接设备施焊。
可以委托另一个单位来完成：试件和试样的加工、无损检测和理化性能试验等。
焊评试件检验项目至少包括：外观检查、无损检测、力学试验、弯曲试验。
焊接工艺评定报告应由焊接技术负责人审核。 承担钢结构工程焊接难度等级C级和D级的施工单位，焊接技术负责人应具有高级技术职称。
焊接技术管理要求
焊接技术交底内容:①焊接工程特点,②焊接规程(WPS)内容,③焊接质量检验计划,④进度要求等。超次返修,焊缝同一部位的返修次数不宜超过2次。如超过2次，返修前应编制超次返修技术方案，并经施工单位技术负责人批准后，方可实施。
特殊材料焊接工艺措施
有延迟裂纹倾向的材料
有再热裂纹倾向的材料
抗硫化氢腐蚀钢(20HIC)
【题型】
针对案例背景中的母材，那些特殊材料要制定相应的焊接工艺措施?
答：对①有延迟裂纹倾向的材料②有再热裂纹倾向的材料③抗硫化氢腐蚀钢(20号钢)制定相应的焊接工艺措施
有延迟裂纹倾向的材料
产生延迟裂纹原因: 产生延迟裂纹与焊缝含扩散氢、接头所承受的拉应力以及由材料淬硬倾向决定的金属塑性储备有关，是三个因素中的某一因素与相互作用的结果。
防止产生延迟裂纹的措施(注意有考案例的可能)应采取焊条烘干、减少应力、焊前预热、焊后及时热处理的措施外，尽量严格执行焊后热消氢处理的工艺，必要时打磨焊缝余高。不能及时进行热处理时，应在焊后立即均匀加热至200-300度，并保温缓冷。
有再热裂纹倾向的材料
产生再热裂纹与钢中所含碳化物形成元素(Cr、Mo、Ti、B等)有关,预防产生再热裂纹的方法:
(1)预热
预热温度为200〜450℃;若焊后能及时后热，可适当降低预热温度。
(2)应用低强度焊缝
焊缝强度低于母材以增高其塑性变形能力。
(3)减少焊接应力
合理地安排焊接顺序、减少余高、避免咬边及根部未焊透等缺陷以减少焊接应力。
【提示】焊接工艺规程为今年新增内容，考生需要重点掌握焊接工艺评定的作用和步骤，焊接技术，并能够在选择题和案例题中灵活应用。
降低焊接应力的措施
设计措施
(1)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)避免焊缝过于集中，(合理安排焊缝位置)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。(合理选择焊缝的形状)
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
③层间进行锤击
④预热拉伸补偿焊缝收缩(机械拉伸或加热拉伸)
⑤焊接高强钢，选用塑性较好的焊条
⑥预热
⑦消氢处理
⑧焊后热处理(最通用的方法是高温回火)
⑨利用振动法来消除焊接残余应力
焊后热处理:消除残余应力的最通用的方法是高温回火。如，将焊件放在热处理炉内加热到一定温度(Ac1以下)和保温一定时间，利用材料在高温下屈服极限的降低，使内应力高的地方产生塑性流动，弹性变形逐渐减少，塑性变形逐渐增加而使应力降低。
PS：Ac1——临界温度(转变温度)。
焊接变形的分类
焊接变形可分为
①在焊接热过程中发生的瞬态热变形②室温条件下的残余变形就残余变形而言，又可分为焊件的面内变形和面外变形。
面内变形：①焊缝纵向收缩变形②横向收缩变形③焊缝回转变形
面外变形：角变形、弯曲变形、扭曲变形、失稳波浪变形。
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