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1、（职业技能鉴定规范）,高级焊工技能培训,1,张明录,（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）。
2、,4,1、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,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。,6,2）碳当量法：将
3、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）根部裂纹敏感性评
4、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,11,2、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。,12,3、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
6、含碳量的不断增加，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,15,2、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
7、试验是将焊接接头或焊缝金属，按规定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
8、验的分类布氏硬度（HB） 三种数值可以通过洛氏硬度（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
9、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,26,1、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
10、磁,磁粉检验,27,3）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
11、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。,30,1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
12、查内部缺陷的无损检验方法。 1、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 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
13、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，这就是焊缝的图像。1）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
14、气孔其分布情况不一，有单个的、密集的和链状的,36,5）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
15、料内部缺陷的无损检测。,超声波探伤,39,2、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 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,41,异种金属焊接的特
16、点,异种金属之间成分、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。,
