船舶焊接方法1解析.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,*,课题六 船舶焊接方法,教学目标:,主要介绍造船工业中常用的焊条,电弧焊,（SMAW),、埋弧焊自动,焊,(SAW),及气体保护焊,(GSAW),等焊接方法.,对其它焊接方法作简要介绍。,第一节 焊条电弧焊,一、焊条电弧焊的原理及特点,（一）焊条电弧焊的基本原理,焊条电弧焊（也称手工电弧,焊）是利用手工操纵焊条进行焊,接的电弧焊方法。它利用电弧产,生的高温熔化焊条和焊件，使两,块分离的金属熔合在一起，从而,获得牢固的接头，其原理如图,5-1,所示。,图,5-1,焊条电弧焊的原理示意图,（二）焊条电弧焊的特点,1.设备简单、操作灵活；,2.待焊接头装配要求低；,3.可焊金属材料种类多；,4.焊接生产率低；,5.焊缝质量依赖性强。,二、电焊条,（一）电焊条分类、组成和作用,分类,：（1）,焊条按熔渣的化学性质分为两大类,1）酸性焊条：溶渣呈酸性，药皮中含大量SiO,2,、TiO,2,、,MnO等氧化,物。,2）碱性焊条：熔渣呈碱性，药皮的主要成分为CaCO,3,和 CaF,2,。,（2）焊条按用途,共分为十大类：如结构钢焊条、耐热钢,焊条、不锈钢焊条、铸铁焊条、铜及铜合金焊条、,特殊用途焊条等，其中应用最广的是 结构钢焊条。,组成,：由药皮和焊芯两部分组成。,作用,：,焊芯在焊接过程中既是导电的电极，同时本身又熔化,填充金属，与熔化的母材共同形成焊缝金属。,药皮是压涂在焊条芯表面上的涂料层，焊接时形成熔,渣及气体。药皮的主要作用是：(1)保护作用；,(2)冶金作用,(3)改善焊接工艺性能,（二）焊条的型号,主要介绍常用的低碳钢和低合金钢焊条型号的编制方法。,1,低碳钢焊条型号的编制,(1)型号的第一字母“E”表示焊条(electrode)；,(2)“E”后面的两位数字表示熔敷金属抗拉强度的最小,值，单位为MPa；,(3)“E”后面的第三位数字表示焊条的焊接位置；,(4)“E”后面的第三位和第四位数字组合时表示焊接药皮,类型及电流种类;,(5)“E”后面的第五位有时附加“R”表示耐吸潮焊条；,附加“M”表示耐吸潮和力学性能有特殊规定的焊,条；附加“-1”表示冲击韧性有特殊规定的焊条。,低碳钢焊条型号举例：,2,低合金钢焊条型号,（1）“E”后面的两位数字焊条系列有50、55、60、70、75、,85六种，分别表示熔敷金属抗拉强度的最小值490MPa,（50 Kgf,mm2）、540MPa（55 Kgf,mm2）、590MPa（60,Kgf,mm2）、690MPa（70 Kgf,mm2）、740MP（75Kgf,mm2）、,830MPa（85 Kgf,mm2）；,（2）“E”后面的第五位为后缀字母，表示熔敷金属的化学成,分分类代号。A1表示碳钼钢焊条；B1、B2、B3、B4、B5表,示铬钼钢焊条；D1、D2、D3表示锰钼钢焊条；G、M、M1、W,表示其它合金焊条；,（3）“E”后面的第六位为附加的化学元素符号，如不具有化,学成分时，该项省略；,（4）对于E50、E55、E60型低氢焊,条的熔敷金属的化学成分分类后缀字母，或附加化学成分,后面加字母“R”时，表示耐吸潮焊条。,（三）常用焊条牌号的编制,主要介绍最常用的第一大类焊条，即结构钢焊条。,结构钢焊条（包括碳钢焊条和低合金焊条）的牌号用“J”,字表示，“J”后面的第一、第二位数字表示焊缝金属的抗拉强,度等级，其系列见表5-2；第三位数字表示焊条药皮类型和焊,接电源种类，见表5-3；数字后面的符号表示焊条的特殊性能,见表5-4，常用焊条牌号和型号的对照见表5-5。,造船行业专用结构钢焊条通常在其牌号前加“C”，即“造,船专用”，如CJ322,CJ422,CJ506等。,（四）焊条的选用和保管,1,选用原则,（1）考虑母材的力学性能、化学成分和物理性能,（2）考虑船体结构和构件受力情况,（3）考虑结构的工作条件和使用性能,（4）考虑劳动条件和劳动生产率,2,保管,干燥、避免受潮。特别是碱性焊条，每次使用前都要经,烘干处理后才能使用。,三、焊条电弧焊工艺,现代的钢质船舶都采用焊接结构。船体的板与板、骨架与,骨架、板与骨架的连接组成了各种形式的焊接接头。,（一）焊接接头和焊缝的形式及坡口形式的选择,1焊接接头的形式,焊接接头形式有：对接接头、T形接头、角接接头、搭接,接头、十字接头、端接接头、套接接头、卷边接头、锁底接头,及塞焊接头等几种。其中常用的焊接接头形式有：,对接接头,、,角接接头,、,T形接头,以及,搭接接头,四种。,a）对接接头 b）角接接头 c)T形接头 d)搭接接头,2,焊缝的形式,（）按焊缝在空间位置的不同可分为平焊缝、立焊缝、横焊缝及仰焊缝,等四种形式如图5-5所示。,（）按焊缝结合形式不同可分为对接焊缝、角焊缝及塞焊缝三种形式；,如图5-6所示。,（）按焊缝断续情况可分为连续焊缝和断续焊缝两种，断续焊缝又可分,为交错式焊缝和并列式焊缝两种如图5-7所示。,3,船体焊接坡口形式的选择,开坡口是为保让电弧能深入焊缝根部，使根部焊透，获得较,好的焊缝成形。,1）坡口形式主要根据接头形式、钢板厚度、焊接方法、施,工方便性、经济性及加工坡口的设备条件等因素来选择。,按照构件厚度和坡口准备的不同，对接接头一般有I形、V形、,X形、U形、双U形、单边V形、单边U形、k形坡口等几种形式。常,用的坡口形式及其适用板厚如图5-3所示。,图5-3对接焊缝坡口形式,2）船体结构中的角焊缝一般均不开坡口，但对承受,较大的载荷、高应力及对结构强度有特殊要求的角焊缝,（例如主机基座及舷顶列板与强力甲板边板的角焊缝）则,应根据“规范”规定或设计要求开单边V形或K形坡口。,3）厚度为630mm钢板的对接可选用V形坡口；厚度,为1260mm钢板的对接可选用X形坡口；U形坡口基于加,工困难，必要时仅在厚度大于40mm钢板及铸钢件的对接时,使用。,4）在胎架或船台上装焊的板缝，当选用V形坡口时，,开坡口的一则一般应位于没有骨架的一面。带仰焊的板,缝，可选用不对称的X形坡口或预先用焊条电弧焊打底的,自动焊接头形式，对坡口尺寸的选定应考虑尽量减小手工,仰焊的工作量，并为气刨、焊接的操作提供方便。,（二）焊接规范参数,焊条电弧焊的焊接规范，主要是对焊接电流的大小和焊条直,径的选择，至于焊接速度和电弧长度，通常由焊工根据焊条牌号,和焊缝所在空间的位置，在施焊过程中适度调节。,1.焊条直径的选择,焊条直径主要取决于焊件厚度、接头形式、焊,缝位置、焊层,（道）数等因素。根据焊件厚度平焊时焊条的选用原则：一般当,焊件板厚t4mm时，焊条直径d=t；当t4mm时，常采用多层焊，,焊条直径为4mm-6mm。,立焊时，焊条直径一般不超过5,mm,；仰焊,时则不应超过4,mm,。,2.焊接电流的选择,焊接电流大小根据焊条直径来选择。焊接电流选择亦可用经,验公式进行估算，估算公式为：,I=,（,3055,）d，,式,中I-焊接电流（A）；d-焊条直径（mm）；,总之，在保证焊缝质量的前提下，应尽量采用较粗的焊条，,较大的焊接电流，并适当提高焊接速度，以提高生产率。,（三）焊条电弧焊设备,焊条电弧焊的电源设备分三类：包括交流电弧焊电源、,直流弧焊电源、逆变弧焊电源。,（四）高效焊条电弧焊,下面介绍目前我国造船厂已推广应用的几种高效焊条电,弧焊的方法。,1.高效焊条和专用焊条,1）高效率铁粉焊条,2）立向下焊专用焊条,2.高效率重力焊接法,3.焊条电弧焊单面焊双面成形,第二节 埋弧自动焊,埋弧自动焊是船舶建造中使用最广泛的一种生产率较高的机,械化焊接方法。本节将主要介绍埋弧自动焊的原理、特点及应用,范围；埋弧自动焊所用的焊接材料及焊接工艺；最后简要介绍高,效埋弧自动焊方法。,一、埋弧自动焊的原理、特点及应用范围,（一）埋弧自动焊的焊接过程及原理,电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法称为埋弧焊。,图511 埋弧焊纵向截面图,图5-12 埋弧焊过程示意,埋弧自动焊：,是利用专门的机械设备自动完成手工电弧焊中的,引燃电弧、送进焊条以及移动电弧等焊接动作，,并使电弧在较厚焊剂下燃烧的熔化焊。,焊接过程：,埋弧焊的焊接过程可概括为：自动送丝；引弧；焊,剂自动下料；焊机匀速运动；电弧在焊剂下燃烧。,（二）埋弧焊的特点及应用范围,1 埋弧焊的主要优点：,（1）焊接生产率高,（2）焊缝质量好,（3）焊接成本较低,（4）焊件变形小,（5）劳动条件好,2埋弧焊的主要缺点：,（1）难以在空间位置施焊,（2）由于埋弧焊所用焊剂的主要成分是SiO,2,、MnO等，难以用于焊,接铝、钛等易氧化的金属及其合金。,（3）对焊件装配质量要求高,（4）不适合焊接薄板和短焊缝,3 应用范围,总之，埋弧焊适用于低碳钢及合金结构钢中厚板水平长,焊缝的焊接,二、埋弧自动焊焊接材料,三、埋弧自动焊工艺,（一）埋弧焊的焊前准备,埋弧焊的焊前准备包括焊件的坡口加工、焊件的清理与装配、,焊丝表面清理及焊剂烘干、焊机检查与调整等工作。,（二）埋弧自动焊的工艺方法,1,对接接头的埋弧焊,（1）双面埋弧焊,1）不留间隙双面焊；,2）预留间隙双面焊，如图,513所示；,3）开坡口双面焊；,4）焊条电弧焊封底双面焊。,图 513,焊剂垫结构原理,1焊件；2石棉板；3焊剂；,4充气橡皮管；5熔渣。,（2）单面埋弧焊(单面焊双面成形自动焊),1）在铜衬垫上焊接,，如图514所示；,2）在焊剂垫上焊接；,3）在热固法焊剂垫上焊接。,（3）对接接头环缝埋弧焊,图514 铜衬垫法,a)铜衬 b)焊剂铜垫,图517 环缝埋弧焊焊丝,偏移位置示意图,2,T形接头和搭接接头的埋弧焊,T形接头和搭接接头的焊缝均是角焊缝，用埋弧焊时可采,用船形焊和横角焊两种形式,如图522所示。小焊件及焊件,易翻转时则用船形焊；大焊件及焊件不易翻转时则用横角焊。,图518 T形接头和搭接接头的埋弧焊,a)船形焊缝埋弧焊示意图 b)横角焊缝埋弧焊示意图,（三）埋弧自动焊的工艺参数,1焊接电流,当其它条件不变时，焊接电流的增加，则焊缝熔深和余,高都增加，而焊缝宽度几乎保持不变（或略有增加）。电流,是决定熔深的主要因素。,焊接电流对焊缝成形的影响,B-熔宽；H-熔深；a-余高,2焊接电压,其它工艺参数不变时，焊接电压对焊缝成形影响是电弧,电压增大，则焊缝宽度显著增加而焊缝熔深和余高略有减少，,所以焊接电压是决定熔宽的主要因素。,电弧电压对焊缝成形的影响,B-,熔宽；,H-,熔深；,a-,余高,3焊接速度,其它参数不变时，焊接速度增加时，焊缝熔深和焊缝宽,度都大为下降。,4焊丝直径与伸出长度,焊接电流不变时，减少焊丝直径，因电流密度增加，熔,深增大，焊缝成形系数减少。焊丝伸出长度增加时，熔敷速,度和熔敷金属增加。,5 焊丝倾角,单丝焊时焊件放在水平位置，焊丝与工件垂直，当采用,前倾焊时，焊缝成形系数增加，熔深浅，焊缝宽，一般适用,于薄板焊接，焊丝后倾时，焊缝成形不良，一般只用于多丝,焊的前导焊丝。,6焊件位置的影响,当进行上坡焊时，与焊丝前倾作用相同；下坡焊的情况,正好相反。,四、埋弧自动焊设备,埋弧自动焊机主要由焊接电源、控制箱、焊接小车三部,分组成，适合于水平位置或水平面倾斜不大于150的各种对,接、角接和搭接接头的焊接，也可借助滚轮转胎焊接圆筒形,焊件的内外环逢。目前国内使用最普通的埋弧焊机是MZ-,1000型和MZ1-1000型两种。,图519 MZ-1000型埋弧自动焊小车,第三节 气体保护焊,主要介绍船厂常用的二氧化碳气体保护焊和氩弧焊,一、CO,2,气体保护焊,（一）CO,2,气体保护焊的原理、特点及应用,二氧化碳气体保护焊（也称CO,2,焊）在我国造船行业已,经发展成为一种重要的焊接方法，并已逐步取代焊条电弧焊。,1 CO,2,焊的基本原理,CO,2,焊是用CO,2,作为保护气体，依靠焊丝与焊件之间产,生的电弧来熔化金属的一种电弧焊接法。,图526 CO2焊的,基本原理示意图,2,CO,2,焊的特点及应用,优点：,（1）焊接成本低；,（2）生产率高；,（3）抗锈能力强；,（4）焊接变形小；,（5）操作性能好；,（6）适用范围广。,不足：,（1）金属飞溅较多，焊缝表面成形差；,（2）很难用交流电焊接，焊接辅助设备,较多；,（3）不能在有风的位置施焊，否则容易,出现气孔；,（4）不能焊接易氧化的金属材料。,应用：可用于焊接低碳钢、低合金钢，耐热钢、不锈钢；,耐磨零件的堆焊、铸钢件的补焊以及异种金属材料,的焊接；短焊缝、曲线焊缝和空间位置焊缝的焊接，,也适于薄板的点焊和定位焊；长直缝和环缝则宜采用,CO,2,自动焊。,(二)焊接材料,CO,2,焊所用的焊接材料有：CO,2,气体和焊丝。,1CO,2,气体,纯净的CO,2,是无色、无味和无毒的气体，一般将其压缩成液体,贮存于钢瓶供应使用。要求CO,2,纯度为99.5%。,2焊丝,CO,2,焊丝既是填充金属又是电极。,CO,2,焊丝分为实芯焊丝和药芯焊丝两种。药芯焊丝在国际上被,公认为是焊接材料中最先进、发展最快的高科技技术之一，并将成,为21世纪焊接材料的主导产品。,图527 药芯焊丝断面形状,（三）CO,2,焊工艺,在CO,2,焊中，为了获得稳定的焊接过程，熔滴过渡通常,有两种形式，即短路过渡和细滴过渡。,1短路过渡时工艺参数的选择,短路过渡焊接时的主要特点是电压低、电流小，适合于,焊接薄板及全位置焊接。短路过渡焊接主要采用细焊丝，常,用焊丝直径为0.61.2mm。,（1）焊接电流,焊接电流的大小主要根据焊件厚度、焊丝直径、送丝速,度和焊接位置等综合选择。,（2）电弧电压,短路过渡要求保持短电弧，即低电压。通常电弧电压在,1724V范围内，必须与一定的焊丝直径和焊接电流配合适,当，且允许电压波动只在13V内波动。,（3）焊接速度,焊接速度对焊接成形，接头性能都有影响。一般半自动,焊速度为1540m/h。,（4）焊丝干伸长度,干伸长度应为焊丝直径的10倍（515mm范围内）。,（5）气体流量及纯度,通常焊接电流在200A以下时，气体的流量选用1015L/min；,焊接电流大于200A时，气体流量选用1525L/min。,(6)电源极性,细丝CO,2,焊普遍采用直流反接，此时电弧稳定性，飞溅也,小，焊件熔深大。,2细滴过渡时工艺参数的选择,细滴过渡CO,2,焊的特点是电弧电压比较高，焊接电流比较,大。焊丝的熔化金属以细滴形式进行过渡，所以电弧穿透力强，,焊缝熔深大，适合于中等厚度及大厚度焊件的焊接。,（四）,CO,2,焊设备,CO,2,焊所用的设备有半自动,CO,2,焊设备和自动,CO,2,焊设备。,在实际生产中，半自动,CO,2,焊设备使用最为普遍，其设备主要,由三部分组成。即：焊接电源及控制箱、焊枪及送丝系统和,CO,2,气体的供给装置。自动,CO,2,焊设备仅多一套焊枪与焊件相对运,动的机构，或者采用焊接小车进行自动操作。,二、氩弧焊,随着现代化工业生产的发展，焊接结构的类型及其所采用材,料品种的多样性，使得仅靠焊条电弧焊、埋弧焊、CO,2,焊已不能,满足各类产品的焊接生产要求。例如，对一些化学活泼性较强的,铝、镁、钛及其合金，上述焊接方法已不能保证焊接质量。为此，,人们通过生产实践和科学研究，创造了氩弧焊。,（一）氩弧焊的概述,氩弧焊是以氩气作为保护气体的焊接方法。氩弧焊可分为钨极,（不熔化极）氩弧焊（简称TIG焊）和熔化极氩弧焊（简称MIG焊）。,图531 氩弧焊示意图,（二）氩弧焊的特点及应用,1TIG焊特点及应用,特点：(1)可焊金属多；(2)适应能力强；(3)焊接生产率低；,(4)生产成本高。,应用：TIG焊几乎可用于所有的钢材、有色金属及合金的焊接，,特别适合于化学性质活泼的金属及其合金。,常用于不锈钢、高温合金、铝、镁、钛及其合金以及难,熔的活泼金属（如锆、钽、钼、铌等）和异种金属的焊,接。,2MIG焊特点及应用,特点：（1）焊接质量好；（2）焊接,生产率,高；（3）适用范,围广；（4）焊前清理要求高。,应用：MIG焊适合于焊接低碳钢低合金钢耐热钢不锈钢有,色金属及其合金。目前在中等厚度大厚度铝及铝合金板材,的焊件，已广泛地应用了熔化极氩弧焊。所焊的最薄厚度约,为1mm，大厚度基本不受限制。,为了防止保护气流破环，氩弧焊只能在室内进行。,（三）氩弧焊设备,1TIG焊设备,手工钨极氩弧焊机由主电路系统供气系统水路系统,控制系统和焊枪等部分所组成，如图5-32。自动钨极氩弧焊机,是在上述系统的基础上，增加送丝装置及行走小车等机构，这,部分机构和埋弧自动焊机基本相同。,2 MIG焊设备,熔化极氩弧焊设备主要由焊接电源送丝机构焊枪控,制系统供水供气系统等部分组成，它与,CO,2,气体保护焊设备雷,同。,欢迎进入下一节学习内容,1,、字体安装与设置,如果您对PPT模板中的字体风格不满意，可进行批量替换，一次性更改各页面字体。,在,“,开始”,选,项卡,中,，点击“,替,换”按,钮右,侧箭,头,，,选,择“,替,换,字,体,”。（如下,图）,在图“替换”下拉列表中选择要更改字体。（如下图）,在“替换为”下拉列表中选择替换字体。,点击“替换”按钮，完成。,40,2,、替换模板中的图片,模板中的图片展示页面，您可以根据需要替换这些图片，下面介绍两种替换方法。,方法一：更改图片,选中模版中的图,片,（,有些图片与其他,对象,进行了组合，,选,择,时,一定要选中图,片 本身，而不是组合）。,单击鼠标右键，选择“更改图片”，选择要替换的图片。（如下图）,注意：,为防止替换图片发生变形，请使用与原图长宽比例相同的图片。,40,赠送精美图标,