特種設(shè)備檢測(cè)研究院考試資料

1、熱傳遞有三種方式：傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射。傳導(dǎo)熱從物體溫度較高的部分沿著物體傳到溫度較低的部分，叫做傳導(dǎo)。熱傳導(dǎo)是固體中熱傳遞的主要方式。在氣體或液體中，熱傳導(dǎo)過(guò)程往往和對(duì)流同時(shí)發(fā)生。各種物質(zhì)都能夠傳導(dǎo)熱，但是不同物質(zhì)的傳熱本領(lǐng)不同。善于傳熱的物質(zhì)叫做熱的良導(dǎo)體，不善于傳熱的物質(zhì)叫做熱的不良導(dǎo)體。各種金屬都是熱的良導(dǎo)體，其中最善于傳熱的是銀，其次是銅和鋁。瓷、紙、木頭、玻璃、皮革都是熱的不良導(dǎo)體。最不善于傳熱的是羊毛、羽毛、毛皮、棉花、石棉、軟木和其他松軟的物質(zhì)。液體中，除了水銀以外，都不善于傳熱，氣體比液體更不善于傳熱。對(duì)流靠液體或氣體的流動(dòng)來(lái)傳熱的方式叫做對(duì)流。對(duì)流是液體和氣體中熱傳遞的主要方式

2、，氣體的對(duì)流現(xiàn)象比液體更明顯。利用對(duì)流加熱或降溫時(shí)，必須同時(shí)滿足兩個(gè)條件：一是物質(zhì)可以流動(dòng)，二是加熱方式必須能促使物質(zhì)流動(dòng)。輻射熱由物體沿直線向外射出，叫做輻射。用輻射方式傳遞熱，不需要任何介質(zhì)，因此，輻射可以在真空中進(jìn)行。地球上得到太陽(yáng)的熱，就是太陽(yáng)通過(guò)輻射的方式傳來(lái)的。一般情況下，熱傳遞的三種方式往往是同時(shí)進(jìn)行的熱力學(xué)第二定律 英文名稱：second law of thermodynamics 定義：不可能把熱從低溫物體傳到高溫物體而不產(chǎn)生其他影響；不可能從單一熱源取熱使之完全轉(zhuǎn)換為有用的功而不產(chǎn)生其他影響；不可逆熱力過(guò)程中熵的微增量總是大于零。法拉利電解定律1)法拉利電解第一定律:電流通

3、過(guò)電解質(zhì)溶液時(shí),在電極上析出或溶解的物質(zhì)的質(zhì)量m與通過(guò)的電荷量Q成正比: m=KQ=K·I·t 2)法拉利電解第二定律:電極上每析出或溶解1mol質(zhì)量的任何物質(zhì),所需要的電荷量為1法拉第電量,即1F=96500C或26.8A·h;注*:1F=(6.2*1023)粒子*(1.602*10-19)C/粒子=96486C=96486A·s=26.8A·h_或這樣理解:如果電化學(xué)反應(yīng)中得失的電子數(shù)為n,則每通過(guò)1法拉第電量(1F),應(yīng)生成1/n(mol)的物質(zhì)焊接接頭 英文名稱：welding joint;welded joint 定義1：兩個(gè)或兩個(gè)以

4、上零件要用焊接組合的接點(diǎn)。 應(yīng)用學(xué)科：電力（一級(jí)學(xué)科）；熱工自動(dòng)化、電廠化學(xué)與金屬（二級(jí)學(xué)科） 定義2：兩個(gè)或兩個(gè)以上零件用焊接方法連接的接頭，包括焊縫、熔合區(qū)和熱影響區(qū)。 應(yīng)用學(xué)科：機(jī)械工程（一級(jí)學(xué)科）；焊接與切割（二級(jí)學(xué)科）；一般焊接與切割名詞（三級(jí)學(xué)科）    焊接接頭焊接接頭，指兩個(gè)或兩個(gè)以上零件要用焊接組合的接點(diǎn)?；蛑竷蓚€(gè)或兩個(gè)以上零件用焊接方法連接的接頭，包括焊縫、熔合區(qū)和熱影響區(qū)。焊接接頭1 焊縫區(qū)接頭金屬及填充金屬熔化后，又以較快的速度冷卻凝固后形成。焊縫組織是從液體金屬結(jié)晶的鑄態(tài)組織，晶粒粗大，成分偏析，組織不致密。但是，由于焊接熔池小，冷卻快，化學(xué)成分控

5、制嚴(yán)格，碳、硫、磷都較低，還通過(guò)滲合金調(diào)整焊縫化學(xué)成分，使其含有一定的合金元素，因此，焊縫金屬的性能問(wèn)題不大，可以滿足性能要求，特別是強(qiáng)度容易達(dá)到。 2 熔合區(qū)熔化區(qū)和非熔化區(qū)之間的過(guò)渡部分。熔合區(qū)化學(xué)成分不均勻，組織粗大，往往是粗大的過(guò)熱組織或粗大的淬硬組織。其性能常常是焊接接頭中最差的。熔合區(qū)和熱影響區(qū)中的過(guò)熱區(qū)(或淬火區(qū))是焊接接頭中機(jī)械性能最差的薄弱部位， 會(huì)嚴(yán)重影響焊接接頭的質(zhì)量。 3熱影響區(qū)被焊縫區(qū)的高溫加熱造成組織和性能改變的區(qū)域。低碳鋼的熱影響區(qū)可分為過(guò)熱區(qū)、正火區(qū)和部分相變區(qū)。 (1)過(guò)熱區(qū) 最高加熱溫度1100以上的區(qū)域，晶粒粗大，甚至產(chǎn)生過(guò)熱組織，叫過(guò)熱區(qū)。過(guò)熱區(qū)的塑性和

6、韌性明顯下降，是熱影響區(qū)中機(jī)械性能最差的部位。 (2)正火區(qū) 最高加熱溫度從Ac3至1100的區(qū)域，焊后空冷得到晶粒較細(xì)小的正火組織，叫正火區(qū)。正火區(qū)的機(jī)械性能較好。 (3)部分相變區(qū)最高加熱溫度從Ac1至Ac3的區(qū)域，只有部分組織發(fā)生相變， 叫部分相變區(qū)。此區(qū)晶粒不均勻，性能也較差。 在安裝焊接中，熔焊焊接方法應(yīng)用較多。焊接接頭是高溫?zé)嵩磳?duì)基體金屬進(jìn)行局部加熱同時(shí)與熔融的填充金屬熔化凝固而形成的不均勻體。根據(jù)各部分的組織與性能的不同，焊接接頭可分為三部分。如圖2l所示， 焊接接頭圖示在焊接發(fā)生熔化凝固的區(qū)域稱為焊縫，它由熔化的母材和填充金屬組成。而焊接時(shí)基體金屬受熱的影響(但未熔化)而發(fā)生金

7、相組織和力學(xué)性能變化的區(qū)域稱為熱影響區(qū)。熔合區(qū)是焊接接頭中焊縫金屬與熱影響區(qū)的交界處，熔合區(qū)一彀很窄，寬度為0104mm。 影響焊接接頭性能的因素焊接接頭的機(jī)械性能決定于它的化學(xué)成分和組織。因此，影響焊縫化學(xué)成分和焊接接頭組織的因素，都影響焊接接頭的性能。 (1)焊接材料手工電弧焊的焊條，埋弧自動(dòng)焊和氣體保護(hù)焊等用的焊絲，熔化后成為焊縫金屬的組成部分，直接影響焊縫金屬化學(xué)成分。焊劑也罷影響焊繞的化學(xué)成分。 (2)焊接方法不同焊接方法的熱源，其溫度高低和熱量集中程度不同。因此，熱影響區(qū)的大小和焊接接頭組織粗細(xì)都不相同，接頭的性能也就不同。此外，不同焊接方法，機(jī)械保護(hù)效果也不同。因此，焊縫金屬純凈

8、程度，即有害雜質(zhì)含量不同，焊縫的性能也會(huì)不同。 (3)焊接工藝焊接時(shí)，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，叫焊接工藝參數(shù)。 焊接接頭型式焊接接頭型式主要有對(duì)接接頭、T形接頭、角接接頭、搭接接頭四種。有時(shí)焊接結(jié)構(gòu)中還有一些其它類型的接頭型式，如十字接頭、端接接頭、卷邊接頭、套管接頭、斜對(duì)接接頭、鎖底對(duì)接接頭等。在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 98588中有詳細(xì)規(guī)定。 一、對(duì)接接頭兩焊件相對(duì)平行的接頭稱為對(duì)接接頭，這種接頭從力學(xué)角度看是較理想的接頭型式，受力狀況較好，應(yīng)力集中較小，能承受較大的靜載荷或動(dòng)載荷，是焊接結(jié)構(gòu)中采用最多的一種接頭型式。 根據(jù)焊件厚度、焊接方

9、法和坡口準(zhǔn)備的不同，對(duì)接接頭可分為不開坡口對(duì)接接頭和開坡口對(duì)接接頭兩種。常見的接頭型式見圖31所示。 對(duì)接接頭二、T形接頭一焊件的端面與另一焊件表面構(gòu)成直角或近似直角的接頭，稱為T形接頭。T形接頭的型式如圖32所示。 T形接頭在鋼結(jié)構(gòu)件中應(yīng)用較多，作為一種聯(lián)系焊縫，它能承受各方向的力和力矩。在選用時(shí)盡量避免單面角焊縫，因其根部有較深的缺口，承載能力很低。對(duì)于要求較高的焊件可采用K形坡口，根據(jù)受力狀況決定是否根部焊透，這樣比不開坡口而用大焊腳的焊縫經(jīng)濟(jì)，而且接頭疲勞強(qiáng)度高。焊接缺陷及防治措施1、外觀缺陷： 外觀缺陷（表面缺陷）是指不用借助于儀器，從工件表面可以發(fā)現(xiàn)的缺陷。常見的外觀缺陷有咬邊、焊

10、瘤、凹陷及焊接變形等，有時(shí)還有表面氣孔和表面裂紋。單面焊的根部未焊透等。 A、咬邊是指沿著焊趾，在母材部分形成的凹陷或溝槽，它是由于電弧將焊縫邊緣的母材熔化后沒(méi)有得到熔敷金屬的充分補(bǔ)充所留下的缺口。產(chǎn)生咬邊的主要原因是電弧熱量太高，即電流太大，運(yùn)條速度太小所造成的。焊條與工件間角度不正確，擺動(dòng)不合理，電弧過(guò)長(zhǎng)，焊接次序不合理等都會(huì)造成咬邊。直流焊時(shí)電弧的磁偏吹也是產(chǎn)生咬邊的一個(gè)原因。某些焊接位置（立、橫、仰）會(huì)加劇咬邊。 咬邊減小了母材的有效截面積，降低結(jié)構(gòu)的承載能力，同時(shí)還會(huì)造成應(yīng)力集中，發(fā)展為裂紋源。 矯正操作姿勢(shì)，選用合理的規(guī)范，采用良好的運(yùn)條方式都會(huì)有利于消除咬邊。焊角焊縫時(shí)，用交流焊

11、代替直流焊也能有效地防止咬邊。 B、焊瘤焊縫中的液態(tài)金屬流到加熱不足未熔化的母材上或從焊縫根部溢出，冷卻后形成的未與母材熔合的金屬瘤即為焊瘤。焊接規(guī)范過(guò)強(qiáng)、焊條熔化過(guò)快、焊條質(zhì)量欠佳（如偏芯），焊接電源特性不穩(wěn)定及操作姿勢(shì)不當(dāng)?shù)榷既菀讕?lái)焊瘤。在橫、立、仰位置更易形成焊瘤。 焊瘤常伴有未熔合、夾渣缺陷，易導(dǎo)致裂紋。同時(shí)，焊瘤改變了焊縫的實(shí)際尺寸，會(huì)帶來(lái)應(yīng)力集中。管子內(nèi)部的焊瘤減小了它的內(nèi)徑，可能造成流動(dòng)物堵塞。 防止焊瘤的措施：使焊縫處于平焊位置，正確選用規(guī)范，選用無(wú)偏芯焊條，合理操作。 C、凹坑 凹坑指焊縫表面或背面局部的低于母材的部分。 凹坑多是由于收弧時(shí)焊條（焊絲）未作短時(shí)間停留造成的（

12、此時(shí)的凹坑稱為弧坑），仰立、橫焊時(shí)，常在焊縫背面根部產(chǎn)生內(nèi)凹。 凹坑減小了焊縫的有效截面積，弧坑常帶有弧坑裂紋和弧坑縮孔。 防止凹坑的措施：選用有電流衰減系統(tǒng)的焊機(jī)，盡量選用平焊位置，選用合適的焊接規(guī)范，收弧時(shí)讓焊條在熔池內(nèi)短時(shí)間停留或環(huán)形擺動(dòng)，填滿弧坑。 D、未焊滿 未焊滿是指焊縫表面上連續(xù)的或斷續(xù)的溝槽。填充金屬不足是產(chǎn)生未焊滿的根本原因。規(guī)范太弱，焊條過(guò)細(xì)，運(yùn)條不當(dāng)?shù)葧?huì)導(dǎo)致未焊滿。 未焊滿同樣削弱了焊縫，容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，同時(shí)，由于規(guī)范太弱使冷卻速度增大，容易帶來(lái)氣孔、裂紋等。 防止未焊滿的措施：加大焊接電流，加焊蓋面焊縫。 E、燒穿 燒穿是指焊接過(guò)程中，熔深超過(guò)工件厚度，熔化金屬自焊縫

13、背面流出，形成穿孔性缺。 焊接電流過(guò)大，速度太慢，電弧在焊縫處停留過(guò)久，都會(huì)產(chǎn)生燒穿缺陷。工件間隙太大，鈍邊太小也容易出現(xiàn)燒穿現(xiàn)象。 燒穿是鍋爐壓力容器產(chǎn)品上不允許存在的缺陷，它完全破壞了焊縫，使接頭喪失其聯(lián)接飛及承載能力。 選用較小電流并配合合適的焊接速度，減小裝配間隙，在焊縫背面加設(shè)墊板或藥墊，使用脈沖焊，能有效地防止燒穿。 F、其他表面缺陷： （1）成形不良 指焊縫的外觀幾何尺寸不符合要求。有焊縫超高，表面不光滑，以及焊縫過(guò)寬，焊縫向母材過(guò)渡不圓滑等。 （2）錯(cuò)邊 指兩個(gè)工件在厚度方向上錯(cuò)開一定位置，它既可視作焊縫表面缺陷，又可視作裝配成形缺陷。 （3）塌陷 單面焊時(shí)由于輸入熱量過(guò)大，熔

14、化金屬過(guò)多而使液態(tài)金屬向焊縫背面塌落，成形后焊縫背面突起，正面下塌。 （4）表面氣孔及弧坑縮孔。 （5）各種焊接變形如角變形、扭曲、波浪變形等都屬于焊接缺陷O角變形也屬于裝配成形缺陷。 2、氣孔和夾渣 A、氣孔 氣孔是指焊接時(shí)，熔池中的氣體未在金屬凝固前逸出，殘存于焊縫之中所形成的空穴。其氣體可能是熔池從外界吸收的，也可能是焊接冶金過(guò)程中反應(yīng)生成的。 （1）氣孔的分類氣孔從其形狀上分，有球狀氣孔、條蟲狀氣孔；從數(shù)量上可分為單個(gè)氣孔和群狀氣孔。群狀氣孔又有均勻分布?xì)饪祝芗癄顨饪缀玩湢罘植細(xì)饪字?。按氣孔?nèi)氣體成分分類，有氫氣孔、氮?dú)饪?、二氧化碳?xì)饪?、一氧化碳?xì)饪住⒀鯕饪椎?。熔焊氣孔多為氫氣孔?/p>

15、一氧化碳?xì)饪住?（2）氣孔的形成機(jī)理常溫固態(tài)金屬中氣體的溶解度只有高溫液態(tài)金屬中氣體溶解度的幾十分之一至幾百分之一，熔池金屬在凝固過(guò)程中，有大量的氣體要從金屬中逸出來(lái)。當(dāng)凝固速度大于氣體逸出速度時(shí)，就形成氣孔。 （3）產(chǎn)生氣孔的主要原因母材或填充金屬表面有銹、油污等，焊條及焊劑未烘干會(huì)增加氣孔量，因?yàn)殇P、油污及焊條藥皮、焊劑中的水分在高溫下分解為氣體，增加了高溫金屬中氣體的含量。焊接線能量過(guò)小，熔池冷卻速度大，不利于氣體逸出。焊縫金屬脫氧不足也會(huì)增加氧氣孔。 （4）氣孔的危害氣孔減少了焊縫的有效截面積，使焊縫疏松，從而降低了接頭的強(qiáng)度，降低塑性，還會(huì)引起泄漏。氣孔也是引起應(yīng)力集中的因素。氫氣孔

16、還可能促成冷裂紋。 （5）防止氣孔的措施 A、清除焊絲，工作坡口及其附近表面的油污、鐵銹、水分和雜物。B、采用堿性焊條、焊劑，并徹底烘干。C、采用直流反接并用短電弧施焊。D、焊前預(yù)熱，減緩冷卻速度。E、用偏強(qiáng)的規(guī)范施焊。 B、夾渣 夾渣是指焊后溶渣殘存在焊縫中的現(xiàn)象。 （1）、夾渣的分類 A、金屬夾渣：指鎢、銅等金屬顆粒殘留在焊縫之中，習(xí)慣上稱為夾鎢、夾銅。B、非金屬夾渣：指未熔的焊條藥皮或焊劑、硫化物、氧化物、氮化物殘留于焊縫之中。冶金反應(yīng)不完全，脫渣性不好。 （2）夾渣的分布與形狀有單個(gè)點(diǎn)狀?yuàn)A渣，條狀?yuàn)A渣，鏈狀?yuàn)A渣和密集夾渣 （3）夾渣產(chǎn)生的原因 A、坡口尺寸不合理；B、坡口有污物；C、多

17、層焊時(shí)，層間清渣不徹底；D、焊接線能量小；E、焊縫散熱太快，液態(tài)金屬凝固過(guò)快；F、焊條藥皮，焊劑化學(xué)成分不合理，熔點(diǎn)過(guò)高；G、鎢極惰性氣體保護(hù)焊時(shí)，電源極性不當(dāng)，電、流密度大，鎢極熔化脫落于熔池中。H、手工焊時(shí)，焊條擺動(dòng)不良，不利于熔渣上浮。可根據(jù)以上原因分別采取對(duì)應(yīng)措施以防止夾渣的產(chǎn)生。 （4）夾渣的危害點(diǎn)狀?yuàn)A渣的危害與氣孔相似，帶有尖角的夾渣會(huì)產(chǎn)生尖端應(yīng)力集中，尖端還會(huì)發(fā)展為裂紋源，危害較大。 3、裂紋 焊縫中原子結(jié)合遭到破壞，形成新的界面而產(chǎn)生的縫隙稱為裂紋。 A、裂紋的分類 根據(jù)裂紋尺寸大小，分為三類：（1）宏觀裂紋：肉眼可見的裂紋。（2）微觀裂紋：在顯微鏡下才能發(fā)現(xiàn)。（3）超顯微裂紋

18、：在高倍數(shù)顯微鏡下才能發(fā)現(xiàn)，一般指晶間裂紋和晶內(nèi)裂紋。 從產(chǎn)生溫度上看，裂紋分為兩類： （1）熱裂紋：產(chǎn)生于AC3線附近的裂紋。一般是焊接完畢即出現(xiàn)，又稱結(jié)晶裂紋。這種二裂紋主要發(fā)生在晶界，裂紋面上有氧化色彩，失去金屬光澤。 （2）冷裂紋：指在焊畢冷至馬氏體轉(zhuǎn)變溫度M3點(diǎn)以下產(chǎn)生的裂紋，一般是在焊后一段時(shí)間（幾小時(shí)，幾天甚至更長(zhǎng)）才出現(xiàn)，故又稱延遲裂紋。 按裂紋產(chǎn)生的原因分，又可把裂紋分為： （1）再熱裂紋：接頭冷卻后再加熱至500700時(shí)產(chǎn)生的裂紋。再熱裂紋產(chǎn)生于沉淀強(qiáng)化的材料（如含CR、MO、V、TI、NB的金屬）的焊接熱影響區(qū)內(nèi)的粗晶區(qū)，一般從熔合線向熱影響區(qū)的粗晶區(qū)發(fā)展，呈晶間開裂特征。 （2）層狀撕裂主要是由于鋼材在軋制過(guò)程中，將硫化物（MNS）、硅酸鹽類等雜質(zhì)夾在其中，形成各向異性。在焊接應(yīng)力或外拘束應(yīng)力的使用下，金屬沿軋制方向的雜物開裂。 （3）應(yīng)力腐蝕裂紋：在應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)共同作用下產(chǎn)生的裂紋。除殘余應(yīng)力或拘束應(yīng)力的因素外，應(yīng)力腐蝕裂紋主要與焊縫組織組成及形態(tài)有關(guān)。 B、裂紋的危害裂紋，尤其是冷裂紋，帶來(lái)的危害是災(zāi)難性的。世界上的壓力容器事故除極少數(shù)是由于設(shè)計(jì)不合理，選材不當(dāng)?shù)脑蛞鸬囊酝猓^大部分是由于裂紋引起的脆性破壞。 C、熱裂紋（結(jié)晶裂紋）