企业内部焊工培训课件-焊接基础知识.pdf

青岛华世洁环保科技有限公司2011年第一期焊工培训第一章焊接基本知识、焊接的概念及分类焊接就是通过加热或加压，或者两者并用，并 且用或不用填充材料使焊件达到结合的一种加工 方法。按造焊接过程中金属所处的状态不同，可以把 焊接方法分为熔焊、压焊、钎焊三类。1、熔焊，熔焊是在焊接过程中将焊接接头加 热至熔化状态，不加压力完成的焊接方法。我们 常用的焊条电弧焊、C02气体保护焊、氮弧焊、埋 弧焊、气焊等都属于这种焊接方法。2、压焊，压焊是在焊接过程中必须对焊件施 加压力（加热或不加热），以完成焊接的方法。电阻焊、摩擦焊、爆炸焊等都属于这种焊接方法。主接方法图94主要焊接方法分类框图3、钎焊，钎焊是采用比母材熔点低的金属材 料作钎料将焊件和钎料加热到高于钎料的熔点，低于母材的熔化温度，利用液态钎料润湿母材填 充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方 法。常见的钎焊方法有烙铁钎焊、火焰钎焊等。二、焊接电弧1、电弧的组成由焊接电源供给的，具有一定电压的两极间，在气体介质中，产生强烈而持久的放电现象称为 焊接电弧。焊接电弧由阴极区、阳极区、弧柱区 三个部分组成。如下图：焊接电弧的三个区域弧柱区温度最高（约为 6000K）,阳极区次之（约为4200K）、阴极区温度 最低（约为3500K）注：1K=1 +273.15不同焊接方法，阳极区和阴极区温度也不尽相 同，各种焊接方法阴极区与阳极区温度比较如下表:工艺法焊条电弧焊鸨极氨弧焊熔化极氨弧焊CO2气体保护焊埋弧焊温度比较阳极温度阴极温度阴极温度阳极温度2、焊接时的极性和应用用直流电源焊接时焊件接电源正极，工件接电 源负极称为正接；焊件接电源负极，工件接电源正 极称为反接。交流电源不存在正反接O焊接时极性的选用直流弧焊时，为获得较大的熔深，可采用正接,这是因为电弧的阳极区温度较高，在焊接溥板时，为防止烧穿，可采用反接。当采用低氢型（碱性）焊条时，为保证电弧稳定性必须采用反接。3、焊接电弧的偏吹在焊接过程中，因气流的干扰、磁场的作用或 焊条偏心的影响，会出现电弧中心偏离电极轴线的 现象。这就是所谓的电弧偏吹。电弧偏吹不仅是焊 接发生困难，甚至息弧。对焊接质量也将带来较大 影响。产生偏吹的主要原因如下：1）焊条偏心度过大2）电弧周围气流的干扰3）磁偏吹 使用直流焊机焊接时，因受到焊接 回路产生的电磁力的作用而产生的电弧偏吹，称为 电弧的磁偏吹。造成磁偏吹的主要原因如下：（1）接地线位置不当引起的偏吹（2）铁磁物质引起的偏吹（3）焊条和焊件位置不对称引起的磁偏吹当磁偏吹存在时，焊接电流越大）磁偏吹现象 就越严重。电弧的吃偏吹现象只有在使用直流焊机 时才会产生，对于交流电源而言，一般不会产生明 显的磁偏吹现象。减少或防止电弧偏吹的方法（1）焊接时，在条件允许的情况下尽量使用 交流电源焊接。（2）露天操作时，如有大风则必须用挡板遮 挡，对电弧进行保护。在管子焊接时，必须将管口 堵住，防止气流对电弧的干扰。（3）在焊缝两端各加一小块附加钢板（引弧 板和引出板），是电弧两侧磁力线分布均匀并减少 热对流的影响,以克服电弧的偏吹。（4）采用短弧焊接（5）在操作时适当调整焊条角度，是焊条偏吹 的方向转向熔池，这种方法在实际工作中应用的较 广泛。（6）适当改变焊件接地线部位，尽可能使电弧 周围磁力线分布均匀，如在焊件两端均接地线。（7）尽量采用小电流焊接对克服磁偏吹也有一 定作用。三、焊接参数焊接参数是指为保证焊接质量而选定的诸物理 量的总称。焊条电弧焊的焊接参数主要是指焊条 直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度等。而电 弧电压和焊接速度在焊条电弧焊中不作原则规定,可根据具体情况灵活掌握。1)焊条直径 为了提高生产效率，尽可能选用 较大直径的焊条，但是焊条直径过大，未焊透或焊 缝成型不良，因此要正确选用焊条直径，焊条直径 可根据以下情况选用(1)焊件厚度 厚度较大的焊条可选用较大 直径的焊条，反之焊接薄件应选用较小直径的焊条。(2)焊缝位置 焊接平焊焊缝时焊条直径规 格可比其他位置大一些，而立、仰、横焊所选焊条 直径应小一些，这是为了造成较小的熔池，减少熔 化金属的下淌。(3)焊接层数 进行多层焊接时，为防止根 部未焊透对多层焊的第一层焊道应采用直径较小的 焊条进行焊接，以后各层可根据焊件厚度选用较大 直径的焊条。2)焊接电流增大焊接电流可以提高生产效率,但焊接电流过大易造成焊缝咬边烧穿等缺陷，同事 金属组织也会因过热而发生变化；而焊接电流过小 也易造成夹渣、未焊透等缺陷，降低焊接接头的力 学性能，所以应适当选择焊接电流，焊接时决定焊 接电流的因素很多，但主要是焊条直径和焊接位置。(1)焊接电流和焊条直径的关系焊接电流和焊条直径的关系可以根据下面的 公式来确定I=Kd式中I 一焊接电流/Ad焊条直径/mmK经验系数焊条直径d与经验系数K的关系见下表焊条直径d/mm122446经验系数K25 3030 4040 50根据以上公式所求得的电流只是一个大概数值，在 实际生产中还要考虑其他一些因数的影响，如一般 在使用碱性焊条时，焊接电流要比酸性焊条小一些。(2)焊接电流和焊缝位置的关系在焊接平焊焊缝时，由于运条和控制熔池中 熔化金属都比较容易，因此可选择较大的焊接电流 进行焊接，其他焊接位置时，为了避免熔化金属从 熔池中流出，要使熔池尽可能小一些所以焊接电流 要比平焊是小一些。在实际工作中，可根据经验从焊条熔化状况、飞溅和焊缝成形等方面来选择合适的电流。3)电弧电压 电弧电压由电弧长度来决定，在焊接时力求是用短弧。4）在能够将保证焊缝质量前提下尽量提高焊 接速度，以提局生产效率。3）电弧电压当其它条件不变时，电弧电压增长，焊缝宽 度显著增加而焊缝厚度和余高将略有减少，这是 因为电弧电压增加意味着电弧范围的增加，因此 电弧摆动范围扩大而导致焊缝宽度增加。其次，弧长增加后，电弧的热量损失加大，所以用来熔 化母材和焊丝的热量减少，相应焊缝厚度和余高 就略有减小。4）焊接速度焊接速度对焊缝厚度和焊缝宽度有明显的影 响。当焊接速度增加时，焊缝厚度和焊缝宽度都大为下降，这是因为焊接速度增加时，焊缝中单 位时间内输入的热量减少了。从焊接生产过程中，应综合考虑生产效率、焊接 质量等因素，对以上四个工艺参数进行综合考虑、选用。四、焊接接头的种类及接头型式焊接中，由于焊件的厚度、结构及使用条件的不 同，其接头型式及坡口形式也不同。焊接接头型式 有：对接接头、T形接头、角接接头及搭接接头。（一）对接接头两彳牛表面构成大于或等于135。，小于或等于 180夹角的接头，叫做对接接头。在各种焊接结 构中它是采用最多的一种接头型式。如图1所示。(a)不开 鼓口(b J V形 坡口X形 坡口图1 对接接头的形式单U 形坡 口?双U i形坡 口090K(二)角接接头两焊件端面间构成大于30。、小于135。夹角的接 头，叫做角接接头，见下图。这种接头受力状况 不太好，常用于不重要的结构中。图：角接接头(a)I形坡口；(b)带钝边单边V形坡口（三）T形接头一焊件的端面与另一焊件表面构成直角或近似直角的 接头，叫做T形接头）见下图。图：T形接头（四）搭接接头两焊件部分重叠构成的接头叫搭接接头）见下图。图：搭接接头（a）I形坡口，（b）圆孔内塞焊;（c）长孔内角焊搭接接头根据其结构形式和对强度的要求，分为 不开坡口、圆孔内塞焊和长孔内角焊三种形式，如上 图。I形坡口的搭接接头,一般用于厚度12mm以下的 钢板，其重叠部分N2(61+62)。这种接头用于不重要 的结构中。当遇到重叠部分的面积较大时，可根据板厚及强 度要求，分别采用不同大小和数量的圆孔内塞焊或长 孔内角焊的接头型式。(五)压力容器焊接接头种类划分及要求容器主要受压部分的焊接接头分为A、B、C、D四类,如下图所示。a）圆筒部分的纵向接头（多层包扎容器层板层 纵向接头除外）、球形封头与圆筒连接的环向接头、各类凸形封头中的所有拼焊接头以及嵌入式接管与 壳体对接连接的接头，均属A类焊接接头。b）壳体部分的环向接头、锥形封头小端与接管 连接的接头、长颈法兰与接管连接的接头，均属B 类焊接接头，但已规定为A、C、D类的焊接接头除外。c）平盖、管板与圆筒非对接连接的接头，法兰与 壳体、接管连接的接头，内封头与圆筒的搭接接头 以及多层包扎容器层板层纵向接头，均属C类焊接接 头。d）接管、人孔、凸缘、补强圈等与壳体连接的接 头，均属D类焊接接头，但已规定为A、B类的焊接 接头除外。A、B类焊接接头对口错边量b（见图）应符合下表的规 定。锻焊容器B类焊接接头对口错边量b应不大于对 口处钢材厚度S的1/8,且不大于5mm。对口处钢材厚度我按焊接接头类别划分对口错边量力AB41212-2020-4040-50501/44.43540 MPa的钢材以及Cr-Mo低合 金钢钢材其他钢材单面坡口双面坡口单面坡口双面坡口eeie21e2*070%血 且31.5010%力 且3010%曷 且3。15%必 且44T区 挟夭旧推3匕租|/埠维的组 金妙维K彤 c 丽0M、T杉 揍实对核卬缝0迂1 V形T形 拉走对接叫缝坡Q形式接头形式饰缝彩式K琳十字 接头的接出&i后+/相头的28tI形塔接 接头m0出禊R珞 接掖文蜜WS1于科接姆中边V为阳力偌封t 接头例皿 接头命计1图梭 W夫用0E向林 传a珀埠StWE 匡夫棱*MH坡Q形式接头形式W缱彩式取J形叭形年修接头的/嵯斜对接 接实对接婵Q点边接对链理腌U杉 停钝边而捶 接头村根理经双U形 僧钝边对接 楼关对接婵电J形(增饨边T形接 美(A)咐楼检对接螂鼻按A)建 影上g T火ZH接小较v形 T婉搐对捷均缝五、焊接符号 焊缝代号的定义：把在图样上用技术制图方 法表示的焊缝基本形式和尺寸采用一些符号 来表示的方法。焊缝代号可以表示出：1）所焊焊缝的位置；2）焊缝横截面形状（坡口形状）及坡口尺寸9 3）焊缝表面形状特征；4）焊缝某些特征或其他要求。1.焊缝符号的组成焊缝符号一般由基本符号和指引线组成，必要时 可以加上辅助符号、补充符号和焊缝尺寸及数据(1)基本符号 号，见表1 1。表示焊缝端面(坡口)形状的符表1-1基本符号焊缝名称 焊缝横截面形状付节I形焊缝焊缝名称 焊缝横截面形状 符号V形焊缝带钝边V形焊缝单边V 形焊缝V Y焊缝名称 焊缝横截面形状 符号钝边单边 V形焊缝带钝边 U形焊缝封底焊缝0焊缝名称 焊缝横截面形状符号角焊缝塞焊缝 或槽焊缝n喇叭形焊缝nr焊缝名称 焊缝横截面形状符号点焊缝缝焊焊缝令（2）辅助符号枣示焊缝表面形状特征的符号，如表12所 7J o当不需要确切说明焊缝的表面形状时，可 以不用辅助符号。表1-2辅助符号名称 平面 符号凹面 符号凸面 符号焊缝辅助形式符号说明表示焊缝 表面平齐表示焊缝 表面凹陷表示焊缝 表面凸出(3)补充符号为了补充说明焊缝某些特征而采用的符号,如表1-3所示。表1-3补充符号名称符号说明带垫板符 号形式I IIIIIIIIIIIII I表示焊缝底部有 垫板三面焊缝 符号表示三面焊缝和 开口方向名称形式符号说明周围焊缝符 号表示环绕工件周围 焊缝现场符号H表示在现场或工地 上进行焊接尾部符号指引线尾部符号可参照 GB/T51851999标注焊接方 法(4)焊缝尺寸符号 用来代表焊缝的尺寸要求，表1-4所示为常用的焊 缝尺寸符号。当需要注明尺寸要求时才标注。表1-4焊缝尺寸符号名称 符号工 件厚度 8坡口角度 a坡口深度 H根部间隙 B钝边高度 p名称 符号 焊缝段数 n 焊缝长度 1 焊缝间隙 e 焊角尺寸 K示意图标注示例熔核直径 d相同焊缝 N数量符号N=3图焊缝尺寸符号 及数据的标准位置 图1所示为焊缝尺寸符号及数据的标注位 置。(基本符号)nXl(e)P，HK,d(基本符号)nXl(e)abN（5）指引线 由箭头线和基准线组成，箭头指向焊缝处，基准线由两条互相平等的细实线和虚线组 成，如图1-2所示。当需要说明焊接方法时，可以在基准线末 端增加尾部符号。箭头线图12指引线的画法基准线（实线）基准线（虚线）表1-5焊接方法表示代号焊接方法 代号电弧焊 1焊条电弧焊 in埋弧焊 12熔化极惰性气 131体保护焊焊接方法 代号电阻焊 2点焊 21缝焊 22闪光焊 24焊接方法代号焊接方法代号铝极惰性气体 保护(MIG)141气焊3熔化极非惰性气 体保护焊(MAG)135氧一乙快焊311非惰性气体保护 药芯焊丝电弧焊136氧一丙烷焊12压焊4其他焊接方 法7超声波焊41激光焊751摩擦焊42电子束焊762.识别焊缝代号的基本方法 1）根据箭头的指引方向了解焊缝在焊件上 的位置。2）看图样上焊件的结构形式（即组焊焊件 的相对位置）识别出接头形式。3）通过基本符号可以识别焊缝形式（即坡 口形式），基本符号上下标有坡口角度及对装间隙 4）通过基准线的尾部标注可以了解：采用的焊接方法、对焊接的质量要求、以及无损检验要求。3.焊缝代号应用实例如下图所示的焊缝代号，请说出其含义:y、焊接环境及焊接常识6.2焊接环境6.2.1 焊接环境出现下列任一情况时，须采取有效防护措施，否则禁止施焊。a）风速：气体保护焊时大于2 m/s,其他焊接方法大于10 m/s;b）相对湿度大于90%;c）雨雪环境；d）、魁整低于-20匕。6.2.2 编靠度为。-20时，应在始焊处100 mm范围内预热到15c以上。6.3 应在引弧板或坡口内引弧，禁止在非焊接部位引弧。纵焊缝应在引出板上收弧，弧坑应填满。6.4 防止地线、电缆线、焊钳与焊件打弧。6.5 电弧擦伤处的弧坑需经修磨，使其均匀过渡到母材表面，修磨的深度应不大于该部位钢材厚度 质的5%且不大于2 nun,否则应予补焊。6.6%幽壁要求的焊件应当认真控制线能量，每条焊道的线能量都不高于评定合格数值。6.7 翩疑藐最气丽静斫=而用多层焊，各焊层焊道的接头应尽量错开。6.8 受压元件角焊缝的根部应保证焊透。6.9 双面焊须清理焊根，显露出正面打底的焊缝金属。对于自动焊，若经试验确认能保证焊透，亦 可不作清根处理。6.10 接弧处应保证焊透与熔合。6.11 施焊过程中应控制层间温度不超过规定的范围。当焊件预热时，应控制层间温度不得低于预热 温度。6.12 每条焊缝应尽可能一次焊完c当中断焊接时，对冷裂纹敏感的焊件应及时采取后热、缓冷等措 施。重新施焊时，仍需按规定进行预热C6.13 采用锤击消除残余应力时，第一层焊缝和盖面层焊缝不宜锤击,6.14 引弧板、引出板、产品焊接试板不应锤击拆除c