云南焊工考證培訓(xùn):如何利用合理的焊接順序和方向來(lái)控制焊接殘余應(yīng)力?
熔化焊接與熱切割作業(yè)證由應(yīng)急管理局(原安監(jiān)局)發(fā)證,證書(shū)有效期為三年,是焊工作業(yè)人員上崗作業(yè)的必備證書(shū),證書(shū)必須在應(yīng)急管理部特種作業(yè)人員證書(shū)信息查詢(xún)平臺(tái)能查詢(xún)到,才算是真實(shí)有效的。
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報(bào)名資料:
1、身份證復(fù)印件1份
2、一寸白底照片2張
3、初中及以上文化程度畢業(yè)證復(fù)印件1份
4、個(gè)人健康承諾書(shū)1份(學(xué)校提供,本人簽字)
考試形式:本人參考、單人單桌、分為理論科目和實(shí)操科目,滿(mǎn)分均為100分,及格分均為80分。
焊工操作證的考試難度并不大,只要有相應(yīng)的文化水平且進(jìn)行相應(yīng)的培訓(xùn)、學(xué)習(xí)和練題,都是可以輕松取得證書(shū)的。
焊工學(xué)技術(shù)課程內(nèi)容:
第一周:焊工基礎(chǔ)(電焊工安全操作規(guī)范及設(shè)備工具的安全使用)手工電弧焊操作技能培訓(xùn)(例如:手工焊接設(shè)備、焊接材料、工具。各種焊接位置的操作技能,單面焊雙面成型技術(shù)的操作技巧)。
第二周:氧、乙炔焊接與切割,等離子弧切割(氣焊與切割設(shè)備的使用及安全操作規(guī)程),各種厚板、薄板氣焊與切割操作技巧。
第三周:手工鎢極氬弧焊技術(shù)(例如:氬弧焊設(shè)備及工具的安全使用和安全操作規(guī)程);氬弧焊焊接厚、薄板各種焊接位置的安全操作技巧;常用有色技術(shù)材料,例如:鋁合金材料的焊接技巧。
第四周:二氧化碳?xì)怏w保護(hù)電弧焊技術(shù)(例如:二氧化碳焊接設(shè)備、設(shè)備工具的安全操作規(guī)程);二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊焊接位置的操作技巧。
1)先焊變形收縮量較大的焊縫,使基能較自由地收縮。
如一個(gè)帶蓋板的雙工字鋼構(gòu)件見(jiàn)圖14,由于對(duì)接焊縫的收縮量大于角焊縫的收縮量,所以應(yīng)先焊蓋板的對(duì)接焊縫1,后焊蓋板和工字梁之間的角焊縫2。
2)先焊錯(cuò)開(kāi)的短焊縫,后焊直通長(zhǎng)焊縫。
如一拼板結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖14b,應(yīng)先焊焊縫1、2,后焊焊縫3。如相反,則由于焊縫1、2的橫向收縮受到限制,將產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力。
3)先焊在工作時(shí)愛(ài)力較大的焊縫,使內(nèi)應(yīng)力合理分布,見(jiàn)圖14c。
在接頭兩端留出一段翼緣角焊縫不焊,先焊受力最大的翼緣對(duì)接焊縫1,然后再焊腹板對(duì)接焊縫2,最后焊翼緣預(yù)留的角焊縫3。這樣,焊后可使翼緣的對(duì)接焊縫承受壓應(yīng)力,腹板對(duì)接焊縫承受拉應(yīng)力。角焊縫留在最后焊可以保證腹板對(duì)接焊縫有一定的收縮余地,同時(shí)也有利于在焊接翼緣對(duì)接焊縫時(shí),可以采取反變形措施來(lái)防止產(chǎn)生角變形。
如何利用降低結(jié)構(gòu)局部剛度來(lái)控制焊接殘余應(yīng)力?
結(jié)構(gòu)的剛度增加時(shí),焊后的殘余應(yīng)力將顯著加大。因此,在條件許可時(shí),焊前采取一定的工藝措施,將焊接區(qū)域的局部剛度降低,將有效地減少焊接殘余應(yīng)力。如一鑲塊結(jié)構(gòu)的焊件,由于焊縫呈封閉形剛度較大,見(jiàn)圖15。
為減少焊接區(qū)域的局部剛度,可以將平板少量翻邊(圖15a),或?qū)㈣倝K壓凹(圖15b),焊接時(shí)由于焊縫能自由收縮(將平板或鑲塊拉平),使殘余應(yīng)力大為減少。
如何利用錘擊焊縫區(qū)來(lái)控制焊接殘余應(yīng)力?
焊接殘余應(yīng)力產(chǎn)生的根本原因是,由于焊縫在冷卻過(guò)程中的縱向收縮和橫向收縮,因此焊后利用小錘輕敲焊縫及其鄰近區(qū)域,使金屬展開(kāi),能有效地減少焊接殘余應(yīng)力,據(jù)測(cè)定,利用錘擊法可使應(yīng)力減少1/2~1/4。
進(jìn)行錘擊焊縫時(shí),焊件溫度應(yīng)當(dāng)維持在100~150℃之間或在400℃以上,避免在200~300℃之間進(jìn)行,因?yàn)榇藭r(shí)金屬正處于藍(lán)脆性階段,若錘擊焊縫容易造成斷裂。
多層焊時(shí),除第一層和最后一層焊縫外,每層都要錘擊。第一層不錘擊是為了避免產(chǎn)生根部裂紋,最后一層焊縫通常焊得很薄,主要是為了消除由于錘擊而引起的冷作硬化。
如何利用高溫回火來(lái)消除焊接殘余應(yīng)力?
焊件用來(lái)消除焊接殘余應(yīng)力的高溫回火分整體和局部?jī)煞N方式。
⑴整體高溫回火
將整個(gè)焊件放在爐中加熱到一定溫度然后保溫一段時(shí)間再冷卻。同一種材料,回火溫度越高,時(shí)間越長(zhǎng),殘余應(yīng)力就消除得越徹底。通過(guò)整體高溫回火可以將80%~90%的殘余應(yīng)力消除掉,這是生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的一種方法。
各種材料的回火溫度,見(jiàn)表8。含釩低合金鋼在600~620℃加回火后,塑性、韌性下降(回火脆性),回火溫度宜選550~560℃。
表8 各種材料的回火溫度(℃)
碳鋼及低中合金鋼 | 奧氏體鋼 | 鋁合金 | 鎂合金 | 鈦合金 | 鈮合金 | 鑄 鐵 |
580~680 | 850~1050 | 250~300 | 250~300 | 550~600 | 1100~1200 | 600~650 |
回火時(shí)間隨焊件厚度而定,鋼按每毫米壁厚1~2min計(jì)算,但不宜低于30min,不必高于3h,因?yàn)闅堄鄳?yīng)力消除效率隨時(shí)迅速降低,過(guò)長(zhǎng)的處理時(shí)間是不必要的。
⑵局部高溫回火
只對(duì)焊縫及其附近的局部區(qū)域進(jìn)行加熱消除殘余應(yīng)力。消除應(yīng)力的效果不如整體高溫回火,但方法設(shè)備簡(jiǎn)單。常用于比較簡(jiǎn)單的、拘束度較小的焊接結(jié)構(gòu),如長(zhǎng)筒形容器、管道接頭、長(zhǎng)構(gòu)件的對(duì)接頭等焊接殘余應(yīng)力的消除。
局部高溫回火可采用氣體、紅外線(xiàn)、間接電阻或工頻感應(yīng)加熱等。
如何利用機(jī)械接伸法來(lái)消除焊接殘余應(yīng)力?
產(chǎn)生焊接殘余應(yīng)力的根本原因是焊件焊后產(chǎn)生了壓縮殘余塑性變形。因此,焊后對(duì)焊件進(jìn)行加載拉伸,產(chǎn)生拉伸塑性變形,它的方向和壓縮殘余變形相反,結(jié)果使壓縮殘余變形減小,因而焊件中的焊接殘余應(yīng)力亦隨之同步減小。
機(jī)械拉伸消除應(yīng)力法對(duì)于一些焊后需要進(jìn)行液壓試驗(yàn)的焊接容器特別有意義,因?yàn)橐簤涸囼?yàn)時(shí)容器所承受的試驗(yàn)壓力均大于容器的工作壓力,例如鋼制壓力容器其試驗(yàn)壓力為容器工作壓力的1.25倍,所以容器在進(jìn)行液壓試驗(yàn)的同時(shí),對(duì)容器材料進(jìn)行了一次相當(dāng)于機(jī)械拉伸的膨脹,從而通過(guò)液壓試驗(yàn),消除了部分焊接殘余應(yīng)力。
如何利用溫差拉伸法來(lái)消除焊接殘余應(yīng)力?
溫差拉伸法消除焊接殘余應(yīng)力的基本原理與機(jī)械拉伸法相同,主要差別是利用局部加熱的溫差來(lái)拉伸焊縫區(qū)。
溫差拉伸法的具體方法是:
在焊縫兩側(cè)各用一個(gè)寬度適當(dāng)?shù)难跻胰惭婢孢M(jìn)行加熱,在焰炬后面一定距離,用一根帶有排孔的水管進(jìn)行噴水冷卻。乙炔焰和噴水管以相同速度向前移動(dòng)見(jiàn)圖16。這樣就形成了一個(gè)兩側(cè)溫度高(其峰值約為200℃、焊接區(qū)溫度低 (約為100℃)的溫度差。
兩側(cè)金屬受熱膨脹對(duì)溫度較低的區(qū)域進(jìn)行拉伸,所以就可消除部分焊接殘余應(yīng)力,據(jù)測(cè)定,消除的效果可達(dá)50%~70%。溫差拉伸法的參數(shù)。
表9 溫差拉伸法參數(shù)
鋼板厚度(mm) | 焰炬寬度(mm) | 焰炬中心距(mm) | 焰炬移動(dòng)速度(mm/min) |
8 10 15 17 20 25 30 35 40 | 60 100 100 100 100 100 100 100 100 | 115 125 180 180 180 180 180 180 180 | 600 400 500 300 250 200 175 150 125 |
如何利用振動(dòng)法和爆炸法來(lái)消除焊接殘余應(yīng)力?
⑴振動(dòng)法
利用偏心輪和變速電動(dòng)機(jī)組成的激振器使焊接結(jié)構(gòu)發(fā)生共振產(chǎn)生循環(huán)應(yīng)力,可使焊接殘余應(yīng)力逐漸降低,這種方法稱(chēng)為振動(dòng)法。振動(dòng)法消除殘余應(yīng)力的效果取決于激振器和構(gòu)件支點(diǎn)的位置、激振頻率和時(shí)間。
其優(yōu)點(diǎn)是所用設(shè)備簡(jiǎn)單價(jià)廉、處理費(fèi)用低、時(shí)間短,也沒(méi)有高溫回火時(shí)金屬表面氧化的問(wèn)題,目前在生產(chǎn)中已得到應(yīng)用。
⑵爆炸法
通過(guò)布置在焊縫及其附近的炸藥帶,引爆產(chǎn)生的沖擊波與焊接殘余應(yīng)力的交互作用,使金屬產(chǎn)生適量的塑性變形,從而降低殘余應(yīng)力的方法稱(chēng)為爆炸法。