焊工培訓基礎教材ppt課件

.,焊工培訓基礎教材,.,二、電焊機電焊機的作用及其分類電焊機是將電弧電能轉變?yōu)殡娀崮艿囊环N焊接設備。電焊機一般分為交流弧焊機，支流弧焊機（旋轉式）和硅整流弧焊機三大類。常用的弧焊機有：BX1-330型動鐵芯漏磁式交流弧焊機和AX-320型旋轉式裂極直流弧焊機兩種。,.,BX1-330型交流焊機的結構及其工作原理這種電焊機的主要結構是由固定鐵芯、一次線圈（或初級繞組）和二次線圈（或次級繞組）所組成。BX1-330型焊機的電流調(diào)節(jié)范圍為50450A。調(diào)節(jié)方法有粗調(diào)和細調(diào)兩種。AX-320型直流弧焊機的結構及工作原理這種弧焊機是由一臺三相感應電動機和一臺發(fā)電機組成。發(fā)電機的靜子上有兩個主磁極，兩個交磁極和兩個輔助磁極。發(fā)電機的轉子（或稱電樞）由繞有線圈的鐵芯，換向器（或整流子）和電刷三部分組成。這種焊機的電流調(diào)節(jié)范圍為45320A,.,三、焊接電纜焊接電纜是為傳導電流用的導線，共有兩根，分別由焊機的二次側引出，一根接至電焊把鉗上（俗稱把線），一根接至被焊工件上（俗稱地線）。四、電焊把鉗電焊把鉗俗稱焊把，是用來夾持電焊條和傳導電流用的一種必備的焊接工具。常用的為G-352型電焊把鉗，其最大安全電流為300A，適用于直徑為25mm電焊條的焊接。,.,五、面罩面罩是用來防護電弧電光對焊工面部灼傷和金屬飛濺燙傷的工具，它是用輕而堅韌的深褐色或暗紅色纖維板加工制成的，形式有頭戴式（或盔式）和手拿式（盾式）兩種。六、黑玻璃黑玻璃又叫護目玻璃，是使焊工眼睛免遭強烈弧光及有害射線傷害的防護用品。使用時，可直接卡在面罩的觀察窗上，但應在其兩面各加有塊白玻璃，以延長黑玻璃的使用壽命。,.,第三章焊接材料,.,第一節(jié)焊條、焊絲,一、電焊條電焊條是傳導電流并作為焊縫填充金屬的一種焊接材料。它由鋼焊芯（細金屬棒或焊絲）和焊芯外表所涂敷的藥皮組成。,.,大多數(shù)電焊條都用H08鋼焊絲做焊芯焊條根據(jù)用途分為十類，如結構鋼焊條、耐熱鋼焊條、不銹鋼焊條、鑄鐵焊條等根據(jù)焊條藥皮成分分為六類，如鈦型、鈦鈣型、鈦鐵礦型、氧化鐵型、低氫型等。電焊條焊芯直徑不同，其長度也不同。如直徑為2.5mm的電焊條，其長度為200-250mm；3.2mm的長度為300-350mm；4mm的長度為400-450mm。,.,焊條藥皮中所加入的穩(wěn)弧劑、造氣劑、造渣劑、脫氧劑、合金劑、稀渣劑和黏結劑等。在焊接過程中可起到如下作用：提高電弧燃燒的穩(wěn)定性防止有害氣體混進熔化金屬中去脫除焊縫中的有害氣體(如氧,氮等)和雜質(zhì)(如硫,磷等);滲入合金成分稀釋浮渣,使焊縫成型美觀焊縫表面上所覆蓋的浮渣能起到保溫,防腐蝕(氧化)作用,.,根據(jù)焊條的類型,用途和性能的不同,焊條牌號有不同的編制方法.如E4303和E5015兩種焊條E4303焊條屬于酸性焊條.E5015焊條屬于堿性焊條,.,.,焊條選用的原則（1）按被焊鋼材的強度等級及化學成分選用（2）不同類鋼種的焊接,一般應選用介于兩者之間或選用強度等級較高的鋼材一側所需用的焊條.,.,第四章焊接的基本知識,.,手工電弧焊,電弧的定義：兩個導體電極之間的氣體發(fā)生強而有力、持久的放電現(xiàn)象叫做電弧。電弧的構造：電弧主要由陰極區(qū)、弧柱和陽極區(qū)三部分組成。,.,手工電弧焊,手工電弧焊的定義：手工電弧焊一般又簡稱電焊，它是利用電能轉變?yōu)闊崮苓M行熔化焊接的一種工藝方法。由于人工操作，故稱為手工電弧焊。,.,手工電弧焊,.,手工電弧焊,1.焊接電源的影響(1)焊接電源要選擇得當(2)要有較高的空載電壓(3)焊機必須具備徒降的外特性2.焊條藥皮的影響焊條藥皮成分不同，電離的難易程度也有所不同，不易電離的藥皮成分，對電弧的引燃和穩(wěn)定燃燒都有一定的影響。另外，藥皮的偏心（一邊厚，一邊?。е氯刍瘯r出現(xiàn)馬蹄現(xiàn)象，也會影響電弧燃燒的穩(wěn)定性。3.氣流的影響施焊時風力較大，會使得電弧燃燒搖擺不定，而影響焊接質(zhì)量。4.焊材或母材不符合要求焊芯的銹蝕，焊條藥皮受潮或失效，被焊工件表面上的漆、銹、油脂等污物，皆影響電弧穩(wěn)定燃燒和焊縫質(zhì)量。5.磁偏吹電弧不在焊條同一中心線上，即向前、后、左、右偏斜的現(xiàn)象叫偏吹。用直流電源施焊時，由于電弧磁場分布不均勻所形成的偏吹叫磁偏吹。,.,第六章焊接工藝,.,焊接工藝,焊接的接頭形式：焊接接頭型式焊接的接頭就是指兩個分離的工件組拼在一起所形成的被焊接口。板狀焊接的接頭根據(jù)使用條件和設計要求以及結合狀況的不同，通常分為對接、搭接、丁字接和角接等四種形式。對接接頭：兩個被焊板狀工件同在一個平面上所形成的接頭型式叫做對接接頭。丁字接頭：又叫T型接頭，它是由兩個被焊板狀工件互相垂直所形成的接頭型式搭接焊頭：兩個被焊板狀工件相互錯疊在一起而形成的接頭型式叫做搭接接頭角接接頭：兩個被焊板狀工件的邊緣部位相互垂直的接頭型式叫做角接接頭。,.,焊接工藝,接頭所處的空間位置1.板狀接頭的空間位置(1)板狀的對接接頭一般分為平、立、橫、仰四個位置平焊。平焊又叫俯焊，即被焊工件與地面平行，被焊接口的正面朝上，焊工俯身進行施焊的一種空間位置。立焊。工件與地面相垂直，被焊的接口（長度方向）垂直地面，接口的正面朝向焊工，由下向上進行施焊的一種空間位置。橫焊。工件與地面相垂直，被焊的接口（長度方向）平行于地面，接口的正面朝向焊工，由左（或右）向右（或左）施焊的一種空間位置.仰焊.工件與地面相平行,被焊接口的正面朝下,焊工仰面進行施焊的一種空間位置.板狀的丁字接頭、搭接接頭和角接接頭主要分平、立、仰三個空間位置。意義與板狀對接接頭基本相似。2.管狀接頭管狀接頭一般分為非固定焊和固定焊兩種。非固定焊可將管子轉動施焊。固定焊就是將管子固定不動進行施焊。固定管狀接頭按不同的施焊位置一般分為水平固定管（吊焊）、垂直固定管（橫焊）和斜固定管（斜焊）三個空間位置。管子水平固定焊。管子的吊焊位置是：管子與地面相平行，而環(huán)形接口與地面相垂直。由于管子接口均含有平、立、仰三個焊接位置，故又稱之為全位置焊接的接頭型式.管子垂直固定焊。管子的橫焊位置是：管子與地面相互垂直，而環(huán)形接口與地面相平行。管子固定斜焊。管子的斜焊位置是：管子與地面傾斜成一定角度（一般為45左右），而環(huán)形接口隨管子的傾斜而傾斜成一個同樣角度。,.,焊接工藝,坡口形式：1.對接接頭。一般有卷邊型、不開坡口型、單邊V型、V型、單邊U型、U型、K型、X型、雙面U型幾種。1234(a)5678(b)13(c),.,焊接工藝,1236(d)（2）丁字接頭。一般有不開坡口型、單邊型、雙面V型（K型）雙面U型等幾種。（3）搭接接頭只此兩種（4）角接接頭。一般有單邊卷邊型、不開坡口型（包括錯邊型）、單邊V型、V型、K型等幾種。,.,焊接工藝,接頭坡口形式的組成及其作用焊接工件的接口，除不開坡口或卷邊型式外，對重要構件一般均應開坡口，它主要由坡口、鈍邊和間隙三個部分組成。1.坡口在被焊工件端部加工成有個斜面（俗稱開坡口），與工件垂直端表面形成一個角度，該角度稱為坡口角度。開坡口的目的要是：便于將熱源（電弧或火焰）直接伸入到被焊工件借口的根部，并能自由擺動，以保證焊縫的良好透度可減小焊接電流強度或火焰能率減小被焊工件的變形量減少能量的消耗,.,2.鈍邊工件垂直端面在加工坡口時，于其根部有意留下一部分剩余量，該部分叫做鈍邊。主要是為避免坡口根部過尖、而在施焊時被燒穿。但也不宜過厚，否則會導致未焊透的情況發(fā)生。3.間隙兩工件拼接時，有意使兩者之間留有一定尺寸的縫隙，這種縫隙叫做間隙。主要起保證焊縫根部焊透的作用接頭的坡口型式、坡口的角度、鈍邊的厚薄和間隙的大小，主要由被焊工件的厚度、結構形式、使用條件等決定。其加工尺寸不能過大或過小，否則就會使焊縫出現(xiàn)缺陷。,.,焊接工藝,.,上表圖形如下:,單V型：,K型：,.,上表圖形如下:,搭接：,V型：,.,焊接工藝,接頭處的清理與檢查兩工件在組拼前，應對其接口處四周10mm以上范圍的油，銹，漆等污物徹底清除干凈，露出金屬光澤。清理后，應檢查接口處有無重皮，沙眼，孔洞，裂紋等金屬本身的質(zhì)量缺陷。管道有無橢圓，壁厚厚薄不均現(xiàn)象組拼后的接口有無偏斜，高低不平，翹曲等現(xiàn)象。坡口角度，鈍邊，對口間隙是否符合規(guī)定要求。管道對接時有無錯口，彎折現(xiàn)象。組拼后的間隙不宜過大，一般不得超過5mm。否則必須設法修正。嚴禁采用夾塞鋼筋等物的辦法,.,焊接工藝,手工電弧焊的工藝焊接規(guī)范的選擇:電弧焊的焊接規(guī)范一般是指：焊條直徑、焊接電流、電弧電壓（即弧長）、施焊速度和焊接層次等五個方面。由于被焊工件的材質(zhì)、結構的形狀和尺寸、承載的條件以及焊接空間位置的不同，焊接規(guī)范的選擇也不相同。,.,手工電弧焊的工藝,1.焊條直徑的選擇焊條直徑根據(jù)被焊工件的厚度，焊接的接頭坡口型式、焊接層次以及焊接的空間位置進行選擇。焊條直徑的選擇,.,手工電弧焊的工藝,2.焊接電源的選擇焊接電源應根據(jù)焊條藥皮類型、工作狀況和條件來選擇。采用E43系列焊條施焊時，焊接電源采用交流或直流焊機均可；焊接普低鋼時，應選用E50西了焊條，由于這種焊條屬低氫型堿性焊條，按其特性應選擇直流焊機做電源，其接線法應為反接。以直流弧焊機做電源時，由于電弧的陰極區(qū)和陽極區(qū)的溫度不同，金屬的熔化速度和熔池的熔深也不同。是由焊機的正負兩極的聯(lián)接方法決定的。直流焊機的正極接在被焊工件上，負極接在焊條上，這種接法叫做正接法；直流焊機的正極接在焊條上，負極接在被焊工件上，這種接線法叫做反接法。選用何種極性接法，主要根據(jù)焊條的性質(zhì)和焊件所需的熱量確定。由于陽極區(qū)的溫度高于陰極區(qū)，當焊接厚工件時，采用正接法即可獲得較大的熔深。如果被焊工件所需熱量較少，為避免裂紋、被燒穿等缺陷產(chǎn)生（如焊鑄鐵、薄焊件、有色金屬等），就可采用反接法。鑒別極性的辦法是：如果電弧燃燒不穩(wěn)定、飛濺大、聲音暴躁，這就是正接法出現(xiàn)的現(xiàn)象；如果無上述現(xiàn)象即為反接法。,.,手工電弧焊的工藝,3.焊接電流的選擇焊接時使用電流的大小，主要根據(jù)選定的焊條牌號和直徑、被焊工件的接頭型式、焊接空間位置、焊件的厚度和焊接層數(shù)等因素確定。通常以焊條直徑為主，兩者的關系見表不同直徑的焊條所使用的焊接電流也可根據(jù)經(jīng)驗公式估算，即I=（3555）d注：I-焊接電流（A）D-焊接直徑（mm）,.,手工電弧焊的工藝,4.電弧電壓為了使電弧穩(wěn)定燃燒，弧長一定要控制適當，既不能過長，也不能過短。過長易于斷弧，過短易于使兩極短路?；￠L一般不能超過焊條直徑，通常以短弧焊較好。5.焊接速度的選擇為了保證焊縫所規(guī)定的寬度和厚度以及焊縫之間或焊縫與母材金屬之間的良好熔合（無脫節(jié)，焊瘤，被燒穿和未焊透等缺陷），就要嚴格控制好施焊速度。6.焊縫層（道）數(shù)的選擇焊接層數(shù)主要按被焊工件的厚度，坡口型式，焊條直徑，焊接空間位置確定。一般，工件厚度為6mm以下的為兩層（或四道，即指角接頭的第一層1道，第二層3道）；6-8mm的為三層（或6-8道，即指角接頭的第一層1道，第二層2-3道，第三層3-5道）；8-12mm的四層。具體選定可參照公式進行，即=（0.81.2）d；注：-焊縫每層厚度（mm），d-焊條直徑（mm）無論被焊工件薄厚；最少應敷焊兩層或兩層以上，不宜采取單層焊縫。否則，不但焊縫根部的透度和外表成型無法保證，而且也易出現(xiàn)缺陷。,.,焊條牌號的選擇及其他,1.焊條牌號的選擇焊條的牌號應按被焊金屬的機械性能和化學成分選擇。2.焊條的檢查在使用前應對焊條進行全面檢查，如：(1)焊條牌號是否與被焊工件的要求相符合；(2)焊條鋼芯有無銹蝕；(3)焊條藥皮是否有變質(zhì)現(xiàn)象（如藥皮表面出現(xiàn)粉狀物或成塊脫落），藥皮表面有無裂紋，氣泡等缺陷；(4)是否有焊條輕彎或多根置于一起相互碰撞的現(xiàn)象，藥皮表面有無清脆的聲音，彎時有無裂紋出現(xiàn)。3.焊條的工藝試驗(1)電弧燃燒是否穩(wěn)定，飛濺大或小(2)藥皮有無偏心(3)藥皮在熔化時，有無成塊脫落現(xiàn)象(4)液態(tài)藥皮的流動性強弱(5)焊芯有無發(fā)紅現(xiàn)象(6)焊縫表面是否產(chǎn)生氣孔，夾渣，裂紋等缺陷(7)焊縫表面的浮渣是否易脫落(8)焊縫成型是否美觀,.,焊條牌號的選擇及其他,4.焊條的烘烤焊條極易吸潮，尤其是堿性焊條。受潮的焊條不但影響電弧穩(wěn)定燃燒，也會對焊縫質(zhì)量有很大的影響。因此，焊條在受潮不嚴重的情況下，應在使用前進行烘焙，以排除藥皮中的潮氣或水分。但焊條的烘焙不宜過度，如溫度過高或時間過長，均會使藥皮中的黏合劑（如水玻璃）失效，而變成粉狀。但溫度也不宜過低，溫度低，時間短既不能充分排除藥皮中的潮氣或水分，也會影響焊接質(zhì)量。焊條的烘焙溫度和時間,.,電弧的引燃方法,電弧的燃燒，首先是通過兩個電極接觸形成短路、然后迅速分離到一定的距離而引燃。電弧的引燃方法有兩種。擦弧法擦弧法又稱劃火柴法，它利用焊條端頭在焊件上象劃火柴一樣劃動，然后提起并保持一定距離，將電弧引燃。該法易于操作，特別適用于初學者，但在擦引時，易將焊件表面（非焊接部分）擦傷。接觸法接觸法又叫碰擊法或直提法，即焊條與焊件直接接觸，然后稍慢地提起，而將電弧引燃。該法教難掌握，焊條提的較快不易引燃；較慢易于與焊件黏合，造成短路，提的過高也易斷弧。因此，對提起速度和控制弧長的掌握應很熟練方可引燃。,.,焊條與焊件的傾角,為了使熔化金屬和熔融的藥皮不妨礙熔池和焊縫良好的成形，避免焊縫出現(xiàn)熔化不良、未焊透、夾渣和被燒穿等缺陷，施焊時，可將焊條與焊件之間傾斜一個角度。根據(jù)焊件形狀（板或管）、接頭類型、坡口型式和焊接的空間位置以及焊件厚度的不同，焊條與焊件的傾角也有所不同。1.鐵板平焊鐵板對接平焊的焊條傾角。焊條與對接口基本垂直，沿施焊方向的傾角一般為60-75。鐵板搭接平焊的焊條傾角。焊條直接指向接口縫隙，并與底部焊件表面成45角，沿施焊方向的傾角為65-80鐵板丁字接與角接基本與上述（2）同。2.鐵板立焊鐵板對接立焊的焊條傾角。焊條與對接口沿施焊方向相垂直（成90），并與焊件表面成60-80角鐵板丁字接立焊的焊條傾角。焊條與丁字接口縫隙垂直（或與兩極間相互成45角），并沿施焊方向下垂60-80鐵板搭接、角接時焊條的傾角基本與上述（2）相同3.鐵板橫焊鐵板對接橫焊的焊條傾角，其焊條自對接口的平行方向（施焊方向）下傾10-15，與下板面的傾斜角度為75-80。4.鐵板仰焊鐵板對接仰焊焊條的傾角。焊條與對接口基本垂直成90，沿施焊方向焊條與焊件面的傾角為70-80鐵板丁字接仰焊焊條的傾角。焊條對準接縫向下傾向垂直板面，焊條與立板面相互斜30角，而沿施焊方向的傾角為70-80鐵板搭接、角接時仰焊焊條的傾角與上述（2）同。5.不同板厚焊條的傾角（以平焊為例）鐵板對接時，焊條應向薄工件側稍傾10鐵板丁字接時，焊條應向薄工件立板方向增大傾角10-20，如立板過薄應需向該側傾斜鐵板搭接和角接時基本與上述同各種接頭沿施焊方向的焊條的傾角基本與同厚板材一樣,.,管子的對接,管子對接接頭所形成的焊縫為環(huán)狀。當管子的空間位置固定不變（非轉動）時，焊接過程中焊條的傾角就需經(jīng)常不斷地改變，以保持正常的熔池形狀。管子水平固定焊（吊焊）焊條的傾角。管子吊焊焊接時，焊條與管子中心應始終保持垂直成90角的狀態(tài)。仰焊起始部分焊條與管子中心線y軸的傾角一般為2030。施至立焊時，焊條與管子中心線x軸的傾角為1020。當施焊到上爬坡（即進入平焊）位置時，焊條須轉個方向向左傾，即與管子中心線y軸的傾角為10-20管子垂直固定焊（橫焊）焊條的傾角。焊接時，焊條與對接口的垂直方向下垂10-20（或與管子中心線傾斜70-80），而沿施焊方向與管子中心線x、y軸均傾斜20-30角。由于焊縫與地面處于水平位置，故焊條傾角基本不變。,.,點固焊,1.定義：點固焊又叫定位焊，即將組拼好的工件，用短小的焊縫（或焊點）按規(guī)定部位將兩工件固定于一起，使工件的幾何尺寸和接口位置在焊接過程中保持不變。點固焊后的小焊縫雖短而薄，但卻是整體焊縫中的一部分。因此，對點固焊的焊點質(zhì)量必須予以嚴格控制，不出任何缺陷。2.焊點數(shù)量根據(jù)焊件形狀，焊件厚度，接口形式，焊縫長度等確定點固焊的焊點數(shù)量。3.焊點尺寸點固焊焊點的厚度一般為34mm，過薄易裂，過厚易出缺陷4.焊點部位的選擇板狀的點固焊一般均點在借口正面上，并要求接口的兩個短部要點牢。管子的點固焊一般小徑管點在平焊和立焊部位，或點在兩個上爬坡處；大徑管相同，只是對稱多點幾處。,.,焊條的擺動方法,在正確的焊條傾角基礎上，焊條可按焊接層次，焊位，焊接參數(shù)以及電源的種類不同等做有規(guī)律的擺動，但擺動的規(guī)律必須滿足熔池形成的形狀，尺寸和液態(tài)金屬均勻的分布，以保證焊縫平整美觀。,.,焊縫的起頭，接頭和收弧方法,1.焊縫的起頭2.焊縫的接頭3.焊縫的收頭,.,1.焊縫的起頭,焊接的起頭又叫起弧，是開始焊接的第一個步驟。開始施焊時，用電弧將焊件起始部分預熱（不給焊條鐵水），當有熔池出現(xiàn)時再給鐵水，將焊條向兩側擺動幾下，使焊條熔滴與接口處熔合，便可繼續(xù)進行正規(guī)施焊。該法大多使用在鐵板對接的立，仰焊或管子的吊焊，仰焊的起始部位（鐵板的其他類型接頭的立，仰焊位有時也用）。,.,2.焊縫的接頭,當一根焊條用完或人體移動時要熄弧，并應在焊縫端部保持一個熔坑（熔池凝固后）。繼續(xù)施焊時，便可由熔坑處引弧施焊。引弧時，可從已焊縫的熔坑邊緣進行，也可從未焊側將電弧引入熔坑中接頭時應注意：-不準在焊件外表上任意引弧，應在熔坑內(nèi)或由坡口內(nèi)向熔坑引弧-無論是換焊條或焊工移動后，應及時將電弧迅速引燃，以維持熔池的溫度-給送焊條熔滴要準確，不能出現(xiàn)接頭過高或脫節(jié)缺陷，應與焊縫齊平-引弧后繼續(xù)施焊時，仍要保持焊縫的寬度一致。,.,3.焊縫的收尾,焊縫的收尾是指一條焊縫焊完后如何收弧，焊接結束后，如果將電弧突然熄滅，則焊縫表面留有凹陷較深的弧坑會降低焊縫收尾處的強度，并容易引起弧坑裂紋。過快拉斷電弧，液體金屬中的氣體來不及逸出，還容易產(chǎn)生氣孔等缺陷。為克服弧坑缺陷，可采用下述方法收尾。焊條移動焊縫終點時，在弧坑處反復熄弧，引弧數(shù)次，直到填滿弧坑為止，此方法適用薄板，不適用堿性焊條。2劃圓收尾法焊條移到焊縫終點時，在弧坑處作圓圈運動，直到填滿弧坑再拉斷電弧，此方法適用于厚板。3轉移收尾法焊條移到焊縫終點時，在弧坑處稍作停留，將電弧慢慢抬高，引到焊縫邊緣的母材坡口內(nèi)，這時熔池會逐漸縮小，凝固后一般不出現(xiàn)缺陷。適用換焊條或臨時?；〉氖瘴?.,管道焊接實例,1.對接管子的焊法管子的滾動焊管子轉90焊法但這樣應注意：一層全部焊完后，再按該法焊接次層各接頭部分要熔合良好各層之間的接頭收弧部分要相互錯開，不能集中在一起，一面局部焊縫過高2.帶有縱向焊縫的管子對接焊法縱向焊縫焊完后，應將兩端焊縫打磨光亮，檢查有無缺陷與縱向焊縫相近的環(huán)形接口處可先焊一道短焊縫以避免該處出現(xiàn)接頭或收弧3.蝦米腰的焊法蝦米腰實際上是由幾個馬蹄形短管組拼成的彎頭。4.三通的焊接由母管（或大徑管，或容器）上引出一根垂直支管的叫三通5.法蘭與管子的焊接點固焊應點在正面“A”并施焊，其焊位盡量采取平角焊6.管子開天窗焊接遇到焊位極其困難的無壓力大徑管（或容器），可采取在管道的平焊位置開一天窗，焊工進入管內(nèi)進行施焊，然后再封閉。,.,第七章焊接應力與變形,.,焊接應力與變形產(chǎn)生的原因,一.什么叫應力與變形1.應力：任何物體受力時，其內(nèi)部任一截面上的兩側都會出現(xiàn)相互作用的力，我們稱物體單位截面上所作用的力叫做應力。2.變形：物體在力的作用下，其幾何尺寸和形狀發(fā)生改變的現(xiàn)象叫變形。,.,焊接應力與變形產(chǎn)生的原因,二.引起應力與變形的因素金屬物體產(chǎn)生應力與變形的因素主要有兩種：一種是工件在受外力的作用下引起的；另一種則是由工件本身內(nèi)部所存在的力（非外力）而形成的。1.外部因素一塊金屬板條在外力作用下產(chǎn)生變形，如外力未超過金屬本身的彈性極限，外力消失后，金屬板條借助自身的抵抗能力（彈性）而恢復原狀。這樣，該板條既無變形，其內(nèi)部也不存在應力。當金屬板條所承受的外力超過彈性極限，并產(chǎn)生了塑性變形，雖然外力消失，工件也不能恢復原狀，從而使其產(chǎn)生了應力和變形。當金屬板條承受的力為壓力并集中在其中心部位，板條受力的兩個面上便出現(xiàn)了兩個相互作用的力，受壓的一個側面所產(chǎn)生的應力叫壓應力，另一個側面所產(chǎn)生的應力叫拉應力。板條的變形方向是中心下垂，兩端上翹。如果金屬板條承受兩個相反的交錯壓力時，這種應力叫剪切應力，簡稱為切應力或剪力。金屬工件在使用過程中，在外力作用下不可避免地出現(xiàn)應力與變形。工件在承受荷載時，只有處于彈性極限以內(nèi)進行工作，才可保證其使用壽命和安全性。2.內(nèi)部因素在無外力作用下工件有時也會產(chǎn)生應力與變形（如鑄造、焊接等）,這種無外力條件下存在于物體內(nèi)部的應力叫做內(nèi)應力。在焊接過程中，液態(tài)金屬冷凝后在金屬工件中形成的應力叫殘余應力。,.,焊接應力與變形產(chǎn)生的原因,三.應力與變形的關系一般來講，金屬工件受力越大，金屬內(nèi)部抵抗力的能力和工件的變形量也就越大。如果金屬工件處于自由狀態(tài)時，外力消失后，工件的整體變形量大，而工件內(nèi)部的應力卻很小。如果金屬工件處于約束狀態(tài)則相反。四.焊接應力與變形產(chǎn)生的原因1.不均勻加熱2.焊縫金屬的收縮力3.金屬組織的改變4.焊件的剛性固定,.,降低焊接殘余應力的辦法,合理的焊接順序(詳解見下頁)避免焊縫過分集中減小焊件的剛性固定采取小規(guī)范的焊接工藝多層多道焊,.,合理的焊接順序,1.大型容器底板的拼接大型容器底板的拼接方式一般分為對接和搭接兩種。無論哪種拼接方式，在焊接時均應遵守下列原則：由中心部向四周施焊先焊縱向（短）焊縫，后焊橫向（長）焊縫采取對稱部位施焊，并保證施焊人員為2名以上焊接方向應由里向外進行，亦即將焊縫收頭引至底板邊緣處（如焊縫10及所有橫向焊縫的兩端）長焊縫應采取分段（順向或逆向）跳焊法應按圖7-3的焊接順序進行，搭接焊縫應注意搭接部分的焊接質(zhì)量點固焊或起、收頭應避免在丁字交叉或搭接部位處進行，不允許出現(xiàn)十字接頭如為多層焊時，應將第一層焊縫全部焊完后，再按圖7-3的焊接順序施焊次層焊縫2.帶加固板工字梁的拼接（腹板與翼板接口均焊完）先拼接對口先焊腹板對口，后焊翼口對口應采取雙人對稱焊長焊縫采取分段跳焊法施焊對接縫焊后，應將待裝加固板的對接焊縫凸出部分鏟平，然后拼裝加固板加固板點好后，應先焊長縫后焊短縫加固板與對接焊縫相接成丁字形交叉處的對接焊縫，應預先鏟平一段（其尺寸為加固板厚度或圖紙標示的焊腳高度）再焊，但不得在交叉處出現(xiàn)接頭加固板如為多層焊時，應在第一層全部焊完后再按圖7-4的順序焊接次層3.屋架拼裝在上、下弦（均用角鋼）的對接口和連接板焊完、調(diào)直并拼裝成一體后進行拉撐的焊接時，其施焊順序如下：由中間向兩側施焊（平放）先焊垂直拉撐，后焊斜拉撐所有焊縫均由里向外焊拉撐與連接板相接的焊縫長度不得小于30mm，或角鋼厚度的5倍焊縫收頭處的熔坑要填滿，端部要焊齊如為多層焊時，先焊一面的全部第一層焊縫，然后將層架整體翻身，焊接另一面焊縫，并連續(xù)將次層焊縫焊完，再翻過來將先焊一面的次層焊完,.,焊接殘余變形的消除方法,一.焊接變形的種類焊后工件變形的種類，一般分為收縮變形、角變形、彎曲變形、波浪變形和扭曲變形五種二.防止工件焊后變形方法1.焊縫的布置要對稱2.減小焊縫尺寸，盡量減少焊縫金屬的填充量，使焊縫或焊腳高度和寬度符合要求的下限3.合理的裝配和焊接順序4.對稱施焊，長縫采取分段焊5.反變形法6.剛性固定法7.定位法三.焊后工件變形的矯正方法1.機械矯正，即壓力矯正法2.火焰矯正，火焰矯正法又分點狀、線狀和三角加熱三種3.錘擊矯正4.,控制焊接應力與變形的方法,.,第八章焊接缺陷及質(zhì)量檢驗,.,焊接缺陷,一.什么叫焊接缺陷：凡是破壞焊接接頭的完整性、改變正常的金相組織、降低金屬使用性能的各種弊病，均稱之為焊接缺陷二.引起焊接缺陷的原因焊接的不均勻加熱過程焊接規(guī)程規(guī)范執(zhí)行的不嚴格被焊金屬工件的焊接性差焊接工藝參數(shù)選用不當焊工操作技能的熟練程度有差異焊接機具材料的性能失靈或失效,.,焊接缺陷,三焊接缺陷的分類焊接缺陷主要分表露缺陷和內(nèi)部缺陷兩種1.表露缺陷：用眼睛或放大鏡能發(fā)現(xiàn)焊縫表面缺陷叫表露缺陷（或外觀缺陷、外表缺陷）。如焊縫尺寸不符合要求、咬邊、弧坑、焊瘤、未焊透、咬口、氣孔、夾渣、裂紋等2.內(nèi)部缺陷：只能通過破壞性實驗和非破壞性檢驗方法才能發(fā)現(xiàn)的殘留于焊接接頭內(nèi)部的缺陷叫內(nèi)部缺陷。如氣孔、夾渣、裂紋、未熔合、過燒等,.,焊接缺陷,四.焊接缺陷的特征及其危害性1.焊縫外觀尺寸不符合要求主要表現(xiàn)在焊縫過高，過低，過寬，過窄，焊縫高低不平、寬窄不齊等。這種缺陷不但影響焊縫外觀美觀，也會因應力集中或焊縫截斷面積減小而影響工件使用壽命和承載能力。通常對接焊縫的余高為03mm，焊縫寬度維持在每側12mm的遮蓋量。角接、丁字接或搭接接頭的焊腳高度K值，一般根據(jù)設計圖紙規(guī)定確定，如無規(guī)定時，可按被焊工件的厚度確定焊腳高度。丁字接頭的焊縫焊腳高度應等于工件的厚度，且不得小于4mm。工件厚度不同時，如對接接頭，應將厚的一側（當厚度差大于5mm時）加工成15坡角，以保證焊縫成形。如為丁字接或搭接接頭時，應按薄的工件一側確定厚工件側的焊角高度，即K2=（1.21.5）K1，或K2等于厚工件一側，但不得超過K1的1.5倍,.,焊接缺陷,2.咬邊焊縫兩側與金屬工件交界處所形成的凹槽叫咬邊，它是由于操作不熟練、焊條角度不正確、電弧過長、兩側停留時間短、焊接電流大等原因引起的。這種缺陷可減小母材的有效截面積，降低工件的承載能力，容易造成應力集中而產(chǎn)生裂紋缺陷等。,.,焊接缺陷,3.弧坑收頭時熔池沒有填滿，或接頭時沒有接合好而留在焊縫表面上的凹坑。電焊引起的叫弧坑，氣焊引起的叫熔坑。這種缺陷極易引起裂紋或火口裂紋（龜裂），對于環(huán)境溫度低、剛性固定、接口不潔、淬火傾向較大的金屬工件更甚,.,焊接缺陷,4.焊瘤施焊時，液態(tài)金屬下墜，形成非焊縫的多余瘤狀體叫焊瘤。焊瘤分外表焊瘤和根部焊瘤兩種。外表焊瘤是在焊縫外表面鱗紋之間形成的舌狀垂體；根部焊瘤是焊縫背面形成的瘤狀垂體；外表焊瘤多出現(xiàn)在立、橫焊位上，只影響焊縫的成形美觀。而根部焊瘤（對接接口），不但在其內(nèi)部容易存在氣孔等缺陷和焊瘤根部應力集中，而且對小徑管還會影響通常、介質(zhì)流速，甚至造成管子堵塞，引起暴管事故。,.,焊接缺陷,5.內(nèi)凹：又叫凹陷，是背面焊縫下榻而形成一個圓滑溝槽。這種缺陷大多出現(xiàn)在對接仰焊焊位上，它可減少焊縫有效截面積和降低承載能力。如存在于管道上，極易因流體介質(zhì)中鹽堿濃縮（堆積），而加速焊縫腐蝕。,.,焊接缺陷,6.未焊透：在母材的鈍邊或坡口上存有未熔化的部分叫未焊透，一般有單面的和雙面的兩種。未焊透多出現(xiàn)在對接和帶有單面V形坡口的角接和丁字接口上。未焊透缺陷不但能減小焊縫有效截面積，降低承載能力，而且在未焊透的尖角部位，極易因應力集中而造成焊縫的斷裂。,.,焊接缺陷,7.咬口：接口的鈍邊在熔化時，未填滿填充金屬而殘留于背面的溝槽叫咬口，其性質(zhì)與咬邊缺陷和內(nèi)凹缺陷同。8.覆蓋又叫滿溢，焊縫液態(tài)金屬流敷在靠近焊縫的未熔化母材上的多余部分這種缺陷如與焊縫不牽連時，對焊接質(zhì)量無大影響。如覆蓋情況進入焊縫中，則以黏合缺陷對待，因其如同裂紋隱蔽在焊縫中。這種缺陷多出現(xiàn)在對接橫焊和丁字接頭的平焊上。,.,焊接缺陷,9過燒：工件局部接受熱能過量，將母材內(nèi)部所含的碳過分燒損或鐵過分氧化，而使其成為渣狀體。輕微燒焦尚允許存在。如體積較大，則該部分焊縫完全喪失抵抗荷載能力,.,焊接缺陷,10.未熔合：焊縫的層與層之間或焊縫與母材之間，存有未完全熔合為一體的缺陷叫未熔合。未熔合屬于不允許存在的焊接缺陷，其危害性與裂紋同。,.,焊接缺陷,11.裂紋：在焊接接頭上出現(xiàn)細小的紋狀縫隙叫裂紋。裂紋有長有短，有單一的，也有多條或散射狀的。裂紋不但出現(xiàn)在焊縫表面和根部，而且在近縫區(qū)或熱影響區(qū)處也會出現(xiàn)。其性狀為線狀帶尖形，斷面上呈藍色或黑色。在應力作用下，極易擴展到整個焊縫，使工件斷裂。,.,焊接缺陷,12.氣孔：液態(tài)金屬在凝固過程中，未來得及脫出的氣體殘留在焊縫中而形成的孔穴叫氣孔。通常氣孔存在于焊縫內(nèi)部或焊縫表面上，形狀為圓球形、橢圓形和針狀。針狀氣孔或密集氣孔以及超過技術標準的單個大氣孔對焊縫的危害性較大，尤其是垂直于焊縫的徑向針狀氣孔，不但減薄焊縫截面積，也會破壞焊縫的嚴密性（指管子、容器等）,.,焊接缺陷,13.夾渣:液態(tài)金屬中的渣物（如焊條藥皮、工件表皮的氧化物、液態(tài)金屬經(jīng)化學反應形成的非金屬產(chǎn)物等）未能及時排出而殘留于焊縫中的非金屬夾渣物稱為夾渣。一般夾渣為不規(guī)則的棱角形體，呈灰褐色、灰黃色。這種缺陷的存在對焊縫的影響比氣孔要嚴重，由于它有尖角，極易因應力集中而引起裂紋。但其危害性較未焊透、裂紋等缺陷小。,.,焊接缺陷,五.焊縫缺陷產(chǎn)生的原因操作不熟練或操作不當電流過大或過小，電弧長度過長或過短接口尺寸不符合要求，如鈍邊、坡口、間隙過大或過小，或配合不當接口處清理不干凈，有割渣、毛刺、油、銹、漆等被焊金屬或焊接材料的錯用，焊條失效或未烘焙，焊條藥皮涂敷厚薄不均勻。,.,焊接缺陷,焊接熔池形狀和尺寸控制不住焊接速度過快過過慢，每層焊縫過厚或過薄電弧有偏吹現(xiàn)象環(huán)境溫度過低，風力過大各層之間的浮渣清理不干凈存在較大的約束力或強行拼組接口,.,六.焊接缺陷的防止方法焊前，應對被焊金屬的化學成分和機械性能有所了解，以便按鋼材品種選用恰當?shù)暮附硬牧希_定合理的焊接方法和工藝焊接材料的質(zhì)量應符合國家標準。焊條、焊絲應有制造廠的質(zhì)量合格證，有懷疑時，應進行理化實驗。杜絕使用過期或失效的焊條。焊條在使用前，應按規(guī)定的時間和溫度進行烘焙。,.,被焊金屬工件的端面處，應細致檢查有無裂紋、重皮、氣泡、夾渣等缺陷。偏斜度、橢圓度應符合規(guī)定要求。接口處應打磨光亮，10mm以上范圍內(nèi)應無油、銹、漆等污物接口尺寸（如坡口角度、鈍邊、間隙）應細致檢查，并符合工藝要求。根部對口應齊平，避免錯口現(xiàn)象焊口位置應避開應力集中區(qū)，并便于施焊，嚴禁強行對口,.,施焊環(huán)境溫度不宜過低，一般應保持在-20以上（焊接碳鋼時）。風力在5級以上不宜施焊焊接參數(shù)如焊接