2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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1、二、焊接與熱處理,焊接基礎知識焊接工藝評定焊工資格考核焊接工藝一般要求碳素鋼和低合金鋼的焊接不銹鋼的焊接產(chǎn)品焊接試件及檢驗熱處理,(一)焊接基礎知識,1、常用焊接方法(1)焊條電弧焊(手工電弧焊)(SMAW)設備簡單,便于操作,適用于室內(nèi)外各種位置的焊接,可以焊接各種材料,應用十分廣泛; 生產(chǎn)效率低,勞動強度大;對焊工的技術水平及操作要求較高。,,(2)埋弧自動焊(SAW)生產(chǎn)率比手工電弧焊高5~10倍,節(jié)省焊材

2、,自動操作使焊接規(guī)范參數(shù)穩(wěn)定,焊縫成分均勻,外型光滑美觀,因而焊接質(zhì)量良好、穩(wěn)定;設備比較復雜昂貴;由于電弧不可見,因而對接頭加工與裝配要求嚴格;焊接位置受到一定限制,一般在平焊位置焊接。,(3)氬弧焊非熔化極(TIG ,GTAW),熔化極(MIG)手工,半自動,自動;適于焊接各種鋼材、有色金屬及合金,焊接質(zhì)量優(yōu)良;便于實現(xiàn)全位置自動化焊接;熱量集中,熔池較小,焊接速度較快,熱影響區(qū)較小,工件焊接變形較??;電弧穩(wěn)定,飛濺小

3、,成形美觀,適于雙面成形。氬氣成本較昂貴,氬弧焊的設備和控制系統(tǒng)比較復雜;鎢極氬弧焊的生產(chǎn)效率較低。,,(4)CO2氣體保護焊(GMAW)CO2氣體,混合氣體(富氬)成本低,效率高,質(zhì)量好,操作性能好;控制或操作不當時,容易產(chǎn)生氣孔。焊接設備比較復雜。二氧化碳氣體保護焊在壓力容器制造中可用于焊接低碳鋼、低合金鋼 (5)等離子弧焊(PAW)(6)電渣焊(ESW):用于大厚度件的縱縫立焊(7)窄間隙焊(narrow-gap)

4、:用于大厚度件的環(huán)縫焊接(8)氣電立焊(EGW):用于中厚板以上的縱縫立焊(9)帶極堆焊(BESW):用于表面耐蝕層堆焊,(一)焊接基礎知識,2、焊接材料包括:焊條,焊絲,焊劑,保護氣體,焊劑墊標準GB/T 5117—1995《碳鋼焊條》GB/T 5118—1995《低合金鋼焊條》GB/T 983—1995《不銹鋼焊條》GB/T 984—2001《堆焊焊條》GB/T 8110—2008《氣體保護電弧焊用碳鋼、低合金鋼焊

5、絲》GB/T 10045—2001《碳鋼藥芯焊絲》GB/T 5293—1999《埋弧焊用碳鋼焊絲和焊劑》GB/T 12470—2003《埋弧焊用低合金鋼焊絲和焊劑》GB/T 17854—1999《埋弧焊用不銹鋼焊絲和焊劑》GB/T 4842—2006《氬》,焊條,(一)焊接基礎知識,3、焊縫與焊接接頭“焊縫”是指焊件經(jīng)焊接后所形成的結合部分 焊接接頭包括:焊縫、熔合區(qū)、熱影響區(qū),,(二)焊接工藝評定監(jiān)檢人員應當對焊接工藝

6、的評定過程進行監(jiān)督;焊接工藝評定報告(PQR)和焊接工藝規(guī)程(WPS) 經(jīng)過監(jiān)檢人員簽字確認后存入技術檔案;焊接工藝評定技術檔案應當保存至該工藝評定失效為止,焊接工藝評定試樣應當至少保存5年。(三)焊工資格考核取得相應項目的《特種設備作業(yè)人員證》;施焊記錄與焊接記錄焊工代號鋼印,或者在焊接記錄(含焊縫布置圖)中記錄焊工代號,焊接記錄列入產(chǎn)品質(zhì)量證明文件。,(四)焊接工藝一般要求,1、焊接環(huán)境條件風速:手工焊≤10m/s,氣

7、保焊≤2m/s相對濕度:≤90%焊件溫度:≥-20℃焊件溫度為0~-20℃時,將始焊處預熱到15℃以上無雨雪環(huán)境焊材貯存庫相對濕度:≤60%, 溫度:≥5℃2、焊接工藝要求禁止在非焊接部位引弧和收弧受壓元件角焊縫的根部應保證焊透控制線能量不超過評定合格值控制層間溫度雙面焊應清理焊根每條焊縫應盡可能一次焊完,(四)焊接工藝一般要求,3、返修具有經(jīng)過評定合格的焊接工藝規(guī)程(WPS)支持;焊縫同一部位的返修次數(shù)不

8、宜超過2次,如超過2次,返修前應當經(jīng)過制造單位技術負責人批準;返修的次數(shù)、部位、返修情況記入壓力容器質(zhì)量證明文件;在熱處理后進行焊接返修,根據(jù)補焊深度確定是否需要進行消除應力處理;有特殊耐腐蝕要求的壓力容器或者受壓元件,返修部位仍需保證不低于原有的耐腐蝕性能;返修部位應當按照原要求檢測合格;耐壓試驗后進行返修的,返修深度大于1/2厚度的,應當重新進行耐壓試驗。,(五)碳素鋼和低合金鋼的焊接,1、焊接性能碳素鋼低合金鋼:普通

9、低合金鋼、低合金高強鋼、低合金耐熱鋼(Cr- Mo)、低合金低溫鋼(Ni)主要問題:冷裂紋,再熱裂紋冷裂紋三要素:擴散氫,淬硬組織,拉伸應力 碳當量:Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15 Ceq0.6%, 屬較難焊的鋼材。2、焊材選擇原則碳素鋼、普低鋼和低合金高強鋼:力學性能Cr- Mo耐熱鋼:化學成分低溫鋼:化學成分和低溫韌性異種鋼接頭:就低的原則,(五)碳素鋼和低合金鋼

10、的焊接,3、焊接方法:各種4、焊接工藝:降低冷卻速度焊前預熱的作用:1)降低焊接冷卻速度,遏制或減少淬硬組織;2) 減小焊接區(qū)的溫度梯度,降低焊接接頭內(nèi)應力;3) 擴大焊接區(qū)的溫度場,使焊接接頭在較寬的區(qū)域內(nèi)處于塑性狀態(tài),減弱了焊接應力的不利影響;4)降低殘余應力峰值;5)有利于焊縫中氫的逸出。,預熱溫度對焊縫邊界焊接熱循環(huán)的影響,4、焊接工藝,預熱溫度:由焊接性試驗確定層間溫度:不低于預熱溫度焊接參數(shù):由焊接工藝評定

11、確定線能量(熱輸入):焊接電流、焊接電壓、焊接速度緩冷后熱處理:在焊接完成后,立即加熱到一定溫度一般為200~350℃ (根據(jù)材料和結構型式的不同而不同)保持一定時間(一般不少于30min),目的:降低擴散氫含量,(六)不銹鋼的焊接,(1)焊接性能用于耐腐蝕、高溫、低溫奧氏體不銹鋼主要問題:晶間腐蝕:碳在奧氏體中溶解度不同,1100℃時達0.12%,450~850℃時只有0.02%,稱為敏化溫度;在敏化溫度區(qū)晶粒邊

12、界析出Cr23C6,造成晶界局部貧鉻(含Cr量低于12%),喪失抗腐蝕能力。解決辦法:超低碳,添加穩(wěn)定化元素(Ti、Nb),快速冷卻熱裂紋:S可與Ni形成低熔點共晶,熔點650℃,聚集在晶界,凝固過程中,在拉伸應力的作用下開裂。解決辦法:嚴格限制S、P含量馬氏體、鐵素體不銹鋼主要問題 :冷裂紋,脆化,,晶間腐蝕,(六)不銹鋼的焊接,(2)焊接方法:常見方法(3)焊材選擇原則同種接頭:化學成分不同奧氏體不銹鋼異種接頭:化學成

13、分就低的原則不同馬氏體、鐵素體不銹鋼異種接頭:化學成分就低的原則提高焊縫耐腐蝕性:超低碳,添加穩(wěn)定化元素(Ti、Nb),奧氏體不銹鋼與碳素鋼、低合金鋼、馬氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼的異種接頭應選用: 25Cr-13Ni(E309型),25Cr-20Ni(E310型),(六)不銹鋼的焊接,4、焊接工藝馬氏體、鐵素體不銹鋼:與低合金鋼相類似奧氏體不銹鋼:快速冷卻(與低合金鋼相反)不預熱,層間溫度≤150℃,小線能量,多層多道焊,

14、背面充氬保護藥芯焊絲的應用5、不銹鋼復合鋼的焊接馬氏體(鐵素體)不銹鋼復合鋼,奧氏體不銹鋼復合鋼焊材選擇:基層和復層:按其本身選焊材 過渡層: 選25Cr-13Ni或25Cr-20Ni型焊材,預熱:按總厚度確定定位焊:只允許焊在基層上焊接順序:基層→過渡層→復層不得用碳鋼、低合金鋼焊材在復層、過渡層上施焊過渡層焊縫應同時熔合基層焊縫、基層母材、復層母材,且蓋滿基層

15、焊縫和基層母材,(七) 產(chǎn)品焊接試件及檢驗,1、 產(chǎn)品焊接試件的意義檢驗產(chǎn)品焊接接頭的力學性能和彎曲性能2、 需要制備產(chǎn)品焊接試件的條件碳鋼、低合金鋼制低溫容器;抗拉強度下限值≥540MPa的低合金鋼制容器;需經(jīng)過熱處理改善或者恢復材料力學性能的鋼制容器;盛裝毒性為極度或者高度危害介質(zhì)的壓力容器;設計和標準要求制備產(chǎn)品焊接試件的壓力容器。,(七) 產(chǎn)品焊接試件及檢驗,3、產(chǎn)品焊接試件制備試件材料:與容器同標準、同牌號、同

16、厚度、同熱處理狀態(tài)由施焊容器的焊工,同條件、同工藝焊接在筒節(jié)A類縱向接頭焊縫的延長部位與筒節(jié)同時施焊與容器同爐熱處理同一臺容器上不同殼體的縱向接頭工藝不同,則分別制作試件,4、產(chǎn)品焊接試件的檢驗檢驗依據(jù):NB/T47016-2011《承壓設備產(chǎn)品焊接試件的力學性能檢驗》檢驗項目:外觀,無損檢測,拉伸,彎曲,沖擊(要求時)試樣類別、數(shù)量:10<T<20,可用2個側(cè)彎代替面彎和背彎;兩側(cè)母材鋼號不同時,每側(cè)熱影響區(qū)都取3個

17、沖擊;低碳鋼、Q345R和鉻鎳奧氏體鋼允許免做熱影響區(qū)沖擊。,拉伸試驗:與焊接工藝評定相同彎曲試驗:與焊接工藝評定相同沖擊試驗:試驗溫度:不高于最低設計金屬溫度。合格標準:試驗溫度下,3個試樣的平均值不低于規(guī)定值,其中1個試樣的沖擊功可小于規(guī)定值,但不得小于規(guī)定值的70%。鉻鎳奧氏體鋼試樣還應提供側(cè)向膨脹量。,(七) 產(chǎn)品焊接試件及檢驗,5、復驗檢驗項目不合格,允許從原試件上取樣復驗。拉伸、彎曲試驗:對不合格項目取雙倍試

18、樣復驗(如:面彎試樣不合格,再取2個試樣做面彎);合格指標按原要求,復驗試樣應全合格。沖擊試驗:不合格的項目取一組(3個樣)復驗;合格指標為:前后兩組6個試樣的平均值不低于規(guī)定值,允許有2個試樣小于規(guī)定值,但其中小于規(guī)定值70%的只允許1個。,(八)熱處理,1、焊后熱處理目的:消除殘余應力,改善接頭組織和性能不屬于焊后熱處理:碳素鋼、低合金鋼:<490 ℃ 高

19、合金鋼: <315℃2、熱處理厚度要求碳素鋼、 Q345R、 Q370R、 07MnNiMoDR: δ>32mm;預熱100 ℃以上時,δ>38mm;16MnDR:δ>25mm;15MnNiDR、09MnNiDR:δ>20mm;設計溫度<-45 ℃時,任意厚度;S11306、S11348(鐵素體不銹鋼): δ>10mm;其他低合金鋼:任意厚度同鋼材,不同厚度:按薄者異種鋼:按熱處理嚴者有應力腐蝕的容器盛裝毒性為極

20、度或高度危害介質(zhì)的容器奧氏體不銹鋼一般不要求熱處理,(八)熱處理,3、熱處理規(guī)范碳素鋼、Q345R、Q370R、12CrMo:≥600℃15CrMoR、12Cr1MoV:≥650℃12Cr2Mo1R、1Cr5Mo、12Cr2Mo1VR:≥680℃調(diào)質(zhì)鋼熱處理溫度應低于調(diào)質(zhì)處理的回火溫度,至少30 ℃;不同鋼號:按溫度要求高的進行,但不應超過任一鋼號的下臨界點;保溫時間:δ/25(h),最少15min;降低熱處理溫度,延長

21、保溫時間(δ≤25mm):,,4、熱處理方法盡可能采取爐內(nèi)整體熱處理分段時,加熱重疊部分至少1500mm局部熱處理時:均溫帶最小寬度為焊縫寬度兩側(cè)各加δ或50mm,取大值;均溫帶應環(huán)繞接管、筒體全圓周自動記錄熱處理時間與溫度關系曲線5、熱處理工藝進、出爐溫度:≤400 ℃升溫速度: ≤5500/ δ(℃/h),且≤220(℃/h)降溫速度: ≤7000/ δ(℃/h),且≤280(℃/h)升溫、降溫:最小不低于55

22、℃/h保溫期間,加熱區(qū)內(nèi)溫差:≤80 ℃,,6、返修后的熱處理:需要重新熱處理:有應力腐蝕的壓力容器盛裝毒性為極度或高度危害介質(zhì)的壓力容器Cr-Mo鋼制容器低溫壓力容器可不再重新熱處理:Fe-1和Fe-3類鋼材返修焊縫厚度小于鋼材厚度的1/3,且不大于13mm;(兩面返修應相加)返修技術要求:返修采用低氫型藥皮焊條;坡口表面無損檢測;焊道寬度小于焊芯直徑的4倍;預熱: Fe-1類鋼材≥ 100 ℃;

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