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n n第二讲1.连接技术综述2.焊接方法的发展及其在现代工业中的作用3.焊接方法概述4.金属学及热处理的基本知识5.我厂使用的主要焊接方法介绍6.新焊接方法了解1 1连接技术综述n n通过机械、物理和化学方法，以及冶金方式，将多个零件连接成一个整体，并保持相互位置的工艺方法n n机械连接n n可拆卸连接可拆卸连接/不可拆卸连接不可拆卸连接n n物理化学方法n n钎焊钎焊/粘接粘接n n冶金方式：焊接2 2常见连接方法3 3机械连接可拆卸连接4 4机械连接不可拆卸连接5 5物理化学方法钎焊6 6物理化学方法粘接7 7 现代焊接生产中广泛应用的方法几乎都是19世纪末，20世纪初发展起来的。特别是电子工业技术迅速发展，促进了现代焊接工业突飞猛进。各类焊接方法与金属切削加工、压力加工、铸造、热处理等其他金属加工方法构成的金属加工技术是现代一切机器制造工业，其中包括船舰、飞机、航天、石油化工、电子等工业的基本生产工艺。可以毫不夸张地说，没有现代焊接方法发展，就不会有现代工业技术的今天。一个国家焊接技术发展水平往往也是一家工业和科学技术现代化的一个标志。焊接方法的发展及其在现代工业中的作用8 8焊接概述n n1、什么是焊接、什么是焊接：GB337594焊接术语中指出：“焊接是通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料，使工件达到结合的一种方法”。n n2、焊接方法分类：、焊接方法分类：通常将焊接方法分为以下几种：熔化焊、压力焊、钎焊。9 9n n熔化焊：熔化焊：将要焊接的工件局部加热至融化，冷凝后形成焊缝而使构件连接在一起的加工方法。包括电弧焊、气焊、电渣焊、电子束焊、激光焊等。压力焊：压力焊：焊接过程中必须要施加压力，可能加热也可能不加热才能完成的焊接。其加热的主要目的是为使金属软化，靠施加压力使金属塑变,让原子接近到相互稳固吸引的距离，这一点与熔焊时的加热有本质的不同。包括电阻焊、摩擦焊、超声波焊、冷压焊、爆炸焊、扩散焊、磁力焊。1010n n钎焊：钎焊：钎焊：钎焊：将熔点比母材低的钎料加热至融化，但加热将熔点比母材低的钎料加热至融化，但加热温度低于母材的熔点，用融化的钎料填充焊缝、润温度低于母材的熔点，用融化的钎料填充焊缝、润湿母材并与母材相互扩散形成一体的焊接方法。湿母材并与母材相互扩散形成一体的焊接方法。钎焊分两大类：钎焊分两大类：钎焊分两大类：钎焊分两大类：硬钎焊和软钎焊。硬钎焊和软钎焊。n n1 1、硬钎焊的加热温度大于、硬钎焊的加热温度大于450450度，抗拉强度大于度，抗拉强度大于200 MPa 200 MPa，经常用银基、铜基钎料，适于工作应，经常用银基、铜基钎料，适于工作应力大，环境温度高的场合，比如硬质合金车刀、地力大，环境温度高的场合，比如硬质合金车刀、地质钻头的焊接。质钻头的焊接。n n2 2、软钎焊的加热温度小于、软钎焊的加热温度小于450450度，抗拉强度小于度，抗拉强度小于70 MPa 70 MPa 适于应力小，工作温度低的环境。比如电适于应力小，工作温度低的环境。比如电路的锡基钎焊路的锡基钎焊1111熔化焊接熔化焊接压力焊压力焊钎焊钎焊熔化极熔化极非熔化极非熔化极电弧焊电弧焊气焊气焊铝热焊铝热焊电渣焊电渣焊电子束焊电子束焊激光焊激光焊 手工焊手工焊CO2焊焊埋弧焊埋弧焊MAG焊焊MIG焊焊TIG焊焊等离子弧焊等离子弧焊1212名 词 解 释n n电弧焊：以气体导电时产生的电弧热为热源。电弧焊：以气体导电时产生的电弧热为热源。n n 熔化极：焊丝或焊条既是电极又是填充金属。熔化极：焊丝或焊条既是电极又是填充金属。n n 非熔化极：电极（钨极）不熔化。非熔化极：电极（钨极）不熔化。n n MIG焊：金属极（熔化极）惰性气体保护焊焊：金属极（熔化极）惰性气体保护焊n n TIG焊：钨极（非熔化极）惰性气体保护焊焊：钨极（非熔化极）惰性气体保护焊n n MAG焊：金属极（熔化极）活性气体保护焊焊：金属极（熔化极）活性气体保护焊n n CO2焊：二氧化碳气体保护焊（焊：二氧化碳气体保护焊（MAGC焊）焊）1313金属学及热处理基本知识n n1.1.典型金属晶体结构典型金属晶体结构n n2.2.合金的组织、结构及铁碳合金的基本知合金的组织、结构及铁碳合金的基本知识识n n3.3.常用金属材料的一般知识常用金属材料的一般知识n n4.4.焊接工艺的基本知识焊接工艺的基本知识n n5.5.常见各种焊接材料的焊接工艺特点常见各种焊接材料的焊接工艺特点n n6.6.焊接应力及焊接变形（缺陷），举例说焊接应力及焊接变形（缺陷），举例说明明1414典型的金属晶体的结构n n 金属的原子按一定方式有规则地排列成一定空间几何形状的结晶金属的原子按一定方式有规则地排列成一定空间几何形状的结晶格子，称为晶格。格子，称为晶格。n n金属晶格常见的有体型立方晶格和面型立方晶格，如下图所示：金属晶格常见的有体型立方晶格和面型立方晶格，如下图所示：n n（a a）体心立方晶体）体心立方晶体 （b b）面心立方晶体）面心立方晶体1515合金的组织、机构及铁碳合金的基本知识n n两种或两种以上的元素（其中至少一种是金属元素），组成的金属，叫两种或两种以上的元素（其中至少一种是金属元素），组成的金属，叫做合金。做合金。n n根据两种元素相互作用的关系，以及形成晶体结构和显微组织的特点可根据两种元素相互作用的关系，以及形成晶体结构和显微组织的特点可将合金组织分为三类：将合金组织分为三类：n n1.1.固溶体固溶体 2.2.化合物化合物 3.3.机械混合物机械混合物n n n n n n 固溶体示意图固溶体示意图n n（a a）置换固溶物）置换固溶物 （b b）间隙固溶物）间隙固溶物1616n n1.1.固溶体：固溶体是一种物质的原子均匀地溶解在另一种物固溶体：固溶体是一种物质的原子均匀地溶解在另一种物质的晶格内，形成单相晶体结构。质的晶格内，形成单相晶体结构。n n两种元素的原子大小差别愈大，形成固溶体后所引起的晶格两种元素的原子大小差别愈大，形成固溶体后所引起的晶格扭曲程度愈大。扭曲的晶格增加了金属塑性变形的阻力，所扭曲程度愈大。扭曲的晶格增加了金属塑性变形的阻力，所以固溶体比纯金属硬度高、强度大。以固溶体比纯金属硬度高、强度大。n n2.2.化合物：两种元素的原子按一定比例相结合，具有新的晶化合物：两种元素的原子按一定比例相结合，具有新的晶体结构，在晶体中各元素原子的相互位置是固定的叫化合物。体结构，在晶体中各元素原子的相互位置是固定的叫化合物。n n化合物具有较高的硬度，低的塑性，脆性也较大。化合物具有较高的硬度，低的塑性，脆性也较大。n n3.3.机械混合物：固溶物和化合物均为单相的合金，若合金是机械混合物：固溶物和化合物均为单相的合金，若合金是两种不同两种不同的晶体结构彼此机械混合组成，成为机械两种不同两种不同的晶体结构彼此机械混合组成，成为机械混合物。混合物。n n它具有更高的强度、硬度和耐磨性；塑性和压力加工性能则它具有更高的强度、硬度和耐磨性；塑性和压力加工性能则较差。较差。1717钢中常见的显微组织n n1.铁素体（F）：铁素体是少量的碳和其他合金元素铁素体是少量的碳和其他合金元素固溶于固溶于-铁中的固溶物，铁素体的强度和硬度低，但塑性铁中的固溶物，铁素体的强度和硬度低，但塑性好，所以含铁素体多的低碳钢表现出软而韧的特点。好，所以含铁素体多的低碳钢表现出软而韧的特点。n n2.渗碳体（Fe3C）：渗碳体是铁和碳的化合物，其渗碳体是铁和碳的化合物，其性能与铁素体相反，硬而脆，随着钢中的含碳量的增加，性能与铁素体相反，硬而脆，随着钢中的含碳量的增加，钢种的渗碳体的量也增多，钢的硬度、强度也增加，而塑钢种的渗碳体的量也增多，钢的硬度、强度也增加，而塑性、韧性则降低。性、韧性则降低。n n3.珠光体（P）：珠光体是铁素体和渗碳体的机械混珠光体是铁素体和渗碳体的机械混合物，含量为合物，含量为0.8%0.8%左右，只有在低于左右，只有在低于723723时才存在。性时才存在。性能介于铁素体和渗碳体之间。能介于铁素体和渗碳体之间。1818n n4.奥氏体（A）：奥氏体是碳和其他元素在奥氏体是碳和其他元素在-铁铁中的固溶体。性能：强度、硬度不高，但塑性很好。中的固溶体。性能：强度、硬度不高，但塑性很好。n n5.马氏体（M）:马氏体是碳在马氏体是碳在-铁中的过饱和铁中的过饱和固溶体，一般分为高碳马氏体和低碳马氏体。性能：固溶体，一般分为高碳马氏体和低碳马氏体。性能：高碳马氏体强度和硬度很高，但很脆，延展性不好；高碳马氏体强度和硬度很高，但很脆，延展性不好；低碳马氏体则强度很高和具有良好的塑性和韧性。低碳马氏体则强度很高和具有良好的塑性和韧性。n n6.魏氏组织：魏氏组织是一种过热组织，是彼魏氏组织是一种过热组织，是彼此交叉约此交叉约6060的铁素体针嵌入基体的显微组织。性的铁素体针嵌入基体的显微组织。性能：使钢的塑性和韧性下降。能：使钢的塑性和韧性下降。1919铁铁-碳合金平衡状态图碳合金平衡状态图2020n n钢和铸铁都是铁碳合金。含碳量低于钢和铸铁都是铁碳合金。含碳量低于2.11%2.11%的铁碳合金称为钢，含碳的铁碳合金称为钢，含碳量量2.11%2.11%6.67%6.67%的铁碳合金称为铸铁。的铁碳合金称为铸铁。n n在在Fe-CFe-C合金平衡状态图中：合金平衡状态图中：ACDACD线为液相线，在线为液相线，在ACDACD线以上的合金呈线以上的合金呈液态。这条线说明纯铁在液态。这条线说明纯铁在15351535凝固，随含碳量的增加，合金凝固点凝固，随含碳量的增加，合金凝固点降低。降低。C C点合金凝固点最低，为点合金凝固点最低，为1147 1147。当含碳量大于。当含碳量大于4.3%4.3%以后，以后，随含碳量的增加，凝固点增加。随含碳量的增加，凝固点增加。n nAHJEFAHJEF线为固相线。在线为固相线。在AHJEFAHJEF线以下合金呈固态。在液相线和固相线线以下合金呈固态。在液相线和固相线之间为固液共存。之间为固液共存。n nGSGS线表示含碳量低于线表示含碳量低于0.8%0.8%的钢在缓慢冷却时有奥氏体开始析出铁素的钢在缓慢冷却时有奥氏体开始析出铁素体的温度。体的温度。n nECFECF水平线，水平线，1147 1147，为共晶反应线。液体合金在缓慢降温时发生共，为共晶反应线。液体合金在缓慢降温时发生共晶反应生成莱氏体组织。晶反应生成莱氏体组织。n nPSKPSK水平线，水平线，723 723 共析反应线，表示铁碳合金在缓慢的冷却时，奥共析反应线，表示铁碳合金在缓慢的冷却时，奥氏体转换为珠光体的温度。氏体转换为珠光体的温度。n nE E点是碳在奥氏体中的最大溶解度，也是区分钢和铸铁的分界点，其点是碳在奥氏体中的最大溶解度，也是区分钢和铸铁的分界点，其温度为温度为1147 1147，含碳量为，含碳量为2.11%2.11%。n nS S点为共析点，其温度为点为共析点，其温度为723 723，含碳量为，含碳量为0.8%0.8%。n nC C点为共晶点其温度为点为共晶点其温度为1147 1147，含碳量为，含碳量为4.3%4.3%。2121低碳钢由高温冷却下来的组织变化示意图低碳钢由高温冷却下来的组织变化示意图n n现以含碳量为现以含碳量为现以含碳量为现以含碳量为0.2%0.2%低碳钢为低碳钢为低碳钢为低碳钢为例：例：例：例：n n当液态钢冷却至当液态钢冷却至当液态钢冷却至当液态钢冷却至ACAC线时，开线时，开线时，开线时，开始凝固，从钢液中生成奥氏体始凝固，从钢液中生成奥氏体始凝固，从钢液中生成奥氏体始凝固，从钢液中生成奥氏体晶核，并不断的长大；当温度晶核，并不断的长大；当温度晶核，并不断的长大；当温度晶核，并不断的长大；当温度下降到下降到下降到下降到AEAE线时，钢液全部凝线时，钢液全部凝线时，钢液全部凝线时，钢液全部凝固为奥氏体；当温度下降到固为奥氏体；当温度下降到固为奥氏体；当温度下降到固为奥氏体；当温度下降到GSGS（A3A3）线时，从奥氏体中）线时，从奥氏体中）线时，从奥氏体中）线时，从奥氏体中开始析出铁素体晶核，并随温开始析出铁素体晶核，并随温开始析出铁素体晶核，并随温开始析出铁素体晶核，并随温度的下降，晶核不断地长大；度的下降，晶核不断地长大；度的下降，晶核不断地长大；度的下降，晶核不断地长大；当温度下降到当温度下降到当温度下降到当温度下降到PSKPSK（A1A1）线）线）线）线时，剩余未经转变的奥氏体转时，剩余未经转变的奥氏体转时，剩余未经转变的奥氏体转时，剩余未经转变的奥氏体转变为珠光体；从变为珠光体；从变为珠光体；从变为珠光体；从A1A1下降至室下降至室下降至室下降至室温，其组织委铁素体温，其组织委铁素体温，其组织委铁素体温，其组织委铁素体+珠光体，珠光体，珠光体，珠光体，不再变化。不再变化。不再变化。不再变化。2222钢的热处理n n将金属加热到一定的温度，并保持一定的时间，然后以一将金属加热到一定的温度，并保持一定的时间，然后以一定的冷却速度冷却到室温，这个过程称为定的冷却速度冷却到室温，这个过程称为热处理热处理。n n1.1.淬火：将钢加热到淬火：将钢加热到A1A1或或A3A3以上以上30307070，在此温度下保，在此温度下保持一段时间，使钢的组织全部变成奥氏体，然后快速冷却持一段时间，使钢的组织全部变成奥氏体，然后快速冷却（水冷或油冷），使奥氏体来不及分解和合金元素的扩散（水冷或油冷），使奥氏体来不及分解和合金元素的扩散而形成马氏体组织。提高钢的硬度及耐磨性。而形成马氏体组织。提高钢的硬度及耐磨性。n n2.2.回火：淬火后进行回火，可以在保持一定强度的基础上回火：淬火后进行回火，可以在保持一定强度的基础上恢复钢的韧性。按回火温度分：恢复钢的韧性。按回火温度分：n n低温回火：低温回火：（150 150 250 250 ）硬度稍有降低，韧性有所）硬度稍有降低，韧性有所提高。提高。n n中温回火：中温回火：（350 350 450 450 ）提高弹性极限、屈服强度）提高弹性极限、屈服强度和较好的塑性。和较好的塑性。n n高温回火：高温回火：（500 500 650 650 ）可消除内应力，降低钢的）可消除内应力，降低钢的强度和硬度，提高的塑性和韧性。强度和硬度，提高的塑性和韧性。2323n n3.正火：将钢加热到将钢加热到A3A3或或AcmAcm以上以上50 50 7070，保温后，保温后，在空气中冷却，称为正火。在空气中冷却，称为正火。n n各项性能都较好，可以细化晶粒，常用来作为最终热处理。各项性能都较好，可以细化晶粒，常用来作为最终热处理。对于焊接结构，能改善焊接接头的性能，可消除粗晶组织对于焊接结构，能改善焊接接头的性能，可消除粗晶组织及组织不均匀等。及组织不均匀等。n n4.退火：将钢加热到将钢加热到A3A3以上或以上或A1A1左右一定温度，保温左右一定温度，保温一段时间后，随炉缓慢而均匀地冷却，称为退火。一段时间后，随炉缓慢而均匀地冷却，称为退火。n n退火可降低硬度，使材料便于切削加工，能消除内应力。退火可降低硬度，使材料便于切削加工，能消除内应力。n n一般采用：一般采用：6006006506502424焊接工艺基础知识及工艺参数n n一一.焊接接头的种类和接头的型式焊接接头的种类和接头的型式n n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。焊接接头形式有：对接接头、口形式也不同。焊接接头形式有：对接接头、T T形接头、角接头及搭形接头、角接头及搭接接头。接接头。n n（一）对接接头：（一）对接接头：两件表面构成大于或等于两件表面构成大于或等于135135，小于或等于小于或等于180180夹角的接头叫做对接接头。如下图：其削薄长度夹角的接头叫做对接接头。如下图：其削薄长度L3L3（-1-1）n n 不同厚度板材的对接不同厚度板材的对接n n（a a）单面对接）单面对接 （b b）双面对接）双面对接2525较薄板厚度较薄板厚度1 21 25 5 5 5 9 9 9 9 12 12 1212允许厚度差（允许厚度差（-1-1）1 2 3 41 2 3 4n n 厚度不同的钢板对接时两板厚度差不得超过上表所示：厚度不同的钢板对接时两板厚度差不得超过上表所示：n n（二）角接接头（二）角接接头n n两焊件端面间构成大于两焊件端面间构成大于3030、小于、小于135135夹角的接头，叫做交接接头。夹角的接头，叫做交接接头。n n这种受力状况不好一般用于不重要的结构件中。这种受力状况不好一般用于不重要的结构件中。n n（三）（三）T T形接头形接头n n一件端面于另一件表面构成直角或近似直角的接头，叫做一件端面于另一件表面构成直角或近似直角的接头，叫做T T形接头。如图：形接头。如图：2626n n（四）搭接接头（四）搭接接头n n两件部分重叠构成的接头叫搭接接头，如图：两件部分重叠构成的接头叫搭接接头，如图：n n 搭接接头搭接接头n n（a a）形坡口形坡口 （b b）圆孔内塞焊）圆孔内塞焊 （c c）长孔内角焊）长孔内角焊n n焊接坡口的基本形式与尺寸焊接坡口的基本形式与尺寸n n1.1.坡口的形式：坡口的形式：形、形、V V形、形、U U形、形、Y Y形、双形、双U U形、形、J J形等。形等。n n2.2.坡口的几何尺寸：坡口面、坡口面角度和坡口角度、根坡口的几何尺寸：坡口面、坡口面角度和坡口角度、根部间隙、钝角、根部半径。具体如下图：部间隙、钝角、根部半径。具体如下图：2727 坡口几何尺寸坡口几何尺寸焊接工艺参数：焊接电流、焊接速度、电弧电压、线能量等.2828焊接位置种类n n焊接位置有平焊、立焊、横焊、仰焊之分。焊接位置有平焊、立焊、横焊、仰焊之分。n n焊缝角度：焊缝角度：即焊缝轴线与水平面之间的夹角。见图即焊缝轴线与水平面之间的夹角。见图：（：（1 1）n n焊缝转角：焊缝转角：焊缝中心线和水平焊缝中心线和水平 参照面的参照面的Y Y轴的夹角。见图（轴的夹角。见图（2 2）n n （1 1）（2 2）2929焊缝形式及形状尺寸n n1.焊缝的结合形式，分为对接焊缝、角焊缝、塞焊缝、槽分为对接焊缝、角焊缝、塞焊缝、槽焊缝、端接焊缝五种。焊缝、端接焊缝五种。n n2.焊接的形状尺寸n n（1 1）.焊缝宽度：焊缝宽度：焊缝表面与母材的交界处叫焊趾焊缝表面两焊焊缝表面与母材的交界处叫焊趾焊缝表面两焊趾之间的距离叫焊缝宽度。趾之间的距离叫焊缝宽度。n n（2 2）.余高：余高：超出母材表面焊趾连线上面的那部分焊缝金属的最大高度超出母材表面焊趾连线上面的那部分焊缝金属的最大高度叫余高。如图所示：叫余高。如图所示：3030n n（3）.熔深：在焊接接头横截面上，母材或前道焊缝熔化的深度。在焊接接头横截面上，母材或前道焊缝熔化的深度。如图所示：如图所示：n n（4）.焊缝厚度：在焊缝横截面中，从焊缝正面到焊缝背面在焊缝横截面中，从焊缝正面到焊缝背面的距离。的距离。n n（5）.焊脚：角焊缝的横截面中，从一个直角面上的焊趾到另一角焊缝的横截面中，从一个直角面上的焊趾到另一个直角面的最好距离。个直角面的最好距离。3131n n（6）.焊缝成形系数：熔焊时，在单道焊缝横截面上的焊缝熔焊时，在单道焊缝横截面上的焊缝宽度（宽度（B B）与焊缝计算厚度（）与焊缝计算厚度（H H）的比值（）的比值（=B/H=B/H），叫做焊缝成形系数。），叫做焊缝成形系数。n n该系数值小，则表示焊缝窄而深，这样的焊缝中容易产生气孔和裂纹，所以该系数值小，则表示焊缝窄而深，这样的焊缝中容易产生气孔和裂纹，所以一般成形系数应该保持一定的数值，如埋弧焊的焊缝成形系数一般成形系数应该保持一定的数值，如埋弧焊的焊缝成形系数 要大于要大于1.3.1.3.n n（7）熔合比：是指熔焊时，被熔化的母材在焊道金属中所占的比是指熔焊时，被熔化的母材在焊道金属中所占的比例。例。3232常见各种焊接材料的焊接工艺特点常见各种焊接材料的焊接工艺特点n n低合金钢的焊接工艺特点n n1.1.焊接工艺特点焊接工艺特点:焊缝热影响区具有不同程度的淬硬倾向焊缝热影响区具有不同程度的淬硬倾向,焊接接焊接接n n头对冷裂纹较敏感头对冷裂纹较敏感.n n2.2.焊材的选择焊材的选择 n n一般应选用与母材强度相当的焊接材料一般应选用与母材强度相当的焊接材料.对厚板、拘束度大及冷裂对厚板、拘束度大及冷裂n n纹倾向大的焊接结构纹倾向大的焊接结构,应选用低氢型焊接材料应选用低氢型焊接材料,以提高抗裂性能以提高抗裂性能.n n奥氏体不锈钢的焊接工艺特点n n1.1.奥氏体不锈钢特点奥氏体不锈钢特点:膨胀系数大膨胀系数大,导热系数小导热系数小.n n2.2.奥氏体不锈钢的焊接工艺奥氏体不锈钢的焊接工艺n n1)1)控制坡口质量彻底清除焊接区的油污和水份控制坡口质量彻底清除焊接区的油污和水份,不得用碳钢丝刷清理坡口不得用碳钢丝刷清理坡口及焊缝表面及焊缝表面.n n2)2)选择合适的焊接材料选择合适的焊接材料n n3)3)控制线能量控制线能量n n4)4)焊后进行固溶处理焊后进行固溶处理,提高接头乃腐蚀性提高接头乃腐蚀性.3333n n 异种钢的焊接工艺特点n n1.1.异种钢的焊接工艺原则异种钢的焊接工艺原则n n1)1)焊接方法的选择焊接方法的选择:一般生产条件下焊条电弧焊最一般生产条件下焊条电弧焊最方便方便,适应性强适应性强.n n2.2.焊接材料选择的基本原则焊接材料选择的基本原则n n(1)(1)在焊接接头不产生裂纹等缺陷的前提下在焊接接头不产生裂纹等缺陷的前提下,如果不如果不可兼顾焊可兼顾焊n n缝金属的强度和塑性缝金属的强度和塑性,应选用塑性较好的焊接材料应选用塑性较好的焊接材料.n n(2)(2)异种钢焊接材料的焊缝金属只要符合两种母材异种钢焊接材料的焊缝金属只要符合两种母材中的一种即认为满足技术要求中的一种即认为满足技术要求.n n(3)(3)焊接材料应具有良好的工艺性能焊接材料应具有良好的工艺性能,焊缝成形美观焊缝成形美观.n n(4)(4)焊接材料应经济、易得焊接材料应经济、易得.3434焊接应力及焊接变形n n焊接应力与焊接变形产生原因n n1.焊接应力与焊接变形的基本概念：n n焊接应力-焊接过程结束后在结构中留存下来的不能力即消失的内应力,即焊接残余应力.n n焊接变形-焊后焊件残留的变形.n n2.焊接应力与焊接变形产生原因：n n焊接接头温度梯度大;焊接工件自身刚性大,拘束度大;焊缝区组织存在相变,产生内应力.35351.1.焊接变形的种类：焊接变形的种类：n n1)1)纵向收缩变形、纵向收缩变形、2)2)横向收缩变形、横向收缩变形、3)3)角变形、角变形、4)4)弯曲变形、弯曲变形、5)5)波浪变波浪变形、形、6)6)扭曲变形扭曲变形 7)7)错边变形错边变形2.2.焊接变形的危害焊接变形的危害n n1)1)降低装配质量、降低装配质量、2)2)增加制造成本、增加制造成本、3)3)降低结构的承载能力降低结构的承载能力3.3.影响焊接变形的因素影响焊接变形的因素n n1)1)焊缝位置、焊缝位置、2)2)结构的刚性、结构的刚性、3)3)装配及焊接顺序、装配及焊接顺序、4)4)焊接线能量、焊接线能量、5)5)焊焊缝长度和坡口型式、缝长度和坡口型式、6)6)焊接操作方法焊接操作方法(单道焊与多道焊单道焊与多道焊;多层焊时施焊顺序多层焊时施焊顺序;焊接方向和次序焊接方向和次序)。4.4.控制焊接变形的措施控制焊接变形的措施n n1)1)焊接结构的合理设计、焊接结构的合理设计、2)2)预留收缩余量法、预留收缩余量法、3)3)反变形法、反变形法、4)4)刚性固定刚性固定法法5)5)选择合理的装配与焊接顺势、选择合理的装配与焊接顺势、6)6)选择合理的焊接方法和规范、选择合理的焊接方法和规范、7)7)锤击锤击法法n n5.5.矫正焊接变形的方法矫正焊接变形的方法n n1)1)机械矫形法、机械矫形法、2)2)火焰矫形法火焰矫形法3636 焊接应力焊接应力n n 焊接应力焊接应力n n1.1.焊接应力的种类：热应力焊接应力的种类：热应力;拘束应力拘束应力;组织应力组织应力;氢致应力氢致应力.n n2.2.焊接应力的危害焊接应力的危害n n1)1)引起焊接裂纹、引起焊接裂纹、2)2)降低疲劳强度、降低疲劳强度、3)3)引起低应力破坏、引起低应力破坏、4)4)引起结构的几何形状或尺寸改变引起结构的几何形状或尺寸改变,影响加工精度和结构的影响加工精度和结构的使用性能使用性能.n n3.3.影响焊接应力的因素影响焊接应力的因素n n1)1)焊接结构型式的影响、焊接结构型式的影响、2)2)刚性拘束的影响、刚性拘束的影响、3)3)板厚及坡板厚及坡口型式影响、口型式影响、4)4)焊缝组织相变的影响、焊缝组织相变的影响、5)5)焊接工艺参数及焊接工艺参数及线能量的影响、线能量的影响、6)6)焊接方向影响焊接方向影响n n4.4.减小焊接应力的措施减小焊接应力的措施n n1)1)采用合理的焊接顺序和方向采用合理的焊接顺序和方向.2).2)采用较小的焊接线能量采用较小的焊接线能量.3)3)采用整体预热法采用整体预热法.4).4)锤击法锤击法.5).5)开缓和槽减少应力法开缓和槽减少应力法.6).6)反反变形法变形法.7).7)采用加热减应区法采用加热减应区法n n5.5.消除焊接应力的方法消除焊接应力的方法n n1)1)整体高温回火、整体高温回火、2)2)局部高温回火、局部高温回火、3)3)温差拉伸法、温差拉伸法、4)4)机机械拉伸法、械拉伸法、5)5)振动法振动法3737n n 焊接缺陷分类：焊接缺陷分类：n n1.1.外部缺陷外部缺陷n n1)1)焊缝外形尺寸不符合要求焊缝外形尺寸不符合要求.2).2)焊瘤焊瘤.3).3)缩沟及根部未焊满缩沟及根部未焊满.4).4)弧坑缩孔弧坑缩孔.5).5)表面气孔表面气孔6)6)表面未焊透表面未焊透.7).7)咬边咬边.8).8)焊缝根焊缝根部未熔合部未熔合.9).9)表面裂纹表面裂纹n n2.2.内部缺陷内部缺陷n n1)1)气孔气孔.2).2)夹渣夹渣.3).3)金属夹杂金属夹杂.4).4)未熔合未熔合.5).5)未焊透未焊透.6).6)裂纹裂纹.3.3.其它焊接缺陷其它焊接缺陷1)1)金属过烧或过热金属过烧或过热.2).2)烧穿烧穿3)3)电弧擦伤电弧擦伤4)4)飞溅飞溅.n n 焊接缺陷产生的原因和防止措施焊接缺陷产生的原因和防止措施n n1.1.外部缺陷外部缺陷n na)a)焊缝外形尺寸不符合要求焊缝外形尺寸不符合要求.n n产生原因产生原因:n n焊接坡口尺寸不合适焊接坡口尺寸不合适,装配间隙不均匀装配间隙不均匀;焊接规范选择不合适焊接规范选择不合适;操作方法不当操作方法不当,焊接速度和摆动不均焊接速度和摆动不均.n n防止措施防止措施:n n坡口加工应符合设计要求坡口加工应符合设计要求,掌握好装备间隙掌握好装备间隙;选择合适的焊接选择合适的焊接规范规范;提高操作者技能提高操作者技能,正确运条和掌握焊接速度及焊条角度正确运条和掌握焊接速度及焊条角度.3838n n外部缺陷举例：外部缺陷举例：n n焊瘤焊瘤.n n产生原因产生原因:n n焊接电流过大焊接电流过大,焊接速度太慢焊接速度太慢;焊接坡口钝边小焊接坡口钝边小,间隙大间隙大;n n防止措施防止措施:n n正确摆动焊条正确摆动焊条,掌握电弧燃烧和熄灭时掌握电弧燃烧和熄灭时;仰、立焊时应严格控制焊接熔池仰、立焊时应严格控制焊接熔池温度温度,不宜过高不宜过高,电流比手工电弧焊减少电流比手工电弧焊减少 10%10%15%.15%.n nc)c)弧坑缩孔弧坑缩孔.n n产生原因产生原因:n n手工焊接时熄弧过快手工焊接时熄弧过快,焊薄板时焊薄板时,焊电流过大焊电流过大;自动焊接时先停机后切断电自动焊接时先停机后切断电源的操作工艺源的操作工艺;n n防止措施防止措施:n n手工焊接时应在收弧处作短时间停留或作几次环形运条手工焊接时应在收弧处作短时间停留或作几次环形运条,使焊条金属充分使焊条金属充分熔化后填满弧坑熔化后填满弧坑;正确选用焊接电流和运条方法正确选用焊接电流和运条方法;利用引弧板利用引弧板,将电弧引出将电弧引出产品焊缝之外产品焊缝之外,然后熄弧然后熄弧;自动焊时应先停机后切断电源自动焊时应先停机后切断电源.n nd)d)咬边咬边.n n产生原因产生原因:n n焊接电流大焊接电流大,电弧过长电弧过长,焊条角度不当及运条过快焊条角度不当及运条过快;自动焊时焊接速度过快自动焊时焊接速度过快或不稳或不稳,熔宽变窄熔宽变窄;角焊缝焊接时角焊缝焊接时,焊条角度和电弧长度不合适及运条不稳焊条角度和电弧长度不合适及运条不稳.n n防止措施防止措施:n n正确选择焊接电流正确选择焊接电流,合理地运条合理地运条;正确选择焊条的角度和稳定的弧长正确选择焊条的角度和稳定的弧长;自动自动焊时正确选择焊接规范焊时正确选择焊接规范.3939n n 内部缺陷内部缺陷n na)a)气孔气孔.n n产生原因产生原因:n n1)1)焊材受潮焊材受潮,未按要求烘干未按要求烘干;2);2)焊条药皮变质焊条药皮变质,脱落脱落,或烘干温度过高或烘干温度过高;3);3)焊焊件坡口处有水、油、锈等污物件坡口处有水、油、锈等污物,未清理干净未清理干净;4);4)焊接电流过小焊接电流过小,焊接速度过焊接速度过快快,熔池存在时间短熔池存在时间短,气体未完全逸出气体未完全逸出;5);5)焊接电流过大焊接电流过大,药皮脱落快药皮脱落快,空气空气进入熔池进入熔池;6);6)气焊时火焰温度偏低气焊时火焰温度偏低,焊炬摆动幅度大和运速度过快焊炬摆动幅度大和运速度过快,焊丝填焊丝填充不均匀充不均匀;7);7)焊件或焊接材料含碳量过高焊件或焊接材料含碳量过高,焊条或焊剂脱氧能力差焊条或焊剂脱氧能力差;8);8)碱性碱性焊条焊接时焊条焊接时,电弧过长电弧过长,保护能力降低保护能力降低.n n防止措施防止措施:n n1)1)正确选用合格焊条、焊丝和焊剂正确选用合格焊条、焊丝和焊剂,掌握正确烘干规范掌握正确烘干规范;2);2)应在施焊前清应在施焊前清理焊件待焊区油锈水等杂质理焊件待焊区油锈水等杂质;3);3)应选择焊接规范应选择焊接规范;4);4)气焊时正确选择火焰气焊时正确选择火焰温度和提高操作技术温度和提高操作技术;5);5)对含碳量过高的焊件对含碳量过高的焊件,应严格按焊接工艺施焊应严格按焊接工艺施焊;6);6)采用碱性焊条是时采用碱性焊条是时,焊接弧长要短焊接弧长要短,严格控制运条速度和正确选择焊条角严格控制运条速度和正确选择焊条角度度.n nb)b)夹渣夹渣.n n产生原因产生原因:n n1)1)焊件坡口角度过小焊件坡口角度过小,焊接电流过小焊接电流过小,熔池凝固速度过快熔池凝固速度过快,熔渣来不及浮到熔渣来不及浮到熔池表面熔池表面;n n2)2)焊条药皮成块脱落后没完全熔化焊条药皮成块脱落后没完全熔化;3);3)多层焊或点焊处的熔渣未完全清多层焊或点焊处的熔渣未完全清理干净理干净;4);4)气焊时火焰温度不够气焊时火焰温度不够,焊前焊件清理不干净焊前焊件清理不干净,熔渣未完全上浮熔渣未完全上浮;5);5)运条方法不正确运条方法不正确,焊条角度不正合适焊条角度不正合适,熔渣与铁水未完全分离熔渣与铁水未完全分离,凝固在焊缝凝固在焊缝中中.4040n n防止措施防止措施:n n1).1).正确选择焊接规范正确选择焊接规范,掌握运条技术掌握运条技术,2),2)采用焊接性能良好的经过正确烘采用焊接性能良好的经过正确烘干的焊条干的焊条;3);3)严格清理焊件坡口和多层焊时的层间熔渣严格清理焊件坡口和多层焊时的层间熔渣;4);4)气焊时正确选气焊时正确选择中性火焰进行施焊择中性火焰进行施焊n nc)c)未熔合未熔合.n n产生原因产生原因:n n1)1)焊接电流过小焊接电流过小,焊接速度过快焊接速度过快,熔池冷却速度快熔池冷却速度快;2);2)施焊过程中焊条、焊施焊过程中焊条、焊丝偏于一侧坡口丝偏于一侧坡口,焊接电弧偏吹焊接电弧偏吹,使母材或多层焊的前一层熔敷金属未充使母材或多层焊的前一层熔敷金属未充分熔化分熔化;3);3)坡口或层间焊缝表面有油、锈和脏物坡口或层间焊缝表面有油、锈和脏物,焊接时产生了夹层焊接时产生了夹层.n n防止措施防止措施:n n1)1)选择合适的焊接线能量选择合适的焊接线能量,确保焊透确保焊透;2);2)正确掌握运条速度正确掌握运条速度,提高操作技能提高操作技能;3);3)施焊前认真清理焊缝坡口和层间焊缝表面施焊前认真清理焊缝坡口和层间焊缝表面.n nd)d)未焊透未焊透.n n产生原因产生原因:1):1)焊件坡口角度小焊件坡口角度小,根部间隙过窄或钝边过厚根部间隙过窄或钝边过厚;2);2)双面焊时背面双面焊时背面清根不彻底清根不彻底;3);3)焊接电流过小焊接电流过小,焊速过快焊速过快.n n防止措施防止措施:1):1)选择合适的坡口尺寸和装配间隙选择合适的坡口尺寸和装配间隙;2);2)焊接过程中控制电弧停焊接过程中控制电弧停留时间留时间,合理运条合理运条;3);3)单面焊时第一道焊缝施焊时选择正确的焊接规范单面焊时第一道焊缝施焊时选择正确的焊接规范.n ne)e)热裂纹热裂纹.n n产生原因产生原因:1):1)熔池中存在低熔点共晶熔池中存在低熔点共晶;2);2)拉应力作用拉应力作用.n n防止措施防止措施:1):1)控制焊缝中有害杂质的含量控制焊缝中有害杂质的含量;2);2)对于重要的结构对于重要的结构,采用碱性焊采用碱性焊条或焊剂条或焊剂;3);3)正确选择合适的焊接工艺正确选择合适的焊接工艺,采用多层多道焊采用多层多道焊,控制焊接线能量控制焊接线能量 4)4)降低焊接应力降低焊接应力.4141n nf)f)冷裂纹冷裂纹n n产生原因产生原因:n n1)1)焊缝中淬硬组织焊缝中淬硬组织;2);2)扩散氢的存在和富集扩散氢的存在和富集;3);3)存在较大的存在较大的焊接拉应力焊接拉应力.n n防止措施防止措施:n n1)1)选用合格的低氢型焊接材料选用合格的低氢型焊接材料;n n2)2)严格控制氢的来源严格控制氢的来源,按规定烘干焊材按规定烘干焊材,随用随取随用随取,严格清理坡严格清理坡口附近油锈水口附近油锈水;n n3)3)选择合适的焊接工艺选择合适的焊接工艺,采取预热采取预热,缓冷缓冷,后热和焊后热处理后热和焊后热处理,改善组织改善组织,去氢和消除焊接应力去氢和消除焊接应力n n4)4)改善焊缝金属的性能改善焊缝金属的性能,加入合金元素以提高焊缝金属的加入合金元素以提高焊缝金属的n n塑性塑性.n n焊接缺陷的危害焊接缺陷的危害n n1)1)引起应力集中引起应力集中n n2)2)减少设备使用寿命减少设备使用寿命n n3)3)造成脆断造成脆断.4242n n我厂使用的主要焊接方法：n n焊条电弧焊(SMAW)n n氩弧焊（GTAW)n nCO2气体保护焊(GMAW)n n埋弧焊(SAW)4343焊条电弧焊焊条电弧焊 1 1、焊条电弧焊安全技术理论、焊条电弧焊安全技术理论、焊条电弧焊安全技术理论、焊条电弧焊安全技术理论 （1 1）、了解焊条电弧焊的基本原理和适用范围）、了解焊条电弧焊的基本原理和适用范围 （2 2）、熟练掌握焊条电弧焊的安全特点）、熟练掌握焊条电弧焊的安全特点 （3 3）、了解焊条的型号及焊条和焊接参数的正确选）、了解焊条的型号及焊条和焊接参数的正确选用方法用方法 （4 4）、了解焊条电弧焊设备的基本结构和工作原理）、了解焊条电弧焊设备的基本结构和工作原理 （5 5）、熟练掌握焊条电弧焊的操作规范和安全要求）、熟练掌握焊条电弧焊的操作规范和安全要求 焊工安全培训焊工安全培训_h264-320 x240.mp4_h264-320 x240.mp44444焊条电弧焊焊条电弧焊n n电电弧弧(Electric Arc