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焊工培训基础教材焊工培训基础教材n二、电焊机二、电焊机n电焊机的作用及其分类电焊机的作用及其分类 电焊机是将电弧电能转变为电弧热能的一电焊机是将电弧电能转变为电弧热能的一种焊接设备。电焊机一般分为交流弧焊机，支种焊接设备。电焊机一般分为交流弧焊机，支流弧焊机（旋转式）和硅整流弧焊机三大类。流弧焊机（旋转式）和硅整流弧焊机三大类。常用的弧焊机有：常用的弧焊机有：BX1-330BX1-330型动铁芯漏磁式型动铁芯漏磁式交流弧焊机和交流弧焊机和AX-320AX-320型旋转式裂极直流弧焊机型旋转式裂极直流弧焊机两种。两种。n BX1-330BX1-330型交流焊机的结构及其工作原理型交流焊机的结构及其工作原理 这种电焊机的主要结构是由固定铁芯、一次线圈这种电焊机的主要结构是由固定铁芯、一次线圈（或初级绕组）和二次线圈（或次级绕组）所组成。（或初级绕组）和二次线圈（或次级绕组）所组成。BX1-330BX1-330型焊机的电流调节范围为型焊机的电流调节范围为5050 450A450A。调节。调节方法有粗调和细调两种。方法有粗调和细调两种。n AX-320AX-320型直流弧焊机的结构及工作原理型直流弧焊机的结构及工作原理 这种弧焊机是由一台三相感应电动机和一台发电这种弧焊机是由一台三相感应电动机和一台发电机组成。机组成。发电机的静子上有两个主磁极，两个交磁极和两发电机的静子上有两个主磁极，两个交磁极和两个辅助磁极。个辅助磁极。发电机的转子（或称电枢）由绕有线圈的铁芯，发电机的转子（或称电枢）由绕有线圈的铁芯，换向器（或整流子）和电刷三部分组成。换向器（或整流子）和电刷三部分组成。这种焊机的电流调节范围为这种焊机的电流调节范围为4545 320A320An三、焊接电缆三、焊接电缆 焊接电缆是为传导电流用的导线，共有两根，分别由焊机的二次侧引出，一根接至电焊把钳上（俗称把线），一根接至被焊工件上（俗称地线）。n四、电焊把钳四、电焊把钳 电焊把钳俗称焊把，是用来夹持电焊条和传导电流用的一种必备的焊接工具。常用的为G-352型电焊把钳，其最大安全电流为300A，适用于直径为25mm电焊条的焊接。n五、面罩五、面罩 面罩是用来防护电弧电光对焊工面部灼伤和金属飞溅烫伤的工具，它是用轻而坚韧的深褐色或暗红色纤维板加工制成的，形式有头戴式（或盔式）和手拿式（盾式）两种。n六、黑玻璃六、黑玻璃 黑玻璃又叫护目玻璃，是使焊工眼睛免遭强烈弧光及有害射线伤害的防护用品。使用时，可直接卡在面罩的观察窗上，但应在其两面各加有块白玻璃，以延长黑玻璃的使用寿命。第三章第三章 焊接材料焊接材料第一节第一节 焊条、焊丝焊条、焊丝 n一、电焊条n 电焊条是传导电流并作为焊缝填充金属的一种焊接材料。它由钢焊芯（细金属棒或焊丝）和焊芯外表所涂敷的药皮组成。夹持端药皮焊芯引弧端n大多数电焊条都用H08钢焊丝做焊芯n焊条根据用途分为十类，如结构钢焊条、耐热钢焊条、不锈钢焊条、铸铁焊条等n根据焊条药皮成分分为六类，如钛型、钛钙型、钛铁矿型、氧化铁型、低氢型等。n电焊条焊芯直径不同，其长度也不同。如直径为2.5mm的电焊条，其长度为200-250mm；3.2mm的长度为300-350mm；4mm的长度为400-450mm。n焊条药皮中所加入的稳弧剂、造气剂、造渣剂、脱氧剂、合金剂、稀渣剂和黏结剂等。在焊接过程中可起到如下作用：n提高电弧燃烧的稳定性n防止有害气体混进熔化金属中去n脱除焊缝中的有害气体(如氧,氮等)和杂质(如硫,磷等);n渗入合金成分n稀释浮渣,使焊缝成型美观n焊缝表面上所覆盖的浮渣能起到保温,防腐蚀(氧化)作用 n根据焊条的类型,用途和性能的不同,焊条牌号有不同的编制方法.如E4303和E5015两种焊条nE4303焊条属于酸性焊条.E5015焊条属于碱性焊条表示电焊条表示焊缝金属抗拉强度为420MPa(下限值)表示焊接位置表示药皮为钛钙型,电源为交、直流两用E430 303表示为0表示为E501 5表示药皮为低氢钠型,电源直流反接表示焊接位置表示焊接金属抗拉强度为500MPa(下限值)表示电焊条15表示为n焊条选用的原则 （1）按被焊钢材的强度等级及化学成分选用 （2）不同类钢种的焊接,一般应选用介于两者之间或选用强度等级较高的钢材一侧所需用的焊条.第四章第四章 焊接的基本知识焊接的基本知识手工电弧焊手工电弧焊n电弧的定义电弧的定义：两个导体电极之间的气体发生强而有力、持久的放电现象叫做电弧。n电弧的构造电弧的构造：电弧主要由阴极区、弧柱和阳极区三部分组成。焊条阳极区弧柱阳极区手工电弧焊手工电弧焊n手工电弧焊的定义：手工电弧焊的定义：手工电弧焊一般又简称电焊，它是利用电能转变为热能进行熔化焊接的一种工艺方法。由于人工操作，故称为手工电弧焊。手工电弧焊手工电弧焊焊条熔池焊件焊缝焊渣焊接方向电弧长度熔透深度手工电弧焊手工电弧焊n1.1.焊接电源的影响焊接电源的影响n(1)焊接电源要选择得当n(2)要有较高的空载电压n(3)焊机必须具备徒降的外特性n2.2.焊条药皮的影响焊条药皮的影响n焊条药皮成分不同，电离的难易程度也有所不同，不易电离的药皮成分，对电弧的引燃和稳定燃烧都有一定的影响。另外，药皮的偏心（一边厚，一边薄）会导致熔化时出现马蹄现象，也会影响电弧燃烧的稳定性。n3.3.气流的影响气流的影响n施焊时风力较大，会使得电弧燃烧摇摆不定，而影响焊接质量。n4.4.焊材或母材不符合要求焊材或母材不符合要求n焊芯的锈蚀，焊条药皮受潮或失效，被焊工件表面上的漆、锈、油脂等污物，皆影响电弧稳定燃烧和焊缝质量。n5.5.磁偏吹磁偏吹n电弧不在焊条同一中心线上，即向前、后、左、右偏斜的现象叫偏吹。用直流电源施焊时，由于电弧磁场分布不均匀所形成的偏吹叫磁偏吹。第六章焊接工艺第六章焊接工艺焊接工艺焊接工艺 n焊接的接头形式：n焊接接头型式n焊接的接头就是指两个分离的工件组拼在一起所形成的被焊接口。板状焊接的接头根据使用条件和设计要求以及结合状况的不同，通常分为对接、搭接、对接、搭接、丁字接和角接丁字接和角接等四种形式。n对接接头：两个被焊板状工件同在一个平面上所形成的接头型式叫做对接接头。n丁字接头：又叫T型接头，它是由两个被焊板状工件互相垂直所形成的接头型式n搭接焊头：两个被焊板状工件相互错叠在一起而形成的接头型式叫做搭接接头n角接接头：两个被焊板状工件的边缘部位相互垂直的接头型式叫做角接接头。焊接工艺焊接工艺n接头所处的空间位置n1.板状接头的空间位置n(1)板状的对接接头一般分为平、立、横、仰四个位置n平焊。平焊又叫俯焊，即被焊工件与地面平行，被焊接口的正面朝上，焊工俯身进行施焊的一种空间位置。n立焊。工件与地面相垂直，被焊的接口（长度方向）垂直地面，接口的正面朝向焊工，由下向上进行施焊的一种空间位置。n横焊。工件与地面相垂直，被焊的接口（长度方向）平行于地面，接口的正面朝向焊工，由左（或右）向右（或左）施焊的一种空间位置.n仰焊.工件与地面相平行,被焊接口的正面朝下,焊工仰面进行施焊的一种空间位置.n板状的丁字接头、搭接接头和角接接头主要分平、立、仰三个空间位置。意义与板状对接接头基本相似。n2.管状接头n管状接头一般分为非固定焊和固定焊两种。n非固定焊可将管子转动施焊。固定焊就是将管子固定不动进行施焊。n固定管状接头按不同的施焊位置一般分为水平固定管（吊焊）、垂直固定管（横焊）和斜固定管（斜焊）三个空间位置。n管子水平固定焊。管子的吊焊位置是：管子与地面相平行，而环形接口与地面相垂直。由于管子接口均含有平、立、仰三个焊接位置，故又称之为全位置焊接的接头型式.n管子垂直固定焊。管子的横焊位置是：管子与地面相互垂直，而环形接口与地面相平行。n管子固定斜焊。管子的斜焊位置是：管子与地面倾斜成一定角度（一般为45左右），而环形接口随管子的倾斜而倾斜成一个同样角度。焊接工艺焊接工艺n坡口形式：n1.对接接头。一般有卷边型、不开坡口型、单边V型、V型、单边U型、U型、K型、X型、双面U型几种。n1 2 3 4 (a)5 6 7 8 (b)1 3 (c)焊接工艺焊接工艺n 1 2 3 6 (d)n（2）丁字接头。一般有不开坡口型、单边型、双面V型（K型）双面U型等几种。n（3）搭接接头只此两种n（4）角接接头。一般有单边卷边型、不开坡口型（包括错边型）、单边V型、V型、K型等几种。焊接工艺焊接工艺n接头坡口形式的组成及其作用n焊接工件的接口，除不开坡口或卷边型式外，对重要构件一般均应开坡口，它主要由坡口、钝边和间隙三个部分组成。n 1.坡口n在被焊工件端部加工成有个斜面（俗称开坡口），与工件垂直端表面形成一个角度，该角度称为坡口角度。开坡口的目的要是：n便于将热源（电弧或火焰）直接伸入到被焊工件借口的根部，并能自由摆动，以保证焊缝的良好透度n可减小焊接电流强度或火焰能率n减小被焊工件的变形量n减少能量的消耗2.钝边n工件垂直端面在加工坡口时，于其根部有意留下一部分剩余量，该部分叫做钝边。主要是为避免坡口根部过尖、而在施焊时被烧穿。但也不宜过厚，否则会导致未焊透的情况发生。3.间隙n两工件拼接时，有意使两者之间留有一定尺寸的缝隙，这种缝隙叫做间隙。主要起保证焊缝根部焊透的作用n接头的坡口型式、坡口的角度、钝边的厚薄和间隙的大小，主要由被焊工件的厚度、结构形式、使用条件等决定。其加工尺寸不能过大或过小，否则就会使焊缝出现缺陷。焊接工艺焊接工艺接口类型 坡口型式 图形 焊接方法 焊件厚度 （mm）接头结构尺寸 适用范围 对接 I型 图如下 气焊电焊 33 坡口角度a（）钝边P（mm）间隙B（mm）V型 图如下 气焊电焊 616 1212 一般结构和容器 X型 图如下 电焊 16 3035 0.5213 1213 各类管道、容器及中、厚件、承重结构 丁字接 无坡口型 图如下 气焊电焊416 3035 24 23 大型容器和重要承重结构 单V型 图如下 气焊电焊20 02 结构 K型 图如下 电焊 20 5060 1212结构 搭接图如下 气焊电焊 445060 1212容器及结构 上表图形如下上表图形如下:n单V型：nK型：pbpba上表图形如下上表图形如下:n搭接：nV型：bbp焊接工艺焊接工艺n接头处的清理与检查n两工件在组拼前，应对其接口处四周10mm以上范围的油，锈，漆等污物彻底清除干净，露出金属光泽。n清理后，应检查接口处有无重皮，沙眼，孔洞，裂纹等金属本身的质量缺陷。管道有无椭圆，壁厚厚薄不均现象n组拼后的接口有无偏斜，高低不平，翘曲等现象。坡口角度，钝边，对口间隙是否符合规定要求。n管道对接时有无错口，弯折现象。n组拼后的间隙不宜过大，一般不得超过5mm。否则必须设法修正。严禁采用夹塞钢筋等物的办法焊接工艺焊接工艺n手工电弧焊的工艺n焊接规范的选择:n电弧焊的焊接规范一般是指：焊条直径、焊接电流、电弧电压（即弧长）、施焊速度和焊接层次等五个方面。由于被焊工件的材质、结构的形状和尺寸、承载的条件以及焊接空间位置的不同，焊接规范的选择也不相同。手工电弧焊的工艺手工电弧焊的工艺n1.焊条直径的选择 焊条直径根据被焊工件的厚度，焊接的接头坡口型式、焊接层次以及焊接的空间位置进行选择。焊条直径的选择焊件厚度（mm）焊条直径（mm）4 不超过焊件厚度 4-12 3-4 12 4 手工电弧焊的工艺手工电弧焊的工艺n2.焊接电源的选择n焊接电源应根据焊条药皮类型、工作状况和条件来选择。采用E43系列焊条施焊时，焊接电源采用交流或直流焊机均可；焊接普低钢时，应选用E50西了焊条，由于这种焊条属低氢型碱性焊条，按其特性应选择直流焊机做电源，其接线法应为反接。n以直流弧焊机做电源时，由于电弧的阴极区和阳极区的温度不同，金属的熔化速度和熔池的熔深也不同。是由焊机的正负两极的联接方法决定的。直流焊机的正极接在被焊工件上，负极接在焊条上，这种接法叫做正接法；直流焊机的正极接在焊条上，负极接在被焊工件上，这种接线法叫做反接法。n选用何种极性接法，主要根据焊条的性质和焊件所需的热量确定。n由于阳极区的温度高于阴极区，当焊接厚工件时，采用正接法即可获得较大的熔深。如果被焊工件所需热量较少，为避免裂纹、被烧穿等缺陷产生（如焊铸铁、薄焊件、有色金属等），就可采用反接法。n鉴别极性的办法是：如果电弧燃烧不稳定、飞溅大、声音暴躁，这就是正接法出现的现象；如果无上述现象即为反接法。焊件焊条直流电焊机焊条焊件直流电焊机手工电弧焊的工艺手工电弧焊的工艺n3.焊接电流的选择n焊接时使用电流的大小，主要根据选定的焊条牌号和直径、被焊工件的接头型式、焊接空间位置、焊件的厚度和焊接层数等因素确定。通常以焊条直径为主，两者的关系见表不同直径的焊条所使用的焊接电流也可根据经验公式估算，即I=（3555）d注：I-焊接电流（A）D-焊接直径（mm）焊条直径（mm）焊接电流（A）焊条直径（mm）焊接电流（A）2.0 40-65 3.2100-1302.550-80 4160-210手工电弧焊的工艺手工电弧焊的工艺n4.电弧电压n为了使电弧稳定燃烧，弧长一定要控制适当，既不能过长，也不能过短。过长易于断弧，过短易于使两极短路。弧长一般不能超过焊条直径，通常以短弧焊较好。n5.焊接速度的选择n为了保证焊缝所规定的宽度和厚度以及焊缝之间或焊缝与母材金属之间的良好熔合（无脱节，焊瘤，被烧穿和未焊透等缺陷），就要严格控制好施焊速度。n6.焊缝层（道）数的选择n焊接层数主要按被焊工件的厚度，坡口型式，焊条直径，焊接空间位置确定。一般，工件厚度为6mm以下的为两层（或四道，即指角接头的第一层1道，第二层3道）；6-8mm的为三层（或6-8道，即指角接头的第一层1道，第二层2-3道，第三层3-5道）；8-12mm的四层。具体选定可参照公式进行，即=（0.81.2）d；注：-焊缝每层厚度（mm），d-焊条直径（mm）n无论被焊工件薄厚；最少应敷焊两层或两层以上，不宜采取单层焊缝。否则，不但焊缝根部的透度和外表成型无法保证，而且也易出现缺陷。焊条牌号的选择及其他焊条牌号的选择及其他 n1.焊条牌号的选择焊条牌号的选择n焊条的牌号应按被焊金属的机械性能和化学成分选择。n2.焊条的检查焊条的检查n在使用前应对焊条进行全面检查，如：n(1)焊条牌号是否与被焊工件的要求相符合；n(2)焊条钢芯有无锈蚀；n(3)焊条药皮是否有变质现象（如药皮表面出现粉状物或成块脱落），药皮表面有无裂纹，气泡等缺陷；n(4)是否有焊条轻弯或多根置于一起相互碰撞的现象，药皮表面有无清脆的声音，弯时有无裂纹出现。n3.焊条的工艺试验焊条的工艺试验n(1)电弧燃烧是否稳定，飞溅大或小n(2)药皮有无偏心n(3)药皮在熔化时，有无成块脱落现象n(4)液态药皮的流动性强弱n(5)焊芯有无发红现象n(6)焊缝表面是否产生气孔，夹渣，裂纹等缺陷n(7)焊缝表面的浮渣是否易脱落n(8)焊缝成型是否美观焊条牌号的选择及其他焊条牌号的选择及其他n4.焊条的烘烤n焊条极易吸潮，尤其是碱性焊条。受潮的焊条不但影响电弧稳定燃烧，也会对焊缝质量有很大的影响。因此，焊条在受潮不严重的情况下，应在使用前进行烘焙，以排除药皮中的潮气或水分。但焊条的烘焙不宜过度，如温度过高或时间过长，均会使药皮中的黏合剂（如水玻璃）失效，而变成粉状。但温度也不宜过低，温度低，时间短既不能充分排除药皮中的潮气或水分，也会影响焊接质量。焊条的烘焙温度和时间 药皮类型 焊条牌号举例 烘焙温度 烘焙时间 钛钙型 E4303 150-250 1h 低氢钠型 E5015 350.-400 2h 电弧的引燃方法电弧的引燃方法n电弧的燃烧，首先是通过两个电极接触形成短路、然后迅速分离到一定的距离而引燃。电弧的引燃方法有两种。n擦弧法擦弧法n擦弧法又称划火柴法，它利用焊条端头在焊件上象划火柴一样划动，然后提起并保持一定距离，将电弧引燃。该法易于操作，特别适用于初学者，但在擦引时，易将焊件表面（非焊接部分）擦伤。n接触法接触法n接触法又叫碰击法或直提法，即焊条与焊件直接接触，然后稍慢地提起，而将电弧引燃。该法教难掌握，焊条提的较快不易引燃；较慢易于与焊件黏合，造成短路，提的过高也易断弧。因此，对提起速度和控制弧长的掌握应很熟练方可引燃。焊条与焊件的倾角焊条与焊件的倾角n 为了使熔化金属和熔融的药皮不妨碍熔池和焊缝良好的成形，避免焊缝出现熔化不良、未焊透、夹渣和被烧穿等缺陷，施焊时，可将焊条与焊件之间倾斜一个角度。n 根据焊件形状（板或管）、接头类型、坡口型式和焊接的空间位置以及焊件厚度的不同，焊条与焊件的倾角也有所不同。n1.1.铁板平焊铁板平焊n铁板对接平焊的焊条倾角。焊条与对接口基本垂直，沿施焊方向的倾角一般为60-75。n铁板搭接平焊的焊条倾角。焊条直接指向接口缝隙，并与底部焊件表面成45角，沿施焊方向的倾角为65-80n铁板丁字接与角接基本与上述（2）同。n2.2.铁板立焊铁板立焊n铁板对接立焊的焊条倾角。焊条与对接口沿施焊方向相垂直（成90），并与焊件表面成60-80角n铁板丁字接立焊的焊条倾角。焊条与丁字接口缝隙垂直（或与两极间相互成45角），并沿施焊方向下垂60-80n铁板搭接、角接时焊条的倾角基本与上述（2）相同n3.3.铁板横焊铁板横焊n铁板对接横焊的焊条倾角，其焊条自对接口的平行方向（施焊方向）下倾10-15，与下板面的倾斜角度为75-80。n4.4.铁板仰焊铁板仰焊n铁板对接仰焊焊条的倾角。焊条与对接口基本垂直成90，沿施焊方向焊条与焊件面的倾角为70-80n铁板丁字接仰焊焊条的倾角。焊条对准接缝向下倾向垂直板面，焊条与立板面相互斜30角，而沿施焊方向的倾角为70-80n铁板搭接、角接时仰焊焊条的倾角与上述（2）同。n5.5.不同板厚焊条的倾角（以平焊为例）不同板厚焊条的倾角（以平焊为例）n铁板对接时，焊条应向薄工件侧稍倾10n铁板丁字接时，焊条应向薄工件立板方向增大倾角10-20，如立板过薄应需向该侧倾斜n铁板搭接和角接时基本与上述同n各种接头沿施焊方向的焊条的倾角基本与同厚板材一样 管子的对接管子的对接n管子对接接头所形成的焊缝为环状。当管子的空间位置固定不变（非转动）时，焊接过程中焊条的倾角就需经常不断地改变，以保持正常的熔池形状。n管子水平固定焊（吊焊）焊条的倾角。管子吊焊焊接时，焊条与管子中心应始终保持垂直成90角的状态。仰焊起始部分焊条与管子中心线y轴的倾角一般为2030。施至立焊时，焊条与管子中心线x轴的倾角为1020。当施焊到上爬坡（即进入平焊）位置时，焊条须转个方向向左倾，即与管子中心线y轴的倾角为10-20n管子垂直固定焊（横焊）焊条的倾角。焊接时，焊条与对接口的垂直方向下垂10-20（或与管子中心线倾斜70-80），而沿施焊方向与管子中心线x、y轴均倾斜20-30角。由于焊缝与地面处于水平位置，故焊条倾角基本不变。点固焊点固焊n1.1.定义：定义：点固焊又叫定位焊，即将组拼好的工件，用短小的焊缝（或焊点）按规定部位将两工件固定于一起，使工件的几何尺寸和接口位置在焊接过程中保持不变。n点固焊后的小焊缝虽短而薄，但却是整体焊缝中的一部分。因此，对点固焊的焊点质量必须予以严格控制，不出任何缺陷。n2.2.焊点数量焊点数量n根据焊件形状，焊件厚度，接口形式，焊缝长度等确定点固焊的焊点数量。n3.3.焊点尺寸焊点尺寸n点固焊焊点的厚度一般为34mm，过薄易裂，过厚易出缺陷n4.4.焊点部位的选择焊点部位的选择n板状的点固焊一般均点在借口正面上，并要求接口的两个短部要点牢。n管子的点固焊一般小径管点在平焊和立焊部位，或点在两个上爬坡处；大径管相同，只是对称多点几处。焊条的摆动方法焊条的摆动方法n在正确的焊条倾角基础上，焊条可按焊接层次，焊位，焊接参数以及电源的种类不同等做有规律的摆动，但摆动的规律必须满足熔池形成的形状，尺寸和液态金属均匀的分布，以保证焊缝平整美观。焊缝的起头，接头和收弧方法焊缝的起头，接头和收弧方法n1.焊缝的起头n2.焊缝的接头n3.焊缝的收头 1.1.焊缝的起头焊缝的起头n焊接的起头又叫起弧，是开始焊接的第一个步骤。开始施焊时，用电弧将焊件起始部分预热（不给焊条铁水），当有熔池出现时再给铁水，将焊条向两侧摆动几下，使焊条熔滴与接口处熔合，便可继续进行正规施焊。该法大多使用在铁板对接的立，仰焊或管子的吊焊，仰焊的起始部位（铁板的其他类型接头的立，仰焊位有时也用）。2.2.焊缝的接头焊缝的接头n当一根焊条用完或人体移动时要熄弧，并应在焊缝端部保持一个熔坑（熔池凝固后）。继续施焊时，便可由熔坑处引弧施焊。引弧时，可从已焊缝的熔坑边缘进行，也可从未焊侧将电弧引入熔坑中n接头时应注意：n-不准在焊件外表上任意引弧，应在熔坑内或由坡口内向熔坑引弧n-无论是换焊条或焊工移动后，应及时将电弧迅速引燃，以维持熔池的温度n-给送焊条熔滴要准确，不能出现接头过高或脱节缺陷，应与焊缝齐平n-引弧后继续施焊时，仍要保持焊缝的宽度一致。3.3.焊缝的收尾焊缝的收尾n焊缝的收尾是指一条焊缝焊完后如何收弧，焊接结束后，如果将电弧突然熄灭，则焊缝表面留有凹陷较深的弧坑会降低焊缝收尾处的强度，并容易引起弧坑裂纹。过快拉断电弧，液体金属中的气体来不及逸出，还容易产生气孔等缺陷。为克服弧坑缺陷，可采用下述方法收尾。n焊条移动焊缝终点时，在弧坑处反复熄弧，引弧数次，直到填满弧坑为止，此方法适用薄板，不适用碱性焊条。n2划圆收尾法n焊条移到焊缝终点时，在弧坑处作圆圈运动，直到填满弧坑再拉断电弧，此方法适用于厚板。n3转移收尾法n焊条移到焊缝终点时，在弧坑处稍作停留，将电弧慢慢抬高，引到焊缝边缘的母材坡口内，这时熔池会逐渐缩小，凝固后一般不出现缺陷。适用换焊条或临时停弧的收尾管道焊接实例管道焊接实例n1.对接管子的焊法n管子的滚动焊n管子转90焊法n但这样应注意：n一层全部焊完后，再按该法焊接次层n各接头部分要熔合良好n各层之间的接头收弧部分要相互错开，不能集中在一起，一面局部焊缝过高n2.带有纵向焊缝的管子对接焊法n纵向焊缝焊完后，应将两端焊缝打磨光亮，检查有无缺陷n与纵向焊缝相近的环形接口处可先焊一道短焊缝以避免该处出现接头或收弧n3.虾米腰的焊法n虾米腰实际上是由几个马蹄形短管组拼成的弯头。n4.三通的焊接n由母管（或大径管，或容器）上引出一根垂直支管的叫三通n5.法兰与管子的焊接n 点固焊应点在正面“A”并施焊，其焊位尽量采取平角焊n6.管子开天窗焊接n遇到焊位极其困难的无压力大径管（或容器），可采取在管道的平焊位置开一天窗，焊工进入管内进行施焊，然后再封闭。第七章焊接应力与变形第七章焊接应力与变形焊接应力与变形产生的原因焊接应力与变形产生的原因n一.什么叫应力与变形n1.应力：任何物体受力时，其内部任一截面上的两侧都会出现相互作用的力，我们称物体单位截面上所作用的力叫做应力。n2.变形：物体在力的作用下，其几何尺寸和形状发生改变的现象叫变形。焊接应力与变形产生的原因焊接应力与变形产生的原因n二.引起应力与变形的因素n金属物体产生应力与变形的因素主要有两种：一种是工件在受外力的作用下引起的；另一种则是由工件本身内部所存在的力（非外力）而形成的。n1.外部因素n一块金属板条在外力作用下产生变形，如外力未超过金属本身的弹性极限，外力消失后，金属板条借助自身的抵抗能力（弹性）而恢复原状。这样，该板条既无变形，其内部也不存在应力。n当金属板条所承受的外力超过弹性极限，并产生了塑性变形，虽然外力消失，工件也不能恢复原状，从而使其产生了应力和变形。n当金属板条承受的力为压力并集中在其中心部位，板条受力的两个面上便出现了两个相互作用的力，受压的一个侧面所产生的应力叫压应力，另一个侧面所产生的应力叫拉应力。板条的变形方向是中心下垂，两端上翘。n如果金属板条承受两个相反的交错压力时，这种应力叫剪切应力，简称为切应力或剪力。n金属工件在使用过程中，在外力作用下不可避免地出现应力与变形。工件在承受荷载时，只有处于弹性极限以内进行工作，才可保证其使用寿命和安全性。n2.内部因素n在无外力作用下工件有时也会产生应力与变形（如铸造、焊接等）,这种无外力条件下存在于物体内部的应力叫做内应力。在焊接过程中，液态金属冷凝后在金属工件中形成的应力叫残余应力。焊接应力与变形产生的原因焊接应力与变形产生的原因n三.应力与变形的关系n一般来讲，金属工件受力越大，金属内部抵抗力的能力和工件的变形量也就越大。如果金属工件处于自由状态时，外力消失后，工件的整体变形量大，而工件内部的应力却很小。如果金属工件处于约束状态则相反。n四.焊接应力与变形产生的原因n1.不均匀加热n2.焊缝金属的收缩力n3.金属组织的改变n4.焊件的刚性固定 降低焊接残余应力的办法降低焊接残余应力的办法n合理的焊接顺序(详解见下页)n避免焊缝过分集中n减小焊件的刚性固定n采取小规范的焊接工艺n多层多道焊合理的焊接顺序合理的焊接顺序n1.大型容器底板的拼接大型容器底板的拼接n大型容器底板的拼接方式一般分为对接和搭接两种。n无论哪种拼接方式，在焊接时均应遵守下列原则：n由中心部向四周施焊n先焊纵向（短）焊缝，后焊横向（长）焊缝n采取对称部位施焊，并保证施焊人员为2名以上n焊接方向应由里向外进行，亦即将焊缝收头引至底板边缘处（如焊缝10及所有横向焊缝的两端）n长焊缝应采取分段（顺向或逆向）跳焊法n应按图7-3的焊接顺序进行，搭接焊缝应注意搭接部分的焊接质量n点固焊或起、收头应避免在丁字交叉或搭接部位处进行，不允许出现十字接头n如为多层焊时，应将第一层焊缝全部焊完后，再按图7-3的焊接顺序施焊次层焊缝n2.2.带加固板工字梁的拼接（腹板与翼板接口均焊完）带加固板工字梁的拼接（腹板与翼板接口均焊完）n先拼接对口n先焊腹板对口，后焊翼口对口n应采取双人对称焊n长焊缝采取分段跳焊法施焊n对接缝焊后，应将待装加固板的对接焊缝凸出部分铲平，然后拼装加固板n加固板点好后，应先焊长缝后焊短缝n加固板与对接焊缝相接成丁字形交叉处的对接焊缝，应预先铲平一段（其尺寸为加固板厚度或图纸标示的焊脚高度）再焊，但不得在交叉处出现接头n加固板如为多层焊时，应在第一层全部焊完后再按图7-4的顺序焊接次层n3.3.屋架拼装屋架拼装n在上、下弦（均用角钢）的对接口和连接板焊完、调直并拼装成一体后进行拉撑的焊接时，其施焊顺序如下：n由中间向两侧施焊（平放）n先焊垂直拉撑，后焊斜拉撑n所有焊缝均由里向外焊n拉撑与连接板相接的焊缝长度不得小于30mm，或角钢厚度的5倍n焊缝收头处的熔坑要填满，端部要焊齐n如为多层焊时，先焊一面的全部第一层焊缝，然后将层架整体翻身，焊接另一面焊缝，并连续将次层焊缝焊完，再翻过来将先焊一面的次层焊完 焊接残余变形的消除方法焊接残余变形的消除方法n一.焊接变形的种类n焊后工件变形的种类，一般分为收缩变形、角变形、弯曲变形、波浪变形和扭曲变形五种n二.防止工件焊后变形方法n1.焊缝的布置要对称n2.减小焊缝尺寸，尽量减少焊缝金属的填充量，使焊缝或焊脚高度和宽度符合要求的下限n3.合理的装配和焊接顺序n4.对称施焊，长缝采取分段焊n5.反变形法n6.刚性固定法n7.定位法n三.焊后工件变形的矫正方法n1.机械矫正，即压力矫正法n2.火焰矫正，火焰矫正法又分点状、线状和三角加热三种n3.锤击矫正n4.控制焊接应力与变形的方法第八章焊接缺陷及质量检验第八章焊接缺陷及质量检验 焊接缺陷焊接缺陷n一.什么叫焊接缺陷：凡是破坏焊接接头的完整性、改变正常的金相组织、降低金属使用性能的各种弊病，均称之为焊接缺陷n二.引起焊接缺陷的原因n焊接的不均匀加热过程n焊接规程规范执行的不严格n被焊金属工件的焊接性差n焊接工艺参数选用不当n焊工操作技能的熟练程度有差异n焊接机具材料的性能失灵或失效焊接缺陷焊接缺陷n三焊接缺陷的分类n焊接缺陷主要分表露缺陷和内部缺陷两种n1.表露缺陷：用眼睛或放大镜能发现焊缝表面缺陷叫表露缺陷（或外观缺陷、外表缺陷）。如焊缝尺寸不符合要求、咬边、弧坑、焊瘤、未焊透、咬口、气孔、夹渣、裂纹等n2.内部缺陷：只能通过破坏性实验和非破坏性检验方法才能发现的残留于焊接接头内部的缺陷叫内部缺陷。如气孔、夹渣、裂纹、未熔合、过烧等 焊接缺陷焊接缺陷n四.焊接缺陷的特征及其危害性n1.1.焊缝外观尺寸不符合要求焊缝外观尺寸不符合要求n主要表现在焊缝过高，过低，过宽，过窄，焊缝高低不平、宽窄不齐等。这种缺陷不但影响焊缝外观美观，也会因应力集中或焊缝截断面积减小而影响工件使用寿命和承载能力。n通常对接焊缝的余高为03mm，焊缝宽度维持在每侧12mm的遮盖量。角接、丁字接或搭接接头的焊脚高度K值，一般根据设计图纸规定确定，如无规定时，可按被焊工件的厚度确定焊脚高度。丁字接头的焊缝焊脚高度应等于工件的厚度，且不得小于4mm。n工件厚度不同时，如对接接头，应将厚的一侧（当厚度差大于5mm时）加工成15坡角，以保证焊缝成形。n如为丁字接或搭接接头时，应按薄的工件一侧确定厚工件侧的焊角高度，即K2=（1.21.5）K1，或K2等于厚工件一侧，但不得超过K1的1.5倍焊接缺陷焊接缺陷n2.2.咬边咬边n焊缝两侧与金属工件交界处所形成的凹槽叫咬边，它是由于操作不熟练、焊条角度不正确、电弧过长、两侧停留时间短、焊接电流大等原因引起的。n这种缺陷可减小母材的有效截面积，降低工件的承载能力，容易造成应力集中而产生裂纹缺陷等。焊接缺陷焊接缺陷n3.3.弧坑弧坑n收头时熔池没有填满，或接头时没有接合好而留在焊缝表面上的凹坑。电焊引起的叫弧坑，气焊引起的叫熔坑。这种缺陷极易引起裂纹或火口裂纹（龟裂），对于环境温度低、刚性固定、接口不洁、淬火倾向较大的金属工件更甚焊接缺陷焊接缺陷n4.4.焊瘤焊瘤n施焊时，液态金属下坠，形成非焊缝的多余瘤状体叫焊瘤。焊瘤分外表焊瘤和根部焊瘤两种。外表焊瘤是在焊缝外表面鳞纹之间形成的舌状垂体；根部焊瘤是焊缝背面形成的瘤状垂体；外表焊瘤多出现在立、横焊位上，只影响焊缝的成形美观。而根部焊瘤（对接接口），不但在其内部容易存在气孔等缺陷和焊瘤根部应力集中，而且对小径管还会影响通常、介质流速，甚至造成管子堵塞，引起暴管事故。焊接缺陷焊接缺陷n5.5.内凹内凹：又叫凹陷，是背面焊缝下榻而形成一个圆滑沟槽。这种缺陷大多出现在对接仰焊焊位上，它可减少焊缝有效截面积和降低承载能力。如存在于管道上，极易因流体介质中盐碱浓缩（堆积），而加速焊缝腐蚀。焊接缺陷焊接缺陷n6.6.未焊透未焊透：在母材的钝边或坡口上存有未熔化的部分叫未焊透，一般有单面的和双面的两种。未焊透多出现在对接和带有单面V形坡口的角接和丁字接口上。n未焊透缺陷不但能减小焊缝有效截面积，降低承载能力，而且在未焊透的尖角部位，极易因应力集中而造成焊缝的断裂。焊接缺陷焊接缺陷n7.7.咬口咬口：接口的钝边在熔化时，未填满填充金属而残留于背面的沟槽叫咬口，其性质与咬边缺陷和内凹缺陷同。n8.8.覆盖覆盖又叫满溢，焊缝液态金属流敷在靠近焊缝的未熔化母材上的多余部分n这种缺陷如与焊缝不牵连时，对焊接质量无大影响。如覆盖情况进入焊缝中，则以黏合缺陷对待，因其如同裂纹隐蔽在焊缝中。这种缺陷多出现在对接横焊和丁字接头的平焊上。焊接缺陷焊接缺陷n9 9过烧过烧：工件局部接受热能过量，将母材内部所含的碳过分烧损或铁过分氧化，而使其成为渣状体。轻微烧焦尚允许存在。如体积较大，则该部分焊缝完全丧失抵抗荷载能力焊接缺陷焊接缺陷n10.10.未熔合未熔合：焊缝的层与层之间或焊缝与母材之间，存有未完全熔合为一体的缺陷叫未熔合。未熔合属于不允许存在的焊接缺陷，其危害性与裂纹同。焊接缺陷焊接缺陷n11.11.裂纹裂纹：在焊接接头上出现细小的纹状缝隙叫裂纹。裂纹有长有短，有单一的，也有多条或散射状的。裂纹不但出现在焊缝表面和根部，而且在近缝区或热影响区处也会出现。其性状为线状带尖形，断面上呈蓝色或黑色。在应力作用下，极易扩展到整个焊缝，使工件断裂。焊接缺陷焊接缺陷n12.12.气孔气孔：液态金属在凝固过程中，未来得及脱出的气体残留在焊缝中而形成的孔穴叫气孔。通常气孔存在于焊缝内部或焊缝表面上，形状为圆球形、椭圆形和针状。针状气孔或密集气孔以及超过技术标准的单个大气孔对焊缝的危害性较大，尤其是垂直于焊缝的径向针状气孔，不但减薄焊缝截面积，也会破坏焊缝的严密性（指管子、容器等）焊接缺陷焊接缺陷n13.13.夹渣夹渣:液态金属中的渣物（如焊条药皮、工件表皮的氧化物、液态金属经化学反应形成的非金属产物等）未能及时排出而残留于焊缝中的非金属夹渣物称为夹渣。一般夹渣为不规则的棱角形体，呈灰褐色、灰黄色。n这种缺陷的存在对焊缝的影响比气孔要严重，由于它有尖角，极易因应力集中而引起裂纹。但其危害性较未焊透、裂纹等缺陷小。焊接缺陷焊接缺陷n五.焊缝缺陷产生的原因n操作不熟练或操作不当n电流过大或过小，电弧长度过长或过短n接口尺寸不符合要求，如钝边、坡口、间隙过大或过小，或配合不当n接口处清理不干净，有割渣、毛刺、油、锈、漆等n被焊金属或焊接材料的错用，焊条失效或未烘焙，焊条药皮涂敷厚薄不均匀。焊接缺陷焊接缺陷n焊接熔池形状和尺寸控制不住n焊接速度过快过过慢，每层焊缝过厚或过薄n电弧有偏吹现象n环境温度过低，风力过大n各层之间的浮渣清理不干净n存在较大的约束力或强行拼组接口n六.焊接缺陷的防止方法n焊前，应对被焊金属的化学成分和机械性能有所了解，以便按钢材品种选用恰当的焊接材料，确定合理的焊接方法和工艺n焊接材料的质量应符合国家标准。焊条、焊丝应有制造厂的质量合格证，有怀疑时，应进行理化实验。杜绝使用过期或失效的焊条。焊条在使用前，应按规定的时间和温度进行烘焙。n被焊金属工件的端面处，应细致检查有无裂纹、重皮、气泡、夹渣等缺陷。偏斜度、椭圆度应符合规定要求。接口处应打磨光亮，10mm以上范围内应无油、锈、漆等污物n接口尺寸（如坡口角度、钝边、间隙）应细致检查，并符合工艺要求。根部对口应齐平，避免错口现象n焊口位置应避开应力集中区，并便于施焊，严禁强行对口n施焊环境温度不宜过低，一般应保持在-20以上（焊接碳钢时）。风力在5级以上不宜施焊n焊接参数如焊接电流、电弧长度、焊接速度、焊条直径、焊接层数等应按已确定的最佳工艺评定方案选定。尽量采取短弧焊接。n采取合理的组装和焊接顺序n焊工应具备熟练的操作技能，焊条或焊炬、焊丝倾角应准确。摆动方法要适当，并应满足熔池的正常成形。接头、收头要良好，并填满熔池。n点固焊的质量与正式施焊的要求相同n需要焊前预热的工件，应按规定的温度和时间进行预热n焊后焊缝的尺寸应符合要求，不宜过高或过低、过宽或过窄第九章第九章.气割工艺气割工艺气割工艺气割工艺一.气割工艺n点燃割炬喷出的混合气体并调节至正常火焰n开始切割时，先将工件需切的边缘处用预热火焰预热，达到氧化燃烧时，将一半火焰移出工件边缘外，待剧烈燃烧后，便可打开高压氧气阀门，将熔渣吹出n当氧化物由切割根处飞出，证明该部分已被割透，便可将割炬按切割方向移动n开始切割时，割嘴应与工件切口处相垂直。如切割较大厚度的工件，可将割嘴向已割口方向倾斜1015，以保证焊透n临近终点时，割嘴应向已割割口侧缓慢倾斜1020，以利工件下部（厚度方向）提前割透n中途停止再继续切割时，割嘴要对准停割的切口端部，先行预热到熔融状态后，再缓慢打开高压氧气阀门继续进行切割n切割终了时，应迅速将割炬脱离切口边缘，并将纯氧阀门关闭n切割过程中，如发现熔渣向上翻时，说明该处未焊透n切割时，割嘴与工件不宜过近或过远。切割速度要根据工件厚度严格控制，不宜过快或过慢。气割工艺气割工艺二.切割后的质量要求n割口表面应光滑、平整，纹路基本一致n割口及工件上、下表面不应黏附过多的熔渣、飞溅物，更不能挂有熔融金属迹象n割口的边缘棱角不应被损伤，割口上不得有深沟n垂直切口不得出现斜坡n割口上不得有折断金属现象（未焊透)第十章焊接安全技术第十章焊接安全技术焊接安全注意事项焊接安全注意事项 n一.一般要求n在焊接或切割工作场所，必须设置消防设备和工具，如消防栓、沙箱、灭火器、盛水水桶和消防用具n严禁在带有压力和带电设备上割焊n割焊盛过油脂、有毒或可燃物品的容器十，应事先用蒸汽吹洗或热碱水冲洗，再用清水洗净。并将所有孔洞、阀门打开。