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焊接基础理论 · 构建知识根基
金属材料性能与焊接性
承压类设备常用材料包括碳素钢（如Q245R、Q345R）、低合金钢（如15CrMoR、13MnNiMoR）、不锈钢（如06Cr19Ni10）及低温钢（如09MnNiDR）。焊接性主要受化学成分、板厚、结构刚性及环境温度影响。其中碳当量（CE）是关键指标：
- CE = C + Mn/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Ni+Cu)/15
当CE＜0.4%时，材料焊接性优良；CE=0.4%~0.6%时，需预热；CE＞0.6%时，必须采取严格预热与后热措施。例如Q345R（CE≈0.42%）在厚度＞30mm时，预热温度一般为100~150℃。
焊接冶金过程与缺陷形成
焊接过程中，熔池金属经历熔化—冶金反应—凝固—相变全过程，易产生以下典型缺陷：
- 气孔：主要由H₂、CO、N₂引起。氢致气孔多出现在低合金钢焊缝，常呈“虫蛀状”；CO气孔多见于高碳钢焊接，因脱氧不足形成；N₂气孔则源于保护气体不纯或空气侵入。
- 裂纹：热裂纹（凝固裂纹）多发生在焊缝中心，呈沿晶分布；冷裂纹（延迟裂纹）多出现在热影响区，具有延迟性，与氢扩散、淬硬组织及应力集中三要素相关。
- 未熔合与未焊透：前者指焊缝金属与母材或层间未熔合；后者指接头根部未完全熔透。二者均显著降低接头承载能力，是承压设备检验中的重点排查对象。
焊接方法与设备选择
承压类焊接主要采用：
- 手工电弧焊（SMAW）：适用于各种位置、厚度及材料，设备简单，灵活性强，是现场施工主流方法。
- 钨极氩弧焊（GTAW）：用于打底焊，尤其适用于不锈钢、铝合金及薄板，保护气体为高纯氩（≥99.99%）。
- 熔化极气体保护焊（GMAW）：效率高，适合中厚板长焊缝，常用CO₂或Ar+CO₂混合气。
设备选择需考虑：电源外特性（平特性用于GMAW，陡降特性用于SMAW/GTAW）、动特性（影响电弧稳定性）、功率匹配（与焊条/焊丝直径匹配）等。
承压设备焊接工艺 · 精准控制参数
焊接工艺规程（WPS）核心要素
WPS是指导焊接作业的法定技术文件，必须由焊接责任工程师编制并经审核批准。关键参数包括：
- 焊接电流与电压：电流过大会导致烧穿、晶粒粗大；过小则未熔合、夹渣。电压影响熔宽与飞溅，过高易产生气孔。
- 预热温度与层间温度：预热可降低冷却速度，促进氢扩散逸出。例如15CrMoR焊接时，预热150~200℃；层间温度通常不低于预热温度。
- 后热与热处理：后热（200~350℃保温2~6h）可进一步去氢；焊后热处理（如620±15℃保温）用于消除应力、改善组织。
典型承压设备焊接要点
压力容器筒体环缝焊接：
- 多层多道焊，每层厚度≤3mm；
- 采用短弧焊，避免电弧拉长；
- 层间清渣彻底，防止夹渣；
- 收弧时填满弧坑，防止弧坑裂纹。
接管与筒体角焊缝：
- 保证焊脚尺寸符合设计（通常为较薄板厚度）；
- 采用对称焊、退步焊，控制变形；
- 角焊缝应有熔深，实现“熔合无凹陷”。
不锈钢焊接特别注意：
- 采用小电流、快焊速，减少热输入；
- 控制层间温度≤150℃，防止晶间腐蚀；
- 背面保护（TIG焊时），防止氧化；
- 焊后酸洗钝化，恢复耐蚀性。
安全规范标准 · 守牢安全底线
法规与标准体系
承压类焊工必须掌握以下核心法规与标准：
- 《特种设备安全法》：明确焊接操作人员须持证上岗，无证操作导致事故将追究刑事责任。
- 《TSG Z6002—2010 考核细则》：规定考试内容、项目代号（如SMAW-FeII-2G-12/Fef3）、复审周期（4年）等。
- GB/T 3375—1994《焊接术语》：统一术语定义，避免理解偏差。
- GB 9448—1999《焊接与切割安全》：涵盖防火防爆、通风、防护用品等要求。
现场安全操作规范
防火防爆措施：
- 动火前办理《动火许可证》，清除10m内易燃物；
- 容器内焊接前，必须置换合格（O₂：19.5%~23.5%，可燃气体＜0.2%）；
- 气瓶间距≥5m，距明火≥10m，夏季防晒，冬季禁用明火解冻。
个人防护要求：
- 焊接作业必须穿戴：阻燃焊工服、电焊手套、面罩（自动变光优先）、安全鞋；
- 密闭空间作业需专人监护，配备通风设备与应急绳；
- 打磨作业佩戴护目镜与防尘口罩。
应急处置：
- 触电：立即切断电源，用绝缘物挑开电线，进行心肺复苏；
- 火灾：使用干粉或CO₂灭火器，禁用泡沫（电火）；
- 灼伤：冷水冲洗15min，覆盖清洁布送医，禁用牙膏、酱油等。
实操关联知识 · 理论指导实践
焊缝外形尺寸与合格判定
理论考试虽不直接测量尺寸，但需掌握合格标准：
- 焊缝余高：对接焊缝余高一般为0~3mm（常压容器可放宽至4mm），过高易引起应力集中；
- 焊缝宽度差：同层焊道宽度差≤3mm，保证外观均匀；
- 咬边深度：承压设备不得＞0.5mm，长度≤焊缝总长10%；
- 错边量：≤板厚10%且≤3mm（设计文件优先）。
无损检测（NDT）基础知识
焊缝质量需通过NDT验证，考生应了解：
- 射线检测（RT）：对气孔、夹渣、未熔合敏感，底片评级（Ⅰ级合格）；
- 超声检测（UT）：对裂纹、未焊透敏感，适用于厚板；
- 磁粉检测（MT）：仅适用于铁磁性材料，检测表面及近表面缺陷；
- 渗透检测（PT）：适用于非磁性材料，仅检表面开口缺陷。
常见缺陷在RT底片上的特征：
- 气孔：圆形或椭圆形黑点，黑度较均匀；
- 夹渣：不规则黑块，边缘不齐；
- 未焊透：沿焊缝中心连续或断续黑线；
- 裂纹：细长黑线，两端尖细，呈波浪状。
焊接缺陷返修要求
根据《承压设备焊接规程》（NB/T 47015）：
- 同一部位返修次数不得超过2次；
- 返修前分析原因，制定返修工艺；
- 清除缺陷后，按原工艺重新焊接；
- 返修后需重新进行无损检测。
特别注意：对于热处理状态（如正火+回火）钢材，返修后可能需重新热处理，不可直接返修。