A. 焊接知識的問題
焊接方法的分類焊接方法分類
一般都根據熱源的性質、形成接頭的狀態及是否採用加壓來劃分。
1、熔化焊
熔化焊是將焊件接頭加熱至熔化狀態,不加壓力完成焊接的方法。它包括氣焊、電弧焊、電渣焊、激光焊、電子束焊、等離子弧焊、堆焊和鋁熱焊等。
2、壓焊
壓焊是通過對焊件施加壓力(加熱或不加熱)來完成焊接的方法。它包括爆炸焊、冷壓焊、摩擦焊、擴散焊、超聲波焊、鍛焊、高頻焊和電阻焊等。
3、釺焊
釺焊是採用比母材熔點低的金屬材料作釺料,在加熱溫度高於釺料低於母材熔點的情況下,利用液態釺料潤濕母材,填充接頭間隙,並與母材相互擴散實現連接焊件的方法。它包括硬釺焊(用熔點高於450℃的釺料銅、銀、鎳合金進行焊接)、軟釺焊(用熔點低於450℃的釺料鉛、錫合金進行焊接)等。又分為火焰釺焊、感應釺焊、爐中釺焊、鹽浴釺焊、電子束釺焊、真空釺焊。
焊接的特點及應用
焊條電弧焊
電弧是兩帶電導體之間持久而強烈的氣體放電現象。 在焊接中,採用直流電焊機時,有正接和反接兩種方法。而大量使用的是交流電弧焊設備,電極的極性頻繁交變,不存在極性問題,
1)正接——焊件接電源正極,焊條接負極。一般焊接作業均採用正接法。
2)反接——焊件接電源負極,焊條接正極。一般焊接薄板時,為了防止燒穿,採用反接法進行焊接作業。
埋弧自動焊
電弧在焊劑層下燃燒進行焊接的方法,稱為埋弧焊。埋弧焊的引弧、送進焊條一般均由自動裝置來完成,因此又稱為埋弧自動焊。埋弧自動焊的主要特點
1、生產率高
2、焊接質量高而且穩定
3、節約焊接材料
4、改善了勞動條件
5、適用於平焊長直焊縫和較大直徑的環形焊縫。對於短焊縫、曲折焊縫、狹窄位置及薄板的焊接,不能發揮其長處。
埋弧自動焊的工藝特點
1、焊前准備工作要求嚴格
2、焊接熔深大
3、採用引弧板和引出板
4、採用焊劑墊或鋼墊板
5、採用導向裝置
等離子弧焊與切割 等離子弧焊的特點
1、能量密度大,溫度梯度大,熱影響區小,可焊接熱敏感性強的材料或製造雙金屬件。
2、電弧穩定性好,焊接速度高,可用穿透式焊接,使焊縫一次雙面成型,表面美觀,生產率高。
3、氣流噴速高,機械沖刷力大,可用於焊接大厚度工件或切割大厚度不銹鋼、鋁、銅、鎂等合金。
4、電弧電離充分,電流下限達0.1A以下仍能穩定工作,適合於用微束等離子弧(0.2~30A)焊接超薄板(0.01~2mm),如膜盒、熱電偶等。
氣體保護焊
一、氬弧焊
使用氬氣作為保護氣體的氣體保護焊稱為壓弧焊。
氬氣是惰性氣體,可保護電極和熔化金屬不受空氣的有害作用。
氬弧焊按所用電極的不同分為熔化極氬弧焊和非熔化極氬弧焊兩種。
1、非熔化極氬弧焊
電極只作為發射電子、產生電弧用,填充金屬另加。
常用摻有氧化釷或氧化鈰的鎢極,其特點是電子熱發射能力強,熔點沸點高(為3700K和5800K)。
2、熔化極氬弧焊
鎢極氬弧焊電流小、熔深淺。中厚以上的鈦、鋁、銅等合金的焊接多選用高生產率的熔化極氬弧焊。
3、氬弧焊的特點
(1)由於氬氣的保護,它適於各類合金鋼、易氧化的有色金屬,以及鋯、鉭、鉬等稀有金屬的焊接。
(2)氬弧焊電弧穩定,飛濺小,焊縫緻密,表面沒有熔渣,成形美觀,焊接變形小。
(3)明弧可見,便於操作,容易實現全位置自動焊接。
(4)鎢極脈沖氬弧焊接可焊接0.8mm以下的薄板及某些異種金屬。
二、二氧化碳氣體保護焊
利用CO2作為保護氣體的氣體保護焊,稱為二氧化碳氣體保護焊。
它的保護作用主要是使焊接區與空氣隔離,防止空氣中的氮氣對熔化金屬的有害作用。
焊接時:
2CO2=2CO+O2
CO2=C+O2
因此焊接是在CO2、CO、O2氧化氣氛中進行的。
二氧化碳氣體保護焊的特點:
1、焊速高,可實現自動焊,生產率高。
2、為明弧焊接,易於控制焊縫成形。
3、對鐵銹敏感性小、焊後熔渣少。
4、價格低廉。
5、焊接飛濺與氣孔仍是生產中的難點。
真空電子束焊
真空電子束焊是利用定向高速運動的電子束流撞擊工件使動能轉化為熱能而使工件熔化,形成焊縫。
真空電子束焊的特點:
1、在真空中進行焊接,焊縫純凈、光潔,呈鏡面,無氧化等缺陷。
2、電子束能量密度高達108瓦/厘米2,能把焊件金屬迅速加熱到很高溫度,因而能熔化任何難熔金屬與合金。熔深大、焊速快,熱影響區極小,因此對接頭性能影響小,接頭基本無變形。
摩擦焊
摩擦焊是利用焊件表面相互摩擦所產生的熱量,使端面達到熱塑性狀態,然後迅速頂鍛完成焊接的一種壓焊方法。
摩擦焊的特點:
1、由於摩擦,焊件接觸表面的氧化膜和雜質被清楚,使焊接接頭組織緻密,不產生氣孔和夾渣等缺陷。
2、即可焊同種金屬,更適合於異種金屬的焊接。
3、生產率高。
電阻焊
電阻焊是在焊件組合後通過電極施加壓力,利用電流通過接頭的接觸面及鄰近區域產生的電阻熱進行焊接的工藝方法。
電阻焊的種類很多,常用的有點焊、縫焊和對焊三種。
一、點焊
點焊是將焊件裝配成搭接接頭,並壓緊在兩電極之間,利用電阻熱熔化母材金屬,形成焊點的電阻焊方法。點焊主要用於薄板焊接。
點焊的工藝過程:
1、預壓,保證工件接觸良好。
2、通電,使焊接處形成熔核及塑性環。
3、斷點鍛壓,使熔核在壓力繼續作用下冷卻結晶,形成組織緻密、無縮孔、裂紋的焊點。
二、縫焊
縫焊是將焊件裝配成搭接或對接接頭,並置於兩滾輪電極之間,滾輪加壓焊件並轉動,連續或斷續送電,形成一條連續焊縫的電阻焊方法。
縫焊主要用於焊接焊縫較為規則、要求密封的結構,板厚一般在3mm以下。
三、對焊
對焊是使焊件沿整個接觸面焊合的電阻焊方法。
1、電阻對焊
電阻對焊是將焊件裝配成對接接頭,使其端面緊密接觸,利用電阻熱加熱至塑性狀態,然後斷電並迅速施加頂鍛力完成焊接的方法,
電阻對焊主要用於截面簡單、直徑或邊長小於20mm和強度要求不太高的焊件。
2、閃光對焊
閃光對焊是將焊件裝配成對接接頭,接通電源,使其端面逐漸移近達到局部接觸,利用電阻熱加熱這些接觸點,在大電流作用下,產生閃光,使端面金屬熔化,直至端部在一定深度范圍內達到預定溫度時,斷電並迅速施加頂鍛力完成焊接的方法。
閃光焊的接頭質量比電阻焊好,焊縫力學性能與母材相當,而且焊前不需要清理接頭的預焊表面。閃光對焊常用於重要焊件的焊接。可焊同種金屬,也可焊異種金屬;可焊0.01mm的金屬絲,也可焊20000mm的金屬棒和型材。
激光焊
激光焊是以聚焦的激光束作為能源轟擊焊件所產生的熱量進行焊接的方法。
激光焊的特點:
1、激光焊能量密度大,作用時間短,熱影響區和變形小,可在大氣中焊接,而不需氣體保護或真空環境。
2、激光束可用反光鏡改變方向,焊接過程中不用電極去接觸焊件,因而可以焊接一般電焊工藝難以焊到的部位。
3、激光可對絕緣材料直接焊接,焊接異種金屬材料比較容易,甚至能把金屬與非金屬焊在一起。
B. 管道焊接要求!
管道焊接要求
(1)一般要求
① 管子焊接後應進行外觀檢查、無損檢測和液壓試驗。
② 液壓試驗應按中國船級社《鋼質海船入級與建造規范》第3篇第2章第5節的規定進行。
(2)外觀檢查
焊縫表面不應有裂紋、焊瘤、氣孔、咬邊以及未填滿的弧坑和凹陷存在。如有上述缺陷應進行修補。
(3)無損檢測
① Ⅰ類受壓管系的對接焊縫應按表11的規定進行射線檢測;Ⅱ類受壓管系的對接焊縫由中國船級社驗船師指定位置進行射線檢測。射線檢測的靈敏度應符合《材料與焊接規范》7.5.4.5的規定。
表11 Ⅰ類受壓管系對接焊縫的射線檢測范圍
管子外徑/mm 檢測范圍 管子外徑/mm 檢測范圍
≤76 由中國船級社驗船師指定位置抽查 >76 焊縫100%進行檢查
② 如用超聲波檢測代替射線檢測,應經中國船級社同意。
③ Ⅰ類受壓管系的填角焊縫應按表12的規定進行磁粉檢測;Ⅱ類受壓管系的填角焊縫由中國船級社驗船師指定位置進行磁粉檢測。
表12 Ⅰ類受壓管系填角焊縫的磁粉檢測范圍
管子外徑/mm 檢測范圍 管子外徑/mm 檢測范圍
≤76 由中國船級社驗船師指定位置抽查 >76 焊縫100%進行檢查
4) 焊後熱處理
① 碳鋼和碳錳鋼鋼管及組合分支管。
在下列情況下,應進行焊後消除應力的熱處理:
a. 鋼管和組合分支管的含碳量超過0.23%;
b. 鋼管和組合分支管的含碳量未超過0.23%,但壁厚超過20mm的Ⅰ類受壓管或壁厚超過30mm的Ⅱ類受壓管。
② 所有合金鋼鋼管和組合分支管。
在下列情況下,均應進行適當的熱處理:
a. 用電弧焊連接;
b. 經加熱成形,或彎管加工的;
c. 冷彎成形而彎心半徑小於3倍管子外徑的(彎心半徑從彎管內側邊緣測量)。
③ 凡採用氧-乙炔氣體焊連接的管子,焊後均應進行正火加回火處理,對材料為碳鋼或碳錳鋼時,亦可採用正火處理。
④ 碳鋼、碳錳鋼的消除應力熱處理溫度為580~620℃;保溫時間按每25mm管壁厚度1h選取。合金鋼消除應力熱處理的溫度應根據材料成分確定,並經中國船級社驗船師同意。
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C. 焊接技術存在的缺陷
焊縫缺陷分為六大類:裂紋、孔穴、固體夾雜、未熔合和未焊透、形狀缺陷、其它缺陷。
一、 外觀缺欠
1、咬邊 因焊接造成沿焊趾(或焊根)處出現的低於母材表面的凹陷或溝槽稱為咬邊。它是由於焊接過程中,焊件邊緣的母材金屬被熔化後,未及時得到熔化金屬的填充所致。咬邊可出現於焊縫一側或兩側,可以是連續的或間斷的。
(1)危害:咬邊將削弱焊接接頭的強度,產生應力集中。在疲勞載荷作用下,使焊接接頭的承載能力大大下降。它往往還是引起裂紋的發源地和斷裂失效的原因。焊接技術條件中一般規定了咬邊的容限尺寸。
(2)形成原因:焊接工藝參數不當,操作技術不正確造成。如焊接電流大,電弧電壓高(電弧過長),焊接速度太快。
(3)防止措施:選擇適當的焊接電流和焊接速度,採用短弧操作,掌握正確的運條手法和焊條角度,坡口焊縫焊接時,保持合適的焊條離側壁距離。
2、焊瘤 焊接過程中,在焊縫根部背面或焊縫表面,出現熔化金屬流淌到焊縫之外未熔化的母材上所形成的金屬瘤稱為焊瘤。焊瘤一般是單個的,有時也能形成長條狀,在立焊、橫焊、仰焊時多出現。
(1)危害:影響焊縫外觀,使焊縫幾何尺寸不連續,形成應力集中的缺口。管道內部的焊瘤將影響管內介質的有效流通。
(2)形成原因:操作不當或焊接規范選擇不當。如焊接電流過小,而立焊、橫焊、仰焊時電流過大,焊接速度太慢,電弧過長,運條擺動不正確。
(3)防止措施:調整合適的焊接電流和焊接速度,採用短弧操作,掌握正確的運條手法。
3、凹坑 焊後在焊縫表面或背面形成低於母材表面的局部低窪缺陷。
未焊滿 由於填充金屬不足,在焊縫表面形成的連續或斷續的溝槽。
(1)危害:將會減小焊縫的有效工作截面,降低焊縫的承載能力。
(2)形成原因:焊接電流過大,焊縫間隙太大,填充金屬量不足。
(3)防止措施:正確選擇焊接電流和焊接速度,控制焊縫裝配間隙均勻,適當加快填充金屬的添加量。
4、燒穿 焊接過程中熔化金屬自坡口背面而流出,形成穿孔的缺陷。常發生於底層焊縫或薄板焊接中。
(1)形成原因:焊接過熱,如坡口形狀不良,裝配間隙太大,焊接電流過大,焊接速度過慢,操作不當,電弧過長且在焊縫處停留時間太長等。
(2)防止措施:減小根部間隙,適當加大鈍邊,嚴格控制裝配質量,正確選擇焊接電流,適當提高焊接速度,採用短弧操作,避免過熱。
5、焊縫表面形狀及尺寸偏差 焊縫表面形狀及尺寸偏差屬於形狀缺陷,其經常出現的有:對接焊縫超高、角焊縫凸度過大、焊縫寬度不齊、焊縫表面不規則等。
(1)危害:影響焊縫外觀質量,易造成應力集中。
(2)形成原因:坡口角度不當,裝配間隙不均勻,焊接規范選擇不當,焊接電流過大或過小,焊接速度不均勻,運條手法不正確,焊條或焊絲過熱等。
(3)防止措施:選擇正確焊接規范,適當的焊條及其直徑,調整裝配間隙,均勻運條,避免焊條和焊絲過熱。
二、內部缺欠
1、氣孔 焊接過程中熔池金屬高溫時吸收和產生的氣泡,在冷卻凝固時未能逸出而殘留在焊縫金屬內所形成的孔穴,稱為氣孔。氣孔是一種常見的缺陷,不僅出現在焊縫內部與根部,也出現在焊縫表面。焊縫中的氣孔可分為球形氣孔、條形氣孔、蟲形氣孔以及縮孔等.氣孔可以是單個或鏈狀成串沿焊縫長度分布,也可以是密集或彌散狀分布。
焊接區中的氣體來源:大氣的侵入,溶解於母材、焊絲和焊芯中的氣體,受潮葯皮或焊劑熔化時產生的氣體,焊絲或母材上的油污和鐵銹等臟物在受熱後分解所釋放出的氣體,焊接過程中冶金化學反應產生的氣體。熔焊過程中形成氣孔的氣體主要有:氫氣、一氧化碳和氮氣。
氫氣孔:多數情況下出現在焊縫表面上,斷面形狀多呈螺釘狀,從焊縫表面上看呈圓喇叭口形,氣孔四周內壁光滑。個別情況下也以小圓球形狀存在於焊縫內部。
氮氣孔:多數以成堆的蜂窩狀出現在焊縫表面上。
一氧化碳氣孔:多數情況下產生在焊縫內部,沿結晶方向分布,有些象條蟲狀,表面光滑。
(1)危害:影響焊縫外觀質量,削弱焊縫的有效工作截面,降低焊縫的強度和塑性,貫穿性氣孔則使焊縫的緻密性破壞而造成滲漏。
(2)產生原因:焊接區保護受到破壞;焊絲和母材表面有油污、鐵銹和水分;焊接材料受潮,烘焙不充分;焊接電流過大或過小,焊接速度過快;採用低氫型焊條時,電源極性錯誤,電弧過長,電弧電壓偏高;引弧方法或接頭不良等。
(3)防止措施:提高操作技能,防止保護氣體(焊劑)給送中斷;焊前仔細清理母材和焊絲表面油污、鐵銹等,適當預熱除去水分;焊前嚴格烘乾焊接材料,低氫型焊條必須存放在焊條保溫筒中;採用合適的焊接電流、焊接速度,並適當擺動;使用低氫型焊條時應仔細校核電源極性,並短弧操作;採用引弧板或回弧法的操作技術。
2、夾渣 焊後殘留在焊縫中的熔渣,稱為夾渣。夾渣不同於夾雜,夾雜是指在焊縫金屬凝固過程中殘留的金屬氧化物或來自外部的金屬顆粒,如氧化物夾雜、硫化物夾雜、氮化物夾雜和金屬夾雜等。夾渣是一種宏觀缺陷。夾渣的形狀有圓形、橢圓形或三角形,存在於焊縫與母材坡口側壁交接處,或存在於焊道與焊道之間。夾渣可以是單個顆粒狀分布,也可以是長條狀或線狀連續分布。
(1)危害:減少焊接接頭的工作截面,影響焊縫的力學性能(抗拉強度和塑性)。焊接技術條件中允許存在一定尺寸和數量的夾渣。
(2)產生原因:多層焊時,每層焊道間的熔渣未清除干凈,焊接電流過小,焊接速度過快;焊接坡口角度太小,焊道成形不良;焊條角度和運條技法不當;焊條質量不好等。
(3)防止措施:每層應認真清除熔渣;選用合適的焊接電流和焊接速度;適當加大焊接坡口角度;正確掌握運條手法,嚴格控制焊條角度可焊絲位置,改善焊道成形;選用質量優良的焊條。
3、未熔合 熔化焊時,在焊縫金屬與母材之間或焊道(層)金屬之間未能完全熔化結合而留下的縫隙,稱為未熔合。有側壁未熔合、層間未熔合和焊縫根部未熔合三種形式。
(1)危害:未熔合屬於面狀缺陷,易造成應力集中,危害性很大(類同於裂紋)。焊接技術條件中不允許焊縫存在未熔合。
(2)產生原因:多層焊時,層間和坡口側壁渣清理不幹凈;焊接電流偏小;焊條偏離坡口側壁距離太大;焊條擺動幅度太窄等。
(3)防止措施:仔細清除每層焊道和坡口側壁的熔渣;正確選擇焊接電流,改進運條技巧,注意焊條擺動。
4、未焊透 焊接時,接頭根部未完全熔透的現象,稱為未焊透。單面焊時,焊縫熔透達不到根部為根部未焊透;雙面焊時,在兩面焊縫中間也可形成中間未焊透。
(1)危害:削弱焊縫的工作截面,降低焊接接頭的強度並會造成應力集中。焊接技術條件中不允許焊接接頭中超過一定容限量的未焊透。
(2)產生原因:坡口鈍邊太厚,角度太小,裝配間隙過小;焊接電流過小,電弧電壓偏低,焊接速度過大;焊接電弧偏吹現象;焊接電流過大使母材金屬尚未充分加熱時而焊條已急劇熔化;焊接操作不當,焊條角度不正確而焊偏等。
(3)防止措施:正確選用和加工坡口尺寸,保證裝配間隙;正確選用焊接電流和焊接速度;認真操作,保持適當焊條角度,防止焊偏。
5、焊接裂紋 在焊接應力及其它致脆因素的共同作用下,焊接過程中或焊接後,焊接接頭中局部區域(焊縫或焊接熱影響區)的金屬原子結合力遭到破壞而出現的新界面所產生的縫隙,稱為焊接裂紋。它具有尖銳的缺口和長寬比大的特徵。焊接裂紋是最危險的缺陷,除降低焊接接頭的力學性能指標外,裂紋末端的缺口易引起應力集中,促使裂紋延伸和擴展,成為結構斷裂失效的起源。焊接技術條件中是不允許焊接裂紋存在的。
在焊接接頭中可能遇到各種類型的裂紋。按裂紋發生部位的焊縫金屬中裂紋、熱影響區裂紋或熔合線裂紋、根部裂紋、焊趾裂紋、焊道下裂紋和弧坑裂紋。按裂紋的走向有縱向裂紋、橫向裂紋和弧坑星形裂紋。按裂紋的尺寸有宏觀裂紋和顯微裂紋。按裂紋產生的機理有熱裂紋、冷裂紋、再熱裂紋和層狀撕裂。
(1)熱裂紋 焊接過程中,焊縫和熱影響區金屬冷卻到固相線附近的高溫區域產生的焊接裂紋,稱為熱裂紋,又稱高溫裂紋。
熱裂紋多發生在焊縫金屬中,有時也出現在熱影響區或熔合線。熱裂紋有沿著焊縫縱向,位於結晶中心線的縱向裂紋,也有垂直於焊縫的橫向裂紋,或在弧坑中產生的星形弧坑裂紋。熱裂紋可以顯露於焊縫表面,也可以存在於焊縫內部。其基本形貌特徵是:在固相線附近高溫下產生,沿奧氏體晶界開裂。熱裂紋可分為結晶裂紋、液化裂紋和多邊化裂紋三類。
① 結晶裂紋 熔他一次結晶過程中,在液相和固相並存的高溫區,焊縫金屬沿一次結晶晶界開裂的裂紋,稱為結晶裂紋。通常熱裂紋多指是結晶裂紋。多數情況下,結晶裂紋的斷口呈高溫氧化色彩,主要出現在焊縫中,個別情況下也產生在焊接熱影響區。
產生條件:低熔點共晶偏析物(FeS)以片狀液態薄膜聚集於晶界,焊接拉應力。
防止措施:通過控制產生條件的兩方面著手:首先嚴格控制焊縫金屬中C、Si、S、P含量,提高焊縫金屬的含Mn量,採用低氫型焊接材料。其次焊前要預熱,減小焊後冷卻速度,調整焊接規范,適當加大焊接坡口角度,以得到焊縫成形系數大的焊縫,必要時採用多層焊。
② 液化裂紋 焊接過程中,在焊接熱循環作用下,存在於母材近縫區金屬或多層焊縫的層間金屬晶界的低熔點共晶物局部被重新熔化開裂的裂紋,稱為液化裂紋。
防止措施:控制和選用C、S、P含量較低而Mn含量較高的母材,焊接時採用低熱輸入量的焊接規范進行多道焊。
③ 多邊化裂紋 焊接時,焊縫或近縫區的金屬處於固相線溫度以下的高溫區域,由於晶格缺陷(如空位和位借)的移動和聚集,形成二次邊界,即「多邊化邊界」,從而引起邊界高溫強度和塑性降低,沿著多邊化的邊界產生開裂,稱為多邊化裂紋。這類裂紋常以任意方向貫穿樹枝晶界,斷口多呈現為高溫低塑性斷裂特徵。多邊化裂紋多發生在單相奧氏體合金的焊縫或近縫區的金屬中。
防止措施:在焊縫中加入Mo、W、Ti等細化晶粒的合金元素,阻止形成「多邊化邊界」,在工藝上採取減小焊接應力的措施。
(2)再熱裂紋(SR裂紋) 焊接接頭在焊後一定溫度范圍內再次加熱(消除應力熱處理或經其它加熱過程),在焊接熱影響區的粗晶區產生的裂紋,稱為再熱裂紋或消應力處理裂紋。再熱裂紋與熱裂紋一樣也是一種沿晶界開裂的裂紋,但其斷口呈低溫氧化色彩。
產生條件:鋼中某些沉澱強化元素(如 Mo、 V、 Cr、 Nb等),經歷再熱(焊後再次加熱)敏感溫度區域500—700℃,焊接接頭存在較高的殘余應力和焊縫表面有應力集中的缺口部位(咬邊、凹陷等)。
從產生條件可看出,再熱裂紋多發生在具有析出沉澱硬化相的低合金高強鋼、珠光體耐熱鋼、奧氏體不銹鋼以及鎳基合金的焊接接頭之中。普通碳素鋼中一般不會產生這種裂紋。
防止措施:提高預熱溫度和採用後熱處理,減小焊接應力和過熱區硬化;選用高塑性低強度匹配的焊接材料;改進焊接接頭設計,盡量不採用高拘束度的焊接節點,消除一切可能引起應力集中的表面缺陷,修磨焊縫呈圓滑過渡;正確選擇焊後熱處理溫度。
(3)冷裂紋 焊接接頭在焊後冷卻到較低溫度下(200℃左右)所產生的焊接裂紋,稱為冷裂紋。根據裂紋出現的部位,可分為焊道下裂紋、焊趾裂紋、焊根裂紋、橫向裂紋。
產生條件:三個因素共同作用形成冷裂紋,即焊接應力、淬硬組織、擴散氫。冷裂紋 多發生在低合金高強鋼、中合金鋼、高碳鋼的焊接熱影響區和熔合區中,個別情況下,也出現在焊縫金屬中。
形貌特徵:焊後冷卻至較低溫度下產生,貫穿晶粒開裂,斷口呈金屬光亮。
根據產生的機理不同,冷裂紋可分為延遲裂紋、淬硬脆化裂紋和低塑性脆化裂紋三類。
① 延遲裂紋(氫致裂紋) 是一種最常見的冷裂紋形態。它是焊後冷卻到室溫並放置一段時間(延遲潛伏期,幾小時、幾天、幾十天)之後才出現的焊接冷裂紋,具有延遲的性質。因為這種裂紋的產生與焊縫金屬中的擴散氫活動密切相關,所以又稱氫致裂紋。
② 淬硬脆化裂紋 有些鋼種如馬氏體不銹鋼、工具鋼,由於淬硬傾向較大,焊接時易形成淬硬組織,在焊接應力的作用下導致開裂,稱之為淬硬脆化裂紋。與延遲裂紋不同的是淬硬脆化裂紋基本上是在焊後立即產生,無延遲期,除了焊接熱影響區出現外,有時還會出現在焊縫中。
③ 低塑性脆化裂紋 焊接脆性材料時(如鑄鐵),當焊後冷卻到400℃以下時,由於焊接收縮應變超過材料的本身塑性而導致開裂,稱之為低塑性脆化裂紋。它可在焊縫中出現,也可發生在焊接熱影響區中。其斷口具有脆性斷裂的形貌特徵。
防止措施:焊前預熱,降低冷卻速度;選擇合適的焊接規范參數;採用低氫型焊接材料,並嚴格烘乾;徹底清除焊絲及母材焊接區域的油污、鐵銹和水分,焊後立即後熱或焊後熱處理,改進接頭設計降低拘束應力。
(4)層狀撕裂 是一種焊接時沿鋼板軋制方向平行於表面呈階梯狀「平台」開裂的冷裂紋。呈穿晶或沿晶開裂的形態特徵,通常發生在軋制鋼板的靠近熔合線的熱影響區中,與熔合線平行形成階梯式的裂紋。由於不露出表面,所以一般很難發現,只有通過探傷發現,且難以返修。層狀撕裂多產生在T形接頭和角接接頭中,受垂直於鋼板表面方向拉伸應力的作用而產生。
產生條件:沿鋼板軋制方向存在分層夾雜物(如硫化物等),焊接時產生垂直於厚度方向的焊接應力。
防止措施:嚴格控制鋼材的含硫量,改進接頭形式和坡口形狀,與焊縫連接的坡口表面預先堆焊過渡層,選用強度等級較低的低氫型焊接材料,採用低焊接熱輸入和焊接預熱。
D. 管道焊接施工方法
管道焊接技術標准
金屬管道種類繁多、數量大,使用工況千差萬別。我國不同行業採用不同的應用標准體系,標准之間差別很大。當然,由於金屬管道的工況,如溫度、壓力、介質、環境等不同,標准有差距是客觀存在的。例如,電力電站管道高壓、高溫、蒸汽介質居多;石化、石油管道受壓、腐蝕介質居多;化工行業管道還有劇毒介質(如氯氣);機械行業壓力容器,按使用情況及工況分成低壓、中壓、高壓、超高壓,按容器類別分成第一類壓力容器、第二類壓力容器、第三類壓力容器。船舶管道有高壓的蒸汽管道、主機冷卻的海水管道(承壓及受腐蝕)、污水管道(承壓及受高溫)、燃油輸送管道、壓縮空氣管道等,在不同的工況條件下運行。以下擇要介紹一些基本標准。一、壓力管道分類1. 壓力管道的定義壓力管道是指在生產、生活中使用的可能引爆或中毒等危險性較大的特種設備及管道。① 輸送GB5044①《職業性接觸毒物性危害程度分級》中規定的毒性程度為極度危害介質的管道。② 輸送GB5016②《石油化工企業設計防火規范》及GBJ16《建築設計防火規范》中規定的火災危險性為甲、乙類介質的管道。③ 最高工作壓力不小於0.1MPa(表壓,下同),輸送介質為氣(汽)體及液化氣體的管道。④ 最高工作壓力不小於0.1MPa,輸送介質為可燃、易焊、有毒以及有腐蝕性或高溫工作溫度不小於標准沸點的液體管道。⑤ 上述四項規定管道的附屬設施(彎頭、大小頭、三能、管帽、加強管接頭、異徑短管、管箍、儀表管、嘴、漏斗、快速接頭等管件;法蘭、墊片、螺栓、螺母、限流孔板、盲板、法蘭蓋等連接件;各類閥門、過濾器、流水器、視鏡等管道設備,還包括管道支架以及安裝在壓力管道上的其他設施)。 ① GB5044分為四級(與99容規相同):極度危害(1級)<0.1mg/m3;高度危害(2級)0.1~1mg/m3;中度危害(3級)1.0~10mg/m3;輕度危害(4級)>10mg/m3。② GB5016標准對可燃氣體火災危險性分甲、乙兩類,甲類氣體為可燃氣體與空氣混合物的爆炸下限不大於10%(體積),乙類氣體為可燃氣體與空氣混合物的爆炸下限不小於10%(體積)。GB5016標准對液態烴、可燃液體的火災危險性按如下分類:甲A類 15℃的蒸汽壓力大於0.1MPa的烴類液體及其他類似的液體;甲B類 甲A類以外的可燃液體,閃點小於28℃;乙A類 28℃≤閃點≤45℃的可燃液體;乙B類 45℃<閃點<60℃的可燃液體;丙A類 60℃<閃點≤120℃的可燃液體;丙B類 閃點≥120℃的可燃液體。2. 壓力管道分類、分級(見表1)表1 壓力管道分類、分級名 稱 類別 級別 工 況 和 參 數
長輸管道 GA GA1 ⑴ 介質:有毒、可燃易爆氣體,P>1.6MPa的管道⑵ 介質:有毒、可燃易爆氣體,DN≥300mm,輸送距離≥200km的管道⑶ 介質:漿體中,DN≥150mm,輸送距離≥50km的管道
GA2 ⑴ 介質:有毒、可燃易爆氣體,P≤1.6MPa的管道⑵ GA1(2)范圍以外的長輸管道⑶ GA1(3)范圍以外的長輸管道
公用管道 GB GB1 燃氣管道
GB2 熱力管道
工業管道 GC GC1 ⑴ GB5044標准中,毒性程度為極度危害介質的管道⑵ GB50160、GBJ16標准中規定的火災危險性為甲、乙類可燃氣體或甲類可燃氣體介質,且P≥4.0MPa的管道⑶ 輸送流體介質,且P≥10.0MPa的管道
GC2 ⑴ 輸送GB50160、GBJ160標准中規定的火災危險性為甲、乙類可燃氣體或甲類可燃氣體介質,且P<0.4MPa的管道⑵ 流體介質:可燃、有毒,P<4.0MPa,t≥400℃的管道⑶ 流體介質:不可燃、無毒,P<10MPa,t≥400℃的管道⑷ 流體介質: P<10.0MPa,t<400℃的管道
註:表中P為設計壓力;t為工作溫度;DN為公稱直徑。3. 中石化集團公司壓力管道分類(見表2)表2 中石化集團公司壓力管道分類類別 工 況 和 參 數
第一類 ⑴ 輸送毒性程度為極度、高度危害的介質所使用管道(苯除外)⑵ 35.0MPa≥P≥10.0MPa的管道
第二類 ⑴ P<10.0MPa,輸送甲、乙類可燃氣體,甲A類、乙類可燃液體介質的管道⑵ 工作溫度高於閃點的可燃液體介質管道⑶ P≥4.0MPa,無毒、不可燃介質管道(不含輸水管道)
第三類 ⑴ 乙B類、丙類可燃液體管道⑵ P≥1.6MPa,不可燃介質管道(不含水管)⑶ P≥0.1MPa,輸送介質為汽(氣)體,有毒、有腐蝕性或溫度不低於標准沸點的液體管道
第四類 P≥35.0MPa超高壓管道
第五類 長輸管道
第六類 公用管道,含公用燃氣和熱力管道
4. 管子系列標准壓力管道設計及施工,首先考慮壓力管道及其元件標准系列的選用。世界各國應用的標准體系雖然多,大體可分成兩大類。壓力管道標准見表3。法蘭標准見表4。表3 壓力管道標准分 類 大外徑系列 小外徑系列
規格DN-公稱直徑Ф-外徑 DN15-ф22mm,DN20-ф27mmDN25-ф34mm,DN32-ф42mm DN40-ф48mm,DN50-ф60mm DN65-ф76(73)mm,DN80-ф89mm DN100-ф114mm,DN125-ф140mm DN150-ф168mm,DN200-ф219mm DN250-ф273mm,DN300-ф324mmDN350-ф360mm,DN400-ф406mm DN450-ф457mm,DN500-ф508mm DN600-ф610mm, DN15-ф18mm,DN20-ф25mmDN25-ф32mm,DN32-ф38mm DN40-ф45mm,DN50-ф57mm DN65-ф73mm,DN80-ф89mm DN100-ф108mm,DN125-ф133mm DN150-ф159mm,DN200-ф219mm DN250-ф273mm,DN300-ф325mmDN350-ф377mm,DN400-ф426mm DN450-ф480mm,DN500-ф530mm DN600-ф630mm,
表4 法蘭標准分 類 歐式法蘭(以200℃為計算基準溫度) 美式法蘭(以430℃為計算基準溫度)
規格PN-壓力等級 壓力等級:PN0.1,PN0.25,PN0.6,PN1.0,PN1.6,PN2.5,PN4.0,PN6.3,PN10.0,N16.0,PN25.0,PN40.0 壓力等級:PN2.0(CL150),PN5.0(CL300),PN6.8(CL400),PN10(CL600),PN15.0(CL600),PN25(CL1500),PN42.0(CL2500)
註:對於CL150(150lb級)是以300℃作計算基準溫度。從表3、表4可知,無論是管子還是法蘭,兩個系列均不能混合使用。二、管道焊接常用標准1. 管道焊接常用標准關於壓力管道的施工規范,綜合性的有GB 50235、GB 50236和SH 3501《石油化工劇毒、可燃介質管道施工驗收規范》、HC 20225《化工金屬管道施工及驗收規范》、J28《城市供熱管網工程及驗收規范》、CJJ23《城市燃氣輸配工程施工及驗收規范》等。GB 50235和SH 3501這兩個綜合性施工規范是目前石油化工生產建設中最常用的標准。輸油、輸氣長輸管道建設發展很快,這方面的標有行業標准SY 0401-1998《輸油輸氣管道線路工程施工及驗收規范》。為了便於閱讀,在表5中列出了壓力管道焊接常用標准。表5 壓力管道焊接常用標准編 號 名 稱
國家質量技術監督局 鍋發(1999)154號 壓力容器安全技術監察規程(99容器)
DL 5031、(DL-5007) 電力建設施工及驗收技術規范(管道篇)(焊接篇)
GB 50235 工業金屬管道工程施工及驗收規范
GB 50236 現場設備工業管道焊接工程施工及驗收規范
GB50184 工業金屬管道工程質量檢驗評定標准
GB 985 氣焊、手工電弧焊氣體保護焊焊縫坡口的基本形式與尺寸
GB986 埋弧焊焊縫坡口的基本形式和尺寸
JB 4708 鋼制壓力容器焊接工藝評定
JB/T 4709 鋼制壓力容器焊接規程
JB 4730 壓力容器無損檢測
SHJ 502 鈦管道施工及驗收規范
SHJ 509 石油化工工程焊接工藝評定
SHJ 517 石油化工鋼制管道工程施工工藝
SHJ 514 石油化工設備安裝工程質量檢驗評定標准
SHJ 520 石油化工工程鉻鉬耐熱鋼管道焊接技術規程
SH 3501 石油化工劇毒、可燃介質管道施工及驗收規范
SH 3508 石油化工工程施工工程及驗收統一標准
SH 3523 石油化工工程高溫管道焊接規程
SH 2525 石油化工低溫鋼焊接規程
SH 3526 石油化工異種鋼焊接規程
SH 3527 石油化工不銹鋼復合鋼焊接規程
HC 20225 化工金屬管道施工及驗收規范
CCJ 28 城市供熱管網工程及驗收規范
GB/T 9711.1-1998 螺旋焊管生產標准
中國船級社 材料與焊接規范1998第九章壓力管系焊接
SY 0401-1998 輸油輸氣管道線路工程施工及驗收規范
2. 國外常用標准體系為了對國外通用的和先進的相關標准體系有所了解,現將有關管道的國外部分常用標准體系列於表6。表6 國外部分常用標准體系國 別 標 准 號 標 准 名 稱
德國(DNI) DIN 2410.T.1 管子及鋼管標准概述
DIN 2448 無縫鋼管 尺寸及單位長度質量
DIN 2458 焊接鋼管 尺寸及單位長度質量
DIN 2501.T.1 法蘭連接尺寸
美國(ANSI) ANSI/ASME 836.10 無縫及焊接鋼管
ANSI/ASME B36.19 不銹鋼無縫及焊接鋼管
ANSI/ASME E16.9 工廠製造的鋼對焊管件
ANSI/ASME B16.28 鋼制對焊小半徑彎頭和回彎頭
ANSI/ASME B16.5 管法蘭和法蘭管件
ANSI/ASME B16.47 大直徑鋼法蘭
日本(JIS) JIS G3452 普通用途碳鋼管
JIS G3454 承壓用碳鋼管
JIS G3455 高壓用碳鋼管
JIS G3456 高溫用碳鋼管
JIS G3457 電弧焊碳鋼管
JIS G3458 合金鋼管
JIS G3459 不銹鋼鋼管
JIS G3468 電弧焊大直徑不銹鋼鋼管
JIS B2201 鐵素體材料管法蘭壓力等級
JIS B2202 管法蘭尺寸
JIS B2210 鐵素體材料管法蘭基礎尺寸
JIS B2220 鋼制管法蘭
JIS B2311 普通用途的鋼制對焊管件
JIS B2312 鋼制對焊管件
JIS B2313 鋼板制對焊管件
國際標准化組織(ISO) ISO 4200 焊接和無縫平端鋼管尺寸和單位長度
ISO 1127 不銹鋼鋼管尺寸公差和單位長度質量
ISO 3183 石油和天然氣工業用鋼管
ISO 6759 熱交換器用無縫鋼管
ISO 7005-1 金屬管法蘭
英國(BS) BS 1600 石油工業用鋼管尺寸
BS 3600 承壓用焊接鋼管和無縫鋼管的尺寸及單位長度質量
BS 3605.1 承壓焊接無縫不銹鋼鋼管
BS 1965 對焊承壓管件
BS 1640 石油工業用對焊管件
E. 自製鐵梯子尺寸是多少呢
4米高的梯子,上面的橫撐500mm,下面的700mm合適。先把上下橫撐焊好,中間的橫撐間隔460mm一根就行,這樣的比例梯子實用還好看。
F. 鋼結構焊縫中焊腳尺寸怎麼確定有沒有標准規定或計算公式
一、鋼結構焊縫中焊腳尺寸:
1、焊接焊腳高度有兩種標注,K和a,K表示在角焊縫橫截面中畫出的最大等腰直角三角形中直角邊的長度,a只要在K的基礎上X1.414即可。
2、如果是根據工件的板厚來確定焊角高度可以這么算,單面焊縫是相鄰焊件中較薄板厚度確定一般是板厚的0.7,雙面焊縫是相鄰焊件中較薄板厚度確定一般是板厚的0.3 左右。
二、標准規定計算公式:
1、對接焊焊縫尺寸經驗計算公式:
根據板厚及焊接方法要求不同,對接焊縫可分為I形焊縫(即不開坡口對接焊縫)、V形坡口對接焊縫、U形坡口對接焊縫。
2、形焊縫寬度的經驗計算公式:
生產中,一般板厚小於6mm不開坡口,形成I形焊縫,焊縫寬度。
C=δ+2 (1);
式中 δ——工件厚度,mm;
3、帶鈍邊V形對接焊縫寬度經驗計算公式:
帶鈍邊V形坡口焊縫,坡口角度為α,間隙為b,鈍邊為P,根據解三角形的方法。
焊縫寬度;
C=AB+CD+b+2e=2(δ-P)tan(α/2)+b+2e;≈δ+3 ⑵;
式中e——坡口兩邊焊縫覆蓋寬度,一般取e=1.5~2mm;取P=2,b=2,α=60°,e=1.5
(6)焊接合梯最長料最短的料差多少擴展閱讀:
對接焊焊縫尺寸經驗計算公式:
根據板厚及焊接方法要求不同,對接焊縫可分為I形焊縫(即不開坡口對接焊縫)、V形坡口對接焊縫、U形坡口對接焊縫。
1、I形焊縫寬度的經驗計算公式:
生產中,一般板厚小於6mm不開坡口,形成I形焊縫,焊縫寬度C=δ+2;式中 δ——工件厚度,mm。
2、帶鈍邊V形對接焊縫寬度經驗計算公式:
帶鈍邊V形坡口焊縫,坡口角度為α,間隙為b,鈍邊為P。
G. 波峰焊無鉛焊接時透錫量達到75%以上所需的過孔的最小間隙是多少嗎好像與板的厚度有個對應的公式
最小間隙是5nm。透錫和板子的厚度關系不是很大,無鉛波峰焊接可完全達到安全可靠,亞洲也大規模這樣做也有了一段時間。
公式:克重X0.0015,知道厚度求克重:厚度/0.0015。厚度 物體上下相對兩面之間的距離。指物體之厚薄程度。符號「T」,單位為mm。
與表面安裝工藝和手工焊接作業相比,無鉛工藝中實行無鉛波峰焊接中需求更強烈些。對波峰焊各個方面內容扎實理解還有很長路要走。
(7)焊接合梯最長料最短的料差多少擴展閱讀:
通過重新熔化預先分配到印製板焊盤上的膏狀軟釺焊料,實現表面組裝元器件焊端或引腳與印製板焊盤之間機械與電氣連接的軟釺焊。
波峰焊隨著人們對環境保護意識的增強有了新的焊接工藝。以前的是採用錫鉛合金,但是鉛是重金屬對人體有很大的傷害。於是促生了無鉛工藝,採用*錫銀銅合金*和特殊的助焊劑,且焊接溫度的要求更高的預熱溫度。
在大多數不需要小型化和大功率的產品上仍然在使用穿孔(TH)或混和技術線路板,比如電視機、家庭音像設備以及數字機頂盒等,仍然都在用穿孔元件,因此需要用到波峰焊。從工藝角度上看,波峰焊機器只能提供很少一點最基本的設備運行參數調整。
H. 焊接 樓梯扶手包工多少錢一米啊
需要帶機械不?帶機械30一米,只出人工25一米
I. 焊接變形的原因是
材料對於焊接變形的影響不僅和焊接材料有關,而且和母材也有關系,材料的熱物理版性能權參數和力學性能參數都對焊接變形的產生過程有重要的影響。其中熱物理性能參數的影響主要體現在熱傳導系數上,一般熱傳導系數越小,溫度梯度越大,焊接變形越顯著。力學性能對焊接變形的影響比較復雜,熱膨脹系數的影響最為明顯,隨著熱膨脹系數的增加焊接變形相應增加。同時材料在高溫區的屈服極限和彈性模量及其隨溫度的變化率也起著十分重要的作用。
J. 鋼架樓梯上怎麼貼大理石
樓梯踏步鋼板和石材之間的結合層應該妥善處理。通常需要解決好個問題,一是共振問題,二就是結合強度的問題。
施工中比較成熟的辦法:
一般先在鋼板踏步上焊上2道10MM鋼筋條(或鋼帶),再焊上鋼絲網。然後1:3水泥砂漿找平,等干硬以後,在用水泥砂漿把大理石貼上。也有直接焊接鋼絲網然後鋪水泥砂漿,貼大理石的。
(10)焊接合梯最長料最短的料差多少擴展閱讀:
保養:
1、大理石很脆弱,害怕硬物的撞擊、敲打,所以平時應注意防止鐵器等重物磕砸石面,以免出現凹坑,影響美觀。麻石和花崗石較易於打掃和保養,閑時只要用一些清潔劑作簡單的表面清洗,便能保其歷久常新。
2、定期以微濕帶有溫和洗滌劑的布擦拭檯面,然後用清潔的軟布抹乾和擦亮,當表面沾污時宜以一些較淡的腐蝕劑如檸檬汁或醋清潔污痕,切忌使用肥皂或蘇打粉等易損大理石本質的物料來擦。
使用檸檬汁也應十分注意,其停留時間最好不要超過1分鍾,必要時可重復操作,然後清洗並弄乾。對化妝品、茶和煙草污跡,可塗上雙氧水,停留兩小時,然後清洗及弄乾。對於油跡,可用乙醇(酒精)、丙酮(木精)或打火機電油擦拭,然後清洗及弄乾。若大理石傢具被煙蒂燒焦,應該考慮請人修復。
3、對於輕微擦傷的大理石傢具,可用專門的大理石清潔劑和護理劑;磨損嚴重的大理石傢具難以處理,可用鋼絲絨擦拭,然後用電動磨光機磨光,使它恢復原有的光澤。對於古舊或貴重的大理石傢具應請專業人員處理。
4、油了漆的大理石傢具必須用漆層剝離劑處理,並按照產品說明進行。清除了全部油漆後,就用鋼絲絨擦拭和用電動磨光機磨光。