2h312030  机电工程焊接技术

u  2h312031焊接工艺的选择与评定

u  2h312032焊接质量的检测方法

焊接技术是将两块或两块以上的母材（待焊接的工件）在加温加压或两者并用的条件下，使用焊接材料（焊条或焊丝）连接成一个整体的操作方法。

本目重点：焊接工艺的选择与评定，焊接质量的检测方法。

本目难点：焊后检验方法

2h312031焊接工艺的选择与评定

知识点概括：

l  知识点一：焊接工艺的选择

l  知识点二：焊接工艺评定（常考考点）

知识点一：焊接工艺的选择

(二）焊接工艺主要考虑的因素：焊接工艺主要根据被焊工件的材质、牌号、化学成分，焊件结构类型，焊接性能要求来确定。主要考虑的因素：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。

(三)焊接工艺参数的选择

1．焊接工艺参数的种类：确定焊接方法后，需制定焊接工艺参数。

2．主要焊接工艺参数的选择

(1)焊条直径(2014真题考点)。焊条直径的选择主要取决于焊件厚度、接头形式、焊缝位置和焊接层次等因素。一般情况下倾向于选择较大直径的焊条。

(2)焊接电流。应根据焊条的类型、直径、焊件的厚度、接头形式、焊缝空间位置等因素来考虑，其中焊条直径和焊缝空间位置最为关键。

(3)电弧电压。根据电源特性，由焊接电流决定相应的电弧电压。电弧电压还与电弧长有关。电弧长则电弧电压高，电弧短则电弧电压低。

(4)焊接层数。焊接层数应视焊件的厚度而定。除薄板外一般都采用多层焊。焊接层数过少，每层焊缝的厚度过大，对焊缝金属的塑性有不利的影响。

(5)电源种类及极性。直流电源电弧稳定，飞溅小，焊接质量好，一般用在重要的焊接结构或厚板大刚度结构上。其他情况下首先考虑交流电焊机。

3．正确选择焊接工艺参数：保证质量的前提下还要有最高的生产率，消耗最少的电能和焊接材料。

4．灵活选择各种焊接参数：焊接工艺参数的选择不是不变的，须灵活选择焊接参数。

知识点二：焊接工艺评定（常考考点）

（一）焊接工艺评定：验证所拟订的焊件焊接工艺的正确性而进行的试验过程及结果评价。

（二）焊接工艺评定的目的

(1)评定施焊单位是否有能力焊出符合相关国家或行业标准、技术规范要求的焊接接头；

(2)验证施焊单位拟订的焊接工艺指导书是否正确；

(3)为制定正式的焊接工艺指导书或焊接工艺卡提供可靠的技术依据。

（三）焊接工艺评定的一般过程

(1)拟订焊接工艺指导书；

(2)施焊试件和制取试样；

(3)检验试件和试样；

(4)测定焊接接头是否具有所要求的使用性能；

(5)提出焊接工艺评定报告对拟订的焊接工艺指导书进行评定。

（四）标准选用原则

1．按照相关的国家和行业技术标准规范对焊接工艺评定的规定和要求。

2．按照设计文件选用的标准的要求做焊接工艺评定。

（五）焊接工艺评定要求

1．一般要求

(1)焊接工艺评定应以可靠的钢材焊接性能为依据，在工程施焊之前完成。(2013真题考点)焊接工艺评定所用的焊接参数，是根据被焊钢材的焊接性试验结果来确定的，尤其是热输入、预热温度及后热温度。

(2)焊接工艺评定所用的设备、仪表应处于正常工作状态，由本单位技能熟练的焊接人员使用本单位焊接设备焊接试件。

(3)主持评定工作和对焊接及试验结果进行综合评定的人应是焊接工程师。(2012真题考点)

(4)完成评定后资料应汇总，由焊接工程师确认评定结果。

(5)经审查批准后的评定资料可在同一质量管理体系内通用。

例如，对压力容器焊接工艺评定的基本要求有，评定时分别按对接焊缝、角焊缝和堆焊焊缝三种方式制备试板。其中对接焊缝试板要进行外观检查、射线探伤（无损探伤）、拉伸试验和冲击试验等；耐蚀堆焊层试板要进行渗透探伤、弯曲试验和化学成分分析。

2．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(2012真题考点)。

（真题考点）当增加焊接工艺班次评定的补加因素时，按增加的补加因素增焊（　）试件进行试验。

a.拉伸 　　

b.冲击 　　

c.弯曲 　　

d.剪切

答案：b  

(2)任一钢号母材评定合格的，可以用于同组别号的其他钢号母材；同类别号中高组别号母材评定合格的，也适用于该组别号与低组别号的母材组成的焊接接头。

(3)改变焊后热处理类别，须重新进行焊接工艺评定。

(4)首次使用的国外钢材，必须进行工艺评定。

(5)常用焊接方法中焊接材料、保护气体、线能量等条件改变时，需重新进行工艺评定。

3．评定资料管理

(1)评定的所有原始资料应全部收集、进行系统整理、建档、作为技术资料保存。

(3)评定资料应用部门根据已批准的评定报告，结合施焊工程或焊工培训需要，按工程或培训项目，分项编制《焊接工艺（作业）指导书》，也可以根据多份评定报告编制一份《焊接工艺（作业）指导书》。

(4)《焊接工艺（作业）指导书》的编制，必须由应用部门焊接专业工程师主持进行。

(5)《焊接工艺（作业）指导书》应在工程施焊或焊工培训考核之前发给焊工，并进行详细技术交底。

2h312032  焊接质量的检测方法

知识点概括：

l  知识点一：焊前检验（常考考点）

l  知识点二：焊接中检验

l  知识点三：焊后检验（常考考点）

知识点一：焊前检验（常考考点）

（一）焊前检验内容：从人、机、料、法、环、检六个方面进行核查。

（二）焊接前检验方法

1．焊工资格检查：检查焊工资格是否在有效期限内，考试项目是否与实际焊接相适应。

2．焊接设备检查：焊接设备型号、电源极性是否符合工艺要求，焊炬、电缆、气管和焊接辅助工具，安全防护等是否齐全。

3．原材料检查：对母材、焊条（焊丝）、焊剂、保护气体、电极等进行检查，是否与合格证及国家标准相符合，及检查包装是否破损、过期等。

4．技术文件的检查：审查焊件结构是否设计合理、便于施焊、易保证焊接质量；检查工艺文件上工艺要求是否齐全、表达清楚；新材料、新产品、新工艺施焊前应检查是否进行了焊接工艺试验。

3．原材料检查：对母材、焊条（焊丝）、焊剂、保护气体、电极等进行检查，是否与合格证及国家标准相符合，及检查包装是否破损、过期等。

4．技术文件的检查：审查焊件结构是否设计合理、便于施焊、易保证焊接质量；检查工艺文件上工艺要求是否齐全、表达清楚；新材料、新产品、新工艺施焊前应检查是否进行了焊接工艺试验。

5．焊接环境检查：检查是否采取可靠防护措施。下列情况之一，如没采取适当的防护措施时，应立即停止焊接工作。(2009、2011真题考点)

(1)采用电弧焊焊接时，风速等于或大于8m/s；

(2)气体保护焊接时，风速等于或大于2m/s；

(3)相对湿度大于90%；

(4)下雨或下雪；

(5)管子焊接时应垫牢，不得将管子悬空或处于外力作用下焊接，在条件允许的情况下，尽可能采用转动焊接，以利于提高焊接质量和焊接速度。

6．焊接过程的检查：由专职或兼职质检员对人、机、料、法、环等各因素进行检查。

知识点二：焊接中检验

（一）焊接中检验内容

1．焊接工艺：焊接中是否执行了焊接工艺要求，包括焊接方法、焊接材料、焊接规范（电流、电压、线能量）、焊接顺序、焊接变形及温度控制。

2．焊接缺陷：多层焊层间是否存在裂纹、气孔、夹渣等缺陷，缺陷是否已清除。

3．焊接设备：焊接设备运行是否正常。

知识点三：焊后检验（常考考点）

（一）焊后检验的内容：外观检验、致密性试验、强度试验、无损检测。

（二）焊后检验的方法

1．外观检验

(1)利用低倍放大镜或肉眼观察焊缝表面是否有咬边、夹渣、气孔、裂纹等表面缺陷(2010、2012真题考点)。

（2010年真题）利用低倍放大镜观察焊缝表面，目的是检查焊缝是否有（　）等表面缺陷。

a.余高　　

b.气孔　　

c.焊瘤　　

d.凹陷

答案：b

(2)用焊接检验尺测量焊缝余高、焊瘤、凹陷、错口等。

(3)检验焊件是否变形。

2．致密性试验（泄漏）

(1)液体盛装试漏：不承压设备，直接盛装液体，试验焊缝致密性。

(2)气密性试验：用压缩空气通入容器或管道内，焊缝外部涂肥皂水检查是否有鼓泡渗漏。

(3)氨气试验：焊缝一侧通入氨气，另一侧焊缝贴上浸过酚酞—酒精、水溶液的试纸，若有渗漏，试纸上呈红色。

(4)煤油试漏：在焊缝一侧涂刷白垩粉水，另一侧浸煤油。如有渗漏，煤油会在白垩上留下油渍。

(5)氦气试验：通过氦气检漏仪来测定焊缝致密性。

(6)真空箱试验：在焊缝上涂肥皂水，用真空箱抽真空，若有渗漏，会有气泡产生。适用于焊缝另一侧被封闭的场所，如储罐罐底焊缝。(2012真题考点)

3．强度试验（压力：水压，气压）

(1)液压强度试验常用水进行，试验压力为设计压力的1.25～1.5倍。（容器：1.25，管道：1.5）

(2)气压强度试验用气体为介质进行强度试验，试验压力为设计压力的1.15～1. 20倍。

4．常用焊缝无损检测方法

(1)射线探伤方法(rt)：利用(x、y)射线源发出的贯穿辐射线穿透焊缝后使胶片感光，焊缝缺陷影像便显示在射线照相底片上。

(2)超声波探伤(ut)：利用声耦合介质传入金属中形成超声波，超声波在传播时遇到缺陷就会反射并返回到换能器，测量该信号可评定工件中缺陷。超声波比射线探伤灵敏度高，灵活方便，周期短、成本低、效率高、对人体无害，但显示缺陷不直观，对缺陷判断不精确，受探伤人员经验和技术熟练程度影响较大。

(3)渗透探伤(pt)：当含有颜料或荧光粉剂的渗透液喷洒或涂敷在被检焊缝表面上时，液体的毛细作用使其渗入表面开口的缺陷中，清洗表面多余渗透液，干燥后施加显像剂，从而观察到缺陷的显示痕迹。

(4)磁性探伤(mt)：利用铁磁性材料表面与近表面缺陷会引起磁率发生变化，磁化时在表面上产生漏磁场，并采用磁场测量方法来记录与显示缺陷。主要用于检查表面及近表面缺陷。该方法与渗透探伤方法比较，不但探伤灵敏度高、速度快，而且能探查表面一定深度下缺陷

(5)超声波衍射时差法(tofd)：依靠从待检试件内部缺陷“端角”和“端点”处得到的衍射能量来检测缺陷。技术优越性：一次扫查几乎能够覆盖整个焊缝区域，可以实现非常高的检测速度；能够发现各种类型的缺陷，但对缺陷的走向不敏感；近表面存在肓区，对该区域检测可靠性不够。

(6)其他检测方法：大型工件金相分析；铁素体含量检验；光谱分析；手提硬度试验；声发射试验等。