全国一级造价工程师考试
《建设工程技术与计量（安装）》必背考点（06）
二、焊接
（一）焊接的分类及特点。按照焊接过程中金属所处的状态及工艺的特点，可以将焊接方法分为熔化焊（熔焊）、压力焊（压焊）和钎焊三大类。
（1）气焊。设备简单（氧气瓶、乙炔瓶、回火保险器、焊炬、减压器、氧气、乙炔、输送管等），使用灵活；对铸铁及一些有色金属的焊接有较好的适应性；在电力供应不足的地方需要焊接时，气焊可以发挥更大的作用。
其缺点是生产效率较低；焊接后工件变形和热影响区较大；较难实现自动化。
（2）电弧焊。1）手工焊条电弧焊（简称手弧焊）。
手弧焊的主要优点：①操作灵活。②设备简单。③应用范围广。
手弧焊的主要缺点：①焊接生产效率低。②劳动条件差。③焊接质量不够稳定。
2）埋弧焊。埋弧焊的主要优点是：
①热效率较高，熔深大，工件的坡口可较小（一般不开坡口单面一次熔深可达20mm），减少了填充金属量。②焊接速度高。③焊接质量好。④在有风的环境中焊接时，埋弧焊的保护效果胜过其他焊接方法。
埋弧焊的缺点有：
①由于采用颗粒状焊剂，这种焊接方法一般只适用于水平位置焊缝焊接。②难以用来焊接铝、钛等氧化性强的金属及其合金。③由于不能直接观察电弧与坡口的相对位置，容易焊偏。④只适于长焊缝的焊接。⑤不适合焊接厚度小于1mm的薄板。
由于埋弧焊熔深大，生产效率高，机械化操作的程度高，因而适于焊接中厚板结构的长焊缝和大直径圆筒的环焊缝，尤其适用于大批量生产。
（3）气体保护电弧焊（气电焊）。
1）钨极惰性气体保护焊（TIG焊）。由于采用非熔化钨极和惰性气体保护，使这种焊接方法具有下列优点：
①钨极不熔化，只起导电和产生电弧作用，比较容易维持电弧的长度，焊接过程稳定，易实现机械化；保护效果好，焊缝质量高。
②可焊接化学活泼性强的有色金属、不锈钢、耐热钢等和各种合金；对于某些黑色和有色金属的厚壁重要构件（如压力容器及管道），为了保证高的焊接质量，也采用钨极惰性气体保护焊。（适用范围广，质量好）
钨极惰性气体保护焊的缺点有：①熔深浅，熔敷速度小，生产率较低。②只适用于薄板（6mm以下）及超薄板材料焊接。③气体保护幕易受周围气流的干扰，不适宜野外作业。④惰性气体（氩气、氦气）较贵，生产成本较高。（质量好，速度慢）
2）熔化极气体保护焊（MIG焊）。MIG焊的特点：①和TIG焊一样，它几乎可以焊接所有的金属，尤其适合于焊接有色金属、不锈钢、耐热钢、碳钢、合金钢等材料。②焊接速度较快，熔敷效率较高，劳动生产率高。③MIG焊可直流反接，焊接铝、镁等金属时有良好的阴极雾化作用，可有效去除氧化膜，提高了接头的焊接质量。④不采用钨极，成本比TIG焊低（总体还是高）。
3）CO2气体保护焊。主要优点：①焊接生产效率高，其生产率是手工焊条电弧焊的1～4倍；②焊接变形小、焊接质量较高；③焊缝抗裂性能高，焊缝低氢且含氮量也较少；④焊接成本低，只有埋弧焊、焊条电弧焊的40%～50%；⑤焊接时电弧为明弧焊，可见性好，操作简便，可进行全位置焊接；
不足之处：①焊接飞溅较大，焊缝表面成形较差。②不能焊接容易氧化的有色金属。③抗风能力差，给室外作业带来一定困难。④很难用交流电源进行焊接，焊接设备比较复杂。
（4）等离子弧焊。等离子弧焊也是一种不熔化极电弧焊，是钨极氩弧焊的进一步发展。
等离子弧焊与钨极惰性气体保护焊相比有以下特点：1）等离子弧能量集中、温度高，焊接速度快，生产率高。2）穿透能力强，对于大多数金属在一定厚度范围内都能获得锁孔效应，可一次行程完成8mm以下直边对接接头单面焊双面成型的焊缝。焊缝致密，成形美观。3）电弧挺直度和方向性好，可焊接薄壁结构（如1mm以下金属箔的焊接）。4）设备比较复杂、气体耗量大，费用较高，只宜于室内焊接。
（5）电渣焊。电渣焊的优点：焊接效率高，比埋弧焊高2~5倍，焊接时坡口准备简单，生产率高。
电渣焊的局限性：由于焊接熔池大，加热和冷却缓慢，热影响区宽、显微组织粗大、韧性差，因此焊接以后一般需要进行正火处理；电渣焊总是以立焊位置进行，不能平焊。
电渣焊可以焊接各种碳结钢、低合金钢、耐热钢和中合金钢，主要应用于30mm以上的厚大工件，可与铸造及锻压相结合生产组合件，以解决铸、锻能力的不足，因此特别适用于重型机械制造业。
（6）激光焊。激光焊的主要优点：
①激光束能量密度很高，焊速快，热影响区和焊接变形很小，尺寸精度高，特别适用于焊接微型、精密、排列非常密集、对热敏感性强的工件。②激光可通过光导纤维、棱镜等光学方法弯曲传输，适用于微型零部件及其他焊接方法难以达到的部位的焊接，还能通过透明材料进行焊接。③可焊多种金属、合金、异种金属及某些非金属材料，如各种碳钢、铜、铝、银、钼、镍、钨及异种金属以及陶瓷、玻璃和塑料等。
激光焊的主要缺点：①激光焊设备昂贵，养护成本高，能量转化率低（5%~20%），焊机功率受限。②对激光束波长吸收率低和含有大量低沸点元素的材料一般不宜采用。
3.钎焊。钎焊接头一般强度较低，耐热性差。
钎焊可用于各种黑色及有色金属和合金以及异种金属的联接，适宜于小而薄和精度要求高的零件。
（1）钎焊的分类。1）按钎料熔点的不同，钎焊可分为硬钎焊和软钎焊两种。
①硬钎焊。使用硬钎料（熔点高于450℃）进行的钎焊称为硬钎焊。常用钎料是银基钎料和黄铜钎料。
②软钎焊。使用软钎料（熔点低于450℃）进行的钎焊称为软钎焊。常用的钎料为锡—铅钎料。
（2）钎焊的优点。①对母材的物理化学性能通常没有明显的不利影响（加热温度一般远低于母材的熔点）；②钎焊温度低，可对焊件整体加热，引起的应力和变形小，容易保证焊件的尺寸精度；③有对焊件整体加热的可能性，可用于结构复杂、开敞性差的焊件，并可一次完成多缝多零件的连接；④容易实现异种金属、金属与非金属的连接；⑤对热源要求较低，工艺过程简单。
（3）钎焊的缺点：①钎焊接头的强度一般比较低、耐热能力差；②多采用搭接接头形式，增加了母材消耗和结构重量。
（二）常用焊接材料的选择及焊接设备
1.焊接材料的选用
（1）焊条的组成和分类（2）焊条选用的原则。
1）考虑焊缝金属的力学性能和化学成分。对于普通结构钢，通常要求焊缝金属与母材等强度，应选用熔敷金属抗拉强度等于或稍高于母材的焊条；对于合金结构钢有时还要求合金成分与母材相同或接近。在焊接结构刚性大、接头应力高、焊缝易产生裂纹的不利情况下，应考虑选用比母材强度低一级的焊条。当母材中碳、硫、磷等元素的含量偏高时，焊缝中易产生裂纹，应选用抗裂性能好的低氢型焊条。
2）考虑焊接构件的使用性能和工作条件。对承受动载荷和冲击载荷的焊件，除满足强度要求外，主要应保证焊缝金属具有较高的塑性和韧性，可选用塑、韧性指标较高的低氢型焊条。对接触腐蚀介质的焊件，应根据介质的性质及腐蚀特征选用不锈钢类焊条或其他耐腐蚀焊条。在高温、低温、耐磨或其他特殊条件下工作的焊件，应选用相应的耐热钢、低温钢、堆焊或其他特殊用途焊条。
3）考虑焊接结构特点及受力条件。对结构形状复杂、刚性大的厚大焊件，在焊接过程中，冷却速度快，收缩应力大，易产生裂纹，应选用抗裂性好、韧性好、塑性高、氢裂纹倾向低的焊条。
如低氢型焊条、超低氢型焊条和高韧性焊条。
4）考虑施焊条件。当焊件的焊接部位不能翻转时，应选用适用于全位置焊接的焊条。对受力不大、焊接部位难以清理的焊件，应选用对铁锈、氧化皮、油污不敏感的酸性焊条。
5）考虑生产效率和经济性。酸性焊条和碱性焊条都可满足要求时，应尽量选用酸性焊条。
2.焊接参数选择
（1）焊条直径的选择。焊条直径的选择主要取决于焊件厚度、接头型式、焊缝位置及焊接层次等因素。在不影响焊接质量的前提下，为了提高劳动生产率，一般倾向于选择大直径的焊条。
（2）焊接电流的选择。焊接电流的大小，对焊接质量及生产率有较大影响。
（3）电弧电压的选择。电弧电压是由电弧长来决定。电弧长，则电弧电压高；电弧短，则电弧电压低。
（5）电源种类和极性的选择。直流电源，电弧稳定，飞溅小，焊接质量好，一般用在重要的焊接结构或厚板大刚度结构的焊接上。其它情况下，应首先考虑用交流焊机，因为交流焊机构造简单，造价低，使用维护也较直流焊机方便。
（三）焊接接头、坡口及组对
2.熔焊接头与坡口。熔焊接头的坡口形状。熔焊接头的坡口根据其形状的不同，可分为基本型、组合型和特殊型三类。（1）基本型坡口。（记忆：JIUVV单）（2）组合型坡口。（3）特殊型坡口。（记忆：特殊-垫锁卷塞槽）
4.管材的坡口、组对与焊接
（1）管材的坡口。管材的坡口主要有3种：Ⅰ形坡口、V形坡口和U形坡口。
1）Ⅰ形坡口。I形坡口适用于管壁厚度在3.5mm以下的管口焊接。这种坡口管壁不需要倒角，实际上是不需要加工的坡口，只要管材切口的垂直度能够保证对口的间隙要求，就可以对口焊接。
2）V形坡口。V形坡口适用于中低压钢管焊接，坡口的角度为60°～70°，坡口根部有钝边，其厚度为2mm左右。
3）U形坡口。U形坡口适用于高压钢管焊接，管壁厚度在20～60mm之间。坡口根部有钝边，其厚度为2mm左右。
四、焊接热处理
（一）常用热处理方法。
安装工程施工中的热处理一般分为焊前预热和焊后热处理两部分。
1.焊前预热。焊接厚工件，对其进行焊前预热，预热可防止或减少应力的产生。对于焊接某些重要构件，如高压厚壁容器或塑性较差以及淬火倾向很强的焊件，都要进行焊前预热，以防止焊接过程中产生裂纹。
2.焊后热处理。焊后热处理主要有退火、正火、淬火和回火工艺。
（1）钢的退火工艺。
1）完全退火。其目的是细化组织、降低硬度、改善加工性能去除内应力。
2）不完全退火。其目的是降低硬度、改善切削加工性能、消除内应力。常用于工具钢工件的退火。
3）去应力退火。其目的是为了去除由于形变加工、机械加工、铸造、锻造、热处理及焊接等过程中的残余应力。
（2）钢的正火工艺。其目的是消除应力、细化组织、改善切削加工性能及淬火前的预热处理，也是某些结构件的最终热处理。正火较退火的冷却速度快，过冷度较大，其得到的组织结构不同于退火，性能也不同，如经正火处理的工件其强度、硬度、韧性较退火为高，而且生产周期短，能量耗费少，故在可能情况下，应优先考虑正火处理。（空气冷却，速度快，成本低。）
（3）钢的淬火工艺。其目的是为了提高钢件的硬度、强度和耐磨性，多用于各种工模具、轴承、零件等。
（4）钢的回火工艺。其目的是调整工件的强度、硬度、韧性等力学性能，降低或消除应力，避免变形、开裂，并保持使用过程中的尺寸稳定。（淬火工件适当加热，再缓慢冷却，消除应力和开裂。）
回火按不同的加热温度可分为：
1）低温回火。将钢件加热到150～250℃回火，稳定组织，以得到高的硬度与耐磨性，降低内应力及脆性。
2）中温回火。将钢件加热到250～500℃回火，使工件得到好的弹性、韧性及相应的硬度。
3）高温回火。将钢件加热到500～700℃回火，即调质处理，因此可获得较高的力学性能，如高强度、弹性极限和较高的韧性。主要用于重要结构零件。
3.热处理方法的选择
焊后热处理一般选用单一高温回火或正火加高温回火处理。
对于气焊焊口采用正火加高温回火处理。这是因为气焊的焊缝及热影响区的晶粒粗大，需细化晶粒，故采用正火处理。然而单一的正火不能消除残余应力，故需再加高温回火，以消除应力。
单一的中温回火只适用于工地拼装的大型普通低碳钢容器的组装焊缝，其目的是为了达到部分消除残余应力和去氢。
绝大多数场合是选用单一的高温回火。
五、无损探伤
无损探伤包括两方面的检查。一是表面及近表面缺陷的检查，主要有渗透探伤和磁粉探伤两种，磁粉探伤只适用于检查碳钢和低合金钢等磁性材料的焊接接头；渗透探伤则更适合于检查奥氏体不锈钢、镍基合金等非磁性材料的焊接接头。二是内部缺陷的检查，常用的有射线探伤和超声波探伤。
1.射线探伤（RT）
（1）X射线、γ射线探伤。1）X射线X射线探伤的优点是显示缺陷的灵敏度高，特别是当焊缝厚度小于30mm时，较γ射线灵敏度高，其次是照射时间短、速度快。缺点是设备复杂、笨重，成本高，操作麻烦，穿透力较γ射线小。2）γ射线γ射线的特点是设备轻便灵活，特别是施工现场更为方便，而且投资少，成本低。但其曝光时间长，灵敏度较低。在石油化工行业现场施工时经常采用。
2.超声波探伤（UT）。超声波探伤与X射线探伤相比，具有较高的探伤灵敏度、周期短、成本低、灵活方便、效率高，对人体无害等优点。缺点是对工作表面要求平滑、要求富有经验的检验人员才能辨别缺陷种类、对缺陷没有直观性。超声波探伤适合于厚度较大的零件检验。
3.涡流探伤。涡流探伤是利用电磁感应原理，检测导电构件表面和近表面缺陷的一种探伤方法。
涡流探伤只能检查金属材料和构件的表面和近表面缺陷。在检测时并不要求探头与工件接触，所以这为实现高速自动化检测提供了条件。涡流法可以一次测量多种参数，如对管材的涡流检测，可以检查缺陷的特征。此外，还可以测量管材的内径、外径、壁厚和偏心率等。
涡流探伤的主要优点是检测速度快，探头与试件可不直接接触，无须藕合剂。主要缺点是只适用于导体，对形状复杂试件难作检查，只能检查薄试件或厚试件的表面、近表面缺陷。
4.磁粉探伤（MT）。磁粉探伤是应用较早的一种无损检测方法。它具有设备简单、操作方便、速度快、观察缺陷直观和有较高的检测灵敏度、费用低廉等优点，在工业生产中应用极为普遍。
磁粉探伤是通过磁粉在缺陷附近漏磁场中的堆积以检测铁磁性材料表面或近表面处缺陷的一种无损探伤方法。
磁粉探伤可以检测材料和构件的表面和近表面缺陷，对裂纹、发纹、折叠、夹层和未焊透等缺陷极为灵敏。可检出的缺陷最小宽度可为约为1μm，几乎不受试件大小和形状的限制。局限性是只能用于铁磁性材料；只能发现表面和近表面缺陷，可探测的深度一般在1～2mm；宽而浅的缺陷也难以检测；检测后常需退磁和清洗；试件表面不得有油脂或其他能粘附磁粉的物质。
5.渗透探伤（PT）。渗透探伤是检验非疏孔性金属和非金属试件表面上开口缺陷的一种无损检测方法。
液体渗透检验的优点是不受被检试件几何形状、尺寸大小、化学成分和内部组织结构的限制，也不受缺陷方位的限制，一次操作可同时检验开口于表面中所有缺陷；不需要特别昂贵和复杂的电子设备和器械；检验的速度快，操作比较简便，大量的零件可以同时进行批量检验，缺陷显示直观，检验灵敏度高操作简单，不需要复杂设备，费用低廉，具有相当高的灵敏度；最主要的限制是只能检出试件开口于表面的缺陷，不能显示缺陷的深度及缺陷内部的形状和大小。
本文来源：建筑课堂官方 整理： 海南BIM-xycost.com
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