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1、焊工培訓(xùn)課件-焊接基礎(chǔ)知識(shí)青島華世潔環(huán)保科技有限公司青島華世潔環(huán)?？萍加邢薰?011年第一期焊工培訓(xùn)第一章第一章焊接基本知識(shí)焊接基本知識(shí)一、焊接的概念及分類 焊接就是通過(guò)加熱或加壓，或者兩者并用，并焊接就是通過(guò)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(dá)到結(jié)合的一種加工且用或不用填充材料使焊件達(dá)到結(jié)合的一種加工方法方法。按造焊接過(guò)程中金屬所處的狀態(tài)不同，可以把按造焊接過(guò)程中金屬所處的狀態(tài)不同，可以把焊接方法分為焊接方法分為熔焊、壓焊、釬焊三類熔焊、壓焊、釬焊三類。1 1、熔焊，熔焊是在焊接過(guò)程中將焊接接頭加、熔焊，熔焊是在焊接過(guò)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。

2、我們熱至熔化狀態(tài)，不加壓力完成的焊接方法。我們常用的焊條電弧焊、常用的焊條電弧焊、COCO2 2氣體保護(hù)焊、氬弧焊、埋氣體保護(hù)焊、氬弧焊、埋弧焊、氣焊等都屬于這種焊接方法?；『浮夂傅榷紝儆谶@種焊接方法。2 2、壓焊，壓焊是在焊接過(guò)程中必須對(duì)焊件施、壓焊，壓焊是在焊接過(guò)程中必須對(duì)焊件施加壓力（加熱或不加熱），以完成焊接的方法。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。電阻焊、摩擦焊、爆炸焊等都屬于這種焊接方法。3 3、釬焊，釬焊是采用比母材熔點(diǎn)低的金屬材、釬焊，釬焊是采用比母材熔點(diǎn)低的金屬材料作釬料將焊件和釬料加熱到高于釬料的熔點(diǎn)，料作釬料將焊件和釬

3、料加熱到高于釬料的熔點(diǎn)，低于母材的熔化溫度，利用液態(tài)釬料潤(rùn)濕母材填低于母材的熔化溫度，利用液態(tài)釬料潤(rùn)濕母材填充接頭間隙并與母材相互擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)連接焊件的方充接頭間隙并與母材相互擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)連接焊件的方法。常見(jiàn)的釬焊方法有烙鐵釬焊、火焰釬焊等。法。常見(jiàn)的釬焊方法有烙鐵釬焊、火焰釬焊等。二、焊接電弧 1 1、電弧的組成、電弧的組成 由焊接電源供給的，具有一定電壓的兩極間，由焊接電源供給的，具有一定電壓的兩極間，在氣體介質(zhì)中，產(chǎn)生強(qiáng)烈而持久的放電現(xiàn)象稱為在氣體介質(zhì)中，產(chǎn)生強(qiáng)烈而持久的放電現(xiàn)象稱為焊接電弧。焊接電弧。焊接電弧由陰極區(qū)、陽(yáng)極區(qū)、弧柱區(qū)焊接電弧由陰極區(qū)、陽(yáng)極區(qū)、弧柱區(qū)三個(gè)部分組成三個(gè)部分組成。如下

4、圖：。如下圖：焊接電弧的三個(gè)區(qū)域弧柱區(qū)溫度最高（約為6000K）、陽(yáng)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(yáng)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(yáng)極區(qū)溫度比較如下表：工藝方法工藝方法焊條電弧焊焊條電弧焊鎢極氬弧焊鎢極氬弧焊熔化極氬弧焊熔化極氬弧焊CO2氣體保護(hù)焊氣體保護(hù)焊埋弧焊埋弧焊溫度比較陽(yáng)極溫度陰極溫度陰極溫度陽(yáng)極溫度 2、焊接時(shí)的極性和應(yīng)用 用直流電源焊接時(shí)焊件接電源正極，工件接電源負(fù)極稱為正接；焊件接電源負(fù)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(shí)極性的選用 直流弧焊時(shí)，為獲得較大的熔深，可采用

5、正接，這是因?yàn)殡娀〉年?yáng)極區(qū)溫度較高，在焊接薄板時(shí)，為防止燒穿，可采用反接。當(dāng)采用低氫型（堿性）焊條時(shí)，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(guò)程中，因氣流的干擾、磁場(chǎng)的作用或焊條偏心的影響，會(huì)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(duì)焊接質(zhì)量也將帶來(lái)較大影響。產(chǎn)生偏吹的主要原因如下：1）焊條偏心度過(guò)大 2）電弧周圍氣流的干擾 3）磁偏吹 使用直流焊機(jī)焊接時(shí)，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(dāng)引起的偏吹 （2）鐵磁物質(zhì)引起的偏吹 （3）焊條和焊件位

6、置不對(duì)稱引起的磁偏吹 當(dāng)磁偏吹存在時(shí)，焊接電流越大，磁偏吹現(xiàn)象就越嚴(yán)重。電弧的吃偏吹現(xiàn)象只有在使用直流焊機(jī)時(shí)才會(huì)產(chǎn)生，對(duì)于交流電源而言，一般不會(huì)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(shí)，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(shí)，如有大風(fēng)則必須用擋板遮擋，對(duì)電弧進(jìn)行保護(hù)。在管子焊接時(shí)，必須將管口堵住，防止氣流對(duì)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），是電弧兩側(cè)磁力線分布均勻并減少熱對(duì)流的影響，以克服電弧的偏吹。（4）采用短弧焊接 （5）在操作時(shí)適當(dāng)調(diào)整焊條角度，是焊條偏吹的方向轉(zhuǎn)向熔池，這種方法在實(shí)際工作中應(yīng)用的較廣泛。（6）適當(dāng)改變

7、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(duì)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(zhì)量而選定的諸物理焊接參數(shù)是指為保證焊接質(zhì)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，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?？筛鶕?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(guò)大，未焊透

8、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(yīng)選用較小直徑的焊條。（2）焊縫位置 焊接平焊焊縫時(shí)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(yīng)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(jìn)行多層焊接時(shí)，為防止根部未焊透對(duì)多層焊的第一層焊道應(yīng)采用直徑較小的焊條進(jìn)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(guò)大易造成焊縫咬邊燒穿等缺陷，同事金屬組織也會(huì)因過(guò)熱而發(fā)生變化；而焊接電流過(guò)小也易造成夾渣、未焊透等缺陷，降低

9、焊接接頭的力學(xué)性能，所以應(yīng)適當(dāng)選擇焊接電流，焊接時(shí)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(guān)系 焊接電流和焊條直徑的關(guān)系可以根據(jù)下面的公式來(lái)確定 I=Kd式中 I焊接電流/A d焊條直徑/mm K經(jīng)驗(yàn)系數(shù) 焊條直徑d與經(jīng)驗(yàn)系數(shù)K的關(guān)系見(jiàn)下表根據(jù)以上公式所求得的電流只是一個(gè)大概數(shù)值，在實(shí)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(shí)，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(guān)系 在焊接平焊焊縫時(shí)，由于運(yùn)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(jìn)行焊接，其他焊接位置時(shí)，為了避免熔化金屬?gòu)娜鄢刂辛鞒?，要使熔池盡可能小一

10、些所以焊接電流要比平焊是小一些。在實(shí)際工作中，可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)從焊條熔化狀況、飛濺和焊縫成形等方面來(lái)選擇合適的電流。3）電弧電壓 電弧電壓由電弧長(zhǎng)度來(lái)決定，焊條直徑焊條直徑d/mm122446經(jīng)驗(yàn)系數(shù)經(jīng)驗(yàn)系數(shù)K253030404050在焊接時(shí)力求是用短弧。4）在能夠?qū)⒈ＷC焊縫質(zhì)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(dāng)其它條件不變時(shí)，電弧電壓增長(zhǎng)，焊縫寬度顯著增加而焊縫厚度和余高將略有減少，這是因?yàn)殡娀‰妷涸黾右馕吨娀》秶脑黾?，因此電弧擺動(dòng)范圍擴(kuò)大而導(dǎo)致焊縫寬度增加。其次，弧長(zhǎng)增加后，電弧的熱量損失加大，所以用來(lái)熔化母材和焊絲的熱量減少，相應(yīng)焊縫厚度和余高就略有減小。4）焊接速度焊

11、接速度對(duì)焊縫厚度和焊縫寬度有明顯的影響。當(dāng)焊接速度增加時(shí)，焊縫厚度和焊縫寬度都大為下降，這是因?yàn)楹附铀俣仍黾訒r(shí)，焊縫中單位時(shí)間內(nèi)輸入的熱量減少了。從焊接生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)綜合考慮生產(chǎn)效率、焊接質(zhì)量等因素，對(duì)以上四個(gè)工藝參數(shù)進(jìn)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(jié)構(gòu)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(duì)接接頭、T形接頭、角接接頭及搭接接頭。(一)對(duì)接接頭兩件表面構(gòu)成大于或等于135，小于或等于180夾角的接頭，叫做對(duì)接接頭。在各種焊接結(jié)構(gòu)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(gòu)成大于30、小于135夾角的接頭，

12、叫做角接接頭，見(jiàn)下圖。這種接頭受力狀況不太好，常用于不重要的結(jié)構(gòu)中。圖圖：角接接：角接接頭頭(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(gòu)成直角或近似直角的接頭，叫做T形接頭，見(jiàn)下圖。圖圖：T形接形接頭頭 （四）搭接接頭兩焊件部分重疊構(gòu)成的接頭叫搭接接頭，見(jiàn)下圖。圖圖：搭接接搭接接頭頭(a)I形坡口，(b)圓孔內(nèi)塞焊；(c)長(zhǎng)孔內(nèi)角焊 搭接接頭根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式和對(duì)強(qiáng)度的要求，分為不開(kāi)坡口、圓孔內(nèi)塞焊和長(zhǎng)孔內(nèi)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(jié)構(gòu)中。當(dāng)遇到重疊部分的面積較大時(shí)，

13、可根據(jù)板厚及強(qiáng)度要求，分別采用不同大小和數(shù)量的圓孔內(nèi)塞焊或長(zhǎng)孔內(nèi)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(duì)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(zhǎng)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(duì)接連接的接頭，法蘭與殼體、接管連接的接頭，內(nèi)封頭與圓筒的搭接接頭以及多層包扎容器層板層縱向接

14、頭，均屬C類焊接接頭。d）接管、人孔、凸緣、補(bǔ)強(qiáng)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(duì)口錯(cuò)邊量b(見(jiàn)圖)應(yīng)符合下表的規(guī)定。鍛焊容器B類焊接接頭對(duì)口錯(cuò)邊量b應(yīng)不大于對(duì)口處鋼材厚度S的1/8，且不大于5 mm。復(fù)合鋼板的對(duì)口錯(cuò)邊量b(見(jiàn)下圖)不大于鋼板復(fù)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(dāng)兩側(cè)鋼材厚度不等時(shí)，若薄板厚度不大于10 mm，兩板厚度差超過(guò)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(guò)5 mm時(shí)，均應(yīng)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

15、將薄板邊緣焊成斜面。板材削薄示意圖五、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(kāi)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(chǔ)上發(fā)展的。當(dāng)焊件厚度增大時(shí)，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(duì)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(fù)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

16、面之間的夾角叫坡口面角度，兩坡口面之間的夾角叫坡口角度，見(jiàn)下圖。(3)根部間隙 焊前在接頭根部之間預(yù)留的空隙叫根部間隙，見(jiàn)下圖。其作用在于打底焊時(shí)能保證根部焊透。根部間隙又叫裝配間隙。(4)鈍邊 焊件開(kāi)坡口時(shí)，沿焊件接頭坡口根部的端面直邊部分叫鈍邊，見(jiàn)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(jiàn)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(shí)，焊件接縫所處的空間位置，可用焊縫傾角和焊縫轉(zhuǎn)角來(lái)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(jiàn)下圖各種各種焊焊接位置接位置(a)平焊 (b)橫焊 (c)立焊 (d)仰焊 (e)平角焊 (f)仰角焊(1)平焊位置 焊縫傾角0，焊縫轉(zhuǎn)角90的焊接位置，見(jiàn)上圖(a)。(2)橫焊位置 焊縫傾角0，180；焊縫轉(zhuǎn)角0，180的對(duì)接位置，見(jiàn)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(jiàn)上圖(c)。(4)仰焊位置 對(duì)接焊縫傾角0，180；轉(zhuǎn)角270的焊接位置，如上圖(d)。此外，對(duì)于角焊位置