埋弧焊及焊接工藝基礎(chǔ)課件

1、埋弧焊埋弧焊的工作原理及特點 埋弧焊是利用電弧作為熱源的焊接方法。埋弧焊時電弧是在一層顆粒狀的可熔化焊劑覆蓋下燃燒，電弧不外露，埋弧焊由此得名。所用的金屬電極是不間斷送進(jìn)的光焊絲。 一、工作原理 右圖是埋弧焊焊縫形成過程示意圖。焊接電弧在焊絲與工件之間燃燒，電弧熱將焊絲端部及電弧附近的母材和焊劑熔化。熔化的金屬形成熔池，熔融的焊劑成為溶渣。熔池受熔渣和焊劑蒸汽的保護(hù)，不與空氣接觸。電弧向前移動時，電弧力將熔池中的液體金屬推向熔池后方。在隨后的冷卻過程中，這部分液體金屬凝固成焊縫。熔渣則凝固成渣殼，覆蓋于焊縫表面。熔渣除了對熔池和焊縫金屬起機(jī)械保護(hù)作用外，焊接過程中還與熔化金屬發(fā)生冶金反應(yīng)，從而

2、影響焊縫金屬的化學(xué)成分。1焊劑 2焊絲(電極) 3電弧 4熔池 5熔渣 6焊縫 7母材 8渣殼埋弧焊焊縫形成過程示意圖埋弧焊的工作原理及特點埋弧焊的工作原理及特點 埋弧焊時，被焊工件與焊絲分別接在焊接電源的兩極。焊絲通過與導(dǎo)電嘴的滑動接觸與電源聯(lián)接。焊接回路包括焊接電源、聯(lián)接電纜、導(dǎo)電嘴、焊絲、電弧、熔池、工件等環(huán)節(jié)，焊絲端部在電弧熱作用下不斷熔化，因而焊絲應(yīng)連續(xù)不斷地送進(jìn)，以保持焊接過程的穩(wěn)定進(jìn)行。焊絲的送進(jìn)速度應(yīng)與焊絲的熔化速度相平衡。焊絲一般由電動機(jī)驅(qū)動的送絲滾輪送進(jìn)。隨應(yīng)用的不同，焊絲數(shù)目可以有單絲、雙絲或多絲。有的應(yīng)用中采用藥芯焊絲代替實心焊絲，或是用鋼帶代替焊絲。 埋弧焊有自動埋弧

3、焊和半自動埋弧焊兩種方式。前者的焊絲送進(jìn)和電弧移動都由專門的機(jī)頭自動完成，后者的焊絲送進(jìn)由機(jī)械完成，電弧移動則由人工進(jìn)行。焊接時，焊劑由漏斗鋪撒在電弧的前方。焊接后，未被熔化的焊劑可用焊劑回收裝置自動回收，或由人工清理回收。 SAW過程圖片埋弧焊的優(yōu)點和缺點 1埋弧焊的主要優(yōu)點 (1)所用的焊接電流大，相應(yīng)輸入功率較大。加上焊劑和熔渣的隔熱作用，熱效率較高，熔深大。工件的坡口可較小，減少了填充金屬量。單絲埋弧焊在工件不開坡口的情況下，一次可熔透20mm。 (2)焊接速度高，以厚度810mm的鋼板對接焊為例，單絲埋弧焊速度可達(dá)5080cmmin，手工電弧焊則不超過1013cm/min。 (3)焊

4、劑的存在不僅能隔開熔化金屬與空氣的接觸，而且使熔池金屬較慢凝固。液體金屬與熔化的焊劑間有較多時間進(jìn)行冶金反應(yīng)，減少了焊縫中產(chǎn)生氣孔、裂紋等缺陷的可能性。焊劑還可以向焊縫金屬補(bǔ)充一些合金元素，提高焊縫金屬的力學(xué)性能。 (4)在有風(fēng)的環(huán)境中焊接時，埋弧焊的保護(hù)效果比其他電弧焊方法好。 (5)自動焊接時，焊接參數(shù)可通過自動調(diào)節(jié)保持穩(wěn)定。與手工電弧焊相比，焊接質(zhì)量對焊工技藝水平的依賴程度可大大降低。 (6)沒有電弧光輻射，勞動條件較好。 2埋弧焊的主要缺點 (1)由于采用顆粒狀焊劑，這種焊接方法一般只適用于平焊位置。其他位置焊接需采用特殊措施以保證焊劑能覆蓋焊接區(qū)。 (2)不能直接觀察電弧與坡口的相對

5、位置，如果沒有采用焊縫自動跟蹤裝置，則容易焊偏。 (3)埋弧焊電弧的電場強(qiáng)度較大，電流小于100A時電弧不穩(wěn)，因而不適于焊接厚度小于1mm的薄板。埋弧焊的適用范圍 由于埋弧焊熔深大，生產(chǎn)率高，機(jī)械化操作的程度高，因而適于焊接中厚板結(jié)構(gòu)的長焊縫。在造船、鍋爐與壓力容器、橋梁、起重機(jī)械、鐵路車輛、工程機(jī)械、重型機(jī)械和冶金機(jī)械、核電站結(jié)構(gòu)、海洋結(jié)構(gòu)等制造部門有著廣泛的應(yīng)用，是當(dāng)今焊接生產(chǎn)中最普遍使用的焊接方法之一。 埋弧焊除了用于金屬結(jié)構(gòu)中構(gòu)件的連接外，還可在基體金屬表面堆焊耐磨或耐腐蝕的合金層。 隨著焊接冶金技術(shù)與焊接材料生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，埋弧焊能焊的材料已從碳素結(jié)構(gòu)鋼發(fā)展到低合金結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼、耐

6、熱鋼等以及某些有色金屬，如鎳基合金、鈦合金、銅合金等。埋弧焊工藝焊前準(zhǔn)備：埋弧焊在焊接前必須做好準(zhǔn)備工作，包括焊件的坡口加工、待焊部位的表面清理、焊件的裝配以及焊絲表面的清理、焊劑的烘干等。 坡口加工坡口加工要求按JGJ81或者參考GB 986執(zhí)行，以保證焊縫根部不出現(xiàn)未焊透或夾渣，并減少填充金屬量。坡口的加工可使用刨邊機(jī)、機(jī)械化或半機(jī)械化氣割機(jī)、碳弧氣刨等。 待焊部位的清理焊件清理主要是去除銹蝕、油污及水分，防止氣孔的產(chǎn)生。一般用噴砂、噴丸方法或手工清除，必要時用火焰烘烤待焊部位。在焊前應(yīng)將坡口及坡口兩側(cè)各20mm區(qū)域內(nèi)及待焊部位的表面鐵銹、氧化皮、油污等清理干凈。 焊件的裝配裝配焊件時要保

7、證間隙均勻，高低平整，錯邊量小，定位焊縫長度一般大于30mm，并且定位焊縫質(zhì)量與主焊縫質(zhì)量要求一致。必要時采用專用工裝、卡具。 對直縫焊件的裝配，在焊縫兩端要加裝引弧板和引出板，待焊后再割掉，其目的是使焊接接頭的始端和末端獲得正常尺寸的焊縫截面，而且還可除去引弧和收尾容易出現(xiàn)的缺陷。 焊接材料的清理埋弧焊用的焊絲和焊劑對焊縫金屬的成分、組織和性能影響極大。因此焊接前必須清除焊絲表面的氧化皮、鐵銹及油污等。焊劑保存時要注意防潮，使用前必須按規(guī)定的溫度烘干待用。 埋弧焊的工藝參數(shù) 一般焊接條件下，焊縫熔深與焊接電流成正比。 隨著焊接電流的增加，熔深和焊縫余高都有顯著增加，而焊縫的寬度變化不大。同時

8、，焊絲的熔化量也相應(yīng)增加，這就使焊縫的余高增加。隨著焊接電流的減小，熔深和余高都減小。焊接電流當(dāng)其他參數(shù)不變時，焊接電流對焊縫形狀和尺寸的影響如下圖所示。電弧電壓電弧電壓的增加，焊接寬度明顯增加，而熔深和焊縫余高則有所下降。但是電弧電壓太大時，不僅使熔深變小，產(chǎn)生未焊透，而且會導(dǎo)致焊縫成形差、脫渣困難，甚至產(chǎn)生咬邊等缺陷。所以在增加電弧電壓的同時，還應(yīng)適當(dāng)增加焊接電流。 焊接速度當(dāng)其他焊接參數(shù)不變而焊接速度增加時，焊接熱輸入量相應(yīng)減小，從而使焊縫的熔深也減小。焊接速度太大會造成未焊透等缺陷。為保證焊接質(zhì)量必須保證一定的焊接熱輸入量，即為了提高生產(chǎn)率而提高焊接速度的同時，應(yīng)相應(yīng)提高焊接電流和電弧

9、電壓。 焊絲直徑與伸出長度當(dāng)其他焊接參數(shù)不變而焊絲直徑增加時，弧柱直徑隨之增加，即電流密度減小，會造成焊縫寬度增加，熔深減小。反之，則熔深增加及焊縫寬度減小。 當(dāng)其他焊接參數(shù)不變而焊絲長度增加時，電阻也隨之增大，伸出部分焊絲所受到的預(yù)熱作用增加，焊絲熔化速度加快，結(jié)果使熔深變淺，焊縫余高增加，因此須控制焊絲伸出長度，不宜過長。 埋弧焊的焊接參數(shù)主要有：焊接電流、電弧電壓、焊接速度、焊絲直徑和伸出長度等。 埋弧焊的工藝參數(shù)焊絲傾角焊絲的傾斜方向分為前傾和后傾。傾角的方向和大小不同，電弧對熔池的力和熱作用也不同，從而影響焊縫成形。當(dāng)焊絲后傾一定角度時，由于電弧指向焊接方向，使熔池前面的焊件受到了預(yù)

10、熱作用，電弧對熔池的液態(tài)金屬排出作用減弱，而導(dǎo)致焊縫寬而熔深變淺。反之，焊縫寬度較小而熔深較大，但易使焊縫邊緣產(chǎn)生未熔合和咬邊，并且使焊縫成形變差。 其他 坡口形狀 b.根部間隙 c.焊件厚度和焊件散熱條件。 焊接電流對焊縫形狀和尺寸的影響埋弧焊的安全操作技術(shù) (1)埋弧自動焊機(jī)的小車輪子要有良好絕緣，導(dǎo)線應(yīng)絕緣良好，工作過程中應(yīng)理順導(dǎo)線，防止扭轉(zhuǎn)及被熔渣燒壞。 (2)控制箱和焊機(jī)外殼應(yīng)可靠的接地（零）和防止漏電。接線板罩殼必須蓋好。 (3)焊接過程中應(yīng)注意防止焊劑突然停止供給而發(fā)生強(qiáng)烈弧光裸露灼傷眼睛。所以，焊工作業(yè)時應(yīng)戴普通防護(hù)眼鏡。 (4)半自動埋弧焊的焊把應(yīng)有固定放置處，以防短路。 (

11、5)埋弧自動焊熔劑的成分里含有氧化錳等對人體有害的物質(zhì)。焊接時雖不像手弧焊那樣產(chǎn)生可見煙霧，但將產(chǎn)生一定量的有害氣體和蒸氣。所以，在工作地點最好有局部的抽氣通風(fēng)設(shè)備。 影響焊接接頭性能的因素影響焊接接頭性能的主要因素，可歸納為力學(xué)和材質(zhì)兩個方面，見下圖 影響焊接接頭性能的因素力學(xué)方法影響焊接接頭性能的因素為接頭形狀的改變、焊接缺陷（如未焊透和焊接裂紋 ）、殘余應(yīng)力和殘余變形。接頭形狀的改變，如焊縫的余高和施焊過程中可能千百萬的接頭錯位等。焊接接頭是組成焊接結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位，其性能與整個焊接結(jié)構(gòu)的性能和安全有直接的關(guān)系。因此，不斷地提高焊接接頭的質(zhì)量，是保證焊接結(jié)構(gòu)安全、可靠工作的重要方面。材質(zhì)方

12、面影響焊接接頭性能的因素為焊接熱循環(huán)所引起的組織變化、焊后熱處理和焊接殘余變形的矯正等。影響焊縫金屬力學(xué)性能的因素 當(dāng)焊縫金屬的化學(xué)成分一定時，焊縫金屬的力學(xué)性能取決于焊接層數(shù)和焊接線能量。單層焊時，焊縫金屬的組織是典型的柱狀晶見下圖a。多層焊時，第一層焊道的柱狀晶受后焊層的熱作用而轉(zhuǎn)化為較細(xì)的晶粒見圖b。所以，多層焊焊縫金屬的力學(xué)性能，尤其是塑性比單層焊的來得好。 影響焊縫金屬力學(xué)性能的因素 焊縫金屬的力學(xué)性能與焊接線能量的關(guān)系是增大焊接線能量，接頭的冷卻速度減慢，使強(qiáng)度、硬度均減少，這一點在焊接高強(qiáng)鋼時更為明顯，手弧焊焊接800MPa級高強(qiáng)鋼時，焊縫金屬的強(qiáng)度和焊接線能量的關(guān)系見右圖。焊接

13、接頭熱影響區(qū)力學(xué)性能的變化情況強(qiáng)度和塑性的變化 低碳鋼和調(diào)質(zhì)鋼熱影響區(qū)強(qiáng)度和塑性的變化見圖a。在1200左右的粗晶區(qū)，強(qiáng)度增高，塑性降低。 韌性的變化 低碳鋼和調(diào)質(zhì)鋼熱影響區(qū)韌性的變化見圖21b。在1200以上至熔合區(qū)出現(xiàn)韌性低值，最低位置在熔合線上。焊接線能量越大，高溫停留時間越長，越容易因晶粒粗大而使韌性降低。含氮的低碳鋼、低合金高強(qiáng)鋼在勢影響區(qū)400200（藍(lán)脆溫度）內(nèi)會因塑性變形而引起韌性下降，這現(xiàn)象稱為熱應(yīng)變脆化。焊接接頭和坡口的選擇原則接頭強(qiáng)度 對接接頭具有最好的受力條件，是各種接頭中優(yōu)先考慮應(yīng)用的接頭形式。 焊接工藝性 這是指焊接接頭的可焊到性、可探傷性和減少接頭的腐蝕程度。 焊

14、接材料的消耗量 同樣厚度的接頭，用雙V形的坡口代替Y形坡口能節(jié)省較多的焊接材料、電能和工時，焊件越厚節(jié)省的越多。坡口加工 Y形和雙V形坡口可用氧氣切割或等離子弧切割，亦可用機(jī)械切削加工。形、雙形坡口只能用刨邊機(jī)加工， 在圓筒體上應(yīng)盡量少開形坡口，因加工困難。焊接變形 采用不適當(dāng)?shù)钠驴谛螤钊菀桩a(chǎn)生較大的焊接變形。如平板對接的Y形坡口，其角變形就大于Y形坡口。焊接接頭以及分類 用焊接方法連接的接頭稱為焊接接頭（簡稱為接頭）。它由焊縫、熔合區(qū)、熱影響區(qū)及其鄰近的母材組成。在焊接結(jié)構(gòu)中焊接接頭起兩方面的作用，第一是連接作用，即把兩焊件連接成一個整體；第二是傳力作用，即傳遞焊件所承受的載荷。 根據(jù)GB/

15、T3375焊接名詞術(shù)語中的規(guī)定，焊接接頭可分為10種類型，即對接接頭、T形接頭、十字接頭、搭接接頭、角接接頭、端接接頭、套管接頭、斜對接接頭、卷邊接頭和鎖底接頭，如下圖。其中以對接接頭和T形接頭應(yīng)用最為普遍。坡口及常用坡口形式 根據(jù)設(shè)計或工藝需要，將焊件的待焊部位加工成一定幾何形狀的溝槽稱為坡口。開坡口的目的是為了得到在焊件厚度上全部焊透的焊縫。坡口的形式由 GB985氣焊、手工電弧焊及氣體保護(hù)焊焊縫坡口的基本形式與尺寸、GB986埋弧焊焊縫坡口的基本形式及尺寸標(biāo)準(zhǔn)制定的：常用的坡口形式有I形坡口、Y型坡口、帶鈍邊U形坡口、雙Y形坡口、帶鈍邊單邊V形坡口等，見下圖。表示坡口幾何尺寸的參數(shù)及其作

16、用 坡口面 焊件上所開坡口的表面稱為坡口面，見下圖。 （） 坡口面角度和坡口角度 焊件表面的垂直面與坡口面之間的夾角稱為坡口面角度，兩坡口面之間的夾角稱為坡口角度，見下圖 。 開單面坡口時，坡口角度等于坡口面角度；開雙面對稱坡口時，坡口角度等于兩倍的坡口面角度。 坡口角度（或坡口面角度）應(yīng)保證填充金屬能自由伸入坡口內(nèi)部，不和兩側(cè)坡口面相碰，但角度太大將會消耗太多的填充材料，并降低勞動生產(chǎn)率。表示坡口幾何尺寸的參數(shù)及其作用 根部間隙 焊前，在接頭根部之間預(yù)留的空隙稱為根部間隙。亦稱裝配間隙。根部間隙的作用在于焊接底層焊道時，能保證根部可以焊透。因此，根部間隙太小時，將在根部產(chǎn)生焊不透現(xiàn)象；但太大

17、的根部間隙，又會使根部燒穿，形成焊瘤。 鈍邊 焊件開坡口時，沿焊件厚度方向未開坡口的端面部分稱為鈍邊。鈍邊的作用是防止根部燒穿，但鈍邊值太大，又會使根部焊不透。根部半徑 U形坡口底部的半徑稱為根部半徑。根部半徑的作用是增大坡口根部的橫向空間，使焊條能夠伸入根部，促使根部焊透。Y形、帶鈍邊U形、雙Y形三種坡口各自的優(yōu)缺點 當(dāng)焊件厚度相同時，三種坡口的幾何形狀見圖 Y形坡口 1）坡口面加工簡單。 2）可單面焊接，焊件不用翻身。 3）焊接坡口空間面積大，填充材料多，焊件厚度較大時，生產(chǎn)率低。 4）焊接變形大。 帶鈍邊U形坡口 1）可單面焊接，焊件不用翻身。 2）焊接坡口空間面積大，填充材料少，焊件厚

18、度較大時，生產(chǎn)率比Y形坡口高。 3）焊接變形較大。 4）坡口面根部半徑處加工困難，因而限制了此種坡口的大量推廣應(yīng)用。 雙Y形坡口 1）雙面焊接，因此焊接過程中焊件需翻身，但焊接變形小。 2）坡口面加工雖比Y形坡口略復(fù)雜，但比帶鈍邊U形坡口的簡單。 3）坡口面積介于Y形坡口和帶鈍邊U形坡口之間，因此生產(chǎn)率高于Y形坡口，填充材料也比Y形坡口少。常用的墊板接頭形式 在坡口背面放置一塊與母材成分相同的墊板，以便焊接時能得到全焊透的焊縫，根部又不致被燒穿，這種接頭稱為墊板接頭。 常用的墊板接頭形式有：I形帶墊板坡口、V形帶墊板坡口、Y形帶墊板坡口、單邊V形帶墊板坡口等見圖 。墊板接頭的操作技能比單面焊雙

19、面成形簡單，容易掌握，常用于背面無法施焊（如小直徑圓筒環(huán)縫）的場合，缺點是當(dāng)墊板和筒體的橢圓度不一致時，兩者之間裝配在一起時局部會留有縫隙，焊接時，熔渣流入此縫隙時無法上浮，因此易形成夾渣。關(guān)于焊接工藝評定以及試驗要求按照J(rèn)GJ81建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程中的相關(guān)規(guī)定。焊件對接時的技術(shù)要求 焊件對接時的要求如下： 1）不同厚度鋼板對接時 ，如果兩側(cè)鋼板厚度相差太大，則連接后由于連接處的截面變化較大，將會引起嚴(yán)重的應(yīng)力集中。所以對于重要的焊接結(jié)構(gòu)，應(yīng)對厚板進(jìn)行削薄。根據(jù)有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：當(dāng)薄板厚度10mm，兩板厚度差超過3mm或當(dāng)薄板厚度10mm，兩板厚度差大于薄板厚度的30%或超過5m時，對厚板

20、邊緣應(yīng)進(jìn)行削薄，削薄的長度應(yīng)大于或等于板厚差的3倍，見下圖。 2）直線形焊件和曲線形焊件對接時，焊縫正好處于交界處，產(chǎn)生較大的焊接應(yīng)力，成為整個結(jié)構(gòu)的薄弱面。為此，對接處的曲線形焊件應(yīng)有一直段部分，便于焊縫處于平對接位置見下圖。 焊縫的種類對接焊縫 構(gòu)成對接接頭的焊縫稱為對接焊縫。對接焊縫可以由對接接頭形成，也可以由T形接頭（十字接頭）形成，后者是指開坡口后進(jìn)行全焊透焊接而焊腳為零的焊縫，見下圖 。 角焊縫 兩焊件接合面構(gòu)成直交或接近直交所焊接的焊縫，見下圖。 焊接后焊件中所形成的結(jié)合部分稱為焊縫。按結(jié)合形式，焊縫可分為對接焊縫、角焊縫、塞焊縫和端接焊縫四種。焊縫的種類同時由對接焊縫和角焊縫組

21、成的焊縫稱為組合焊縫，T形接頭（十字接頭）開坡口后進(jìn)行全焊透焊接并且具有一定焊腳的焊縫，即為組合焊縫，坡口內(nèi)的焊縫為對接焊縫，坡口外連接兩焊件的焊縫為角焊縫，見下圖 。塞焊縫 是指兩焊件相疊，其中一塊開有圓孔，然后在圓孔中焊接所形成的填滿圓孔的焊縫。 端接焊縫 構(gòu)成端接接頭的焊縫，見下圖 。對接焊縫幾何形狀的參數(shù) 表示對接焊縫幾何形狀的參數(shù)有焊縫寬度、余高、熔深，見下圖 。 焊縫寬度 指焊縫表面與母材的交界處稱為焊趾。而單道焊縫橫截面中，兩焊趾之間的距離稱為焊縫寬度。 余高 指超出焊縫表面焊趾連線上面的那部分焊縫金屬的高度稱為余高。焊縫的余高使焊縫的橫截面增加，承載能力提高，并且能增加射線攝片

22、的靈敏度，但卻使焊趾處會產(chǎn)生應(yīng)力集中。通常要求余高不能低于母材，其高度隨母材厚度增加而加大，但最大不得超過3mm。熔深 在焊接接頭橫截面上，母材熔化的深度稱為熔深。一定的熔深值保證了焊縫和母材的結(jié)合強(qiáng)度。當(dāng)填充金屬材料（焊條或焊絲）一定時，熔深的大小決定了焊縫的化學(xué)萬分。不同的焊接方法要求不同的熔深值，例如堆焊時，為了保持堆焊層的硬度，減少母材對焊縫的稀釋作用，在保證熔透的前提下，應(yīng)要求較小的熔深。角焊縫幾何形狀的參數(shù) 根據(jù)角焊縫的外表形狀，可將角焊縫分成兩類：焊縫表面凸起帶有余高的角焊縫稱為凸角焊縫；焊縫表面下凹的角焊縫稱為凹角焊縫，見下圖。表示角焊縫幾何形狀的參數(shù)有焊腳、角焊縫凸度和角焊縫

23、凹度。 焊腳 角焊縫的橫截面中，從一個焊 件上的焊趾到另一個焊件表面的最小距離稱為焊腳。焊腳值決定了兩焊件的結(jié)合強(qiáng)度，它是最主要的一個參數(shù)。 凸度 凸角焊縫截面中，焊趾連連線與焊縫表面之間的最大距離。 凹度 凹角焊縫橫截面中，焊趾連線與焊縫表面之間的最大距離。焊縫成形系數(shù) 熔焊時，在單道焊縫橫截面上焊縫寬度（c）與焊縫計算厚度（s）的比值稱為焊縫成形系數(shù)。 焊縫寬度和焊縫計算厚度在各種接頭中的表示見右圖。焊縫成形系數(shù)小時形成窄而深的焊縫，在焊縫中心由于區(qū)域偏析會聚集較多的雜質(zhì)，抗熱裂紋性能差，所以形成系數(shù)值不能太小，如自動埋弧焊時焊縫的成形系數(shù)要大于 1.3，即焊縫的寬度至少為焊縫計算厚度的1

24、.3倍。 焊接工藝參數(shù)對焊縫形狀的影響 焊接時，為保證焊接質(zhì)量而選定的諸物理量（例如，焊接電流、電弧電壓、焊接速度、線能量等）的總稱為焊接工藝參數(shù)。工藝參數(shù)對焊縫形狀的影響如下： （1）焊接電流 當(dāng)其它條件不 變時，增加焊接電流，焊縫厚度和余高都增加，而焊縫寬度則幾乎保持不變（或略有增加），見圖a。 電弧電壓 當(dāng)其它條件不變時，電弧電壓增大，焊縫寬度顯著增加，而焊縫厚度和余高略有減少，見圖b。 焊接速度 當(dāng)其它條件不變時，焊接速度增加，焊縫寬度、焊縫厚度和余高都減少，見圖 c。焊接電流、電弧電壓和焊接速度是焊接時的三大焊接工藝參數(shù)，選用時，應(yīng)當(dāng)考慮到這三者之間的相互適當(dāng)配合，才能得到形狀良好，

25、符合要求的焊縫。a）焊接電流對焊縫形狀的影響；b）電弧電壓對焊縫形狀的影響；c）焊接速度對焊縫形狀的影響。焊接方法在圖樣上的表示 根據(jù)金屬焊接及釬焊方法在圖樣上的表示代號中的規(guī)定，焊接方法用特定的數(shù)字表示。幾種主要焊接方法的數(shù)字表示，見表1。表中同時列出了舊標(biāo)準(zhǔn)GB324焊接方法的字母表示，以作對照。另外，根據(jù)不同行業(yè)其標(biāo)注方法也不同，能夠表達(dá)清楚則可。 在圖樣上焊接方法代號標(biāo)注在焊縫符號指引線的尾部。 焊縫符號及其組成及基本符號的表示方法在圖樣上標(biāo)注焊接方法、焊縫形式和焊縫尺寸的代號稱為焊縫符號。 根據(jù)GB324焊縫符號表示法的規(guī)定，焊縫符號一般由基本符號與指引線組成。必要時還可以加上輔助符

26、號、補(bǔ)充符號和焊縫尺寸符號。 基本符號是表示焊縫橫截面形狀的符號。幾種常用的基本符號表示法，見下表。焊縫符號中輔助符號的表示方法 輔助符號是表示焊縫表面形狀特征的符號，見表3。不需要確切地說明焊縫表面的形狀時，可以不用輔助符號。 焊縫符號中補(bǔ)充符號的表示方法 補(bǔ)充符號是為了補(bǔ)充說明焊縫的某些特征而采用的符號，見表4。 焊縫符號中指引線的表示方法及應(yīng)用 指引線一般由帶有箭頭的指引線（簡稱箭頭線）和兩條基準(zhǔn)線（一條為實線，另一條為虛線）兩部分組成，見圖17。 指引線使用時應(yīng)與基本符號相配合： 1）如果焊縫在接頭的箭頭側(cè)，則將基本符號標(biāo)在基準(zhǔn)線的實線側(cè)，見圖18a。2）如果焊縫在接頭的非箭頭側(cè)，則將

27、基本符號標(biāo)在基準(zhǔn)線的虛線鍘，見圖18b。3）標(biāo)對稱焊縫及雙面焊縫時，可不加虛線，見圖18c、圖18d。焊縫尺寸符號及其標(biāo)注位置 焊縫尺寸符號的表示，見表5。 焊縫尺寸符號標(biāo)注位置，見圖19。標(biāo)注原則是：1）焊縫橫截面上的尺寸標(biāo)在基本符號的左側(cè)。2）焊縫長度方向上的尺寸標(biāo)在基本符號的右側(cè)。3）坡口角度、坡口面角度、根部間隙等尺寸標(biāo)在基本符號的上側(cè)或下側(cè)。4）相同焊縫數(shù)量符號、焊接方法代號等標(biāo)在尾部。舉例：說明圖20中焊縫符號的意義 圖20a表示為雙面角焊縫，周圍焊，焊腳尺寸6mm，手弧焊。圖20b表示為單面Y形坡口，坡口角度60裝配間隙2mm，鈍邊2mm，焊后焊縫表面須加工成與母材平齊，相同焊縫

28、有四條。圖20c表示為帶墊板的對接接頭，單面焊，I形坡口，裝配間隙2mm。圖20d表示為交錯斷續(xù)角焊縫，焊腳尺寸8mm，焊縫長100mm，共20條，焊縫之間距離50mm，在工地焊接。焊接位置及焊接位置的表示熔焊時，焊件接縫所處的空間位置稱為焊接位置，可用焊縫傾角和焊縫轉(zhuǎn)角來表示。 焊縫軸線與水平之間的夾角稱為焊縫傾角，見圖21a。 通過焊縫軸線的垂直面與坡口的等分平面之間的夾角稱為焊縫轉(zhuǎn)角，見圖21b。根據(jù)焊縫傾角和焊縫轉(zhuǎn)角大小的不同數(shù)值，可將焊接位置分為平焊、立焊、橫焊和仰焊四種。平焊、立焊、橫焊、仰焊和全位置焊平焊 焊縫傾角05、焊縫轉(zhuǎn)角010的焊接位置稱為平焊位置，見圖22a。在平焊位置

29、進(jìn)行的焊接就稱為平焊。 立焊 焊縫傾角8090、焊縫轉(zhuǎn)角0180的焊接位置稱為立焊位置，見圖22b。在立焊位置進(jìn)行的焊接就稱為立焊。 橫焊 焊縫傾角05，焊縫轉(zhuǎn)角7090的焊接位置稱為橫焊位置，見圖22c。在橫焊位置進(jìn)行的焊接就稱為橫焊。 仰焊 焊縫傾角015，焊縫轉(zhuǎn)角165180的焊接位置稱為仰焊位置，見圖22d。 全位置焊 管子水平固定對接焊時，因同時包含仰、立、平三種焊接位置，所以稱為全位置焊，也稱管子的水平固定焊，見圖22e。 船形焊及其優(yōu)點T形、十字形和角接接頭處于平焊位置進(jìn)行的焊接稱為船形焊，亦稱平位置角焊，見圖23。 船形焊相當(dāng)于開90角Y形坡口內(nèi)的水平對接焊，焊后焊縫成形光滑美

30、觀，一次焊成的焊腳尺寸范圍較寬，對焊工的操作技能要求也較低，但一次焊成的焊縫凹度較大。調(diào)節(jié)角即可調(diào)節(jié)底板和腹板內(nèi)熔合面積的分配比例。當(dāng)1=2時，取=1=2=45，當(dāng)12時，取45使熔合區(qū)偏于厚板一側(cè)。 正接、反接及其選用 采用直流電源施焊時，焊件與電源輸出端正、負(fù)極的接法稱為極性。極性有正接和反接兩種： 正接焊件接電源正極，焊條接電源負(fù)極的接線法，也稱正極性。見圖24a。 反接焊件接電源負(fù)極，焊條接電源正極的接線法，也稱反極性，見圖24b。選用原則：1）堿性焊條手弧焊采用反接。因為堿性焊條手弧焊采用正接時，電弧燃燒不穩(wěn)定，飛濺很大，電弧聲音暴躁，并且容易產(chǎn)生氣孔。使用反接時，電弧燃燒穩(wěn)定，飛濺

31、很小，而且聲音較平靜均勻。 同理，埋弧焊使用直流電源施焊時，也采用反接。 2）鎢極氬弧焊焊接鋼、黃銅時采用正接。因為陰極的發(fā)熱量遠(yuǎn)小于陽極，所以用直流正接焊接時，鎢極因發(fā)熱量小，不易過熱，同樣大小直徑的鎢極可以采用較大的電流，鎢極壽命長；焊件發(fā)熱量大，熔深大，生產(chǎn)率高。而且，由于鎢極為陰極，熱電子發(fā)射能力強(qiáng)，電弧穩(wěn)定而集中。 焊接電弧的偏吹、磁偏吹及其克服方法 焊接過程中，因氣流的干擾、焊條偏心的影響和磁場的作用，使電弧中心偏離焊條軸線的現(xiàn)象稱為焊接電弧的偏吹。偏吹不僅使電弧燃燒不穩(wěn)定，飛濺加大，熔滴下落時失去保護(hù)，還會嚴(yán)重影響焊縫的成形。 直流電弧焊時，因受到焊接回路所產(chǎn)生的電磁力的作用而產(chǎn)

32、生的電弧偏吹稱為磁偏吹。因為用直流電施焊時，除了在電弧周圍產(chǎn)生自身磁場外，還有通過焊件的電流也會在空間產(chǎn)生磁場。如果導(dǎo)線位置在焊件左側(cè)，則在電弧左側(cè)的空間為兩個磁場相迭加，而在電弧右側(cè)為單一磁場，電弧兩側(cè)的磁場分布失去均衡，因此磁力線密度大的左側(cè)將對電弧產(chǎn)生推力，使電弧偏離軸線向右側(cè)傾斜，產(chǎn)生磁偏吹見圖25a。反之，將導(dǎo)線接在焊件右側(cè)，則電弧將向左側(cè)偏吹，見圖25c。同理，如果導(dǎo)線在電弧中心線下面將不會產(chǎn)生磁偏吹，見圖25b。如果在電弧附近有鐵磁性物質(zhì)存在，如焊接T形接頭的角焊縫時，則電弧也將偏向鐵磁性物質(zhì)引起偏吹。 目前，克服電弧的磁偏吹還沒有較完善的辦法，通常是適當(dāng)降低焊接電流值（因為磁偏

33、吹的力量幾乎與焊接電流的平方值成正比）、隨時變換地線位置，使其更靠近焊條軸線和操作時將焊條朝偏吹的方向傾斜一個角度。采用交流電源施焊時，焊接電弧的磁偏吹現(xiàn)象很弱，通?？刹挥杩紤]。 熔合比 熔焊時，被熔化的母材部分在焊道金屬中所占的比例稱為熔合比。熔合比可以以焊道金屬中母材金屬熔化的橫截面積SB與焊道橫截面積SA+SB之比來計算，即熔合比=SB/（SA+SB）S0 式中 SA焊道金屬中焊材金屬熔化的橫截面積； SB焊道金屬中母材金屬熔合的橫截面積； SA+SB整個焊道金屬橫截面積。熔合比的表示，見圖26。 熔合比的大小會影響焊道金屬的化學(xué)成分和力學(xué)性能。焊接接頭開坡口與I形坡口相比較，會顯著地降

34、低熔合比，見圖27。因此，生產(chǎn)中可以用開坡口和合理選擇坡口形式來調(diào)節(jié)熔合比的大小。熔滴和熔滴過渡以及熔滴的自由過渡 弧焊時，在焊條（或焊絲）端部形成的和向熔池過渡的液態(tài)金屬滴稱為熔滴。熔滴通過電弧空間向熔池轉(zhuǎn)移的過程稱為熔滴過渡。 熔滴從焊絲端頭脫落后，通過電弧空間自由運動一段距離后落入熔池的過渡形式稱為自由過渡。因條件不同，熔滴的自由過渡又可分為滴狀過渡和噴射過渡兩種形式。（1）滴狀過渡 焊接電流較小時，熔滴的直徑大于焊絲直徑，當(dāng)熔滴的尺寸足夠大時，主要依靠重力將熔滴縮頸拉斷，熔滴落入熔池，熔滴的這種過渡形式稱為滴狀過渡。滴狀過渡有兩種形式：1）軸向滴狀過渡 手弧焊、富氬混合氣體保護(hù)焊時，熔

35、滴在脫離焊條（絲）前處于軸向（下垂）位置（平焊時），脫離焊條（絲）后也沿焊條（絲）軸向落入熔池的過渡形式稱為滴狀過渡，見圖28a。2）射流過渡 在某些條件下，因電弧熱和電弧力的作用，焊絲端頭熔化的金屬被壓成鉛筆尖狀，以細(xì)小的熔滴從液柱尖端高速軸向射入熔池的過渡形式稱為射流過渡。這些直徑遠(yuǎn)小于焊絲直徑的熔滴過渡頻率很高，看上去好像在焊絲端部存在一條流向熔池的金屬液流，見圖29b。 熔滴過渡方式焊接過程中，消耗電極（焊絲，焊條）熔滴過渡方式1、短路過渡 使受電弧熱熔化的消耗電極（焊條）前端與母材熔池短路，邊重復(fù)進(jìn)行燃弧，短路熔滴邊過渡的形態(tài)叫短路過渡式，這種形式在CO2焊接與MIG 焊接的小電流，

36、低電壓區(qū)焊接時尤為顯著，被應(yīng)用于熔深較淺的薄板焊接。 電極前端的熔融部分逐漸變成球狀并增大形成熔滴，與母材熔池里的熔融金屬相接觸，借助于表面張力向母材過渡。 短路過渡在采用低電流裝置和較小焊絲直徑的條件下產(chǎn)生，短路過渡易形成一個較小的、迅速冷卻的熔池，適合于焊接留較大根部間隙的橫梁結(jié)構(gòu)，適合于全位置焊接。焊絲通過電弧間隙時沒有熔滴過渡發(fā)生，當(dāng)接觸到焊接熔池時才會發(fā)生熔滴過渡。以下對一個完整的焊接工藝過程進(jìn)行分析，短路過渡工藝過程的示意見下圖 。 （1）當(dāng)電弧正常工作時，母材和焊絲都處于高溫狀態(tài)，送絲機(jī)構(gòu)穩(wěn)定的送進(jìn)焊絲。當(dāng)焊絲接觸到熔池時，同時伴隨著如下3個過程發(fā)生。 較大的焊接電流通過焊絲進(jìn)入

37、焊縫和母材，使焊絲末端開始熔化。 在圖中短弧區(qū)，焊接電流迅速提高。 當(dāng)初始焊接電弧較短時，電弧電壓值降低，電弧熄滅。 （2）采用平特性焊接電源可以使電流持續(xù)增加，主要是為了保持焊接電壓穩(wěn)定并提高電弧電壓。此時電弧保持穩(wěn)定，熔化的焊絲繼續(xù)向焊接熔池熔敷金屬。 （3）當(dāng)焊接電流與電壓繼續(xù)增加時，焊絲在焊縫上形成一個圓錐形區(qū)域，通過持續(xù)的送絲過程，將更多的焊絲送進(jìn)該圓錐形區(qū)域中。（4）隨著焊接電壓和電流繼續(xù)增加，更多焊絲的送進(jìn)，錐形區(qū)域不斷擴(kuò)大，接著焊絲在錐形頂部開始產(chǎn)生縮頸，為下一步的剪切作準(zhǔn)備。電磁剪切力主要是焊接電流通過焊絲與焊縫熔敷金屬之間的短路過渡產(chǎn)生的，電磁剪切力沿著焊絲的方向向內(nèi)輻射。

38、 （5）從D開始，焊絲與焊縫上部形成的錐形區(qū)域分離，電弧再引燃，電流開始降低，電壓從短路過渡電壓升高到電弧電壓，熔滴停止向焊縫中過渡。 （6）電弧對焊絲和焊縫進(jìn)行加熱。 （7）在電弧區(qū)，利用電弧熱清除錐形區(qū)域，使之熔入焊縫中，增加焊縫和焊絲的熱量，為下一個焊接周期作準(zhǔn)備。 （8）當(dāng)電壓降低到電弧電壓以下時，短路過渡過程結(jié)束，焊絲接觸到焊縫并熄滅。 短路過渡工藝過程中的注意事項如下。 焊絲熔滴只在短路過渡時才能熔入焊縫金屬中，并且沒有金屬離子通過電弧。 短路過渡的熔滴過渡周期為20250次s。 在短路過渡過程中，電流產(chǎn)生的磁力場是主要影響因素，而重力不是主要因素，因此所有的焊接位置均可以采用。

39、焊絲周圍的電流磁力場在短路過渡過程中會引起電磁收縮效應(yīng)，焊絲頂部熔化的金屬熔滴在電磁收縮力的作用下轉(zhuǎn)變成球形熔滴并附著在頂部，形成一個自由熔滴并進(jìn)人焊接熔池。 短路過渡適合于直徑為1.2mm焊絲的焊接。 厚板材料采用大直徑焊絲，并且采用噴射過渡來提高金屬熔敷效率。 短路過渡對于母材的焊接熱量輸入較低，因此比較適合焊接薄板，焊接過程中不會產(chǎn)生燒穿現(xiàn)象，常用于焊接板厚小于5mm的碳鋼和低合金鋼。 （9）下一個過程循環(huán)往復(fù)。 2、球狀體過渡 前端熔化金屬變大形成球狀，繼而發(fā)展為比表面張力還重的大粒熔滴，向母材側(cè)落下過渡的形態(tài)叫球狀體過渡。這種形式在CO2焊接的電流區(qū)更明顯。因熔滴過渡時不是直落而下，

40、所以焊縫略顯不規(guī)則，飛濺也多。 3、噴射過渡B+N 前端熔化金屬在收縮效應(yīng)作用下變成小粒熔滴，被高速吹向母材，這種突入熔池的過渡形態(tài)叫噴射過渡。在MIG 焊接的較大電流區(qū)較顯著，熔深大，過渡穩(wěn)定。 收縮效應(yīng)：有熱收縮、電磁收縮兩種，前者是為減少熱損失，使弧柱直徑變小，中心溫度變高；后者是靠由弧柱電流構(gòu)成的磁場產(chǎn)生相互吸引力，使弧柱變小。這種電弧現(xiàn)象叫收縮效應(yīng)，其作用就是象捏碎餅似的將前端熔融金屬的中間變細(xì)，并從前端部切離開。熔滴的短路過渡及熔滴的混合過渡焊條（或焊絲）端部的熔滴與熔池短路接觸，由于強(qiáng)烈過熱和磁收縮的作用使熔滴爆斷，直接向熔池過渡的形式稱為短路過渡，見圖30。熔滴的短路過渡頻率可

41、達(dá)20200次/s。 在一定條件下，熔滴過渡不是單一形式，而是自由過渡與短路過渡的混合形式，這就稱為熔滴的混合過渡。例如，管狀焊絲氣體保護(hù)電弧焊及大電流CO2氣體保護(hù)電弧焊時，焊絲金屬有時就是以混合過渡的形式向熔池過渡。 熔滴過渡時產(chǎn)生飛濺的原因 熔焊時，在熔滴過渡過程中，一部分熔滴濺落到熔池以外的現(xiàn)象稱為飛濺。產(chǎn)生飛濺的原因有以下幾個方面：（1）氣體爆炸引起的飛濺 用涂料焊條焊接及活性氣體保護(hù)焊時，由于冶金反應(yīng)在液體內(nèi)部將產(chǎn)生大量CO氣體，氣體的析出十分猛烈，尤如爆炸，使液體金屬發(fā)生粉碎形的熔滴，濺落在焊縫兩側(cè)的母材上，成為飛濺。（2）斑點壓力引起的飛濺 電弧中的帶電質(zhì)點電子和陽離子，在電場

42、的作用下向兩極運動，撞擊在兩極的斑點上產(chǎn)生機(jī)械壓力，稱為斑點壓力。斑點壓力是阻礙熔滴過渡的力，焊條端部的熔滴在斑點壓力的作用下，十分不穩(wěn)定，不斷地跳動，有時被頂?shù)胶附z的側(cè)面，甚至使熔滴上撓，最終在重力和斑點壓力的共同作用下，脫離焊絲成為飛濺。手弧焊和CO2氣體保護(hù)焊采用直流正接時經(jīng)常會發(fā)生這種類型的飛濺。（3）短路過渡引起的飛濺 CO2氣體保護(hù)焊采用短路過渡時，在短路的最后階段，如果還繼續(xù)增大焊接電流，這時的電磁收縮力使熔滴往上飛起，引起強(qiáng)烈飛濺。焊接接頭的可焊到性焊接接頭焊接時，為保證獲得理想的接頭質(zhì)量，必須讓焊條、焊絲或電極能方便地達(dá)到欲焊部位，這就是對接頭可焊到性的要求，見下圖。圖中用角

43、焊縫連接的接頭共五組，左邊是不合理的設(shè)計，因為箭頭所指部位形成尖角，難以焊到。右邊為合理設(shè)計，避免了尖角。圖中對接接頭中上圖為不合理設(shè)計，因其坡口角度和根部間隙過小，使箭頭所指部位難以焊到。下圖為合理設(shè)計，加大了坡口角度和根部間隙，避免了焊不到的可能性。焊接接頭的可探傷性 焊接接頭的可探傷性是指接頭檢測面的可接近性。射線探傷的可接近性是指膠片的位置能使使整個焊縫處于探傷范圍內(nèi)并使可能出現(xiàn)的缺陷成像，見下圖。圖中左側(cè)所示接頭無法射線探傷或者探出的結(jié)果不準(zhǔn)確，改進(jìn)后的右側(cè)接頭才能較好地完成射線探傷。 超聲探傷對接頭檢測面的可接近性要求較低，但所有存在間隙的T形接頭和未熔透的對接接頭，都不能或者只能有條件地進(jìn)行超聲檢測。重要的檢測因素 如何提高焊接接頭的耐腐蝕性腐蝕介質(zhì)與金屬表面直接接觸時，在縫隙內(nèi)和其它尖角處常常發(fā)生強(qiáng)烈的局部腐蝕，這是由于該處積存有少量靜止溶液和沉積物。防止和減小這種腐蝕的方法是：第一，力求采用對接接頭，焊縫焊透，不采用單面焊根部有未焊透的接頭；第二，要避免接頭縫隙及其形成的尖角和結(jié)構(gòu)死區(qū)，要使液體介質(zhì)能完全排放