焊接基礎(chǔ)知識(shí)講稿.ppt

1、焊接基礎(chǔ)知識(shí),焊接在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中具有十分重要地作用，在制造大型結(jié)構(gòu)或復(fù)雜地機(jī)器部件時(shí)，更顯優(yōu)越，因?yàn)樗梢杂没鬄樾?，化?fù)雜為簡(jiǎn)單地方法準(zhǔn)備坯料，然后用逐次裝配焊接地方法拼小成大，這是其他工藝方法難以做到的。,焊接概述,水冷壁焊接,造船行業(yè)的自動(dòng)化焊接,焊接是指通過(guò)加熱或加壓或者二者并用，使被焊材料達(dá)到原子間的結(jié)合，從而形成永久性連接的工藝。,焊接,優(yōu)點(diǎn)： （1）節(jié)省材料，減輕質(zhì)量，生產(chǎn)成本低； （2）簡(jiǎn)化復(fù)雜零件和大型零件的加工工藝，縮短加工周期； （3）適應(yīng)性好；可實(shí)現(xiàn)特殊結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)及不同材料間的連接成型； （4）整體性好，具有良好的氣密性、水密性； （5）降低勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件。

2、不足： 結(jié)構(gòu)無(wú)可拆性。 焊接時(shí)局部加熱，焊接接頭的組織和性能與母材相比發(fā)生變化，產(chǎn)生焊接殘余應(yīng)力和焊接變形。 焊接缺陷的隱蔽性，易導(dǎo)致焊接結(jié)構(gòu)的意外破壞。,焊接特點(diǎn),應(yīng)用： （1）制造金屬結(jié)構(gòu)件，承壓設(shè)備； （2）制造機(jī)器零件和工具； （3）修復(fù)。 焊接在承壓類特種設(shè)備制造中也占有重要的地位。焊接質(zhì)量對(duì)承壓類特種設(shè)備的產(chǎn)品質(zhì)量和使用安全可靠性有直接影響。許多承壓類特種設(shè)備事故源于焊接缺陷，因此，對(duì)工程技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，掌握焊接知識(shí)是非常必要的。,焊接應(yīng)用概述,承壓類特種設(shè)備常用焊接方法 焊接接頭 焊接缺陷 承壓類特種設(shè)備常用鋼材的焊接,（1）熔化焊 將待焊處母材金屬熔化以形成焊縫的焊接方法稱為熔焊

3、。 （2）壓力焊 焊接過(guò)程中，必須對(duì)焊件施加壓力（加熱或加熱），以完成焊接的方法稱為壓力焊。 （3）釬焊 釬焊是硬釬焊和軟釬焊的總稱。采用比母材金屬熔點(diǎn)低的金屬材料作釬料，將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點(diǎn)、低于母材溶化溫度，利用液態(tài)釬料潤(rùn)濕母材，填充接頭間隙并與母材相互擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)連接焊件的方法。,1. 焊接分類,焊接分類,按焊縫的空間位置不同可分為：、平焊：水平面的焊接。、立焊：垂直平面，垂直方向上的焊接。、橫焊：垂直平面，水平方向上的焊接。、仰焊：倒懸平面，水平方向上的焊接。,.平焊：手工平焊影像明顯可見(jiàn)的均勻分布的焊條運(yùn)行波紋，成形較規(guī)正，其波紋圖形如同水的波紋一樣 。,.立焊：手工立焊影像明

4、顯可見(jiàn)魚(yú)鱗狀三角波紋，有時(shí)呈三角溝槽，成形較規(guī)正。,.橫焊：手工橫焊影像明顯可見(jiàn)焊道與焊道之間的溝槽，橫焊時(shí)，焊條不上下擺動(dòng)，故無(wú)運(yùn)條的波紋。,.仰焊：手工仰焊，由于焊條擺動(dòng)方式與平、立、橫均不相同，其影像無(wú)平、立、橫的運(yùn)條波紋，如同許多個(gè)圓餅形紋組成的焊縫影像，黑度不均勻，若其背面為平焊縫，則還可見(jiàn)不太明顯的平焊波紋。,2. 熔焊原理及過(guò)程,熔焊的本質(zhì)及特點(diǎn) 熔化焊的本質(zhì)是小熔池熔煉與鑄造，是金屬熔化與結(jié)晶的過(guò)程。 熔池存在時(shí)間短，溫度高；冶金過(guò)程進(jìn)行不充分，氧化嚴(yán)重；熱影響區(qū)大。 冷卻速度快，結(jié)晶后易生成粗大的柱狀晶。,熱源 能量要集中，溫度要高。以保證金屬快速熔化，減小熱影響區(qū)。滿足要求

5、的熱源有電弧、等離子弧、電渣熱、電子束和激光。 熔池的保護(hù) 可用渣保護(hù)、氣保護(hù)和渣-氣聯(lián)合保護(hù)。以防止氧化，并進(jìn)行脫氧、脫硫和脫磷，給熔池過(guò)渡合金元素。 填充金屬 保證焊縫填滿及給焊縫帶入有益的合金元素，并達(dá)到力學(xué)性能和其它性能的要求，主要有焊芯和焊絲。,熔化焊的三要素,承壓類特種設(shè)備常用的焊接方法,手工電弧焊 埋弧自動(dòng)焊 氬弧焊 二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊 等離子弧焊 電渣焊,手工電弧焊,手工電弧焊是利用焊條與工件之間的電弧熱，將焊條和部分工件熔化而形成焊縫的焊接方法,電弧區(qū)域熱量分布：陽(yáng)極區(qū) 43，弧柱區(qū)21，陰極區(qū)36,手工電弧焊具有設(shè)備簡(jiǎn)單，操作靈活，成本低等優(yōu)點(diǎn)，且焊接性好，對(duì)焊接接頭的裝配

6、尺寸無(wú)特殊要求，可在各種條件下進(jìn)行各種位置的焊接，適于多種鋼材和有色金屬等是生產(chǎn)中應(yīng)用最廣的焊接方法。,手工電弧焊的特點(diǎn),手工電弧焊時(shí)有強(qiáng)烈弧光和煙塵污染，焊接質(zhì)量不夠穩(wěn)定，焊縫短而不連續(xù)，焊縫寬度不均，勞動(dòng)條件差，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)率低，對(duì)工人技術(shù)水平要求較高。,一、 焊條電弧焊電源,1.手工電弧焊電源基本要求 手工電弧焊電源應(yīng)具有適當(dāng)?shù)目蛰d電壓和較高的引弧電壓，以利于引弧，保證安全；當(dāng)電弧穩(wěn)定燃燒時(shí)，焊接電流增大，電弧電壓應(yīng)急劇下降；還應(yīng)保證焊條與焊件短路時(shí)，短路電流不應(yīng)太大；同時(shí)焊接電流應(yīng)能靈活調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同的焊件及焊條的要求。 2.電源的種類 常用的手工弧焊電源根據(jù)輸出電流類型分為直流

7、電焊機(jī)和交流電焊機(jī),手工電弧焊設(shè)備,2.電源種類 （1）交流弧焊機(jī) 它是一種特殊的降壓變壓器，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、噪聲小、成本低，效率高，使用和維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，是手工電弧焊中應(yīng)用最廣泛的一種供電設(shè)備。但是需注意：交流弧焊機(jī)電弧穩(wěn)定性較差。,手工電弧焊,手工電弧焊,（2）直流弧焊機(jī) 1）旋轉(zhuǎn)式直流電焊機(jī)：由一臺(tái)三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和一臺(tái)直流弧焊發(fā)電機(jī)組成。焊接電流可在較大范圍內(nèi)均勻調(diào)節(jié)以滿足焊接工藝的要求。 2）硅整流式直流電焊機(jī):多采用硅整流元件，與旋轉(zhuǎn)式直流電焊機(jī)相比具有噪聲小，效率高，用料少，成本低等優(yōu)點(diǎn)，正逐步代替旋轉(zhuǎn)式直流電焊機(jī),直流電焊機(jī)的特點(diǎn)是直流電弧燃燒穩(wěn)定，所以用小電流焊接時(shí)常選用。在焊接

8、合金鋼、不銹鋼等材質(zhì)工件時(shí)，也常選用直流電源。 直流電源根據(jù)接工件電極的不同，分為正接和反接兩種接法。直流正接是指工件接正極，焊條接負(fù)極（厚板、酸性焊條）。直流反接是指工件接負(fù)極，焊條接正極（薄板、堿性低氫焊條、低合金鋼和鋁合金）。,手工電弧焊,正接和反接時(shí)，焊接電弧的形狀不一樣。顯然，只有采用直流焊接電源時(shí)，才有正接和反接兩種接線法，交流焊接電源由于正、負(fù)極在不斷地交替，所以不存在極性問(wèn)題。 焊件極性的選擇原則： 1、焊條電弧焊使用堿性低氫焊條時(shí)，一律采用反接。若采用正接，則電弧燃燒不穩(wěn)定電弧聲音很暴燥，發(fā)出強(qiáng)烈的嘶嘶聲飛濺很大，并且極容易產(chǎn)生氣孔。使用酸性焊條時(shí)，極性對(duì)電弧的穩(wěn)定燃燒影響不

9、大。 同樣道理，埋弧焊若使用直流電源施焊時(shí)，一般也采用反接。 2、鎢極氬弧焊焊接鋼、黃銅時(shí)，一律采用正接。因?yàn)殛帢O的發(fā)熱量遠(yuǎn)小于陽(yáng)極，所以用直流正接電源時(shí)，鎢極接負(fù)極，發(fā)熱量小，不易過(guò)熱，鎢極壽命長(zhǎng)，同樣直徑的鎢極可以采用較大的焊接電流。同時(shí)正接時(shí)，焊件為陽(yáng)極發(fā)熱量大，因此熔深大，生產(chǎn)率高。,三.焊條,；,焊條 焊條的組成 焊芯 作為電極，傳導(dǎo)焊接電流，產(chǎn)生電弧 作為填充金屬，與熔化的母材金屬共同組成焊縫金屬 添加合金元素 藥皮 改善焊接工藝性能易于引弧和再引弧，穩(wěn)弧性好，減少飛濺，使焊縫成形美觀； 機(jī)械保護(hù)作用氣保護(hù)和渣保護(hù) 冶金處理作用去除有害雜質(zhì)（如O.H.S.P等），添加有益元素,焊芯

10、中各合金元素對(duì)焊接的影響1)碳(C) 碳是鋼中的主要合金元素，當(dāng)含碳量增加時(shí)，鋼的強(qiáng)度、硬度明顯提高，而塑性降低。在焊接過(guò)程中，碳起到一定的脫氧作用，在電弧高溫作用下與氧發(fā)生化合作用，生成一氧化碳和二氧化碳?xì)怏w，將電弧區(qū)和熔池周圍空氣排除，防止空氣中的氧、氮有害氣體對(duì)熔池產(chǎn)生的不良影響，減少焊縫金屬中氧和氮的含量。若含碳量過(guò)高，還原作用劇烈，會(huì)引起較大的飛濺和氣孔。考慮到碳對(duì)鋼的淬硬性及其對(duì)裂紋敏感性增加的影響，低碳鋼焊芯的含碳量一般0. 1。 2)錳(Mn)錳在鋼中是一種較好的合金劑，隨著錳含量的增加，其強(qiáng)度和韌性會(huì)有所提高。在焊接過(guò)程中，錳也是一種較好的脫氧劑，能減少焊縫中氧的含量。錳與硫

11、化合形成硫化錳浮于熔渣中，從而減少焊縫熱裂紋傾向。因此一般碳素結(jié)構(gòu)鋼焊芯的含錳量為0. 300. 55，焊接某些特殊用途的鋼絲，其含錳量高達(dá)1 70一2. 10。,3)硅(Si )硅也是一種較好的合金劑，在鋼中加入適量的硅能提高鋼的屈服強(qiáng)度、彈性及抗酸性能；若含量過(guò)高，則降低塑性和韌性。在焊接過(guò)程中，硅也具有較好的脫氧能力，與氧形成二氧化硅，但它會(huì)提高渣的粘度，易促進(jìn)非金屬夾雜物生成。4)鉻(Cr）鉻能夠提高鋼的硬度、耐磨性和耐腐蝕性。對(duì)于低碳鋼來(lái)說(shuō)，鉻便是一種偶然的雜質(zhì)。鉻的主要冶金特征是易于急劇氧化，形成難熔的氧化物三氧化二鉻(Cr203)，從而增加了焊縫金屬夾雜物的可能性。三氧化二鉻過(guò)渡

12、到熔渣后，能使熔渣粘度提高，流動(dòng)性降低。5)鎳(Ni)鎳對(duì)鋼的韌性有比較顯著的效果，一般低溫沖擊值要求較高時(shí)，適當(dāng)摻入一些鎳。6)硫（S）硫是一種有害雜質(zhì)，隨著硫含量的增加，將增大焊縫的熱裂紋傾向，因此焊芯中硫的含量不得大于0. 04。在焊接重要結(jié)構(gòu)時(shí)，硫含量不得大于0. 03。7)磷 (P) 磷是一種有害雜質(zhì)，隨著含量的增加，將增大焊縫的冷裂紋傾向。,4. 焊條的分類 (1)焊條按熔渣的化學(xué)性質(zhì)分為兩大類 酸性焊條 溶渣呈酸性(熔渣堿度1.5) ，藥皮的主要成分為CaCO3、CaF2、CaSiO3和MgCO3等堿性氧化物。 優(yōu)點(diǎn)：抗裂性能好，特別是沖擊韌度較高。承壓類特種設(shè)備制造中廣泛使用堿

13、性焊條 缺點(diǎn)：對(duì)銹、油、水分較敏感，容易產(chǎn)生氣孔缺陷，電弧穩(wěn)定性差，脫渣性不好，發(fā)塵量大。,手工電弧焊,(2)焊條按用途可分為十一大類 碳鋼焊條、低合金鋼焊條、鉬和鉻鉬耐熱鋼焊條、低溫鋼焊條、不銹鋼焊條、堆焊焊條、鑄鐵焊條、鎳及鎳合金焊條、銅及銅合金焊條、鋁及鋁合金焊條、特殊用途焊條。,手工電弧焊,按照焊條藥皮的主要化學(xué)成分來(lái)分類，可以將電焊條分為：氧化鈦型焊條、氧化鈦鈣型焊條、鈦鐵礦型焊條、氧化鐵型焊條、纖維素型焊條（分為高纖維素鈉型（采用直流反接）、高纖維素鉀型兩類 ）、低氫型焊條（分為低氫鈉型、低氫鉀型和鐵粉低氫型等 ）、石墨型焊條及鹽基型焊條。 按性能分類的焊條，都是根據(jù)其特殊使用性能

14、而制造的專用焊條，如超低氫焊條、低塵低毒焊條、立向下焊條、躺焊焊條、打底層焊條、高效鐵粉焊條、防潮焊條、水下焊條、重力焊條等。,5.焊條型號(hào) 由國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)分別規(guī)定各類焊條的型號(hào)編制方法。如標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定碳鋼焊條型號(hào)為“E”， 其中，字母“E”表示焊條； 前二位數(shù)字表示熔敷金屬抗拉強(qiáng)度的最小值； 第三位數(shù)字表示焊接位置，“0”及“1”表示焊條適用于全位置（平焊、立焊、橫焊、仰焊）焊接，“2”為平焊及平角焊，“4”表示焊條適用于向下立焊； 第三位和第四位數(shù)字組合時(shí)表示焊接電流種類及藥皮類型。 在第四位數(shù)字后附加R表示耐吸潮焊條；附加M表示耐吸潮和力學(xué)性能有特殊規(guī)定的焊條；附加-1表示沖擊性能有特殊規(guī)定的焊

15、條。,手工電弧焊,6.焊條的選用 （1）按強(qiáng)度等級(jí)和化學(xué)成分選用 焊接一般結(jié)構(gòu)，如低碳鋼、低合金鋼結(jié)構(gòu)件時(shí)，一般選與焊件強(qiáng)度等級(jí)相同的焊條，而不考慮化學(xué)成分相同或相近。 焊接異種結(jié)構(gòu)鋼時(shí)，按強(qiáng)度等級(jí)低的鋼種選用焊條。 焊接特殊性能鋼種，如不銹鋼、耐熱鋼時(shí)，應(yīng)選用與焊件化學(xué)成分相同或相近的特種焊條。 焊件碳、硫、磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)較大時(shí)，應(yīng)選用堿性焊條。 焊接鑄造碳鋼或合金鋼時(shí)，因?yàn)樘己秃辖鹪氐馁|(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，而且多數(shù)鑄件厚度、剛度較大，形狀復(fù)雜，故一般選用堿性焊條。,手工電弧焊,（2）按焊件的工況條件選用焊條 焊接承受動(dòng)載、交變載荷及沖擊載荷的結(jié)構(gòu)件時(shí)，應(yīng)選用堿性焊條。 焊接承受靜載的結(jié)構(gòu)件時(shí)，應(yīng)選用

16、酸性焊條。 焊接表面帶有油、銹、污等難以清理的結(jié)構(gòu)件時(shí)，應(yīng)選用酸性焊條。 焊接在特殊條件，如在腐蝕介質(zhì)、高溫等條件下工作的結(jié)構(gòu)件時(shí)，應(yīng)選用特殊用途焊條。,手工電弧焊,（3）按焊件形狀、剛度及焊接位置選用焊條 厚度、剛度大、形狀復(fù)雜的結(jié)構(gòu)件，應(yīng)選用堿性焊條。 厚度、剛度不大，形狀一般，尤其是均可采用平焊結(jié)構(gòu)件，應(yīng)選用適當(dāng)?shù)乃嵝院笚l。 除平焊外，立焊、橫焊、仰焊等焊接位置的結(jié)構(gòu)件應(yīng)選用全位置焊條。,手工電弧焊,異種鋼焊接時(shí)焊條選用要點(diǎn)： 不同鋼號(hào)鋼材相焊焊條選用原則： 不同強(qiáng)度等級(jí)鋼號(hào)的碳素鋼、低合金鋼鋼材之間相焊，選用焊接材料應(yīng)保證焊縫金屬的抗拉強(qiáng)度高于或等于強(qiáng)度較低一側(cè)母材抗拉強(qiáng)度下限值，且不

17、超過(guò)強(qiáng)度較高一側(cè)母材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的上限值。,低合金鋼+奧氏體不銹鋼奧氏體高合金鋼與碳素鋼、低合鋼之間相焊，選用焊接材料應(yīng)保證焊縫金屬的抗裂性能和力學(xué)性能。當(dāng)設(shè)計(jì)溫度不超過(guò)370時(shí)，采用鉻、鎳含量可保證焊縫金屬為奧氏體的不銹鋼焊接材料；當(dāng)設(shè)計(jì)溫度高于370時(shí)，宜采用鎳基焊接材料。 不銹復(fù)合鋼板選用焊接材料應(yīng)保證焊縫金屬的力學(xué)性能高于或等于母材規(guī)定的限值；覆層鋼材選用焊接材料應(yīng)保證焊縫金屬的耐腐蝕性能，當(dāng)有力學(xué)性能要求時(shí)，還應(yīng)保證力學(xué)性能。過(guò)渡層（即覆層與基層交界面）的焊接，考慮基體材料的稀釋作用，應(yīng)選用鉻和鎳含量較高、塑性和抗裂性好的Cr25-Ni13型奧氏體鋼焊條。,四、手工電弧焊焊接工藝規(guī)范,焊

18、接規(guī)范是影響焊接質(zhì)量和焊接生產(chǎn)率的各個(gè)焊接工藝參數(shù)的總稱。手工電弧焊時(shí)，焊接規(guī)范主要包括焊接電流、電弧電壓、焊條種類和直徑、焊機(jī)種類和極性、焊接速度、焊接層數(shù)等。 其中焊接電流主要影響焊縫的熔深，電弧電壓主要影響焊縫的熔化寬度。,手工電弧焊,埋弧焊,1.定義 埋弧自動(dòng)焊是利用專門的機(jī)械設(shè)備自動(dòng)完成手工電弧焊中的引燃電弧、送進(jìn)焊絲以及移動(dòng)電弧等焊接動(dòng)作，并使電弧在較厚焊劑下燃燒的熔化焊。 2.焊接過(guò)程 如下圖所示，埋弧焊的焊接過(guò)程可概括為：自動(dòng)送絲；引??；焊劑自動(dòng)下料；焊機(jī)勻速運(yùn)動(dòng)；電弧在焊劑下燃燒。,埋弧自動(dòng)焊接過(guò)程（焊縫剖面圖）,埋弧焊,焊絲與焊劑,熔煉焊劑：在熔煉爐中制備，成分均勻，適于大

19、量生產(chǎn)； 陶瓷焊劑：利用粉末冶金工藝制備，顆粒強(qiáng)度低。,優(yōu)點(diǎn)： 1、焊接質(zhì)量高且穩(wěn)定； 2、熔深大，節(jié)省焊接材料； 3、無(wú)弧光，無(wú)金屬飛濺，焊接煙霧少； 4、自動(dòng)化操作，生產(chǎn)效率高。 5、在有風(fēng)的環(huán)境中焊接時(shí)，埋弧焊的保護(hù)效果勝過(guò)其它焊接方法 缺點(diǎn)： 1、設(shè)備昂貴，工藝復(fù)雜，主要適用于水平位置、長(zhǎng)的直線焊縫和圓筒形工件的縱、環(huán)焊縫的批量生產(chǎn)。 2、不適合焊接薄板 3、難以用來(lái)焊接鋁、鈦等氧化性強(qiáng)的金屬及其合金 4、不能直接觀察電弧和坡口的對(duì)中，容易焊偏,埋弧自動(dòng)焊的特點(diǎn),埋弧焊的焊前準(zhǔn)備 板厚小于14mm時(shí)，可不開(kāi)坡口； 板厚為1422mm時(shí)，應(yīng)開(kāi)Y型坡口； 板厚為2250mm時(shí)，可開(kāi)雙Y型或

20、U型坡口。 Y型和雙Y型坡口的角度為5060。,埋弧焊,焊縫間隙應(yīng)均勻，焊直縫時(shí)，應(yīng)安裝引弧板和熄弧板，以防止起弧和熄弧時(shí)產(chǎn)生的氣孔、夾雜、縮孔、縮松等缺陷進(jìn)入工件焊縫之中,埋弧焊,平板對(duì)接焊 一般采用雙面焊，可不留間隙直接進(jìn)行雙面焊接，也可采用打底焊或焊劑墊或墊板。為提高生產(chǎn)率，也可采用水冷銅成型底板進(jìn)行單面焊雙面成型。,環(huán)焊縫 焊接環(huán)焊縫時(shí)，焊絲起弧點(diǎn)應(yīng)與環(huán)的中心線偏離一距離e，以防止熔池金屬的流淌。一般偏離距離為20 40mm，直徑小于250mm的環(huán)縫一般不采用埋弧自動(dòng)焊。,多絲埋弧焊 同時(shí)有兩個(gè)以上焊絲一起焊接，焊接速度高，焊縫成型好。前一電弧保證熔深，后續(xù)電弧調(diào)節(jié)熔寬，使熔池形狀及焊

21、縫成型較為合理。,埋弧焊,埋弧焊的應(yīng)用 埋弧焊主要用于壓力容器的環(huán)縫焊和縱縫焊，鍋爐冷卻壁的長(zhǎng)直焊縫焊接，船舶和潛艇殼體的焊接，起重機(jī)械（行車）和冶金機(jī)械（高爐爐身）的焊接。,埋弧焊,三、氣體保護(hù)電弧焊,用外加氣體作為電弧介質(zhì)并保護(hù)電弧和焊接區(qū)的電弧焊，簡(jiǎn)稱氣體保護(hù)焊。 （一） 氬弧焊 定義：氬弧焊是使用氬氣作為保護(hù)氣體的氣體保護(hù)焊。 根據(jù)電極是否熔化分為不熔化極氬弧焊（鎢極氬弧焊）和熔化極氬弧焊,注：氬氣 氬氣為惰性氣體，高溫下不溶入液態(tài)金屬，也不與金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此，氬氣是一種理想的保護(hù)氣體。 由于氬弧溫度高，因此一旦引燃，電弧就很穩(wěn)定。 氬弧焊一般要求氬氣純度達(dá)99.9%，我國(guó)生產(chǎn)的

22、工業(yè)純氬，其純度可達(dá)99.9%，完全合乎氬弧焊的要求。 氬弧焊對(duì)焊前的除油、去銹、去水等準(zhǔn)備工作要求嚴(yán)格，否則就會(huì)影響焊縫質(zhì)量。,鎢極氬弧焊 以鎢釷合金和鎢鈰合金為陰極，利用鎢合金熔點(diǎn)高，發(fā)射電子能力強(qiáng)，陰極產(chǎn)熱少，鎢極壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，形成不熔化極氬弧焊。,氣體保護(hù)電弧焊,氣體保護(hù)電弧焊,特點(diǎn) 鎢極不熔化 適用于焊接厚度為6mm以下的薄板或打底焊 一般不采用直流反接 焊接鋁、鎂及其合金時(shí)，則采用交流電源或直流反接 熔深淺，生產(chǎn)率低,氣體保護(hù)電弧焊,熔化極氬弧焊 以焊絲為一電極（正極），工件為另一電極（負(fù)極），焊絲熔滴通常呈很細(xì)顆粒的“噴射過(guò)渡”進(jìn)入熔池，所用電流比較大，生產(chǎn)率高。 板厚8mm以上

23、的鋁容器。為使電弧穩(wěn)定，熔化極氬弧焊通常采用直流反接，這對(duì)于焊鋁工件正好有“陰極破碎”作用。 陰極破碎是指通過(guò)陰極的電子發(fā)射特性，使氧化膜產(chǎn)生分解,氣體保護(hù)電弧焊,熔化極氬弧焊,特點(diǎn) 幾乎可焊接所有金屬，尤其適合鋁、銅及其合金以及不銹鋼等材料 焊接時(shí)幾乎沒(méi)有氧化燒損，只有少量的蒸發(fā)損失，冶金過(guò)程比較簡(jiǎn)單 勞動(dòng)生產(chǎn)率高 MIG焊可直流反接，焊接鋁、鎂等金屬時(shí)有良好的陰極霧化作用 成本比TIG焊低 有可能取代TIG焊 MIG焊焊接鋁及鋁合金時(shí)，可以采取亞射流熔滴過(guò)渡方式提高接頭質(zhì)量 對(duì)焊絲及母材表面的油污、鐵銹等較為敏感，容易產(chǎn)生氣孔,氣體保護(hù)電弧焊,氬弧焊的特點(diǎn)及應(yīng)用 可焊接各種鋼材、有色金屬和

24、合金，焊接質(zhì)量?jī)?yōu)良。 可全位置自動(dòng)焊接。 焊接熱影響區(qū)小，焊件不易變形 電弧穩(wěn)定，焊縫致密，成型美觀。 氬氣貴，設(shè)備復(fù)雜，焊接成本高。 氬弧焊主要用于易氧化的有色金屬和合金鋼的焊接,如鋁、鎂、鈦及其合金、耐熱鋼、不銹鋼等。適用于單面焊雙面成形，如打底焊和管子焊接；鎢極氬弧焊還適用于薄板焊接。,氣體保護(hù)電弧焊,1.定義：利用CO2作為保護(hù)氣體的氣體保護(hù)焊，簡(jiǎn)稱CO2焊。 CO2氣體 CO2氣體密度大，高溫體積膨脹大，保護(hù)效果好。但CO2在高溫下易分解為CO和O，導(dǎo)致合金元素的氧化，熔池金屬的飛濺和CO氣孔。焊接用CO2純度要大于99.8%。,(二)CO2氣體保護(hù)焊,(二)CO2氣體保護(hù)焊,CO2

25、氣體保護(hù)焊示意圖,CO2焊時(shí)的飛濺 CO2+Fe = FeO+CO FeO進(jìn)入熔池和熔滴，與熔池和熔滴中的碳反應(yīng)： FeO+C = Fe+CO 生成的CO在熔池和熔滴內(nèi)體積急劇膨脹而爆破，導(dǎo)致飛濺。 防止飛濺的措施,CO2焊常用H08Mn2SiA焊絲來(lái)進(jìn)行脫氧，合金化。 采用短路過(guò)渡和細(xì)顆粒過(guò)渡。 為使電弧穩(wěn)定，飛濺少，CO2焊采用直流反接。 采用含硅、錳、鈦、鋁的焊絲，防止鐵的氧化。 采用藥芯焊絲。,氣體保護(hù)電弧焊,2.二氧化碳焊特點(diǎn) 焊接成本低； 焊接熱影響區(qū)小，焊件不易變形，焊接質(zhì)量好； 電流密度大，生產(chǎn)效率高； 操作性能好，適于全位置焊接； 焊后不用清渣，又是明弧，便于監(jiān)視和控制； 采

26、用大電流時(shí)，飛濺大，煙霧多； 電弧氣氛具有較強(qiáng)的氧化性，需采取含有脫氧劑的 焊絲。 CO2焊成本低，生產(chǎn)率高，焊縫質(zhì)量較好，主要用于低碳鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼焊接，適用于各種厚度。應(yīng)用CO2氣體保護(hù)焊需要克服：氧化碳問(wèn)題、氣孔問(wèn)題、飛濺問(wèn)題。,氣體保護(hù)電弧焊,氣體保護(hù)電弧焊,與手工電弧焊 、埋弧焊相比，氣體保護(hù)電弧焊有以下特點(diǎn)： 不采用藥皮焊條，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、半自動(dòng)化提高生產(chǎn)率 熱量集中，熱影響區(qū)小，焊接變形小 明弧焊，電弧和熔池的加熱熔化情況清晰可見(jiàn)，便于操作和控制 焊縫表面沒(méi)有渣，厚件多層焊時(shí)可節(jié)省大量的層間清渣工作，生產(chǎn)率高、產(chǎn)生夾渣等焊縫缺陷的可能性少 容易實(shí)現(xiàn)全位置焊接 焊接質(zhì)量高 適用

27、范圍廣,四、等離子弧焊,1. 定義：借助水冷噴嘴對(duì)電弧的拘束作用，利用機(jī)械壓縮效應(yīng)（電弧通過(guò)噴嘴細(xì)小孔道時(shí)的被迫收縮）、熱壓縮效應(yīng)（在冷氣流的強(qiáng)迫冷卻下，帶電粒子流離子和電子往弧柱中心集中）和電磁收縮效應(yīng)（弧柱帶電粒子的電流線為平行電流線，相互磁場(chǎng)作用使電流線產(chǎn)生相互吸引而收縮）將電弧壓縮為細(xì)小的等離子體，獲得較高能量密度的等離子弧進(jìn)行焊接的方法稱為等離子弧焊。,等離子弧能量密度大（105106W/cm2），弧柱溫度高（24000K以上），穿透能力強(qiáng)。10 12mm厚鋼材可不開(kāi)坡口，一次焊透雙面成型，焊接速度快，生產(chǎn)率高，應(yīng)力變形小。 電流小到0.1A時(shí)，電弧仍能穩(wěn)定燃燒，能保持良好的挺直度與

28、方向性，所以可焊接很薄的箔材。 等離子弧焊接在生產(chǎn)中已廣泛應(yīng)用，特別是國(guó)防工業(yè)及尖端技術(shù)所用的銅合金、合金鋼、鎢、鉬、鈷、鈦等金屬的焊接。如鈦合金導(dǎo)彈殼體、波紋管及膜盒、微型繼電器、電容器的外殼封焊以及飛機(jī)上一些薄壁容器均可用等離子弧焊接。 但等離子弧焊接設(shè)備比較復(fù)雜，氣體耗量大，只宜于室內(nèi)焊接。,等離子弧特點(diǎn)和應(yīng)用,等離子弧焊,五 、電渣焊,1.定義：利用電流通過(guò)熔渣時(shí)產(chǎn)生的電阻熱加熱和熔化焊絲和母材來(lái)進(jìn)行焊接的一種熔化焊方法。分為絲極、板極、熔嘴和熔管電渣焊。,2.電渣焊特點(diǎn) 宜在垂直位置焊接 適于大厚度件焊接，生產(chǎn)率高，焊接材料消耗少 渣池對(duì)被焊件有較好預(yù)熱作用，不易出現(xiàn)淬硬組織 高溫停

29、留時(shí)間長(zhǎng)，組織粗大，焊后必須進(jìn)行正火和回火熱處理 焊縫成形系數(shù)調(diào)節(jié)范圍大，有利于防止熱裂紋的產(chǎn)生,五 、電渣焊,3.應(yīng)用 電渣焊適用于板厚40mm以上結(jié)構(gòu)的焊接。一般用于直焊縫焊接。目前電渣焊已在我國(guó)水輪機(jī)、水壓機(jī)、軋鋼機(jī)、重型機(jī)械、鍋爐制造、石油化工等大型設(shè)備制造中得到廣泛使用。 電渣焊除焊接碳鋼、低合金、中合金鋼和高合金鋼以及鑄鐵外，也可用來(lái)焊接鋁及鋁合金、鎂合金、鈦及鈦合金和銅。,五 、電渣焊,承壓類特種設(shè)備常用焊接方法 焊接接頭 焊接缺陷 承壓類特種設(shè)備常用鋼材的焊接,焊接接頭,一、焊接接頭形式 焊接接頭形式一般由被焊接兩金屬件的相互結(jié)構(gòu)位置來(lái)決定，通常分為對(duì)接接頭、搭接接頭、角接接頭

30、及T字接頭等。這四種接頭形式中，對(duì)接接頭節(jié)省材料，容易保證質(zhì)量，應(yīng)力分布均勻，應(yīng)用最為廣泛，但焊前準(zhǔn)備及裝配質(zhì)量要求較高；搭接接頭兩焊件不在同一平面上，浪費(fèi)金屬且受力時(shí)將產(chǎn)生附加應(yīng)力，適于薄板焊件焊件；角接接頭在構(gòu)成直角連接時(shí)采用，一般只起連接作用而不承受工作載荷；T形接頭是結(jié)構(gòu)非直線連接中應(yīng)用最廣泛的連接形式。 在結(jié)構(gòu)焊接時(shí)具體采用哪種形式焊接接頭，主要根據(jù)焊件結(jié)構(gòu)形狀、使用要求、焊件厚度進(jìn)行選擇；另外還應(yīng)考慮坡口加工難易程度，焊接方法的種類等其它因素的要求。,每種接頭形式下又有不同的坡口形式。根據(jù)設(shè)計(jì)或工藝需要，在焊件的待焊部位加工并裝配成一定幾何形狀的溝槽稱為坡口。各種溝槽的形式參見(jiàn)GB

31、T337594焊接術(shù)語(yǔ)。 坡口形式的選擇主要考慮以下因素： 保證焊透 填充于焊縫部位的金屬盡量少 便于施焊，改善勞動(dòng)條件，如圓筒件，筒內(nèi)焊接量應(yīng)盡量少 減少焊接變形量,焊接接頭,1.對(duì)接接頭,將兩金屬件放置于同一平面（或曲面內(nèi)），使其邊緣相對(duì)，沿邊緣直線（或曲線）進(jìn)行焊接的接頭叫對(duì)接接頭。 對(duì)接接頭是最常見(jiàn)，最合理接頭形式。承壓類特種設(shè)備多采用對(duì)接接頭。,I形，一般用于薄板 V形，加工方便，耗焊材，角 變形大，單面施焊 X形，加工復(fù)雜，雙面施焊，角變形小，焊材損耗少 U形，加工復(fù)雜，焊材損耗少，角變形較大 雙U形，加工復(fù)雜，焊材損耗少，角變形小,用焊條電弧焊焊接板厚在6mm以下的對(duì)接焊縫時(shí)，一

32、般可用I型坡口直接焊接，但當(dāng)焊接厚度大于3mm的構(gòu)件時(shí)，需開(kāi)坡口；板厚在6mm12mm時(shí)，常開(kāi)單面坡口；板厚在12mm60mm時(shí)，常開(kāi)雙面坡口。單面坡口的可焊性較好，但焊條消耗量大，且焊后易產(chǎn)生角變形；雙面坡口受熱均勻，變形較小，焊條消耗量也小，但必須兩面施焊，有時(shí)受構(gòu)件結(jié)構(gòu)限制，不易實(shí)施。 埋弧焊的接頭形式與焊條電弧焊基本相同，但由于埋弧焊選用的電流大、熔深大，所以在板厚小于12mm時(shí)可直接采用I形坡口單面施焊，板厚小于24mm時(shí)可直接采用I形坡口雙面施焊，焊更厚構(gòu)件時(shí)需開(kāi)坡口。,焊接接頭,兩塊板料相疊，而在端部或側(cè)面角焊的接頭稱搭接接頭。 搭接接頭不需開(kāi)坡口，裝配要求較松，受力情況復(fù)雜，接

33、頭應(yīng)力集中嚴(yán)重，承壓類特種設(shè)備一般不允許用搭接結(jié)構(gòu)。,2.搭接接頭,大型立式儲(chǔ)罐的罐底板等一般采用搭接結(jié)構(gòu),3.角接接頭及T字接頭,兩構(gòu)件成直角或一定角度，而在其連接邊緣焊接的接頭稱角接接頭。 兩構(gòu)件成T字形焊接在一起的接頭，叫T字接頭。,角接接頭和T字接頭，常用于特種設(shè)備接管、法蘭、夾套、管板、管子和凸緣等焊接。,二.焊接接頭的組成,熔焊熱源的高溫集中熔化焊縫區(qū)金屬，并向工件金屬傳導(dǎo)熱量，必然引起焊縫及附近區(qū)域金屬的組織和性能發(fā)生變化。 焊縫區(qū)在焊接接頭橫截面上測(cè)量的焊縫金屬的區(qū)域。 熔合區(qū)熔合線兩側(cè)有一個(gè)很窄的焊縫與熱影響區(qū)的過(guò)渡區(qū)。 熱影響區(qū)-受焊接熱循環(huán)的影響，焊縫附近的母材因焊接熱作

34、用發(fā)生組織或性能變化的區(qū)域。 焊接接頭的薄弱部位不在焊縫，而在熔合區(qū)和熱影響區(qū)。,焊接接頭各區(qū)形成示意圖,壓力容器焊接接頭的分類,壓力容器受壓元件之間的焊接接頭分為A、B、C、D四類,（1）圓筒部分（包括接管）和錐殼部分的縱向接頭（多層包扎容器層板層縱向接頭除外）、球形封頭與圓筒連接的環(huán)向接頭、各類凸形封頭和平封頭中的所有拼焊接頭以及嵌入式的接管或凸緣與殼體對(duì)接連接的接頭，均屬A類焊接接頭。 （2）殼體部分的環(huán)向接頭、錐形封頭小端與接管連接的接頭、長(zhǎng)頸法蘭與殼體或接管連接的接頭、平蓋或管板與圓筒對(duì)接連接的接頭以及接管間的對(duì)接環(huán)向接頭，均屬B類焊接接頭，但已規(guī)定為A類的焊接接頭除外； （3）球冠

35、形封頭、平蓋、管板與圓筒非對(duì)接連接的接頭，法蘭與殼體或接管連接的接頭，內(nèi)封頭與圓筒的搭接接頭以及多層包扎容器層板層縱向接頭，均屬C類焊接接頭，但已規(guī)定為A、B類的焊接接頭除外； （4）接管（包括人孔圓筒）、凸緣、補(bǔ)強(qiáng)圈等與殼體連接的接頭，均屬D類焊接接頭，但已規(guī)定為A、B、C類的焊接接頭除外； （5）非受壓元件與受壓元件的連接接頭為E類焊接接頭，如圖所示。,承壓類特種設(shè)備常用焊接方法 焊接接頭 焊接缺陷 承壓類特種設(shè)備常用鋼材的焊接,焊接過(guò)程的特點(diǎn),焊接與煉鋼相似，是一個(gè)冶煉過(guò)程。但這個(gè)過(guò)程比煉鋼的時(shí)間短得多，有它自己的一些特點(diǎn)。 一、溫度高 以手工電弧焊為例，其電弧溫度高達(dá)60008000，

36、使焊件與電焊條之間發(fā)生強(qiáng)烈熔化和蒸發(fā)(熔滴的平均溫度達(dá)18002400)，外界的氣體(如：N2、02、H2等)大量的分解溶入熔池，其數(shù)量比煉鋼要大很多倍，那么凝固后的金屬，有可能產(chǎn)生氣孔，使機(jī)械性能下降。 二、溫差大 焊接是局部加熱，從冷態(tài)開(kāi)始至加熱熔化，熔池的溫度可達(dá)1700以上，其周圍又是冷態(tài)金屬，兩者溫度差巨大，從而使構(gòu)件產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力和變形，嚴(yán)重者可能產(chǎn)生裂紋，以至斷裂。,三、熔池小，冷卻快 由于熔池休積小，手工電弧焊只有8l 0mm3，自動(dòng)焊大一些，也不過(guò)930mm3，焊縫金屬?gòu)娜刍侥讨挥袔酌腌?，平均冷卻速度約在4100/秒，比鑄錠冷卻速高1000倍，在這樣短的時(shí)間內(nèi)，冶金反應(yīng)

37、是不平衡，也就是說(shuō)是不完善的。因而，焊縫金屬的成份分布不均勻，偏析較大。 四、組織差別大 焊接時(shí)，溫度高，液體金屬蒸發(fā)，化學(xué)元素的燒損，有些元素在焊縫金屬和基本金屬之間相互擴(kuò)散，近縫區(qū)段所處的溫度又不同，冷卻后焊接接頭的顯微組織差別極大，明顯的影響焊接接頭性能。,焊接過(guò)程的特點(diǎn),焊接缺陷的危害性,正是由于焊接過(guò)程的上述特點(diǎn)，導(dǎo)致該區(qū)域焊接缺陷的產(chǎn)生。焊接缺陷對(duì)鍋爐壓力容器安全運(yùn)行的危害是巨大的，主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面： 1）由于缺陷的存在，減少了焊縫的承載截面積，削弱了拉伸強(qiáng)度。 2）由于缺陷形成缺口，缺口尖端會(huì)發(fā)生應(yīng)力集中和脆化現(xiàn)像，容易產(chǎn)生裂絞并擴(kuò)展。 3）缺陷可能穿透筒壁，發(fā)生泄漏，影響

38、致密性。,焊接缺陷的分類,焊接缺陷從宏觀上看，可分為： 裂紋 未熔合 未焊透 夾渣 氣孔 形狀缺陷（又稱焊縫金屬表面缺陷或叫接頭的幾何尺寸缺陷，如咬邊，焊瘤等。）,焊接缺陷的分類,1.裂紋（焊接裂紋）： 在焊接應(yīng)力及其它致脆因素共同作用下，焊接接頭中局部地區(qū)的金屬原子結(jié)合力遭到破壞而形成的新界面而產(chǎn)生縫隙，稱為焊接裂紋。它具有尖銳的缺口和大的長(zhǎng)寬比特征。 裂紋是焊接缺陷中危害性最大的一種，焊接結(jié)構(gòu)的破壞大部分是由于裂紋造成。 。裂紋是一種面積型缺陷，具有三維尺寸的缺陷稱為體積型缺陷，具有二維尺寸（第三維尺寸極小）的缺陷稱為面積型缺陷，它的出現(xiàn)將顯著減少承載截面積，更嚴(yán)重的是裂紋端部形成尖銳缺口

39、，應(yīng)力高度集中，很容易擴(kuò)展導(dǎo)致破壞。,焊接缺陷的分類,產(chǎn)生機(jī)理： 冶金因素 指的是由于焊縫產(chǎn)生不同程度的物理與化學(xué)狀態(tài)的不均勻，如低熔共晶組成元素S、P、Si等發(fā)生偏析、富集導(dǎo)致的熱裂紋。此外，在熱影響區(qū)金屬中，快速加熱和冷卻使金屬中的空位濃度增加，同時(shí)由于材料的淬硬傾向，降低材料的抗裂性能，在一定的力學(xué)因素下，這些都是生成裂紋的冶金因素。 力學(xué)因素 由于快熱快冷產(chǎn)生了不均勻的組織區(qū)域，由于熱應(yīng)變不均勻而導(dǎo)至不同區(qū)域產(chǎn)生不同的應(yīng)力，造成焊接接頭金屬處于復(fù)雜的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)。內(nèi)在的熱應(yīng)力、組織應(yīng)力和外加的拘束應(yīng)力，以及應(yīng)力集中相疊加構(gòu)成了導(dǎo)致接頭金屬開(kāi)裂的力學(xué)條件。,按其方向可分為縱向裂紋、橫向裂

40、紋，輻射狀（星狀）裂紋。 按發(fā)生的部位可分為根部裂紋、弧坑裂紋，熔合區(qū)裂紋、焊趾裂紋及熱響裂紋。 按產(chǎn)生的溫度可分為熱裂紋（如結(jié)晶裂紋、液化裂紋等）、冷裂紋（如氫致裂紋、層狀撕裂等）以及再熱裂紋。,焊接缺陷的分類,冷裂紋：焊接接頭冷卻到較低溫度時(shí)(對(duì)于鋼來(lái)說(shuō)在MS溫度，即奧氏體開(kāi)始轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體的溫度以下)產(chǎn)生的焊接裂紋。最主要、最常見(jiàn)的冷裂紋為延遲裂紋（即在焊后延遲一段時(shí)間才發(fā)生的裂紋-因?yàn)闅涫亲罨钴S的誘發(fā)因素，而氫在金屬中擴(kuò)散、聚集和誘發(fā)裂紋需要一定的時(shí)間）。 冷裂紋主要產(chǎn)生在熱影響區(qū)和焊縫的根部，基本上與焊縫軸線垂直。 冷裂紋是無(wú)分叉的純裂紋，電子顯微鏡斷口檢查發(fā)現(xiàn)，它是一種穿晶型裂紋或穿

41、晶與沿晶混合型裂紋，在淬硬性較大鋼中，一般是沿晶裂紋，而在淬硬性低的鋼中，則是穿晶裂紋。,冷裂紋產(chǎn)生原因： 焊接接頭存在淬硬組織，性能脆化； 擴(kuò)散氫含量較高，使接頭性能脆化，并聚集在焊接缺陷處形成大量氫分子，造成非常大的局部壓力； 存在較大的焊接拉應(yīng)力。 冷裂紋的預(yù)防措施： 用堿性焊條，減少焊縫金屬中氫含量、提高焊縫金屬塑性； 減少氫來(lái)源，焊材要烘干，接頭要清潔（無(wú)油、銹、水）； 避免產(chǎn)生淬硬組織，焊前預(yù)熱、焊后緩冷； 降低焊接應(yīng)力，采用合理的工藝規(guī)范，焊后熱處理等； 焊后立即進(jìn)行消氫處理（即加熱到200-350左右，保溫，使焊縫金屬中的擴(kuò)散氫逸出金屬表面）。,焊接缺陷的分類,熱裂紋：焊接過(guò)程

42、中，焊縫和熱影響區(qū)金屬冷卻到固相線附近的高溫區(qū)產(chǎn)生的裂紋。 按裂紋產(chǎn)生的機(jī)理、形態(tài)和溫度區(qū)間不同，焊接熱裂紋可分為:凝固裂紋，液化裂紋，多邊化裂紋和失塑裂紋4種 熱裂紋產(chǎn)生的部位：焊接熱裂紋通常產(chǎn)生于焊縫金屬內(nèi)，也可能在焊接熔合線鄰近的熱影響區(qū)組織內(nèi)(母材金屬)，發(fā)生在弧坑中的熱裂紋往往是星狀的。,熱裂紋產(chǎn)生的原因：焊縫中低熔點(diǎn)共晶組成元素S、P、Si等發(fā)生偏析、富集，導(dǎo)致大量低熔點(diǎn)的共晶物聚集于晶界上,在冷卻結(jié)晶過(guò)程中,焊縫收縮而產(chǎn)生拉力,使焊縫在高溫時(shí)沿晶界開(kāi)裂，從而產(chǎn)生熱裂紋。 熱裂紋的預(yù)防措施 冶金方面：控制焊縫化學(xué)成分，嚴(yán)格控制會(huì)形成低熔點(diǎn)共晶的雜質(zhì)元素含量；改變焊縫組織狀態(tài)，細(xì)化晶

43、粒。 工藝方面：控制焊縫形狀，從焊接構(gòu)件設(shè)計(jì)和焊接工藝上設(shè)法盡量減少在脆性溫度區(qū)間的拉伸應(yīng)變；合理選用焊接材料（一般選用具有較強(qiáng)脫硫能力的堿性焊條和焊劑）；制定合理的焊接工藝規(guī)范，選擇合理的焊接方向和焊接順序；使用引弧板，盡量減少焊接熱作用。,再熱裂紋：焊后焊件在一定溫度范圍內(nèi)再次加熱（消除應(yīng)力熱處理或其它加熱過(guò)程）而產(chǎn)生的裂紋。 再熱裂紋產(chǎn)生的部位：通常在熔合線附近的粗晶區(qū)中，從焊趾部位開(kāi)始，延向細(xì)晶區(qū)停止。 再熱裂紋產(chǎn)生的原因：鋼中碳化物形成元素Cr、Mo、V等的沉淀強(qiáng)化造成的晶內(nèi)二次強(qiáng)化作用。 再熱裂紋機(jī)理：焊接時(shí)，熔合線附近的熱影響區(qū)金屬被加熱到1300以上的高溫，此時(shí)碳化物相繼分解，

44、碳化物形成元素Cr、Mo、V等溶于奧氏體中。在快冷過(guò)程中，上述元素來(lái)不及析出而以過(guò)飽和的形式保留在奧氏體中。焊后再次加熱時(shí)，在溫度作用下碳化物從固溶體中析出，在原奧氏體晶粒內(nèi)呈彌散分布，使晶粒明顯強(qiáng)化，即晶粒強(qiáng)度升高，變形困難。由于應(yīng)力松馳而產(chǎn)生的塑性變形就會(huì)集中在強(qiáng)度較低的晶界，使之產(chǎn)生滑移，晶界移滑往往顯示出很低的抗變形能力，從而導(dǎo)致晶界開(kāi)裂。,防止產(chǎn)生再熱裂紋的方法： 母材及焊接材料的選用。 預(yù)熱 預(yù)熱溫度為200450。若焊后能及時(shí)后熱，可適當(dāng)降低預(yù)熱溫度。例如，18MnMoNb鋼焊后在180熱處理2h，預(yù)熱溫度可降低至180。 焊接線能量的控制。一般來(lái)說(shuō)，增大線能量可以降低拘束力，能

45、使再熱裂紋傾向有所減小；若線能量大得使奧氏體晶粒粗化嚴(yán)重，則促使再熱裂紋傾向增大。 應(yīng)用低強(qiáng)度焊縫, 使焊縫強(qiáng)度低于母材以增高其塑性變形能力。 減少焊接應(yīng)力, 合理地安排焊接順序、減少余高、避免咬邊及根部未焊透等缺陷以減少焊接應(yīng)力。,焊接缺陷的危害性丶分類及辨認(rèn),2. 未 熔 合 是指熔焊時(shí)，焊道與母材之間或焊道與焊道之間，未完全熔化結(jié)合的部分。 點(diǎn)焊時(shí)母材與母材之間未完全熔化結(jié)合的部分。 未熔合可分為坡口未熔合、焊道之間未熔合（包括層間未熔合）、焊縫根部未熔合。按其間成分不同，可分為白色未熔合（純氣隙、不含夾渣）、黑色未熔合（含夾渣的）。,焊接缺陷的危害性丶分類及辨認(rèn),產(chǎn)生機(jī)理： a.電流太

46、小或焊速過(guò)快（線能量不夠）； b.電流太大，使焊條大半根發(fā)紅而熔化太快，母材還未到熔化溫度便覆蓋上去。 c.坡口有油污、銹蝕； d.焊件散熱速度太快，或起焊處溫度低； e.操作不當(dāng)或磁偏吹，焊條偏弧等。 未熔合：是一種類似于裂紋的極其危險(xiǎn)的缺陷。未熔合本身就是一種虛焊， 在交變載荷工作狀態(tài)下， 應(yīng)力集中，極易開(kāi)裂，是最危險(xiǎn)缺陷之一。,焊接缺陷的危害性丶分類及辨認(rèn),3. 未 焊 透 焊接時(shí)接頭根部未完全熔透的現(xiàn)象，也就是焊件的間隙或鈍邊未被熔化而留下的間隙，或是母材金屬之間沒(méi)有熔化，焊縫熔敷金屬?zèng)]有進(jìn)入接頭的根部造成的缺陷。 未焊透可分為雙面焊未焊透和單面焊未焊透兩種 1. 單V坡口未焊透 2X

47、坡口未焊透 3無(wú)坡口未焊透,焊接缺陷的危害性丶分類及辨認(rèn),產(chǎn)生未焊透缺陷的主要原因 焊接電流過(guò)小，焊接速度過(guò)快；坡口角度太?。桓库g邊太厚；間隙太??；焊條角度不當(dāng)；電弧太長(zhǎng)或偏吹（偏?。┑?。 未焊透的危害性 未焊透也是一種比較危險(xiǎn)的缺陷，其危害性取決于缺陷的形狀、深度和長(zhǎng)度。它除降低焊縫的強(qiáng)度外，也容易在未焊透區(qū)域延伸成裂紋，導(dǎo)致材料斷裂，尤其連續(xù)未焊透更是一種危險(xiǎn)缺陷。,焊接缺陷的危害性丶分類及辨認(rèn),4夾 渣 夾渣是指焊縫金屬中殘留有外來(lái)固體物質(zhì)所形成的缺陷，以及焊后殘留在焊縫中的金屬顆粒。 夾渣是焊接過(guò)程中比較容易產(chǎn)生的缺陷，通常尤以殘留在焊縫金屬中的熔劑形成的夾渣最為常見(jiàn)。 熔劑夾渣：是

48、指焊條藥皮或焊劑不溶物而產(chǎn)生 的夾渣物。 金屬夾渣：是指焊縫金屬中殘留的金屬顆粒。 如：鎢金屬。 夾渣在焊縫中的形狀有：?jiǎn)蝹€(gè)點(diǎn)狀?yuàn)A渣、條狀?yuàn)A渣、鏈狀?yuàn)A渣和密集夾渣等 。,焊接缺陷的危害性丶分類及辨認(rèn),按形態(tài)：夾渣可分為點(diǎn)狀?yuàn)A渣、塊狀?yuàn)A渣、條狀?yuàn)A渣等。 單個(gè)點(diǎn)狀?yuàn)A渣 條狀?yuàn)A渣,焊接缺陷的危害性丶分類及辨認(rèn),產(chǎn)生非金屬夾渣的主要原因： 焊接電流太小，焊接速度太快：熔池金屬凝固過(guò)快；運(yùn)條不正確；鐵水與熔渣分離不好；層間清渣不徹底等。 產(chǎn)生金屬夾渣的主要原因： 焊接電流過(guò)大或鎢極直徑太小，氬氣保護(hù)不良引起鎢極燒損，鎢極觸及熔池或焊絲而剝落。 夾渣的危害性： 夾渣是一種體積型缺陷，容易被射線照相檢出。夾

49、渣會(huì)減少焊縫受力截面。夾渣的棱角容易引起應(yīng)力集中，成為交變載荷下的疲勞源。,焊接缺陷的危害性丶分類及辨認(rèn),5. 氣 孔 氣孔是指焊接時(shí)，熔池中的氣泡在凝固時(shí)未能逸出，而殘留下來(lái)所形成的空穴。 氣孔可分為條蟲(chóng)狀氣孔、針孔、柱孔，按分布可分為密集氣孔，鏈孔等。 氣孔產(chǎn)生部位和形狀 氣孔分內(nèi)氣孔和外氣孔兩種：小的很小，在顯微鏡下才能看到，大的可達(dá)6mm以上。氣孔是由于氣體熔解于液態(tài)金屬內(nèi)，在冷卻中金屬熔解度降低，部分氣體企圖進(jìn)入大氣，但遇到金屬結(jié)晶的阻力，使它不能順利的逸出而殘留于金屬內(nèi)，形成了內(nèi)氣孔，或逸在表面形成外氣孔。,焊接缺陷的危害性丶分類及辨認(rèn),氣孔在焊縫中的分布； 有的是單個(gè)氣孔，有的是

50、成群狀或鏈狀氣孔等等。 如焊縫中的單個(gè)球形氣孔。 大量氣孔在焊縫金屬中比較均勻地分布。 焊縫中局部密集氣孔。 單個(gè)球狀氣孔 均布?xì)饪?密集氣孔,焊接缺陷的危害性丶分類及辨認(rèn),與焊縫軸線平行的鏈狀氣孔。 長(zhǎng)度方向與焊縫軸線近似平行的非球形的長(zhǎng)氣孔。,焊接缺陷的危害性丶分類及辨認(rèn),由于氣體上浮引起的管狀孔穴、蟲(chóng)形孔穴的位置和形狀是由固化的形式和氣體的來(lái)源決定的，通常它們是成群或單個(gè)出現(xiàn)并且成人字形分布。,焊接缺陷的危害性丶分類及辨認(rèn),產(chǎn)生氣孔的主要原因： 基本金屬或填充材料表面有銹、油等未清干凈。 焊條及熔劑沒(méi)有充分烘干。 電弧能量過(guò)小或焊速度過(guò)快。 焊縫金屬脫氧不足。 氣孔的危害 焊縫中由于氣孔

51、的殘留，必然減少焊縫金屬的有效截面，從而使焊接接頭的強(qiáng)度降低。特別是密集氣孔會(huì)使焊縫不致密，降低接頭塑性和引起構(gòu)件的焊縫處泄漏。 氣孔與裂紋和未焊透比較，它的危害性要差一些，所以標(biāo)準(zhǔn)中允許限量存在。但是，要力求焊縫無(wú)氣孔或盡量減少氣孔數(shù)量。,焊接缺陷的危害性丶分類及辨認(rèn),6形狀缺陷 表面缺陷，屬于外觀檢查的范圍。 射線照相標(biāo)準(zhǔn)一般均規(guī)定： 焊縫經(jīng)表面檢驗(yàn)合格后才能進(jìn)行射線照相。但是，有時(shí)一些未經(jīng)外觀檢驗(yàn)或外觀檢驗(yàn)不合格的焊縫也進(jìn)行了射線照相；有些構(gòu)件的某些焊縫難以進(jìn)行外觀檢查的，如帶墊板管件、液化石油氣鋼瓶環(huán)焊縫、無(wú)人孔的小容器合縫、鍋爐聯(lián)箱最后組裝的環(huán)焊縫等等這些焊縫的內(nèi)凹和內(nèi)咬邊，都需要無(wú)

52、損探傷才能綜合評(píng)定。 形狀缺陷是指焊縫金屬表面成形不良或其他原因造成的缺陷，包括咬邊、燒穿，根部?jī)?nèi)凹，收縮溝、弧坑、焊瘤，未焊滿，搭接不良等。,焊接缺陷的危害性丶分類及辨認(rèn),咬邊：沿焊趾的母材部位被電弧熔化時(shí)所成的溝槽或凹陷，稱咬邊，它有連續(xù)和斷續(xù)之分。在底片的焊縫邊緣（焊趾處），靠母材側(cè)呈現(xiàn)出粗短的黑色條狀影像。黑度不均勻，輪廓不明顯，形狀不規(guī)則，兩端無(wú)尖角。咬邊可為焊趾咬邊和根部（包部帶墊板的焊根內(nèi)咬邊）咬邊，如圖32所示。 凹坑（內(nèi)凹）：焊后焊縫表面或背面（根部）所形成低于母材的局部低洼部分，稱為凹坑（根部稱內(nèi)凹），在底片上的焊縫影像中多呈現(xiàn)為不規(guī)則的圓形黑化區(qū)域，黑度是由邊緣向中心逐漸

53、增大，輪廓不清晰，如圖33所示。,焊接缺陷的危害性丶分類及辨認(rèn),收縮溝（含縮根）：焊縫金屬收縮過(guò)程中，沿背面焊道的兩側(cè)或中間形成的根部收縮溝槽或縮根。在底片焊縫根部焊道影像兩側(cè)或焊道中間出現(xiàn)的，黑度不均勻，輪廓欠清晰，外形呈米粒狀的黑色影像，如圖34所示,焊接缺陷的危害性丶分類及辨認(rèn),燒穿：焊接過(guò)程中，熔化金屬由焊縫背面流出后所形成的空洞，稱燒穿。它可分為完全燒穿（背面可見(jiàn)洞穴）和不完全燒穿（背面僅能見(jiàn)凸起的鼓皰），在底片的焊縫焊接時(shí)流影像中，其形貌多為不規(guī)正的圓形，黑度大而不均勻，輪廓清晰的影像，燒穿大多伴隨塌漏同生。如圖35、36所示。 焊瘤：即熔敷金屬在到焊縫在焊縫接頭對(duì)口，由于厚度不同

54、或內(nèi)徑不等（橢圓度）造成的錯(cuò)口而引起的，大多出現(xiàn)在管子的對(duì)接環(huán)縫中。在底片上的主要特征是在焊根的一側(cè)出現(xiàn)直線性較強(qiáng)的（明顯可見(jiàn)鈍邊加工痕跡）黑線。輪廓清晰，黑度不均勻，從焊根的焊趾線向焊縫中心是逐漸減小，直至邊界消失?？亢父纬傻暮诰€，是之外的母材表面而未與母材熔合在一起所形成的球狀金屬物。在底片上多出現(xiàn)在焊趾線（并覆蓋焊趾）外側(cè)光滑完整的白色半圓形的影像，焊瘤與母材之間為層狀未熔合，瘤中常伴有密集氣孔。如圖37所示。,焊接缺陷的危害性丶分類及辨認(rèn),錯(cuò)口：常發(fā)生邊蝕效應(yīng)所至，如圖38所示,焊接接頭質(zhì)量檢驗(yàn)的內(nèi)容和方法,焊接質(zhì)量檢驗(yàn)的方法,焊接接頭的非破壞性試驗(yàn)方法,外觀檢查 焊縫的外形尺寸是否

55、合格 有無(wú)焊縫外氣孔、咬邊、滿溢及焊接裂紋等表面缺陷 表面及近表面缺陷的檢查 滲透探傷 著色法 熒光法 磁粉探傷,焊接接頭的非破壞性試驗(yàn)方法,焊接接頭的非破壞性試驗(yàn)方法,焊接接頭的非破壞性試驗(yàn)方法,內(nèi)部缺陷的檢查 射線探傷 X射線 射線 高能射線 超聲波探傷,焊接接頭的非破壞性試驗(yàn)方法,射線探傷原理,焊接接頭的非破壞性試驗(yàn)方法,超聲波探傷原理,影響探傷靈敏性的因素 超聲波波長(zhǎng)和頻率 探傷儀的盲區(qū) 工件探傷面光潔度,焊接接頭的非破壞性試驗(yàn)方法,壓力容器焊接接頭耐壓試驗(yàn) 水壓試驗(yàn) 氣壓試驗(yàn) 氣液組合試驗(yàn) 泄漏試驗(yàn) 氣密性試驗(yàn) 氨滲漏試驗(yàn) 鹵素漏試驗(yàn) 氦檢漏試驗(yàn),焊接接頭的破壞性試驗(yàn)方法,力學(xué)性能試

56、驗(yàn) 拉伸試驗(yàn) 彎曲試驗(yàn) 沖擊試驗(yàn) 硬度試驗(yàn) 金相檢驗(yàn) 宏觀分析 微觀分析 化學(xué)分析 晶間腐蝕試驗(yàn),承壓類特種設(shè)備常用焊接方法 焊接接頭 焊接缺陷 承壓類特種設(shè)備常用鋼材的焊接,一、鋼材的焊接性 二、碳素鋼的焊接 三、低合金鋼的焊接 四、不銹鋼的焊接,承壓類特種設(shè)備常用鋼材的焊接,焊接性：采用一定焊接方法、焊接材料、工藝參數(shù)及結(jié)構(gòu)形式的條件下，獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度，即其對(duì)焊接加工的適應(yīng)性。 焊接性一般包括兩個(gè)方面： 工藝焊接性：主要指在給定的焊接工藝條件下，形成完好焊接接頭的能力，特別是接頭對(duì)產(chǎn)生裂紋的敏感性，也稱抗裂性； 使用焊接性：在給定的焊接工藝條件下，焊接接頭在使用條件下安全運(yùn)行的

57、能力，包括焊接接頭的力學(xué)性能和其它特殊性能（如耐高溫、耐腐蝕、抗疲勞等）。 焊接性是金屬的工藝性能在焊接過(guò)程中的反映，了解及評(píng)價(jià)金屬材料的焊接性，是焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、確定焊接方法、制定焊接工藝的重要依據(jù)。,鋼材的焊接性,（二）鋼的焊接性評(píng)定方法 鋼是焊接結(jié)構(gòu)中最常用的金屬材料，因而評(píng)定鋼的焊接性顯得尤為重要。由于鋼的裂紋傾向與其化學(xué)成分有密切關(guān)系，因此，可以根據(jù)鋼的化學(xué)成分評(píng)定其焊接性的好壞。 通常將影響最大的碳作為基礎(chǔ)元素，把其它合金元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)焊接性的影響折合成碳的相當(dāng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)，碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和其它合金元素的相當(dāng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)之和稱為碳當(dāng)量，它是評(píng)定鋼的焊接性的一個(gè)參考指標(biāo)。,鋼材的焊接性,碳當(dāng)量

58、（Carbon Equivalent)公式,國(guó)際焊接學(xué)會(huì),日本焊接學(xué)會(huì),英國(guó)BS2462,碳當(dāng)量越高，裂紋傾向越大，鋼的焊接性越差。一般認(rèn)為： Ceq0.6%時(shí)，鋼的淬硬和冷裂傾向嚴(yán)重，焊接性很差，一般不用于生產(chǎn)焊接結(jié)構(gòu)。 碳當(dāng)量公式僅用于對(duì)材料焊接性的粗略估算，在實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)通過(guò)直接試驗(yàn)（焊接性試驗(yàn)），模擬實(shí)際情況下的結(jié)構(gòu)、應(yīng)力狀況和施焊條件，在試件上焊接，觀察試件的開(kāi)裂情況，并配合必要的接頭使用性能試驗(yàn)進(jìn)行評(píng)定(焊接工藝評(píng)定)。,鋼材的焊接性,二、碳素鋼的焊接,Q235、10、15、20等低碳鋼是應(yīng)用最廣泛的焊接結(jié)構(gòu)材料，由于其含碳量低于0.25%，塑性很好，淬硬傾向小，不易產(chǎn)生裂紋，所

59、以焊接性最好。焊接時(shí)，任何焊接方法和最普通的焊接工藝即可獲得優(yōu)質(zhì)的焊接接頭。但由于施焊條件、結(jié)構(gòu)形式不同，焊接時(shí)還需注意以下問(wèn)題： （1）在低溫環(huán)境下焊接厚度大、剛性大的結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行預(yù)熱，否則容易產(chǎn)生裂紋。 （2）重要結(jié)構(gòu)焊后要進(jìn)行去應(yīng)力退火以消除焊接應(yīng)力。 低碳鋼對(duì)焊接方法幾乎沒(méi)有限制，應(yīng)用最多的是手工電弧焊、埋弧焊、氣體保護(hù)電弧焊和電阻焊。采用電弧焊時(shí)，焊接材料的選擇參見(jiàn)表。,低碳鋼焊接材料的選擇,二、碳素鋼的焊接,含碳量在0.25%0.60%之間的中碳鋼，有一定的淬硬傾向，焊接接頭容易產(chǎn)生低塑性的淬硬組織和冷裂紋，焊接性較差。中碳鋼的焊接結(jié)構(gòu)多為鍛件和鑄鋼件，或進(jìn)行補(bǔ)焊。 焊接方法：手工電弧焊。 焊條選用：抗裂性好的低氫型焊條（如J426