焊接基本知識(shí).doc

焊接方法一、焊接焊接時(shí)利用原子間的擴(kuò)散與結(jié)合，使分離的金屬材料牢固地連接起來(lái)，成為一個(gè)整體的過(guò)程。埋弧焊電弧焊氣 焊等離子弧焊電渣焊熔化焊壓力焊基本焊接方法手工電弧焊氣體保護(hù)焊電子束焊激光焊釬 焊原子之間的擴(kuò)散與結(jié)合，通常采用加熱、加壓或兩者并用?？梢杂锰畛洳牧希ɑ虿挥茫?，將金屬加熱到熔化狀態(tài)。二、焊接方法的分類焊接方法分類如圖：電弧焊 電弧焊即在電極和焊體之間造成電弧，利用電弧所產(chǎn)生的熱量將被焊金屬和焊條金屬熔化，并形成一種永久接頭的過(guò)程，稱為電弧焊。（1） 手工電弧焊焊接規(guī)范的選擇：A 、常用的焊條直徑為35mm，平焊對(duì)接可選用較粗焊條，立焊的焊條直徑不宜超過(guò)5mm，仰、橫焊的焊條直徑不宜超過(guò)4mm，對(duì)于多層焊的第一層焊道，焊條直徑不應(yīng)超過(guò)3.2mm，以保證根部焊透。B、焊接電流過(guò)小，電弧不穩(wěn)定，會(huì)造成未焊透和夾渣等缺陷，而且生產(chǎn)效率低。電流過(guò)大，則焊縫容易產(chǎn)生咬邊喝焊穿等缺陷。C、電弧電壓也是工作電壓，它的大小是由電弧長(zhǎng)度來(lái)決定的。電弧長(zhǎng)，則電弧電壓高；電弧短，則電弧電壓低。在焊接過(guò)程中，電弧不宜過(guò)長(zhǎng)，否則會(huì)出現(xiàn)電弧燃燒不穩(wěn)定，增加金屬飛濺，減少熔深，以及產(chǎn)生咬邊等缺陷，而且還會(huì)由于空氣中氧、氮的侵入，使焊縫產(chǎn)生氣孔。故應(yīng)盡量使用短弧，弧長(zhǎng)最好不超過(guò)焊條直徑。 手工電弧焊特點(diǎn)：手工電弧焊能廣泛應(yīng)用，主要是它具有：工藝靈活，適用性強(qiáng)，對(duì)各種位置、常用鋼種、不同厚度的工件都能適用。特別是對(duì)不規(guī)則的焊縫、短焊縫、仰焊縫、高空和狹窄位置的焊接，更顯得靈活機(jī)動(dòng)。手工電弧焊的缺點(diǎn)：生產(chǎn)效率低，焊接質(zhì)量受焊工水平的影響，勞動(dòng)強(qiáng)度大等。（2） 埋弧自動(dòng)焊埋弧自動(dòng)焊焊縫的形成過(guò)程埋弧自動(dòng)焊即在焊劑層下進(jìn)行的電弧焊。焊絲末端和工件之間產(chǎn)生電弧后，電弧熱時(shí)周圍焊劑熔化，焊劑在金屬和高溫下的蒸汽將熔化的熔渣排開(kāi)，形成一個(gè)封閉空間，使電弧與外界空氣隔絕，電弧在此空間內(nèi)繼續(xù)燃燒，焊絲熔化低落下來(lái)與熔化的母材混合成液態(tài)金屬熔池，電弧不斷向前移動(dòng)，熔池也隨之冷卻而凝固形成焊縫，比重較輕的熔渣浮在熔池表面，冷卻形成渣殼，覆蓋焊縫金屬。熔化的焊劑對(duì)焊縫金屬熔池起保護(hù)作用。埋弧自動(dòng)焊的優(yōu)點(diǎn)：A、 生產(chǎn)效率高。因焊接電流大，焊絲熔化快，電弧穿透力強(qiáng)，焊縫熔深大，電弧熱量集中利用率高，焊接速度快，故焊接生產(chǎn)率比一般手工焊高5-10倍。B、 焊縫質(zhì)量好。因自動(dòng)焊焊接過(guò)程穩(wěn)定，保護(hù)可靠，減少了空氣對(duì)熔池的不利影響，焊縫外觀整齊、光潔，消除了手工焊因焊工技術(shù)水平和更換焊條而引起的一些缺陷。C、 節(jié)省焊接和電能。由于埋弧焊熔深大，故可以不開(kāi)坡口或者開(kāi)小坡口進(jìn)行焊接，節(jié)約焊絲和由于加工坡口及填充坡口所消耗的金屬核電能。D、 焊件變形小。埋弧焊的熱量集中，焊接速度快，焊接熱影響區(qū)小，因此焊接的變形也就小。E、 改善了焊工的勞動(dòng)條件。埋弧焊無(wú)弧光的有害作用，有害氣體少，自動(dòng)化減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度。氣體保護(hù)電弧焊1 氣體保護(hù)電弧焊的特點(diǎn)氣體保護(hù)電弧焊是采用氣體將空氣和熔化金屬機(jī)械的隔開(kāi)，免受空氣的氧化與氮化的焊接方法，所用的保護(hù)氣體應(yīng)不與熔化金屬起有害作用。常用的氣體有氬氣、二氧化碳?xì)怏w等。氣體保護(hù)電弧焊的優(yōu)點(diǎn)：（1） 它是明弧焊，電弧和熔池清晰可見(jiàn)，便于調(diào)整焊接參數(shù)，控制焊接質(zhì)量。（2） 由于保護(hù)氣體對(duì)弧柱的壓縮作用，使電弧熱量集中，熔池小，結(jié)晶塊，利于空間位置和薄板焊接。（3） 焊接過(guò)程沒(méi)有熔渣，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化，同樣降低了成本，減少了輔助勞動(dòng)，提高了工效。（4） 采用氬、氦等惰性氣體保護(hù)焊接活潑金屬時(shí)，具有良好的焊接質(zhì)量。2 氬弧焊（1） 氬弧焊的原理氬弧焊是以氬氣作保護(hù)氣體的一種電弧焊方法。氬氣從焊槍或焊炬的噴嘴中噴出。在焊接區(qū)域形成連續(xù)封閉的氬氣層，對(duì)電極和焊接熔池起著機(jī)械保護(hù)的作用。熔化極氬弧焊手工鎢極氬弧焊鎢極氬弧焊自動(dòng)鎢極氬弧焊熔化極自動(dòng)氬弧焊熔化極半自動(dòng)氬弧焊氬弧焊（2） 氬弧焊的分類（1） 鎢極氬弧焊它是采用高熔點(diǎn)的鎢棒作為電極，在氬氣的保護(hù)下，依靠鎢棒和焊件間產(chǎn)生的電弧熱，來(lái)熔化基本金屬及填充焊絲的一種焊接方法。（2） 熔化極氬弧焊 它是采用連續(xù)送進(jìn)的焊絲作電極，在氬氣的保護(hù)下，依靠焊絲和焊件間產(chǎn)生的電弧熱，來(lái)熔化基本金屬及填充焊絲的一種焊接方法。3.二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊二氧化碳（CO2）氣體保護(hù)焊是一種先進(jìn)焊接方法，有自動(dòng)和半自動(dòng)兩種。它具有快、好、省的特點(diǎn)。與其他焊接方法相比，具有的優(yōu)點(diǎn)：（1） 生產(chǎn)效率高。采用的電流密度大，熔敷率高，熔甚大，沒(méi)有熔渣，節(jié)省了清渣時(shí)間。（2） 成本低。（3） 抗裂性好。CO2氣體在高溫時(shí)具有強(qiáng)烈氧化性，可以減少金屬熔池中游離態(tài)氫的含量，降低焊后出現(xiàn)冷裂紋的傾向。CO2氣體保護(hù)焊對(duì)銹污敏感性小，焊前對(duì)工件的清理要求不高。CO2氣體保護(hù)焊多用于低碳鋼和低合金鋼的焊接。焊接材料一、對(duì)電焊條的要求1.引弧容易，保證電弧穩(wěn)定；2.藥皮熔化應(yīng)稍慢于藥芯，要均勻；3.熔渣比重應(yīng)小于熔化金屬的比重，凝固溫度也應(yīng)低于金屬；4.具有滲透合金和冶金處理作用；5.適用于各種位置的焊接。二、焊芯焊芯即與工件產(chǎn)生電弧并熔化為焊縫的填充金屬。焊接的專用鋼絲分為三類：碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼。三、藥皮1.藥皮的作用（1）提高焊接電弧的穩(wěn)定性；（2）造氣、造渣、防止空氣入侵熔滴和熔池；（3）保證焊接金屬順利脫氧、脫硫和脫磷；（4）向焊縫金屬滲入合金元素，提高機(jī)械性能。2.藥皮的組成。 根據(jù)原料的作用特點(diǎn)可分為：穩(wěn)弧劑、脫氧劑、造渣劑、造氣劑、合金劑、粘結(jié)劑、增塑劑及稀釋劑等。 手工電弧焊焊條藥皮分為八種類型，即氧化鈦型、氧化鈦鈣型、鈦鐵礦型、氧化鐵型、纖維素型、低氫型、石墨型、鹽基型。 按藥皮的酸堿性可分為，酸性焊條和堿性焊條。 酸性焊條即藥皮成分中含堿性氧化物較少，這類焊條有氧化鈦型、氧化鈦鈣型、鈦鐵礦型、氧化鐵型、纖維素型等五種。堿性焊條藥皮中多含堿性較強(qiáng)的大理石、螢石等。由于這類焊條在焊接時(shí)產(chǎn)生的保護(hù)氣體中含氫量較少，因此又叫低氫型焊條。堿性焊條形成的焊縫，機(jī)械性能良好，抗裂性能強(qiáng)，但容易產(chǎn)生氣孔。因此焊接時(shí)需采取必要的工藝措施，如焊前烘干焊條，清理焊件的鐵銹、油污、水分和采用短弧焊接等。焊條的烘烤受潮后的焊條工藝性能變壞，而且水分中的氫容易使焊縫產(chǎn)生氣孔和裂紋，故焊條在使用前必須烘干。特別是低氫焊條使用前必須按規(guī)定烘干，以降低焊縫的含氫量。1. 堿性低氫性焊條-烘干溫度為380420 ，保溫12小時(shí)，然后放在另一個(gè)溫度控制在80100的烘箱內(nèi)保溫，隨用隨取。 2. 酸性焊條-烘干溫度為150200，保溫12小時(shí)。金屬材料的可焊性 一、金屬材料的焊接性能 金屬材料的焊接性能，又稱為可焊性。是指金屬材料在一定的工藝條件下通過(guò)焊接形成優(yōu)質(zhì)街頭的性能。 金屬的可焊性通常分為工藝可焊性和使用可焊性兩大類： 1.工藝可焊性，主要指在一定的焊接條件下，焊接接頭中出現(xiàn)各種裂紋及其它缺陷的可能性。 2.使用可焊性，主要指在一定的焊接工藝條件下，一定金屬的焊接接頭對(duì)使用要求的可靠性。包括焊接接頭的機(jī)械性能（如強(qiáng)度、塑性、韌性、硬度以及抗裂紋擴(kuò)展的能力等）和其它特殊性能（如耐熱、耐腐蝕、耐低溫、抗疲勞等）。 鋼的可焊性主要決定于它的化學(xué)成分。含碳量越高，可焊性就越差，含碳量小于0.3%的碳鋼、含碳量小于0.2%的普通低合金鋼一般都具有良好的可焊性。 二、影響焊接接頭性能的主要因素 1.焊縫金屬 影響焊縫金屬的主要因素為焊縫金屬的化學(xué)成份和固態(tài)時(shí)的冷卻條件。 焊縫金屬的化學(xué)成份對(duì)機(jī)械性能的影響； 碳-能提高焊縫金屬的強(qiáng)度，但也是焊縫金屬熱裂紋的敏感元素。鍋爐壓力容器用鋼含碳量應(yīng)低于25% 錳-能提高焊縫金屬的強(qiáng)度，改善沖擊韌性。當(dāng)含錳量低于2%時(shí)可以細(xì)化晶粒，降低脆性轉(zhuǎn)變溫度，并有脫硫，降低對(duì)熱裂紋的敏感型等作用。 硅-能提高焊縫金屬的強(qiáng)度，含量不超過(guò)0.250.5%時(shí)，對(duì)沖擊韌性影響不大。它也是良好的脫氧劑。 硫-為雜質(zhì)，能使焊接性能變壞，使產(chǎn)生熱裂紋的敏感元素。磷-為雜質(zhì)，含量高會(huì)使鋼的塑性、韌性下降，并導(dǎo)致焊縫及熱影響區(qū)產(chǎn)生冷裂紋。低碳鋼低碳鋼的焊接性能良好，不需要采用特殊的工藝措施就可以獲得優(yōu)質(zhì)接頭，只有在母材成份不合格（碳量偏高，硫、磷含量過(guò)高等）或施工環(huán)境惡劣，焊件剛性過(guò)大等，才有可能出現(xiàn)焊接裂紋。低合金鋼普通低合金鋼是在低碳鋼的基礎(chǔ)上，通過(guò)添加少量金屬元素（一般總量在5%以內(nèi)）以提高其強(qiáng)度或改變其使用性能。奧氏體不銹鋼不銹鋼具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性和一定的抗腐蝕性能。合金中鉻是提高抗腐蝕性能的主要元素，但鋼中含鉻量大于13%時(shí)才具有抗腐蝕性。奧氏體不銹鋼的韌性、塑性都較好，焊前不需預(yù)熱，焊后不需熱處理，可焊性良好。但若焊接工藝不合理或焊接材料選用不當(dāng)時(shí)，會(huì)降低抗晶間腐蝕能力及產(chǎn)生熱裂紋。異種鋼焊接時(shí)存在的主要問(wèn)題1.熔合區(qū)產(chǎn)生馬氏體組織奧氏體鋼與非奧氏體鋼焊接接頭的破壞，大多數(shù)發(fā)生在熔合區(qū)。這是因?yàn)楫惙N鋼焊接時(shí)盡管焊縫區(qū)是奧氏體組織，在非奧氏體母材與奧氏體焊縫的分界面上卻出現(xiàn)硬度很高的馬氏體組織，在焊接時(shí)或使用中很可能形成裂紋。2.熔合區(qū)的碳擴(kuò)散異種鋼接頭在熔合區(qū)內(nèi)還存在合金再分配，特別是碳的擴(kuò)散。由于碳的擴(kuò)散，會(huì)使熔合區(qū)產(chǎn)生碳濃度不均勻，從而導(dǎo)致熔合區(qū)的組織和性能不均勻等。3.異種鋼接頭的熱應(yīng)力由于異種鋼的熱膨脹系數(shù)不同（不銹鋼的熱膨脹系數(shù)比低合金鋼約大3050%），異種鋼接頭熔合區(qū)存在較大應(yīng)力，這也是大部分異種鋼接頭破壞的原因之一。焊接接頭的缺陷及防止措施一、缺陷的分類 焊接接頭缺陷的類型很多，按在接頭中的位置可分為外部缺陷和內(nèi)部缺陷兩大類。1.外部缺陷 位于接頭的表面，用肉眼或低倍放大鏡就可看到，如咬邊、焊瘤、弧坑、表面氣孔和裂紋等。2.內(nèi)部缺陷 位于接頭內(nèi)部，必須通過(guò)各種無(wú)損檢測(cè)方法或破壞性試驗(yàn)才能發(fā)現(xiàn)。內(nèi)部缺陷有未焊透、未熔合、夾渣、氣孔、裂紋等。二、內(nèi)部缺陷產(chǎn)生的原因及防止措施1.未焊透焊接時(shí)接頭根部未完全熔透的現(xiàn)象叫未焊透。未焊透缺陷不僅降低了焊接接頭的機(jī)械性能，而且在未焊透處的缺口和端部形成應(yīng)力集中點(diǎn)，承載后往往會(huì)引起裂紋，是一種危險(xiǎn)性缺陷。產(chǎn)生的原因：坡口鈍邊間隙太小，焊接電流太小或焊條速度過(guò)快，坡口角度小，焊條角度不對(duì)及電弧偏吹等。防止措施：合理選用坡口形式、裝配間隙和采用正確的焊接工藝等。2.未熔合熔焊時(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。產(chǎn)生原因：坡口不干凈，焊速太快，電流過(guò)小或過(guò)大，焊條角度不對(duì)，電弧偏吹等。防止措施：正確選用坡口和電流，坡口清理干凈，正確操作防止焊偏等。3.夾渣、夾雜物夾渣：是指焊后殘留在焊縫中的溶渣。夾雜物：是指由于焊接冶金反應(yīng)產(chǎn)生的、焊后殘留在焊縫金屬中的非金屬雜質(zhì)（如氧化物、硫化物等）。以上缺陷是焊縫常見(jiàn)缺陷，其形狀有條狀和點(diǎn)狀，外型不規(guī)則。產(chǎn)生的原因：焊接電流過(guò)小，速度過(guò)快，熔渣來(lái)不及浮起，被焊邊緣和各層焊縫清理不干凈，基本金屬和焊接材料化學(xué)成分不當(dāng)，含硫、磷量較多等。防止措施：正確選用焊接電流，焊接件的坡口角度不要太小，焊前必須把坡口清理干凈。多層焊時(shí)必須層層清除焊渣；并合理選擇焊條角度和焊接速度等。4.氣孔在焊接過(guò)程中，由于焊縫內(nèi)部存在的或外界侵入的氣體，在熔池金屬凝固之前來(lái)不及逃逸出，而殘留在焊縫金屬內(nèi)所形成的空穴。按其分布，可分為單個(gè)氣孔、密集氣孔和鏈狀氣孔。產(chǎn)生原因：焊材未按規(guī)