焊接基础理论知识培训课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,路漫漫其修远兮,吾将上下而求索,07 六月 2025,焊接基础理论知识培训课件,目录,前言,一、,焊接的认识,结语,1.焊前准备,2.焊接操作技术,四、,焊接缺陷及防止措施,1.电弧不稳,2.焊道成形不良,3.气孔,4.裂纹,二、,焊接工艺知识,三、,焊接操作技术,五、焊接安全技术及劳动保护,六、,CO,2,气体保护焊应用实例,前言,焊接是目前钢结构生产中最主要的工艺方法，其加工工艺是通过金属物理性质变化把各种零配件（半成品构件及配件）永久连接成完整构件的过程。,焊接质量关乎到钢结构的使用安全及使用寿命,对于钢结构制作尤为重要。近年来，随着钢结构的不断发展，对焊接的质量要求也随之不断提高，因此，提高焊工整体素质迫在眉睫！,一、焊接的认识,焊接就是通过加热或加压，或者两者并用，用或不用填充材料，使工件达到原子结合的一种加工方法。焊接是一种使工件达到永久结合的加工工艺方法。根据金属在焊接过程中所处的状态及工艺特点不同，可以把金属的焊接方法分为熔焊、压焊和钎焊三大类。其中熔焊又分为焊条电弧焊、气焊、埋弧焊、氩弧焊等。我们公司应用的主要焊接方法是焊条电弧焊、二氧化碳气体保护焊、埋弧焊、电渣焊和螺柱焊。,图1 焊接的分类,二、焊接工艺知识,此次课程主要是以CO,2,气体保护焊为例，介绍一下焊接工艺知识。,CO,2,气体保护焊是以活性气体CO,2,作为保护气体的熔化极气体保护焊方法。其工作原理见图,CO,2,气体保护焊的特点主要有如下几点：,1）生产效率高。采用较粗的焊丝焊接时，可以使用较大的电流，实现射流过渡，焊丝的熔化系数大，母材的熔透深度大。另外，这种方法基本上没有熔渣，一般不需要清渣，从而节省了许多辅助时间，因此可以较大地提高焊接生产效率。,2）焊接变形小。电流密度高，热量集中，受热面积小，故工件焊后变形小。,3）是一种低氢型焊接方法，焊缝含氢量很低，所以在焊接低合金钢时不易产生冷裂纹。,4）采用短路过渡方式焊接时，有利于全位置及其他空间位置的焊接。,5）此种方法属于明弧焊，电弧可见性好，采用半自动焊接法进行曲线焊缝和空间位置焊缝的焊接十分方便。,6）操作简单，容易掌握。,7）焊接飞溅较大是其不足之处。,1.CO,2,气体保护焊,二、焊接工艺知识,采用焊接的方法连接的接头称为焊接接头。它包括焊缝、熔合区和热影响区三部分。焊缝尺寸的表示方法如图2所示。,2.焊接接头,C-焊缝宽度 a-焊缝高度（余高）S-焊缝熔深,图2 焊接接头,二、焊接工艺知识,焊接的接头形式，其中最主要的有对接接头、角接接头、搭接接头和T形接头四种，见图3所示。,2.焊接接头,a)对接接头 b)角接接头 c)搭接接头 d)T形接头,图3 焊接的接头形式,二、焊接工艺知识,焊接时，焊缝所处的空间位置称为焊接位置。焊接位置分为平焊、横焊、立焊和仰焊四种形式，见图4所示。,3.焊接位置,(a)平焊位置(b)立焊位置(c)横焊位置(d)仰焊位置,图4 焊接位置,二、焊接工艺知识,坡口的作用是为了保证焊缝根部焊透，保证焊接质量和连接强度，同时调整基本金属与填充金属的比例。根据设计和工艺的需要，在焊件的待焊部位加工并装配成一定几何形状的接头形式称为坡口。,焊接接头坡口的基本形式有I形坡口、V形坡口、X形坡口和U形坡口四种，见图5所示。,1)I形坡口,用于较薄钢板的对接焊接，厚度在5-6mm一下的钢板可以采用I形坡口。,2)V形坡口,形状简单，加工方便，是最常用的坡口形式。常用于厚度在6-40mm工件的焊接。主要用于单面焊。,3)X形坡口,由于采用双面焊，焊后的残余变形较小，常用于厚度在12-60mm钢板的焊接。,4)U形坡口,用于厚板焊接，焊缝变形小，但是U形坡口的加工困难，通常使用机械加工。,4.焊接坡口,二、焊接工艺知识,坡口的选择原则：坡口的形状容易加工；焊接后焊件的变形应尽可能小；要保证焊件焊透；焊接可达性好；尽可能节省金属材料，提高生产效率。,对坡口钝边和间隙的要求：留钝边的目的是防止烧穿，留根部间隙的目的是保证焊透。钝边和间隙的尺寸必须配合好，应根据焊缝位置、焊件厚度、坡口形式及操作方法进行合理选择。,4.焊接坡口,(a)I形坡口(b)V形坡口(c)X形坡口(d)U形坡口,图5 焊接坡口,二、焊接工艺知识,焊接符号是一种工程语言，能简单、明了地在图纸上说明焊缝的形状、几何尺寸和焊接方法。我国的焊接符号是由国家标准GB 324规定的。,焊接符号一般是由基本符合和指引线组成，必要时还可以加上辅助符号、补充符号和焊缝尺寸符号，见图6所示。,5.焊接符号,图6 焊接符号,符号含义：,45指坡口角度为45,3指根部间隙尺寸为3mm,2指钝边尺寸为2mm,111指使用焊条电弧焊焊接,指周圈焊,指背面加衬垫板,二、焊接工艺知识,CO2气体保护焊有三种熔滴过渡形式：第一种是较小电流、较低电弧电压下的短路过渡；第二种是较大电流、较高电弧电压下的射流过渡（细颗粒过渡）；第三种是介于上述二者之间的半短路过渡（混合过渡）。,1)短路过渡,焊丝端部的熔滴与熔池短路接触，由于强烈过热和电磁收缩力的作用使其爆断，直接向熔池过渡的形式称为短路过渡。,短路过渡是在较小焊接电流和较低电弧电压条件下发生的熔滴过渡形式。,短路过渡一般适用于1.2mm以下的细丝，最稳定的电弧电压范围比较窄，通常为20V2V的范围。,短路过渡具有如下焊接特点：,a)焊接过程中伴随有少量飞溅；b)焊道熔深较小而余高较大；,c)焊接变形较小；d)适合于采用细丝（1.2mm）进行薄板及空间位置焊接。,6.熔滴过渡形式,二、焊接工艺知识,2)射滴过渡,熔滴尺寸与焊丝直径相当的情况下，以较高的速度通过电弧空间的过渡形式称为射滴过渡。,射滴过渡时较大焊接电流和较高电弧电压条件下发生的熔滴过渡形式。,在较大焊接电流和较高电弧电压下，随着电流的增加，熔滴尺寸并不增加，反而缩小，而且焊丝端头逐步深入到熔池凹坑内，熔滴过渡形式转为接近轴向过渡的所谓射滴过渡。,射滴过渡时不再有短路现象发生，焊接过程较为稳定，焊接飞溅也比较小。,射滴过渡具有如下焊接特点：,a)熔滴较细；b)过渡频率较高，为非轴向过渡；c)焊道熔深较大；d)飞溅较小，成形较好；e)焊丝熔化效率较高，适于采用粗丝（1.6mm以上）进行中厚板的焊接。,6.熔滴过渡形式,二、焊接工艺知识,3)半短路过渡,焊接电流和电弧电压等参数处于短路过渡和射滴过渡之间时，或者说采用中等工艺参数时，即可发生半短路过渡形式。,6.熔滴过渡形式,半短路过渡即是在短路过渡的基础上，再增加焊接电流和电弧电压，这是焊丝端头的熔滴随之长大，短路次数减少，短路时间缩短，非短路过渡的比例增加，熔滴呈大滴排斥特点。这是一种短路过渡与非短路过渡相混合的过渡形式，焊接过程不稳，飞溅也较大，习惯上称为大颗粒过渡，生产中一般不被采用。,a)半短路过渡 b)射滴过渡,图7 射滴过渡及半短路过渡示意图,二、焊接工艺知识,CO2气体保护焊的主要工艺参数有焊丝直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、气体流量、电流极性和焊丝伸出长度等等。,(1)焊丝直径,CO2气体保护焊所用焊丝直径范围较宽，,1.6mm以下的焊丝多用于半自动焊，超过1.6mm的焊丝多用于自动化焊接。通常根据工件的板厚和焊接位置来选择焊丝直径，一定的焊丝直径又与一定的焊接电流相适应。我们公司常用的,焊丝直径为1.2mm，该直径的焊丝的熔滴过渡形式可为短路过渡和射滴过渡。可用于平焊和全位置焊接。,7.焊接工艺参数,二、焊接工艺知识,(2)焊接电流,焊接电流是影响焊接质量的重要工艺参数，它的大小主要取决于送丝速度，随着送丝速度的增加，焊接电流也增加。另外，焊接电流的大小还与焊丝伸长、焊丝直径、气体成分等有关，当喷嘴与母材间距离增加时，焊丝伸长增加，焊接电流减少。焊接电流对焊缝的熔深和焊缝成形均有较大影响。,当焊接速度相同时，随着焊接电流的增加，焊缝的熔深和余高均增加，而焊缝宽度增加不多。,半自动焊时，通常焊丝较细，因而焊丝线能量较低，所以在厚板焊接时，为保证熔深和坡口面的良好熔合，在保证飞溅不过大的前提下，应尽可能采用稍高些的焊接电流。有时在横向摆动焊时，焊枪于焊趾处略作停留，也是在既要保证焊趾处熔合良好，而又不能提高焊接电流的情况下，所采取的有效工艺措施。,7.焊接工艺参数,二、焊接工艺知识,(3)电弧电压,电弧电压是电弧两端之间的电压降，在气体保护焊中可认为是导电嘴到工件之间的电压。这一参数对焊接过程稳定性、熔滴过渡、焊缝成形、焊接飞溅等均有重要影响。短路过渡时弧长较短，随着弧长的增加，电压升高，飞溅也随之增多。,可以根据所采用的焊接电流的大小，计算出电弧电压的近,视,值。,如焊接电流在200A以下，主要是短路过渡，电弧电压可由下式计算：,U=0.04I+162,当焊接电流在200A以上时，主要是射滴过渡，电弧电压可由下式计算：,U=0.04I+202,上述的电弧电压计算公式仅供参考。,电弧电压升高，熔深变浅，熔宽增加，余高减小，焊趾平滑；相反，电弧电压降低，则熔深变大，焊缝变得窄而高。,7.焊接工艺参数,二、焊接工艺知识,(4)焊接速度,焊接速度与电弧电压和焊接电流之间，也有一个对应的关系。在一定的电弧电压和焊接电流下，焊接速度与焊缝成形的关系如图7和图8所示。由图可见，,焊接速度增加时，焊缝的熔深、熔宽和余高均减小,，即成为凸起焊道。,焊接速度若过快，易出现咬边缺陷,。为防止这种情况，应适当增加焊接电流、减小弧长，并使焊枪带有前倾角进行施焊。,焊接速度慢时，焊道变宽，甚至出现焊瘤缺陷,。半自动焊时，适宜的焊接速度为（30-60）mm/min，过慢或过快的焊接速度都给操作带来困难。,7.焊接工艺参数,二、焊接工艺知识,(5)气体流量,气体流量是气体保护焊的重要参数之一。保护效果不好时，将出现气孔，以致使焊缝成形变坏，甚至使焊接过程无法进行。通常情况下，保护气体流量与焊接电流有关。当采用小电流焊接薄板时，气体流量可小些；采用大电流焊接厚板时，气体流量要适当加大。气体流量与焊接电流的关系，可以表1作为参考。,7.焊接工艺参数,表1 CO2气体流量与焊接电流的关系,二、焊接工艺知识,(6)电流极性,CO2气体保护焊主要是采用,直流反极性接法,，即焊丝接电源正极，工件接负极。这时焊接过程稳定，飞溅也小。相反，当采用正极性时（焊丝接负极，工件接正极），在相同的焊接电流下，焊丝熔化速度大为提高，约为反极性时的1.6倍，且熔深较浅，余高增加，飞溅也大。,7.焊接工艺参数,二、焊接工艺知识,(7)焊丝伸长,焊丝伸长是指从导电嘴到焊丝端头的这段焊丝的长度。这个伸出长度对焊接电流、焊缝熔深、焊缝飞溅等均有影响，因此保持这个长度稳定不变，是获得稳定的焊接过程的重要因素之一。在焊接电流相同时，焊丝伸长的增加将引起熔化速度的增加，这样，当送丝速度不变时，焊丝伸长增加，焊接电流则减小，易导致未焊透和熔合不良。同时，,焊丝伸长过大，电弧不稳，容易造成焊丝爆断，飞溅大，焊缝成形恶化,，甚至产生气孔，或者难以正常焊接。,反之，,焊丝伸长减小时，焊接电流增加，熔深变大。伸长过小时会烧坏导电嘴，,也不能正常进行焊接。,适宜的焊丝伸长L可按下式计算：,L=10d 式中 d-焊丝直径（mm）。,7.焊接工艺参数,三、焊接操作技术,对于二氧化碳气体保护焊的焊接技术，主要介绍两方面内容。一是焊前准备，包括焊接设备的检查、工件清理、坡口加工、定位点固等；二是焊接操作技术，包括不同接头形式和不同焊接位置的焊接。,(1)焊接设备电路、气路检查,焊前应对焊接设备电路、气路进行仔细检查，确认全部正常后，方可开机工作，以免由于焊接设备故障而造成焊接缺陷。,焊接设备电路检查：首先开启焊机电源开关，电源指示灯亮，冷却风扇转动，各显示仪表指示正常。,电路检查最易忽视而又最易出现问题的是工件焊接底线电缆可靠连接，连接不可靠影响引弧和焊接稳定性,。另外，焊枪的喷嘴、导电嘴均应正常无损。,气路检查：检查气路阀门的开启、预热的接通、减压器的开通，并点动电磁气阀，调好流量计，最终确认焊枪喷嘴流出足够的保护气流。同时注意气瓶中得气体不低于正常使用的储存量要求，即减压器的高压表指示,不低于1MPa,。,1.焊前准备,三、焊接操作技术,(2)送丝系统检查,送丝系统的检查主要是针对自焊丝盘到焊枪的整个送丝途径。即：,1)焊丝直径应符合所焊工件的要求。,2)送丝轮的沟槽尺寸应与焊丝直径相符。,3)导电嘴尺寸应与焊丝直径相符。,4)按点动送丝按钮，将焊丝送出,导电嘴15mm,左右。如无点动按钮，可按焊枪上的送丝按钮，但要防止焊丝与工件打弧。,5)如发现送丝轮压紧力不适当，应加以调节。,6)最好用尖嘴钳将焊丝断头剪成,斜尖形,，以便于爆断引弧。,1.焊前准备,三、焊接操作技术,(3)坡口加工及清理,坡口加工的精度是保证焊缝熔合良好和外观美观的重要因素之一。,坡口加工可以采用机械加工、气体火焰切割和等离子切割等方法进行。,坡口的清理也很重要，坡口污染、未清渣是引起气孔、夹渣及熔合不良等缺陷的重要因素。,在定位点固焊前，应将坡口面及坡口两侧至少各自20mm以内的油污、铁锈及氧化皮等清理干净。油污可用汽油及丙酮清洗、擦拭；铁锈可采用钢丝刷清楚；较厚的轧制氧化皮可采用角向砂轮磨去。,1.焊前准备,三、焊接操作技术,(4)坡口形式,无论是半自动焊还是自动焊，其坡口形式均与接头形式、板厚和焊接位置等因素有关。,选择坡口形式及坡口尺寸的原则除了接头形式以为，主要是板厚和空间位置。例如，薄板和空间位置的焊接，都是采用短路过渡，此时熔深较浅，故坡口钝边较小而根部间隙可稍大些。厚板的平焊大都采用射滴过渡，此时熔深较大，故坡口钝边可大些，而坡口角度和根部间隙均较小。这样既可熔透良好，又能减少填充金属量，提高生产效率。,1.焊前准备,三、焊接操作技术,(5)工艺文件,检查焊接工艺指导书（或焊接工艺卡）是否与实际制作产品相符，严格按工艺指导书进行施焊，并规范焊接。,生产中应根据板厚、接头形式及坡口尺寸、焊接位置以及对接头质量的具体要求，合理选择焊接工艺参数。焊接过程中，应根据电弧现象的观察和焊缝外观的不足之处，找出产生这些结果的原因，并适当调整焊接工艺参数。有些公司会在焊接工艺文件上给出焊接工艺参数，如给出工艺参数，则严格按照工艺文件执行。,1.焊前准备,三、焊接操作技术,(6)定位焊缝,定位焊缝是为装配和固定焊件接头的位置而完成的焊缝，焊接定位焊缝的要求是：,1)采用与正式焊接时相同的焊丝。,2)定位焊焊道的长度及间隔根据板厚选择。薄板的焊道长度一般为5-10mm，间隔可为50-100mm；厚板焊道长度可适当加长，单一般不超过50mm。,要注意刚度较大的焊件定位焊时，过短的定位焊道容易在正式焊接时开裂。,3)定位焊时操作必须同正式焊接时一样认真、仔细。,4)如定位焊焊缝有缺陷时，可采用角向砂轮将定位焊道加以修磨，以利于正式焊缝的焊接。,1.焊前准备,三、焊接操作技术,(1)引弧与收弧技术,这里所说的引弧与收弧技术，是指引弧与收弧瞬间的操作要领及焊缝始端与火口的处理方法。,1)引弧与始端处理,引弧时，要将焊枪姿态保证与正式焊接时一样，同时焊丝端头距工件表面距离不超过5mm。然后按下焊枪开关，随后即送气、送电、送丝，直至焊丝与工件表面相碰而短路焊断引弧。此时要注意的是，焊丝与工件相碰要产生反弹力，焊工应紧握焊枪，克服此反弹力，不使焊枪远离工件，而是一直保持喷嘴到工件表面的恒定距离。这是防止引弧端产生缺陷的关键。,2.焊接操作技术,三、焊接操作技术,始端的处理可以采用两种方法：,一种方法是针对重要产品的严格要求，可采用引弧板。,第二种方法是所谓倒退法或回头法引弧，这是一种简便常用的方法。倒退法引弧就是在焊缝始端向前20mm左右处引弧后立即快速返回起始点，然后开始向前焊接。,2.焊接操作技术,a)使用引弧板 b)倒退法引弧,图8 焊缝始端处理方法,三、焊接操作技术,2)收弧与火口处理,收弧时仍要保持焊枪喷嘴到工件表面的距离不变，而是释放焊枪开关。即可停送丝、停电、停送气。然后将焊枪移开工件。收弧时要注意克服手弧焊工的习惯作法，就是将焊把向上抬起。二氧化碳气体保护焊收弧时如将焊枪抬起，将破坏火口区的保护效果。,火口即是焊缝末端熔池凝固的结果。如果收弧方法不当，火口处理不好，即会形成所谓弧坑。这样的火口容易产生裂纹、缩孔等缺陷。所以要讲究火口的处理方法。,对于要求较高的重要产品，当然可以采用守护板，将火口引至工件之外，也就省去了火口处理操作。,2.焊接操作技术,三、焊接操作技术,(2)焊缝接头技术,二氧化碳气体保护焊尽管焊丝是连续送进，并不像手弧焊那样需要更换焊条，但半自动焊时的较长焊缝也是由短焊缝所组成。故此焊缝接头是不可避免的。而焊缝接头处的质量又是由操作手法决定的。,2.焊接操作技术,接头处的处理方法如图所示。当无摆动焊接时，可在火口前方约20mm处引弧，然后快速将电弧引向火口，待熔化金属充满火口时应立即将电弧引向前方，进行正常焊接。摆动焊时，也是在火口前方约20mm处引弧，然后立即快速将电弧引向火口，到达火口中心后即开始摆动并向前移动，同时加大摆幅转入正常焊接过程。,a)无摆动焊时 b)摆动焊时,图9 接头处理方法,三、焊接操作技术,在焊接厚度较大时，往往需要进行多层多道焊接。对于低碳钢和强度较小的低合金钢的多层焊时，每层焊缝厚度过大时，对焊缝金属的塑性（主要表现在冷弯上）有不利的影响。因此，对质量较高的焊缝，每层最好厚度最好小于5mm，最大不得大于7mm。且每层焊接接头必须避开50mm以上。,2.焊接操作技术,图10 多层多道焊技术,多层多道焊时，每层焊缝都会有一定的稀释在表面的焊渣，应注意每层间的焊渣需要清除干净，以保证下道焊缝质量。,三、焊接操作技术,(3)左焊法和右焊法,左焊法是焊接电弧从接头的右端向左端移动，并指向待焊部分的操作方法；右焊法即焊接电弧从接头的左端向右端移动，并指向已焊部分的操作方法。,通常的半自动气体保护焊，多用左焊法。其特点是容易观察焊接方向，即容易看清焊缝。由于熔化金属被吹向前方，使电弧不能直接作用在母材上，因而熔深交钱，焊道平且宽，飞溅较大。由于焊枪前倾10-15，喷嘴指向前进，抗风能力较强，保护效果较好，在焊接速度较快时，左焊法更为适宜。,右焊法正好相反，不易观察焊接方向，特别是在采用小电流焊接无坡口的接头时，不易看清焊缝。由于熔化金属被吹向后方，故电弧可直接作用在母材上，熔深较大，焊缝窄而高，飞溅较小，因为焊枪后倾10-15，喷嘴指向与前进方向相反，抗风能力较弱，保护效果稍差，尤其不宜快速焊。,2.焊接操作技术,三、焊接操作技术,2.焊接操作技术,a)左焊法 b)右焊法,图11 焊枪角度及焊道断面形状,三、焊接操作技术,(4)平焊,1)无垫板熔透焊,无垫板熔透焊即单面焊双面成形的悬空焊。此种焊法，对焊工的技术水平要求较高，对坡口加工精度和焊接工艺参数的要求也较严格。,无垫板熔透焊时，熔池呈椭圆形，其前段较母材表面有少许下沉，这是正常现象。在焊接过程中，如出现椭圆形熔池被拉长，即为烧穿之前兆，这时应根据情况，改变焊枪操作方式防止烧穿。如可以加大焊枪摆幅或采取前后摆动的方式来调整电弧对熔池的加热，降低其温度。,为了既能熔透使背面成形，又避免烧穿，对于不同的坡口间隙应采取不同的焊枪指向来焊接。间隙小时，为保证熔透，焊丝应指向熔池前部；间隙大时，为防止烧穿，焊丝可指向熔池中心，并作摆动。在整条焊缝坡口不均匀时，尤其要注意根部间隙之大小随时调整操作手法。,2.焊接操作技术,三、焊接操作技术,在间隙较小时，采用直线式焊接即可。当间隙稍大时可采用月牙形的小幅摆动；间隙更大时，可采取横向兼前后的摆动方式。无论哪种摆动方式，都是在焊缝中心处稍快，而在两侧稍作停留，停留时间一般约为0.5s-1s。,2.焊接操作技术,单面焊双面成型焊接法，一般是采用细丝短路过渡，而且根据板厚的不同，采取不同的根部间隙。同时组装定位焊的焊道应尽量小，防止熔透不良。当定位焊焊道过大时，应采用角向砂轮磨修。,a)月牙式摆动 b)倒退式月牙摆动,图12 摆动方式,三、焊接操作技术,2)有垫板熔透焊,有垫板时自然比悬空焊容易掌握，通常不必担心烧穿的问题，可根据间隙的大小选择焊接电流，而且工艺参数的要求也没有无垫板熔透焊时严格。,焊缝的背面由垫板来决定。通常垫板为紫铜或者陶瓷衬垫，不易与工件焊合在一起。当背面成形要求有余高时，垫板要有弧形沟槽，沟槽的尺寸即所要求的背面焊缝的外形尺寸。沟槽的加工应尽量光洁。另外，为确保焊缝的背面成形，要保证工件接缝处于垫板贴合严密，贴合不紧的地方，便不能获得良好的背面成形。,2.焊接操作技术,三、焊接操作技术,3)中厚板对接焊,如前所述，二保焊的熔滴过渡形式与板厚相关。比如，短路过渡适用于薄板，板厚增加时，为保证熔深采用射滴过渡，同时薄板可不开坡口单面焊接，板厚增加要根据情况选择相应的坡口形式，或者进行双面焊。,2.焊接操作技术,根据二保焊的特点，在小角度坡口及小间隙的根部焊道施焊时，易出现铁水导前现象而造成未焊透，故应采用右焊法。并直线移动焊枪（不摆动）。反之，当坡口角度大及间隙大时，易采用左焊法，并小幅摆动焊枪来进行根部焊道的焊接。,a)坡口角度小，间隙小，右焊法,b)坡口角度大，间隙大，左焊法,图13 根部焊道的焊接方法,三、焊接操作技术,坡口填充焊时，应采用多层多道焊，焊层、焊道数视坡口角度和深度而定。主要是要注意焊道排列方式和每焊完一道后的焊缝表面形状，避免出现如图12a、b那样的情况，其中a是因为第二层只焊一道，且焊道中央向上凸起，使之与两坡口面间形成尖角。图中b是因为第二层中箭头侧的焊道施焊时，由于焊枪指向不对，造成向中心凸起的焊道，也与坡口面形成尖角。上述两种情况，均易使后续焊道形成未熔合缺陷。为防止上述情况的发生，一是要注意坡口两侧的熔合良好，可以采用两侧稍停中间略快的摆动手法；二是要注意焊道排列顺序，并掌握好焊丝指向。总之每一层焊完后，焊缝表面应平滑（圆滑），焊缝中间部分稍呈下凹状最佳。,坡口盖面焊时，要求前一层的焊缝表面略低于工件表面1.5mm-2.5mm，如图12c所示，这样盖面焊缝可以做到焊趾处平滑、成形美观。,2.焊接操作技术,三、焊接操作技术,2.焊接操作技术,a)、b)焊缝表面形状不合理,c)盖面前的焊缝形状,图14 多层焊注意点,三、焊接操作技术,4)水平角焊缝单道焊,水平角焊缝单道焊时，最大焊脚长度可达7mm-8mm。焊脚长度的要求通常与板厚相对应，不同焊脚长度时焊枪指向位置不同。如图15所示，焊脚长小于5mm时，焊枪指向根部（图中a）；焊脚长大于5mm时，焊枪指向距根部1mm-2mm处（图中b），焊接时采用左焊法，这样操作方便，保护良好，成形美观。,值得注意的是，采用大电流焊接水平角焊缝时，焊接速度要稍低，同时要适当地做横向摆动，焊接电流和电弧电压稍高些，切不可过份地追求一道就获得太大的焊脚。否则，将使铁水下淌，立板出现咬边，底板产生焊瘤，焊脚大小不均匀早晨焊缝成形恶化，如图16所示。因此，如果所要求的焊脚长度较大，就应考虑采用多层焊。,2.焊接操作技术,三、焊接操作技术,2.焊接操作技术,a)250A以下，焊脚长小于5mm,b)250A以上，焊脚长大于5mm,图15 水平角焊缝单道焊焊枪姿势,图16 水平角焊缝的咬边与焊瘤,三、焊接操作技术,5)水平角焊缝多层焊,水平角焊时，当焊脚超过8mm时应采用多层焊。此时应注意焊道排列方式和各层之间的良好熔合，最终焊缝应尽量保持等焊脚，而且焊缝表面平滑。,2.焊接操作技术,如果共需要焊两层，则可按图17所示，焊第一层时，焊枪与立板夹角较小，并指向距根部2mm3mm处。电流稍大些，可采用左焊法或右焊法，亦可略有小幅度摆动。此时获得的是带有下淌倾向的不等脚长焊道。然后焊第二层。如图17所示，焊枪指向第一层焊道的凹坑处，采用左焊法，可根据情况采用直线法或小幅摆动法。此时电流可稍小，焊接速度稍快。,图17 两层焊时的焊枪姿势,三、焊接操作技术,当要求的焊脚更大时，需采用三层或三层以上的焊接方法，焊接次序如图18所示，其中第一层可按单道焊要领施焊，得到6mm7mm的焊脚长度（图中a）。第二层，如图中b所示，焊枪指向第一层焊道与底板的焊趾处，可采用直线焊接或小幅摆动焊接法。要注意水平板一侧达到所要求的焊脚长，同时焊趾整齐美观。,如果焊脚长要求较小，为8mm12mm时，可如图中c所示，第二层焊两道即可；如果脚长为12mm14mm，则需按图中d所示，第二层需焊三道。,针对更大的脚长要求，可以按上述要领进行三层以上的焊接。但要注意，焊接层数越多，热量积累越多，故此焊道易下淌。所以层数越多时，焊接电流和电弧电压都要相应地适当减小，二焊接速度却要相应地增加。多层角焊缝焊接次序可参加图19。,2.焊接操作技术,三、焊接操作技术,2.焊接操作技术,图18 厚板水平角焊缝多层焊焊道排列顺序,图19 水平角焊缝的多层焊道,三、焊接操作技术,(5)立焊,立焊位置的焊接分为向下立焊和向上立焊，向下立焊主要用于薄板，向上立焊则用于厚度大于6mm的工件。,1)向下立焊,向下立焊的焊缝熔深较浅，成形美观。但要注意防止产生未焊透和焊瘤。向下立焊时的焊枪姿态件图20和图21a。即为保持住熔池，不使铁水流淌，要将电弧始终对准熔池的前方，对熔池起着上托的作用。掌握不好，铁水会流到电弧前方，容易产生焊瘤和未焊透缺陷，如图21b所示。一旦发生铁水导前现象，应加速焊枪的移动，并使焊枪后倾角减小，靠电弧吹力把铁水推上去。,向下立焊也适于薄板的T型接头和角接头。不论何种接头，均以指向焊缝为常用。因为摆动法不易保持熔池，很难掌握。,2.焊接操作技术,三、焊接操作技术,向下立焊主要采用细丝、短路过渡、小电流、低电压和较快的焊接速度，并要在施焊过程中及时调整焊枪姿态，保证正常焊接。,2.焊接操作技术,图20 向下立焊的焊枪姿势,a)正常状态 b)铁水导前的情况,图21 向下立焊时的焊枪操作姿势,三、焊接操作技术,2)向上立焊,向上立焊熔深大，适于厚度大于6mm的工件；向上立焊时如熔池较大，铁水易流失；故通常采用较小的焊接参数。,2.焊接操作技术,如采用直线式焊接法，焊道易呈凸起状，成形不良且易咬边，多层焊时后续的填充焊道易造成未熔合。所以一般不采用直线式焊接法，而是采用摆动式焊接法。,摆动方式见图22。其中a和b适用于角焊缝和对接焊缝的第一道焊缝的焊接，c和d适合于第二层及以后的多层焊时的焊接。,图22 向上立焊摆动方式举例,三、焊接操作技术,焊枪角度可参见图23，焊枪倾角应保持在工件表面垂直线上下约10的范围内。在此要克服一般焊工习惯于焊枪指向上方的做法，因为这样电弧易被拉回熔池，使熔深减小，影响焊透性。所以，焊枪基本上保持与工件相垂直是十分重要的。,2.焊接操作技术,图23 向上立焊时的焊枪角度,三、焊接操作技术,另外，摆动焊时，要注意摆幅与摆动波纹间距的匹配，并要注意摆动波纹的取向（见图24）。,2.焊接操作技术,可根据具体条件采用图中a或b的摆动方式。其中a所示为小摆幅，热量集中，要注意防止焊道过分凸起。b所示之摆幅较大，焊道平滑。为防止下淌，摆动时中间稍快；为防止咬边，在两侧焊趾端要稍作停留。图c所示的摆动方式不宜采用，因为这种向下弯曲的月牙形摆动方式易造成铁水下淌，焊道中心凸起，并易在两侧产生咬边。,a)小摆幅 b)月牙形大摆幅 c)不推荐,图24 向上立焊摆动方式对比,三、焊接操作技术,(6)横焊,横焊位置焊接特点是铁水受重力作用容易下淌，因此在焊道上边易产生咬边，在焊道下边易造成焊瘤。为防止上述缺陷，要限制每道焊缝的熔敷金属量。当坡口较大、焊缝较宽时，应采用多层焊。,1)单道横焊,单道横焊用于薄板，可采用直线式或小幅摆动法，为便于观察焊件接缝，通常采用左焊法，如图25所示。焊枪倾角05，前倾角1020。如果采用摆动法焊出较宽的焊道，要注意摆幅一定要小，过大的摆幅会造成铁水下淌。有时作较大宽度范围内的表面堆焊时，亦可采用右焊法。因为右焊法焊道较为凸起，便于后续焊道的熔敷。横焊时的焊枪摆动图形可参见图26。横焊时通常是采用低电压小电流的短路过渡方式。,2.焊接操作技术,三、焊接操作技术,2.焊接操作技术,图25 横焊时的焊枪姿势,图26 横焊的焊枪摆动图形,三、焊接操作技术,2)多层横焊,厚板的对接焊和角焊时，应采用多层焊法，其焊枪姿态和焊道排列方式如图27所示。第一层焊一道，焊枪仰角010，指向根部尖角处（图a），可采用左焊法，以直线式或小幅摆动法操作。这一道要注意防止焊道下垂，熔敷成等脚长的焊道。,2.焊接操作技术,a)第一层 b)第二层的第一道 c)第二层的第二道 d)多层焊道,图27 多层横焊时的焊枪姿势和焊道排列,三、焊接操作技术,第二层的第一道焊道焊接时，如图b所示，焊枪指向第一层焊道的下趾端部，采用直线式焊接法。,第二层的第二道，如图c所示，以同样的焊枪仰角指向第一层焊道的上趾端部。这一道的焊接可采用小幅摆动法，要注意防止咬边，熔敷出尽量平滑的焊道。如果焊成了凸形焊道，则会给后续焊道的焊接带来困难，容易形成未熔合缺陷。,第三层及以后各层的焊接与第二层相类似，均是自下而上熔敷，焊道排列方式如图中d所示。,多层横焊要注意层数道数越多，由于热量的积累便越易造成铁水下淌，故要渐次采取减少熔敷金属量和相应地增加道数的办法。另外就是要注意每一层焊缝的表面都应尽量平滑。中间各层可采用稍大的电流，盖面时电流可略小些。如图26d所示的焊缝，可采用1.2mm焊丝。盖面层焊接电流为150A200A，电弧电压为22V24V；其余各层焊接电流为200A280A,电弧电压为23V25V。,2.焊接操作技术,三、焊接操作技术,(6)仰焊,仰焊时，由于操作不方便，同时由于重力作用，铁水下垂，焊道易呈凸形，甚至产生焊接熔池铁水下滴等现象。所有焊接难度较大，更需要掌握争取的操作方法和严格控制工艺参数。,1)单道仰焊,单道焊适于薄板的焊接，而且常为单面焊。通常可留1.5mm左右的间隙。使用细焊丝、小电流、低电压进行焊接。焊枪姿态及角度参加图28，可采用直线式或小幅摆动法。熔池的保持要靠电弧吹力和铁水表面张力的作用，所以焊枪角度和焊接速度的调整很重要。可采用右焊法，单不能将焊枪后倾过大，否则会造成凸形焊道及咬边。焊速也不宜过慢，否则会导致焊道表面凹凸不平。在焊接时要根据熔池的具体状态，及时调整焊接速度和摆动方式。摆动要领与立焊时相类似，即中间稍快，而在趾端处稍停。这样可有效地防止咬边、熔合不良、焊道下垂等缺陷的产生。,2.焊接操作技术,三、焊接操作技术,仰焊时还可采取一种特殊的焊接方式。如果焊接位置允许，可以采用前后方向移动焊枪的方式，即焊缝轴线位于焊工前方且与焊工视线相平行（左焊法和右焊法是与焊工视线相垂直），由远而近地进行焊接。这种方法的优点是便于观察熔池和焊接方向，调整焊枪姿态和摆动手法均较方便，用心练习，便会得心应手。,2.焊接操作技术,图28 单道仰焊的焊枪姿势,三、焊接操作技术,2)多层仰焊,多层焊适于厚板。无垫板时第一层焊道类似于单面焊。有垫板时工件间隙可略大些，可以采用较大的电流，还是短路过渡方式。,焊枪姿态与单道焊时相同（图29），操作要领也与单道焊相同。有垫板时则要注意垫板与坡口根部的充分熔透，并要力求获得表面平坦的焊道。可以采用右焊法或由远及近的前后方向的特殊焊法。,第二层和第三层均以横向摆动的方式进行焊接，也是中间稍快两侧稍停的要领。以后各层的焊接，由于焊缝宽度增加，热量不很集中，铁水不易下垂。但若焊缝过宽也不宜采用单道摆动焊，因摆幅过大易造成未熔合和气孔。所以自第四层以后，也可采用每层两道的焊接方法(图30)。这时每层的第一道可略过焊缝中线，第二道与第一道要良好搭接。要防止第一道焊道凸起，给第二道留下了深而窄的坡口，难于施焊。,2.焊接操作技术,三、焊接操作技术,要注意焊好每一层焊缝，使其表面平坦，便于后续焊道的熔敷。在盖面之前，焊道表面距工件表面应为1mm2mm。然后熔敷盖面焊道。盖面焊道也要摆到趾端稍作停留，保证趾端平滑，并要注意焊缝中间平整。工艺参数可与中间焊道相当。,2.焊接操作技术,图29 多层仰焊时的焊枪姿势,图30 厚板仰焊的熔敷方式,四、焊接缺陷及防止措施,1.电弧不稳,CO2气体保护焊时的异常现象和焊接缺陷的产生，所涉及的因素比较复杂。例如可关系到焊接材料的选择，焊接工艺参数的选择、焊前准备等等，同时也与焊工的操作手法正确与否和熟练程度有关。为此，要对产生不良现象和焊接缺陷的原因加以分析、归纳，并指出其防止措施或注意要点。了解其起因并掌握其对策，就能获得满意的焊接质量。,电弧不稳通常与送丝不稳、弧长波动、飞溅较大、磁偏吹等现象有关。其起因及相应的措施参见表1。,四、焊接缺陷及防止措施,1.电弧不稳,表1 电弧不稳的原因及防止措施,四、焊接缺陷及防止措施,2.焊道成形不良,有关焊道外观不良方面的缺陷，往往是由于焊接条件不适当或焊枪操作不当所引起的。典型的焊道成形不良示例如图31所示，其产生原因及防止措施参见表2。,图31 焊道成形不良示例,四、焊接缺陷及防止措施,2.焊道成形不良,表2 焊道成形缺陷及其防止措施,四、焊接缺陷及防止措施,3.气孔,气孔是由于焊缝金属在熔化状态吸收的气体在其凝固过程中来不及逸出所造成的。气孔可分为内部气孔和表面气孔，图32是其示意图。气孔的起因和防止措施参见表3。,a)内部气孔 b)表面气孔,图32 气孔示意图,四、焊接缺陷及防止措施,3.气孔,表3 气孔起因及其防止措施,四、焊接缺陷及防止措施,4.裂纹,焊接区的裂纹是最危险的焊接缺陷。裂纹种类如图33所示。,焊接裂纹通常分为冷裂纹和热裂纹两大类。冷裂纹是在约200以下的较低温度下形成的，热裂纹则是在结晶温度附近的较高温度下形成的。母材含硫所致“硫印裂纹”，就是一种热裂纹。收弧不良，形成火口时产生的火口裂纹，也是一种热裂纹。通常在线能量过大，焊接速度过快时，特别是窄坡口焊接时，容易产生热裂纹。冷裂纹是在低温下产生的，其形成原因主要与接头内的拉应力、焊接区的含氢量、材料的硬化组织等有关。底层焊道的根部裂纹、热影响区的焊趾裂纹和焊道下裂纹，是典型的冷裂纹。冷裂纹的防止措施主要是尽量降低母材坡口、焊丝带来的油、锈及气体中的水分，并要防止空气中的水分混入焊接区。此外，焊接区的预热和后热等也是有效的办法。,总之，焊接裂纹的形成原因比较复杂，除严格控制焊接材料外，施工中的具体防止措施可参见表4。,四、焊接缺陷及防止措施,4.裂纹,a)钢的热裂纹举例 b)钢的冷裂纹举例,图33 焊接区的裂纹,四、焊接缺陷及防止措施,4.裂纹,表4 焊接裂纹的起因及其防止措施,五、焊接安全技术及劳动保护,焊工是特殊工种，做好焊接防护措施对焊工身体健康至关重要。对于焊工防护，车间管理人员要引起重视，焊工本人也要加强必要的重视。,(1)佩戴面罩：面罩是用来保护面部、颈部的一种遮蔽工具，防止焊接时的飞溅、弧光及熔他和焊件高温灼伤。,(2)穿好工作服：工作服是防止弧光及火花灼伤人体的防护用品，在穿着时应扣好纽扣，扣好袖口、领口、袋口，上衣不要束在裤腰内。,(3)焊工手套：焊工手套是保护焊工手臂和防止触电的专用护具。工作中不要戴手套直接拿灼热焊件和焊条头，破损时应及时修补和更换。,(4)带上护脚：护脚通常用耐热且不易燃材料制作，防止脚部烫伤。,(5)穿劳保鞋：工作鞋焊工工作鞋是用来防止脚部烫伤、触电，应使用绝缘、抗热、不易燃、耐磨损、防滑材料制作。,(6)带口罩：焊工 口罩是用来减少焊接烟尘的吸人。,(7)带平光眼镜：在清理焊渣时应佩戴平光防护眼镜，以防止灼热焊渣进入眼内。,请穿戴好劳动防护用品再上岗！,六、CO,2,气体保护焊应用实例,1.焊缝包角,结语,本节课阐述的内容主要是围绕焊接岗位所展开的，我们探讨了钢结构生产中焊接工艺的一些规范要求与焊接技术方面的内容，主要目的是想让大家对焊接有一个更为深层次的认识。如何保证产品焊接质量，最终离不开在座各位的勤奋与努力。,最后非常感谢大家能够抽出宝贵的休息时间来此互相学习进步！,为企业发展贡献自己的力量,自我提高,锲而不舍,虚心学习,锐意进取,恪