【机电实务】王建波 教材精讲班教案 12-第2章-2.3-焊接技术（一）

2.3焊接技术

2.3焊接技术

2023年2022年2021年单选多选案例单选多选案例单选多选案例2222.3.1焊接设备和焊接材料的分类及选用2.3.2焊接方法和焊接工艺2.3.3焊接应力与焊接变形2.焊接材料1）焊条的分类及选用（1）焊条分类③按熔渣性质分类：碱性焊条（又称作低氢型焊条）和酸性焊条。（3）焊条选用原则①焊缝金属的力学性能和化学成分匹配原则。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合金钢焊缝金属合金成分与母材相同或接近应力高、焊缝易产生裂纹比母材强度低的焊条中碳、硫、磷等元素的含量偏高时焊缝中易产生裂纹低氢型焊条。②保证焊接构件的使用性能和工作条件原则。对承受动载荷和冲击载荷的焊件，可选用低氢型焊条。接触腐蚀介质的焊件，应根据介质的性质及腐蚀特征选用不锈钢类焊条或其他耐腐蚀焊条。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。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提高生产率和降低成本原则。3）焊丝分类及选用（2）焊丝选用原则④自保护药芯焊丝与焊条相似，不用另加气体保护焊，抗风能力优于气体保护焊，通常可在四级风力下施焊，适用于野外或高空作业，在国外建筑行业中已广泛使用，在我国长输油气管道焊接中也得到应用4）焊接气体分类及应用（1）焊接气体分类①气焊、切割用气体：助燃气体（O₂）；可燃气体：乙炔、丙烷、石油气、天然气等。②焊接保护用气体：二氧化碳（CO₂）、氩气（Ar）、氦气（He）、氮气（N）、氧气（O₂）和氢气（H）。6）焊接材料的复验要求（1）钢结构的焊接材料复验建筑结构安全等级为一级的一、二级焊缝、建筑结构安全等级为二级的一级焊缝、大跨度的一级焊缝、重级工作制吊车梁结构中的一级焊缝中所用焊接材料应按到货批次进行复验，合格后方可使用。【例-单选题】不属于钢结构所用焊接材料到货批次复验的情况（）A.建筑结构等级为二级的一级焊缝B.重级工作制吊车梁结构的一级焊缝C.大跨度的二级焊缝D.设计要求答案：C（2）特种设备的焊接材料复验球罐用的焊条和药芯焊丝应按批号进行扩散氢复验。焊条、焊丝、焊剂超过期限，应经复验合格后方可使用。1.焊接方法1）焊条电弧焊（1）机动性好①焊接场地不受限制②可适用全位置焊接，可以焊接从薄板到厚板的各种焊接接头。（2）焊缝金属性能良好（3）工艺适应性强2）钨极惰性气体保护焊（1）电弧热量集中，可精确控制焊接热输入，焊接热影响区窄。（2）焊接过程不产生熔渣、无飞溅，焊缝表面光洁。（3）焊接过程无烟尘；熔池容易控制；焊缝质量高。（4）焊接工艺适用性强，几乎可以焊接所有的金属材料。（5）焊接参数可精确控制，易于实现焊接过程全自动化。2.焊接工艺焊接工艺是指制造焊件所有关的加工方法和实施要求，包括焊接准备、材料选用、焊接方法选定、焊接参数、操作要求等。（2）不同焊接方法特点①焊条电弧焊（SMAW）优点：焊接材料广、使用场合广、接头装配质量要求低；缺点：工作效率低、焊接质量依赖操作工人技术性较强。②钨极气体保护焊（GTAW）优点：变形小，适于焊接1.5mm以下的薄板材料，焊接无飞溅、无气孔，焊后可不去焊渣，焊接材料广、焊接质量高；缺点：工作效率低、成本高、易受钨极污染，特殊场合需增加防风措施。③熔化极气体保护焊（GMAW）优点：生产效率高、焊接成本低、焊缝抗锈蚀能力强，焊接形成过程易于控制焊接质量；缺点：焊接表面不平滑、飞溅较多、设备复杂、施工场合有限。2）焊接接头（1）焊接接头由焊缝、熔合区、热影响区和母材金属组成。（2）焊接接头形式：对接接头、T形接头、角接接头及搭接接头等。焊接接头形式主要是由两焊件相对位置所决定的。3）焊缝形式（1）焊缝坡口形式。坡口分成I形（不开坡口）、V形、单边V形、U形、双U形、J形等各种坡口形式。（2）焊缝结合形式。分为对接焊缝、角焊缝、塞焊缝、槽焊缝、端接焊缝。（3）焊缝在施焊时空间位置。分为平焊缝、立焊缝、横焊缝、仰焊缝。【例-单选题】下列焊缝形式中，属于按焊缝结合形式分的是（）。A.角焊缝B.横焊缝C.立焊缝D.平焊缝答案：A4）焊接线能量决定焊接线能量的主要参数就是焊接速度、焊接电流和电弧电压，见公式（2.3-1）。q=IU/v（2.3-1）式中q—线能量（J/cm）；I—焊接电流（A）；U—焊接电压（V）；v—焊接速度（cm/s）。【真题-多选题】以下属于焊接参数的是（）A.焊接电流B.焊接电压C.焊接线能量D.焊接速度E.焊接温度答案：ABCD5）预热及焊后热处理为①改善焊接接头的焊后组织和②性能或消除残余应力而进行的热处理。（1）20HIC任意壁厚均需要①焊前预热和②焊后热处理，以防止延迟裂纹的产生。若不能及时进行热处理，则应在焊后立即③后热200～350℃保温缓冷。后热即可减小焊缝中氢的影响，降低焊接残余应力，避免焊接接头中出现马氏体组织，从而防止氢致裂纹的产生。（2）其他牌号非合金钢用于压力容器时，最低预热温度为15℃。用于工业管道焊接接头母材厚度≥25mm时，最低预热温度为80℃。母材厚度<25mm时，最低预热温度为10℃。例如：非合金钢管道壁厚大于19mm时，应进行焊后消除应力热处理。（3）焊后热处理应符合设计文件规定或相关施工标准、规范、焊接工艺评定报告。（4）有焊后消除应力热处理要求的压力容器（压力管道），经挖补修理后，应当根据补焊深度确定是否需要进行消除应力处理。【例-多选题】焊后热处理应符合设计文件规定或相关施工标准、规范、焊接工艺评定报告。其作用包括（）A.防止延迟裂纹的产生B.提高焊件的刚性