高级焊工技能培训(上篇)

1、（职业技能鉴定规范）（职业技能鉴定规范）高级焊工技能培训高级焊工技能培训1张明录张明录（上篇）（上篇）基本知识一.焊接性试验方法二.焊接接头力学性能试验方法三.焊接接头的无损检验方法四.焊接接头的理化检验方法五.焊接容器的密封性检验方法焊接接头的试验方法2焊接性试验方法指金属材料在一定的焊接工艺条件下，金属材料对焊接加工的适应性和使用的可靠性影响焊接性的因素1.材料方面2.焊接工艺方面3.构建类型方面4.使用条件方面一.金属的焊接性3焊接性试验焊接性试验是评定母材焊接性的实验（裂纹实验）。通过焊接性试验可以选择适用于母材金属的焊接材料，确定合适的焊接工艺参数（焊接电流、电弧电压、预热温度）。4

2、1、冷裂纹的间接评定方法间接评定法：根据焊件材料的化学成分或焊接接头热影响区的最高硬度，进行材料冷裂纹的评定方法。1）热影响区最高硬度法 硬度测定试样焊缝检测断面焊接冷裂纹的试验方法5试样制备：L=200mm，B=75mm，l=125mm，=20mm试样数量：二件。1#在室温下进行 2#在预热下进行焊接条件：焊条4mm，I=170A，Vf=150mm/min焊接后12小时加工取样测试结论：对热影响区硬度与钢材规定的最大允许值 比较，若超过允许值，说明材料冷裂敏感 倾向大。 这种测试，只是考虑了组织因素，没有涉及氢和应力，所以不能判断实际产品的冷裂倾向。只能作为对不同材料的相对比较。62）碳当量

3、法：将钢中的合金元素（包括碳）的含量 按其作用换算成碳的当量。常用的：CE=C+Mn/6+(Ni+Cu)/15+(Cr+Mo+V)/5（%）经典的：CE=C+Mn/6+Si/24+Ni/40+Cr/5+Mo/4（%） 这个公式适用于1030mm板厚 CE值越高，钢的淬硬倾向越大，冷裂敏感性愈大。 当CE0.4时，焊接性好，不易产生冷裂纹 当CE=0.40.6时，焊接性较差，易产生冷裂纹 当CE0.6时，焊接性很差，很容易产生冷裂纹7说明：1、碳当量只是在一定范围内对钢材的估算， 适用范围有限。 2、碳当量的值只表达钢材的化学成分对冷裂 倾向的影响。 3、计算碳当量必须选用化学成分的上限值。3）

4、根部裂纹敏感性评定法 是评定根部裂纹的碳当量Pcm=C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Cr/20+Ni/60+Mo/15 +V/10+5B（%） 根部裂纹敏感性也是根据化学成分得出。8斜Y形坡口焊接裂纹试验这种试验产生的裂纹，多出现在焊根尖角处的热影响区，当焊缝金属抗裂性差时，裂纹会扩展到焊缝。9在试件两端开双V形坡口双面焊拘束焊缝，试件中间开斜Y形坡口单面焊实验焊缝，焊后对实验焊缝表面及断面的裂纹进行检验和计算。裂纹总长小于实验焊缝的20%，在实际生产中就不会产生裂纹。冷裂纹的自身拘束试验10 钢的机械性能是指金属材料在外力作用下能抵抗变形和破坏的能力，它包括：硬度、强度、塑性和韧性。

5、1、强度金属材料抵抗外力破坏作用的最大能力。 材料强度分为：抗拉强度（Rm） 屈服强度（Re） 抗压强度（Rbc） 抗弯强度（Rbb） 实际工作中常用的是抗拉强度和屈服强度焊接接头机械性能试验112、塑性 钢材的塑性是指金属材料在外力作用下产生变形而不被破坏的能力。 代表钢材塑性的指标是：伸长率和断面收缩率伸长率（延伸率）是指经过拉伸断裂后，钢材试样伸长的比例，用百分数表示。符号为A。断面收缩率是指经过拉伸断裂后，试样断面面积缩小量与原截面积之比，用百分数表示。符号为。123、韧性 金属材料抵抗冲击力而不被破坏的能力叫做冲击韧性。以冲击韧性值k表示。 钢的机械性能与其含碳量有关，随着钢中的含碳

6、量的不断增加，钢的硬度、强度不断增加，而塑性却不断降低。13力学性能试验方法力学性能试验是检验焊接材料、焊接接头及焊缝金属力学性能的。1.拉伸试验2.硬度试验3.冲击试验4. 弯曲与压扁实验5.疲劳试验力学性能试验14 弯曲试验是将焊接接头按规定制成一定形状和尺寸的试样，放在专门的压力机上加上一定的载荷，使试样弯曲一个角度，检查其拉伸面上有无裂纹的试验方法。1、弯曲试验目的 检验焊接接头的塑性，并同时可反映出各区域的塑性差别，暴露焊接缺陷和考核熔合线的质量。弯曲试验152、弯曲试验的种类：面弯、背弯、侧弯。 a）弯曲角度 b）横弯 c）侧弯 d）纵弯16 拉伸试验是将焊接接头或焊缝金属，按规定

7、制成一定形状和尺寸的试样，放在专门的拉力机上，随着载荷的增加，试样产生伸长变形直至被拉断。1、拉伸试验的目的 是测定焊缝金属或焊接接头的强度（包括：抗拉强度、屈服强度）和塑性（包括：延伸率、断面收缩率）。2、试样的形式 板形试样、圆形试样、整管试样。拉伸试验17拉伸试验1-焊缝金属拉伸试样 2-接头横向拉伸试样 3-接头纵向拉伸试样拉伸实验的目的是用以测定焊接接头的抗拉强度。18 硬度试验是将焊接接头按规定制成一定形状和尺寸的试样，放在专门的硬度机上打硬度。1、硬度试验的目的 测量焊缝和热影响区金属材料的硬度，并可间接判断材料的焊接性。2、硬度试验的分类 布氏硬度（HB） 三种数值可以通过 洛

8、氏硬度（HRB、HRC） 查表互相换算 维氏硬度（HV）硬度试验19硬度实验的目的是用以测定焊接接头按标线位置测定硬度。硬度实验20 冲击试验是将焊接接头按规定制成一定形状和尺寸的试样，放在专门的冲击试验机上加上一定的冲击载荷将试样打断。1、冲击试验的目的 测定焊接接头的冲击韧性和缺口敏感性，作为评定材料断裂韧性和冷作时效敏感性的一个指标。2、冲击试样的形式 U型缺口 V型缺口冲击试验21冲击试验的目的是用以测定焊接接头各区域的冲击吸收功。冲击试验22 将被测试的管子焊接接头制成一定尺寸的试管，在压力机下进行压扁的试验。1、压扁试验的目的 测定管子焊接对接接头的塑性。2、压扁试验试管的分类 环

9、缝压扁 纵缝压扁压扁试验23压扁试验实验目的是用以检测接头拉伸面上的塑性及显示缺陷。压扁试验24非破坏性检验一.外观检验二.水压试验三.致密性检验四.荧光检验五.着色检验六.渗透检验七.磁粉检验八.射线探伤九.超声波探伤25外观检验 a）测量管道坡口角度 b） 测量坡口角度 c)测量焊缝间隙 d）测量错变 e）测量焊缝厚度 f)测量焊缝余高261、磁粉探伤利用外界施加的强磁场对被测工件进行磁化，由其表面产生的漏磁现象来发现工件表面和近表面的缺陷。近表面裂纹 表面裂纹a)纵向充磁 b)横向充磁磁粉检验 273）磁化电流 交流： 只局限于焊件表面缺陷的检查。 直流和整流：可检查焊件表面及浅表面的缺

10、陷。1）磁粉探伤原理2）常用磁粉牌号 四氧化三铁（Fe3O4），三氧化二铁（Fe2O3）。28水压试验1水压机 2压力计 3汽包 水压试验 可以用来检验焊缝的致密性，也可检验受压元件的强度。 水压试验应在焊接接头的其他有关项目检验合格后进行。试验时用水注满受压元件，将受压元件各孔密封好，然后用水泵加压并按技术要求增至工作压力的1.25倍1.5倍。29实验环境温度 在升压过程中，应按规定逐级上升，中间作暂短停压，当压力达到试验压力后，应恒压一定时间， 保持压力至少5min，然后将压力缓慢降至工作压力，这时沿焊缝边缘15mm20mm的地方，用小锤沿焊缝方向轻轻敲打，检查各焊缝是否有渗漏现象。当焊缝

11、有水珠、水雾或有潮湿现象时，应表记出来，待容器泄压后作返修处理，直至产品水压试验合格为止。 实验环境温度应不低于5，试验用水温度不低于周围空气的温度，以防容器外表凝结露水，影响观察效果。301紫外线光源 2滤光板 3紫外线 4被检验焊件 5充满荧光物资的缺陷渗透探伤1）荧光法利用渗透矿物油的氧化镁粉在紫外线的照射下， 能发出黄绿色荧光的特性使缺陷显露出来。 2）着色法探伤原理与荧光法相同，只是不用荧光液作为 发光材料，而是用显示剂来显示缺陷。31 采用射线或射线照射焊接接头，检查内部缺陷的无损检验方法。1、射线的性质。射线的性质。1）是一种不可见光，并且只能作直线传布。2）是透过不透明物体，波

12、长越短，穿透能力越强。3）穿透物体时，能量被吸收，引起射线源衰减。4）能杀伤生物的白血球。射线探伤32 2、射线的产生方法。射线的产生方法。射线当高速的自由电子打击在金属表面时，在金属表面就产生射线。射线放射性同位素，例Co60等会产生由正电微粒组成的射线。33 3、射线探伤的原理、射线探伤的原理 射线 通过 金属 部分能量被吸收 射线发生衰减。当焊缝内部存在缺陷时，产生的衰减也不同，透过较厚或密度较大物体时，衰减大，因而射到底片上的强度就弱，底片上的感光度较小，经过显影后得到的黑度就浅。34 焊缝经射线照射后，由于焊缝的余高，使透过焊缝的射线能量比周围母材要少，在所获得的底片上有一条白色带，

13、这就是焊缝的图像。 1）未焊透的辨认）未焊透的辨认 未焊透在底片上的影像呈现规则的，直至细直线状的黑色线条，在Y、X型坡口的焊缝中，未焊透都出现在焊缝中间的钝边部位，因此黑色线条一般位于焊缝中心，而K型坡口则偏离焊缝中心底片上缺陷的辨认35 2）裂纹的辨认）裂纹的辨认 裂纹的影像一般呈直线或带锯齿状的细致暗线，轮廓分别，两端尖细，中部稍宽，有时呈树柱状影像 3）夹渣的辨认）夹渣的辨认 夹渣的影像为形状不规则（有点、条、块等）的暗线，黑度不均匀，一般条状夹渣都与焊缝平行 4）气孔的辨认）气孔的辨认 气孔多数为圆形、椭圆形黑点，其中心处黑度较大，此外还有针状、柱状气孔其分布情况不一，有单个的、密集

14、的和链状的36 5）未熔合的辨认）未熔合的辨认 对于开坡口的焊缝未熔合一般在坡口侧面的交界处，底片上的影像一般呈现一侧平直，另一侧有弯曲，黑度淡而均匀的黑线。层间未熔合的影像不规则，不易分辨。 6、射线和射线和射线的比较射线的比较 1）射线在检查焊缝厚度30mm时，灵敏度比射线高。 2）射线透照时间短，速度快。 3）射线设备复杂，费用高。 4）射线穿透能力强，能透照300mm的钢板。 5）射线设备轻巧，操作简单，透视不需要电源，但透照时间长，对劳动保护辐射损伤的要求高。37射线探伤 X射线Y射线 当厚度50mm时，一般可采用射线 当厚度50mm时，一般可采用射线38超声探伤是利用超声波探测材料

15、内部缺陷的无损检测。超声波探伤392、超声波特点、超声波特点1）只能用于厚度在5mm以上的焊件2）超声波适用大厚件，当焊件厚度300mm时，灵敏度比射线还好3）超声波成本低，对人体无害4）超声波只能通过波形识别缺陷，无法直接判断缺陷性质，但可判断缺陷的位置1、超声波性质、超声波性质1）超声波是一种频率20000Hz的机械震动2）超声波在同一均匀介质中按直线传播3）超声波从一种介质传播到另一介质时，会产生反射和折射40专业知识一.异种金属焊接的特点二.珠光体与奥氏体钢的焊接特点三.不锈钢与碳素钢、铸铁与低碳钢的焊接方法四.钢与铜及其合金的焊接方法异种钢的焊接异种钢的焊接41异种金属焊接的特点异种

16、金属之间成分、组织和性能的差别很大，焊接要比同种金属困难得多。两种不同金属直接焊接时，主要困难是：1.熔点不同2.线膨胀系数不同3.导热性和比热容不同4.电磁性能不同5.冶金上的互溶性42珠光体与奥氏体钢的焊接特点1.单相组织冷却时，会产生粗大的柱状树枝晶组织，为低熔点共晶提供偏析；2. A钢中P、S杂质较多，P、S与Fe形成低熔点共晶，发生成分偏析；3. A钢的导热系数小，线胀系数大，在焊接局部加热和冷却条件下，接头在冷却过程中可形成较大的拉应力，使其增大了热裂敏感性。43 低碳钢与普通低合金钢焊接，焊接性决定于低合金钢的焊接性好坏。1、低碳钢与普通低合金钢焊接工艺 焊接工艺应根据焊接性差的

17、钢种进行制定，即普通低合金钢。1）焊前加工a、一般切割后不需要加工，可直接焊接。低碳钢与普通低合金钢焊接低碳钢与普通低合金钢焊接44b、强度等级超过500MPa的钢种，如：18MnMoNb、14MnMoV，由于碳当量较高，气割后会在切割面发生微裂纹，这些裂纹必须用砂轮磨掉。c、对于强度等级更高的钢种，切割前需预热。2）装配 不允许强制装配避免应力集中而引起裂纹 定位焊长度：50100mm3）预热和层间温度 当钢板厚度25mm或强度等级500MPa，焊接前应预热，预热温度100。 层间温度应略高于预热温度。454）焊接材料 强度不低于低碳钢的强度 塑性、韧性不低于普通低合金钢5）焊接线能量 一般

18、采用较大线能量焊接目的：减少焊接接头热影响区的淬硬和消除冷裂纹， 使氢能从焊缝金属中大量逸出，6）焊后热处理 应根据普通低合金钢来决定是否需要焊后热处理。 对于强度500MPa钢种，焊后立即进行回火处理46不锈钢与碳素钢的焊接方法焊缝金属的稀释过渡层的形成扩散层的形成1应选择焊条和控制熔合比以调整焊缝成分和组织。2先用高镍合金焊条，以免降低熔合区朔性。3用高镍奥氏体焊条预先在珠光体坡口上堆焊68mm 过渡层，可阻止碳迁移。4采用高镍焊条堆焊过渡层，可减小焊接应力47 1）复合板的焊接性）复合板的焊接性 当采用结构钢焊接材料焊接基层时，焊缝金属有可能熔化部分复层，使焊缝合金元素增加，结果会在交界

19、处产生贝氏体组织或马氏体组织，使焊缝硬度、脆性提高，塑性、韧性下降。 当采用与复层相似的焊接材料焊接复层时，有可能熔化部分基层金属，使复层焊缝合金元素稀释，碳的含量增高，降低了复层的耐腐蚀性。 一般应在基层与复层交界面上增加一层过渡层珠光体与奥氏体钢过渡层焊接法48 复合钢焊接，其焊缝由三部分组成：基层、复层、过渡层。基层和复层必须分开焊接：基层焊接与珠光体钢相同,复层焊接与不锈钢相同。 焊接方法和焊接材料。 过渡层一般采用手工电弧焊焊接。 选用的焊条Cr、Ni元素要高于不锈钢的含量。基层：选用与基层金属单独焊接时相同焊材，以同样 焊接工艺焊接。复层：原则上使用单独焊接不锈钢相同焊材。2）焊接

20、工艺）焊接工艺49 母材 堆焊隔离层 坡口加工 母材A与母材B对接珠光体与奥氏体钢过渡层焊接法 0Cr18Ni9不锈钢与Q235的异种钢焊接工艺也要根据他们的几何尺寸和化学成分来制定。不锈钢与碳钢焊接时，应采用309L类型的焊接材料，它的含Cr量在23左右，这样可以避免在焊缝靠近碳钢一侧形成贫铬区，在碳钢靠近焊缝的一侧形成脱碳层。这时如果误用了308L类型的材料，焊缝就会生锈。 50铸铁与低碳钢的焊接方法焊接性很差，用过渡层焊接方法选用碳钢焊芯的铸铁焊条，会非常容易开裂，最好选用镍基的铸铁焊条。如果必须选用铁基的铸铁焊条，可用美国产的MG220焊条，焊接性能要可靠很多，焊接速度一定要慢。选用国

21、产的铸铁与碳钢焊接专用的铸铁焊条，WE777，采用冷焊工艺焊接。 51二氧化碳气体保护焊，ER49-1或ER50-6焊丝都可以。（铸铁含有铁、碳、硅、锰、硫、磷等元素）。此焊丝正好补充了铸铁焊接过程中烧损的硅 锰 等元素。二氧化碳气体保护焊热输入低，抗裂性很好。综合成本低，效率高。也可使用不锈钢焊条焊接，同样也要进行预热 。铸铁与低碳钢的焊接方法52钢与铜及其合金的焊接特点1.高导热率的影响。铜的热导率比碳钢大711倍，当采 用的工艺参数与焊接同厚度碳钢差不多时，则铜材很 难熔化，填充金属和母材也不能很好的熔合。2.接头热裂倾向大。焊接时，熔池内铜与杂质形成低熔 点共晶物，使铜及其合金具有明显

22、的热脆性，产生热裂 纹。3.产生气孔比碳钢严重得多。（氢气孔）4.接头性能的变化。晶粒粗化、塑性、耐蚀性下降等。 53钢与铜及其合金的焊接方法在铜件一侧堆焊铜基合金焊材，使铜件的焊接表面形成铜基合金过渡层，待铜件冷却修整焊缝后，将两件装配进行点焊，最后采用铜基焊条将两件焊接在一起，（硅青铜焊丝）。常用的是铜焊丝与硼砂结合的焊接方法。 焊接方法为二氧化碳保护焊（冷状态下焊接）。54相关知识一.压力容器的焊接特点、要求及压力容器所用焊接接头形式。二.焊接梁、柱的结构，焊后产生的变形及防止措施。典型金属结构焊接知识典型金属结构焊接知识55压力容器的焊接特点不允许有咬边、未焊透、气孔、夹渣等缺陷。焊接完成后要进行射线检测RT/超声检测UT，局部焊缝需要进行表面检测。设备制作完成还要进行热处理和压力试验。焊接技术要求很高，从事压力容器焊接的人员须持有特种设备焊接许可证。 X射线探伤合格 是它最大的特点。 56压力容器所用焊接接头形式接头形式有对接接头、角接接头和搭接接头 A类焊缝是容器中受力最大的接头，要求采用双面焊或保证全焊透的单面焊缝。B类焊缝