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1、青島華世潔環(huán)?？萍加邢薰?2011年第一期焊工培訓,第一章,焊接基本知識,一、焊接的概念及分類 焊接就是通過加熱或加壓，或者兩者并用，并且用或不用填充材料使焊件達到結合的一種加工方法。 按造焊接過程中金屬所處的狀態(tài)不同，可以把焊接方法分為熔焊、壓焊、釬焊三類。 1、熔焊，熔焊是在焊接過程中將焊接接頭加熱至熔化狀態(tài)，不加壓力完成的焊接方法。我們常用的焊條電弧焊、CO2氣體保護焊、氬弧焊、埋弧焊、氣焊等都屬于這種焊接方法。 2、壓焊，壓焊是在焊接過程中必須對焊件施加壓力（加熱或不加熱），以完成焊接的方法。電阻焊、摩擦焊、爆炸焊等都屬于這種焊接方法。,3、釬焊，釬焊是采用比母材熔點低的金屬材料作釬

2、料將焊件和釬料加熱到高于釬料的熔點，低于母材的熔化溫度，利用液態(tài)釬料潤濕母材填充接頭間隙并與母材相互擴散實現(xiàn)連接焊件的方法。常見的釬焊方法有烙鐵釬焊、火焰釬焊等。二、焊接電弧 1、電弧的組成 由焊接電源供給的，具有一定電壓的兩極間，在氣體介質中，產(chǎn)生強烈而持久的放電現(xiàn)象稱為焊接電弧。焊接電弧由陰極區(qū)、陽極區(qū)、弧柱區(qū)三個部分組成。如下圖：,焊接電弧的三個區(qū)域弧柱區(qū)溫度最高（約為6000K）、陽極區(qū)次之（約為4200K）、陰極區(qū)溫度最低（約為3500K） 注：1K=1 +273.15,不同焊接方法，陽極區(qū)和陰極區(qū)溫度也不盡相同，各種焊接方法陰極區(qū)與陽極區(qū)溫度比較如下表：,2、焊接時的極性和應用 用

3、直流電源焊接時焊件接電源正極，工件接電源負極稱為正接；焊件接電源負極，工件接電源正極稱為反接。交流電源不存在正反接。 焊接時極性的選用 直流弧焊時，為獲得較大的熔深，可采用正接，這是因為電弧的陽極區(qū)溫度較高，在焊接薄板時，為防止燒穿，可采用反接。當采用低氫型（堿性）焊條時，為保證電弧穩(wěn)定性必須采用反接。,3、焊接電弧的偏吹 在焊接過程中，因氣流的干擾、磁場的作用或焊條偏心的影響，會出現(xiàn)電弧中心偏離電極軸線的現(xiàn)象。這就是所謂的電弧偏吹。電弧偏吹不僅是焊接發(fā)生困難，甚至息弧。對焊接質量也將帶來較大影響。產(chǎn)生偏吹的主要原因如下： 1）焊條偏心度過大 2）電弧周圍氣流的干擾 3）磁偏吹 使用直流焊機焊

4、接時，因受到焊接回路產(chǎn)生的電磁力的作用而產(chǎn)生的電弧偏吹，稱為電弧的磁偏吹。造成磁偏吹的主要原因如下： （1）接地線位置不當引起的偏吹 （2）鐵磁物質引起的偏吹 （3）焊條和焊件位置不對稱引起的磁偏吹,當磁偏吹存在時，焊接電流越大，磁偏吹現(xiàn)象就越嚴重。電弧的吃偏吹現(xiàn)象只有在使用直流焊機時才會產(chǎn)生，對于交流電源而言，一般不會產(chǎn)生明顯的磁偏吹現(xiàn)象。 減少或防止電弧偏吹的方法 （1）焊接時，在條件允許的情況下盡量使用交流電源焊接。 （2）露天操作時，如有大風則必須用擋板遮擋，對電弧進行保護。在管子焊接時，必須將管口堵住，防止氣流對電弧的干擾。 （3）在焊縫兩端各加一小塊附加鋼板（引弧板和引出板），是電

5、弧兩側磁力線分布均勻并減少熱對流的影響，以克服電弧的偏吹。 （4）采用短弧焊接,（5）在操作時適當調整焊條角度，是焊條偏吹的方向轉向熔池，這種方法在實際工作中應用的較廣泛。 （6）適當改變焊件接地線部位，盡可能使電弧周圍磁力線分布均勻，如在焊件兩端均接地線。 （7）盡量采用小電流焊接對克服磁偏吹也有一定作用。,三、焊接參數(shù) 焊接參數(shù)是指為保證焊接質量而選定的諸物理量的總稱。焊條電弧焊的焊接參數(shù)主要是指焊條直徑、焊接電流、電弧電壓、焊接速度等。而電弧電壓和焊接速度在焊條電弧焊中不作原則規(guī)定，可根據(jù)具體情況靈活掌握。,1）焊條直徑 為了提高生產(chǎn)效率，盡可能選用較大直徑的焊條 ，但是焊條直徑過大，未

6、焊透或焊縫成型不良，因此要正確選用焊條直徑，焊條直徑可根據(jù)以下情況選用 （1）焊件厚度 厚度較大的焊條可選用較大直徑的焊條，反之焊接薄件應選用較小直徑的焊條。 （2）焊縫位置 焊接平焊焊縫時焊條直徑規(guī)格可比其他位置大一些，而立、仰、橫焊所選焊條直徑應小一些，這是為了造成較小的熔池，減少熔化金屬的下淌。 （3）焊接層數(shù) 進行多層焊接時，為防止根部未焊透對多層焊的第一層焊道應采用直徑較小的焊條進行焊接，以后各層可根據(jù)焊件厚度選用較大直徑的焊條。,2）焊接電流 增大焊接電流可以提高生產(chǎn)效率，但焊接電流過大易造成焊縫咬邊燒穿等缺陷，同事金屬組織也會因過熱而發(fā)生變化；而焊接電流過小也易造成夾渣、未焊透等

7、缺陷，降低焊接接頭的力學性能，所以應適當選擇焊接電流，焊接時決定焊接電流的因素很多，但主要是焊條直徑和焊接位置。 （1）焊接電流和焊條直徑的關系 焊接電流和焊條直徑的關系可以根據(jù)下面的公式來確定 I=Kd式中 I焊接電流/A d焊條直徑/mm K經(jīng)驗系數(shù) 焊條直徑d與經(jīng)驗系數(shù)K的關系見下表,根據(jù)以上公式所求得的電流只是一個大概數(shù)值，在實際生產(chǎn)中還要考慮其他一些因數(shù)的影響，如一般在使用堿性焊條時，焊接電流要比酸性焊條小一些。 （2）焊接電流和焊縫位置的關系 在焊接平焊焊縫時，由于運條和控制熔池中熔化金屬都比較容易，因此可選擇較大的焊接電流進行焊接，其他焊接位置時，為了避免熔化金屬從熔池中流出，要

8、使熔池盡可能小一些所以焊接電流要比平焊是小一些。 在實際工作中，可根據(jù)經(jīng)驗從焊條熔化狀況、飛濺和焊縫成形等方面來選擇合適的電流。 3）電弧電壓 電弧電壓由電弧長度來決定，,在焊接時力求是用短弧。 4）在能夠將保證焊縫質量前提下盡量提高焊接速度，以提高生產(chǎn)效率。,3）電弧電壓當其它條件不變時，電弧電壓增長，焊縫寬度顯著增加而焊縫厚度和余高將略有減少，這是因為電弧電壓增加意味著電弧范圍的增加，因此電弧擺動范圍擴大而導致焊縫寬度增加。其次，弧長增加后，電弧的熱量損失加大，所以用來熔化母材和焊絲的熱量減少，相應焊縫厚度和余高就略有減小。,4）焊接速度焊接速度對焊縫厚度和焊縫寬度有明顯的影響。當焊接速度

9、增加時，焊縫厚度和焊縫寬度都,大為下降，這是因為焊接速度增加時，焊縫中單位時間內輸入的熱量減少了。,從焊接生產(chǎn)過程中，應綜合考慮生產(chǎn)效率、焊接質量等因素，對以上四個工藝參數(shù)進行綜合考慮、選用。,四、焊接接頭的種類及接頭型式焊接中，由于焊件的厚度、結構及使用條件的不同，其接頭型式及坡口形式也不同。焊接接頭型式有：對接接頭、T形接頭、角接接頭及搭接接頭。(一)對接接頭兩件表面構成大于或等于135，小于或等于180夾角的接頭，叫做對接接頭。在各種焊接結構中它是采用最多的一種接頭型式。如圖1所示。,(二)角接接頭,兩焊件端面間構成大于30、小于135夾角的接頭，叫做角接接頭，見下圖。這種接頭受力狀況不

10、太好，常用于不重要的結構中。,圖：角接接頭(a)I形坡口；(b)帶鈍邊單邊V形坡口,(三)T形接頭一焊件的端面與另一焊件表面構成直角或近似直角的接頭，叫做T形接頭，見下圖。,圖： T形接頭,（四）搭接接頭兩焊件部分重疊構成的接頭叫搭接接頭，見下圖。,圖： 搭接接頭(a)I形坡口，(b)圓孔內塞焊；(c)長孔內角焊,搭接接頭根據(jù)其結構形式和對強度的要求，分為不開坡口、圓孔內塞焊和長孔內角焊三種形式，如上圖。I形坡口的搭接接頭，一般用于厚度12mm以下的鋼板，其重疊部分2(1+2) 。這種接頭用于不重要的結構中。當遇到重疊部分的面積較大時，可根據(jù)板厚及強度要求，分別采用不同大小和數(shù)量的圓孔內塞焊或

11、長孔內角焊的接頭型式。,（五）壓力容器焊接接頭種類劃分及要求,容器主要受壓部分的焊接接頭分為A、B、C、D四類，如下圖所示。,a）圓筒部分的縱向接頭（多層包扎容器層板層縱向接頭除外）、球形封頭與圓筒連接的環(huán)向接頭、各類凸形封頭中的所有拼焊接頭以及嵌入式接管與殼體對接連接的接頭，均屬A類焊接接頭。,b）殼體部分的環(huán)向接頭、錐形封頭小端與接管連接的接頭、長頸法蘭與接管連接的接頭，均屬B類焊接接頭,但已規(guī)定為A、C、D類的焊接接頭除外。,c）平蓋、管板與圓筒非對接連接的接頭，法蘭與殼體、接管連接的接頭，內封頭與圓筒的搭接接頭以及多層包扎容器層板層縱向接頭，均屬C類焊接接頭。 d）接管、人孔、凸緣、補

12、強圈等與殼體連接的接頭，均屬D類焊接接頭，但已規(guī)定為A、B類的焊接接頭除外。,A、B類焊接接頭對口錯邊量b(見圖)應符合下表的規(guī)定。鍛焊容器B類焊接接頭對口錯邊量b應不大于對口處鋼材厚度S的1/8，且不大于5 mm。,復合鋼板的對口錯邊量b(見下圖)不大于鋼板復層厚度的50%，且不大于2mm。,B類焊接接頭以及圓筒與球形封頭相連的A類焊接接頭，當兩側鋼材厚度不等時，若薄板厚度不大于10 mm，兩板厚度差超過3 mm。若薄板厚度大于10 mm，兩板厚度差大于薄板厚度的30%,或超過5 mm時，均應按下圖的要求單面或雙面削薄厚板邊緣，或按同樣要求采用堆焊方法將薄板邊緣焊成斜面。,板材削薄示意圖,五

13、、焊縫坡口的基本形式與尺寸,(一)坡口形式根據(jù)坡口的形狀，坡口分成I形(不開坡口)、V形、Y形、雙Y形、U形、雙U形、單邊V形、雙單邊Y形、J形等各種坡口形式。V形和Y形坡口的加工和施焊方便，但焊后容易產(chǎn)生角變形。雙Y形坡口是在V形坡口的基礎上發(fā)展的。當焊件厚度增大時，采用雙Y形代替V形坡口，在同樣厚度下，可減少焊縫金屬量約1/2，并且可對稱施焊，焊后的殘余變形較小。U形坡口的填充金屬量在焊件厚度相同的條件下比V形坡口小得多，但這種坡口的加工較復雜。,(二)坡口的幾何尺寸(1)坡口面 待焊件上的坡口表面叫坡口面。(2)坡口面角度和坡口角度 待加工坡口的端面與坡口面之間的夾角叫坡口面角度，兩坡口

14、面之間的夾角叫坡口角度，見下圖。(3)根部間隙 焊前在接頭根部之間預留的空隙叫根部間隙，見下圖。其作用在于打底焊時能保證根部焊透。根部間隙又叫裝配間隙。(4)鈍邊 焊件開坡口時，沿焊件接頭坡口根部的端面直邊部分叫鈍邊，見下圖。鈍邊的作用是防止根部燒穿。(5)根部半徑 在J形、U形坡口底部的圓角半徑叫根部半徑(見下圖)。它的作用是增大坡口根部的空間，以便焊透根部和減小坡口角度。,三、焊接位置種類 焊接位置，即熔焊時，焊件接縫所處的空間位置，可用焊縫傾角和焊縫轉角來表示。有平焊、橫焊、立焊和仰焊位置等。焊縫傾角，即焊縫軸線與水平面之間的夾角，見下圖,各種焊接位置(a)平焊 (b)橫焊 (c)立焊

15、(d)仰焊 (e)平角焊 (f)仰角焊,(1)平焊位置 焊縫傾角0，焊縫轉角90的焊接位置，見上圖(a)。,(2)橫焊位置 焊縫傾角0，180；焊縫轉角0，180的對接位置，見上圖(b)。,(3)立焊位置 焊縫傾角90(立向上)，270(立向下)的焊接位置，見上圖(c)。 (4)仰焊位置 對接焊縫傾角0，180；轉角270的焊接位置，如上圖(d)。 此外，對于角焊位置還規(guī)定了另外兩種焊接位置。 (5)平角焊位置 角焊縫傾角0，180；轉角45，135的角焊位置，見上圖(e)。 (6)仰角焊位置 傾角0，180；轉角225，315的角焊位置，見上圖(f)。 在平焊位置、橫焊位置、立焊位置、仰焊位

16、置進行的焊接分別稱為平焊、橫焊、立焊、仰焊。T形、十字形和角接接頭處于平焊位置進行的焊接稱為船形焊。水平固定管的焊接，由于在管子360的焊接中，有仰焊、立焊、平焊，所以稱全位置焊接。當焊件接縫置于傾斜位置(除平、橫、立、仰焊位置以外)時進行的焊接稱為傾斜焊。,四、焊縫形式及形狀尺寸,（一）焊縫形式焊縫按不同分類方法可分為下列幾種形式：(1) 按焊縫結合形式，分為對接焊縫、角焊縫、塞焊縫、槽焊縫和端接焊縫五種：1)對接焊縫：在焊件的坡口面間或一零件的坡口面與另一零件表面間焊接的焊縫，2)角焊縫：沿兩直交或近直交零件的交線所焊接的焊縫。3)端接焊縫：構成端接接頭所形成的焊縫。4)塞焊縫：兩零件相疊，其中一塊開圓孔，在圓孔中焊接兩板所形成的焊縫，只在孔內焊角焊縫者不稱塞焊。5)槽焊縫：兩板相疊，其中一塊開長孔，在長孔中焊接兩板的焊縫，只焊角焊縫者不稱槽焊。,(2)按施焊時焊縫在空間所處位置分為平焊縫、立焊縫、橫焊縫及仰焊縫四種形式。,(3)按焊縫斷續(xù)情況分為連續(xù)焊縫和斷續(xù)焊縫兩種形式。斷續(xù)焊縫又分為交錯式和并列式兩種(如下圖)，焊縫尺寸除注明焊腳K外，還注明斷續(xù)焊縫中每一段焊縫的長度l和間距