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焊接知识点
资料收集一、 锅炉、压力容器1. 概念 1.1 锅炉 锅炉是利用各种燃料或其他能源的热能把所盛装的液体加热到一定的参数， 并承载一定压力的密 封设备。其范围规定为容积大于或者等于 30L 的承压蒸汽锅炉；出口水压大于或者等于 0.1MPa，且 额定功率大于或者等于 0.1MW 的承压热水锅炉；有机热载体锅炉。 锅的原义是指在火上加热的盛水容器，炉是指燃烧燃料的场所，锅炉包括锅和炉两大部分。锅炉 中产生的热水或蒸汽可直接为工业生产和人民生活提供所需要的热能， 也可通过蒸汽动力装置转换为 机械能，或再通过发电机将机械能转换为电能。提供热水的锅炉称为热水锅炉，主要用于生活，工业 生产中也有少量应用。产生蒸汽的锅炉称为蒸汽锅炉，常简称为锅炉，多用于火电站、船舶、机车和 工矿企业。 1.2 压力容器 压力容器通常是指盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭设备，材质包括金属及非金属。压力 容器内部和外部的压力差具有潜在的危险，在压力容器的发展历史上，许多安全事故都因为设计、制 造、操作和使用不当而发生，因此压力容器受到严格的标准控制。 2.分类 2.1 锅炉分类 按烟气在锅炉流动的状况分：水管锅炉、锅壳锅炉（火管锅炉） 、水火管组合式锅炉 按锅筒放置的方式分：立式锅炉、卧式锅炉 按用途分：生活锅炉、工业锅炉、电站锅炉、车船用锅炉 按介质分：蒸汽锅炉、热水锅炉、汽水两用锅炉、有机热载体锅炉 按安装方式分：快装锅炉、组装锅炉、散装锅炉 按燃料分：燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、余热锅炉、电加热锅炉、生物质锅炉 按水循环分：自然循环、强制循环、混合循环 按压力分：常压锅炉、低压锅炉、中压锅炉、高压锅炉、超高压锅炉 按锅炉数量分：单锅筒锅炉、双锅筒锅炉 按燃烧定在锅炉内部或外部分：内燃式锅炉、外燃式锅炉 按工质在蒸发系统的流动方式可分为自然循环锅炉、强制循环锅炉、直流锅炉等。 按制造级别分类：A 级、B 级、C 级、D 级、E 级（按制造锅炉的压力分） 按出口蒸汽压力分为：低压锅炉（P〈2.5MPa） 、中压锅炉（22.5〈P〈4.0MPa） 、高压锅炉（4.0 〈P=10MPa） 、 超高压锅炉 （10 〈P=13.7MPa） 、 亚临界锅炉 （13.7 〈P=16.7MPa） 、 超临界锅炉 （P=22MPa） 。 2.2 压力容器 按容器的厚薄分类：薄壁容器和厚壁容器。按容器的承受压力方式分类：内压容器和外压容器。 按容器的工作温度分类：高温容器、常温容器、低温容器。按容器的壳体的几何形状分类：球形容器、圆筒形容器、圆锥形容器。 压力容器的设计压力（p）划分为低压、中压、高压和超高压四个压力等级： (1)低压(代号 L)0.1MPa≤p&1.6MPa (2)中压(代号 M)1.6MPa≤p&10.0MPa (3)高压(代号 H)10.0MPa≤p&100.0MPa (4)超高压(代号 U)p≥100.0MPa 按工艺作用分类： (1)反应压力容器（代号 R） ：主要是用于完成介质的物理、化学反应的压力容器，如反应器、反 应釜、分解锅、硫化罐、分解塔、聚合釜、高压釜、超高压釜、合成塔、变换炉、蒸煮锅、蒸球、蒸 压釜、煤气发生炉等。 (2)换热压力容器（代号 E） ：主要是用于完成介质的热量交换的压力容器，如管壳式余热锅炉、 热交换器、冷却器、冷凝器、加热器、消毒锅、染色器、烘缸、蒸炒锅、预热锅、溶剂预热器、蒸锅、 蒸脱机、电热蒸汽发生器、煤气发生炉水夹套等。 ( （3)分离压力容器（代号 S） ：主要是用于完成介质的流体压力平衡缓冲和气体净化分离的压力 容器，如分离器、过滤器、集油器、缓冲器、洗涤器、吸收塔、铜洗塔、干燥塔、汽提塔、分汽缸、 除氧器等。 (4)储存压力容器（代号 C，其中球罐代号 B） ：主要是用于储存、盛装气体、液体、液化气体等 介质的压力容器，如各种型式的储罐。 在一种压力容器中， 如同时具备两个以上的工艺作用原理时，应当按工艺过程中的主要作用来划 分品种。 3、基本结构 3.1 锅炉的基本结构 现在已出现了各种不同种类、不同形式锅炉： （1）立式弯水管锅炉； （2）燃油锅炉； （3）管壳式 余热锅炉。 锅炉的主要受压元件： （1）锅筒（汽包） ：是指气压通过水循环导致气压下降或上升，也可以理 解为汽包是气体和水分融合后形成的气压变化，极限压力中的空气与水分子会提高气体的压力上升， 导致高压达到一定数值后产生的压力集分子。 工业中汽包罐是能够承受汽包产生的空气压力和水位压 力的一种工业设备。 是自然循环锅炉中最重要的受压元件， 主要用于电力生产中压高压亚临界锅炉中。 （2）集箱：为了提高锅炉效率，筒式锅炉逐渐发展为管式锅炉，以增加传热面积。锅水由锅筒 经下降管流入下面的箱体中，由箱体分配给各管束，这些管束中的水不断吸收热能，汇集到上面的箱 体中再流回锅筒内。我们把上、下的箱体称为集箱或者联箱。集箱（又称联箱） ，是锅炉的重要组成 部分，分为上集箱和下集箱。 （3）炉胆：炉胆分上下两段，径向和轴向胀缩，上炉胆采用双层筋片结构，逆流送风方式，下 炉胆将易损部位的法兰、筋片、内壁由整铸一体的耐热钢加工而成，使用寿命可达 3000 小时以上。 炉胆内胆外园上焊接有加热空气用的散热筋片，利用铸造冲天炉的热量加热进入冲天炉的空气，热风 温度 180-250℃左右，有利于提高生产设备的热效率，降低生产成本，提高企业经济效益。 （4）下降管：水循环回路中，由锅筒向下集箱的供水管路。 （5）受热面管子：它是锅炉的主要 受热面，用锅炉钢管制成，分为水管和火管。 （6）省煤器；是锅炉尾部烟道中将锅炉给水加热成汽包 压力下的饱和水的受热面，由于它吸收的低温烟气的热量，降低了烟气的排烟温度，节省了能源，提 高了效率。省煤器由水平布置的并联弯头管子（习称蛇形管）组成。锅炉省煤器是安装于锅炉尾部用于回收余热的一种装置。主要是适用于工业，近几年也普及到农业以及一些相关产业商业上。 （7）过 热器：是锅炉中将一定压力下的饱和水蒸气加热成相应压力下的过热水蒸气的受热面。 （8）减温器： 水作冷却介质调节过热式再热汽温的装置，其作用是控制和保持过热汽温或再热汽温为规定值，并防 止过热器、再热器管壁受热。减温器分表面式和喷水式两类。 （9）再热器：是一种把作过功的低压蒸 汽再进行加热并达到一定温度的蒸汽过热器，再热器的作用进一步提高了电厂循环的热效率，并使汽 轮机末级叶片的蒸汽温度控制在允许的范围内（10）下脚圈：连接炉胆和锅壳的部件，只在立式锅炉 中采用 H 形、S 形等形式。 （11）炉门圈、喉管、冲天管。 3.2 压力容器的基本结构 压力容器根据其用途不同，结构形式也多种多样。最常见的有球形和圆形。 压力容器的主要受压部件和元件主要包括：筒体、封头、人孔盖、人孔法兰、人孔接管、膨胀节、 开孔补强圈、设备法兰、球罐的球壳板、换热器的管板和换热管等。二、 特种设备的分类特种设备是指涉及生命安全、危险性较大的锅炉、压力容器（含气瓶） 、压力管道、电梯、起重 机械、客运索道、大型游乐设施和场（厂）内专用机动车辆这八大类设备。其中锅炉、压力容器（含 气瓶） 、压力管道为承压类特种设备；电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施为机电类特种设备。 （1）锅炉，是指利用各种燃料、电或者其他能源，把所盛装的液体加热到一定的参数，并对外 输出热能的设备，其范围规定为容积大于或者等于 30L 的承压蒸汽锅炉；出口水压大于或者等于 0.1MPa（表压） ，且额定功率大于或者等于 0.1MW 的承压热水锅炉；有机热载体锅炉。 （2）压力容器，是指盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭设备，其范围规定为最高工作压 力大于或者等于 0.1MPa（表压） ，且压力与容积的乘积大于或者等于 2.5MPa?L 的气体、液化气体和 最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体的固定式容器和移动式容器； 盛装公称工作压力大于或者 等于 0.2MPa（表压） ，且压力与容积的乘积大于或者等于 1.0MPa?L 的气体、液化气体和标准沸点等 于或者低于 60℃液体的气瓶；氧舱等 。 （3）压力管道，是指利用一定的压力，用于输送气体或者液体的管状设备，其范围规定为最高 工作压力大于或者等于 0.1MPa（表压）的气体、液化气体、蒸汽介质或者可燃、易爆、有毒、有腐 蚀性、最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体介质，且公称直径大于 25mm 的管道。 （4）电梯，是指动力驱动，利用沿刚性导轨运行的箱体或者沿固定线路运行的梯级（踏步） ，进 行升降或者平行运送人、货物的机电设备，包括载人（货）电梯、自动扶梯、自动人行道等。 （5）起重机械，是指用于垂直升降或者垂直升降并水平移动重物的机电设备，其范围规定为额 定起重量大于或者等于 0.5t 的升降机；额定起重量大于或者等于 1t，且提升高度大于或者等于 2m 的起重机和承重形式固定的电动葫芦等。 （6）客运索道，是指动力驱动，利用柔性绳索牵引箱体等运载工具运送人员的机电设备，包括 客运架空索道、客运缆车、客运拖牵索道等。 （7）大型游乐设施，是指用于经营目的，承载乘客游乐的设施，其范围规定为设计最大运行线 速度大于或者等于 2m/s，或者运行高度距地面高于或者等于 2m 的载人大型游乐设施。 （8）场（厂）内专用机动车辆，是指除道路交通、农用车辆以外仅在工厂厂区、旅游景区、游 乐场所等特定区域使用的专用机动车辆。 特种设备包括其所用的材料、附属的安全附件、安全保护 装置和与安全保护装置相关的设施三、金属材料金属材料一般是指工业应用中的纯金属或合金。自然界中大约有 70 多种纯金属，其中常见的有 铁、铜、铝、锡、镍、金、银、铅、锌等等。而合金常指两种或两种以上的金属或金属与非金属结合 而成，且具有金属特性的材料。 3.1 金属材料的分类 按化学成分分类可分为碳素钢、 低合金钢和合金钢。 按主要质量等级分类可分为： ①普通碳素钢、 优质碳素钢和特殊质量碳素钢； ②普通低合金钢、 优质低合金钢和特殊质量低合金钢； ③普通合金钢、 优质合金钢和特殊质量合金钢。 表示方法： 按照国家标准 《钢铁产品牌号表示方法》 规定， 我国钢铁产品牌号采用汉语拼音字母、 化学符号和阿拉伯数字相结合的表示方法，即：l）牌号中化学元素采用国际化学元素表示。2）产品 名称、用途、特性和工艺方法等，通常采用代表该产品汉字的汉语拼音的缩写字母表示。3）钢铁产 品中的主要化学元素含量（%）采用阿拉伯数字表示。 合金结构钢的牌号按下列规则编制。 数字表示含碳量的平均值。合金结构钢和弹簧钢用二位数宇 表示平均含碳量的万分之几，不锈耐酸钢和耐热钢含碳量用千分数表示。平均含碳量&0.1%（用“0” 表示；平均含碳量 1.00%时，不标合碳量，否则用千分数表示。高速工具钢和滚珠轴承钢不标含碳量， 滚珠轴承钢标注用途符号“C”。平均合金含量&1.5%者，在牌号中只标出元素符号，不注其含量。3.2 金属材料的力学性能金属材料的性能一般分为工艺性能和使用性能两类。 所谓工艺性能是指机械零件在加工制造过程 中，金属材料在所定的冷、热加工条件下表现出来的性能。金属材料工艺性能的好坏，决定了它在制 造过程中加工成形的适应能力。 由于加工条件不同， 要求的工艺性能也就不同， 如铸造性能、 可焊性、 可锻性、热处理性能、切削加工性等。所谓使用性能是指机械零件在使用条件下，金属材料表现出来 的性能，它包括机械性能、物理性能、化学性能等。金属材料使用性能的好坏，决定了它的使用范围 与使用寿命。在机械制造业中，一般机械零件都是在常温、常压和非强烈腐蚀性介质中使用的，且在 使用过程中各机械零件都将承受不同载荷的作用。金属材料在载荷作用下抵抗破坏的性能，称为机械 性能(或称为力学性能)。 强度： 强度是指金属材料在静荷作用下抵抗破坏(过量塑性变形或断裂)的性能。由于载荷的作用 方式有拉伸、压缩、弯曲、剪切等形式，所以强度也分为抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度 等。各种强度间常有一定的联系，使用中一般较多以抗拉强度作为最基本的强度指针。 塑性：塑性是指金属材料在载荷作用下，产生塑性变形(永久变形)而不破坏的能力。 硬度：硬度是衡量金属材料软硬程度的指针。目前生产中测定硬度方法最常用的是压入硬度法， 它是用一定几何形状的压头在一定载荷下压入被测试的金属材料表面， 根据被压入程度来测定其硬度 值。常用的方法有布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HRA、HRB、HRC)和维氏硬度(HV)等方法。 疲劳：前面所讨论的强度、塑性、硬度都是金属在静载荷作用下的机械性能指针。实际上，许多 机器零件都是在循环载荷下工作的，在这种条件下零件会产生疲劳。 冲击韧性:以很大速度作用于机件上的载荷称为冲击载荷，金属在冲击载荷作用下抵抗破坏的能 力叫做冲击韧性。 化学性能:金属与其他物质引起化学反应的特性称为金属的化学性能。在实际应用中主要考虑金 属的抗蚀性、抗氧化性（又称作氧化抗力，这是特别指金属在高温时对氧化作用的抵抗能力或者说稳 定性） ，以及不同金属之间、金属与非金属之间形成的化合物对机械性能的影响等等。在金属的化学 性能中，特别是抗蚀性对金属的腐蚀疲劳损伤有着重大的意义。 物理性能：金属的物理性能主要考虑：⑴密度（比重） ：ρ =P/V 单位克/立方厘米或吨/立方米， 式中 P 为重量，V 为体积。在实际应用中，除了根据密度计算金属零件的重量外，很重要的一点是考虑金属的比强度（强度σ b 与密度 ρ 之比）来帮助选材，以及与无损检测相关的声学检测中的声阻 抗 （密度 ρ 与声速 C 的乘积） 和射线检测中密度不同的物质对射线能量有不同的吸收能力等等。 ⑵ 熔点：金属由固态转变成液态时的温度，对金属材料的熔炼、热加工有直接影响，并与材料的高温性 能有很大关系。 ⑶热膨胀性随着温度变化，材料的体积也发生变化（膨胀或收缩）的现象称为热膨 胀，多用线膨胀系数衡量，亦即温度变化 1℃时，材料长度的增减量与其 0℃时的长度之比。热膨胀 性与材料的比热有关。在实际应用中还要考虑比容（材料受温度等外界影响时，单位重量的材料其容 积的增减，即容积与质量之比） ，特别是对于在高温环境下工作，或者在冷、热交替环境中工作的金 属零件，必须考虑其膨胀性能的影响。⑷磁性能吸引铁磁性物体的性质即为磁性，它反映在导磁率、 磁滞损耗、剩余磁感应强度、矫顽磁力等参数上，从而可以把金属材料分成顺磁与逆磁、软磁与硬磁 材料。 ⑸电学性能主要考虑其电导率，在电磁无损检测中对其电阻率和涡流损耗等都有影响。 工艺性能：金属对各种加工工艺方法所表现出来的适应性称为工艺性能，主要有以下四个方面： ⑴切削加工性能：反映用切削工具（例如车削、铣削、刨削、磨削等）对金属材料进行切削加工的难 易程度。 ⑵可锻性：反映金属材料在压力加工过程中成型的难易程度，例如将材料加热到一定温度 时其塑性的高低（表现为塑性变形抗力的大小） ，允许热压力加工的温度范围大小，热胀冷缩特性以 及与显微组织、 机械性能有关的临界变形的界限、 热变形时金属的流动性、 导热性能等。 ⑶可铸性： 反映金属材料熔化浇铸成为铸件的难易程度，表现为熔化状态时的流动性、吸气性、氧化性、熔点， 铸件显微组织的均匀性、致密性，以及冷缩率等。 ⑷可焊性：反映金属材料在局部快速加热，使结 合部位迅速熔化或半熔化（需加压） ，从而使结合部位牢固地结合在一起而成为整体的难易程度，表 现为熔点、熔化时的吸气性、氧化性、导热性、热胀冷缩特性、塑性以及与接缝部位和附近用材显微 组织的相关性、对机械性能的影响等。3.3 金属材料的热处理工艺热处理是将金属材料放在一定的介质内加热、保温、冷却，通过改变材料表面或内部的金相组织 结构,来控制其性能的一种金属热加工工艺。有时只有加热和冷却两个过程。这些过程互相衔接，不 可间断。 处理方法有（1）正火：将钢材或钢件加热到临界点 AC3 或 ACM 以上的适当温度保持一定时间后 在空气中冷却，得到珠光体类组织的热处理工艺。 （2）退火：将亚共析钢工件加热至 AC3 以上 20―40 度，保温一段时间后，随炉缓慢冷却（或埋 在砂中或石灰中冷却）至 500 度以下在空气中冷却的热处理工艺。 （3）固溶热处理：将合金加热至高温单相区恒温保持，使过剩相充分溶解到固溶体中，然后快 速冷却，以得到过饱和固溶体的热处理工艺。 （4）时效：合金经固溶热处理或冷塑性形变后，在室温放置或稍高于室温保持时，其性能随时 间而变化的现象。 （5）固溶处理：使合金中各种相充分溶解，强化固溶体并提高韧性及抗蚀性能，消除应力与软 化，以便继续加工成型。 （6）时效处理：在强化相析出的温度加热并保温，使强化相沉淀析出，得以硬化，提高强度。 （7）淬火：将钢奥氏体化后以适当的冷却速度冷却，使工件在横截面内全部或一定的范围内发 生马氏体等不稳定组织结构转变的热处理工艺。 （8）回火：将经过淬火的工件加热到临界点 AC1 以下的适当温度保持一定时间，随后用符合要 求的方法冷却，以获得所需要的组织和性能的热处理工艺。 （9）钢的碳氮共渗：碳氮共渗是向钢的表层同时渗入碳和氮的过程。习惯上碳氮共渗又称为氰 化，目前以中温气体碳氮共渗和低温气体碳氮共渗（即气体软氮化）应用较为广泛。中温气体碳氮共 渗的主要目的是提高钢的硬度，耐磨性和疲劳强度。低温气体碳氮共渗以渗氮为主，其主要目的是提高钢的耐磨性和抗咬合性。 （10）调质处理：一般习惯将淬火加高温回火相结合的热处理称为调质处理。调质处理广泛应用 于各种重要的结构零件，特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。调质处理后得 到回火索氏体组织， 它的机械性能均比相同硬度的正火索氏体组织为优。它的硬度取决于高温回火温 度并与钢的回火稳定性和工件截面尺寸有关，一般在 HB200―350 之间。3.3 常见金属材料的牌号钢是一种铁碳合金材料，通常其含碳量 0.%之间，小于 0.0218%的铁碳合金与纯铁的 性能相当。含碳量在 2.21%~6.69%间的铁碳合金称为铁。 钢的分类、牌号及用途： 1、按含碳量分 低碳钢：C%&0.25% 塑韧性好，强硬度低，加工易粘刀，适应于要求不高的场合 中碳钢：C 在 0.25%~0.6%之间 有一定的塑韧性，强度高，综合机械加工性能好，为常用材料 高碳钢：C%&0.6% 塑韧性差，硬度高，加工难度大，在硬度要求高，耐磨要求高的场合使用。2、按含合金元素分 碳素钢：C%&1.5% 碳素钢是使用最多的钢材。按用途分为： （1）普通碳素结构钢（L:Q235）牌 号：Q+屈服点值+质量等级+脱氧方式冶炼容易，工艺性好，价廉，适应于一般工程结构及普通机械零 件。缺点：塑韧性低，加工成形后一般不热处理。 （2）优质碳素结构钢(L:45) 牌号：含碳量的万分 数，塑韧性都比普通碳素结构钢好，主要用于制造较为重要的机械零件。 （3 ）碳素工具钢 (L:T12) 牌号：T+含碳量的千分数+质量等级，有较好的硬度和耐磨性，主要用于制造低速刀具。 （4）碳素铸 钢（L：ZG310-570）牌号：ZG+屈服点值-抗拉强度替代铸铁不能满足性能要求的场合。 合金钢：碳素钢+合金元素构成。合金钢为碳素钢使用不能满足要求时的替代钢种。 按合金元素含量可分为： （ 1 ） 低 合 金 钢 （ 合 金 元 素 含 量 &5%)L:20MnVB 。 （2）中合金钢 （5%~10%)L:Ti5V4。 （3）高合金钢（&10%）L:Cr19Ni9 3、按用途分： 合金结构钢：低合金结构钢（16Mn） ，中合金结构钢(18Cr2Ni4WA)，牌号：数字 1（含碳量的万 分数）+化学元素+数字 2（元素含量） 。元素含量：&1.5%不标，1.5%-2.49%标“2”，2.5%-3.49%标 “3”，以此类推。按用途分：渗碳钢（20CrMnTi） 、调质钢(40Cr)、弹簧钢(60Si2Mn)、滚动轴承钢 （GCr15） 、易切削钢(Y12)、超高强度钢（4Cr5MoSiV）等。 合金工具钢：量具钢(CrWMn)，刃具钢(W18Cr4V)，模具(Cr12MoV)，牌号:(碳含量)+化学元素+ 含量。含碳量大于等于 1%不标，小于 1%，标千分数（L:9Mn2V） 特殊性能钢：不锈钢(Cr19Ni9)，耐热钢(1Cr5Mo)，耐磨钢(ZGMn13-1)等。牌号：碳含量千分数+ 化学元素+含量 不锈钢：一般含 Cr 量&12%。含碳量在 0.03%~0.08%间标“0”（L：0Cr13Al,0Cr19Ni9） ，含碳量 小于等于 0.03%标“00”（L：00Cr30Mo2） 。按金相来分有：马氏体型（1Cr13）奥氏体型（0Cr19Ni9） 铁素体型（0Cr13Al）铁素体奥氏体型(00Cr18Ni5Mo3Si2)。耐热钢:主要有抗氧化钢，热强钢 抗氧化钢：铁素体型（2Cr25N） ，奥氏体型（0Cr25Ni20） 热强钢：珠光体型（15CrMo） ，马氏体型(1Cr13Mo) 奥氏体型(4Cr14Ni14W2Mo) 耐磨钢：强烈冲击载荷作用下才能产生硬化的高锰钢。这种材料是非磁性材料。常用于：坦克，防弹钢板，保险箱钢板，电磁铁罩。L：ZGMn13-1, ZGMn13-2, ZGMn13-3, ZGMn13-4。四、焊接材料 4.1 焊条分类１.焊条用途分 ： （1） 、结构钢焊条 （2）钼和铬钼耐热钢焊条 （3） 、不锈钢焊条 （4） 、堆焊 焊条（5） 、低温钢焊条 （6） 、铸铁焊条 （7） 、镍及镍合金焊条 （8） 、铜及铜合金焊条（9） 、铝 及铝合金焊条 （10） 、特殊用途焊条 2、按焊接熔渣的碱度分：酸性焊条和碱性焊条 3、按焊条药皮的类型：氧化钛型、钛钙型、钛铁矿型、氧化铁型、纤维素型、低氢型等4.2 焊条的型号与牌号焊条的型号是按国家有关标准与国际标准确定的。以结构钢为例，型号编制法为字母“E”表示 焊条，第一、二位表示熔敷金属最小抗拉强度，第三位数字表示焊条的焊接位置，第三、四位数字表 示焊接电流种类及药皮类型。表示焊条药皮为钛钙 型， 并可交、 直流焊接 表示焊条适用于全 位置焊接 表示熔敷金属抗拉强 的最小值（kgf/mm2）“03”代表钛钙型 药皮中含氧化钛 30%以上，钙或镁的碳酸盐矿 20%以下，此外还有硅铝酸 盐和锰铁。熔渣的流动性良好、电弧稳定，熔深适中、脱渣容易、飞溅少，焊波整齐。主要用于焊接 较重要的低碳钢结构。 市场上大量供应和工厂中大量使用的是 E4303 (J422)，E5003 (J502)，其 产量约占我国焊条总产量的 80%以上。 以往， 这类焊条药皮中使用大量钛白粉 （TiO2） 和金红石(TiO2)， 价 格 昂 贵 。 目 前 ， 各 大 、 小 焊 条 厂 都 采 用 价 格 比 较 便 宜 的 还 原 钛 铁 （TiO2&52%,FeO&9,C&0.20,S&0.035,P&0.04）矿替代大部分钛白粉和金红石。 药皮的主要组成为碳酸盐矿（大理石、菱苦土等）和莹石，还有一定数量的石英砂或铝酸盐，并 有铁合金作脱氧剂。熔渣碱度较高，焊接工艺性一般，焊波较粗，熔深中等。熔敷金属力学性能和抗 裂性能良好。主要用于焊接重要的低碳钢结构，也可焊接与焊条熔敷技术强度相当的低合金钢结构。 但这种焊条焊接时，焊接处要求洁净，特别是对氢敏感，不能有水分、油污和铁锈。焊前焊条烘干， 焊接时要求采用短弧焊。只能使用直流反接。”E4315（J427）”、“E5015（J507）” 焊条的牌号： 以结构钢为例： 牌号,编制法。 结 XXX,结为结构钢焊条,第 3 个数字,代表药皮类型, 焊接电流要求,第 1、2 数:代表焊缝金属抗拉强度 。4.3 焊条的组成１、焊芯―焊丝：作用：导电、填充金属、焊芯材料有选择性:用量最多的是 H08、H08A，还有 H08E。 2、药皮：作用：①机械保护作用 ②冶金处理作用 ③工艺性能良好 3、药皮组成 原料的作用 ①稳弧剂 :改善引弧性能和提高电弧燃烧的稳定性，原材料为易电离或电离势低的物质。如： 菱苦土、大理石、长石、钾水玻璃 ②造渣剂:造成具有一定物理性能、化学性能的熔渣，起到保护作用和改善焊缝成型。 如：钛铁矿、金红石、萤石、长石、白云石等。 ③造气剂:造气保护 有机物、碳酸盐；有机物如：木粉、淀粉、析出气体 CO、H，碳酸盐析 出气体 CO2，高温时产生 CO。4.4 焊剂的类型1、焊剂：焊剂和焊丝都是埋弧焊，电渣焊时使用的焊接材料。焊剂相当于焊条药皮，焊丝相当 于焊条药芯。埋弧焊、电渣焊多用于焊接钢，少数用于焊接有色金属。 2、 按制造方法分类 (１)熔炼焊剂 (２)非熔炼焊剂 非熔炼焊剂特点（相当于焊条药皮的组成和结构） ： （1）特点：1）可制成酸性、碱性、高碱性 2）可加脱氧剂、合金剂、抗锈、合金能力强； （2）缺点：吸潮性强，不易保（3）分类粘结焊剂：粉状组分→加水玻璃粘合→成团→粒化→ 经约 400℃烘干 。烧结焊接：粉状组分→加水玻璃粘合→成团→粒化→经约 1000℃烘干 3、熔炼焊剂化学成分分类 (1)按氧化物性质分 ：酸性 中性 碱性 中硅 （SiO2 10-30%) 中 Mn （MnO 15-30%) 中 F （CaF2 10-30%) 低硅 （SiO2&10%) 低 Mn （MnO 2-15%) 低 F （CaF2&10%) 无 Mn(2)按 SiO2 含量分 ：高硅（SiO2&30%) (3)按 MnO 含量分 ：高 Mn（MnO&30%) （MnO&2%) (4)按 CaF2 含量分：高 F（CaF2&30%)4.按焊剂化学性质分：(1)氧化性焊剂 (2)弱氧化性焊剂 (3)中性焊剂5.按焊剂颗粒结构分 (1)玻璃状焊剂 (2)结晶状焊剂 (3)浮石状焊剂 6、焊剂型号编制方法：型号前加“HJ”两字表示埋弧焊用焊剂， 型号第一数字 X1 表示焊缝金 属的拉伸力学性能。第二位数字 X2 表示拉伸试样和冲击试样的状态，第三位表示焊缝金属冲击吸收 功不小于 27J 的最低实验温度－Hxxx 表示与之匹配的焊丝牌号，如 HJ403-H08MnA 熔炼焊剂：牌号前加“HJ(焊剂)”两字表示埋弧焊及电渣焊用熔炼型焊剂。 牌号第一数字表示 焊剂中 MnO 含量：HJ１?? 无锰，HJ２?? 低锰，HJ３?? 中锰，HJ４?? 高锰 牌号第２位数字表示焊剂中氧化硅、氟化钙含量：焊剂?１?低硅低氟 ；焊剂?２? 中硅低 氟；焊剂?３?高硅低氟 焊剂?４? 低硅中氟；焊剂?５?中硅中氟 焊剂 ?６? 高硅 中氟；焊剂?７?低硅高氟 焊剂?８? 中硅高氟；焊剂?９? 待发展 牌号第三位数字表示同一类型焊剂的不同牌号：按０、１、２、３、４、５、６、７、８、９顺 序排列。对同一牌号焊剂生产两种粒度时，在细粒产品后加一个细字。 例如、焊剂４３１表示埋弧 焊及电渣焊所用焊剂，高锰高硅低氟型4．5 焊丝的分类（1）.按照适用的焊接方法 焊焊丝 （2）.按照焊丝的形状结构 （3）.按照适用的金属材料 焊丝等 埋弧焊焊丝、CO2 焊焊丝、钨极氩弧焊焊丝、自保焊焊丝及电渣 实心焊丝、药芯焊丝及活性焊丝 低碳钢、低合金钢焊丝、硬质合金堆焊焊丝，以及铝、铜与铸铁焊丝的型号和牌号：焊丝的牌号 ,实心焊:H08Mn2SiA;药芯焊丝:YJ422-1;有色金属、铸铁焊丝 HS221 埋 弧 焊 用 实 心 焊 丝 : （ 1 ） . 低 锰 焊 丝 H08A ： 含 Mn 0.2%~0.8% （ 2 ） . 中 锰 焊 丝 H08MnA,H10MnSi：含 Mn 0.8%~1.5%； （3）.高锰焊丝 H10Mn2,H08Mn2SiA 含 Mn 1.5%~2.2% （4）.Mn―Mo 焊丝 H08MnMo1,H08Mn2MoA 含 Mn 1%以上,Mo=0.3-0.7%五、焊接方法 5.1 手工电弧焊1、定义：手工电弧焊是利用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法。手工电弧焊使用各种各样的 方法保护焊接熔池，防止和大气接触。热能由电弧提供。和 MIG 焊一样，电极为自耗电极。金属电极 外由矿物质熔剂包覆，熔剂熔化时形成焊渣（药皮）盖住焊接熔池。焊条药皮的化学成分对电弧的稳 定性、熔深、金属熔敷率和定位能力有很大影响。焊接工作前，要先检查焊机设备和工具是否安全可 靠。焊机的接地保护装置必须齐全有效，同时，焊机必须装设电焊机空载自动断电保护装置。 2、电源种类 ：焊条可以在交流或直流电源下使用。并不是所有的直流焊条都能在交流电源下使 用，但交流焊条通常都能在直流电源下使用。 焊接电源分为两种，直流弧焊电源和交流弧焊电源，焊条分为两大类即：酸性焊条和碱性焊条。 酸性焊条用直流和交流焊接电源均可，碱性焊条必须用直流弧焊电源。其接法有两种：直流正接和直 流反接，焊接过程中产生偏磁吹调换接法会有明显好转。交流焊接电源一般情况下不会产生偏磁吹。 电压一般为 20～35 伏，电流取决于焊接材料的厚度、焊条规格、焊接结构，范围在 15～400 安。 3、特点： （1）设备简单（2）操作灵活方便（3）能进行全位置焊接适合焊接多种材料（4）不足之处是生产效率低劳动强度大。5.2 二氧化碳气体保护焊1、定义：二氧化碳气体保护电弧焊（简称 CO2 焊）是以二氧化碳气为保护气体， 进行焊接的 方法。 （有时采用 CO2+Ar 的混合气体） 。在应用方面操作简单，适合自动焊和全方位焊接。焊接时抗 风能力差，适合室内作业。由于它成本低，二氧化碳气体易生产，广泛应用于各大小企业。由于二氧 化碳气体的 0 热物理性能的特殊影响， 使用常规焊接电源时，焊丝端头熔化金属不可能形成平衡的轴 向自由过渡，通常需要采用短路和熔滴缩颈爆断、因此，与 MIG 焊自由过渡相比，飞溅较多。但如采 用优质焊机，参数选择合适，可以得到很稳定的焊接过程，使飞溅降低到最小的程度。由于所用保护 气体价格低廉， 采用短路过渡时焊缝成形良好，加上使用含脱氧剂的焊丝即可获得无内部缺陷的高质 量焊接接头。因此这种焊接方法目前已成为黑色金属材料最重要焊接方法之一。 2、特点：优点： （1）焊接成本低。其成本只有埋弧焊、焊条电弧焊的 40~50%。 （2）生产效率高。 其生产率是焊条电弧焊的 1~4 倍。 （3）操作简便。明弧，对工件厚度不限，可进行全位置焊接而且可 以向下焊接。 （4）焊缝抗裂性能高。焊缝低氢且含氮量也较少。 （5）焊后变形较小。角变形为千分之 五，不平度只有千分之三。缺点： （1）二氧化碳焊的焊缝金属含氢量小，焊接低合金高强度钢时，产 生冷裂纹的倾向小。 （2）飞溅较多，焊缝成形不够美观，清理飞溅费时间。 （3）二氧化碳属于弱氧化 性，故不能用于焊接铝、镁等化学活性强的金属。 3、焊接工艺参数： （1）焊丝直径 焊丝的直径通常是根据焊件的厚薄、施焊的位置和效率等要 求选择。焊接薄板或中厚板的全位置焊缝时，多采用 1.6mm 以下的焊丝（称为细丝 CO2 气保焊） 。 （2）焊接电流 焊接电流的大小主要取决于送丝速度。送丝的速度越快，则焊接的电流就越大。 焊接电流对焊缝的熔深的影响最大。当焊接电流为 60~250A，即以短路过渡形式焊接时，焊缝熔深一 般为 1mm~2mm；只有在 300A 以上时，熔深才明显的增大。 （3）电弧电压 短路过渡时，则电弧电压可用下式计算： U=0.04I+16±2(V) 此时，焊接电 流一般在 200A 以下，焊接电流和电弧电压的最佳配合值见表 2。当电流在 200A 以上时，则电弧电压 的计算公式如下。 U=0.04I+20±2(V) （4）焊接速度 可高达 150m/h。 半自动焊接时，熟练的焊工的焊接速度为 18m/h~36m/h；自动焊时，焊接速度（5） 焊丝的伸出长度 一般情况下焊丝的伸出长度约为焊丝直径的 10 倍左右，并随焊接电流的 增加而增加。 （6）气体的流量 正常焊接时，200A 以下薄板焊接，CO2 的流量为 10L/min~25L/min；200A 以 上厚板焊接，CO2 的流量为 15L/min~25L/min；粗丝大规范自动焊为 25L/min~50L/min。 具体工艺参数： （1）电流：一般为：150-350 安培，常用规范为 200-300 安培。 （2）电压：一般 范围值：22-40 伏特，常用规范为 26-32 伏特。 （3）干伸长度：焊丝从导电嘴前端伸出的长度，一般 为焊丝直径的 10-15 倍，即 10-15 毫米长。 （4）焊接速度：每分钟焊接的焊缝长度，单焊道按时每分 钟 300-500 毫米，个别达到 25000 毫米/分钟（比如截齿的焊丝用的 LQ605） ，摆动焊接时，120-200 毫米/分钟。5.3 埋弧焊1.定义：埋弧焊（含埋弧堆焊及电渣堆焊等）是一种电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法。其固 有的焊接质量稳定、焊接生产率高、无弧光及烟尘很少等优点，使其成为压力容器、管段制造、箱型 梁柱等重要钢结构制作中的主要焊接方法。 近年来， 虽然先后出现了许多种高效、 优质的新焊接方法， 但埋弧焊的应用领域依然未受任何影响。 从各种熔焊方法的熔敷金属重量所占份额的角度来看，埋弧 焊约占 10%左右，且多年来一直变化不大。2.特点： （1）生产效率高 ：这是因为，一方面焊丝导电长度缩短，电流和电流密度提高，因此 电弧的熔深和焊丝熔敷效率都大大提高。 （一般不开坡口单面一次熔深可达 20mm）另一方面由于焊剂 和熔渣的隔热作用，电弧上基本没有热的辐射散失,飞溅也少，虽然用于熔化焊剂的热量损耗有所增 大，但总的热效率仍然大大增加。 （2）焊缝质量高 熔渣隔绝空气的保护效果好，焊接参数可以通过 自动调节保持稳定， 对焊工技术水平要求不高,焊缝成分稳定， 机械性能比较好。 （3） 劳动条件好 除 了减轻手工焊操作的劳动强度外，它没有弧光辐射，这是埋弧焊的独特优点。 3.应用范围：目前主要用于焊接各种钢板结构。可焊接的钢种包括碳素结构钢，不锈钢，耐热钢 及其复合钢材等。埋弧焊在造船，锅炉，化工容器，桥梁，起重机械，冶金机械制造业，海洋结构， 核电设备中应用最为广泛。此外，用埋弧焊堆焊耐磨耐蚀合金或用于焊接镍基合金，铜合金也是较理 想的。 4. 操作技术：(1)埋弧自动焊机的小车轮子要有良好绝缘，导线应绝缘良好，工作过程中应理顺 导线，防止扭转及被熔渣烧坏。(2)控制箱和焊机外壳应可靠的接地（零）和防止漏电。接线板罩壳 必须盖好。(3)焊接过程中应注意防止焊剂突然停止供给而发生强烈弧光裸露灼伤眼睛。所以，焊工 作业时应戴普通防护眼镜。(4)半自动埋弧焊的焊把应有固定放置处，以防短路。(5)埋弧自动焊熔剂 的成分里含有氧化锰等对人体有害的物质。焊接时虽不像手弧焊那样产生可见烟雾，但将产生一定量 的有害气体和蒸气。所以，在工作地点最好有局部的抽气通风设备。 5.工艺参数： ①焊接电流:当其他参数不变时， 焊接电流对焊缝形状和尺寸的影响如图所示。 一 般焊接条件下， 焊缝熔深与焊接电流成正比。 随着焊接电流的增加， 熔深和焊缝余高都有显著增加， 而焊缝的宽度变化不大。同时，焊丝的熔化量也相应增加，这就使焊缝的余高增加。随着焊接电流的 减小，熔深和余高都减小。 ②电弧电压: 电弧电压的增加，焊接宽度明显增加，而熔深和焊缝余高则有所下降。但是电弧电 压太大时，不仅使熔深变小，产生未焊透，而且会导致焊缝成形差、脱渣困难，甚至产生咬边等缺陷。 所以在增加电弧电压的同时，还应适当增加焊接电流。 ③焊接速度 当其他焊接参数不变而焊接速度增加时，焊接热输入量相应减小，从而使焊缝的熔 深也减小。焊接速度太大会造成未焊透等缺陷。为保证焊接质量必须保证一定的焊接热输入量，即为 了提高生产率而提高焊接速度的同时，应相应提高焊接电流和电弧电压。 ④焊丝直径与伸出长度： 当其他焊接参数不变而焊丝直径增加时，弧柱直径随之增加，即电流 密度减小，会造成焊缝宽度增加，熔深减小。反之，则熔深增加及焊缝宽度减小。 当其他焊接参数 不变而焊丝长度增加时， 电阻也随之增大， 伸出部分焊丝所受到的预热作用增加， 焊丝熔化速度加快， 结果使熔深变浅，焊缝余高增加，因此须控制焊丝伸出长度，不宜过长。 ⑤焊丝倾角:焊丝的倾斜方向分为前倾和后倾。倾角的方向和大小不同，电弧对熔池的力和热作 用也不同，从而影响焊缝成形。当焊丝后倾一定角度时，由于电弧指向焊接方向，使熔池前面的焊件 受到了预热作用，电弧对熔池的液态金属排出作用减弱，而导致焊缝宽而熔深变浅。反之，焊缝宽度 较小而熔深较大，但易使焊缝边缘产生未熔合和咬边，并且使焊缝成形变差。5.4 钨极氩弧焊1、定义：钨极氩弧焊时常被称为 TIG 焊，是一种在非消耗性电极和工作物之间产生热量的电弧 焊接方式；电极棒、溶池、电弧和工作物临近受热区域都是由气体状态的保护隔绝大气混入，此保护 是由气体或混合气体流供应，通常是惰性气体，必须是能提供全保护，因为甚至很微量的空气混入也 会污染焊道。焊接时氩气从焊枪的喷嘴中连续喷出，在电弧周围形成保护层隔绝空气，以防止其对钨 极、熔池及邻近热影响区的，从而获得优质的焊缝。焊接过程中根据工件的具体要求可以加或者不加 填充焊丝。 2、特点：这种焊接方法由于电弧是在氩气中进行燃烧，因此具有以下优缺点： 1） 氩气具有 极好的保护作用，能有效的隔绝周围空气；它本身既不与金属起化学反应，也不溶于金属，使得焊接 过程中的冶金反应简单易控制，因此获得较高质量的焊缝提供良好条件。 2）钨极电弧非常稳定，即使在很小电流情况下（&10A）仍可稳定燃烧，特别适用于薄板材料焊 接。 3）热源和填充焊丝可分别控制，因而热输入容易调整所以这种焊接方法可进行全方位焊接，也是实现单面焊双面成型的理想方法。 4）由于填充焊丝不通过电流，故不产生飞溅，焊缝成型美观。 5)交流氩弧焊在焊接过程中能够自动清除焊件表面的氧化膜作用，因此，可成功地焊接一些化学 活泼性强的有色金属，如铝、镁及合金。 6）钨极承载电流能力较差，过大的电流会引起钨极的熔化和蒸发，其微粒有可能进入熔池而引 起夹钨。因此，熔敷速度小、熔深浅、生产率低。 7）采用氩气较贵，熔敷率低，且氩弧焊机有较复杂，和其他焊接方法（如焊条电弧焊、埋弧焊、 CO2?气体保护焊）比较，生产成本较高。 8）氩弧周围受气流影响较大，不易室外工作。 3、分类：钨极氩弧焊按操作方法可分为手工钨极氩弧焊和机械化焊接两种。对于直线焊缝和规 则的曲线焊缝，可采用机械化焊接。而对于不规则的或较短的焊缝，则采用手工钨极氩弧焊。使用较 多的是直流手工钨极氩弧焊，直流钨极氩弧焊通常分为两种： 直流反极性：在钨极氩弧焊中，虽很少用直流反极性，但是，它有一种去除氧化膜作用。所谓去 除氧化膜作用， 在交流焊的反极性半波也同样存在， 它是成功地焊接铝、 镁及其合金的重要因素。 铝、 镁及其合金的表面存在一层致密难熔的氧化膜覆盖在焊接熔池表面，如不及时清除，焊接时会造成未 熔合，在焊缝表面还会形成皱皮或产生内气孔、夹渣，直接影响焊接质量。实践证明，反极性时，被 焊金属表面的氧化膜在电弧的作用下， 可以被清除掉而获得成形美观的焊缝。这种作用要求阴极斑点 的能量密度要很高和被质量很大的正离子撞击，致使氧化膜破碎。 直流正极性：直流正极性时，焊件接正极，焊件接受电子轰击放出的全部动能和逸出功，产生大 量的热，因此熔池深而窄，生产率高，焊件的收缩和变形都小。当采用直流正极性时，钨极是阴极， 钨极的熔点高，在高温时电子发射能力强，电弧燃烧稳定性好。除焊接铝、镁及其合金外，一般均采 用直流正极性接法进行焊接。 4、要求： （1）对气体的控制要求：要求气体先来后走，氩气是较易被击穿的惰性气体，先在工 件与电极针间充满氩气，有利于起弧；焊接完成后，保持送气，有助于防止工件迅速冷却防止氧化， 保证了良好的焊接效果。 （2）电流的手开关控制要求：要求按下手开关时，电流较气延迟，手开关断 开（焊接结束后） ，根据要求延时供气电流先断。 （3）高压的产生与控制要求：氩弧焊机采用高压起 弧的方式，则要求起弧时有高压，起弧后高压消失。 （4）干扰的防护要求：氩弧焊的起弧高压中伴有 高频，其对整机电路产生严重的干扰，要求电路有很好的防干扰能力。 5、操作规程： （1） 在详细阅读设备说明书及经过相应的培训后方可使用该设备,在使用该设备 之前必须获得设备管理人员同意.（2）在使用前先观察冷却水系统内有无冷却水,必须保证有足够的 冷却水,观察电路,气路,水路是否按照要求接好.（3） 氩弧焊有较高的紫外线强度及采用较高空载电 压的电源,在使用焊机时必须穿戴好工作服,帽及手套,应做好个人防护,避免弧光,烧伤或烤伤. （4） 合上总电源开关,首先启动冷却水,然后打开氩气钢瓶阀门,调节阀门,保持氩气有一定流量,再开启焊 机电源. （5） 根据不同焊接样品采用相应的焊接规范进行焊接,在焊接时保证室内空气流通. （6） 焊 接完以后先关闭焊机电源,然后关闭气瓶阀门,再关闭冷却水,最后关闭总电源. 6、适用性：钨极氩弧焊，以人工或自动操作都适宜，且能用于持续焊接、间续焊接（有时称为 ‘跳焊’ ）和点焊，因为其电极棒是非消耗性的，故可不需加入熔填金属而仅熔合母材金属做焊接， 然而对于个别的接头，依其需要也许需使用熔填金属。 钨极氩弧焊是一种全姿势位置焊接方式，且 特别适于薄板的焊接―经常可薄至 0.005 英寸。 （1） 焊接的金属 钨极氩弧焊的特性使其能使用于大多数的金属和合金的焊接，可用钨极氩弧 焊焊接的金属包括碳钢、合金钢、不锈钢、耐热合金、难熔金属、铝合金、镁合金、铍合金、铜合金、 镍合金、钛合金和锆合金等等。 铅和锌很难用钨极氩弧焊方式焊接， 这些金属的低熔点使焊接控制极端的困难， 锌在 1663F 汽化， 而此温度仍比电弧温度低很多，且由于锌的挥发而使焊道不良，表面镀铅、锡、锌、镉或铝的钢和其 它在较高温度熔化的金属，可用电弧焊接，但需特殊的程序。 在镀层的金属中的焊道由于“交互合金”的结果。 很可能具有低的机械性质为防止在镀层的金属 焊接中产生交互合金作用，必须将要焊接的区域的表面镀层清除，焊接后在修补。 7、电焊机：钨极氩弧焊的电焊机有： （a）变压器---整流器式，直流输出。 （b）变压器式，交流 输出（c）动力驱动发电机----电力马达驱动.（只供 ac 输出） ，或引擎驱动（可供 ac 或 dc 输出） 。变压器和整流器式电焊机具有数个优于动力驱动发电机式的优点：低的最初成本，暖机期间没有电流 降，操作安静，保养和操作成本低，没有转动部分，停顿时功率输入低，引擎驱动发电机的优点是可 使用于电力供应的区域。六、焊缝 6.1 焊缝的形式焊缝是指焊件经焊接后所形成的结合部分。按焊缝本身截面形式不同，焊缝分为对接焊缝和角焊 缝。
七、焊接缺陷 7.1 定义焊接接头的不完整性称为焊接缺欠，主要有焊接裂纹、孔穴，固体加杂，未熔合，未焊透、形状 缺陷等。这些缺欠减少焊缝截面积，降低承载能力，产生应力集中，引起裂纹；降低疲劳强度，易引 起焊件破裂导致脆断。其中危害最大的是焊接裂纹和未熔合。7.2 缺陷分类1、外观缺陷：外观缺陷(表面缺陷)是指不用借助于仪器,从工件表面可以发现的缺陷。常见的外 观缺陷有咬边、焊瘤、凹陷及焊接变形等,有时还有表面气孔和表面裂纹。单面焊的根部未焊透等。 A、 咬边是指沿着焊趾,在母材部分形成的凹陷或沟槽, 它是由于电弧将焊缝边缘的母材熔化后 没有得到熔敷金属的充分补充所留下的缺口。 产生咬边的主要原因是电弧热量太高,即电流太大,运条 速度太小所造成的。焊条与工件间角度不正确,摆动不合理,电弧过长,焊接次序不合理等都会造成咬 边。直流焊时电弧的磁偏吹也是产生咬边的一个原因。某些焊接位置(立、横、仰)会加剧咬边。 咬 边减小了母材的有效截面积,降低结构的承载能力,同时还会造成应力集中,发展为裂纹源。 矫正操 作姿势,选用合理的规范,采用良好的运条方式都会有利于消除咬边。焊角焊缝时,用交流焊代替直流 焊也能有效地防止咬边。B、 焊瘤 焊缝中的液态金属流到加热不足未熔化的母材上或从焊缝根部溢出,冷却后形成的未与 母材熔合的金属瘤即为焊瘤。焊接规范过强、焊条熔化过快、焊条质量欠佳(如偏芯),焊接电源特性 不稳定及操作姿势不当等都容易带来焊瘤。在横、立、仰位置更易形成焊瘤。 焊瘤常伴有未熔合、 夹渣缺陷,易导致裂纹。同时,焊瘤改变了焊缝的实际尺寸,会带来应力集中。管子内部的焊瘤减小了 它的内径,可能造成流动物堵塞。 防止焊瘤的措施:使焊缝处于平焊位置,正确选用规范,选用无偏芯 焊条,合理操作。 C、凹坑 凹坑指焊缝表面或背面局部的低于母材的部分。 凹坑多是由于收弧时焊条(焊丝)未 作短时间停留造成的(此时的凹坑称为弧坑),仰立、横焊时,常在焊缝背面根部产生内凹。 凹坑减小 了焊缝的有效截面积,弧坑常带有弧坑裂纹和弧坑缩孔。 防止凹坑的措施:选用有电流衰减系统的焊 机,尽量选用平焊位置,选用合适的焊接规范,收弧时让焊条在熔池内短时间停留或环形摆动 ,填满弧 坑。 D、 未焊满 未焊满是指焊缝表面上连续的或断续的沟槽。 填充金属不足是产生未焊满的根本原因。 规范太弱,焊条过细,运条不当等会导致未焊满。 未焊满同样削弱了焊缝,容易产生应力集中,同时, 由于规范太弱使冷却速度增大,容易带来气孔、裂纹等。 防止未焊满的措施:加大焊接电流,加焊盖 面焊缝。 E、 烧穿 烧穿是指焊接过程中,熔深超过工件厚度,熔化金属自焊缝背面流出,形成穿孔性缺。 焊 接电流过大,速度太慢,电弧在焊缝处停留过久,都会产生烧穿缺陷。 工件间隙太大,钝边太小也容易出 现烧穿现象。 烧穿是 锅炉压力容器产品上不允许存在的缺陷,它完全破坏了焊缝,使接头丧失其联 接飞及承载能力。 选用较小电流并配合合适的焊接速度,减小装配间隙,在焊缝背面加设垫板或药垫, 使用脉冲焊,能有效地防止烧穿。 F、 其他表面缺陷: (1)成形不良 指焊缝的外观几何尺寸不符合要求。有焊缝超高,表面不光滑, 以及焊缝过宽,焊缝向母材过渡不圆滑等。 (2)错边指两个工件在厚度方向上错开一定位置,它既可 视作焊缝表面缺陷,又可视作装配成形缺陷。 (3)塌陷 单面焊时由于输入热量过大,熔化金属过多而 使液态金属向焊缝背面塌落, 成形后焊缝背面突起,正面下塌。 (4)表面气孔及弧坑缩孔。 (5)各 种焊接变形如角变形、扭曲、波浪变形等都属于焊接缺陷 O 角变形也属于装配成形缺陷。 2、气孔和夹渣 A、气孔 气孔是指焊接时,熔池中的气体未在金属凝固前逸出,残存于焊缝之中 所形成的空穴。 其气体可能是熔池从外界吸收的,也可能是焊接冶金过程中反应生成的。 (1)气孔的 分类气孔从其形状上分,有球状气孔、 条虫状气孔;从数量上可分为单个气孔和群状气孔。群状气孔又 有均匀分布气孔,密集状气孔和链状分布气孔之分。按气孔内气体成分分类,有氢气孔、氮气孔、二氧 化碳气孔、一氧化碳气孔、氧气孔等。熔焊气孔多为氢气孔和一氧化碳气孔。 (2)气孔的形成机理 常温固态金属中气体的溶解度只有高温液态金属中气体溶解度的几十分之一至几百分之一,熔池金属 在凝固过程中,有大量的气体要从金属中逸出来。 当凝固速度大于气体逸出速度时,就形成气孔。 (3) 产生气孔的主要原因母材或填充金属表面有锈、油污等,焊条及焊剂未烘干会增加气孔量,因为锈、油 污及焊条药皮、 焊剂中的水分在高温下分解为气体,增加了高温金属中气体的含量。焊接线能量过小, 熔池冷却速度大,不利于气体逸出。 焊缝金属脱氧不足也会增加氧气孔。 (4)气孔的危害气孔减少了 焊缝的有效截面积,使焊缝疏松,从而降低了接头的强度,降低塑性,还会引起泄漏。 气孔也是引起应力 集中的因素。氢气孔还可能促成冷裂纹。 (5)防止气孔的措施 a.清除焊丝,工作坡口及其附近表面 的油污、 铁锈、水分和杂物。b.采用碱性焊条、焊剂,并彻底烘干。c.采用直流反接并用短电弧施焊。 d.焊前预热,减缓冷却速度。e.用偏强的规范施焊。 B、夹渣 夹渣是指焊后溶渣残存在焊缝中的现象。 (1)夹渣的分类 a.金属夹渣:指钨、铜等金 属颗粒残留在焊缝之中,习惯上称为夹钨、夹铜。b.非金属夹渣:指未熔的焊条药皮或焊剂、硫化物、 氧化物、氮化物残留于焊缝之中。冶金反应不完全,脱渣性不好。 (2)夹渣的分布与形状有单个点状 夹渣,条状夹渣,链状夹渣和密集夹渣 (3)夹渣产生的原因 a.坡口尺寸不合理;b.坡口有污物;c.多 层焊时,层间清渣不彻底;d.焊接线能量小;e.焊缝散热太快,液态金属凝固过快;f.焊条药皮,焊剂化 学成分不合理,熔点过高；g. 钨极惰性气体保护焊时,电源极性不当,电、流密度大, 钨极熔化脱落于 熔池中。h.手工焊时,焊条摆动不良,不利于熔渣上浮。可根据以上原因分别采取对应措施以防止夹渣的产生。(4)夹渣的危害点状夹渣的危害与气孔相似,带有尖角的夹渣会产生尖端应力集中,尖端还会 发展为裂纹源,危害较大。 3、 裂纹 焊缝中原子结合遭到破坏,形成新的界面而产生的缝隙称为裂纹。 A、.裂纹的分类 根据裂纹尺寸大小,分为三类 1)宏观裂纹:肉眼可见的裂纹。(2)微观裂纹:在显微 镜下才能发现。(3)超显微裂纹:在高倍数显微镜下才能发现,一般指晶间裂纹和晶内裂纹。 从产生 温度上看,裂纹分为两类: (1)热裂纹:产生于 Ac3 线附近的裂纹。一般是焊接完毕即出现,又称结晶 裂纹。 这种二裂纹主要发生在晶界,裂纹面上有氧化色彩,失去金属光泽。 (2)冷裂纹:指在焊毕冷至 马氏体转变温度 M3 点以下产生的裂纹,一般是在焊后一段时间(几小时,几天甚至更长)才出现,故又 称延迟裂纹。 按裂纹产生的原因分,又可把裂纹分为: (1)再热裂纹:接头冷却后再加热至 500~700℃ 时产生的裂纹。再热裂纹产生于沉淀强化的材料(如含 Cr、Mo、V、Ti、Nb 的金属)的 焊接热影响区 内的粗晶区,一般从熔合线向热影响区的粗晶区发展,呈晶间开裂特征。 (3)层状撕裂主要是由于钢 材在轧制过程中,将硫化物(MnS)、硅酸盐类等杂质夹在其中,形成各向异性。在焊接应力或外拘束应 力的使用下,金属沿轧制方向的杂物开裂。 (4)应力腐蚀裂纹:在应力和腐蚀介质共同作用下产生的 裂纹。除残余应力或拘束应力的因素外,应力腐蚀裂纹主要与焊缝组织组成及形态有关。 B、.裂纹 的危害裂纹,尤其是冷裂纹,带来的危害是灾难性的。 世界上的压力容器事故除极少数是由于设计不合 理,选材不当的原因引起的以外,绝大部分是由于裂纹引起的 脆性破坏。 C、 .热裂纹(结晶裂纹) (1)结晶裂纹的形成机理热裂纹发生于焊缝金属凝固末期,敏感温度区大 致在固相线附近的高温区,最常见的热裂纹是结晶裂纹,其生成原因是在焊缝金属凝固过程中,结晶偏 析使杂质生成的低熔点共晶物富集于晶界,形成所谓\&液态薄膜\&,在特定的敏感温度区(又称脆性温 度区)间,其强度极小,由于焊缝凝固收缩而受到拉应力,最终开裂形成裂纹。 结晶裂纹最常见的情况是 沿焊缝中心长度方向开裂,为纵向裂纹,有时也发生在焊缝内部两个柱状晶之间,为横向裂纹。弧坑裂 纹是另一种形态的,常见的热裂纹。 热裂纹都是沿晶界开裂,通常发生在杂质较多的碳钢、 低合金钢、 奥氏体不锈钢等材料气焊缝中 (2)影响结晶裂纹的因素 a 合金元素和杂质的影响碳元素以及硫、 磷等杂质元素的增加,会扩大敏感温度区,使结晶裂纹的产生机会增多。 b.冷却速度的影响冷却速度 增大,一是使结晶偏析加重,二是使结晶温度区间增大,两者都会增加结晶裂纹的出现机会； c.结晶 应力与拘束应力的影响在脆性温度区内,金属的强度极低,焊接应力又使这飞部分金属受拉,当拉应力 达到一定程度时,就会出现结晶裂纹。 (3)防止结晶裂纹的措施 a.减小硫、磷等有害元素的含量,用 含碳量较低的材料焊接。b.加入一定的合金元素,减小柱状晶和偏析。如铝、锐、铁、镜等可以细化 晶粒。,c.采用熔深较浅的焊缝,改善散热条件使低熔点物质上浮在焊缝表面而不存在于焊缝中。 d. 合理选用焊接规范,并采用预热和后热,减小冷却速度。e.采用合理的装配次序,减小焊接应力。 D、.再热裂纹 (1)再热裂纹的特征 a.再热裂纹产生于焊接热影响区的过热粗晶区。产生于焊 后热处理等再次加热的过程中。 b.再热裂纹的产生温度:碳钢与合金钢 550~650℃奥氏体不锈钢约 300℃ c.再热裂纹为晶界开裂(沿晶开裂)。 d.最易产生于沉淀强化的钢种中。 e.与 焊接残余应 力有关。 (2)再热裂纹的产生机理 a.再热裂纹的产生机理有多种解释,其中模形开裂理论的解释如 下:近缝区金属在高温热循环作用下,强化相碳化物(如碳化铁、碳化饥、碳化镜、碳化错等)沉积在晶 内的位错区上,使晶内强化强度大大高于晶界强化,尤其是当强化相弥散分布在晶粒内时, 阻碍晶粒 内部的局部调整,又会阻碍晶粒的整体变形,这样,由于应力松弛而带来的塑性变形就主要由晶界金属 来承担,于是,晶界应力集中,就会产生裂纹,即所谓的模形开裂。 (3)再热裂纹的防止 a.注意冶金元 素的强化作用及其对再热裂纹的影响。b.合理预热或采用后热,控制冷却速度。c.降低残余应力避免 应力集中。d.回火处理时尽量避开再热裂纹的敏感温度区或缩短在此温度区内的停留时间。 E、.冷裂纹. (1)冷裂纹的特征 a.产生于较低温度,且产生于焊后一段时间以后,故又称延迟裂 纹。b.主要产生于热影响区,也有发生在焊缝区的。c.冷裂纹可能是沿晶开裂,穿晶开裂或两者混合出 现。d.冷裂纹引起的构件破坏是典型的脆断。 (2)冷裂纹产生机理 a.淬硬组织(马氏体)减小了金属 的塑性储备。b.接头的残余应力使焊缝受拉。c.接头内有一定的含氢量。 含氢量和拉应力是冷裂纹 (这里指氢致裂纹)产生的两个重要因素。 一般来说,金属内部原子的排列并非完全有序的,而是有许多 微观缺陷。 在拉应力的作用下,氢向高应力区(缺陷部位)扩散聚集。当氢聚集到一定浓度时,就会破坏 金属中原子的结合键,金属内就出现一些微观裂纹。应力不断作用,氢不断地聚集,微观裂纹不断地扩 展,直致发展为宏观裂纹,最后断裂。决定冷裂纹的产生与否,有一个临界的含氢量和一个临界的应力值 o 当接头内氢的浓度小于临界含氢量,或所受应力小于临界应力时,将不会产生冷裂纹(即延迟时间 无限长)。在所有的裂纹中,冷裂纹的危害性最大。 (3)防止冷裂纹的措施 a.采用低氢型碱性焊条, 严格烘干,在 100~150℃下保存,随取随用。b.提高预热温度,采用后热措施,并保证层间温度不小于预 热温度,选择合理的焊接规范,避免焊缝中出现洋硬组织 c.选用合理的焊接顺序,减少焊接变形和焊 接应力 d.焊后及时进行消氢热处理。 4、未焊透 未焊透指母材金属未熔化,焊缝金属没有进入接头根部的现象。 A、产生未焊透的原 因(1)焊接电流小,熔深浅。(2)坡口和间隙尺寸不合理,钝边太大。(3)磁偏吹影响。(4)焊条偏芯度太 大(5)层间及焊根清理不良。 B、.未焊透的危害 未焊透的危害之一是减少了焊缝的有效截面积,使接头强度下降。其次,未焊 透焊透引起的应力集中所造成的危害,比强度下降的危害大得多。未焊透严重降低焊缝的疲劳强度。 未焊透可能成为裂纹源,是造成焊缝破坏的重要原因。 未焊透引起的应力集中所造成的危害,比强度下 降的危害大得多。未焊透严重降低焊缝的疲劳强度。未焊透可能成为裂纹源,是造成焊缝破坏的重要 原因。 C、未焊透的防止 使用较大电流来焊接是防止未焊透的基本方法。另外,焊角焊缝时,1 用交流代 替直流以防止磁偏吹,合理设计坡口并加强清理,用短弧焊等措施也可有效防止未焊透的产生。 5、未熔合 未熔合是指焊缝金属与母材金属,或焊缝金属之间未熔化结合在一起的缺陷。按其所 在部位,未熔合可分为坡口未熔合,层间未熔合根部未熔合三种。 A、.产生未熔合缺陷的原因(1)焊接电流过小;(2)焊接速度过快;(3)焊条角度不对;(4)产生了弧 偏吹现象;旺,(5)焊接处于下坡焊位置 ,母材未熔化时已被铁水覆盖 ;(6)母材表面有污物或氧化物影 响熔敷金属与母材间的熔化结合等。 B、未熔合的危害 未熔合是一种面积型缺陷,坡口未熔合和根部未熔合对承载截面积的减小都非 常明显,应力集中也比较严重,其危害性仅次于裂纹。 C、.未熔合的防止 采用较大的焊接电流,正确地进行施焊操作,注意坡口部位的清洁。 6、其他 缺陷 (1)焊缝化学成分或组织成分不符合要求: 焊材与母材匹配不当,或焊接过程中元素烧损等原 因,容易使焊缝金属的化学成份发生变化,或造成焊缝组织不符合要求。 这可能带来焊缝的力学性能的 下降,还会影响接头的耐蚀性能。(2)过热和过烧: 若焊接规范使用不当,热影响区长时间在高温下停 留,会使晶粒变得粗大,即出现过热组织。 若温度进一步升高,停留时间加长,可能使晶界发生氧化或局 部熔化,出现过烧组织。 过热可通过热处理来消除,而过烧是不可逆转的缺陷。 (3)白点:在焊缝金属 的拉断面上出现的象鱼目状的白色斑,即为自点 F 白点是由于氢聚集而造成的,危害极大。7.3 产生原因及防止措施1、形状缺欠 外观质量粗糙，鱼鳞波高低、宽窄发生突变；焊缝与母材非圆滑过渡。 主要原 因：操作不当，返修造成。 危害：应力集中，削弱承载能力。 尺寸缺欠 焊缝尺寸不符合 施工 图样或技术要求。 主要原因：施工者操作不当 危害：尺寸小了，承载截面小； 尺寸大了，削弱 了某些承受动载荷结构的 疲劳强度。 2、咬边 原因： （1）焊接参数选择不对，U、I 太大，焊速太慢。 （2）电弧拉得太长。熔化的金 属不能及时填补熔化的缺口。 危害：母材金属的工作截面减小，咬边处应力集中。 3、弧坑 由于收弧和断弧不当在焊道末端形成的低洼部分。原因：焊丝或者焊条停留时间短， 填充金属不够。 危害： （1）减少焊缝的截面积； （2）弧坑处反应不充分容易产生 偏析或杂质集聚， 因此在弧坑处往往有气孔、灰渣、裂纹等。 3、烧穿 原因： （1）焊接电流过大； （2）对 焊件加热过甚； （3）坡口对接间隙太大； （4）焊接 速度慢，电弧停留时间长等。 危害： （1）表面质量差（2）烧穿的下面常有气孔、夹渣、凹坑等缺 欠。4、焊瘤 熔化金属流淌到焊缝以外未熔化的母材上所形成的局部未熔合。原因：焊接参数选择 不当； 坡口清理不干净，电弧热损失在氧化皮上，使母材未熔化。 危害：表面是焊瘤下面往往是 未熔合，未焊透； 焊缝几何尺寸变化，应力集中，管内焊瘤减小管中介质的流通截面积。 气孔 原 因： （1）电弧保护不好，弧太长。 （2）焊条或焊剂受潮，气体保护介质不纯。 （3）坡口清理不干净。 危害：从表面上看是减少了焊缝的工作截面；更危险的是和其他缺欠叠加造成贯穿性缺欠，破坏焊缝 的致密性。连续气孔则是结构破坏的原因之一。 5、夹渣 焊接熔渣残留在焊缝中。易产生在坡口边缘和每层焊道之间非圆滑过渡的部位，焊道 形状突变，存在深沟的部位也易产生夹渣。 原因： （1）熔池温度低（电流小） ，液态金属黏度大， 焊接速度大，凝固时熔渣来不及浮出； （2）运条不当，熔渣和铁水分不清； （3）坡口形状不规则， 坡口太窄，不利于熔渣上浮； （4）多层焊时熔渣清理不干净。 危害：较气孔严重，因其几何形状不 规则尖角、棱角对机体有割裂作用，应力集中是裂纹的起源。 6、未焊透 当焊缝的熔透深度小于板厚时形成。单面焊时，焊缝熔透达不到钢板底部；双面焊 时，两道焊缝熔深之和小于钢板厚度时形成。 原因： （1）坡口角度小，间隙小，钝边太大； （2）电 流小，速度快来不及熔化； （3）焊条偏离焊道中心。 危害：工作面积减小，尖角易产生应力集中， 引起裂纹 7、未熔合 熔焊时焊道与母材之间或焊道与焊道之间未能完全熔化结合的部分。原因： （1）电 流小、速度快、热量不足； （2）坡口或焊道有氧化皮、熔渣等，一部分热量损失在熔化杂物上，剩余 热量不足以熔化坡口或焊道金属。 （3）焊条或焊丝的摆动角度偏离正常位置，熔化金属流动而覆 盖到电弧作用较弱的未熔化部分，容易产生未熔合。 危害：因为间隙很小，可视为片状缺欠，类似 于裂纹。易造成应力集中，是危险性较大的缺陷。 8、焊接裂纹 危害最大的一种焊接缺陷 在焊接应力及其它致脆因素共同作用下，材料的原子 结合遭到破坏，形成新界面而产生的缝隙称为裂纹。它具有尖锐的缺口和长宽比大的特征，易引起较 高的应力集中，而且有延伸和扩展的趋势，所以是最危险的缺陷。八、无损检测 8.1 定义无损检测是指在不损害或不影响被检测对象使用性能,不伤害被检测对象内部组织的前提下，利 用材料内部结构异常或缺陷存在引起的热、声、光、电、磁等反应的变化，以物理或化学方法为手段， 借助现代化的技术和设备器材，对试件内部及表面的结构、性质、状态及缺陷的类型、性质、数量、 形状、位置、尺寸、分布及其变化进行检查和测试的方法。 常用的无损检测方法：射线照相检验(RT)、超声检测(UT)、磁粉检测(MT)、渗透检测(PT)、涡流 检测和泄漏检测（LT） ）六种。其他无损检测方法：声发射检测（ET） 、热像/红外（TIR） 、交流场 测量技术（ACFMT） 、漏磁检验（MFL)、远场测试检测方法（RFT)等。8.2 特点a.无损检测的最大特点就是能在不损坏试件材质、 结构的前提下进行检测， 所以实施无损检测后， 产品的检查率可以达到 100%。但是，并不是所有需要测试的项目和指标都能进行无损检测，无损检 测技术也有自身的局限性。某些试验只能采用破坏性试验，因此，在目前无损检测还不能代替破坏性 检测。也就是说，对一个工件、材料、机器设备的评价，必须把无损检测的结果与破坏性试验的结果 互相对比和配合，才能作出准确的评定。 b.正确选用实施无损检测的时机：在无损检测时，必须根据无损检测的目的，正确选择无损检测 实施的时机。c.正确选用最适当的无损检测方法： 由于各种检测方法都具有一定的特点，为提高检测结果可靠 性，应根据设备材质、制造方法、工作介质、使用条件和失效模式，预计可能产生的缺陷种类、形状、 部位和取向，选择合适的无损检测方法。 d.综合应用各种无损检测方法： 任何一种无损检测方法都不是万能的，每种方法都有自己的优点 和缺点。应尽可能多用几种检测方法，互相取长补短，以保障承压设备安全运行。此外在无损检测的 应用中，还应充分认识到，检测的目的不是片面追求过高要求的“高质量”，而是应在充分保证安全 性和合适风险率的前提下，着重考虑其经济性。只有这样，无损检测在承压设备的应用才能达到预期 目的。8.3 检测方法（一） 、射线检测（RT） ：是指用 X 射线或 g 射线穿透试件，以胶片作为记录信息的器材的无损检 测方法，该方法是最基本的，应用最广泛的一种非破坏性检验方法。 1、射线照相检验法的原理：射线能穿透肉眼无法穿透的物质使胶片感光，当 X 射线或 r 射线照 射胶片时，与普通光线一样，能使胶片乳剂层中的卤化银产生潜影，由于不同密度的物质对射线的吸 收系数不同， 照射到胶片各处的射线能量也就会产生差异，便可根据暗室处理后的底片各处黑度差来 判别缺陷。 2、射线照相法的特点：射线照相法的优点和局限性总结如下：a.可以获得缺陷的直观图像，定 性准确，对长度、宽度尺寸的定量也比较准确；b.检测结果有直接记录，可长期保存；c. 对体积型 缺陷（气孔、夹渣、夹钨、烧穿、咬边、焊瘤、凹坑等）检出率很高，对面积型缺陷（未焊透、未熔 合、裂纹等） ，如果照相角度不适当，容易漏检。d.适宜检验厚度较薄的工件而不宜较厚的工件，因 为检验厚工件需要高能量的射线设备，而且随着厚度的增加，其检验灵敏度也会下降；e.适宜检验对 接焊缝，不适宜检验角焊缝以及板材、棒材、锻件等；f.对缺陷在工件中厚度方向的位置、尺寸（高 度）的确定比较困难；g.检测成本高、速度慢；h.具有辐射生物效应，能够杀伤生物细胞，损害生物 组织，危及生物器官的正常功能。 （二） 、超声检测（UT） 1、超声检测的定义：通过超声波与试件相互作用，就反射、透射和散射的波进行研究，对试件 进行宏观缺陷检测、几何特性测量、组织结构和力学性能变化的检测和表征，并进而对其特定应用性 进行评价的技术。 2、超声波工作的原理：主要是基于超声波在试件中的传播特性。a.声源产生超声波，采用一定 的方式使超声波进入试件；b.超声波在试件中传播并与试件材料以及其中的缺陷相互作用，使其传播 方向或特征被改变；c.改变后的超声波通过检测设备被接收，并可对其进行处理和分析；d.根据接收 的超声波的特征，评估试件本身及其内部是否存在缺陷及缺陷的特性。 3、超声波检测的优点：a.适用于金属、非金属和复合材料等多种制件的无损检测；b.穿透能力 强，可对较大厚度范围内的试件内部缺陷进行检测。如对金属材料，可检测厚度为 1～2mm 的薄壁管 材和板材，也可检测几米长的钢锻件；c.缺陷定位较准确；d.对面积型缺陷的检出率较高；e.灵敏度 高，可检测试件内部尺寸很小的缺陷；f.检测成本低、速度快，设备轻便，对人体及环境无害，现场 使用较方便。 4、超声波检测的局限性 a.对试件中的缺陷进行精确的定性、定量仍须作深入研究；b.对具有复 杂形状或不规则外形的试件进行超声检测有困难； c.缺陷的位置、 取向和形状对检测结果有一定影响； d.材质、晶粒度等对检测有较大影响；e.以常用的手工 A 型脉冲反射法检测时结果显示不直观，且检 测结果无直接见证记录。 5、超声检测的适用范围 a.从检测对象的材料来说，可用于金属、非金属和复合材料；b.从检测 对象的制造工艺来说，可用于锻件、铸件、焊接件、胶结件等；c.从检测对象的形状来说，可用于板材、棒材、管材等；d.从检测对象的尺寸来说，厚度可小至 1mm，也可大至几米；e.从缺陷部位来说， 既可以是表面缺陷，也可以是内部缺陷。 （三） 、磁粉检测（MT） 1. 磁粉检测的原理：铁磁性材料和工件被磁化后，由于不连续性的存在，使工件表面和近表面 的磁力线发生局部畸变而产生漏磁场， 吸附施加在工件表面的磁粉，形成在合适光照下目视可见的磁 痕，从而显示出不连续性的位置、形状和大小。 2. 磁粉检测的适用性和局限性：a.磁粉探伤适用于检测铁磁性材料表面和近表面尺寸很小、间 隙极窄（如可检测出长 0.1mm、宽为微米级的裂纹） ，目视难以看出的不连续性。b.磁粉检测可对原 材料、半成品、成品工件和在役的零部件检测，还可对板材、型材、管材、棒材、焊接件、铸钢件及 锻钢件进行检测。c.可发现裂纹、夹杂、发纹、白点、折叠、冷隔和疏松等缺陷。d.磁粉检测不能检 测奥氏体不锈钢材料和用奥氏体不锈钢焊条焊接的焊缝，也不能检测铜、铝、镁、钛等非磁性材料。 对于表面浅的划伤、埋藏较深的孔洞和与工件表面夹角小于 20°的分层和折叠难以发现。 四、 渗透检测（PT） 1.液体渗透检测的基本原理： 零件表面被施涂含有荧光染料或着色染料的渗透剂后，在毛细管作 用下，经过一段时间，渗透液可以渗透进表面开口缺陷中；经去除零件表面多余的渗透液后，再在零 件表面施涂显像剂，同样，在毛细管的作用下，显像剂将吸引缺陷中保留的渗透液，渗透液回渗到显 像剂中， 在一定的光源下 （紫外线光或白光） ， 缺陷处的渗透液痕迹被现实， （黄绿色荧光或鲜艳红色） ， 从而探测出缺陷的形貌及分布状态。 2.渗透检测的优点：a.可检测各种材料；金属、非金属材料；磁性、非磁性材料；焊接、锻造、 轧制等加工方式；b.具有较高的灵敏度（可发现 0.1μ m 宽缺陷）c.显示直观、操作方便、检测费用 低。 3.渗透检测的缺点及局限性：a.它只能检出表面开口的缺陷；b.不适于检查多孔性疏松材料制成 的工件和表面粗糙的工件；c.渗透检测只能检出缺陷的表面分布，难以确定缺陷的实际深度，因而很 难对缺陷做出定量评价。检出结果受操作者的影响也较大。 、 （五） 、涡流检测（ET） 涡流检测（ET）的英文名称是：Eddy Current Testing，工业上无损检测的方法之一。给一个线 圈通入交流电，在一定条件下通过的电流是不变的。如果把线圈靠近被测工件，像船在水中那样，工 件内会感应出涡流， 受涡流影响， 线圈电流会发生变化。 由于涡流的大小随工件内有没有缺陷而不同， 所以线圈电流变化的大小能反映有无缺陷 涡流检测是建立在电磁感应原理基础之上的一种无 损检测方法.它适用于导电材料.如果我们把一块导体置于交变磁场之中,在导体中就有感应电流存在, 即产生涡流.由于导体自身各种因素(如电导率,磁导率,形状,尺寸和缺陷等)的变化， 会导致感应电流 的变化，利用这种现象而判知导体性质，状态的检测方法叫做涡流检测方法． （六） 、泄漏检测（LT） 在以干燥空气为介质的全自动泄漏检测中，对被测工件充气加压并确定所充气体是否外泄。外泄 的气体是不能直接被测量的， 而是通过外泄气体所产生的效应入手，也就是说当把工件和压缩空气气 源切断后（压力测量法） ，如果气体外泄则工件内部的压力必然要发生变化，我们要测量的便是这个 压力变化。或者，当工件或压缩空气气源一直保持联接时（流量测量法） ，如果气体外泄则工件内部 将不断地有气流通过，我们要测量的便是这个气流的流量。无论采用压力测量法或流量测量法，均有 几种相应的不同型号的仪器供用户选择。 （1）压力测量法检测 在当今工业气密检测中，压力检测是一种最常用的检测方式。当测试容 积较小时，泄漏率的设定可从 0.1cc/min 开始。以直压检测法为前提，可使测试装置的结构设计尽量 紧凑并尽可能的使测试系统的自身容积达到最小。 从而可获得较高的工作可靠性并达到较大的测试范 围。测试信号的分辨率取决于测试压力的高低。当采用差压法时，因测试信号的分辨率与测试压力的高低无关，则在较高的测试压力下，可获得比直压检测法更高的测试精度。采用压力降低法并在被测 工件过压的状态下可模拟通常的工作条件。基于压力升高法并采取分压测试方式，可极大地抑制由封 堵卡具或工件所产生的温度变化以及容积的不稳定而导致的影响，其抑制效果要好于压力降低法。采 用压力升高法并在过压的状态下工作时，可省去测试过程中的平衡阶段。另外，测试压力的高低不受 测量元器件压力范围的限制，其原因是它们与测试压力无关。 （2） 流量测量法检测 在采用前面讲过的压力测量法中，被测容积越大测量信号就会变的越小； 而在流量法中，测量信号与被测容积的大小无关。这一点在校正系统时便显得十分方便。流量法中的 流量信号可直接反映为校正而设定的气体泄漏量。 一般来说，体积流量法（例如通过一个节流元件 的压力降）可将泄漏测试（小泄漏率）和流量测试（大泄漏率）在同一测试系统中完成。例如，在监 测燃油系统通路时，采用体积流量法的仪器带有同样有检测元件（差压式传感器）以压力降低法对彼 系统进行边续不断地泄漏检测。 在采用质量流量法（热测法）时，测试信号不仅与测量容积的大小 无关，而且与测量压力的高低也没有关系。测试信号将以泄漏率的标准单位 cc/min 形式直接表示出 泄漏量的大小，而无须（例如压力测量法）再对泄漏率进行计算。8.4 选择1.原材料检验 （1）板材 UT (4)螺栓 UT、MT（PT） （2）锻件和棒材 UT、MT（PT） （3）管材 UT（RT） 、MT（PT）2.焊接检验 （1）坡口部位 UT、PT（MT） （2）清根部位 PT（MT） （3）对接焊缝 RT（UT） 、 MT（PT） （4）角焊缝和 T 形焊缝 UT（RT） 、PT（MT） 3.其他检验 （1）工卡具焊疤 MT（PT） （2）复合材料复合层检测，爆炸复合层 UT （3） 复合材料复合层检测，爆炸复合层，焊接前 MT（PT） （4）复合材料复合层检测，爆炸复合层，焊 接后 UT、PT （5）水压试验后 MT
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