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1、承压类特种设备无损检测相关知识承压类特种设备无损检测相关知识 -级人员特种设备专门知识级人员特种设备专门知识 闭卷闭卷 笔试笔试B1第第1章 金属材料、热处理及焊接基本知识章 金属材料、热处理及焊接基本知识 1.1 材料力学基本知识材料力学基本知识 1.2 金属学与热处理基本知识金属学与热处理基本知识 1.3 承压类特种设备常用材料承压类特种设备常用材料 第第2章 焊接基本知识章 焊接基本知识 2.1 承压类特种设备常用的焊接方法承压类特种设备常用的焊接方法 2.2 焊接接头焊接接头 2.3 焊接应力与变形焊接应力与变形 2.4 承压类特种设备常用材料的焊接承压类特种设备常用材料的焊接试题类型
2、与总量试题类型与总量是非题是非题20题题40分分、单项选择题、单项选择题15题题30分分、问答题、问答题6题题30分分；总量不少于；总量不少于25题题试题内容试题内容1. 非报考的常用无损检测方法一般知识非报考的常用无损检测方法一般知识 2. 力学知识力学知识 3. 金属学和热处理知识金属学和热处理知识 4. 焊接知识焊接知识 5. 其他相关知识其他相关知识谢常欢谢常欢化工机械 硕士化工机械 硕士 深圳市特种设备安全检验研究院深圳市特种设备安全检验研究院院长助理院长助理 / 副总工程师副总工程师 518029 深圳市罗湖区红岗路深圳市罗湖区红岗路1032号特检大厦号特检大厦211室室 0755
3、-承压类高级检验师承压类高级检验师（2001年）年） RT、UT、MT、PT高级人员高级人员（1995年起）年起）全国锅炉压力容器无损检测考委会 人员考评人员全国锅炉压力容器无损检测考委会 人员考评人员（2001年）年）主编主编TSG Z7003-2004特种设备检验检测机构质量管理体系要求特种设备检验检测机构质量管理体系要求在在2011年 特种设备无损检测年 特种设备无损检测3级人员级人员资格复证 专题资格复证 专题 “特种设备无损检测特种设备无损检测 仪器设备校准与核查仪器设备校准与核查要求的探讨要求的探讨 ”第第2章 焊接基本知识章 焊接基本知识? 特种设备特种设备焊接方法主要采用的是焊
4、接方法主要采用的是熔化焊熔化焊，因为它具有强度高、 致密性好，工艺成熟可靠，对构件材质、厚度适应范围大。 如锅炉压力容器制造中，焊接工作量巳约占整个工作量的，因为它具有强度高、 致密性好，工艺成熟可靠，对构件材质、厚度适应范围大。 如锅炉压力容器制造中，焊接工作量巳约占整个工作量的30 以上以上。 ? 大型的体育馆、机场、展览馆等也采用焊接的钢结构，如北 京国家体育馆大型的体育馆、机场、展览馆等也采用焊接的钢结构，如北 京国家体育馆-鸟巢的钢结构用钢达鸟巢的钢结构用钢达4.2万吨。万吨。Q460高强钢Q460高强钢第35页第35页? 2.1 承压特种设备与承压特种设备与钢结构钢结构常用的焊接方
5、法常用的焊接方法 ? 焊接定义与特点焊接定义与特点 ? (1) 焊接定义：焊接定义： ? GB/T 3375-94焊接术语：通过焊接术语：通过加热或加压加热或加压，或两者并 用，并且用或不用，或两者并 用，并且用或不用填充材料填充材料，使工件达到结合的一种方法。，使工件达到结合的一种方法。a)NNNNc) NNb)螺栓连接螺栓连接铆接铆接焊接焊接焊接的实质是一个条件非常恶劣的热处理过程。焊接的实质是一个条件非常恶劣的热处理过程。 1600160019001900? 焊接焊接的分类：的分类：熔化焊，利用热源，使连接部位局部熔化成液体，再结晶成一体。熔化焊，利用热源，使连接部位局部熔化成液体，再结
6、晶成一体。 微观上共同晶粒微观上共同晶粒。压力焊，利用摩擦、扩散和加压等物理作用，使连接表面的原子相互接压力焊，利用摩擦、扩散和加压等物理作用，使连接表面的原子相互接 近晶格距离，在固态下实现连接。近晶格距离，在固态下实现连接。微观上共同晶粒。微观上共同晶粒。钎焊，将焊件和钎料加热到低于焊件、高于钎料熔点温度，使液态钎料钎焊，将焊件和钎料加热到低于焊件、高于钎料熔点温度，使液态钎料 润湿焊件表面，冷却后结晶形成一体。润湿焊件表面，冷却后结晶形成一体。微观上不形成共同晶粒。微观上不形成共同晶粒。压力F加热的温度越高所需压力越小压力F加热的温度越高所需压力越小? (2) 焊接焊接的优点的优点（主要
7、是与螺钉连接、铆接、铸件及锻件相比较而言）：（主要是与螺钉连接、铆接、铸件及锻件相比较而言）： ? 节省金属材料、节省金属材料、减轻构件重量减轻构件重量、经济效益好。、经济效益好。 ? 简化加工与装配工序，生产周期短、效率高。 简化加工与装配工序，生产周期短、效率高。 ? 构件 构件强度高，接头致密性强度高，接头致密性和密封性能好。和密封性能好。 ? 为 为设计提供较大的灵活性设计提供较大的灵活性和选择空间。如两构件的连接， 衬里堆焊等。和选择空间。如两构件的连接， 衬里堆焊等。 ? 用拼焊方法可以大大突破铸锻能力的限制，可以生产特大 锻 用拼焊方法可以大大突破铸锻能力的限制，可以生产特大 锻
8、焊、铸焊、铸焊结构件，提供特大、特大重型设备、毛坯， 促进国民经济的发展。焊结构件，提供特大、特大重型设备、毛坯， 促进国民经济的发展。 ? 焊接工艺过程容易实现 焊接工艺过程容易实现机械化机械化和和自动化自动化。? (3) 焊接的焊接的局限性局限性 ? 易产生 易产生较大的焊接变形较大的焊接变形和和焊接残余应力焊接残余应力，从而影响结构件 的承载能力、加工精度和尺寸的稳定性。同时由于焊缝与连 接件交界处形状的不连续性会产生应力的不连续和应力集中 效应，将对构件的，从而影响结构件 的承载能力、加工精度和尺寸的稳定性。同时由于焊缝与连 接件交界处形状的不连续性会产生应力的不连续和应力集中 效应，
9、将对构件的疲劳强度疲劳强度产生较大的影响。产生较大的影响。 ? 焊接接头中会 焊接接头中会存着一定数量的缺陷存着一定数量的缺陷，如裂纹、未熔合、未 焊透、夹渣和气孔等。这些缺陷的存在会降低构件的强度， 引起应力集中，损坏了焊缝的致密性，它是造成构件破坏的 主要原因之一。，如裂纹、未熔合、未 焊透、夹渣和气孔等。这些缺陷的存在会降低构件的强度， 引起应力集中，损坏了焊缝的致密性，它是造成构件破坏的 主要原因之一。 ? 接头具有较大的 接头具有较大的“组织和性能组织和性能”的不均匀性。的不均匀性。 ? 焊接过程会产生高温、强光（紫外线）及一些 焊接过程会产生高温、强光（紫外线）及一些有毒有害气 体
10、有毒有害气 体，对人身体产生一定的损伤。，对人身体产生一定的损伤。? 公元前公元前3000多年埃及出现了多年埃及出现了锻焊技术锻焊技术。 公元前公元前2000多年中国的殷朝采用多年中国的殷朝采用铸焊铸焊制造兵器。制造兵器。 公元前公元前200年前，中国已经掌握了青铜的年前，中国已经掌握了青铜的钎焊钎焊及铁器的及铁器的锻焊锻焊工艺。工艺。 1801年：英国年：英国H.Davy发现发现电弧电弧。 1836年：年：Edmund Davy 发现发现乙炔气乙炔气。 1856年：英格兰物理学家年：英格兰物理学家James Joule 发现了发现了电阻焊电阻焊原理。原理。 1959年：年：Deville和和
11、Debray发明发明氢氧气焊氢氧气焊。 1881年：法国人年：法国人 De Meritens 发明了最早期的发明了最早期的碳弧焊机碳弧焊机。 1881年：美国的年：美国的R. H. Thurston 博士用了六年的时间，完成了全系列铜博士用了六年的时间，完成了全系列铜- 锌合金钎料在强度与延伸性方面的全部实验。锌合金钎料在强度与延伸性方面的全部实验。 1882年：英格兰人年：英格兰人Robert A. Hadfield发明并以他的名字命名的奥氏体锰发明并以他的名字命名的奥氏体锰 钢获得了专利权。钢获得了专利权。 1885年：美国人年：美国人Elihu Thompson 获得电阻焊机的专利权。获
12、得电阻焊机的专利权。 1885年：俄罗斯人年：俄罗斯人 Benardos Olszewski 发展了发展了碳弧焊接碳弧焊接技术。技术。 1888年：俄罗斯人年：俄罗斯人H.C 发明 发明金属极电弧焊金属极电弧焊。 18891890年：美国人年：美国人C. L. Coffin首次使首次使用光焊丝用光焊丝作作电极进行了电弧焊电极进行了电弧焊 接接。 1890年；美国人年；美国人C. L. Coffin提出了在氧化介质中进行焊接的概念。提出了在氧化介质中进行焊接的概念。 ? 1890年：英国人年：英国人Brown 第一次使用氧加燃气切割进行了抢劫银行的尝试。第一次使用氧加燃气切割进行了抢劫银行的尝试
13、。? 电弧焊电弧焊常见的有：常见的有：手工电弧焊、埋弧焊、气体保护焊、药芯 焊丝自保护焊、等离子弧焊手工电弧焊、埋弧焊、气体保护焊、药芯 焊丝自保护焊、等离子弧焊等。等。? 电弧焊电弧焊原理：在焊条和工件之间施加电压，通过划檫或接触原理：在焊条和工件之间施加电压，通过划檫或接触 引燃电弧，用电弧的能量熔化焊条和加热母材。引燃电弧，用电弧的能量熔化焊条和加热母材。 电弧电弧：空气击穿，产生等离子体导电，一般是电子向阳极运：空气击穿，产生等离子体导电，一般是电子向阳极运 动，故一般焊条接阳极。动，故一般焊条接阳极。阳极温度可以达到阳极温度可以达到2万摄氏度。万摄氏度。? 2.1.1 手工电弧焊手工
14、电弧焊（SMAW）-焊条电弧焊焊条电弧焊 ? 1. 手工电弧焊及其特点手工电弧焊及其特点 ? 原理：是利用焊条与焊件之间原理：是利用焊条与焊件之间短路，随即提起（约短路，随即提起（约2-4mm） 引燃电弧，） 引燃电弧，阴极发射电子，气体介质被撞击电离，电弧温度 进一步升高，阴极发射电子，气体介质被撞击电离，电弧温度 进一步升高，将焊条及部分焊件熔化而形成焊缝的焊接方法。将焊条及部分焊件熔化而形成焊缝的焊接方法。 电弧下工件熔化构成一个半卵形熔池，药皮熔化，气体隔绝 空气，免于氧、氮侵害。电弧下工件熔化构成一个半卵形熔池，药皮熔化，气体隔绝 空气，免于氧、氮侵害。 ? 特点：特点：设备简单，便
15、于操作，适用于室内外各种位置的焊 接。设备简单，便于操作，适用于室内外各种位置的焊 接。但效率低，劳动强度大，对焊工技术水平及操作技能要求较高。但效率低，劳动强度大，对焊工技术水平及操作技能要求较高。第35页第35页产生大量电子发射，两极 间气体介质电离形成电弧产生大量电子发射，两极 间气体介质电离形成电弧瞬间短路，产 生低压大电流瞬间短路，产 生低压大电流 阴极区阴极区：2400K，约占总热量的，约占总热量的36-38阳极区阳极区：2600K，约占总热量的，约占总热量的42-44 弧柱区弧柱区：6000-8000K，约占总热量的，约占总热量的20 正接法正接法：焊件接阳极，焊厚件：焊件接阳极
16、，焊厚件约为0.1um-0.01um约为10um-1um? 通过高温下熔化金属与熔渣间的通过高温下熔化金属与熔渣间的冶金反应冶金反应，还原并净化焊缝金属， 从而得到优质的焊缝。，还原并净化焊缝金属， 从而得到优质的焊缝。? 焊接的冶金特点：焊接的冶金特点： ? 1）熔池中冶金反应不充分，化学成分有较大的）熔池中冶金反应不充分，化学成分有较大的不均匀性不均匀性，常常发 生偏析、夹杂等缺陷。，常常发 生偏析、夹杂等缺陷。 ? 2）在高温电弧作用下，氧、氢、氮等气体分子吸收电弧热量而分 解成化学性质十分活泼的原子或离子状态，它们很容易溶解在液体 金属之中，造成）在高温电弧作用下，氧、氢、氮等气体分子吸收电弧热量而分 解成化学性质十分活泼的原子或离子状态，它们很容易溶解在液体 金属之中，造
