三級檢驗員焊接檢驗基礎知識 復習材料16.doc

焊接工藝問答焊接工藝1什么是焊接接頭？它有哪幾種類型？ 用焊接方法連接的接頭稱為焊接接頭（簡稱為接頭）。它由焊縫、熔合區(qū)、熱影響區(qū)及其鄰近的母材組成。在焊接結(jié)構中焊接接頭起兩方面的作用，第一是連接作用，即把兩焊件連接成一個整體；第二是傳力作用，即傳遞焊件所承受的載荷。 根據(jù)GB/T337594焊接名詞術語中的規(guī)定，焊接接頭可分為10種類型，即對接接頭、T形接頭、十字接頭、搭接接頭、角接接頭、端接接頭、套管接頭、斜對接接頭、卷邊接頭和鎖底接頭，如圖1。其中以對接接頭和T形接頭應用最為普遍。 2什么是坡口？常用坡口有哪些形式？ 根據(jù)設計或工藝需要，將焊件的待焊部位加工成一定幾何形狀的溝槽稱為坡口。開坡口的目的是為了得到在焊件厚度上全部焊透的焊縫。 坡口的形式由 GB98588氣焊、手工電弧焊及氣體保護焊焊縫坡口的基本形式與尺寸、GB98688埋弧焊焊縫坡口的基本形式及尺寸標準制定的：常用的坡口形式有I形坡口、Y型坡口、帶鈍邊U形坡口、雙Y形坡口、帶鈍邊單邊V形坡口等，見圖2。 3表示坡口幾何尺寸的參數(shù)有哪些？它們各起什么作用？ 坡口面焊件上所開坡口的表面稱為坡口面，見圖3。 坡口面角度和坡口角度焊件表面的垂直面與坡口面之間的夾角稱為坡口面角度，兩坡口面之間的夾角稱為坡口角度，見圖4。 開單面坡口時，坡口角度等于坡口面角度；開雙面對稱坡口時，坡口角度等于兩倍的坡口面角度。 坡口角度（或坡口面角度）應保證焊條能自由伸入坡口內(nèi)部，不和兩側(cè)坡口面相碰，但角度太大將會消耗太多的填充材料，并降低勞動生產(chǎn)率。 根部間隙焊前，在接頭根部之間預留的空隙稱為根部間隙。亦稱裝配間隙。根部間隙的作用在于焊接底層焊道時，能保證根部可以焊透。因此，根部間隙太小時，將在根部產(chǎn)生焊不透現(xiàn)象；但太大的根部間隙，又會使根部燒穿，形成焊瘤。 鈍邊焊件開坡口時，沿焊件厚度方向未開坡口的端面部分稱為鈍邊。鈍邊的作用是防止根部燒穿，但鈍邊值太大，又會使根部焊不透。 根部半徑U形坡口底部的半徑稱為根部半徑。根部半徑的作用是增大坡口根部的橫向空間，使焊條能夠伸入根部，促使根部焊透。 4試比較Y形、帶鈍邊U形、雙Y形三種坡口各自的優(yōu)缺點？ 當焊件厚度相同時，三種坡口的幾何形狀見圖5。 Y形坡口 1）坡口面加工簡單。 2）可單面焊接，焊件不用翻身。 3）焊接坡口空間面積大，填充材料多，焊件厚度較大時，生產(chǎn)率低。 4）焊接變形大。 帶鈍邊U形坡口 1）可單面焊接，焊件不用翻身。 2）焊接坡口空間面積大，填充材料少，焊件厚度較大時，生產(chǎn)率比Y形坡口高。 3）焊接變形較大。 4）坡口面根部半徑處加工困難，因而限制了此種坡口的大量推廣應用。 雙Y形坡口 1）雙面焊接，因此焊接過程中焊件需翻身，但焊接變形小。 2）坡口面加工雖比Y形坡口略復雜，但比帶鈍邊U形坡口的簡單。 3）坡口面積介于Y形坡口和帶鈍邊U形坡口之間，因此生產(chǎn)率高于Y形坡口，填充材料也比Y形坡口少。 5常用的墊板接頭有哪幾種形式？它有什么優(yōu)缺點？ 在坡口背面放置一塊與母材成分相同的墊板，以便焊接時能得到全焊透的焊縫，根部又不致被燒穿，這種接頭稱為墊板接頭。 常用的墊板接頭形式有：I形帶墊板坡口、V形帶墊板坡口、Y形帶墊板坡口、單邊V形帶墊板坡口等見圖6。 墊板接頭的操作技能比單面焊雙面成形簡單，容易掌握，常用于背面無法施焊（如小直徑圓筒環(huán)縫、夾套容器環(huán)縫）的場合，缺點是當墊板和筒體的橢圓度不一致時，兩者之間裝配在一起時局部會留有縫隙，焊接時，熔渣流入此縫隙時無法上浮，因此易形成夾渣。 JB470892鋼制壓力容器焊接工藝評定中規(guī)定，有襯墊的單面焊的彎曲角度可按雙面焊的彎曲角度標準。6焊件對接時有什么技術要求？ 焊件對接時的要求如下： 1）不同厚度鋼板對接時 ，如果兩側(cè)鋼板厚度相差太大，則連接后由于連接處的截面變化較大，將會引起嚴重的應力集中。所以對于重要的焊接結(jié)構，如壓力容器，應對厚板進行削薄。根據(jù)有關技術標準規(guī)定：當薄板厚度10mm，兩板厚度差超過3mm或當薄板厚度10mm，兩板厚度差大于薄板厚度的30%或超過5m時，對厚板邊緣應進行削薄，削薄的長度應大于或等于板厚差的3倍，見圖7。 2）直線形焊件和曲線形焊件對接時，焊縫正好處于交界處，產(chǎn)生較大的焊接應力，成為整個結(jié)構的薄弱面。為此，對接處的曲線形焊件應有一直段部分，便于焊縫處于平對接位置見圖8。 7試述焊縫的種類。 焊接后焊件中所形成的結(jié)合部分稱為焊縫。按結(jié)合形式，焊縫可分為對接焊縫、角焊縫、塞焊縫和端接焊縫四種。 對接焊縫構成對接接頭的焊縫稱為對接焊縫。對接焊縫可以由對接接頭形成，也可以由T形接頭（十字接頭）形成，后者是指開坡口后進行全焊透焊接而焊腳為零的焊縫，見圖9。 角焊縫兩焊件接合面構成直交或接近直交所焊接的焊縫，見圖10。 同時由對接焊縫和角焊縫組成的焊縫稱為組合焊縫，T形接頭（十字接頭）開坡口后進行全焊透焊接并且具有一定焊腳的焊縫，即為組合焊縫，坡口內(nèi)的焊縫為對接焊縫，坡口外連接兩焊件的焊縫為角焊縫，見圖11。 塞焊縫是指兩焊件相疊，其中一塊開有圓孔，然后在圓孔中焊接所形成的填滿圓孔的焊縫，見圖12a。 端接焊縫構成端接接頭的焊縫，見圖12b。8表示對接焊縫幾何形狀的參數(shù)有哪些？ 表示對接焊縫幾何形狀的參數(shù)有焊縫寬度、余高、熔深，見圖13。 焊縫寬度指焊縫表面與母材的交界處稱為焊趾。而單道焊縫橫截面中，兩焊趾之間的距離稱為焊縫寬度。 余高指超出焊縫表面焊趾連線上面的那部分焊縫金屬的高度稱為余高。焊縫的余高使焊縫的橫截面增加，承載能力提高，并且能增加射線攝片的靈敏度，但卻使焊趾處會產(chǎn)生應力集中。通常要求余高不能低于母材，其高度隨母材厚度增加而加大，但最大不得超過3mm。 熔深在焊接接頭橫截面上，母材熔化的深度稱為熔深。一定的熔深值保證了焊縫和母材的結(jié)合強度。當填充金屬材料（焊條或焊絲）一定時，熔深的大小決定了焊縫的化學萬分。不同的焊接方法要求不同的熔深值，例如堆焊時，為了保持堆焊層的硬度，減少母材對焊縫的稀釋作用，在保證熔透的前提下，應要求較小的熔深。 9表示角焊縫幾何形狀的參數(shù)有哪些？ 根據(jù)角焊縫的外表形狀，可將角焊縫分成兩類：焊縫表面凸起帶有余高的角焊縫稱為凸角焊縫；焊縫表面下凹的角焊縫稱為凹角焊縫，見圖14。表示角焊縫幾何形狀的參數(shù)有焊腳、角焊縫凸度和角焊縫凹度。 焊腳角焊縫的橫截面中，從一個焊件上的焊趾到另一個焊件表面的最小距離稱為焊腳。焊腳值決定了兩焊件的結(jié)合強度，它是最主要的一個參數(shù)。 凸度凸角焊縫截面中，焊趾連連線與焊縫表面之間的最大距離。 凹度凹角焊縫橫截面中，焊趾連線與焊縫表面之間的最大距離。 10什么是焊縫成形系數(shù)？ 熔焊時，在單道焊縫橫截面上焊縫寬度（c）與焊縫計算厚度（s）的比值稱為焊縫成形系數(shù)，即 c 焊縫成形系數(shù)= s 焊縫寬度和焊縫計算厚度在各種接頭中的表示見圖15。焊縫成形系數(shù)小時形成窄而深的焊縫，在焊縫中心由于區(qū)域偏析會聚集較多的雜質(zhì)，抗熱裂紋性能差，所以形成系數(shù)值不能太小，如自動埋弧焊時焊縫的成形系數(shù)要大于 1.3，即焊縫的寬度至少為焊縫計算厚度的1.3倍。 11試述焊接工藝參數(shù)對焊縫形狀的影響。 焊接時，為保證焊接質(zhì)量而選定的諸物理量（例如，焊接電流、電弧電壓、焊接速度、線能量等）的總稱為焊接工藝參數(shù)。工藝參數(shù)對焊縫形狀的影響如下： 焊接電流當其它條件不變時，增加焊接電流，焊縫厚度和余高都增加，而焊縫寬度則幾乎保持不變（或略有增加），見圖16a。 電弧電壓當其它條件不變時，電弧電壓增大，焊縫寬度顯著增加，而焊縫厚度和余高略有減少，見圖16b。 焊接速度當其它條件不變時，焊接速度增加，焊縫寬度、焊縫厚度和余高都減少，見圖 16c。 焊接電流、電弧電壓和焊接速度是焊接時的三大焊接工藝參數(shù)，選用時，應當考慮到這三者之間的相互適當配合，才能得到形狀良好，符合要求的焊縫。12焊接方法在圖樣上如何表示？ 根據(jù)金屬焊接及釬焊方法在圖樣上的表示代號中的規(guī)定，焊接方法用特定的數(shù)字表示。幾種主要焊接方法的數(shù)字表示，見表1。表中同時列出了舊標準GB32464焊接方法的字母表示，以作對照。 表1焊接方法新舊代號的表示。 在圖樣上焊接方法代號標注在焊縫符號指引線的尾部。 13什么是焊縫符號？焊縫符號由幾部分組成？ 在圖樣上標注焊接方法、焊縫形式和焊縫尺寸的代號稱為焊縫符號。 根據(jù)GB32488焊縫符號表示法的規(guī)定，焊縫符號一般由基本符號與指引線組成。必要時還可以加上輔助符號、補充符號和焊縫尺寸符號。 14試述焊縫符號中基本符號的表示方法。 基本符號是表示焊縫橫截面形狀的符號。幾種常用的基本符號表示法，見表2。 15試述焊縫符號中輔助符號的表示方法。 輔助符號是表示焊縫表面形狀特征的符號，見表3。不需要確切地說明焊縫表面的形狀時，可以不用輔助符號。 16試述焊縫符號中補充符號的表示方法。 補充符號是為了補充說明焊縫的某些特征而采用的符號，見表4。17試述焊縫符號中指引線的表示方法及應用。 指引線一般由帶有箭頭的指引線（簡稱箭頭線）和兩條基準線（一條為實線，另一條為虛線）兩部分組成，見圖17。 指引線使用時應與基本符號相配合： 1）如果焊縫在接頭的箭頭側(cè)，則將基本符號標在基準線的實線側(cè)，見圖18a。 2）如果焊縫在接頭的非箭頭側(cè)，則將基本符號標在基準線的虛線鍘，見圖18b。 3）標對稱焊縫及雙面焊縫時，可不加虛線，見圖18c、圖18d。 18試述焊縫尺寸符號及其標注位置。 焊縫尺寸符號的表示，見表5。 表5焊縫尺寸符號 焊縫尺寸符號標注位置，見圖19。標注原則是： 1）焊縫橫截面上的尺寸標在基本符號的左側(cè)。 2）焊縫長度方向上的尺寸標在基本符號的右側(cè)。 3）坡口角度、坡口面角度、根部間隙等尺寸標在基本符號的上側(cè)或下側(cè)。 4）相同焊縫數(shù)量符號、焊接方法代號等標在尾部。 19試說明圖20中焊縫符號的意義。 圖20a表示為雙面角焊縫，周圍焊，焊腳尺寸6mm，手弧焊。圖20b表示為單面Y形坡口，坡口角度60裝配間隙2mm，鈍邊2mm，焊后焊縫表面須加工成與母材平齊，相同焊縫有四條。圖20c表示為帶墊板的對接接頭，單面焊，I形坡口，裝配間隙2mm。圖20d表示為交錯斷續(xù)角焊縫，焊腳尺寸8mm，焊縫長100mm，共20條，焊縫之間距離50mm，在工地焊接。 20什么是焊接位置？焊接位置又如何表示？ 熔焊時，焊件接縫所處的空間位置稱為焊接位置，可用焊縫傾角和焊縫轉(zhuǎn)角來表示。 焊縫軸線與水平之間的夾角稱為焊縫傾角，見圖21a。 通過焊縫軸線的垂直面與坡口的等分平面之間的夾角稱為焊縫轉(zhuǎn)角，見圖21b。 根據(jù)焊縫傾角和焊縫轉(zhuǎn)角大小的不同數(shù)值，可將焊接位置分為平焊、立焊、橫焊和仰焊四種。21什么是平焊、立焊、橫焊、仰焊和全位置焊？ 平焊焊縫傾角05、焊縫轉(zhuǎn)角010的焊接位置稱為平焊位置，見圖22a。在平焊位置進行的焊接就稱為平焊。 立焊焊縫傾角8090、焊縫轉(zhuǎn)角0180的焊接位置稱為立焊位置，見圖22b。在立焊位置進行的焊接就稱為立焊。 橫焊焊縫傾角05，焊縫轉(zhuǎn)角7090的焊接位置稱為橫焊位置，見圖22c。在橫焊位置進行的焊接就稱為橫焊。 仰焊焊縫傾角015，焊縫轉(zhuǎn)角165180的焊接位置稱為仰焊位置，見圖22d。 全位置焊管子水平固定對接焊時，因同時包含仰、立、平三種焊接位置，所以稱為全位置焊，也稱管子的水平固定焊，見圖22e。 22什么是船形焊？它有什么優(yōu)點？ T形、十字形和角接接頭處于平焊位置進行的焊接稱為船形焊，亦稱平位置角焊，見圖23。 船形焊相當于開90角Y形坡口內(nèi)的水平對接焊，焊后焊縫成形光滑美觀，一次焊成的焊腳尺寸范圍較寬，對焊工的操作技能要求也較低，但一次焊成的焊縫凹度較大。調(diào)節(jié)角即可調(diào)節(jié)底板和腹板內(nèi)熔合面積的分配比例。當1=2時，取=1=2=45，當12時，取45使熔合區(qū)偏于厚板一側(cè)。 23什么是正接、反接？如何選用？ 采用直流電源施焊時，焊件與電源輸出端正、負極的接法稱為極性。極性有正接和反接兩種： 正接焊件接電源正極，焊條接電源負極的接線法，也稱正極性。見圖24a。 反接焊件接電源負極，焊條接電源正極的接線法，也稱反極性，見圖24b。 選用原則： 1）堿性焊條手弧焊采用反接。因為堿性焊條手弧焊采用正接時，電弧燃燒不穩(wěn)定，飛濺很大，電弧聲音暴躁，并且容易產(chǎn)生氣孔。使用反接時，電弧燃燒穩(wěn)定，飛濺很小，而且聲音較平靜均勻。 同理，埋弧焊使用直流電源施焊時，也采用反接。 2）鎢極氬弧焊焊接鋼、黃銅時采用正接。因為陰極的發(fā)熱量遠小于陽極，所以用直流正接焊接時，鎢極因發(fā)熱量小，不易過熱，同樣大小直徑的鎢極可以采用較大的電流，鎢極壽命長；焊件發(fā)熱量大，熔深大，生產(chǎn)率高。而且，由于鎢極為陰極，熱電子發(fā)射能力強，電弧穩(wěn)定而集中。24什么是焊接電弧的偏吹？磁偏吹？又如何克服？ 焊接過程中，因氣流的干擾、焊條偏心的影響和磁場的作用，使電弧中心偏離焊條軸線的現(xiàn)象稱為焊接電弧的偏吹。偏吹不僅使電弧燃燒不穩(wěn)定，飛濺加大，熔滴下落時失去保護，還會嚴重影響焊縫的成形。 直流電弧焊時，因受到焊接回路所產(chǎn)生的電磁力的作用而產(chǎn)生的電弧偏吹稱為磁偏吹。因為用直流電施焊時，除了在電弧周圍產(chǎn)生自身磁場外，還有通過焊件的電流也會在空間產(chǎn)生磁場。如果導線位置在焊件左側(cè)，則在電弧左側(cè)的空間為兩個磁場相迭加，而在電弧右側(cè)為單一磁場，電弧兩側(cè)的磁場分布失去均衡，因此磁力線密度大的左側(cè)將對電弧產(chǎn)生推力，使電弧偏離軸線向右側(cè)傾斜，產(chǎn)生磁偏吹見圖25a。反之，將導線接在焊件右側(cè)，則電弧將向左側(cè)偏吹，見圖25c。同理，如果導線在電弧中心線下面將不會產(chǎn)生磁偏吹，見圖25b。如果在電弧附近有鐵磁性物質(zhì)存在，如焊接T形接頭的角焊縫時，則電弧也將偏向鐵磁性物質(zhì)引起偏吹。 目前，克服電弧的磁偏吹還沒有較完善的辦法，通常是適當降低焊接電流值（因為磁偏吹的力量幾乎與焊接電流的平方值成正比）、隨時變換地線位置，使其更靠近焊條軸線和操作時將焊條朝偏吹的方向傾斜一個角度。 采用交流電源施焊時，焊接電弧的磁偏吹現(xiàn)象很弱，通?？刹挥杩紤]。25什么是熔合比？ 熔焊時，被熔化的母材部分在焊道金屬中所占的比例稱為熔合比。 熔合比可以以焊道金屬中母材金屬熔化的橫截面積SB與焊道橫截面積SA+SB之比來計算，即熔合比=SB/（SA+SB） 式中 SA焊道金屬中焊材金屬熔化的橫截面積； SB焊道金屬中母材金屬熔合的橫截面積； SA+SB整個焊道金屬橫截面積。熔合比的表示，見圖26。 熔合比的大小會影響焊道金屬的化學成分和力學性能。焊接接頭開坡口與I形坡口相比較，會顯著地降低熔合比，見圖27。因此，生產(chǎn)中可以用開坡口和合理選擇坡口形式來調(diào)節(jié)熔合比的大小。 26什么是熔滴和熔滴過渡？ 弧焊時，在焊條（或焊絲）端部形成的和向熔池過渡的液態(tài)金屬滴稱為熔滴。熔滴通過電弧空間向熔池轉(zhuǎn)移的過程稱為熔滴過渡。 根據(jù)國際焊接學會（IIW）的分類，熔滴過渡主要有自由過渡、短路過渡和混合過渡三大類。 27什么是熔滴的自由過渡？ 熔滴從焊絲端頭脫落后，通過電弧空間自由運動一段距離后落入熔池的過渡形式稱為自由過渡。因條件不同，熔滴的自由過渡又可分為滴狀過渡和噴射過渡兩種形式。 （1）滴狀過渡焊接電流較小時，熔滴的直徑大于焊絲直徑，當熔滴的尺寸足夠大時，主要依靠重力將熔滴縮頸拉斷，熔滴落入熔池，熔滴的這種過渡形式稱為滴狀過渡。滴狀過渡有兩種形式： 1）軸向滴狀過渡手弧焊、富氬混合氣體保護焊時，熔滴在脫離焊條（絲）前處于軸向（下垂）位置（平焊時），脫離焊條（絲）后也沿焊條（絲）軸向落入熔池的過渡形式稱為滴狀過渡，見圖28a。 2）非軸向滴狀過渡在多原子氣氛中（CO2、N2、H2），阻礙熔滴過渡的力大于熔滴的重力，熔滴在脫離焊絲之前就偏離焊絲軸線，甚至上翹，在脫離焊絲之后，熔滴一般不能沿焊絲軸向過渡，形成飛濺稱為熔滴非軸向滴狀過渡。 （2）噴射過渡熔滴呈細小顆粒并以噴射狀態(tài)快速通過電弧空間向熔池過渡的形式稱為噴射過渡。噴射過渡還可分為射滴過渡和射流過渡兩種形式： 1）射滴過渡在某些條件下，形成的熔滴尺寸與焊絲直徑相近，焊絲金屬以較明顯的分離熔滴形式和較高的加速度沿焊絲軸向射向熔池的過渡形式稱為射滴過渡，見圖29a。 2）射流過渡在某些條件下，因電