1H412030焊接技术
本目重点是：
焊接材料与设备选用原则；
焊接方法与工艺评定；
焊接应力与焊接变形及其控制；
焊接质量检验方法。
1H412031焊接材料与设备选用原则
本条主要知识点是：
焊条的分类与选用原则；
常用的焊接设备选用原则。
一、焊接材料的分类与选用原则
（一）焊条
1．焊条的分类（见p53）
(1)按药皮成分类：低氢钾型、石墨型、钛铁矿型、盐基型等十大类。
(2)按焊渣性质可分为：酸性焊条、碱性焊条两大类。
(3)按焊条用途可分为：结构钢焊条、钼及钼合金焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、低温钢焊条、铸铁焊条、镍及镍合金焊条、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条和特殊用途焊条等十大类。
(4)按特殊性能分为：超低氢焊条、低尘低毒焊条、立向下焊条、底层焊条、铁粉高效焊条、抗潮焊条、水下焊焊条、重力焊焊条、仰焊焊条等。
2．焊条的选用原则
(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的焊条。
当母材中碳、硫、磷等元索的含量偏高时，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：（掌握低氢型焊条的使用环境、性能要求）
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。
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等。
(4)考虑施焊条件：（掌握酸性焊条的使用环境与性能要求）
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。
没有直流焊机时，必须选用可交、直流两用的焊条。
在狭小或通风条件差的场合，在满足使用性能要求的条件下，应选用酸性焊条或低尘焊条。
(5)考虑生产效率和经济性：
在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。
对焊接工作量大的结构，有条件时应尽量选用高效率焊条，如铁粉焊条、重力焊条、底层焊条、立向下焊条和高效不锈钢焊条等。这不仅有利于生产率的提高，而且也有利于焊接质量的稳定和提高。
（二）焊丝
1．实心焊丝：分钨极惰性气体保护焊和熔化极惰性气体保护焊。
保护气体主要采用氩气。
选择实心焊丝的成分主要考虑焊缝金属应与母材力学性能或物理性能的良好匹配，如耐磨性、耐蚀性；焊缝应是致密的和无缺陷的。
2．药芯焊丝：
药芯焊丝又分为有缝和无缝药芯焊丝。
无缝药芯焊丝的成品丝可进行镀铜处理，焊丝保管过程中的防潮性能以及焊接过程中的导电性均优于有缝药芯焊丝。
(5)按填充材料可分为造渣型药芯焊丝（氧化钛型、钛钙型、氟钙型）和金属粉芯药芯焊丝。
3．药芯焊丝与手工焊条和钨极惰性气体保护焊丝的比较。
(1)优势：
1) 把断续的焊接过程变为连续的生产方式，从而减少了焊接接头的数目，提高了焊缝质量，也提高了生产效率，节约了能源；
2) 对各种钢材的焊接适应性强，通过调整焊剂（针对特定的药芯焊丝）的成分和比例，可极为方便和容易地提供所要求的焊缝化学成分；
3) 工艺性能好，焊缝成形美观。采用气渣联合保护，获得良好成形。加入稳弧剂使电弧稳定，熔滴过渡均匀；
4) 熔敷速度快，生产效率高。在相同焊接电流下药芯焊丝的电流密度大，熔化速度快，其熔敷率约为85%～90%，生产率比焊条电弧焊高约3～5倍；
5) 可用较大焊接电流进行全位置焊接。
(2)缺点：
1) 焊丝制造过程复杂。
2) 焊接时，送丝较实心焊丝困难。
3) 焊丝外表容易锈蚀，粉剂易吸潮，因此对药芯焊丝保存和管理的要求更为严格。
（三）保护气体
1．惰性气体：主要有氩气和氦气及其混合气体，用以焊接有色金属、不锈钢和质量要求高的低碳钢和低合金钢。
3．C02气体：是唯一适合于焊接的单一活性气体，C02气体保护焊具有焊速高、熔深大、成本低和全空间位置焊接，广泛应用于碳钢和低合金钢的焊接。
（四）焊剂
1．焊剂的分类
(1)按制造方法可分为熔炼焊剂、烧结焊剂、粘结焊剂三大类。
1) 熔炼焊剂。
主要优点是化学成分均匀，可以获得性能均匀的焊缝。
由于焊剂在制作过程中高温熔炼过程合金元素被氧化，所以焊剂中不能添加铁合金，因此不能依靠焊剂向焊缝大量添加合金元素。
熔炼焊剂是目前生产中使用最为广泛的一种焊剂。
2) 烧结焊剂。
3) 粘接焊剂。目前这两种焊剂在国外已经广泛用于焊接碳钢，高强度钢和高合金钢，但国内生产中应用还不够广泛，具有较高的发展前景。
2．焊剂的作用：焊剂在焊接电弧的高温区内熔化反应生成熔渣和气体，对熔化金属起保护和冶金作用。
3．焊剂使用的注意事项：
(1)焊剂应放在干燥的库房内。库房内应装有去湿机，控制室内湿度，防止焊剂受潮，影响焊接质量。
(2)焊剂使用前应按说明书所规定的参数进行烘焙，通常在250～300℃：烘焙2h 。
(3)为防止产生气孔，焊前接缝处及其附近20mm 的焊件表面应清除铁锈、油污、水分等杂质。
(4)回收的焊剂，应过筛清除渣壳、碎粉及其他杂物，与新焊剂按比例（如1：
3）混合均匀后使用。
(5)埋弧焊的焊剂必须与所焊钢种和焊丝相匹配，保证焊接质量和焊缝性能。电渣焊的焊剂应具有适当的导电率；适当的黏度；较高的蒸发温度；良好的脱渣性、抗裂性和抗气孔的能力。
二、常用的焊接设备及选用原则
（一）焊接电源（了解见p55）
（二）焊机
1．焊机的分类
焊机根据焊接自动化程度可分为手工焊机和自动焊机。
(1)手工焊机。主要有C02气保焊机，氩弧焊机，混合气体保护焊机等类型，其中氩弧焊机对工人的操作技能要求较高。
(2)自动焊机。包括焊接机器手，环纵缝自动焊机，变位机，焊接中心，龙门焊机等。
2．常用的焊机
(1)埋弧焊机特性
1) 埋弧焊机分为自动焊机和半自动焊机两大类。生产效率高、焊接质量好、劳动条件好。
2) 埋弧焊是依靠颗粒状焊剂堆积形成保护条件，主要适用于平位置（俯位）焊接。
3) 埋弧焊剂的成分主要是MnO 、Si02等金属及非金属氧化物，难以焊接铝、钛等氧化性强的金属及其合金。
4) 适用于长缝的焊接。
5) 不适合焊接薄板。
(2)钨极氩弧焊机特性
1) 氩气能充分而有效地保护金属熔池不被氧化，焊缝致密，机械性能好。
2) 明弧焊，观察方便，操作容易。
3) 穿透性好，内外无熔渣，无飞溅，成形美观，适用于有清洁要求的焊件。
4) 电弧热集中，热影响区小，焊件变形小。
5) 容易实现机械化和自动化。
(3)熔化极气体保护焊机特性
1)C02气体保护焊生产效率高、成本低、焊接应力变形小、焊接质量高、操作简便。
但飞溅较大、弧光辐射强、很难用交流电源焊接、设备复杂。
有风不能施焊（环境风速达到或超过2m ／s ，在没有采取防风措施的情况下，不能施焊），不能焊接易氧化的有色金属。
2) 熔化极氩弧焊的焊丝既作为电极又作为填充金属，焊接电流密度可以提高，热量利用率高，熔深和焊速大大增加，生产率比手工钨极氩弧焊提高3～5倍，最适合焊接铝、镁、铜及其合金、不锈钢和稀有金属中厚板的焊接。
(4)等离子弧焊机特性
具有温度高、能量集中、较大冲击力、比一般电弧稳定、各项有关参数调节范围广的特点。
（三）焊接设备选用原则
1．选用原则
(1)安全性必须通过国家对低压电器的强制性“CCC ”认证。
(2)经济性价格服从于技术特性和质量，其次考虑设备的可靠性、使用寿命和可维修性。
(3)先进性提高生产率、改善焊接质量、降低生产成本。
(4)适用性充分发挥应有的效能。
2．淘汰落后设备
根据《住房及城乡建设部公告》第659号（2008年4月30日公布），立即淘汰落后设备清单中，焊接设备有：直流弧焊机；电动机驱动旋转直流弧焊机全系列；交流弧焊机BX1-135；BX2-500; 直流弧焊机电动发电机AX1-500；AP-1000；箱式电阻炉SX 系列。 1H412032焊接方法与工艺评定
焊接工艺评定是指为验证所拟定的焊件焊接工艺的正确性而进行的试验过程及结果评价，是在具体条件下解决初步拟定的焊接工艺是否可行的问题，是焊接质量保证的有效措施。
本条主要知识点是：
常用焊接方法；
焊接工艺评定。
一、常用的焊接方法
（一）电弧焊
以电极与工件之间燃烧的电弧作为热源，是目前应用最广泛的焊接方法。
1．焊条电弧焊
2．埋弧焊
埋弧焊可以采用较大焊接电流，其最大优点是焊接速度高，焊缝质量好，特别适合于焊接大型工件的直缝和环缝。
3．钨极气体保护焊
(1)属于不（非）熔化极气体保护电弧焊，是连接薄板金属和打底焊的一种极好方法。
(2)属于不（非）熔化极电弧焊，它是利用电极和工件之间的压缩电弧（转移电弧）实现焊接，电极常用钨极，产生等离子弧的等离子气可用氩气、氮气、氦气或其中两者的混合气，焊接可添加或不添加金属。
等离子电弧挺直，能量密度大，电弧穿透能力强。焊接时产生的小孔效应，对一定厚度内的金属可不开坡口对接，生产效率高，焊缝质量好。
4．熔化极气体保护电弧焊
熔化极气保焊的保护气体有氩气、氮气、C02或这些气体的混合气体。
以氩气、氮气为保护气体的称熔化极惰性气体保护焊，以惰性气体和氧化性气体(02、C02) 的混合气体或C02或02+C02的混合气体作为保护气时，称为熔化极活性气体保护焊。
熔化极气体保护焊的优点是可以方便地进行各种位置焊接，焊接速度快、熔敷率较高。
5．药芯焊丝电弧焊
焊接时外加气体主要是C02，药粉受热分解熔化，起到造气、造渣、保护熔池、渗合金及稳弧作用。
若不另加保护气体时，叫自保护药芯焊丝电弧焊。
（四）螺柱焊
将螺柱一端与板件（或管件）表面接触通电引弧，待接触面熔化后，在螺柱上加一定压力完成焊接的方法。LNG 罐顶部防潮层钢板外侧需焊接大量的混凝土挂钉。采用螺柱焊的方法可提高功效十几倍。
二、焊接工艺评定
（一）焊接工艺评定及其作用
1．焊接工艺评定：在产品正式焊接以前，对初步拟定的焊接工艺细则卡或其他规程中的焊接工艺进行的验证性试验。即按准备采用的焊接工艺，在接近实际生产条件下，制成材料、工艺参数等均与产品相同的模拟焊接试板，并按产品的技术条件对试板进行检验。
2．若全部有关指标符合技术要求，则证明初步拟定的焊接工艺是可行的，此时即可根据焊接工艺评定报告编制正式的焊接工艺细则卡，用以指导实际产品的焊接。
3．若检验项目指标中有一项不合格，则表明该焊接工艺不能用于生产，需作相应修改或重新拟定后，再做焊接工艺评定试验。
4．焊接工艺评定作用：用于验证和评定焊接工艺方案的正确性，其评定报告不直接指导生产，是焊接工艺细则（卡）的支持文件，同一焊接工艺评定报告可作为几份焊接工艺卡的依据。
（三）焊接工艺评定的步骤
1．编制焊接工艺评定委托书。
2．拟定焊接方式，需要考虑的因素主要包括：
(1)母材的物理特性，例如现在LNG 罐普遍采用的9%Ni钢（也有称为Ni9钢，化学式为06Ni9DR ，属低温容器钢）由于其磁化特性，在用普通的逆变焊机施焊时，会出现磁偏吹现象。所以根据9%Ni母材的这一物理特性，宜选用具有消磁特性的焊机进行施焊。 无定形树脂如ABS/PC、PVC 、PMMA 及PES; 半结晶树脂如HDPE 、PA 、PP 、TPO 的焊接宜采用振动焊。
(2)母材的化学特性，例如钛及钛合金的化学活性大，易被氧、氮等污染，所以不能采用手弧焊、二氧化碳气保焊等焊接方法。
目前常用的是氩弧焊、埋弧焊和真空电子束焊。
铝、镁合金和合金钢焊接多采用钨极和熔化极惰性气体保护焊。
(3)焊缝的受力状况，例如板材的搭接焊缝一般作为密封焊，其焊缝抗折弯性能较差，储罐底板的焊接多采用这种形式，这类焊接多采用手工电弧焊和二氧化碳气体保护焊。
(4)待焊部件的几何形状，例如大型构件或重型结构，其焊缝规则且填充量较大，宜采用埋弧自动焊。
而对于薄板的点焊和焊缝，宜采用电阻焊。
(5)焊接位置，例如必须采取仰焊的焊缝，则无法使用埋弧焊。
3．按焊接工艺评定标准或设计文件规定，拟定焊接工艺指导书或评定方案、初步工艺。
确定焊接方法后，需制定焊接工艺参数。
焊接工艺参数的种类各不相同，如手弧焊主要包括：焊条型号（或牌号）、直径、电流、电压、焊接电源种类、极性接法、焊接层数、道数、检验方法等等。
4．按照拟定的焊接工艺指导书（或初步工艺）进行试件制备、焊接、焊缝检验（热处理）、取样加工、检验试样。
5．根据所要求的使用性能进行评定。
若评定不合格，应重新修改拟定的焊接工艺指导书或初步工艺，重新评定。
6．整理焊接记录、试验报告，编制焊接工艺评定报告；
评定报告中应详细记录工艺程序、焊接参数、检验结果、试验数据和评定结论，经焊接责任工程师审核，单位技术负责人批准，存入技术档案。
7．以焊接工艺评定报告为依据，结合焊接施工经验和实际焊接条件，编制焊接工艺规程或焊工作业指导书、工艺卡，焊工应严格按照焊接作业指导书或工艺卡的规定进行焊接。
（四）焊接工艺评定要求
1．一般要求
(1)焊接工艺评定应以可靠的钢材焊接性能为依据，并在工程施焊之前完成。 焊接工艺评定所用的焊接参数，原则上是根据被焊钢材的焊接性试验结果来确定的，尤其是热输入、预热温度及后热温度。
对于焊接性已经被充分了解，有明确的指导性焊接工艺参数，并已经实践中长期使用的国内、外生产的成熟钢种，一般不需要由施工企业进行焊接性试验。
对于国内新开发生产的钢种，或者由国外进口未经使用过的钢种，应由钢厂提供焊接性试验评定资料。否则施工企业应收集相关资料，并进行焊接性试验，以作为确定焊接工艺评定参数的依据。
(2)焊接工艺评定所用的设备、仪表应处于正常工作状态，钢材、焊接材料必须符合相应标准，由本单位技能熟练的焊接人员使用本单位焊接设备焊接试件。
(3)主持评定工作和对焊接及试验结果进行综合评定的人员应是焊接工程师。
(4)完成评定后资料应汇总，由焊接工程师确认评定结果。
(5)经审查批准后的评定资料可在同一质量管理体系内通用。例如:
对压力容器焊接工艺评定的基本要求有：
从焊缝处的部位来讲，受压壳体上的纵、环焊缝，法兰、接管、管板上的焊缝和受压元件上的点固焊、吊装焊、组装焊点及耐蚀堆焊层等均要求进行焊接工艺评定。 评定时分别按对接焊缝、角焊缝和堆焊焊缝三种方式制备试板。
其中对接焊缝试板要进行外观检查、射线探伤（无损探伤）、拉伸试验和冲击
试验等；耐蚀堆焊层试板要进行渗透探伤、弯曲试验和化学成分分析。
2．评定规则
(1)改变焊接方法必须重新评定；
当变更焊接方法的任何一个工艺评定的重要因素时，须重新评定；当增加或变更焊接方法的任何一个工艺评定的补加因素时，按增加或变更的补加因素增焊冲击试件进行试验;
(2)任一钢号母材评定合格的，可以用于同组别号的其他钢号母材；同类别号中，高组别号母材评定合格的，也适用于该组别号与低组别号的母材组成的焊接接头;
(3)改变焊后热处理类别，须重新进行焊接工艺评定;
(4)首次使用的国外钢材，必须进行工艺评定;
(5)常用焊接方法中焊接材料、保护气体、线能量等条件改变时，需重新进行工艺评定。
3．评定资料管理
(1)评定的所有原始资料应全部收集，进行系统整理、建档、作为技术资料保存。
(2)企业应明确各项评定的适用范围。
(3)评定资料应用部门根据已批准的评定报告，结合施焊工程或焊工培训需要，按工程或培训项目，分项编制《焊接工艺（作业）指导书》，也可以根据多份评定报告编制一份《焊接工艺（作业）指导书》。
(4)《焊接工艺（作业）指导书>的编制，必须由应用部门焊接专业工程师主持进行。
(5)《焊接工艺（作业）指导书>应在工程施焊或焊工培训考核之前发给焊工，并进行详细技术交底。
1H412033焊接应力与焊接变形及其控制
本条主要知识点是：
焊接应力与变形产生机理；
焊接残余应力的危害及降低焊接应力的措施；
焊接变形的危害性及预防焊接变形的措施。
一、焊接应力与变形产生机理
（一）焊接应力
焊接过程中由于温度场的变化及焊件间的约束，在焊缝及附近区域产生的应力称为焊接应力。
焊接过程中产生的应力超过材料的弹性极限，以致冷却后在焊件中留有未能消除的应力称为焊接残余应力。
（二）变形产生的机理
焊接热输入引起材料局部加热，使焊缝区熔化，而熔池毗邻的高温区材料的热膨胀则受到周围材料的限制，受压产生变形。
在冷却过程中，已发生变形的这部分材料又受到周围材料的制约，不能自由收缩，在不同程度上又拉伸而产生变形。与此同时，熔池凝固，金属冷却收缩也产生了相应的收缩拉应力和变形。这种随焊接热过程而变化的内应力场和构件变形，称为瞬态应力与变形。 在室温条件下，焊后残留于构件中的内应力场和宏观变形称为焊接残余应力与焊接残余变形。
二、焊接残余应力的危害及降低焊接应力的措施
（一）焊接残余应力的危害
影响构件承受静载能力；造成结构脆性断裂；影响结构的疲劳强度；影响结构的刚度和稳定性；应力区易产生应力腐蚀和开裂；影响构件精度和尺寸的稳定性。
1．对结构刚度的影响
当外部载荷产生的应力与结构中某区域的残余应力叠加之和达到屈服点时，这一区域的材料就会产生局部塑性变形，丧失了进一步承受外部载荷的能力，造成结构的有效截面积减小，结构的刚度也随之降低。
2．对受压杆件稳定性的影响
当外部载荷引起的压应力与残余应力中的压应力叠加之和达到屈服点，这一部分截面就丧失进一步承受外部载荷的能力。这就削弱了构件的有效截面积，并改变了有效截面积的分布，降低了受压杆件的稳定性。
3．对静载强度的影响
没有严重应力集中的焊接结构，只要材料具有一定的塑性变形能力，残余应力不影响结构的静载强度。
反之，如材料处于脆性状态，则拉伸残余应力和外部载荷应力叠加有可能使局部区域的应力首先达到断裂强度，导致结构早期破坏。
4．对疲劳强度的影响
残余应力的存在使变载荷的应力循环发生偏移。这种偏移，只改变其平均值，不改变其幅值。结构的疲劳强度与应力循环的特征有关，当应力循环的平均值增加时，其极限幅值就降低，反之则提高。
因此，如应力集中处存在着残余应力，疲劳强度将降低。
5．对焊件加工精度和尺寸稳定性的影响
把一部分材料从焊件上机械切除时，此处的残余应力也被释放。残余应力原来的平衡状态被破坏，焊件发生变形，加工精度受影响。
6．对应力腐蚀开裂的影响
应力腐蚀开裂是拉伸残余应力和化学腐蚀共同作用下产生裂纹的现象，在一定材料和介质的组合下发生。应力腐蚀开裂所需的时间与残余应力大小有关，拉伸残余应力越大，应力腐蚀开裂的时间越短。
（二）降低焊接应力的措施
1．设计措施
(1)构件设计时尽量减少焊缝的数量和尺寸，可减小变形量，同时降低焊接应力。
(2)构件设计时应避免焊缝过于集中，从而避免焊接应力峰值叠加。
(3)优化设计结构，如将容器的接管口设计成翻边式，少用承插式。
2．工艺措施
(1)采用较小的焊接线能量
较小的焊接线能量的输入能有效地减小焊缝热塑变的范围和温度梯度的幅度，从而降低焊接应力。
(2)合理安排装配焊接顺序
合理的焊接顺序，使焊缝有自由收缩的余地，降低焊接中的残余应力。例如，在大型储罐底板的焊接中，先进行短焊缝的焊接，焊接过程中不要加外力约束，使其能够自由收缩，可以有效地降低短焊缝中的残余应力。
(3)层间进行锤击
焊后用小锤轻敲焊缝及其邻近区域，使金属晶粒间的应力得以释放，能有效地
减少焊接残余应力从而降低焊接应力。例如，在进行铸铁部件的焊接时，不及时进行敲击以释放应力，焊缝周边的母材会出现明显的裂纹。
(4)预热拉伸补偿焊缝收缩（机械拉伸或加热拉伸）
对于那些阻碍焊接区自由伸缩的部位，采用预热或机械方式，使之与焊接区同时拉伸（膨胀）和同时压缩（收缩），就能减小焊接应力，这种方法称为预热拉伸补偿法。
(5)焊接高强钢时，选用塑性较好的焊条
选用塑性较好的焊条施焊，由于焊缝的金属填充物具有良好的塑性，通过塑性变形，可有效地减小内应力。
(6)采用整体预热
构件本体上温差越大，焊接残余应力也越大。焊前对构件进行预热，能减小温差和减慢冷却速度，两者均能减小焊接残余应力。
(7)消氢处理
采用低氢焊条以降低焊缝中的含氢量。焊后及时进行消氢处理。都能有效降低焊缝中的氢含量，减小氢致集中应力。
消氢处理的温度一般为300～350℃，保温2～6h 后冷却。消氢处理的主要目的是使焊缝金属中的扩散氢迅速逸出，降低焊缝及热影响区的含氢量，防止氢致应力集中而产生冷裂纹。
(8)采用热处理的方法
整体高温回火、局部高温回火或温差拉伸法（低温消
除应力法，伴随焊缝两侧的加热同时加水冷却）。
由于构件残余应力的最大值通常可达到该种材料的屈
服点极限，而金属在高温下屈服点将降低。所以将构
件的温度升高至某一定数值时，内应力得以部分释放，残余应力的最大值也减少到该温度对应的屈服极限以下。
如果要完全消除结构中的残余应力，则必须将构件加热到其屈服点等于零的温度，所以一般所取的回火温度接近于这个温度。
(9)利用振动法来消除焊接残余应力
构件承受变载荷应力达到一定数值，经过多次振动后，结构中的残余应力逐渐降低，即利用振动的方法可以消除部分焊接残余应力。
一般大型焊件使用振动器消除应力。振动法的优点是设备简单、成本低，时间比较短，没有高温回火时的氧化问题，已在生产上得到一定应用。
三、焊接变形的危害性及预防焊接变形的措施
（一）焊接变形的分类
焊接变形可以区分为在焊接热过程中发生的瞬态热变形和室温条件下的残余变形。就残余变形而言，又可分为焊件的面内变形和面外变形。
1．面内变形：可分为焊缝纵向收缩变形、横向收缩变形和焊缝回转变形。
2．面外变形：可分为角变形、弯曲变形、扭曲变形、失稳波浪变形。
（二）焊接变形的危害
降低装配质量；影响外观质量，降低承载力；增加矫正工
序，提高制造成本。
（三）预防焊接变形的措施
1．进行合理的焊接结构设计
(1)合理安排焊缝位置。焊缝尽量以构件截面的中性轴对称；焊缝不宜过于集中。
(2)合理选择焊缝尺寸和形状。在保证结构有足够承载力的前提下，应尽量选择较小的焊缝尺寸，同时选用对称的坡口。
(3)尽可能减少焊缝数量，减小焊缝长度。
2．采取合理的装配工艺措施
(1)预留收缩余量法
为了防止焊件焊接以后发生尺寸缩短，可以通过计算，将预计发生缩短的尺寸在焊前预留出来。为了保证预留的准确，应将估算、经验和实测三者相结合起来。
(2)反变形法
为了抵消焊接变形，在焊前装配时，先将焊件向焊接变形相反的方向进行人为的变形，这种方法称为反变形法。只要预计准确，反变形控制得当，就能取得良好效果。反变形法常用来控制角变形和防止壳体局部下塌。
(3)刚性固定法
刚性固定法适用于较小的焊件，在焊接施工中应用较多，对防止角变形和波浪变形有显著的效果。为了防止薄板焊接时的变形，常在焊缝两侧加型钢、压铁或楔子压紧固定。此法在焊接大型储罐底板时采用较多。装配压力容器及球罐时，往往采用弧形加强板、日字形夹具进行刚性固定。
(4)合理选择装配程序
对于大型焊接结构，适当地分成几个部件，分别进行装配焊接，然后再拼焊成整体。这样，小部件可以自由地收缩，而不至于引起整体结构的变形。如储罐底板焊接可以先焊短焊缝，再焊长焊缝。
3．采取合理的焊接工艺措施
(1)合理的焊接方法。尽量用气体保护焊等热源集中的焊接方法。不宜用焊条电弧焊，特别不宜选用气焊。
(2)合理的焊接线能量。尽量减小焊接线能量的输入能有效地减小变形。
(3)合理的焊接顺序和方向。
(4)进行层间锤击（打底层不适于锤击）。
1H412034焊接质量检验方法
本条主要知识点是：焊前检查；焊接中检验；焊后检验。
一、焊前检查
从人、机、料、法、环、检六个方面进行检查。
（一）焊工资格检查
检查焊工资格是否在有效期限内，考试项目是否与实际焊接相适应。例如，焊工操作证（合格项目）有效期为4年。若在焊工操作证有效期内中断焊接工作达6个月，也需重新进行焊工的资格考试。
（二）焊接设备检查
焊接设备质量检查包括焊接设备型号、电源极性是否符合工艺要求，焊炬、电缆、气管和焊接辅助工具，安全防护等是否齐全。
（三）原材料检查
原材料检查包括对母材、焊条（焊丝）、焊剂、保护气体、电极等进行检查，是否与合格证及国家标准相符合，及检查包装是否破损、过期等。
（四）技术文件的检查
对焊接结构设计及施焊技术文件的检查要审查焊件结构是否设计合理、便于施焊、易保证焊接质量；检查工艺文件上工艺要求是否齐全、表达清楚；新材料、新产品、新工艺施焊前应检查是否进行了焊接工艺试验。
（五）焊接环境检查
对焊接场所可能遭遇的环境温度、湿度、风、雨等不利条件，检查是否采取可靠防护措施。例如：
出现下列情况之一时，如没采取适当的防护措施，应立即停止焊接工作。
1．采用电弧焊焊接时，风速等于或大于8m/s;
2．气体保护焊接时，风速等于或大于2m/s;
3．相对湿度大于90%;
4．采用低氢型焊条电弧焊时，风速等于或大于5m ／s;
5．下雨或下雪；
6．管子焊接时未垫牢，管子悬空或处于外力作用下；
7．打底焊时，施焊环境处于强振动或敲击工况中。
（六）焊接过程的检查
为了确保焊接工艺指导书规定的各项参数的正确执行，通常的做法是增加检查的程序，既由专职或兼职质检员从焊接工序初始，就对人、机、料、法、环等各因素进行过程检查、监控，主要检查装配质量是否符合图样要求，坡口表面是否清洁、装夹具及点固焊是否合理，装配间隙和错边是否符合要求，是否要考虑焊接收缩量等。
有效的检查能显著提高焊接质量和合格率。
二、焊接中检验
（一）焊接工艺
焊接中是否执行了焊接工艺要求，包括焊接方法、焊接材料、焊接规范（电流、电压、线能量）、焊接顺序、焊接变形及温度控制。
（二）焊接缺陷
多层焊层间是否存在裂纹、气孔、夹渣等缺陷，缺陷是否已清除。
（三）焊接设备
三、焊后检验
（一）外观检验
1．利用低倍放大镜或肉眼观察焊缝表面是否有咬边、夹渣、
气孔、裂纹等表面缺陷。
2．用焊接检验尺测量焊缝余高、焊瘤、凹陷、错口等。
3．检验焊件是否变形。
例如，大型立式圆柱形储罐焊接外观检验要求，对接焊缝的
咬边深度，不得大于0.5mm; 咬边的连续长度，不得大于100mm; 焊缝两侧咬边的总长度，不得超过该焊缝长度的10%;咬边深度的检查，必须将焊缝检验尺与焊道一侧母材靠紧。
（二）致密性试验
1．液体盛装试漏
对于不承压的容器、设备、管道，可采用直接盛装检验用液体的方法，通过检查容器、设备、管道的焊缝外侧是否有渗漏以试验焊缝致密性。
2．气密性试验
将压缩气体通入容器或管道内至规定的检验压力，在焊缝外部涂发泡剂（例如肥皂水），检查焊缝是否有气泡渗漏。
3．氨气试验
焊缝一侧通入氨气，另一侧焊缝贴上浸过酚酞一酒精、水溶液的试纸，若有渗漏，试纸上呈红色。
4．煤油试漏
在焊缝一侧涂刷白垩粉水溶液，待其干燥后，会在焊缝上附着一层白垩粉。在焊缝的另一侧浸煤油。如有渗漏，漏点处的白垩粉上会留下油渍。
5．氦气试验
焊缝一侧通入氦气，另一侧用氦气检漏仪来检测。如果有泄漏，氦气检测仪会发出报警。以此来测定焊缝的致密性。
6．真空箱试验
在焊缝上涂上发泡剂（例如肥皂水），用真空箱覆盖在涂有发泡剂的待检焊缝上，抽真空。若有渗漏，会透过真空箱的观察视窗观察到有气泡产生。真空试漏箱检测法适用于焊缝另一侧为封闭的场所，例如，储罐罐底焊缝。
（三）强度试验
1．液压强度试验常用水进行，试验压力为设计压力的1.25～1.5倍。
2．气压强度试验用气体为介质进行强度试验，试验压力为设计压力的1.15～
1.20倍。
（四）无损检测
常用焊缝无损检测方法有：
1．射线探伤方法(RT)
目前应用较广泛的射线探伤方法是利用(x、γ) 射线源发出的贯穿辐射线穿透焊缝后使胶片感光，焊缝中的缺陷影像便显示在经过处理后的射线照相底片上，能发现焊缝内部气孔、夹渣、裂纹及未焊透等缺陷。
2．超声波探伤(UT)
利用压电换能器件，通过瞬间电激发产生脉冲振动，借助于声耦合介质传入金属中形成超声波，超声波在传播时遇到缺陷就会反射并返回到换能器，再把声脉冲转换成电脉冲，测量该信号的幅度及传播时间就可评定工件中缺陷的位置及严重程度。
超声波比射线探伤灵敏度高，灵活方便，且周期短、成本低、效率高、对人体无害，但显示缺陷不直观，对缺陷判断不精确，受探伤人员经验和技术熟练程度影响较大。
3．渗透探伤(PT)
当含有颜料或荧光粉剂的渗透液喷洒或涂敷在被检焊缝表面上时，利用液体的毛细作用，使其渗入表面开口的缺陷中，然后清洗去除表面上多余的渗透液，干燥后施加显像剂，将缺陷中的渗透液吸附到焊缝表面上来，从而观察到缺陷的显示痕迹。
液体渗透探伤主要用于检查坡口表面、碳弧气刨清根后或焊缝缺陷清除后的刨槽表面、工卡具铲除的表面以及不便磁粉探伤部位的表面开口缺陷。
4．磁性探伤(MT)
利用铁磁性材料表面与近表面缺陷会引起磁率发生变化，磁化时在表面上产生漏磁场，并采用磁粉、磁带或其他磁场测量方法来记录与显示缺陷的一种方法。
磁性探伤主要用于检查表面及近表面缺陷。该方法与渗透探伤方法比较，不但探伤灵敏度高、速度快，而且能探查表面一定深度下缺陷。
5．涡流探伤(ET)
其检验参数控制相对困难，可检验导电材料表面或焊缝与堆焊层表面或近表面缺陷。
6．超声波衍射时差法(TOFD)
用于缺陷的检测、定量和定位。
衍射时差法超声(简称TOFD) 检测技术在超高压管道焊接检查上已使用。
(1)TOFD技术优越性
1) 一次扫查几乎能够覆盖整个焊缝区域（除上下表面
盲区），可以实现非常高的检测速度；
2) 可靠性要好，对于焊缝中部缺陷检出率很高；
3) 能够发现各种类型的缺陷，对缺陷的走向不敏感；
4) 可以识别向表面延伸的缺陷；
5) 采用D-扫描成像，缺陷判读更加直观；
6) 对缺陷垂直方向的定量和定位非常准确，精度误差
小于1mm;
7) 和脉冲反射法相结合时检测效果更好，覆盖率100%。
(2)TOFD技术局限性
1) 近表面存在盲区，对该区域检测可靠性不够；
2) 对缺陷定性比较困难；
3) 对图像判读需要丰富经验；
4) 横向缺陷检出比较困难；
5) 对粗晶材料，检出比较困难；
6) 对复杂几何形状的工件比较难测量。
7．其他检测方法。
包括：大型工件金相分析；铁素体含量检验；光谱分析；手提硬度试验；声发射试验等。
8．无损探伤的应用（案例题素材）
对压力容器焊接接头质量检测方法的选择要求有：
(1)压力容器壁厚小于等于38mm 时，其对接接头应采用射线检测，由于结构等原因，不能采用射线检测时，允许采用可记录的超声检测。
(2)容器壁厚大于38mm(或小于38mm ，但大于
20mm ，且材料抗拉强度规定值下限大于等于
50MPa) 时，其对接接头如采用射线检测，则每条焊
缝还应附加局部超声检测，局部检测比例为原检测比
例的20%，附加检测应包括所有焊缝交叉部位。
(3)对有无损检测要求的角接接头，T 形接头，不能进
行射线或超声检测时，应做100%表面检测。
(4)铁磁性材料压力容器的表面检测应优先选用磁粉检测。
(5)有色金属制压力容器对接接头应尽量采用射线检测。