特種設備焊接操作人員培訓-教材

1、特種設備焊接操作人員培訓考核焊工理論培訓課程教材豫飛重工集團技術中心序號課程名稱課時（小時）一一一特種設備的分類、特點和焊接要求1二二二焊接概述、分類2-三常用焊接方法的特點、焊接工藝參數(shù)、焊條、焊絲、焊劑 等分類、型號、牌號、性能及操作方法與焊接質量的影響 因素12四常用焊接設備、種類、名稱及型號6五常用金屬材料的分類、牌號、使用性能及焊接特點8六焊接坡口形式、接頭形式、焊接位置及常見焊縫的符號與 圖樣識別8七焊接時的氣孔和裂紋的類型、產生原因及防止措施8八常見焊接缺陷的類型、產生原因、防治措施12九焊接殘余應力變形及分類和防止措施12十焊接工藝評定、焊接工藝規(guī)程、2十一特種設備焊接操作人員

2、安全操作規(guī)程1十二總計72、特種設備的分類、特點和焊接要求1.1 特種設備： 特種設備：是指涉及生命安全、危險性較大的鍋爐、 壓力容器（含氣瓶，）、 壓力管道、電梯、起重機械、客運索道、大型游樂設施和場（廠）內專用機動 車輛。1.2 特種設備的分類 ：1）鍋爐、壓力容器（含氣瓶，）、壓力管道稱為承壓類。2）電梯、起重機械、客運索道、大型游樂設施和場（廠）內專用機動車輛稱 為機電類。1.3 特點和焊接要求：1）從事特種設備作業(yè)的人員，未取得相應特種作業(yè)人員證書，禁止上崗作業(yè)。2）未對特種設備作業(yè)人員進行特種設備安全教育和培訓的禁止上崗作業(yè)。1.4 起重機械： 起重機械：是指用于垂直升降或者垂直升

3、降并水平移動重物的機電設備， 其范圍規(guī)定為額定起重量大于或者等于 0.5t 的升降機；額定起重量大于或者等 于 1t ，且提升高度大于或者等于 2m 的起重機和承重形式固定的電動葫蘆等。二、焊接概述、分類2.1 焊接 概 述：兩種 或兩 種以 上的 材料（ 同種或 異種）通 過加 熱或 加壓 使 原子 之間或分子之間的結合和擴散而形成永久性聯(lián)接的工藝過程叫焊接。 2.2 焊接的分類：按照焊接過程中金屬材料所處的狀態(tài)不同，目前把焊接類型分為三類： 1）熔化焊：焊接過程中，將焊件接頭加熱至熔化狀態(tài)，不加壓力完成的焊接 工藝方法稱為熔化焊。a 常用的熔化焊有：焊條電弧焊、熔化極氣體保護焊、鎢極氬弧焊

4、、埋弧焊、 氧乙炔焊、電渣焊等。2）壓力焊：焊接過程中，必須對焊件施加壓力（加熱或不加熱）已完成焊接 的工藝方法稱為壓力焊。a 常用的壓力焊有：電阻焊（對焊、點焊、縫焊）、摩擦焊超聲波焊等。3）釬焊：焊接過程中，采用比母材熔點低的金屬材料作釬料，將焊件和釬料加 熱到高于釬料熔點、低于母材熔點的溫度，利用液態(tài)釬料潤濕木材，填充 接頭間隙并與母材相互擴散實現(xiàn)連接焊件的工藝方法稱為釬焊。a 常用的釬焊有：火焰釬焊、感應釬焊、爐中釬焊、鹽浴釬焊和真空釬焊等。三、常用焊接方法的特點、焊接工藝參數(shù)、 焊條、焊絲、焊劑等分類、型號、牌號、 性能及操作方法與焊接質量的影響因素3.1 手工電弧焊： 利用電弧為熱

5、源，用手工操縱焊條進行焊接的電弧焊方法稱手工電弧焊。1）手工電弧焊特點：a 工藝靈活，適應性強：對于不同的焊接位置、 接頭形式、焊件厚度及焊縫，只要焊條所能達 到的任何位置，均能進行方便的焊接，對于一些不規(guī)則的焊縫、狹窄位置 的焊縫，更顯得機動靈活，操作方便。b 接頭的質量易于控制： 手工電弧焊的焊條能夠與大多數(shù)焊件金屬性能相匹配，接頭的性能可 以達到被焊金屬的性能， 手工電弧焊不但能焊接碳鋼、低合金鋼、不銹鋼、 及耐熱鋼，對于鑄鐵、高強度鋼、銅合金、鎳合金等也可以用手工電弧焊 焊接。c 易于分散焊接應力和控制焊接變形： 采用手工電弧焊，可以通過改變焊接工藝，如采用跳焊、分段退焊、對 稱焊等方

6、法，來減少變形和改善焊接應力的分布。d 設備簡單、成本較低： 手工電弧焊使用的交流焊機和直流焊機，其結構比較簡單，維修保養(yǎng) 也較方便，設備輕便而且易于移動焊鉗軟線可以延伸至較遠的就離，且費 用比其它電弧焊低。2）焊接工藝參數(shù):焊接工藝參數(shù)（焊接規(guī)范）-是指焊接時，為保證焊接質量而選定的諸多物 理量。例如：焊接電流、電弧電壓、焊接速度、線能量等的總稱。a手工電弧焊的焊接工藝參數(shù)通常包括：焊條的選擇、焊接電流、電弧電壓、 焊接速度、焊接層數(shù)等。焊接工藝參數(shù)選擇的正確與否，直接影響焊縫的形 狀、尺寸、焊接質量和生產率，因此選擇合適的焊接工藝參數(shù)是焊接生產上 不可忽視的一個重要問題。b焊條的選擇：（1

7、） 焊條牌號的的選擇：焊縫金屬的性能主要由焊條和焊件金屬相互熔化來決定，在焊縫金屬中填充金屬約占50%70%,因此焊接時應選擇合適 的焊條牌號才能保證焊縫金屬具備所要求的性能，否則，將會影響焊縫金屬的化學成分、機械性能和使用性能。（2）焊條直徑的選擇： 為了提高生產率，應盡可能選用大直徑的焊條，但 是用直徑過大的焊條焊接，會造成未焊透或焊縫成型不良，因此必須正確選 擇焊條的直徑。焊條直徑的選擇與焊件厚度的參考數(shù)據見表 1表1 :焊條直徑的選擇與焊件厚度的參考數(shù)據焊件厚度< 1.523-68-1214-25> 25焊條直徑1.61.6-22.5-3.23.2-4.04.0-5.05.

8、0-6.0c焊接電流的選擇：焊接時，流經焊接回路的電流稱為焊接電流。 焊接電流的大小是影響焊 接生產率和焊接質量的重要因素之一。增大焊接電流能提高生產率，但電流過大時焊條本身的電阻熱會使焊條 發(fā)紅，易造成焊縫咬邊、焊穿等缺陷，同時增加了金屬飛濺，也會使焊縫接 頭的產生過熱而發(fā)生變化，而電流過小不但引弧困難，電弧不穩(wěn)定，也易造 成夾渣、未焊透等缺陷，降低焊接接頭的機械性能，所以應適當?shù)倪x擇焊接 電流。（1）根據焊條直徑選擇：焊條直徑的選擇取決于焊件的厚度和焊縫的位置， 當焊件厚度小時，焊條直徑要選小些，焊接電流也隨之減小。反之，則應較 大直徑的焊條。焊接電流的大小與焊條直徑的關系， 一般可根據下

9、列經驗公式來選擇。經驗公式： I n=Kd式中： I n 焊接電流（ A）d 焊條直徑 （mm）K-經驗系數(shù)（3555）（ 2）根據焊接位置選擇：相同焊條直徑的條件下，在焊平焊縫時由于焊條和控 制熔池中的熔化金屬都比較容易控制， 因此可以選擇較大些的電流進行焊接， 但 在其它位置焊接時，為了避免熔化金屬從熔池中流出，要使熔池盡可能小些， 所 以電流相應要比平焊小一些，一般應小 10左右。（ 3）根據焊條類型選擇：當其它條件相同時，堿性焊條使用的焊接電流應比酸 性焊條小 10左右。否則焊縫中易形成氣孔。（ 4）電弧電壓的選擇：電弧電壓主要由電弧長度來決定，電弧長電弧電 壓高，電弧短電弧電壓低。在

10、焊接過程中，電弧不宜過長，電弧過長會出現(xiàn)下列 幾種不良現(xiàn)象：a） 電弧燃燒不穩(wěn)定，易擺動，電弧熱能分散，熔滴金屬飛濺增多。b） 熔深小，容易產生咬邊、未焊透、焊縫表面平整、焊波不均勻等缺陷。c ） 對熔化金屬的保護差，熔池易侵入空氣，使焊縫產生氣孔的可能性增加， 焊縫的金屬力學性能降低。因此在焊接時應力求使用短弧焊接， 以利于電弧的穩(wěn)定燃燒和防止氣孔 的產生。短弧焊- 是指弧長為焊條直徑的 0.5 1.0倍，用下列公式表示：L=（0.5 1.0）d式中： L- 電弧長度（ mm）d- 焊條直徑（ mm）（ 5）焊接速度的選擇：單位時間內完成的焊縫長度稱為焊接速度。也就是焊向 前移動的速度。a）

11、焊接速度過快，則熔池溫度不夠，易造成未焊透、未熔合、焊縫成形不良等 缺陷。焊接速度過慢，則使高溫停留時間增長，熱影響區(qū)寬度增加，力學性 能降低， 同時焊件變形量增大， 當焊接較薄的焊件時易燒穿。手工電弧焊時， 焊接速度主要由焊工手工操作控制，它與焊工的操作技能水平密切相關。（6）焊接層數(shù)的選擇：在焊件厚度較大時，往往需要多層焊，對于低碳鋼和強 度等級低的普低鋼的多層焊時， 每層焊縫厚度過大時， 對焊縫金屬的塑性有不利 的影響，因此對質量要求較高的焊縫，每層厚度最好不大于45mm,根據實際經驗，每層厚度約等于焊條直徑的 0.81.2倍時，生產效率較高，并且比較容易操作。焊接層數(shù)可近似地按下列經驗

12、公式計算：n=t/md式中： n- 焊接層數(shù)t- 焊件厚度（ mm）m- 經驗系數(shù)（一般取 m=0.81.2 ）d- 焊條直徑（ mm）3）手工電弧焊焊條的分類：a 按焊條的用途分類：（1）結構鋼焊條：主要用于焊接低碳鋼、低合金高強鋼。（2）鉬和鉻鉬耐熱鋼焊條：主要用于焊接珠光體耐熱鋼和馬氏體耐熱鋼。（3）不銹鋼焊條：主要用于焊接不銹鋼和熱強鋼，可分為鉻不銹鋼焊條和 鉻鎳不銹鋼焊條兩類。（4）低溫鋼焊條： 這類焊條的熔敷金屬，在不同的低溫介質條件下，具有 一定的低溫工作能力，主要用于焊接低溫下工作的結構。（5）鑄鐵焊條：主要用于補焊、焊接鑄鐵構件。（6）銅及銅合金焊條：用于銅及銅合金的焊接，也

13、可用于鑄鐵的補焊及異 種金屬的焊接。（7）鎳及鎳合金焊條：主要用于鎳及鎳合金的焊接。補焊、堆焊，有的也 可以用于鑄鐵的補焊及異種金屬焊接。（8）鋁及鋁合金焊條：用于鋁及鋁合金的焊接及補焊。（9）特殊用途焊條：特殊環(huán)境和特殊材料的焊接，如水下焊接鐵呂錳合金b 按焊接熔渣的堿度分類：（1）酸性焊條：是指藥皮中含有大量酸性氧化物的焊條，施焊后熔渣呈酸 性，這類焊條的電弧燃燒穩(wěn)定，可交直流兩用，熔渣流動性好，飛濺小，焊 縫成形美觀，脫渣容易。如典型的酸性焊條為 E4303（2）堿性焊條：是指藥皮中含有大量堿性氧化物的焊條，施焊后熔渣呈堿 性，由于藥皮中含有較多的大理石、螢石等成分，它們在焊接冶金反應中

14、生 成CO,因此可減低焊縫中的含氫量，所以又稱為低氫型焊條，這類焊條焊縫金屬的力 學性能和抗裂能力都高于酸性焊條。但是電弧穩(wěn)定性差，對鐵銹、水分等比較敏感， 焊接過程中煙塵較大，表面焊縫成形也叫粗糙。（3）按焊條藥皮的類型分類：焊條的藥皮由多種原料組成，藥皮的主要成 分可以確定焊條的藥皮類型，目前可將藥皮類型分為：氧化鈦型焊條、鈦鈣 性焊條、鈦鐵礦型焊條、氧化鐵型焊條、纖維素型焊條、低氫型焊條等。4）手工電弧焊焊條的型號：a焊條的型號：焊條的型號是按國家有關標準與國際標準確定的，以結構鋼焊條E4303為例，型號的編法為：字母E表示焊條，“43”表示熔敷金屬最小抗 拉強度43Kgf / mitf

15、?！?0”表示焊條的焊接位置?！?3”表示焊接電流種類。b焊條型號的表示法：E XX X鑫矮訕輔謙奏査M雌儲2JiiSOMWWl Kkcf/rn3犧5）手工電弧焊焊條的牌號：a焊條的牌號：焊條牌號是焊條的生產廠家所制定的代號， 不同的生產廠家出 現(xiàn)同一型號焊條的若干牌號，為了管理方便，改變混亂現(xiàn)象，國家權威部門 規(guī)定了同一牌號編制原則，即焊條牌號由代表焊條用途的字母及后綴3位數(shù)字組成。目前應用較多的代表用途的字母的焊條牌號見表 2：表2 :焊條牌號代表字母表焊件類別代表字母焊條類別代表字母結構鋼、低合金鋼焊條J（結）低溫鋼焊條W（溫）鉬和鉻鉬耐熱鋼焊條R（熱）鑄鐵焊條Z（鑄）鉻鎳不銹鋼焊條A（

16、奧）鎳及鎳合金焊條Ni（鎳）鉻不銹鋼焊條G（鉻）銅及銅合金焊條T（銅）堆焊焊條D（堆）鋁及鋁合金焊條L（鋁）特殊用途焊條TS（特）殊b焊條牌號的表示法5 06）手工電弧焊焊條的選用原則：焊條的選用須在確保焊接結構安全、 可靠使用的前提下，根據被焊材料 的物理性能、機械性能、化學成分、工作條件和使用要求、焊接結構特點、 受力狀態(tài)、結構使用條件、對焊接性能的要求、焊接現(xiàn)場設備情況和施焊條件等。有針對性的選用焊條，必要時還需要進行焊接性試驗。a 根據母材的物理、機械性能、和化學成分選用：（1母材中C、S、P等雜質含量高時，應選用抗裂性、抗氣孔性好的焊條來 施焊。（ 2）凡要求焊縫金屬具有高塑性、高韌

17、性，并有相應強度指標時，應選用堿 性低氫型焊條。（ 3）強度不同的異種材料進行焊接， 應該根據強度級別低的母材來選配焊條， 目的是保證焊縫有相應的塑性和抗裂性。b 根據焊接結構的特點選用：（ 1）對于立焊、仰焊較多的焊件，應選用立向下等專用焊條。（ 2）對于幾何形狀復雜且厚度剛性大的焊件，應選用抗裂性好的焊條，比如 低氫型焊條。（3）對于因受某種條件限制， 焊件坡口無法進行處理， 或在坡口處存在油污、 銹跡的應選用抗油污、抗鐵銹能力強的酸性焊條。c 根據勞動條件和生產效率選用：（ 1）當酸性和堿性焊條都能滿足設計要求時，應選用酸性焊條，因為酸性焊 條工藝性好， 焊接發(fā)塵量少，當必須采用堿性焊條

18、時，應考慮通風和相應的 排風措施。（ 2）當幾種焊條都能滿足設計要求時，應選用價格低的焊條，以降低產品成 本。（ 3）在焊接工藝措施上，能確保產品質量時，應選用較大規(guī)格適合產品的焊 條，以提高勞動生產率。3.2 CO2氣體保護 電弧焊：利用二氧化碳作為保護介質的電弧焊。 按焊接所用的焊絲直徑， 可分為 細絲焊（焊絲直徑v 1.2mm和粗絲焊（焊絲直徑1.6mm）。1） CO氣體保護電弧焊特點：a 生產率高：由于焊接電流密度較大， 電弧熱量利用率較高，電弧穿透力強，熔敷速度快，生產率可比手工電弧焊高14倍b成本低：氣體價格便宜，電能消耗小，成本只有埋弧焊和手工電弧焊的4050%。 c焊接變形小：

19、由于電弧加熱集中，焊件受熱面積小，同時氣流有較強的冷卻作用，因 此特別適用于薄板的焊接。d焊接質量好：焊縫含氫量小，抗裂性能好，焊縫金屬機械性能良好。e操作簡便：焊接時可以直接觀察到電弧和熔池的情況，容易賬掌握，不易焊偏，有 利于實現(xiàn)機械化和自動化焊接。f適用范圍廣：常用于焊接碳鋼及低合金鋼，不僅適宜焊接薄版，也能焊接中厚板，同 時可進行全位置焊接。g CO氣體保護電弧焊缺點：采用大電流焊接時，焊縫表面質量不好，飛濺多，焊波粗糙且不能焊 接容易氧化、有色金屬等材料。2）CO氣體保護焊熔滴過渡形式：CO 2氣體保護是一種熔化極焊接方法，焊絲除了作為電弧的一極外， 端部還不斷受熱熔化，形成熔滴并陸

20、續(xù)脫離焊絲過渡到熔池中去。熔滴過渡 形式大致分為3種，即短路過度、粗滴過渡（顆粒過渡）、噴射過度。（l0）脳（匸）驟a 短路過度：短路過度是在采用細焊絲、 小電流、 低電弧電壓焊接時出現(xiàn)的， 因為電 弧很短，因此焊接過程電弧非常穩(wěn)定，飛濺小、焊縫成型好，同時由于焊接 電流小，電弧熱量低，適合于焊接薄板及全位置焊接，目前，細絲CO焊中主要采用短路過度的形式。b 粗滴過度（顆粒過渡： ） 粗滴過度是采用的焊接電流和電弧電壓高于短路過渡時發(fā)生的， 由于電 弧長度加大焊絲熔化較快，并在熔滴自身的重力作用下，向熔池過度，焊接 過程中電弧的穩(wěn)定性差些，焊縫成形較粗糙，飛濺大，但隨著焊接電流的增 高，焊接過

21、程就更穩(wěn)定，常用于中、厚板的焊接。c 噴射過度：在粗滴過度的基礎上， 再增大焊接電流，當達到一定的電流值時，熔滴 過渡形式就會變?yōu)閲娚溥^度。 它的特點是噴射過度時熔滴沿著電弧中心線過 渡到熔池中，電弧非常穩(wěn)定，幾乎沒有飛濺，焊縫成形美觀。但是實際中， 由于噴射過度的焊接電流很大， 形成強烈的噴射熔滴流， 以致熔池中液態(tài)金 屬被沖刷出去，焊縫無法成形，因此難以采用噴射過度的形式。3）CO氣體保護焊工藝參數(shù)：CO 2氣體保護焊工藝參數(shù)主要包括：焊絲規(guī)格、焊接電流、電弧電壓、 焊接速度、焊絲伸出長度、氣體流量、電源極性等。這些工藝參數(shù)對焊接過 程的穩(wěn)定性、焊接質量及焊接生產率，都有不同程度的影響。a

22、 焊絲規(guī)格： 焊絲規(guī)格應根據焊件的厚度、焊接的位置及生產率的要求來選擇，當焊接薄板或中厚板的立、橫、仰焊時，多采用直徑w 1.2的焊絲，在平焊位 置焊接中厚板時，可采用直徑1.2的焊絲。（1） 焊絲規(guī)格的選擇見表 3。表3:焊絲規(guī)格的選擇焊絲直徑/ mm焊件厚度/ mm施焊位置0.81.0 3.0全位置1.01.6 6.01.28181.620 30> 1.6中厚板平焊、平角焊b焊接電流：焊接電流是CO保護焊的重要焊接工藝參數(shù)，它的大小應根據焊件的厚度、焊絲直徑、焊接位置及熔滴過渡形式來決定，用直徑0.81.6mm勺焊絲，當短路過渡時，焊接電流在50230A內選擇，顆粒狀過渡時，焊接電

23、流可在250500A內選擇。（1）典型的短路過渡時焊接電流規(guī)范，見表 4表4:典型的短路過渡時焊接電流規(guī)范焊絲直徑（mm）0.81.21.6電弧電壓（V）181920焊接電流（A）100110120135140 180（2）顆粒過渡時焊接電流規(guī)范，見表5表5:顆粒過渡時焊接電流規(guī)范焊絲直徑（mm）1.21.62.03.04.0電弧電壓（V）34 45最低焊接電流（A）300400500650750c電弧電壓:電弧電壓必須與焊接電流配合恰當， 它的大小會影響到焊縫的成形、 熔 深、飛濺、氣孔及焊接過程的電弧穩(wěn)定性，短路過渡焊接時，電弧電壓通常 在1622V范圍內，顆粒狀過渡焊接時，電弧電壓隨著焊

24、接電流增大而相應 增高，對于1.23.0mm勺焊絲，電弧電壓可在2536V范圍內選擇。d 焊接速度： 在一定勺焊絲直徑、焊接電流、和電弧電壓勺條件下，焊速增加，焊縫 勺熔寬與熔深減小， 焊速過大，容易產生咬邊及未熔等缺陷，且氣體保護效 果差，可能出現(xiàn)氣孔。但焊速過小，則焊接生產率降低，焊接變形增大，經 驗的焊接速度在1830m/ h0e 焊絲伸出長度：焊絲伸出長度取決于焊絲直徑， 一般約等于焊絲直徑的 10 12倍，且不 超過15mm.f 氣體流量： 氣體流量應根據焊接電流、 焊接速度、焊絲伸出長度及噴嘴直徑等來選 擇，過大或過小的氣體流量都會影響氣體保護效果，通常在細絲焊時，氣體 流量約為8

25、15L/ min。粗絲焊時，氣體流量約為 1525L/ min。g 電源極性：為了減少飛濺，保證焊接電弧的穩(wěn)定性，CO保護焊應選用直流反接極性。4) CO保護焊焊絲的牌號及用途： 為了保證焊縫具有足夠的力學性能以及不產生氣孔等， 焊絲中必須比母 材含有較多的硅、錳或鋁等脫氧元素，此外，為了較少飛濺，焊絲的含碳量 必須限制在0.10 %以下。其中，H08Mr2SiA焊絲是CQ焊接用的最普遍的一種 焊絲，這種焊絲有較好的工藝性能和較高的機械性能， 對焊接低碳鋼和某些 低合金強度鋼(如Q345是很有工藝效應的。其表示方法：4'T.們硅令有 0.2r;y： 號優(yōu)質碳素朋a CO2焊常用的焊絲牌

26、號及用途見表6.表6: CQ焊常用的焊絲牌號及用途焊絲牌號用途H08MnSi、H08MnSiA焊接低碳鋼及S sv 300MPOI勺低合金鋼H10 Mn SiA焊接一般低碳鋼及低合金鋼H08MnSi、H08MnSiA焊接S s v 500MPa勺低合金鋼H04MnSiTiA、H04MnSiAITiA焊接質量要求高的低合金H08MnSiCrMoA H08MnSiCrMoVA'焊接耐熱鋼和調質鋼b CO2氣體保護焊藥芯焊絲：在CO氣體保護焊實芯焊絲的基礎上有目地的加入穩(wěn)弧劑、脫氧劑、造 渣劑及合金劑等元素，這種焊絲稱氣體保護焊藥芯焊絲。例如：牌號為YJ422-1的焊絲，其表示方法：Y J

27、4 2 2 11欽鈣型藥也交直流兩用 燈毀金屬的抗拉強420MPa(1) 優(yōu)點：采取氣、渣聯(lián)合保護，因此焊縫形成美觀，飛濺小，且飛濺顆粒細, 容易清除。由于焊接熔池受到氣、渣聯(lián)合保護，所以抗氣孔能力比實芯焊 絲高。(2) 缺點：送絲較實芯焊絲困難，焊絲外表容易銹蝕，粉劑容易吸潮，所以使用前藥芯焊絲必須在250300C溫度下進行烘干。5) CQ保護氣體的要求：焊接用的CO氣體的一般標準是：CO氣體純度應不小于99.5 %,含水量、 含氮量均不得超過0.1 %，如果純度不夠，可以進行提純處理。6) CQ保護焊的焊接控制程序：3.3埋弧自動焊：埋弧焊又稱焊劑下電弧焊是電弧在顆粒狀焊劑層下燃燒的電弧焊

28、接方 法?？煞譃樽詣雍负桶胱詣雍竷煞N。目前廣泛應用的是埋弧自動焊。1) 埋弧焊的弧焊特點：a保護效果好、空氣不易侵入焊接區(qū)：埋弧焊時，電弧空間完全被液態(tài)焊劑薄膜所包圍，構成了屏障，阻止了 空氣的侵入，可以采用大電流密度且無金屬飛濺，焊縫金屬塑性較高。b生產率高：由于焊接電流密度較大，電弧熱量利用率較高，電弧穿透力強，熔敷速 度快，一般焊件在14mr以下可以不開坡口，連續(xù)施焊時間較， 所以提高了生 產效率長生產率c焊件變形?。河捎陔娀〖訜峒?，焊接速度較快熱影響區(qū)小，焊件受熱面積小，因此 焊件的變形也減小。d焊接質量好：焊接區(qū)受到焊劑和熔渣的可靠保護， 大大減少有害氣體的侵入，焊縫成 形美觀，焊

29、縫含氫量小，抗裂性能好，焊縫金屬機械性能良好。e節(jié)約焊接材料和電能：由于熔深較大的埋弧自動焊時可不開或減少開坡口，減少焊絲的填充 量，又沒有焊條頭的損失，因此節(jié)約焊接材料。埋弧焊的熱量集中，而且利 用率高，故在單位長度焊縫上，所消耗的電能也大為降低。f改善了勞動條件：埋弧焊由于實現(xiàn)了焊接過程機械化，操作簡便，從而減輕了勞動強度， 而且電弧在焊劑層下燃燒沒有弧光的有害影響， 放出的煙塵也較少，故而改 善了勞動條件。g埋弧焊的缺點：焊接設備較復雜，對接頭加工、裝配要求較高，不適宜焊接短焊縫、 小直徑環(huán)縫、處于狹窄位置的焊縫及薄板的焊接。 只能適用于水平焊接或傾 斜不大的位置焊接。2）埋弧焊熔滴過渡

30、形式：埋弧焊時，電弧是在熔渣形成的氣泡內燃燒， 熔滴大部分通過渣壁流 入熔池，成為渣壁過度，只有少數(shù)熔滴通過空間過度。過渡形式有兩種即： 小熔滴狀過度、大顆粒狀過度。a小熔滴狀過度：直流反接時，熔滴以小滴狀過度，每秒鐘可達幾十滴。b大顆粒狀過度：直流正接時，熔滴以大顆粒滴狀過度，每秒鐘為十滴左右。3）埋弧自動焊工藝參數(shù)：埋弧自動焊工藝參數(shù)主要包括：焊絲牌號及焊絲規(guī)格、焊接電流、電 弧電壓、焊接速度、焊劑的作用、分類、焊劑的牌號及用途、電源極性等。 這些工藝參數(shù)對焊接過程的穩(wěn)定性、焊接質量及焊接生產率，都有不同程度 的影響。a焊絲牌號及焊絲規(guī)格： 埋弧自動焊焊絲牌號：例如：常用牌號H08MnA,

31、這種焊絲有較好的工藝性能和較高的機械性能，對焊接低碳鋼和某些低合金強度鋼（如 Q345 是很有工藝效應的。表示方法為：(2) 焊絲規(guī)格應根據焊件的厚度、焊接生產率的要求來選擇，埋弧自動焊 常用的焊絲直徑為：© 2.0伽、3.0 mm、4.0 mm、5.0 mm、6.0 mm使用時要求焊 絲的表面清潔情況良好，不得有氧化皮、鐵銹及油垢。埋弧焊焊絲規(guī)格的選擇見表7。表7:埋弧焊焊絲規(guī)格的選擇焊絲直徑/ mm焊件厚度/ mm施焊位置2.0810預留間隙的平焊縫3.012 144.016 255.030 45船型焊、斜角焊6.050以上b焊接電流：焊接電流(見下圖：焊接電流對焊縫形狀的影響)

32、是埋弧焊的最重要焊 接工藝參數(shù)，它直接決定焊絲的熔化速度、焊縫熔深、焊縫的形狀和母材 熔化量的大小，增大焊接電流焊縫熔深增大，焊絲熔化量增加，有利于提 高生產效率。電流減小，焊縫熔深減小，生產率降低，如果電流太小，就 可能造成未焊透。電弧不穩(wěn)定等。因此在增加焊接電流的同時必須提高電 弧電壓，以得到合理的焊縫形狀。(1)埋弧焊預留間隙的雙面平焊焊接電流規(guī)范，見表8W 幗W 幗ww 幗w 幗w 幗w 幗焊接速度(m/h)Sm inin mm mm m00 CXI00CXI出甘CW甘毆CXI$OCXIscos 寸W - 幗E 細E 毆CXICXIcoCXIcoCXIco恤 E s E 毆00寸寸mm

33、0000UBS® si &«6«呂 (0)焊接速度(m/h)8009寸出 btf CWk <毆5506006006506507007007507007507508008509008509009009509009509501000"00"50m e 細E 毆JCOco寸寸寸mmmmmmmp -叵E<CXIco$CXIco$CXI寸00寸00in$寸in$寸m $寸m $寸9 $m卜$96$00牡甘z-Xc e e 毆p00oTCXI寸900OCXICXI CXIm CXI00 CXI8g coc電弧電壓:電弧電壓與電弧長度成正

34、比，電弧電壓主要決定焊縫熔寬，因此對焊縫 橫截面形狀和表面成形有很大的影響。 隨著電弧電壓的增加（見下圖：電弧 電壓對焊縫形成的影響）熔寬有明顯增加，熔深略有減小，焊縫變得平坦， 當裝配間隙較大時，適當提高電弧電壓有利于焊縫成形，但電弧電壓太高， 焊接時會形成“蘑菇型”焊縫，容易在焊縫內產生裂紋，角焊縫時會造成咬 邊、凹陷等缺陷。因此埋弧焊時適當?shù)脑黾与娀‰妷?，對改善焊縫形狀、提 高焊縫質量是有利的，但應與焊接電流相適應。d焊接速度：焊接速度對熔深、熔寬有明顯的影響，它是決定焊接生產率和焊縫內在 質量的重要工藝參數(shù)，當焊接電流和電弧電壓不變時，焊接速度對焊縫形狀 的影響（見下圖：焊接速度變化時

35、對焊縫形狀的影響），隨著焊速的增加熔 寬減小，熔深也逐漸減小，過分的增加焊接速度會造成未焊透和焊縫邊緣的 未熔合現(xiàn)象。經驗的焊接速度為：816 mr焊件焊速1838m/ h。1835 mr焊件焊速14 27m/ h。e焊絲伸出長度： 焊絲伸出長度取決于焊絲直徑，一般約等于焊絲直徑的5倍，且不超過25mmf焊劑的作用、分類、牌號和用途：焊劑相當于手工電弧焊焊條的藥皮，在埋弧焊焊接過程中能保護熔池，有效的防止了空氣的侵入，還起到穩(wěn)弧、造渣、脫氧、滲合金等作用。（1）焊劑的作用：a保證電弧穩(wěn)定燃燒。b保證焊縫金屬得到所需要的成分和性能。c減少焊縫產生氣孔和裂紋。d焊接時無有害氣體析出。（2）焊劑的分

36、類：焊劑的分類主要是根據制造方法和化學成分來分類。a按制造方法分為熔煉焊劑和燒結焊劑，b按化學成分分為高猛焊劑和中錳焊劑，（3）焊劑的牌號及用途：焊劑的牌號是以“焊劑XXX的方法來表示。以“焊劑431”為例?！昂竸倍直硎韭窕∽詣雍赣玫暮竸??！?4”表示焊劑中氧化錳的平均含量40%,“ 3”表示焊劑中二氧化硅和氟化鈣的平均含量，“ T表示同一類型焊劑的不同牌號（按0、1、2、39 的順序排列）a埋弧自動焊焊劑牌號的表示法：焊劑X X X同類型癢劑的不同牌號 二氧化碳和氟化鈣的平均含量氧化癥的平均含量理彊自動輝用輝劑b埋弧自動焊常用的焊劑牌號及用途見表10表10:埋弧自動焊常用的焊劑牌號及用途

37、焊劑牌號焊劑類型用途焊劑130無猛咼硅低氟焊接低碳鋼及S SV 300MPa勺低合金鋼焊劑230低猛咼硅低氟焊接一般低碳鋼及低合金鋼焊劑430咼猛高硅低氟焊接S s V 500MPa勺低合金鋼焊劑431咼猛高硅低氟焊接質量要求高的碳鋼、低合金鋼c電源極性：埋弧自動焊可交直流兩用，為了保證熔深，保證焊接電弧的穩(wěn)定性, 埋弧自動焊應選用直流反接極性。四、常用焊接設備、種類、名稱及型號4.1手工電弧焊常用焊接設備、種類、名稱及型號1） 直流焊接發(fā)電機（直流弧焊機），其型號為：AX-XXX例如：AX-500。 a表示方法：A X 500最大焊接電itr' i". A 名稱I直洗發(fā)電機

38、2） 交流焊接變壓器（交流弧焊機），其型號為：BX-XXX例如：BX-500。 a表示方法：B X 豈0索兀焊接電沆埠機大類名稱交流變圧器3）直流硅整流變壓器（直流硅整流弧焊機），其型號為：ZX-XXX例如：ZX-500。 a表示方法：7 X 5卩0I檢大炸接電流舞機大類型號I流4.2 C02氣體保護電弧焊常用焊接設備、種類、名稱及型號CO2氣體保護焊的設備可分為半自動焊和自動焊兩種，目前C02氣體保護焊以半自動焊用的最為普遍，其全套設備由：焊接電源、送絲系統(tǒng)、 焊槍、供氣裝置及控制系統(tǒng)等部分組成。1）C02氣體保護焊半自動焊機，其型號為： NBC-XXX例如：NBC-500a表示方法：| I

39、 5、I, uI繭A爛接電澆 . 口焊機半2）C02氣體保護焊自動焊機，其型號為： NZC-XXX例如：NZC-500a表示方法：NZ 50：一砒接電流、己#¥機日訓醐4.3埋弧自動焊常用焊接設備、種類、名稱及型號埋弧自動焊的設備按送絲方式分為等速送絲式和電弧電壓均勻調節(jié)式 兩種，等速送絲式適用于細絲焊，電弧電壓均勻調節(jié)式適用于組絲焊?？筛?據需要選擇采用等速送絲式或電弧電壓均勻調節(jié)式送絲方法。 埋弧自動焊其 全套設備由：機頭、控制盤、焊絲盤、焊劑斗和臺車等部分組成。1）埋弧自動焊等速送絲式焊機，其型號為： MZ-XXX。例如：MZ-1000。 a表示方法：M 乙 1000I最犬牌搜

40、邑流17等譴送絲丸I埋從焊機2）埋弧自動焊電弧電壓均勻調節(jié)式焊機， 其型號為：MZ-XXX例如：MZ-1000 a表示方法：M 7 ：00自動均勺調節(jié)或五、常用金屬材料的分類、牌號、使用性能及焊接特點5.1碳素結構鋼：含碳量小于2.11%的鐵碳合金稱為碳素結構鋼，簡稱碳鋼1）碳素結構鋼分類：按化學成分分：可分為低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼。a低碳鋼：含碳量w 0.25 %.b中碳鋼:含碳量0.25 %0.60 % .c高碳鋼:含碳量0.60 %。2）碳素結構鋼牌號：碳素結構鋼牌號由大寫字母“ Q'加3位數(shù)字組成，例如：Q235（ A-D）, 其中大寫字母” Q'表示屈服強度，后面3位

41、數(shù)字” 235 “表示最低屈服強度 為235MPa字母” A、B、C、D “表示質量等級，從” A “到” D “依次提高。a 常用碳素結構鋼牌號有：Q195、Q215 Q235 Q255 Q275?。3）碳素結構鋼使用性能和焊接特點：a 碳素結構鋼一般在供應狀態(tài)下使用，亦可通過熱處理調整其力學性能。b 碳素結構鋼在焊接生產中應用最多，它具有良好的焊接工藝性能。5.2 低合金高強度結構鋼：低合金高強度結構鋼是在低碳鋼的基礎上， 為了提高屈服強度人為的加入少量合金元素（錳為主要元素）發(fā)展起來的。合金元素總量小于 3.1 ）低合金高強度結構鋼牌號：低合金高強度結構鋼牌號由大寫字母 “Q'加

42、3位數(shù)字組成，例如：Q345 （A-D），其中大寫字母” Q'表示屈服強度，后面3位數(shù)字” 345 “表示最低 屈服強度為345MPa字母” A B、C、D “表示質量等級，從” A “到” D “依 次提高。2）常用低合金高強度結構鋼牌號有：Q295、Q345 Q390 Q42（等。其中Q345 （16M"鋼應用最為廣泛。3）常用低合金高強度結構鋼使用性能和焊接特點：a使用低合金高強度結構鋼，不僅大量的節(jié)省了鋼材，減輕了重量，同時， 也有效 的提高了產品的質量和使用壽命。b 與碳素結構鋼相比低合金高強度結構鋼在焊接時，熱影響區(qū)容易淬硬，對 氫的敏感性強，焊接應力較大，焊接頭

43、易出現(xiàn)各種裂紋。六、常見坡口形式、接頭形式、焊接位置及常用焊縫的符號與圖樣識別6.1 常見坡口形式：為保證焊縫的熔深， 使焊接接頭根部滲透， 用人為的方法，將待焊件的 端部沿焊接方向加工成有規(guī)則的幾何形狀稱為坡口。坡口的加工，可用機械、火焰、碳弧氣刨等。1）坡口表示法2）坡口的形式：坡口的形式可分為：V型坡口、X型坡口、U型坡口 a V型坡口：鋼板厚為740m時采用V型坡口。b X型坡口：鋼板厚為1260mm寸采用X型坡口。也稱雙面V型坡口c U型坡口：鋼板厚為1260mr時采用U型坡口6.2焊接接頭形式及焊接位置:用焊接方法連接成的接頭稱為焊接接頭（簡稱接頭）。焊接接頭包括：焊 縫、熔合區(qū)、

44、和熱影響區(qū)。1）接頭形式：由于焊件的結構形狀、厚度及使用條件不同，其接頭形式及坡口形式 也不同，常見的接頭形式有：對接接頭、T型接頭、角接接頭、搭接接頭等 4種。a對接接頭:兩焊件端面相對平行的接頭稱為對接接頭。對接接頭在焊接結構中是 采用最多的一種接頭形式。根據焊件的厚度，焊接方法和坡口準備的不同, 對接接頭可分為：不開坡口、 V型、X型以及U型4種。對接接頭類型bT型接頭：一個焊件的端面與另一個焊件表面構成垂直角度或近似垂直角度的接頭稱為T型接頭。T型接頭在焊接結構中被廣泛的采用，按照焊件的厚度， 和坡口準備的不同，T型接頭可分為：不開坡口、單邊V型、K型以及雙U型4 種。c角接接頭:兩焊

45、件端面間構成大于30°,小于135°夾角的焊接接頭稱為角接頭。 角接頭一般用于不重要的焊接結構中，根據焊件的厚度，和坡口準備的不 同，角接頭可分為：不開坡口、單邊 V型、V型以及K型4種。d搭接接頭:兩焊件部分重疊構成的焊接接頭稱為搭接頭。搭接接頭根據其結構形式和對強度的要求不同，可分為：不開坡口、圓孔內塞焊以及長孔內角焊 3 種形式。e焊接位置：按焊縫在空間位置的不同焊接位置可分為：平焊、立焊。橫焊及仰臉焊4種。6.3常用焊縫的符號與圖樣識別：采用各種代號和符號可以簡單明了的指出焊接接頭的類型、形狀、尺寸、位置、表面形狀、焊接方法及與焊接有關的各項代號稱焊縫符號。按GB3

46、24焊縫符號表示法規(guī)定，焊縫符號包括基本符號、輔助符號、補充符號和 焊縫尺寸符號。1）基本符號：基本符號時表示焊縫橫泡面的形狀符號，它采用近似于焊縫橫刨面形狀的符號來表示。& 1壟本符號幾號爼床符 號八2IIIV影6V訛V彩燈孫1/帝伴訕丫彫附Y需伸邊甲也V彭農粉K帶貧也U彭伽YPe號名禰9或耶好毀續(xù)表1m02）輔助符號:輔助符號是表示對焊縫的輔助要求的符號衷2錮肋符號爭號t*晟恵麗1平am號丨0< -樓膚汕加工?MfP號E3凸面特號rGH不禱要確切地說取炸強的表醞形狀時，可以不用嬸助符號*鞘助捋號的應用示現(xiàn)見技趴表3輯助桿號的應用示例r.粽rt鋒r_U iV凸術聃跡JI <

47、;5鼻XU 1w凹面期坪強亠&單面博從Y影悍BIi3）補充符號:補充符號是表示對焊縫的補充要求的符號表5補充符號應用示例5符號在圖樣上的位*51基本要求完靈的焊嫌衣示方法除了上述總本符號、輔助符號、補充符號以外.還礙指引線、一兇尺寸符 號及巫指引線一段由帯有箭頭的指引線（n»«頭線）和兩條殺準線（-條為実線，另條為燼線）兩 那分組成。如圖1所樂.時，m應折向帶有坡口-側的件見圖4(0. (d) 必嬰時,允許荷頭如彎折次，如圖5。(C)(3)凰4帝頭線的付置W5駕折的箭頭線七、焊接時的氣孔和裂紋的類型、產生原因及防止措施7.1 焊接時的氣孔 ： 氣孔是焊接生產中常見的

48、一種缺陷，它不僅消弱了焊縫的有效工作斷 面，同時也會帶來應力集中，顯著降低了焊縫金屬的強度和塑性。 在焊縫中 形成氣孔的氣體主要是氫氣和一氧化碳氣體， 所以，氣孔就分為氫氣孔和一 氧化碳氣孔兩大類。1）氫氣孔：對于低碳鋼、 低合金鋼， 氫氣孔大多出現(xiàn)在焊縫的表面，氣孔的斷面多 為螺釘狀，從焊縫的表面上看呈圓喇叭口形，在氣孔的四周有光滑的內壁， 對于有色金屬氫氣孔常出現(xiàn)在焊縫的內部。a 產生原因：高溫時氫在熔滴和熔池中的溶解度很高， 由于熔池的結晶速度很大， 并 且結晶時金屬的粘度逐漸增加， 氫氣來不及逸出而留在熔池內， 因此產生的 氣泡的逸出也受到阻礙， 留在金屬內部或附著在固相金屬界面山，

49、就成為了 氣孔。2）一氧化碳氣孔： 一氧化碳氣孔在多數(shù)情況下產生在焊縫內部，氣孔沿柱狀結晶方向分 布，呈長條形，有些象條蟲狀，表面光滑。a 產生原因：（1）熔池開始結晶時，由于偏析，在局部地區(qū)各種氧化物和碳的濃度會偏 高，使得下述冶金反應得以順利進行： FeO + C = Fe + CO反應結果生成co,由于這種反應是吸熱的，會使結晶速度更加加快， 結果生成的co來不及逸出，就產生了 co氣孔，由于這種氣孔是在結 晶時沿著結晶方向產生的，所以常成條蟲狀。（2）焊接速度增加時，熔池存在的時間變短氣孔傾向增大，電弧電壓升高 時，空氣易侵入，促使氣孔傾向增大。（3）使用交流電源，焊縫易出現(xiàn)氣孔，直流

50、正接，氣孔傾向較小，直流反 接，氣孔傾向最小。（4）CO2氣體保護焊時，由于氣體具有較大的氧化性，所以容易在焊縫中形成co氣孔。3）防止產生氣孔的措施：a施焊前仔細清除焊件表面上的污物， 在坡口兩側各2030m范圍內去除銹、 油氧化物等雜物， 特別是在使用堿性焊條和埋弧焊時， 更應做好清潔工作。b 所用的焊條、焊劑在焊前一定要嚴格烘干，視焊條、焊劑的種類不同確定 烘干溫度和時間， 低氫型焊條和焊劑中的水分不得超過 0.1 ，酸性焊條中 的水分不得超過4%,因此，堿性焊條的烘干的溫度較高，應為350450C, 而酸性焊條只需烘干200E即可，在要求不高的情況下，酸性焊條不經烘干 即可直接使用。c

51、 焊接過程中，要嚴格遵守焊接規(guī)范，盡量采用短弧焊接，操作時應適當配 合擺動，以利于氣體的逸出。7.2 焊接時的裂紋 ：焊接裂紋是焊接生產中比較普遍而又十分嚴重的缺陷， 它不僅會造成廢 品，而且有可能帶來災難性的事故。在焊接生產中由于采用的鋼種和結構的類型不同， 可能遇到各種不同樣 式的裂紋， 這些裂紋有時分布在焊縫上，有時分布在焊接熱影響區(qū)，有時出 現(xiàn)在焊縫表面上， 也有時出現(xiàn)在焊縫的內部，有的肉眼就能直接看到，有的 則必須用顯微鏡才能發(fā)現(xiàn)。按產生裂紋的本質來看， 焊接裂紋大體上可以分為四大類， 即：熱裂紋、 冷裂紋、再熱裂紋和層狀撕裂。1） 熱裂紋： 熱裂紋大部分是沿著焊縫樹枝狀結晶的交界處

52、產生和發(fā)展的，最常見 的情況是沿焊縫中心長度方向開裂，有時也分布在兩個樹枝狀晶體之間或 焊縫表面及收尾的弧坑上。a 產生原因：熔池開始冷卻結晶時， 即受到拉應力的作用， 在晶間薄層內會造成空 隙，因而就形成聊裂紋。b 預防熱裂紋的措施：（1）預熱是防止熱裂紋的有效措施，它的作用是減小焊接熔池的冷卻速度，因而能減小焊接應力。（2）控制焊縫形狀，窄而深的焊縫抵抗拉應力的能力特別弱，在較小的拉 應力的作用下， 就可能造成焊縫中間裂紋。 但寬而淺的焊縫拉應力集中的 現(xiàn)象就顯著減弱，因此焊縫的抗熱裂性就大為提高。（3）采用堿性焊條和焊劑， 由于堿性焊條和焊劑的熔渣具有較強的脫硫能 力，因此就具有較高的抗

53、熱裂能力。 所以焊接生產中對于熱裂紋傾向較大 的鋼材，一般都采用堿性焊條和焊劑進行焊接。（4）采用收弧板，在焊接終了斷弧時，由于弧坑冷卻速度快常因偏析而在 弧坑處形成熱裂紋，因此采用收弧板，將弧坑移出工件外，或采用電 流衰減法填滿弧坑。2） 冷裂紋： 冷裂紋和熱裂紋不同，它是在焊后較低的溫度下產生的，冷裂紋可以 在焊后立即出現(xiàn)，也有時要經過一段時間（幾小時、幾天、甚至更長的時 間）才出現(xiàn)，它的危害性比起其它形態(tài)的裂紋更為嚴重，裂紋的數(shù)量開始 少，并逐漸增多。冷裂紋多產生在熱影響區(qū)或熱影響區(qū)與焊縫交界的融合 線上，但也有可能產生在焊縫上。冷裂紋主要發(fā)生在中碳鋼、高碳鋼、低 合金鋼或中合金高強鋼中。a 冷裂紋產生的原因：（1）焊接時