焊接小册子Word格式.docx

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经验证明，焊前适应性练习，对保证焊接质量的作用十分明显，同时，也是焊接技术“超前”管理的重要环节。

适应性练习不仅应用于锅炉受热面管子部件上，推而广之，对任何部件均可采用，但由于锅炉受热面管子特殊，困难焊接位置较多，强调必须进行。

10、厚壁大径管焊接时，必须注意哪些问题？

厚壁大径管除采用多层多道焊接外，还应注意下列问题。

（1）为保证根层焊接完成后不致迅速开裂，且不致被次层焊接时烧穿，需保证打底焊缝的基本强度和

厚度，因此，将根层焊缝氩弧焊的最小厚度做了限定，规定就不小于3mm。

（2）其它焊道在施焊时，为了减少焊缝应力水平，防止出现不良组织和控制变形，应采取减小焊接线

能量的措施，所以应对焊层厚度和焊条摆幅宽度加以限制，规定单层厚度不大于所用焊条直径加2mm，单焊道摆动宽度不大于所用焊条的5倍。

（3）焊道排列设计应注意在接近表面层时，采用“退火焊道”方式焊接。

（4）焊接过程中若被迫中断时，应采取防止裂纹产生的措施（如后热、缓冷、保温等），再焊时，应仔

细检查确认无裂纹后，方可按照工艺要求继续施焊。

11、管道厚度大于和等于70mm的焊口，需做两次探伤，第一次探伤可否做超声波探伤？

如果管子上设开口探伤孔，可做射线探伤。

如无，也可做超声波探伤。

重点检查焊缝根部质量状况。

12、为什么强调焊口焊完经自检合格后，在焊缝附近打上焊工本人代号钢印？

焊工施焊完成后，要留有永久性标记以示对质量的负责。

但打钢印不当，材料可能会在长期蠕变或蠕变疲劳工况下产生有害影响，因此，若采用打钢印方法留做标记时，应注意不应造成材料有尖锐缺口。

在任何情况下，钢印印痕不得危及取壁厚或不得在被打材料上留下深痕或凹坑。

13、焊接接头有超标缺陷时，同一位置的挖补次数为什么要做规定？

无论何种钢材焊缝挖补次数过多，将对材料使用寿命产生不利影响，故对低合金钢规定挖补次数不得超过三次，中、高合金钢不得超过二次。

14、为什么不允许对焊接接头进行加热较正？

由于焊接过程为不均匀加热，焊后其接头应是很复杂的，如加热较正会加大接头的附加应力，易使接头破环，遇此情况必须割掉重焊。

15、无损探伤结果如不完全合格时应如何处理？

除对不合格焊缝进行返修外，尚应从该焊工同部件、同日的焊接接头中增做不合格数的加倍检验

如加倍检验后不合格时，则该批接头评为不合格。

16、如无损探伤的加倍探伤仍有不合格时，可否允许进行第三次探伤？

可以做第三次探伤，但必须是剩余部分的100%探伤。

对不合格接头应采取认真分析，提出返修措施，为减小返修量，可对不合格接头所代表的同批接头，采取无损探伤的办法进行逐一检查，逐一返修的办法，但其检查量和合格率均不记入一次合格率的统计基数。

17、为什么容器要先经过无损探伤或焊后热处理后再进行水压试验？

因为未经无损探伤的焊缝内部存在焊接缺陷，则在这些缺陷周围会形成应力集中；

未经焊后热处理的焊件也有较大的焊接残余应力。

两者在容器进行水压试验时，和水压应力想叠加，容易导致容器破坏，所以，应先经无损探伤，确保焊缝内没有超标缺陷，或经焊后热处理，消除焊接残余应力后，再进行水压试验。

第二章金属材料

1、什么是金属？

纯金属与合金有什么不同？

金属富有金属光泽，可锻，具有良好的导电性和导热性，特别是随着温度的升高，其导电性降低，即具有正的电阻温度系数。

可分为黑色金属（如铁、铬、锰）和有色金属（如铜、铝、铅等）。

纯金属为单一的金属元素，具有良好的导电性和导热性，但是强度较低，价格昂贵。

故工业上大量使用的金属材料是合金，而不是纯金属。

合金是由两种或两种以上的金属元素，或金属元素与非金属元素组成的具有金属特性的物质。

例如钢是铁碳合金；

黄铜是铜锌合金等。

2、什么是钢？

它是怎样分类的？

钢是含碳量小于2.11%的铁碳合金。

钢的分类方法很多，通常可按冶炼方法、化学成分、用途、金相组织等分类，见表2-1。

表２－１钢的分类　　　　　　　　　　

分类方法

钢的类别

冶炼方法

造气剂

（１）平炉钢；

（２）转炉钢；

（３）电炉钢

化学成分

（１）碳素钢：

低碳钢（C<

0.25%）

中碳钢（C=0.25%~0.60%）

高碳钢（C>

0.60%）

（２）普通低合金钢：

在普通低碳钢内加入总量不大于３%的合金元素

（３）合金钢：

低合金钢（合金元素总含量<

５%）

　　　　　　　中合金钢（合金元素总含量5%~10%）

用途

（1）结构钢：

建造用钢（C<

0.25%）和机械用钢

（2）工具钢：

碳素工具钢、低合金工具钢、高速工具钢

（3）特殊钢：

不锈钢、耐热钢、磁钢等

组织

（1）珠光体钢

（2）贝氏体钢

（3）马氏体钢

（4）奥氏体钢

（5）铁素体钢

3、什么是金属的力学性能？

力学性能是指金属在外力作用时表现出来的性能。

4、金属的力学性能包括什么？

金属的力学性能包括强度、硬度、塑性、韧性、疲劳强度。

5、什么是强度？

强度是指材料在外力作用下抵抗变形和断裂的能力。

6、金属材料的塑性用什么来衡量？

金属材料的塑性一般用拉伸试棒的延伸率和断面收缩率来衡量。

7、硬度指标可分为几种？

硬度的指标可分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度。

8、什么是金属材料的导热性？

金属材料传导热量的性能称为导热性。

9、金属的物理性能包括什么？

金属材料的物理性能包括密度、熔点、热膨胀性、导电性、导热性。

10、什么是耐热钢？

耐热钢是指在高温下具有一定热稳定性和热强性的钢。

11、什么是不锈钢？

不锈钢是具有抗大气、酸、碱、盐、不锈耐酸钢。

12、什么是金属材料的导电性？

其衡量指标是什么？

金属材料传导电流的性能称为导电性。

其衡量指标是导电率。

13、什么是熔点？

金属从固态向液态转变时的温度称为熔点。

第三章焊接材料

1、焊条为什么要涂药皮？

焊条药皮在焊接过程中有许多重要的作用：

（1）保证电弧稳定燃烧；

（2）保护熔化金属，防止空气侵入；

（3）可以在焊接过程中除氧、脱硫；

（4）向焊缝中渗入合金元素；

（5）使焊缝成形美观。

2、焊条药皮中有哪些组成物？

各起什么作用？

焊条药皮中的组成物及其作用是：

（1）稳弧剂：

如碳酸钾、碳酸钠、长石、大理石、钠水玻璃和钾水玻璃等。

作用是便于引弧和提高电

弧燃烧的稳定性。

（2）脱氧剂：

如锰铁、硅铁、钛铁、铝铁、石墨等。

作用是减少焊缝金属的氧化物。

（3）造渣剂：

如大理石、萤石、菱苦土、长石、花岗石、钛铁矿、赤铁矿、钛白粉、金红石等。

作用

是形成熔渣，保护熔池和已焊成的焊缝金属，防止有害气体的侵入，并对改善焊条的工艺性能、焊接冶金效果均有重大的作用。

（4）造气剂：

如淀粉、木屑、纤维素、大理石等。

作用是对焊接区形成封闭的气体保护层，以防止外

界气体的侵入。

（5）合金剂：

如锰铁、硅铁、钛铁、铬铁、钼铁、钨铁、钒铁、石墨等。

作用是增补焊缝金属所需的

合金成分。

（6）稀渣剂：

如萤石、精选钛矿、钛白粉、锰矿等。

作用是稀释熔渣粘度，增强熔渣的流动性。

（7）粘结剂：

如钾水玻璃、钠水玻璃等。

作用是将药皮牢固地涂覆在焊芯上。

3、什么叫焊条的型号和牌号？

型号是国家标准对焊条的统一编号。

主要特点是：

（1）区分各种焊条，熔敷金属的力学性能、化学成分、药皮类型、焊接位置和焊接电流种类。

（2）凡是标有型号的焊条，其技术要求、合格指标、检验方法等都应符合国家标准的规定。

（3）焊条的基本要求必须满足国家标准的规定。

牌号是焊条生产厂家对该厂生产的每种焊条标出的特定编号。

（1）区分不同焊条的熔敷金属的力学性能、化学成分、药皮类型和焊接种类。

（2）与型号相比，牌号中没有区分焊接位置的牌号，但增加了特殊性能的符号（如超低氢、打底用、立向下用等）。

4、什么叫酸性焊条和碱性焊条？

它们有何区别？

含有较强氧化物（如二氧化硅、氧化钛等）药皮成分的焊条，叫酸性焊条；

含有大量碱性物（如大理

石、萤石）药皮成分的焊条，叫碱性焊条。

它们的区别是：

酸性焊条工艺性能好，成型美观，对铁锈、油脂、水分等不敏感，吸潮性不大，用交、直流焊接电

源均可；

其缺点是脱硫、除氧不彻底，抗裂性差，力学性较低。

碱性焊条抗裂性好，脱硫、除氧较彻底，脱渣容易，焊缝成型美观，力学性能较高；

其缺点是吸潮性

较强，抗气孔较差，一般只能用直流，但若在药皮中加入适量稳弧剂，则用交、直流均可。

5、为什么碱性焊条又叫低氢型焊条？

酸性焊条药皮中用有机物作造气剂（如面粉、糊精等），氢气较多；

而碱性焊条药皮中采用大理石，在电弧燃烧过程中被分解，放出二氧化碳作为造气剂，其含氢量很少，故它又叫低氢型焊条。

6、电焊条是怎样分类的？

电焊条可分为10大类：

（1）结构钢焊条，主要用来焊接低碳钢和低合金高强钢。

（2）钼和铬钼耐热钢焊条，主要用于焊接珠光体耐热钢。

（3）不锈钢焊条，主要用于焊接不锈钢和热强钢。

（4）低温钢焊条，此类焊条的熔敷金属具有不同的低温工作能力，主要用于焊接各种在低温条件下工

作的结构。

（5）堆焊焊条，主要用于获得具有红硬性、耐磨性、耐蚀性的堆焊层。

（6）铸铁焊条，主要用于焊铸铁件。

（7）镍和镍合金焊条，主要用于焊接镍及其合金，有时也用于堆焊、焊补铸铁、焊接异种金属等。

（8）铜及铜合金焊条，主要用于焊接铜及其合金，异种金属、铸铁等。

（9）铝及铝合金焊条，主要用于焊接铝及其合金。

（10）特殊用途焊条。

7、焊丝起什么作用？

（1）只作填充金属：

焊接时焊丝在外加热源作用下溶化成滴状，过渡到焊接熔池中，形成焊缝金属，如氧－乙炔焊、钨极氩弧焊等。

（2）作为电极和填充金属：

在焊接过程中，焊件为一极，焊丝为另一极，用以传导电流，引燃电弧；

同时填充金属，形成焊缝金属。

如手工电弧焊、埋弧自动焊、电渣焊、溶化极气电焊等。

8、怎样鉴定焊丝的质量？

（1）外观检查：

检查焊丝表面有无锈蚀、污物。

（2）工艺试验：

在工艺性能方面进行试焊，要求是：

1）焊丝溶化时无过多的飞溅；

2）液态焊丝金属的流动性适当；

3）液态焊丝金属的润湿力强；

4）焊缝成形美观；

5）焊缝表面无裂纹、气孔、夹渣等缺陷。

9、简述酸性焊条有那些特点？

酸性焊条具有下述突出特点：

（1）焊接工艺性较好；

（2）电弧长；

（3）对铁锈不敏感；

（4）焊缝成形好；

（5）广泛用于一般结构。

10、简述碱性焊条有那些特点？

碱性焊条具有下述突出特点：

（1）氧化性弱；

（2）对油、水、铁锈等很敏感；

（3）焊缝的冲击韧性好；

（4）焊接工艺性差，引弧困难，电弧稳定性差，飞溅较大，必须采用短弧焊；

（5）主要用于重要结构焊接。

11、钨极有什么作用？

钨极作用有：

（1）传导电流；

（2）引燃电弧；

（3）维持电弧正常燃烧。

12、电站常用钢管的焊接材料怎样选用？

电站常用钢管的焊接材料选用见下表：

钢号

焊丝牌号

焊条牌号

焊条型号

A3

结422

E4303

16Mn

结507

E5015

20

TIG-J50

15CrMo

TIG-R30

热307

E5515-B2

12Cr1MoV

TIG-R31

热317

E5515-B2-V

钢102

TIG-R34

热347

或340

E5515-B3-VWB

E5500-B3-VWB

1Cr18Ni9Ti

H1Cr19Ni9Ti

奥137

或奥132

E0-19-10Nb-15

E0-19-10Nb-16

10CrMo910

TIG-R40

热407

E6015-B3

WB36

DMO-IG

FOXEV65

T91

ER90S-B9

或TGS-9Cb

E9015-B9

或CM-9Cb

P91

ER90S-B9

第四章焊接与气割工艺

一、常用金属材料的焊接特点

1、怎样评价钢材的焊接性？

通常情况下，可根据钢材的含碳多少和合金元素的种类与含量来评价钢材的焊接性。

含碳量多或含合金元素多，则焊接性差，这是一种粗略的估计方法。

可以通过碳当量的计算，根据钢材的化学成分对焊接热影响区淬硬性的影响程度来评价焊接时产生冷裂纹倾向。

碳钢和低合金钢常用的碳当量公式（国际焊接学会推荐的）是:

Ceq=C+Mn/6+1/5（Cr+Mo+V）+1/5（Ni+Cu）（元素含量％）

根据经验：

C＝0.4％时，钢材的淬硬倾向很小，焊接性好，焊接时，不需要预热。

C＝0.4～0.6％时，钢材的淬硬倾向逐渐增大，需要适当预热。

C≥0.6%时，淬硬倾向大，较难焊接，需要采取较高的预热温度和严格控制焊接工艺。

2、珠光体耐热钢焊接时应考虑哪那些问题？

珠光体耐热钢焊接时应考虑的问题有：

（1）防止冷裂纹产生

珠光体耐热钢属低合金钢，含有铬、钼、钒、钨、铌等。

焊接时，如果冷却速度较大，则易形成脆硬组织，在有较大的拘束应力时，会导致裂纹的产生。

合金含量越高，淬硬倾向越大。

预热能使冷却速度减慢，故能防止冷裂纹的产生。

（2）使焊缝的化学成分与母材金属相一致

为了保证珠光体耐热钢的焊接结构能长期、可靠地在特定条件下工作，要求焊缝具有良好的抗氧化能力，较高的持久强度和蠕变极限；

同时要求焊缝的性能和组织有足够的稳定性。

焊接时，焊缝金属的化学成分应最大限度接近被焊钢材的成分，以保证高温下性能一致。

否则在长期高温运行条件下，焊缝接头内的合金元素会产生扩散，特别是在熔合区的碳发生迁移，使接头的持久强度和塑性降低。

3、怎样焊接12Cr2MoWVTiB钢管？

12Cr2MoWVTiB钢也叫102钢。

其焊接性能良好，可采用全氩弧焊或氩弧焊打底、电焊盖面的工艺方法进行焊接，其要点：

（1）焊接材料选择：

氩弧焊打底时，选用国产TIG－R34氩弧焊丝时，直径Ф2.5mm。

氩气纯度

要求在99.95％以上，打底层厚度2.5～3mm。

电焊盖面时选用E5515－B3－VWB焊条，使用前烘干，温度350－400℃，保温2h。

（2）焊前预热：

102钢焊前需预热250－300℃，小径管可不预热。

4、什么是异种钢焊接接头？

异种钢接头有下列几种情况：

被焊母材的化学成分不同，无论选用什么焊条，均为异种钢接头。

根据金属组织，异种钢接头可分为：

（1）同类异种钢接头：

金属组织相同，而化学成分不同，如碳钢＋低合金耐热钢，不同牌号的低

合金耐热钢（20号钢＋12铬1钼钒、15铬钼＋10铬钼910）等；

（2）异类异种钢接头：

金属组织和化学成分均不相同，如低合金耐热钢＋奥氏体不锈钢，低合金

耐热钢＋马氏体热强钢（15CrMo＋1Cr18Ni9，12Cr1MoV＋F12）等。

二、手工电弧焊工艺

1、焊接电弧由哪几部分组成？

各部分产生的热量相等吗？

电弧由三部分组成，阴极区在靠近阴极处，区域很窄，大约只有10cm左右。

在阴极表面有一个光

亮的小斑点，称为阴极斑点。

阴极电子发射以及正离子碰撞阴极均集中在那里，故该区温度高，达2200～3600K。

放出热量占38％。

阳极区在靠近阳极处，也有一个光亮的阳极斑点，电子在此将其动能和逸出功转给阳极，阳极区温度

比阴极区更高，阳极斑点温度约2600～4200K。

放出热量占42％。

弧柱位于阴极和阳极之间，其长度接近弧长。

弧柱中心温度可达5000～8000K,弧柱温度沿长度方向

是均匀的；

而沿径向从中心起温度降低很快。

放出热量占20％。

2、什么叫空栽电压？

确定空载电压的时应考虑那些因素？

当焊机接通电网而输出端没有接负载，焊接电流为零时，输出端的电压叫空载电压。

3、什么叫焊接电弧？

焊接电弧是指由焊接电源供给的具有一定电压的两电极间或电极与焊件间气体介质中产生的强烈而持久的放电现象。

三、氩弧焊工艺

1、氩弧焊分为哪几种？

氩弧焊按照电极的不同可分为溶化极和非溶化极两种。

溶化极氩弧焊（MIG）是在氩气保护下，以焊丝和焊件作为两个电极，利用两电极之间产生的电弧热量来熔化母材金属和焊丝的一种焊接方法。

非溶化极氩弧焊（TIG）是在氩气流保护下，以焊丝和焊件作为两个电极，利用两电极之间的电弧热量来熔化母材金属和焊丝的一种焊接方法。

2、钨极氩弧焊时氩气流量、喷嘴和钨棒伸出长度怎样选择？

氩气流量要选择适当，通常规定小于15L/min，一般选用7～12L/min。

流量过大,保护气层会产生不规则流动；

流量过小，空气易侵入。

两者均要降低气体的保护效果。

喷嘴直径与气体流量同时增加，则保护区增大，保护效果好。

但喷嘴直径不易过大，否则影响焊工的视线。

手工氩弧焊的喷嘴直径以5～14mm为佳。

钨极伸出长度的选择：

喷嘴与焊件的距离过长，保护效果变差；

过短，不但影响施焊，还会烧坏喷嘴。

故喷嘴与焊件的距离以10mm为宜，最多不应超过15～18mm．而钨棒伸出长度为3～5mm较佳。

3、什么叫气体的层流和紊流？

气体在喷嘴内流动时，有层流和紊流两种基本运动状态。

层流是气流质点平行于喷嘴轴线方向作直线运动，即只有轴向速度分量而无径向速度分量。

紊流是气流在喷嘴内运动时，气流质点始终存在着径向速度分量，即气流作旋转运动。

层流稳定，流出喷嘴后，还能保持一定距离，并将空气隔离而起到保护作用；

紊流不稳定，流出喷嘴

后，由于氩气流的旋涡，空气易被卷入而破坏了保护作用。

4、简述TIG焊的工作原理。

钨极氩弧焊的工作原理是：

从喷嘴中喷出的氩气在焊接区造成一个厚而密的气体保护层隔绝空气，在氩气层流的包围中，电极在钨极和工件之间燃烧，利用电弧产生的热量熔化焊件和焊丝，从而获得牢固的焊接接头。

5、什么叫正接法、反接法?

对直流焊机来说，当焊件接正极，焊钳（焊条）接负极，称为正接法；

反之则称为反接法。

6、怎样选用TIG焊的电源？

氩弧焊用的电源有交流和直流。

正接法：

焊件接正极，焊炬接负极。

焊接时，电子高速冲向焊件，使热量集中在焊件，获得的熔池深而窄。

气体正离子冲向钨极，钨极热量低，损耗少。

它可用耐热钢、合金钢、不锈钢、铜和钛的焊接。

反接法：

焊件接负极，焊炬接正极。

焊接时，电子高速冲向钨极，钨极热量高，消耗快。

气流正离子

冲向焊件，由于正离子比重大，可击碎焊件表面氧化膜而产生“阴极破碎”作用。

它可用于铝、镁及其合金。

交流电源由于极性交替变化，它既有“阴极破碎”作用，又有钨极消耗比直流反接法少的特点，因而适用于焊接铝、镁及其合金。

第五章焊接接头的热处理

一、热处理的基本知识

1、什么叫热处理？

焊接接头为什么要焊后热处理？

热处理是利用钢在固态下的组织转变来改变其性能的一种方法。

它由加热、保温和冷却三个阶段组成。

焊接接头焊后热处理的目的是降低残余应力，获得一定的金相组织和相应的各项性能。

2、根据加热、冷却方法的不同，热处理可分为那几种？

根据加热和冷却方法的不同热处理可分为退回、正火、淬火、回火。

二、热处理工艺规范

1、哪些焊接接头可免作焊后热处理？

那些焊接接头焊后应进行热处理？

（1）凡采用氩弧焊或低氢型焊条，焊前预热和焊后适当缓冷的下列部件可免作焊后热处理。

1）壁厚小于或等于10mm，管径小于或等于108mm的15CrMo、12CrMoV钢管子。

2）壁厚小于或等于8mm,管径小于或等于108mm的12Cr1MoV钢管子。

3）壁厚小于或等于6mm，管径小于或等于63mm的12Cr2MoWVB钢管子。

（2）下列焊接接头焊后应进行热处理。

1）壁厚大于30mm的碳素钢管子与管件。

2）壁厚大于32mm的碳素钢容器。

3）壁厚大于28mm的普通低合金钢容器。

4）耐热钢管子与管件[上述

（1）中内容除外]。

5）经焊接工艺评定需做热处理的焊件。

第六章焊接应力与变形

一、焊接应力与变形的产生

1、什么叫应力、内应力和残余应力？

应力是单位截面积上所承受的内力。

一般可分为拉应力、压应力和切应力。

内应力是在没有外力的条件下，平衡于物体内部的应力。

残余应力是最终保留在物体内部的应力。

2、什么叫变形、弹性变形、塑性变形和残余变形？

变形是金属材料在外力的作用下，