安装工程施工技术

1、第09讲话 第二章 安装工程施工技术考试大纲要求掌握 焊接热处理吹扫清洗除锈刷油、绝热施工工艺和方法。熟悉切割脱脂钝化预膜、衬里施工工艺和方法。熟悉压力试验分类和方法。了解吊装方法和分类。 第二章 安装工程施工技术 第一节 切割与焊接（10分） 一、切割 切割是各种板材、型材、管材焊接成品加工过程中的首要步骤，也是保证焊接质量的重要工序。按照金属切割过程中加热方法的不同大致可以把切割方法分为火焰切割、电弧切割和冷切割三类。 （一）火焰切割（也叫氧-燃气切割、气割） 可燃气体与氧气的混合及切割氧的喷射是利用割炬来完成的，气割所用的可燃气体主要是乙炔、液化石油气和氢气。1. 氧一乙炔切割 氧一乙炔

2、切割是利用氧一乙炔预热火焰使金属在纯氧气流中剧烈燃烧，生成熔渣和放出大量热量的原理而进行的。2. 液化石油气切割 液化石油气切割的原理与氧一乙炔切割相同。不同的是液化石油气的燃烧特性与乙炔气不同，所使用的割炬也有所不同，它扩大了低压氧喷嘴孔径及燃料混合气喷口截面，还扩大了对吸管圆柱部分孔径。3. 氢氧源切割 利用电解水氢氧发生器装置，用直流电将水电解成氢气和氧气，其气体比例恰好完全燃烧，火焰温度可达28003000，也可以用于火焰加热。 气割过程是预热燃烧吹渣过程，但并不是所有金属都能满足这个过程的要求，只有符合下列条件的金属才能进行气割。 （1）金属在氧气中的燃烧点应低于其熔点； （2）气割

3、时金属氧化物的熔点应低于金属的熔点； （3）金属在切割氧流中的燃烧应是放热反应； （4）金属的导热性不应太高； （5）金属中阻碍气割过程和提高钢的可淬性的杂质要少。 气割的优点是设备简单、使用灵活。其缺点是对切口两侧金属的成份和组织产生一定的影响，以及引起被割工件的变形等。目前气割工艺在工业生产中得到了广泛的应用。4. 氧熔剂切割 氧熔剂切割是在切割氧流中加入纯铁粉或其它熔剂，利用它们的燃烧热和废渣作用实现气割的方法为氧熔剂切割。此种切割方法烟尘少，切断面无杂质，可用来切割不锈钢等。 （二）电弧切割 电弧切割按生成电弧的不同可分为：等离子弧切割、碳弧气割。1等离子弧切割 等离子弧的能量、能量密

4、度以及等离子气流的速度取决于等离子气体的种类及流量、喷嘴形状参数和所施加给等离子弧的电能。 等离子切割的工艺参数主要有切割电流、实载电压、气体流量、切割速度、割炬距工件距离等。 等离子弧切割方法除一般型外，派生的型式有水再压缩等离子弧切割、空气等离子弧切割或水再压缩空气等离子弧切割方法。一般型等离子弧切割可采用转移型电弧或非转移型电弧。非转移型电弧适宜于切割非金属材料，切割金属材料通常采用转移型电弧。2碳弧气割 碳弧气割是利用碳极电弧的高温，把金属局部加热到熔化状态，同时用压缩空气的气流把熔化金属吹掉，从而达到对金属进行切割的一种加工方法，利用该方法也可在金属上加工沟槽。目前，这种切割金属的的

5、方法在金属结构制造部门得到广泛应用。但是，压缩空气的流量过大时，将会使被熔化的金属温度降低，而不利于对所要切割的金属进行加工。电弧切割的适用范围及特点为： （1）在清除焊缝缺陷和清理焊根时，能在电弧下清楚地观察到缺陷的形状和深度，生产效率高，同时可对缺陷进行修复。 （2）可用来加工焊缝坡口，特别适用于开U型坡口； （3）使用方便，操作灵活； （4）可进行全位置操作。可以清理铸件的毛边、飞刺、浇铸冒口及铸件中的缺陷； （5）加工多种不能用气割加工的金属，如铸铁、高合金钢、铜和铝及其合金等，对有耐腐蚀要求的不锈钢一般不采用此种方法切割。 （6）设备、工具简单，操作使用安全。 （7）碳弧气割可能产生

6、的缺陷有夹碳、粘渣、铜斑、割槽尺寸和形状不规则等。 碳弧气割的工艺参数主要有电源极性、碳棒直径、气割电流、气割速度、压缩空气压力，以及碳棒的外伸长度、碳棱与工件间的夹角等。 （三）冷切割1激光切割2水射流切割 （四）几种常用的切割设备1小车式切割机2门式数控切割机例题.随着钢中含碳量的增加，高碳钢不能用气割，其原因为(D)。A.熔点升高，燃点降低 B.熔点升高，燃点升高C.熔点降低，燃点降低 D.熔点降低，燃点升高二、焊接（一）焊接的分类及特点焊接是借助于能源，使两个分离的物体产生原子（分子）间结合而连接成整体的过程，可以连接金属材料和非金属材料。按照焊接过程中金属所处的状态及工艺的特点，可以

7、将焊接方法分为熔化焊、压力焊和钎焊三大类。如图2.1.1所示。 熔化焊是利用局部加热的方法将联接处的金属加热至熔化状态而完成的焊接方法，可形成牢固的焊接接头。压力焊是利用焊接时施加一定压力而完成焊接的方法。这类焊接有两种形式，可加热后施压，亦可直接冷压焊接，其压接接头较牢固。钎焊是把比被焊金属熔点低的钎料金属加热熔化至液态，然后使其渗透到被焊金属接缝的间隙中而达到结合的方法。钎焊接头一般强度较低，耐热性差。1熔化焊 (1) 气焊气焊用的焊丝起填充金属的作用，焊接时与熔化的母材一起组成焊缝金属。气焊主要应用于薄钢板、低熔点材料（有色金属及其合金）、铸铁件和硬质合金刀具等材料的焊接，以及磨损、报废

8、车件的补焊、构件变形的火焰矫正等。气焊的优点是设备简单（氧气瓶、乙炔瓶、回火保险器、焊炬、减压器、氧气、乙炔、输送管等）使用灵活；对铸铁及些有色金属的焊接有较好的适应性；在电力供应不足的地方需要焊接时，气焊可以发挥更大的作用。其缺点是生产效率较低；焊接后工件变形和热影响区较大；较难实现自动化。(2) 电弧焊电弧焊是工业生产中应用最广泛的焊接方法，它的原理是利用电弧放电（俗称电弧燃烧）所产生的热量将焊条与工件互相熔化并在冷凝后形成焊缝，从而获得牢固接头的焊接过程。电弧焊焊接低碳钢或低合金钢时，电弧中心部分的温度可达60008000，两电极的温度可达到24002600。1) 手弧焊手工电弧焊可以进

9、行平焊、立焊、横焊和仰焊等多位置焊接。另外由于电弧焊设备轻便，搬运灵活，可以在任何有电源的地方进行维修及装配中的短缝的焊接作业。特别适用于难以达到部位的焊接。适用于各种金属材料、各种厚度和各种结构形状的焊接。如工业用碳钢、不锈钢、铸铁、铜、铝、镍及合金。2) 埋弧焊埋弧焊的主要优点是：热效率较高，熔深大，工件的坡口可较小，减少了填充金属量；焊接速度高，当焊接厚度为810mm的钢板时，单丝埋弧焊速度可达 5080cmmin； 焊剂的存在不仅能隔开熔化金属与空气的接触，而且使熔池金属较慢地凝固，减少了焊缝中产生气孔、裂纹等缺陷的可能性。但由于采用颗粒状焊剂，这种焊接方法一般只适用于平焊位置，且不能

10、直接观察电弧与坡口的相对位置，容易焊偏。另外，不适于焊接厚度小于l mm的薄板。 由于埋弧焊熔深大，生产效率高，机械化操作的程度高，因而适于焊接中厚板结构的长焊缝。在造船、锅炉与压力容器、桥梁、起重机械、铁路车辆、工程机械、重型机械和冶金机械、核电站结构和海洋结构等制造部门有着广泛的应用，是当今焊接生产中最普遍使用的焊接方法之一。埋弧焊能焊的材料已从碳素结构钢发展到低合金结构钢、不锈钢、耐热钢等以及某些有色金属，如镍基合金、钛合金和铜合金等。3) 气体保护电弧焊（气电焊）用外加气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊称为气体保护电弧焊，简称气电焊。气电焊与其它焊接方法相比，具有以下特点：(一

11、定掌握)1电弧和熔池的可见性好，焊接过程中可根据熔池情况调节焊接参数；2焊接过程操作方便，没有熔渣或很少有熔渣，焊后基本上不需清渣；3电弧在保护气流的压缩下热量集中，焊接速度较快，熔池较小，热影响区窄，焊件焊后变形小；4有利于焊接过程的机械化和自动化，特别是空间位置的机械化焊接；5可以焊接化学活泼性强和易形成高熔点氧化膜的镁、铝、钛及其合金；6可以焊接薄板；7在室外作业时，需设挡风装置，否则气体保护效果不好，甚至很差；8电弧的光辐射很强；9焊接设备比较复杂，比焊条电弧焊设备价格高。 气电焊通常按照电极是否熔化和保护气体不同，分为不熔化极（钨极）惰性气体保护焊和熔化极气体保护焊，氧化混合气体保护

12、焊、CO2气体保护焊和管状焊丝气体保护焊。 钨极（不熔化极）惰性气体保护焊。钨极惰性气体保护焊是在惰性气体的保护下，利用钨电极与工件间产生的电弧热熔化母材和填充焊丝（如果使用填充焊丝）一种焊接方法。焊接时惰性形成气体保护层隔绝空气，以防止其对钨极、熔池及邻近热影响区的有害影响，从而可获得优质的焊缝，惰性气体主要采用氩气。钨极氩弧焊接操作方式分为手工焊、半自动焊和自动焊三类。钨极惰性气体保护焊具有下列优点：不和金属反应，并自动清除工件表面氧化膜的作用，可焊接化学活泼性强的有色金属、不锈钢、耐热钢等和各种合金；适用于薄板及超薄板材料焊接；可进行各种位置的焊接，也是实现单面焊双面成形的理想方法。不足

13、之处是熔深浅，熔敷速度小，生产率较低；其微粒有可能进入熔池，造成污染（夹钨）；惰性气体（氩气、氦气）较贵，生产成本较高。钨极惰性气体保护焊所焊接的板材厚度范围，从生产率考虑以3mm以下为宜。对于某些黑色和有色金属的厚壁重要构件（如压力容器及管道），为了保证高的焊接质量，也采用钨极惰性气体保护焊。 熔化极气体保护焊。这种方法也是利用连续的焊丝与工件之间燃烧的电弧作热源，由焊炬喷嘴喷出的气体保护电弧来进行焊接。与钨极气体保护焊不同的是，作为焊极的焊丝在焊接过程中熔化为液态金属，填充在焊缝处。因此其除具备不熔化极气体保护焊的主要优点（可进行各种位置的焊接；适用于有色金属、不锈钢、耐热钢、碳钢、合金钢

14、绝大多数金属的焊接）外，同时也具有焊接速度较快，熔敷效率较高等优点。 CO2 气体保护焊。CO2 气体保护焊属熔化极气体保护焊，其具有生产效率高、焊接变形小、适用范围广等特点。焊接时电弧为明弧焊，可见性好，采用半自动焊接法进行曲线焊缝和空间位置焊缝的焊接十分方便，操作简单，容易掌握，但不足之处是焊接飞溅较大，防风能力差。CO2 气体保护焊是目前广泛应用的一种电弧焊方法，主要用于汽车、船舶、管道、机车车辆、集装箱、矿山及工程机械、电站设备和建筑等金属结构的焊接。从被焊件材质上看，CO2气体保护焊可以焊接碳钢和低合金钢例题.二氧化碳气体保护焊的不足之处是( 4)。A. 生产效率低 B.焊接变形大C

15、.适用范围小 D.焊接飞溅较大，防风能力差 例题.与熔化极氩弧焊柑比，钨极氩弧焊的特点为(D)。A.焊接速度快B.熔敷效率较高C.适用于有色金属及不锈钢的焊接D.适用于薄板及超薄板的焊接第10讲(4) 等离子弧焊 等离子弧焊也是一种不熔化极电弧焊，其等离子弧是自由电弧压缩而成的,叫转移电弧。其离子气为氩气、氮气、氦气或其中二者之混合气。等离子弧的能量集中，温度高，焰流速度大。这些特性使得等离子弧广泛应用于焊接、喷涂和堆焊。等离子弧焊与钨极惰性气体保护焊相比，有以下特点： 1）等离子弧能量集中、温度高，对于大多数金属在一定厚度范围内都能获得小孔效应，可以得到充分熔透，反面成形均匀的焊缝； 2）电

16、弧挺度好，等离子弧的扩散角仅5左右，基本上是圆柱形，弧长变化对工件上的加热面积和电流密度影响比较小。所以，等离子弧焊弧长变化对焊缝成形的影响不明显； 3）焊接速度比钨极惰性气体保护焊快； 4）能够焊接更细、更薄的工件（如1mm以下极薄金属的焊接）； 5）其设备比较复杂、费用较高，工艺参数调节匹配也比较复杂。 (5) 电渣焊电渣焊是利用电流通过液体熔渣时所产生的电阻热进行焊接的方法。电渣焊的焊接效率可比埋弧焊提高25倍，焊接时坡口准备简单，焊接熔池体积较大，焊接区在高温停留时间较长，冷却速度缓慢，焊缝及近缝区不易形成淬硬组织、冷裂纹、气孔和夹渣等缺陷，但极易产生热裂纹，这在一定程度上阻碍了这种高

17、效焊接法在大型重要焊接结构中的应用。电渣焊可以焊接各种碳素结构钢、低合金高强度钢、耐热钢和中合金钢，现已广泛应用于锅炉、压力容器、重型机械、冶金设备和船舶等的制造中。另外，用电渣焊可进行大面积堆焊和补焊。(6) 激光焊 激光焊是以聚焦的激光束作为能源轰击焊件所产生的热量进行焊接的方式。激光焊具有很多优点如能量密度高，可获得较高的焊接速度；焊接变形和应力小；焊接时熔深大，可一次穿透20mm以下的金属材料或焊接微型件；可以长距离焊接或一般焊接方法难以接近的部件；不需要真空系统。但激光焊设备价格昂贵，对焊件加工、装配和定位要求很高，激光器的电光转换和整体运行效率都很低。激光焊可以焊接各种金属材料和非

18、金属材料如碳钢、硅钢、铝和钛等金属及其合金，钨、钼等难熔金属及异种金属以及陶瓷、玻璃和塑料等。特别适于焊接微型、精密、排列非常密集、对热敏感性强的工件，适于焊接厚度小于0.5mm的薄板、直径小于0.6mm的金属丝。(7) 电子束焊电子束焊是利用加速和聚集的电子束轰击置于真空或非真空中的焊件所产生的热能进行焊接的方法。电子束焊加热功率密度大，焊缝深宽比大，熔池周围气氛纯度高，焊接参数调节范围广，适应性强。在大批量生产条件下，焊接成本低于气电焊。但电子束焊设备复杂，价格贵，使用维护要求高；焊件装配要求高，尺寸受真空室大小限制；需防护X射线。电子束焊可以用来焊接绝大多数金属及合金以及要求变形小、质量

19、高的工件等。目前电子束焊已广泛应用于精密仪器、仪表和电子工业等。 例题.等离子弧的能量集中、温度高、焰流速度大，可广泛用于(C)。A.切割（没明示说）B.埋弧焊C.堆焊D.钎焊2压力焊 了解 (1) 电阻焊 (2) 超声波焊3钎焊钎焊的优点是容易保证焊件的尺寸精度，同时对于焊件母材的组织及性能的影响也比较小；适用于各种金属材料、异种金属和金属与非金属的连接；一次完成多个零件或多条钎缝的钎焊；可以钎焊极薄或极细的零件，以及粗细、厚薄相差很大的零件。钎焊的缺点是钎焊接头的耐热能力比较差，接头强度比较低，钎焊时表面清理及焊件装配质量的要求比较高。 (1) 火焰钎焊 (2) 电阻钎焊 (3) 感应钎焊

20、例题.适用于各种金属、异种金属和金属与非金属的焊接，并可以焊接粗细、厚薄相差很大的零件，但接头的耐热能力较差、强度较低的焊接方法为(D)。A.气焊B.等离子弧焊C.激光焊D.钎焊（二）常用焊接材料及设备1焊接材料(1)手工电弧焊焊接材料 1) 焊条的组成焊条就是涂有药皮的供电弧焊使用的熔化电极。它是由药皮和焊芯两部分组成。焊条的：焊芯。焊条中被药皮包覆的金属芯称为焊芯焊接时，焊芯本身熔化为填充金属与母材金属熔合形成焊缝。采用焊条焊接，焊芯金属为整个焊缝金属的一部分。所以焊芯的化学成分直接影响焊缝的质量。因此，作为焊芯用的钢丝都单独规定了它的牌号与成分。如果用于埋弧自动焊、电渣焊、气体保护焊和气

21、焊等熔焊方法作填充金属时，则称为焊丝。 焊芯的分类是根据国家标准“焊接用钢丝”（GB130077）的规定分类的，用于焊接的专用钢丝可分为碳素结构钢钢丝、合金结构钢钢丝和不锈钢钢丝三类。 药皮。压涂在焊芯表面的涂层称为药皮。药皮是由各种矿物类、铁合金有机物和化工产品（水玻璃类）原料组成。药皮在焊接过程中起着极为重要的作用：a若采用无药皮的光杆焊条焊接，则在焊接过程中，空气中的氧和氮会大量侵入熔化金属，将金属铁和有益元素碳、硅、锰等氧化和氮化，并形成各种氧化物和氮化物残留在焊缝中，造成焊缝夹渣或裂纹。而熔入熔池中的气体可能使焊缝产生大量气孔，这些因素都能使焊缝的机械性能（强度、冲击值等）大大降低，

22、同时使焊缝变脆。此外采用光杆焊条焊接，电弧很不稳定，飞溅严重，焊缝成形很差。 b药皮除具有机械保护作用，还要加入一些还原剂，使电弧燃烧中产生的氧化物还原，以保证焊缝质量。c通过在焊条药皮中加入铁合金或纯合金元素，使之随着药皮的熔化而过渡到焊缝金属中去，以弥补合金元素烧损和提高焊缝金属的机械性能。d总之药皮的作用改善了焊接工艺性能，使电弧稳定燃烧、飞溅少、焊缝成形好、易脱渣和熔敷效率高。同时也保证焊缝金属获得具有合乎要求的化学成分和机械性能。2）焊条分类 按焊条的用途分类。在“焊接材料产品样本”中，将焊条按用途分为10大类，即钢焊条（低碳钢和低合金高强度钢焊条）、钼及钼合金耐热钢焊条、低温钢焊条

23、、不锈钢焊条、堆焊焊条、铸铁焊条、镍及镍合金焊条、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条及特殊用途焊条。 按药皮的主要成分分类。焊条的药皮由多种原料组成，按药皮的主要成分可以将焊条分为：不定型、氧化钛型、钛钙型、氧化铁型、低氢钾型、低氢钠型、纤维类型、石墨型、钛铁矿型、盐基型等10大类。 按药皮熔化后的熔渣碱度分类。熔渣成分主要是酸性氧化物（SiO2、TiO2、Fe2O3）的为酸性焊条；熔渣主要成分是碱性氧化物（如大理石、萤石等）的为碱性焊条。酸性焊条具有较强的氧化性，对铁锈、水分不敏感，焊缝中很少有由氢气引起的气孔，但酸性熔渣脱氧不完全，也不能完全清除焊缝中的硫、磷等杂质，故焊缝金属力学性能较低。碱

24、性焊条由于脱氧性能好，能有效除焊缝中的硫，合金元素烧损少，焊缝金属合金化效果好，焊缝力学性能和抗裂性均较好，但当焊件和焊条存在水分时，焊缝中容易出现氢气孔。 按特殊性能分类。焊条按特殊性能可分为：超低氢、低尘低毒、立向下、底层焊、铁粉高效、抗潮、水下焊、重力焊、躺焊焊条等。3）焊条的选用原则（重点年年考）焊接材料的机械性能、化学成分；（自己总结什么情况用酸碱性、低一级）a.对于低碳钢、中碳钢和低合金钢，可选用与母材强度等级相应的焊条，其抗拉强度等于或稍高于母材。当受力情况复杂时，应选用比母材强度低一级的焊条，以保证焊缝既有一定的强度，又能有满意的塑性。b.对于合金结构钢，通常要求焊缝金属的合金

25、成分与母材金属相同或相近。c.在对焊接结构受力复杂、刚性大、接头应力高、焊缝易产生裂纹的情况下，可以考虑选用比母材强度低一级别的焊条。以保证焊缝既有一定的强度，又能有良好的塑性。d.在母材中C、P、S等元素含量偏高时，焊缝易产生裂纹的情况下，应选用抗裂性能好的低氢型焊条。e.在焊条的强度确定之后，对于塑性、冲击性和抗裂性能要求较高（结构形状复杂、钢材厚、焊件受动荷载），低温条件下工作的焊缝应选用碱性焊条。f.当焊件焊口处有较多的铁锈、油污和氧化皮、水分等脏物，且又无法清理时，应选用对铁锈、油污和氧化皮、水分敏性小和抗气孔性能较强的酸性焊条。g.低碳钢与低合金钢、不同强度等级的低合金钢等异种钢间

26、的焊接，一般选用与较低强度等级钢材相匹配的焊条。例题.在母材中碳、磷、硫等元素含量较高时，选用低氢焊条的目的是(A)。A.降低焊缝出现裂纹的可能B.提高焊缝的抗气孔性能C.避免焊接过程中焊缝的渗碳D.减少焊缝的夹渣例题在焊条的强度确定之后，选用碱性焊条的原则应包括（bcd）。 A焊口处有较多铁锈、油污、水分等B焊件结构形状复杂 C焊件的钢材厚度大 D焊件在低温条件下工作 焊件的工作条件与使用性能（重点年年考）a.对承受动荷载和冲击荷载的焊件，除满足强度要求，还要保证焊缝具有较高的韧性和塑性，应选用塑性和韧性较高的低氢焊条；b.接触腐蚀介质的焊件，根据介质性质，应选用相应的不锈钢焊条，或选用其他

27、耐腐蚀焊条；c.在高温或低温条件下工作的焊件，应选用相应的耐热钢或低温钢焊条。对珠光体的耐热钢一般选用与钢材化学成分相近的焊条，或根据焊件的工作温度来选取；d.结构复杂，刚性大及厚度大的焊件，应选用抗裂性能好的低氢焊条；e.对受条件限制不能翻转的焊件，应选全位置焊接焊条。 简化工艺、提高生产率和降低成本。a. 薄板焊接或点焊宜采用“E4313”，焊件不易烧穿且易引弧。b. 在满足焊件使用性能和焊条操作性能的前提下，应选用规格大、效率高的焊条。c. 在使用性能基本相同时应尽量选择价格较低的焊条，降低焊接生产的成本。d. 在没有直流电源，而焊缝又要使用低氢焊条的场合，应选用交、直流两用型低氢焊条。

28、 焊条除根据上述原则选用外，有时为了保证焊件的质量还需通过试验来最后确定。为了保障焊工的身体健康，在允许的情况下应尽量多采用酸性焊条。第11讲4) 焊接参数的选择方法（重点）电弧焊的焊接参数主要有焊条直径、焊接电流、电弧电压、焊接层数、电源种类及极性等。 焊条直径的选择。焊条直径的选择主要取决于焊件厚度、接头型式、焊缝位置及焊接层次等因素。在不影响焊接质量的前提下，为了提高劳动生产率，一般倾向于选择大直径的焊条。 焊接电流的选择。焊接电流的大小，对焊接质量及生产率有较大影响。主要根据焊条类型、焊条直径、焊件厚度、接头型式、焊缝空间位置及焊接层次等因素来决定，其中，最主要的因素是焊条直径和焊缝空

29、间位置。另外，焊缝的空间位置不同，焊接电流的大小也不同。含合金元素较多的合金钢焊条，一般电阻较大，热膨胀系数大，焊接过程中电流大，焊条易发红，造成药皮过早脱落，影响焊接质量，而且合金元素烧损多，因此焊接电流相应减小。 电弧电压的选择。电弧电压是由电弧长来决定。电弧长，则电弧电压高；电弧短，则电弧电压低。在焊接过程中，电弧过长，会使电弧燃烧不稳定，飞溅增加，熔深减小，而且外部空气易侵入，造成气孔等缺陷。因此，要求电弧长度小于或等于焊条直径，即短弧焊。在使用酸性焊条焊接时，为了预热待焊部位或降低熔池温度，有时将电弧稍微拉长进行焊接，即所谓的长弧焊。 焊接层数的选择。在中、厚板焊条电弧焊时，往往采用

30、多层焊。层数多些，对提高焊缝的塑性、韧性有利。但要防止接头过热和扩大热影响区的有害影响。另外，层数增加，往往使焊件变形增加。因此，要综合考虑加以确定。 电源种类和极性的选择。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的焊接上。其它情况下，应首先考虑用交流焊机，因为交流焊机构造简单，造价低，使用维护也较直流焊机方便。极性的选择，则是根据焊条的性质和焊接特点的不同，利用电弧中阳极温度比阴极温度高的特点，选用不同的极性来焊接各种不同的焊件。一般情况下，使用碱性焊条或薄板的焊接，采用直流反接；而酸性焊条，通常选用正接。例题.焊条直径的选择除主要取决于焊件厚度外，还取

31、决于(134)。A.接头型式B.电弧电压C.焊缝位置D.焊接层次例题.电弧焊焊接时，选用直流电源的优势有（124）A .电弧稳定、飞溅小B .焊接质量好C.设备简单、维护方便D.可用于厚板大刚度结构(2)埋弧焊焊接材料1) 焊丝埋弧焊所用焊丝有实心焊丝与药芯焊丝两种。普遍使用的是实心焊丝，有特殊要求时使用药芯焊丝。根据所焊金属材料的不同，埋弧焊用焊丝有碳素结构钢焊丝、合金结构钢焊丝、高合金钢焊丝、各种有色金属焊丝和堆焊焊丝。按焊接工艺的需要，除不锈钢焊丝和有色金属焊丝外，焊丝表面均镀铜，以利于防锈并改善导电性能。2) 焊剂埋弧焊焊剂按用途分为钢用焊剂和有色金属用焊剂，按制造方法分为熔炼焊剂、烧

32、结焊剂和陶质焊剂。 焊剂应满足下列基本要求 焊剂的分类。埋弧焊焊剂除按其用途分为钢用焊剂和有色金属用焊剂外，通常还按制造方法、化学成分、化学性质和颗粒结构等分类。a. 按制造方法分为：熔炼焊剂、烧结焊剂和陶质焊剂。b. 按化学成分分为：碱性焊剂、酸性焊剂和中性焊剂。 焊剂和焊丝的选配。欲获得高质量的埋弧焊焊接接头，正确选用焊剂与焊丝是十分重要的。低碳钢的焊接可选用高锰高硅型焊剂，配合H08MnA焊丝，或选用低锰、无锰型焊剂配H08MnA和H10MnZ焊丝。低合金高强度钢的焊接可选用中锰中硅或低锰中硅型焊剂配合与钢材强度相匹配的焊丝。耐热钢、低温钢、耐蚀钢的焊接可选用中硅或低硅型焊剂配合相应的合

33、金钢焊丝。铁素体、奥氏体等高合金钢，一般选用碱度较高的熔炼焊剂或烧结、陶质焊剂，以降低合金元素的烧损及掺加较多的合金元素。例题.对于铁素体、奥氏体等高合金钢，若采用埋弧焊焊接，其焊剂应选用碱度较高的(234)。A.挤压成型焊剂B.熔炼焊剂C.烧结焊剂D.陶质焊剂2焊接设备电弧焊的主要设备是弧焊机。弧焊机可分为交流弧焊机和直流弧焊机两类。交流弧焊机具有结构简单、价格低廉、保养和维护方便等优点。直流弧焊机具有焊接电流稳定，焊接质量高等优点。电弧焊的类型很多，它包括手弧焊、埋弧焊、氩弧焊、等离子弧焊、水下电弧焊等。(1) 手弧焊设备。(2) 埋弧焊设备。 半自动埋弧焊机。 自动埋弧焊机。 埋弧焊机的

34、辅助设备。(3) CO2气体保护焊设备(4) 惰性气体保护焊设备(5) 等离子弧焊设备三、 焊接接头、坡口及组对(重点)焊接连接形成的焊接接头是焊接结构最基本要素，在许多情况下，它又是焊接结构上的薄弱环节。其突出问题是形成应力集中、劣质区、变形及残余应力的存在。所以焊接接头类型的选择必须正确，制造、使用要参照国家有关标准进行。(一)焊接接头的分类及基本类型1焊接接头的分类焊接接头由焊缝、熔合区、热影响区及其相邻的母材组成。焊接接头主要起两方面作用，一是连接作用，二是传力作用。焊缝与被焊工件并联的接头，焊缝传递很小的荷载，这种接头中的焊缝被称为联系焊缝；焊缝与被焊工件串联的接头，焊缝传递全部荷载

35、，这种焊缝被称为承载焊缝。此外，还有双重性的焊头，既起连接作用又起传力作用。设计时，联系焊缝无需计算焊缝强度，承载焊缝的强度必须计算，双重性接头，只计算焊缝的承载应力。焊接接头的种类和形式很多，如可按焊接方法、接头构造形式及坡口形状、焊缝类型来分类。2焊接接头的基本类型 (重重点年年考)按焊接方法不同，焊接接头可以分为熔焊接头、压焊接头和钎焊接头三大类（三大类下还可细分）；根据接头构造形式不同，焊接接头可以分为对接接头、T形接头、十字接头、搭接接头、盖板接头、套管接头、塞焊（槽焊）接头、角焊接头、卷边接头和端接接头等10种类型。如再考虑接头传力特点，T形与十字接头可归为一类；盖板接头、套管接头

36、、塞焊（槽焊）接头实质上是搭接接头的变形，而不同的卷边接头可分属于对接接头、角接接头和端接接头。所以焊接接头的基本类型可归纳为5种，即对接接头、T形（十字）接头、搭接接头、角接接头和端接接头。上述五类接头基本类型都适用于熔焊，一般压焊（高频电阻焊除外），都采用搭接接头，个别情况才采用对接接头；高频电阻焊一般采用对接接头，个别情况才采用搭接接头。钎焊连接的接头也有多种形式，一种分类方法将其分为四种，即搭接接头，T形接头，套接接头，舌形与槽形接头。例题 除去对接接头、搭接接头以外，属于焊接接头基本类型的接头形式还有（134）。A十字接头B盖板接头C角接接头D端接接头第12讲(二)熔焊接头与坡口1概

37、述对接接头是熔焊中受力比较理想的接头形式，为保证焊接质量、减少焊接变形和焊接材料消耗，需把被焊工件的边缘加工成各种形式的坡口，进行坡口对焊。T形及十字接头是把互相垂直的被焊工件用角焊缝连接起来的接头，是一种典型的电弧焊接头。有不焊透和焊透的，有不开坡口和开坡口的。不开坡口T形及十字接头通常是不焊透的，开坡口T形及十字接头是否焊透要看坡口的形状和尺寸。2熔焊接头的坡口形状熔焊接头的坡口根据其形状的不同，可分为基本型、混合型和特殊型三类。(1) 基本型坡口是一种形状简单、加工容易、应用普遍的坡口。按照我国标准规定，主要有以下几种：型坡口；型坡口；单边型坡口；U型坡口；J型坡口等，见图2.1.3所示

38、。(2) 组合型坡口由两种和两种以上的基本型坡口组合而成。(3) 特殊形坡口是不属于上述基本型又不同于上述组合型的形状特殊的坡口。按照我国标准规定，主要有卷边坡口；带垫板坡口；锁边坡口；塞、槽焊坡口等。见图2.1.5所示。根据被焊工件是单面还是双面开坡口,又可将坡口分为单面坡口和双面坡口。单面坡口通常是不对称的，如V形、U形、J形、Y形等坡口，不对称形坡口方便于特殊位置的焊接操作，如贮罐的横焊缝的焊接。双面坡口可以是对称的，也可以是不对称的，例如各种组合型坡口。（三）焊接接头的选择原则为正确合理的选择焊接接头的类型、坡口形状和尺寸，主要应综合考虑以下几个方面：(1) 设计要求保证接头满足使用要

39、求；(2) 焊接的难易与焊接变形焊接容易实现，变形能够控制；(3) 焊接成本接头准备和实际焊接所需费用低；(4) 施工条件制造施工单位具备完成施工要求所需的技术、人员和设备条件。如前所述，接头类型有10种，这些接口又可以采用各种坡口形式，诸如I形、V形、U形、J形、Y形、X形、K形等（图2.1.4组合形坡口形式也可归纳为这7种）。（四）管材的坡口与组对 （重重年年考）1管材的坡口(1) 管材的坡口管材的坡口有以下几种形式：I型坡口、V型坡口和U型坡口。1) I型坡口 I型坡口适用于管壁厚度在3.5mm以下的管口焊接。这种坡口管壁不需要倒角，实际上是不需要加工的坡口，只要管材切口的垂直度能够保证

40、对口的间隙要求，就可以对口焊接；2) V型坡口 V型坡口适用于中低压钢管焊接，坡口的角度为6070，坡口根部有钝边，其厚度为2mm左右；3) U型坡口 U型坡口适用于高压钢管焊接，管壁厚度在2060mm之间。坡口根部有钝边，其厚度为2mm左右；(2) 坡口的加工方法坡口的加工方法一般有以下几种:1)低压碳素钢管公称直径等于或小于50mm的，采用手提砂轮磨坡口；直径大于50mm的，用氧乙炔切割坡口，然后用手提砂轮机打掉氧化层并打磨平整；2)中压碳素钢管、中低压不锈耐酸钢管和低合金钢管以及各种高压钢管，用车床加工坡口；3)有色金属管，用手工锉坡口。例题.管壁厚度为2060mm的高压钢管焊接时，其坡

41、口规定为(C)。A.V型坡口，根部钝边厚度3mm左右B.V型坡口，根部钝边厚度2mm左右C.U型坡口，根部钝边厚度2mm左右D.U型坡口，根部钝边厚度为管壁厚度的1/52接头组对(1) 管子、管件组对时，应检查坡口质量，坡口表面不得有裂纹、重皮等缺陷。并对其内外侧进行清理，清理合格后应及时组对施焊；(2) 管口处理 焊接前手工清理坡口毛刺，管件坡口用破布打光。不锈钢管焊缝两侧分别涂100mm长白垩粉，并用丙酮洗净油污。铬钼钢管管壁厚6mm时，焊前应当预热。铜、铝管用砂布打去坡口内外氧化膜，用丙酮清洗。氧乙炔预热；(3) 管段组对可以在专用的胎具上进行，也可采用组对机。施工现场常在平台或平地上进

42、行。3焊接方式无论是气焊或电弧焊接的焊接方式，按其操作位置不同，焊接的结构形式可分为平焊、立焊、横焊和仰焊四种情况。平焊又称俯焊，较其它三种形式容易操作；立焊又称直焊，宜由下向上焊，且应采用较细的焊条和较小的电流以便于操作；仰焊也称顶焊，较难操作，电弧仰焊也宜用细焊条、小电流和短电弧间歇焊法，仰焊电流比平焊电流宜小1020。钢管焊接的结构形式为对接焊及角接焊，即在一个焊口中往往平、立、横、仰四种方式都用到。四、焊接质量检验焊接质量检验是确保安装工程施工质量的重要措施。焊接质量检验不仅在施工之前对原材料要进行检验，而且在施工过程中要随时进行检验，检验施工中是否符合技术文件的要求。当一个焊接施工完

43、成后，为确定其是否符合技术要求，生产中是否安全可靠，还必须进一步全面地、严格地进行质量检验。因此在施工全过程中建立一系列检验制度，并设立专门的检验机构和人员负责对所安装设备的安全可靠性进行检验，对确保工程质量有着十分重要的作用。（一）焊接质量检验的内容焊接质量检验的内容主要包括材料的检验、焊接设备的检验和焊接后质量的检验等。检验的项目主要有：1原材料和设备零件尺寸和几何形状的检查；2原材料和焊缝的化学成分分析、机械性能试验和金相组织检验；3原材料及焊缝表面和内部缺陷的检验；4设备和管道系统的试压。上述这些检验项目，应根据施工图的技术要求进行。原材料一般都有合格证书，因此它的检验除必要的抽查之外

44、，往往根据施工工序要求进行。（二）材料的检验1检验的依据2检验的内容依据以上三类文件对金属材料做以下检验：3检验的方法(3) 成分、性能及组织的检验1）显微组织检验。显微组织检验是用高倍显微镜来观察分析微观组织状态的金相检验。在进行显微组织检查前，先要制成经过磨光、酸蚀的试样，在503000倍的金相显微镜下观察。显微组织检验能确定材料晶粒度大小、带状组织、各种组织组成物形态、非金属夹杂及脱碳层深度等。2）宏观组织检验。用肉眼或用不大于10倍的放大镜检验金属宏观组织和缺陷叫宏观检验，常用的方法有断口检验、酸浸检验、塔形车削发纹检验及硫印检验等。 断口检验。 酸蚀检验。 塔形车削发纹检验。 硫印试

45、验。3）无损探伤检验。（三）焊接施工中的检验（四）焊接后质量检验（1-5 都是无损检验重点掌握各自优缺点和用途）在工程中对于焊接质量的检验，除了外观检验外，一般多用无损探伤检验来提高检验的可靠性。1射线检测(RT)射线探伤是施工检验上应用广泛的一种探伤技术，它能很准确地检查出工件内部或表面所存在的缺陷大小、位置和性质。射线探伤包括x射线、射线、中子射线探伤等，其基本原理相同。(1) x射线、射线探伤x射线或射线就本质而言与可见光相同，都属于电磁波，只是波长不同，故性质也有差异。射线的波长较x射线短，故其射线更硬，穿透力也越强。1) 从x射线发射管发出具有强大穿透能力的x射线，照射到需探伤的工件

46、上，工件的背面放有装在暗匣中的x光软片。如金属中有气孔、裂纹、未焊透、夹渣等缺陷，照相底片经冲洗后可以看到相应部位是一些黑色的条纹或痹点；而由于焊缝本身比被焊金属厚的缘故，故焊缝处在胶片上显示出白色的条缝，焊缝处缺陷在胶片上形成的黑色条纹或痹点则十分明显，易于检测出。通常x射线可检查出的缺陷尺寸不小于透视工件厚度的1.5%-2.0%（即灵敏度）。x射线探伤的优点是显示缺陷的灵敏度高，特别是当焊缝厚度小于30mm时，较射线灵敏度高，其次是照射时间短、速度快。缺点是设备复杂、笨重，成本高，操作麻烦，穿透力较射线小。2) 射线是由放射性同位素和放射性元素产生的。施工探伤都采用放射性同位素作为射线源。

47、常用的同位素有钴60和铯137，探伤厚度分别为200mm和120mm。射线的特点是设备轻便灵活，特别是施工现场更为方便，而且投资少，成本低。但其曝光时间长，灵敏度较低，用超微粒软片铅箱增感进行透照时，灵敏度才达到2%。另外射线对人体有危害作用，石油化工行业现场施工时常用。(2) 中子射线检测中子射线检测是通过物体对入射中子束强度的衰减而获得物体内部物理完整性两维图像的一种无损检测方法。2超声检测(UT)超声检测一般是指使超声波与试件相互作用，就反射、透射和散射的波进行研究，对试件进行宏观缺陷检测、几何特性测量、组织结构和力学性能变化的检测和表征，并进而对其特定应用性进行评价的技术。超声法的优点

48、是可用于金属、非金属和复合材料制件的无损评价；超声波在金属中可以传播很远的距离（能达10m）故可用其探测大厚度工件；对确定内部缺陷的大小、置位、取向、埋深和性质等参量较之其他无损方法有综合优势；特别是对检测裂缝等平面型缺陷灵敏度很高；仅需从一侧接近试件；设备轻便对人体及环境无害，可作现场检测；所用参数设置及有关波形均可存储供以后调用。主要局限性是对材料及制件缺陷作精确的定性，定量表征仍须作深入研究；对试件形状的复杂性有一定限制。3涡流检测涡流检测是以研究涡流与试件的相互关系为基础的一种常规无损检测方法。当试件被放在通有交变电流的激励线圈中或其附近时，进入试件的交变磁场可在试件中感应出方向与激励

49、磁场相垂直的、呈旋涡状流动的电流（涡流），这涡流会转而产生一与激励磁场方向相反的磁场使线圈中的原磁场有部分减小，从而引起线圈阻抗的变化。涡流检测的主要优点是检测速度快，线圈与试件可不直接接触，无需耦合剂。主要缺点是只限用于导电材料，对形状复杂试件难作检查，只能检查薄试件或厚试件的表面、近表面部位，且检测结果尚不直观，判断缺陷性质、大小及形状尚难。4磁粉检测(MT)当被磁化的铁磁性材料表面或近表面存在缺陷（或组织状态的变化）从而导致该处的磁阻有足够的变化时，在材料表面空间可形成漏磁场。将微细的铁磁性粉末施加在此表面上，漏磁场吸附磁粉形成痕迹显示出缺陷的存在及形状，是为磁粉检测。它的优点是能直观显

50、示缺陷的形状大小，并可大致确定其性质；具高的灵敏度，可检出的缺陷最小宽度可为约为1m；几乎不受试件大小和形状的限制；检测速度快，工艺简单，费用低廉。局限性是只能用于铁磁性材料；只能发现表面和近表面缺陷，可探测的深度一般在 l2mm；宽而浅的缺陷也难以检测；检测后常需退磁和清洗；试件表面不得有油脂或其他能粘附磁粉的物质。磁粉检测根据磁化试件的方法可分永久磁铁法、直流电法和交流电法等，根据磁粉的施加可分为干粉法和湿粉法；而根据试件在磁化的同时即施加磁粉并进行检测还是在磁化源切断后利用剩磁进行检测，又可分为连续法和剩磁法。5液体渗透检测(PT)液体渗透检测是检验非疏孔性金属和非金属试件表面上开口缺陷

51、的一种无损检测方法。液体渗透检验的优点是不受被检试件几何形状、尺寸大小、化学成分和内部组织结构的限制，也不受缺陷方位的限制，一次操作可同时检验开口于表面中所有缺陷；不需要特别昂贵和复杂的电子设备和器械；检验的速度快，操作比较简便，大量的零件可以同时进行批量检验，因此，大批量的零件可实现100的检验；缺陷显示直观，检验灵敏度高。最主要的限制是只能检出试件开口于表面的缺陷，不能显示缺陷的深度及缺陷内部的形状和大小。例题涡流检测属于无损探伤，其主要特点有（BCD）A. 适用于任何材料检测B .无须耦合剂C .检测速度快D .不适用于形状复杂的试件例题.无损探伤检验方法中，仅能够发现焊缝表面和近表面缺

52、陷的方法是(C)。A.X射线检测B.超声检测C.磁粉检测D.中子射线检测第13讲第二节 热处理热处理是通过加热和冷却固态金属的操作方法来改变其内部组织结构，并获得所需金属的物理、化学和力学性能的一种工艺。热处理的方法很多，但任何一种热处理都是由加热、保温和冷却三个阶段组成的。热处理工艺就是通过确定加热温度、保温时间和冷却介质等参数，来达到改善材料性能的目的。安装工程施工中，常遇到的热处理是指焊接接头部位的热处理，包括设备、构件全部焊接接头同时进行的热处理。焊接热源的高温区不仅使被焊接金属熔化，而且使熔池接邻的母材都受到了热作用的影响（称为热影响区或近缝区）。焊接接头包括焊缝及热影响区。在焊接条

53、件下，金属被加热的速度要快得多，其间金属内部组织结构来不及全部转化（即对碳素钢奥氏体的转化和碳化物熔解过程不充分）。以致影响冷却过程中接头处的组织与性能，也影响了设备、构件的使用性能等。如焊接部位常出现脆性破坏、延迟裂纹、应力腐蚀和氢腐蚀等。因此需要通过热处理工艺来使焊接残余应力松弛、淬硬区软化，改善内部组织结构，降低氢量，提高耐腐蚀性、冲击韧性、蠕变极限等。一、常用热处理方法 安装工程施工中的热处理一般分为焊前预热和焊后热处理两部分。 （一）焊前预热预热是焊接时的一项重大工艺措施，尤其是焊接厚工件，对其进行焊前预热，可防止或减少应力的产生。对于焊接某些重要构件，如高压厚壁容器或塑性较差以及淬

54、火倾向很强的焊件，都要进行焊前预热，以防止焊接过程中产生裂纹。预热的作用在于提高焊接接头温度，减少焊缝金属与母材间的温差，降低焊缝冷却速度，控制钢材组织转变，避免在热影响区中形成脆性马氏体，减轻局部硬化，改善焊缝质量，同时由于预热减缓熔池冷却速度，有利于排气、排渣，故可减少气孔、夹渣等缺陷。焊件是否需要预热以及预热温度是多少，应根据钢材的化学成分（淬硬性）、板厚、容器的结构刚性、焊接形式、焊接方法和焊接材料及环境温度等综合考虑。具体情况可参照有关规定。构件尺寸不大时，可进行整体预热，如构件尺寸很大，整体预热反而会增加温度分布不均，对防止产生内应力毫无好处。通常情况下，当环境温度低于0时，一般除

55、有色金属外都应进行适当预热。对35#、45#钢预热温度可选用150250；含碳量再增高或工件刚性很大时，可将预热温度提高到250400；局部预热的加热范围为焊口两侧150200mm。对黄铜焊接时，当壁厚为515mm,其预热温度为400500；壁厚大于15mm时，预热温度升高到550。 （二）焊后热处理安装工程施工中，常遇到的焊后热处理过程，主要有退火、回火、正火及淬火工艺。1钢的退火工艺根据钢材的加热温度、保持时间及冷却状况可分为完全退火、不完全退火、去应力退火三种。（1）完全退火。完全退火是将钢件加热到临界点Ac3（对亚共析钢而言，是指珠光体全部转变为奥氏体、过剩相铁素体也完全消失的温度）以上适当温度，在炉内保温缓慢