焊接基础知识PPT
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87
04wk.baidu.com8dd
焊前清理和预热
层间温度： 对于碳钢和低合金钢，小于250℃ 有无最小值要求？考虑
过高的层间温度会导致？什么原因？ 硬度 韧性
88
04d8dd
焊后热处理
何时需要焊后热处理（结构）： 1.壁厚大于50mm的焊缝，焊后需要进行热处理； 2.拘束度较高的结构。 焊后热处理作用：消除残余应力。 消除应力的过程实际上是 高温蠕变的过程。 对于碳钢和低合金钢，消除应力的温度为： 600-650℃。 焊后热处理时间： 根据厚度确定，一般在2小时以上。
焊接基础知识
2006.3.25
徐玉强 电话：25808500 手机：13512005981 E-mail：xuyq@mail.cooec.com.cn 办公地点：海工建造公司加设中心焊接室
2
04d8dd
基本术语
bid drawing conceptual drawing basic drawing design drawing fabrication drawing shop drawing as-built drawing
1. 摆动焊和不摆动焊 2. 不摆动焊？ 2. 最大摆动宽度
SMAW 3D FCAW 15-17mm 3. 单道焊或者多道焊 4. 焊丝干伸长
92
04d8dd
焊接热输入量
单位时间（1秒），单位长度（1mm）焊缝上获得的 的能量（热量）称为焊接热输入量，又称线能量。
热输入量将影响到 焊缝的晶粒大小。 热输入量大，则晶粒偏大，焊缝韧性差。 窄焊道焊接的意义。
83
04d8dd
焊前清理和预热
氢致延迟裂纹产生的机理： —高温下 H2O 分子分解，产生 H 原子，分散在 焊缝中 —向微裂纹处聚集（此处能量低） —聚集后 H 原子 合成 H2 分子，产生内压 —内压越来越大，形成氢致延迟裂纹
由此可见，H 对焊缝的质量是一种有害的物质。 而海洋工程结构对焊缝的H含量有很严格的要求。
65
04d8dd
66
04d8dd
67
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68
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焊工考试
T、K、Y节点：
69
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焊工考试
T、K、Y节点：
70
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焊工考试
T、K、Y节点：
71
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焊工考试
72
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焊工考试
注意： 1. 6GR 和 6G 焊工的区别。6GR最高级别？ 2. 焊工资质的有效期。 注意： 1. 6GR 考试不能评定无衬垫仅从一面施焊、或不
F flat H horizontal V vertical OH Overhead
63
04d8dd
焊工考试
焊工考试 即 焊工的技能评定
考试件焊完后的工作： 1. VT 外观检验 2. 弯曲试验 （或者 RT检验代替弯曲试验） 3. 角焊缝破坏试验
4. 焊工考试位置评定见下表：
64
04d8dd
AWS D1.1
96
04d8dd
酸性焊条和碱性焊条
按照药皮熔渣的碱度将焊条分为：酸性和碱性焊条 碱度的定义：
当K>1.5时，称为碱性渣；K<1.5时，称为酸性渣 相应的焊条称为碱性焊条和酸性焊条。 如：J424、J422为酸性焊条；J507为碱性焊条 一般，低氢焊条为碱性焊条。
97
04d8dd
焊条的正确使用
非密封包装： ➢ 开包 ➢ 350-400℃烘焙1～2小时 ➢ 120℃保温箱 ➢ 领取
6
04d8dd
GTAW原理
7
04d8dd
FCAW原理
8
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基本术语
常用检验方法：
NDE 无损探伤
NDT 无损探伤
VT
外观检验
RT
射线检验（体积型缺陷）
UT
超声波检验（面积型和体积型缺陷）
MT
磁粉检验（表面缺陷）
PT
渗透检验（表面缺陷，非铁素体材料）
9
04d8dd
基本术语
常用单词：
Backing
焊条筒内温度不低于75℃，且不多于4小时用量 ➢ 4小时内没有用完的焊条返回焊条房，重新烘焙
返回的焊条最多只能再烘焙1次。
98
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焊条的正确使用
密封包装：（如铁桶包装） ➢ 开桶 ➢ 直接使用
焊条筒内温度不低于75℃，且不多于4小时用量 ➢ 不能立即使用的，放入120℃保温箱 ➢ 领取
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焊前清理和预热
➢ 焊接前，注意不要将水、有机物等存在 H 原子 的物质留在坡口表面。
➢ 焊条的烘干，很大程度上也是为了将焊条中的 结晶水等烘出。
➢ 焊接过程中，注意将焊条保温筒通电加热，及 时关闭焊条筒的盖子，将焊丝的塑料罩蒙上等 等，采取有效措施防止焊材受潮。
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焊前清理和预热
82
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焊前清理和预热
焊前预热的作用： 1. 减少焊缝附件应力，防止裂纹产生。（如冬天
水杯中倒入热水，水杯破裂）； 2.增加焊缝金属处于700-821℃的时间，细化晶粒
，增加焊缝金属韧性（冲击值）； 3.增加焊缝金属处于205℃左右的时间，使焊缝中
的更多的氢溢出，减少氢致延迟裂纹的出现； 4.除去坡口表面上的潮气。
48
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焊接试验位置
1G
49
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焊接试验位置
2G
50
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焊接试验位置
3G
51
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焊接试验位置
4G
52
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焊接试验位置
5G
53
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焊接试验位置
6G
54
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焊接试验位置
6GR
55
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焊接试验位置
6GR 尺寸
56
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焊接试验位置
冲击试验：
力学性能试验
25
04d8dd
宏观金相：
力学性能试验
26
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硬度：
力学性能试验
27
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力学性能试验
28
04d8dd
力学性能试验
29
04d8dd
力学性能试验
刻槽试验：
30
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力学性能试验
刻槽试验：
31
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力学性能试验
32
04d8dd
力学性能试验
45
04d8dd
电特性
直流反接 ＝ DC(+) ＝ DCEP
46
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电特性
直流正接 ＝ DC(-) ＝ DCEN
47
04d8dd
电特性
在我国，通常以工件接的电极极性为参考，表 示为 直流正接 和 直流反接
而在国际上，多以焊条（或焊丝）接的电极极 性为参考，表示为 DC(+) 和 DC(-)
89
04d8dd
焊后热处理
何时需要焊后热处理（管线）： 1.管子壁厚大于19mm的焊缝，焊后需要进行热处理； 2.管座或支管（见下页）。 对于碳钢和低合金钢，消除应力的温度为： 593-645℃。 焊后热处理时间： 根据厚度确定，为 2.4分钟/mm。
90
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焊后热处理
91
04d8dd
焊接操作中的技术
40
04d8dd
焊缝的组成
焊缝加强高要求：最大3mm。
41
04d8dd
焊缝的组成
42
04d8dd
焊缝的组成
角焊缝的焊角高是指？
43
04d8dd
焊缝的组成
焊缝区
HAZ
母材
三个区域 熔合线 原始坡口轮廓
44
04d8dd
电特性
按照焊接电源的输出电流分为： 直流（DC）和交流（AC） 在我国、美国及欧洲多使用直流电源； 在日本，多使用交流电源。
立向下（Downward）
Electrode / Rod 焊条
Wire
焊丝
Flux
焊剂
Flux-cored wire 药芯焊丝 Solid wire
Carbon arc air gouging 碳弧气刨
Access hole / cope hole 工艺孔（过焊孔）
Rat hole / Mouse hole
93
04d8dd
焊接线能量
焊缝金属晶粒 示例
94
04d8dd
➢ 焊芯 ➢ 药皮 ➢ 夹持端 ➢ 引弧端
绘图示意
焊条的组成
95
04d8dd
焊条的组成
药皮的作用 1. 提高焊接电弧的稳定性 2. 防止空气对熔池的侵入（保护熔池） 3. 保证焊缝金属顺利脱氧（含脱氧剂） 4. 掺加合金提高焊缝性能（合金过渡） 5. 提高焊接生产效率（铁粉焊条）
11
04d8dd
基本术语
flame cutting / gas cutting
火焰切割
flame cutting torch
火焰割枪
preheat temperature
预热温度
ASME
美国机械工程师学会标准
ASTM
美国材料试验学会标准
AWS
美国焊焊接学会标准
API
美国石油学会标准
12
04d8dd
常用焊接方法：
TIG
钨极惰性气体保护焊
MIG
熔化极惰性气体保护焊
MAG 熔化极活性气体保护焊
5
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常用的无损检测方法
VT RT UT AUT MT PT
外观检验 射线检验（体积型缺陷） 超声波检验（体积和面积型缺陷） 全自动超声波检验（非常敏感） 磁粉检验（表面缺陷） 渗透检验（表面缺陷，非铁素体材料）
招标图纸 概念图纸 基本设计图纸 详细设计图纸 加工设计图纸 车间加工图纸 完工图
3
04d8dd
基本术语
常用焊接方法：
SAW
埋弧焊
SMAW 手工电弧焊
FCAW 药芯焊
FCAW-S 自保护药芯焊
FCAW-G 气保护药芯焊（保护气体）
GTAW 钨极氩弧焊
GMAW 熔化极气体保护焊
4
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基本术语
6GR 尺寸
57
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焊接试验位置
1F
58
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焊接试验位置
2F 59
04d8dd
焊接试验位置
3F
60
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焊接试验位置
4F 61
04d8dd
焊接试验位置
5F
62
04d8dd
焊接位置
焊接位置（或者称坡口位置、角焊缝位置）不同于 焊接试验位置，焊接位置可分为：
平焊 横焊 立焊 仰焊
API 1104
管径 <60.3mm 60.3-323.9mm >323.9mm
壁厚 <4.8mm 4.8-19.mm >19.1mm
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API 1104
80
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API 1104
81
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焊前清理和预热
焊前清理的作用： 清除油漆、油脂、铁锈、污垢和其它物质，防止这 些物质对焊缝造成有害影响（产生缺陷）。 焊前清理的范围： 焊缝两侧至少25mm。
预热温度要求(AWS D1.1的要求) T≤38mm：最小10 ℃，当母材温度低于0℃时，
预热温度至少为21℃； 38mm＜T≤65mm：最小66℃； T＞65mm：最小为100℃。
预热范围要求： 焊接这一点周围至少 『75mm（3in.）或者板厚之中的大者』
86
04d8dd
焊前清理和预热
预热温度的决定： 预热温度应根据较厚者的厚度确定。 预热方法： 烤把加热 电加热器加热（一般用于厚板）
拉伸试验：
力学性能试验
18
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弯曲试验：
力学性能试验
19
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弯曲试验：
力学性能试验
20
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弯曲试验：
力学性能试验
21
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弯曲试验：
力学性能试验
22
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冲击试验：
力学性能试验
冲击试验在一定的温度下进行
23
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冲击试验：
力学性能试验
24
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33
04d8dd
力学性能试验
34
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接头种类
焊缝种类
焊缝种类
焊缝按照熔透的程度分为：
(1) CP
全熔透焊缝
(2) PP
部分熔透焊缝
焊缝种类
CP 全部熔透焊缝
R
间隙
f
钝边
a和β 坡口角度
S1和S2 坡口深度
焊缝种类
PP 部分熔透焊缝
R
间隙
a
坡口角度
S1和S2 坡口深度
焊缝的组成
根部焊道、填充焊道和盖面焊道
衬垫
Back Gouging 背面清根
Root
封底（根部焊道）
Root Opening/Root Gap 根部间隙
Root Face
钝边
Groove
坡口
Groove Angle 坡口角度
Bevel
坡口的斜面
10
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基本术语
Fill
填充
Cap
盖面
Uphill
立向上（Upward）
Downhill
焊接工艺规程
13
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基本术语
14
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基本术语
15
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基本术语
PQR 焊接工艺评定记录 WPS 焊接工艺规程（焊接程序） PQR的工作内容： （1）试验件的焊接 （2）试验件的无损探伤NDE （3）试验件的力学性能试验
16
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拉伸试验：
力学性能试验
17
04d8dd
基本术语
1. AWS D1.1 Structural Welding Code –Steel
2. ASME IX Qualification of Welding Procedure and Welder 3. API 1104 Welding for Pipeline and Related Facilities 4. GB 4708
清根而从两面施焊的接头 。 2. 有效期为6个月。有记录的6月内未间断的焊接
作业。 3. 小角度焊工考试。
73
04d8dd
焊工考试
小角度 焊工考试：
74
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焊工考试
小角度 焊工考试：
75
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ASME IX
76
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ASME IX
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ASME IX
78
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04wk.baidu.com8dd
焊前清理和预热
层间温度： 对于碳钢和低合金钢，小于250℃ 有无最小值要求？考虑
过高的层间温度会导致？什么原因？ 硬度 韧性
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焊后热处理
何时需要焊后热处理（结构）： 1.壁厚大于50mm的焊缝，焊后需要进行热处理； 2.拘束度较高的结构。 焊后热处理作用：消除残余应力。 消除应力的过程实际上是 高温蠕变的过程。 对于碳钢和低合金钢，消除应力的温度为： 600-650℃。 焊后热处理时间： 根据厚度确定，一般在2小时以上。
焊接基础知识
2006.3.25
徐玉强 电话：25808500 手机：13512005981 E-mail：xuyq@mail.cooec.com.cn 办公地点：海工建造公司加设中心焊接室
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基本术语
bid drawing conceptual drawing basic drawing design drawing fabrication drawing shop drawing as-built drawing
1. 摆动焊和不摆动焊 2. 不摆动焊？ 2. 最大摆动宽度
SMAW 3D FCAW 15-17mm 3. 单道焊或者多道焊 4. 焊丝干伸长
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焊接热输入量
单位时间（1秒），单位长度（1mm）焊缝上获得的 的能量（热量）称为焊接热输入量，又称线能量。
热输入量将影响到 焊缝的晶粒大小。 热输入量大，则晶粒偏大，焊缝韧性差。 窄焊道焊接的意义。
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焊前清理和预热
氢致延迟裂纹产生的机理： —高温下 H2O 分子分解，产生 H 原子，分散在 焊缝中 —向微裂纹处聚集（此处能量低） —聚集后 H 原子 合成 H2 分子，产生内压 —内压越来越大，形成氢致延迟裂纹
由此可见，H 对焊缝的质量是一种有害的物质。 而海洋工程结构对焊缝的H含量有很严格的要求。
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焊工考试
T、K、Y节点：
69
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焊工考试
T、K、Y节点：
70
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焊工考试
T、K、Y节点：
71
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焊工考试
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焊工考试
注意： 1. 6GR 和 6G 焊工的区别。6GR最高级别？ 2. 焊工资质的有效期。 注意： 1. 6GR 考试不能评定无衬垫仅从一面施焊、或不
F flat H horizontal V vertical OH Overhead
63
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焊工考试
焊工考试 即 焊工的技能评定
考试件焊完后的工作： 1. VT 外观检验 2. 弯曲试验 （或者 RT检验代替弯曲试验） 3. 角焊缝破坏试验
4. 焊工考试位置评定见下表：
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AWS D1.1
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酸性焊条和碱性焊条
按照药皮熔渣的碱度将焊条分为：酸性和碱性焊条 碱度的定义：
当K>1.5时，称为碱性渣；K<1.5时，称为酸性渣 相应的焊条称为碱性焊条和酸性焊条。 如：J424、J422为酸性焊条；J507为碱性焊条 一般，低氢焊条为碱性焊条。
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焊条的正确使用
非密封包装： ➢ 开包 ➢ 350-400℃烘焙1～2小时 ➢ 120℃保温箱 ➢ 领取
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GTAW原理
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FCAW原理
8
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基本术语
常用检验方法：
NDE 无损探伤
NDT 无损探伤
VT
外观检验
RT
射线检验（体积型缺陷）
UT
超声波检验（面积型和体积型缺陷）
MT
磁粉检验（表面缺陷）
PT
渗透检验（表面缺陷，非铁素体材料）
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基本术语
常用单词：
Backing
焊条筒内温度不低于75℃，且不多于4小时用量 ➢ 4小时内没有用完的焊条返回焊条房，重新烘焙
返回的焊条最多只能再烘焙1次。
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焊条的正确使用
密封包装：（如铁桶包装） ➢ 开桶 ➢ 直接使用
焊条筒内温度不低于75℃，且不多于4小时用量 ➢ 不能立即使用的，放入120℃保温箱 ➢ 领取
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焊前清理和预热
➢ 焊接前，注意不要将水、有机物等存在 H 原子 的物质留在坡口表面。
➢ 焊条的烘干，很大程度上也是为了将焊条中的 结晶水等烘出。
➢ 焊接过程中，注意将焊条保温筒通电加热，及 时关闭焊条筒的盖子，将焊丝的塑料罩蒙上等 等，采取有效措施防止焊材受潮。
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焊前清理和预热
82
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焊前清理和预热
焊前预热的作用： 1. 减少焊缝附件应力，防止裂纹产生。（如冬天
水杯中倒入热水，水杯破裂）； 2.增加焊缝金属处于700-821℃的时间，细化晶粒
，增加焊缝金属韧性（冲击值）； 3.增加焊缝金属处于205℃左右的时间，使焊缝中
的更多的氢溢出，减少氢致延迟裂纹的出现； 4.除去坡口表面上的潮气。
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焊接试验位置
1G
49
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焊接试验位置
2G
50
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焊接试验位置
3G
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焊接试验位置
4G
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焊接试验位置
5G
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焊接试验位置
6G
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焊接试验位置
6GR
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焊接试验位置
6GR 尺寸
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焊接试验位置
冲击试验：
力学性能试验
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宏观金相：
力学性能试验
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硬度：
力学性能试验
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力学性能试验
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力学性能试验
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力学性能试验
刻槽试验：
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力学性能试验
刻槽试验：
31
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力学性能试验
32
04d8dd
力学性能试验
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电特性
直流反接 ＝ DC(+) ＝ DCEP
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电特性
直流正接 ＝ DC(-) ＝ DCEN
47
04d8dd
电特性
在我国，通常以工件接的电极极性为参考，表 示为 直流正接 和 直流反接
而在国际上，多以焊条（或焊丝）接的电极极 性为参考，表示为 DC(+) 和 DC(-)
89
04d8dd
焊后热处理
何时需要焊后热处理（管线）： 1.管子壁厚大于19mm的焊缝，焊后需要进行热处理； 2.管座或支管（见下页）。 对于碳钢和低合金钢，消除应力的温度为： 593-645℃。 焊后热处理时间： 根据厚度确定，为 2.4分钟/mm。
90
04d8dd
焊后热处理
91
04d8dd
焊接操作中的技术
40
04d8dd
焊缝的组成
焊缝加强高要求：最大3mm。
41
04d8dd
焊缝的组成
42
04d8dd
焊缝的组成
角焊缝的焊角高是指？
43
04d8dd
焊缝的组成
焊缝区
HAZ
母材
三个区域 熔合线 原始坡口轮廓
44
04d8dd
电特性
按照焊接电源的输出电流分为： 直流（DC）和交流（AC） 在我国、美国及欧洲多使用直流电源； 在日本，多使用交流电源。
立向下（Downward）
Electrode / Rod 焊条
Wire
焊丝
Flux
焊剂
Flux-cored wire 药芯焊丝 Solid wire
Carbon arc air gouging 碳弧气刨
Access hole / cope hole 工艺孔（过焊孔）
Rat hole / Mouse hole
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04d8dd
焊接线能量
焊缝金属晶粒 示例
94
04d8dd
➢ 焊芯 ➢ 药皮 ➢ 夹持端 ➢ 引弧端
绘图示意
焊条的组成
95
04d8dd
焊条的组成
药皮的作用 1. 提高焊接电弧的稳定性 2. 防止空气对熔池的侵入（保护熔池） 3. 保证焊缝金属顺利脱氧（含脱氧剂） 4. 掺加合金提高焊缝性能（合金过渡） 5. 提高焊接生产效率（铁粉焊条）
11
04d8dd
基本术语
flame cutting / gas cutting
火焰切割
flame cutting torch
火焰割枪
preheat temperature
预热温度
ASME
美国机械工程师学会标准
ASTM
美国材料试验学会标准
AWS
美国焊焊接学会标准
API
美国石油学会标准
12
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常用焊接方法：
TIG
钨极惰性气体保护焊
MIG
熔化极惰性气体保护焊
MAG 熔化极活性气体保护焊
5
04d8dd
常用的无损检测方法
VT RT UT AUT MT PT
外观检验 射线检验（体积型缺陷） 超声波检验（体积和面积型缺陷） 全自动超声波检验（非常敏感） 磁粉检验（表面缺陷） 渗透检验（表面缺陷，非铁素体材料）
招标图纸 概念图纸 基本设计图纸 详细设计图纸 加工设计图纸 车间加工图纸 完工图
3
04d8dd
基本术语
常用焊接方法：
SAW
埋弧焊
SMAW 手工电弧焊
FCAW 药芯焊
FCAW-S 自保护药芯焊
FCAW-G 气保护药芯焊（保护气体）
GTAW 钨极氩弧焊
GMAW 熔化极气体保护焊
4
04d8dd
基本术语
6GR 尺寸
57
04d8dd
焊接试验位置
1F
58
04d8dd
焊接试验位置
2F 59
04d8dd
焊接试验位置
3F
60
04d8dd
焊接试验位置
4F 61
04d8dd
焊接试验位置
5F
62
04d8dd
焊接位置
焊接位置（或者称坡口位置、角焊缝位置）不同于 焊接试验位置，焊接位置可分为：
平焊 横焊 立焊 仰焊
API 1104
管径 <60.3mm 60.3-323.9mm >323.9mm
壁厚 <4.8mm 4.8-19.mm >19.1mm
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API 1104
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API 1104
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焊前清理和预热
焊前清理的作用： 清除油漆、油脂、铁锈、污垢和其它物质，防止这 些物质对焊缝造成有害影响（产生缺陷）。 焊前清理的范围： 焊缝两侧至少25mm。
预热温度要求(AWS D1.1的要求) T≤38mm：最小10 ℃，当母材温度低于0℃时，
预热温度至少为21℃； 38mm＜T≤65mm：最小66℃； T＞65mm：最小为100℃。
预热范围要求： 焊接这一点周围至少 『75mm（3in.）或者板厚之中的大者』
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焊前清理和预热
预热温度的决定： 预热温度应根据较厚者的厚度确定。 预热方法： 烤把加热 电加热器加热（一般用于厚板）
拉伸试验：
力学性能试验
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弯曲试验：
力学性能试验
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弯曲试验：
力学性能试验
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弯曲试验：
力学性能试验
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弯曲试验：
力学性能试验
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冲击试验：
力学性能试验
冲击试验在一定的温度下进行
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冲击试验：
力学性能试验
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力学性能试验
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接头种类
焊缝种类
焊缝种类
焊缝按照熔透的程度分为：
(1) CP
全熔透焊缝
(2) PP
部分熔透焊缝
焊缝种类
CP 全部熔透焊缝
R
间隙
f
钝边
a和β 坡口角度
S1和S2 坡口深度
焊缝种类
PP 部分熔透焊缝
R
间隙
a
坡口角度
S1和S2 坡口深度
焊缝的组成
根部焊道、填充焊道和盖面焊道
衬垫
Back Gouging 背面清根
Root
封底（根部焊道）
Root Opening/Root Gap 根部间隙
Root Face
钝边
Groove
坡口
Groove Angle 坡口角度
Bevel
坡口的斜面
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基本术语
Fill
填充
Cap
盖面
Uphill
立向上（Upward）
Downhill
焊接工艺规程
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基本术语
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基本术语
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基本术语
PQR 焊接工艺评定记录 WPS 焊接工艺规程（焊接程序） PQR的工作内容： （1）试验件的焊接 （2）试验件的无损探伤NDE （3）试验件的力学性能试验
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拉伸试验：
力学性能试验
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基本术语
1. AWS D1.1 Structural Welding Code –Steel
2. ASME IX Qualification of Welding Procedure and Welder 3. API 1104 Welding for Pipeline and Related Facilities 4. GB 4708
清根而从两面施焊的接头 。 2. 有效期为6个月。有记录的6月内未间断的焊接
作业。 3. 小角度焊工考试。
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焊工考试
小角度 焊工考试：
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焊工考试
小角度 焊工考试：
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ASME IX
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ASME IX
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ASME IX
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