起重机械金属机构焊接机工艺

起重机械金属机构焊接机工艺（供特种设备钢结构焊工培训参考）前 言焊接工艺是起重机械金属结构制造的主要工艺，焊接质量和装配工艺的好坏，直接关系到起重机械产品质量，本书结合国家质量技术监督总局关于机电类特种设备的起重机械的有关规程，并结合起重机械制造要求和质量控制的内容与要求，系统地介绍了焊接的基础知识及起重机械制造工艺。该书主要适用于焊接培训学习之用，亦可推荐给起重机械工程技术人员及其中进行检验员参考。该书同时有相应配套习题集和答案，为特种设备焊接的机构焊接工实行计算机上机考前辅导提供方便。本书由上海市特种设备监督检验技术研究院组织编写，参加编写人员有胡宝良、葛语态、许留关、顾福明等，参见编写讨论的人员还有周锦儒、王孙耀等，陈建元，王锬主审，顾福明、许留关负责统稿。该书在编写过程中，得到了上海市质量技术监督特种设备监察处相关领导、上海船厂船舶有限公司，上海四方锅炉集团（工程成套有限公司）上海市特种设备管理协会等单位大力支持。在此表示衷心感谢。由于水平有限，时间仓促，本教材如有不当、漏误之处请批评指正。 编者 2007年10月 抄写者：何松园鸿 2011年1月目 录第一章 绪 论1第一节 有关法律法规1第二节 焊接概述 4第二章 焊接电弧及弧焊电源8第一节 焊接电弧的定义与弧焊电源的特性8第二节 焊接电弧的温度分布及极性12第三节 减少或防止焊接电弧磁偏吹的措施14第四节 常用呼喊电源的种类及选用原则15第五节 逆变式弧焊电源简介24第三章 焊接接头及焊缝形式26第一节 焊接接头的形式26第二节 焊第一节缝的形式38第三节 坡口形式与加工方法30第四节 钢结构焊接中常用的焊缝符号32第四章 常用电弧焊工艺34第一节 焊条电弧焊34第二节 埋弧焊41第三节 CO2气体保护焊43第四节 手工钨极氩弧焊45第五节 等离子弧焊50第五章 钢材基本知识及焊接材料53第一节 钢材基本知识53第二节 焊条55第三节 焊丝与焊剂58第四节 气体保护焊用气体及钨极60第五节 常用母材与焊接材料的匹配举例61第六章 焊接缺陷及检验方法62第一节 外表缺陷与检验方法62第二节 内部缺陷与检验方法63第三节 缺陷返修的常识69第七章 焊接应力与变形70第一节 焊接应力的种类与产生原因70第二节 焊接变形的种类与产生的原因71第三节 焊接应力和变形对焊接结构的影响72第四节 防止焊接应力与变形的主要措施73第八章 焊接工艺评定及焊工考试80第一节 焊条电弧焊操作安全技术80第二节 焊接工艺技术文件88第三节 焊工考试92第九章 常用电弧焊操作安全技术97第一节 焊条电弧焊操作安全技术97第二节 埋弧自动焊操作安全技术99第三节 CO2气体保护焊操作安全技术100第四节 手工钨极氩弧焊操作安全技术101第五节 等离子弧焊接与切割操作安全技术102第六节 急救与灭火器材常识103第七节 焊接生产的危险因素与有害因素106第十章 起重机械钢结构制造要求108第一节 起重机钢结构的种类和特点108第二节 起重机钢结构技术要求115第三节 起重机钢结构焊接质量122第四节 钢材除锈与预处理127 第十一章 起重机械梁的制造工艺130第一节 板材的切割和拼装130第二节 相形主梁半成品组装与焊接141第三节 箱形主梁整体组装焊接141第四节 梯形主梁工艺要点150第五节 端梁工艺要点153第十二章 起重机械桁架的制造工艺155第一节 型材备料155第二节 地线及定位板156第三节 T形杆件157第四节 桁架整体组装与焊接158第十三章 其他构件的制造工艺161第一节 小车架工艺141第二节 支腿工艺要点169第三节 门式起重机下横梁工艺要点174第十四章 典型钢结构生产举例181第一节 封闭式箱形梁焊接要素的简介181第二节 方形立柱举例185第三节 工字型钢板梁玉一般钢结构件的焊接施工187 第一章 绪论第一节 有关法律法规一、我国将起重机械归类于特种设备特种设备是涉及生命安全、危险性较大的承压、载人和吊运设备或设施，包括锅炉、压力容器、压力管道、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施、场（厂）内机动车辆等八个种类。由于特种设备涉及生命安全、危险性较大、国家颁布了一些列法律和法规来规范、管理和监察特种设备，以确保安全，保护人民群众生命安全。我国的法律和法规体系由法律行政法规部门行政法规安全技术规范引用标准等五个层次构成。现行法律涉及特种设备安全的有中华人民共和国劳动法中华人民共和国产品质量法中华人民共和国安全生产法，还将拟定特种设备安全法。行政法规有国务院制定的特种设备安全监察条例。中华人民共和国安全生产法第三十条规定“生产经营单位使用涉及生命安全、危险性较大的特种设备，以及危险物品的容器、运输工具，必须按照国家有关规定，有专业生产单位生产，并经取得专业资质的检测，检验合格，取得安全使用证或者安全标志，方可投入使用。检测、检验机构对检测、检验结果负责。涉及生命安全。危险性较大的特种设备的目录由国务院负责特种设备安全监督管理的部门制定，报国务院批准后执行。”中华人民共和国安全生产法第五十条规定“从业人员应当接受安全生产教育培训，掌握本职工作所需要的安全生产知识，提高安全生产技能，增强事故预防和应急处理能力”中华人民共和国安全生产法第八十三条规定“生产经营单位有下列行为之一的，责令限期改正，责令停止建设或者停产停业整顿，可以并处5万元一下的罚款：造成严重后果，构成犯罪的依照刑法有关规定追究刑事责任：（八）特种设备以及危险物品的容器运输工具未取得专耶资质的机构检测、检验合格，取得安全使用证或安全标志，投入使用的；这里安全生产法对涉及人民群众生命安全，危险性较大，极易造成事故的特种设备认为其产品质量好坏，关系重大，为了保证这类产品的质量，对其生产和使用必须做出较为严格的规定，安全生产法规定了多重保障的要求，首先这类产品必须根据国家有关规定，由专业生产单位生产，其他任何单位和个人不得生产。其次在投入使用前，还必须取得=专业资质的检测检验机构的检测、检验合格，取得安全使用证或者安全标志，方可投入使用。未经检测。检验或者经检测、检验不合格的，不得投入使用。特种设备安全监察条例已经2003年2月19日国务院第68次常务会议通过，并于2003年6月1日起施行。又称第373号文，是为了加强特种设备的安全监察，防止与减少事故，保障人民群众生命及财产安全，促进经济发展而制定的。是一部全面规范特种设备的生产，使用、检验检测机安全监察工作的法制化、科学化、程序化的行政法规。它是强制性的法规。特种设备安全监察条例对特种设备的生产（含设计、制造、安装、维修），使用，检验检测及监督检查都实施严格的控制及管理。其中规定对实施生产许可证的特种设备，由国家质量技术监督检验检疫总局统一实行生产许可证制度，对安装、维修保养、改造单位必须具备相应条件，取得资格证书后，方可承担认可项目的业务。对特种设备的使用和管理要执行注册登记制度，安全技术性能定期检验制度，使用单位必须制定以岗位责任制为核心、包括各种管理措施在内的特种设备安全使用和维保的管理制度，对有使用寿命规定的特种设备或部件应按相应规定予以报废和更新，对要求校验周期的安全附件和仪器必须安全校验，另外特种设备的使用单位应根据特种设备的不同特性建立相适应的事故应急救援预赛预案。同时特种设备安全监察条例第三十九条规定，锅炉、压力容器、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施的作业人员应按国家有关规定，经特种设备安全监督管理部门考核合格取得国家统一格式的特种作业人员证书，方可从事相应的作业或管理工作。2005年7月1日起实施的特种设备作业人员监督管理办法（又称国家质量监督检验检疫总局第70号令）颁布的特种设备作业人员种类与项目目录，其中序号09规定特种设备焊接作业包括承压焊、结构焊。所以作为特种设备的起重机械的制造、安装、修理、改造环节所有的焊接作业必须取得“特种设备作业人员证”方可从事相应的作业。二、怎样确保起重机械的安全有效的使用 既然起重机械涉及人民群众的生命安全，危险性很大，极易造成事故，中华人民共和国安全生产法规定了多重的安全保障要求。首先是起重机械的产品质量要有保障，规定起重机械由专业生产单位生产，其他任何单位和个人不得生产。因在起重机械的制造中焊接质量占有很大比例，而且焊接质量的好坏，其隐蔽性很强，有的焊缝表面非常好看，但焊缝内部有严重窟窿、未焊透、夹渣、裂纹、甚至嵌焊条头等等，这对使用安全是极大地威胁。其次起重机械在投入使用前，还必须取得专业资质的检测、检验机构检测、检验合格方可取得安全使用证或者安全标志。再者起重机械在使用中必须进行管理人员、操作人员培训，这些人员应具备必要的起重机械安全作业知识，在作业中严格执行起重机械的操作规程和有关安全规章制度，在作业过程中发现 事故隐患或其他不安全因素，应立即向特种设备管理人员和单位有关负责人报告。因为在使用中的野蛮操作，不遵守安全操作规程，不进行维护保养，不定期检测、检验，就会造成事故。三、目前起重机械的制造、安装、维修、改造中焊接工作存在的问题由于起重机械的制造、安装、维修、改造中焊接工作对产品质量关系重大，但个别单位不重视焊接质量，举其中一些例子：（1） 由于冷作和下料中疏忽或差错，造成要焊接的地方间隙过大，有的焊工就在间隙嵌焊条头、铁块等，表面焊缝很漂亮，但无法承受正常起重工作所受的力，造成事故。（2） 焊缝截面尺寸过小，即角焊焊脚小于图样或技术标准规定的高度和宽度，造成承载能力达不到设计的要求。（3） 有的焊工技能不好，焊缝有咬边、端部凹陷、弧坑裂纹等等。（4） 有的焊工不按焊接工艺进行焊接，过分采用大焊接电流，形成焊缝处加热过度，是熔敷金属晶粒粗大，焊接接头热影响区性能下降，成为日后产生裂纹的发源地。（5） 还有的焊工在焊接含碳量较高的钢，不采取相应措施，焊后产生热裂纹冷裂纹。 由于起重机械所用材料大部分是Q235的板材和型钢，又是热轧状态供货，只要正规钢厂的都能做到组织紧密，强度均匀，但焊缝内部金属，与相焊的母材比较，其组织疏松，晶粒粗大，组织不均匀、更重要的是凡焊接接头都有热影响区，这是无法消除的，焊缝中的熔敷金属还有办法在焊条芯或药皮中加入增强金属元素来提高性能，但热影响区的性能下降，是无法避免的。例如：在拉力试验中，试验的断裂处总在热影响区，而冲击试验中焊缝金属的冲击值大大低于母材的冲击值等等。所以焊接接头是构件中薄弱环节。四、为保证起重机械的制造、安装、维修、改造中的焊接质量，必须对焊工进行培训和考核2001年9月中共中央在下发的公民道德建设实施纲要中指出：“职业道德是所有作业人员在职业活动中应该遵循的行为准则，涵盖了做作业人员与服务对象，职业与职工，职业与职业之间的关系。随着现代社会分工的发展与专业化程度的增强，市场竞争日趋激烈。整个社会对作业人员的职业观念，职业态度，鼓舞群众，奉献社会为主要内容的职业道德，激励人们在从业活动中争当一个好建设者。