工藝技術(shù)_熔化焊接的主要特征培訓(xùn)知識(shí)

熔化焊接的主要特征 焊接部位必須采取有效的隔離空氣保護(hù) 使焊接部位不能和空氣接觸 以免造成焊道的成分和性能不良 保護(hù)方式有三種 氣相 渣相 真空 鎢極氬弧焊 TIG 概述 鎢極氬弧焊 TIG 定義 它是利用鎢棒作為電極 以氬氣 氦氣等惰性氣體為保護(hù)氣體的一種焊接方法 鎢極氬弧焊構(gòu)成示意圖如下 利用鎢極與工件之間產(chǎn)生的電弧作為熱源 電弧和熔化金屬都處于惰性氣體的保護(hù)之中 使其不受周圍空氣的有害作用 鎢極氬弧焊 TIG 概述 它適合于焊接鋁及其合金 不銹鋼 高溫合金 鈦合金及難熔的活潑金屬 如鉬 鈮 鋯等 用難熔金屬作為電極 以氬氣等惰性氣體保護(hù) 焊接過程中電極不熔化 因此焊接過程穩(wěn)定 焊縫成形好 容易得到高質(zhì)量的焊縫 焊接過程可以用手工進(jìn)行 也可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化 當(dāng)工件厚度小于3mm時(shí) 可經(jīng)不開坡口和填或不填加焊絲進(jìn)行焊接 這種方法容易控制焊縫成形 因此 它多用來焊接薄件或厚件的打底焊 容易保證單面焊背面成形 但鎢極氬弧焊電極使用電流有限 焊縫熔深淺 焊接速度低 一般情況下適合于焊接厚度小于6mm工件 鎢極氬弧焊 TIG 的工藝特點(diǎn) 1 氬氣具有極好的保護(hù)作用 本身既不與金屬起化學(xué)作用 也不溶解于金屬中 使得焊接過程的熔池冶金反應(yīng)顯得簡(jiǎn)單和容易控制 因此為獲得高質(zhì)量的焊縫提供了良好的條件 對(duì)于一般易氧化 氮化的活潑金屬 高熔點(diǎn)的黑色金屬以及異種金屬都能進(jìn)行焊接 應(yīng)用面極廣 2 氬氣在焊接過程中僅僅只是單純保護(hù)隔離作用 因此對(duì)焊件表面狀態(tài)要求較高 工件焊前都要進(jìn)行表面清理 把工件表面的油泥 銹班 灰塵等雜質(zhì)清除掉 3 電弧在氬氣中燃燒非常穩(wěn)定 在小電流焊接情況下 10A 仍然穩(wěn)定燃燒 而且填充焊絲是通過電弧間接加熱 因而熱輸入容易調(diào)節(jié) 所以這種焊接方法適用于薄板及全位置焊接 也是實(shí)現(xiàn)單面焊雙面成形的理想方法 鎢極氬弧焊 TIG 的工藝特點(diǎn) 續(xù) 4 由于填充焊絲不通過電流 所以不存在熔滴過渡問題焊接過程中沒有飛濺現(xiàn)象產(chǎn)生 焊縫成形非常美觀 5 鎢棒承載電流能力較差 過大的電流會(huì)引起鎢棒的熔化和蒸發(fā) 其微粒有可能進(jìn)入熔池面引起夾鎢 所以這種焊接方法焊接電流的大小會(huì)受到鎢棒的限制 故熔敷速度較小 生產(chǎn)率較低 6 氬弧焊采用氬氣純度較高 通常都要求達(dá)到99 99 以上 且氬弧焊機(jī)又較復(fù)雜 因此氬弧焊生產(chǎn)成本較高 基于以上特點(diǎn) 氬弧焊可以焊接所有的金屬 在航空 原子能 石油化工 電站鍋爐 機(jī)械等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用 TIG焊接工藝參數(shù)選擇 影響TIG焊焊接質(zhì)量的工藝參數(shù)很多 包括焊接電流的種類 極性和大小 焊接電壓 焊接速度 保護(hù)氣體的流量 焊接方向 鎢極直徑與端部形狀 鎢極伸出長度 噴嘴的直徑 形狀 噴嘴與工件間距離等 一 焊接電流 1 焊接電流種類和極性 通常根據(jù)母材的材質(zhì)按下表選擇焊接電流的種類和極性 直流反接時(shí) 工件接負(fù)極 弧柱氬氣電離后形成的大量正離子在電場(chǎng)力的作用下 高速正離子流將猛烈地沖擊熔池和它周圍的工件表面 使難熔的金屬氧化物破碎并將它們除去 這種現(xiàn)象叫陰極清理作用 由于陰極清理作用 在焊接過程能除掉金屬表面難熔的氧化膜 可以使焊接鋁 鎂等活潑金屬變得很容易 然而 直流反接時(shí) 陰極斑點(diǎn)在熔池表面活動(dòng)范圍較大 散熱又快 發(fā)射電子能力較弱 故電弧穩(wěn)定性較差 同時(shí) 因鎢極接正極 它的發(fā)熱量大 燒損嚴(yán)重 許用電流太小 因此 在一般情況下TIG焊時(shí) 不采用直流反極性接法 只在熔化極氬弧焊時(shí)才采用直流反接 一 焊接電流 續(xù) 直流正接時(shí) 工件接正極 鎢極接負(fù)極 這時(shí)在鎢極上的陰極斑點(diǎn)比較穩(wěn)定 發(fā)射電子的能力強(qiáng) 電弧穩(wěn)定 鎢極的許用電流大 燒損小 而且工件上的溫度較高 故適于用來焊接熔點(diǎn)較高或?qū)嵝暂^好的金屬 如不銹鋼 銅和銅合金等 交流TIG焊兼有上述兩種接法的優(yōu)點(diǎn) 鎢極的許用電流較大 彌補(bǔ)了直流反接的不足 而且在工件為負(fù)極的半周內(nèi)有陰極清理作用 故適于焊接鋁 鎂和它們的合金 一 焊接電流 續(xù) 2 焊接電流的大小 焊接電流的選擇應(yīng)保證單位時(shí)間內(nèi)給焊縫適宜的熱量 焊接電流的大小主要影響熔深 對(duì)焊縫的寬度和余高影響不大 通常根據(jù)焊接條件 板厚 材質(zhì) 接頭形式 焊接速度等參數(shù) 選定合適的焊接電流 焊接熱量三要素 熱量 I2Rt I2 焊接電流的平方R 電弧的等效電阻t 對(duì)被焊部位施加熱量的時(shí)間注意 焊接電流的選擇不允許超過焊機(jī)的額定電流 二 焊接電壓 電弧電壓 焊接電壓主要影響焊縫的寬度 對(duì)熔深影響不大 電弧電壓增高時(shí) 焊縫寬度增加 熔深稍減小 手工TIG焊時(shí) 焊接電壓主要由弧長決定 電弧越長 焊接電壓越高 觀察熔池越清楚 加絲也比較容易 不易碰上鎢極 但弧長太長時(shí) 容易產(chǎn)生末焊透及咬邊 而且保護(hù)效果差 容易出氣孔 但電弧也不能太短 屯弧太短 很難看清熔池 加絲時(shí)焊絲容易碰到鎢極 引起短路或污染鎢極 產(chǎn)生夾鎢缺陷和加大鎢極燒損 合適的弧長應(yīng)近似等于鎢極直徑 焊接電流與焊接電壓的關(guān)系如下 GB標(biāo)準(zhǔn) U 10 0 04I式中 U為焊接電壓 V I為焊接電流 A 電流大于600A時(shí) 電壓保護(hù)34V恒定 三 電弧長度 電弧長度 鎢極與工件間距離 焊接過程中保持穩(wěn)定的電弧長度是評(píng)定焊接熟練程度的一項(xiàng)重要內(nèi)容 電弧長度發(fā)生變化將直影響到焊縫形狀 熔深等 對(duì)焊接質(zhì)量產(chǎn)生極大的影響 電弧長度增加 焊道寬度增加 熔深減小 保護(hù)效果變差 電弧長度減少 不宜觀察熔池 填充焊絲易與鎢極短路 L 1 1 5 倍板厚最大小于6 鎢極伸出長度 對(duì)焊時(shí) 5 6 角焊時(shí) 7 8 過長時(shí)鎢極易氧化 四 焊接速度 在焊接電流一定的情況下 焊接速度的選擇保證單位時(shí)間內(nèi)給焊縫適宜的熱量 焊接熱量三要素 熱量 I2RtI2 焊接電流的平方R 電弧的等效電阻t 對(duì)被焊部位施加熱量的時(shí)間焊接速度增加時(shí) 焊道窄 熔深淺 太快 易產(chǎn)和生未焊透 焊接速度慢時(shí) 焊道寬 熔深深 太慢 產(chǎn)生焊漏 燒穿 選擇焊接速度應(yīng)考慮以下因素 1 焊接鋁及鋁合金等高導(dǎo)熱金屬時(shí) 為了減少變形 應(yīng)采用較快的焊接速度 2 焊接有裂紋傾向的合金時(shí) 不能采用高速焊接 3 非平焊位置焊接時(shí) 為保證較小的熔池 避免鐵水下流 盡量選擇較快的焊速 四 焊接速度 續(xù) 4 焊接速度太快時(shí) 會(huì)降低保護(hù)效果 特別是在自動(dòng)TIG焊時(shí) 由于焊速太高 可能使熔池裸露在空氣中 見下圖 五 鎢極直徑與端部形狀 1 鎢極直徑 手工TIG焊用鎢極直徑 是一個(gè)比較重要的參數(shù) 因?yàn)樗拇笮Q定了TIG焊炬的結(jié)構(gòu)尺寸 重量和冷卻形式 直接影響焊工的勞動(dòng)條件和焊接質(zhì)量 必須根據(jù)焊接電流的種類 極性和大小選擇合適的鎢極直徑 若鎢極較粗 焊接屯流很小 由于電流密度低 鎢極端部溫度低 電弧會(huì)在鎢極端部不規(guī)則地漂移 電弧很不穩(wěn)定 破壞了保護(hù)區(qū) 熔池易被氧化 當(dāng)焊接電流超過了相應(yīng)直徑的許用電流時(shí) 由于電流密度太高 鎢極端部溫度達(dá)到或超過了鎢極的熔點(diǎn) 會(huì)出現(xiàn)端部局部熔化現(xiàn)象 端部很亮 當(dāng)電流繼續(xù)增大時(shí) 熔化了的鎢極在端部形成一個(gè)小尖狀突起 逐漸變大形成熔滴 電弧在熔滴尖端漂移 很不穩(wěn)定 不僅破壞了氬氣保護(hù)區(qū) 使熔池被氧化 焊縫成形不好 而且熔化的鎢落入熔池后將產(chǎn)生夾鎢缺陷 同一種直徑的鎢極 在不同的電源和極性條件下 允許使用的電流范圍不同 相同直徑的鎢極直流正接時(shí) 許用電流最大 直流反接時(shí) 許用電流最小 交流時(shí)許用電流介于二者之間 五 鎢極直徑與端部形狀 續(xù) 當(dāng)焊接電流合適時(shí) 電弧穩(wěn)定 保護(hù)效果好 焊接質(zhì)量好 脈沖TIG焊的許用電流可提高40 100 下表給出了不同直徑 不同牌號(hào)鎢極的許用電流 五 鎢極直徑與端部形狀 續(xù) 2 鎢極端部形狀鎢極端部的形狀對(duì)焊接許用電流的大小 電弧燃燒的穩(wěn)定性 焊縫成形也有影響 焊接薄板和焊接電流較小時(shí) 可用小直徑鎢極 并將端部磨成20 左有尖銳角 這樣電弧容易引燃 并在端部穩(wěn)定燃燒 但在焊接電流較大時(shí) 若仍用尖銳角 由于電流密度過大 電弧斑點(diǎn)會(huì)擴(kuò)展到鎢極末端的錐面上 使弧柱明顯地?cái)U(kuò)散 漂移不定 不僅影響焊縫成形 而且由于未端過熱 增大電極燒損 因此 在大電流焊接時(shí) 應(yīng)將電極末端磨成鈍錐角 大于90 或磨成帶有平頂?shù)腻F角 這樣可使電弧斑點(diǎn)穩(wěn)定 弧柱的擴(kuò)散減小 對(duì)工件加熱集中 焊縫成形均勻 交流TIG焊時(shí) 一般將鎢極端部磨成半球形 鎢極直徑與錐部尺寸的關(guān)系 六 鎢極的選用 七 鎢極伸出長度 通常我們習(xí)慣上叫的鎢極伸出長度 是指露在噴嘴外面的那段鎢極長度 它是為了防止噴嘴過熱或燒壞噴嘴必需的 鎢極伸出的長度越短 噴嘴離工件越近 對(duì)鎢極和熔池的保護(hù)效果越好 但妨礙觀察熔池 并且容易燒壞噴嘴 鎢極伸出長度超長 對(duì)鎢極和熔池的保護(hù)效果越差 鎢極壽命短 通常焊對(duì)接焊縫時(shí) 鎢極伸出噴嘴外5 6mm為較好 焊T形焊縫時(shí) 為段長度為7 8mm較好 嚴(yán)格的講 鎢極伸出的長度是指鎢極端部到鎢極卡子端部那一段鎢極的長度 它不僅影響保護(hù)效果 還影響鎢極的最大允許電流 因?yàn)檫@段鎢極傳導(dǎo)焊接電流不受電弧熱作用 而且電流流過時(shí) 會(huì)產(chǎn)生電阻熱 因此 這段長度超長 同一直徑的鎢極的許用電流越小 八 噴嘴高度 噴嘴端面至工件表面的距離叫噴嘴高度 噴嘴高度越小 保護(hù)效果越好 但能觀察的范圍和保護(hù)區(qū)較小 填充焊絲比較困難 施焊難度較大 噴嘴高度太小時(shí) 容易使鎢極與焊絲或熔池短路 產(chǎn)生夾鎢缺陷 噴嘴高度越大 能觀察的范圍越大 但保護(hù)效果差 一般噴嘴高度應(yīng)在8 14mm之間 九 填充焊絲 為保證焊接強(qiáng)度或當(dāng)焊縫有間隙時(shí) TIG焊需插入適量的填充焊絲 使用填充焊絲時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng) 1 焊絲的化學(xué)成分應(yīng)與母材的性能相匹配 嚴(yán)格控制其化學(xué)成分 純度和質(zhì)量 主要化學(xué)成分應(yīng)比母材稍高 以彌補(bǔ)高溫的燒損 2 TIG焊使用鋼焊絲時(shí)應(yīng)盡量選專用焊絲 以減少主要化學(xué)成分的變化 保證焊縫一定的力學(xué)性能和熔池液態(tài)金屬的流動(dòng)性 獲得良好的焊縫成型 避免產(chǎn)生裂紋等缺陷 3 TIG焊使用有色金屬焊絲焊接銅 鋁 鎂 鈦及其合金時(shí)應(yīng)注意成分相符 有時(shí)可將與母材成分相同的薄板剪成小條當(dāng)焊絲 4 焊絲在使用前應(yīng)采用機(jī)械或化學(xué)方法清除其表面的油脂 銹蝕等雜質(zhì) 并使之露出金屬光澤 5 填充焊絲直徑的選擇標(biāo)準(zhǔn) 十 噴嘴孔徑與氬氣流量 通常根據(jù)焊接電流的大小確定鎢極直徑 根據(jù)鎢極直徑確定噴嘴孔徑 焊接電流越大 選用的鎢極直徑越粗 噴嘴孔徑越大 相應(yīng)的氬氣流量也越大 對(duì)應(yīng)于某一選定直徑的噴嘴 有一個(gè)合適的氬氣流量范圍 氬氣流量太小時(shí) 保護(hù)氣體軟弱無力 剛性不好 保護(hù)區(qū)小 抗風(fēng)能力差 流量太大時(shí) 保護(hù)氣體呈紊流噴出 會(huì)將空氣卷入焊接區(qū) 很容易產(chǎn)生氣孔 并使焊縫金屬氧化 氮化 效果及差 流量合適時(shí) 保護(hù)氣體呈層流狀噴出 保護(hù)氣體不僅剛性好 而且保護(hù)范圍大 焊接質(zhì)量好 噴嘴孔徑與氬氣流量的選用范圍 十 噴嘴孔徑與氬氣流量 續(xù) 選用氬氣流量時(shí) 還應(yīng)考慮以下因素 1 外界氣流和焊接速度的影響 焊接速度越大 保護(hù)氣體遇到的空氣阻力越大 它使保護(hù)氣體偏向運(yùn)動(dòng)的反方向 若焊接速度太快 對(duì)鎢極 焊絲和熔池將失去保護(hù)作用 因此 在增加焊接速度的同時(shí) 應(yīng)增加氬氣流量 在有風(fēng)的地方焊接時(shí) 應(yīng)適當(dāng)增加氬氣流量 盡量在無風(fēng)的地方焊接 如果必須在室外或風(fēng)速大的地方焊接 應(yīng)采取防風(fēng)措施 2 焊接接頭形式的影響 對(duì)接接頭或J字形接頭船形焊時(shí) 具有良好的保護(hù)效果 如圖中 a b 所示 焊接這類接頭時(shí) 不必采用其它工藝措施 而進(jìn)行端頭焊和外角焊時(shí) 保護(hù)效果最差 如圖中 c d 所示 焊接這類接頭時(shí) 除加大氬氣流量外 最好加擋板 提高保護(hù)效果 如圖 e f 所示 鎢極氬弧焊 TIG 設(shè)備的組成 TIG焊接設(shè)備的組成 TIG焊接設(shè)備根據(jù)其自動(dòng)化程度 機(jī)種和外觀的不同而具有較大的差異 但其基本組成是相似的 由以下七個(gè)部分組成 1 焊接電源 2 控制箱 分體式 3 自動(dòng)填絲機(jī) 4 焊槍 5 遙控盒 6 Ar氣減壓表及流量計(jì) 7 冷卻水循環(huán)裝置 用于大電流焊接時(shí)冷卻焊槍 焊接電源一般為陡降外特性 TIG焊機(jī)的組成 TIG焊機(jī)由以下幾個(gè)部分組成 焊接方法分類 電弧焊 以氣體導(dǎo)電時(shí)產(chǎn)生的電弧熱為熱源熔化極 焊絲或焊條既是電極又是填充金屬非熔化極 電極 鎢極 不熔化MIG焊 金屬極惰性氣體保護(hù)焊MAG焊 金屬極活性氣體保護(hù)焊TIG焊 鎢極惰性氣體保護(hù)焊CO2焊 二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊 鍋爐壓力容器壓力管道焊工考試規(guī)則 第一十三條 焊接操作技能考試應(yīng)從焊接方法 試件材料 焊接材料及試件形式等方面進(jìn)行考核 焊接方法及代號(hào)見表1 焊條類別代號(hào)及適用范圍見表2 試件鋼號(hào)分類及代號(hào)見表3 各種試件形式 位置及代號(hào)見表4 焊接要素及代號(hào)見表5 表1焊接方法及代號(hào) 一 2002年考規(guī) 對(duì)八種焊接方法的焊工考試作出規(guī)定 除此以外的焊接方法都按四十三條規(guī)定進(jìn)行考試 藥芯焊絲電弧焊考試規(guī)定與熔化極氣體保護(hù)焊相同 常用半自動(dòng)與自動(dòng)焊方式 實(shí)質(zhì)上是手工焊與機(jī)械焊 堆焊不能稱為焊接方法 只是焊接方法的運(yùn)用 各種焊接方法焊接操作技能考試規(guī)定也適用于堆焊的運(yùn)用 對(duì)于焊接方法按 2002年考規(guī) 分為手工焊接和機(jī)械化焊接兩種方法 對(duì)焊工操作技能 2002年考規(guī) 分為手工和焊機(jī)操作技能兩種 對(duì)試件對(duì)接形式分為板材對(duì)接焊縫 管材對(duì)接焊縫和管板角接頭試件三種 焊接不銹鋼復(fù)合鋼之間焊縫及過渡焊縫的焊工 應(yīng)取得耐蝕堆焊資格 表2焊條類別 代號(hào)及范圍 二 鍋爐 壓力容器和壓力管道使用國產(chǎn)焊條所執(zhí)行的國家標(biāo)準(zhǔn)有三個(gè) GB T983 1995 GB T5117 1995 GB T5118 1995 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)一個(gè) JB T4747 2002 表2焊條代號(hào) 類別及適用范圍 F1鈦鈣型EXX03F1 J422 J502 GB T5117這類焊條為鈦鈣型 藥皮中含30 以上的氧化鈦和20 以下的鈣或鎂的碳酸鹽 礦 熔渣流動(dòng)性良好 脫渣容易 電弧穩(wěn)定熔池適中 飛濺少 焊波整齊 這類焊條適用于全位置焊接 焊接電流為交流或直流正 反接 主要焊接較重要的碳鋼結(jié)構(gòu) F2纖維素型EXX10 EXX11 GB T5117 EXX10 X EXX11 X GB T5118 EXX10 EXX10 X型焊條為高纖維素鈉型藥皮中纖維素含量較高 電弧穩(wěn)定 焊接時(shí)有機(jī)物在電弧區(qū)分解產(chǎn)生大量的氣體 保護(hù)熔敷金屬 電弧吹力大 熔深較深 熔化速度快 熔渣少 脫渣容易 熔渣覆蓋較差 通常限制采用大電流焊接 這類焊條適用于全位置焊接 特別適用于立焊 仰焊的多道焊和有較高射線檢測(cè)要求的焊縫 也可用于向下立焊 焊接電流為直流反接 如J505GX GB T5118 適用焊件的焊條范圍 F1 F2 F3鈦型 鈦鈣型型號(hào) GB T983 EXXX X 16型焊條 G202 藥皮可以是堿性的 也可以是鈦型或鈦鈣型 適用于交流或直流焊接 為了在交流施焊時(shí)獲得良好的電弧穩(wěn)定性 這類焊條藥皮中一般都含有易電離元素如鉀 直徑不大于4 0mm的焊條可用于全位置焊接 適用焊件的焊條范圍 F1 F3 F3J低氫型 堿性GB T5117J426 J506 J507GB T5118J427 J507 J507RHGB T983G207 EXX15 EXX15 X型焊條 這類焊條為低氫鈉型 藥皮主要組成物是碳酸鹽礦和螢石 堿度較高 熔渣流動(dòng)性好 焊接工藝性能一般 焊波較粗 角焊縫略凸 熔深適中 脫渣性能好 焊接時(shí)要求焊條干燥 并采用短弧焊 這類焊條可全位置焊接 焊接電流為直流反接 這類焊條的熔敷金屬具有良好的抗裂性能和力學(xué)性能 EXX16 EXX18 X型焊條 這類焊條為低氫鉀型藥皮 在與EXX15 EXX15 X型焊條藥皮基本相似的基礎(chǔ)上添加了穩(wěn)弧劑 如鉀水玻璃等 電弧穩(wěn)定 工藝性能 焊接位置與EXX15型焊條相似 焊接電流為交流或直流反接 這類焊條的熔敷金屬具有良好的抗裂性能和力學(xué)性能 適用焊件的焊條范圍 F1 F3 F3J F4鈦型 鈦鈣型GB T983EXXX X 15EXXX X 17 A132 A302 GB T983 F4JGB T983EXXX X 15EXXX X 17 A137 A307 上述三個(gè)焊條國家標(biāo)準(zhǔn)都是等效采用美國國家標(biāo)準(zhǔn) 所謂等效采用則是將國外標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)內(nèi)容全部照搬 只是計(jì)量單位從英制改為中國習(xí)慣采用的公制 當(dāng)焊工考試時(shí)若采用了美國焊條 便可直接按 2002考規(guī) 表2的規(guī)定將美國焊條劃入相應(yīng)的類別中 GB T983 1995等效ANSI AWSA5 4 1992 不銹鋼手工電弧焊焊條 GB T5117 1995等效ANSI AWSA5 1 1991 碳鋼藥皮電焊條規(guī)程 GB T5118 1995等效ANSI AWSA5 5 1981 低合金鋼藥皮電焊條規(guī)程 三 試件母材鋼號(hào)及代號(hào)見表3焊工焊接操作技能考試是要求焊工按照評(píng)定合格的焊接工藝施焊出沒有超標(biāo)缺陷的焊縫 從焊接缺陷角度出發(fā) 焊工焊接操作技能與母材鋼號(hào)沒有關(guān)系 對(duì)于焊條電弧焊 焊工焊接操作技能與藥皮類別密切相關(guān) 但因鋼材合金成分不同造成焊接性能不同 施焊時(shí)所采取的焊接工藝措施 不一樣 從焊接工藝復(fù)雜程度出發(fā)而將試件母材鋼號(hào)進(jìn)行分類 并制定出替代規(guī)則 手工焊焊工焊接操作技能也相應(yīng)分成四個(gè)等級(jí) 表3試件鋼號(hào)分類及代號(hào)表 表3中鋼號(hào)都是鍋爐 壓力容器 壓力管道和氣瓶現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中所列鋼號(hào) GB6653 1994 焊接氣瓶用鋼板 中所列氣瓶用鋼的牌號(hào)都用 HP 打頭 例如HP245 HP365 245 表示鋼材屈服點(diǎn) s下限值 氣瓶用鋼的化學(xué)成分都有控制范圍 SY5297 1991 石油天然氣輸送管道用直縫電阻焊鋼管 中所列的鋼種等級(jí)都用 S 打頭 例如S240 S480 240 表示該等級(jí)鋼種的 t0 5下限值 規(guī)定總伸長應(yīng)力即試樣標(biāo)距長度上產(chǎn)生0 5 的總伸長所需的拉應(yīng)力 對(duì)于每個(gè)等級(jí)鋼種化學(xué)成分都有控制范圍 GB T9711 1999 石油天然氣輸送鋼管交貨技術(shù)條件 中所列的鋼種等級(jí)都用 L 打頭 例如L175 L155 155 表示該等級(jí)鋼種的Rt0 5下限值 對(duì)于每個(gè)等級(jí)鋼種化學(xué)成分都有控制范圍 碳素鋼 類 焊接性能良好 大多數(shù)情況下焊前不要求預(yù)熱 焊后不要求后熱 部分鋼號(hào)因?yàn)闆]有沖擊要求 因而也不需要控制線能量 低合金鋼 類 這類鋼號(hào)焊前要求預(yù)熱 焊后要求后熱 而且有沖擊 試驗(yàn)要求 因而要求控制線能量上限 馬氏體鋼 鐵素體不銹鋼 類 這類鋼焊接裂紋傾向較大 焊前不要求預(yù)熱 焊后要進(jìn)行熱處理 焊接工藝要求嚴(yán)格 要求控制焊接線能量范圍 1Co5Mo與1Co9Mo1是代表這一類別鋼號(hào) 1Co5Mo鋼供貨狀態(tài)的金相組織與熱處理狀態(tài)有關(guān) 即便退火供貨時(shí)為珠光體 在焊后其焊縫與熱影響區(qū)將出現(xiàn)馬氏體組織 所以將它列入 類 奧氏體不銹鋼 雙相不銹鋼 類 這類鋼材用相應(yīng)的焊條施焊時(shí)熔池不易攤開 熔滴過渡不暢特點(diǎn)與碳鋼 低合金鋼很不同 故另列一類 表3內(nèi)所列鋼號(hào)只是典型鋼號(hào)示例 包含了鍋爐 壓力容器 壓力管道標(biāo)準(zhǔn)中所列鋼號(hào) 對(duì)于沒有列入表3的鋼號(hào) 例如新鋼號(hào) 國外鋼號(hào) 可根據(jù)第四十四條規(guī)定由焊工考委會(huì)將其列入相應(yīng)類別中 對(duì)焊機(jī)操作工來講 焊接操作技能考試是考核焊工掌握焊機(jī)能力 焊接過程 自動(dòng) 完成與鋼號(hào)無關(guān) 焊機(jī)操作工用某一鋼號(hào)經(jīng)焊接操作技能考試合格后 則焊接所有鋼號(hào)都可免除考試 表4試件形式 位置及代號(hào)見圖 表4試件形式 位置及代號(hào) 第十四條焊接操作技能考試合格的焊工 當(dāng)試件鋼號(hào)或焊材變化時(shí) 屬下列情況之一的不需重新進(jìn)行焊接操作技能考試 一 手工焊焊工采用某類別鋼號(hào)經(jīng)焊接操作技能考試合格后 焊接該類別其它鋼號(hào)時(shí) 二 手工焊焊工采用任一鋼號(hào) 經(jīng)焊接操作技能考試合格后 焊接該 類別鋼號(hào)與類別代號(hào)較低鋼號(hào)所組成的異種鋼號(hào)焊接接頭時(shí) 三 除 類外 手工焊焊工采用某類別任一鋼號(hào) 經(jīng)焊接操作技能考試合格后 焊接較低類別鋼號(hào)時(shí) 四 焊機(jī)操作工采用某類別任一鋼號(hào) 經(jīng)焊接操作技能考試合格后 焊接其它類別鋼號(hào)時(shí) 五 變更焊絲鋼號(hào) 或型號(hào) 藥芯焊絲類型 焊劑型號(hào) 保護(hù)氣體種類和鎢極種類時(shí) 第十五條經(jīng)焊接操作技能考試合格的焊工 屬下列情況之一的 需重新進(jìn)行焊接操作技能考試 改變焊接方法 在同一焊接方法中 手工焊考試合格 從事焊機(jī)操作工時(shí) 在同一種焊接方法中 焊機(jī)操作 考試合格 從事手工焊工作時(shí) 表五中焊接要素 代號(hào) 01 02 03 04 06和08之一改變時(shí) 焊件焊接位置超出表11規(guī)定的適用范圍時(shí) 表5焊接要素及代號(hào) 焊接要素實(shí)際上是影響焊工焊接操作技能的工藝因素和條件 增加表5焊接要素及代號(hào)是 2002年考規(guī) 特點(diǎn) 從表5可見 分兩種情況 一是手工焊 只對(duì)鎢極氣體保護(hù)焊填充金屬規(guī)定了三種情況 無焊絲 實(shí)芯 藥芯焊絲 二是機(jī)械化焊對(duì)鎢極氣體保護(hù)焊的自動(dòng)穩(wěn)壓系統(tǒng)和其他焊接方法的自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)及單道焊 多道焊重新考試規(guī)定 表5中焊接要素 代號(hào) 01 02 03 04 06和08之一改變時(shí) 這一句話中說明 表5中共有9個(gè)焊接要素 只有上述6個(gè)焊接要素改變時(shí) 需要重新進(jìn)行焊接操作技能考試 要素改變的含義是 01改變含義 手工鎢極氣體保護(hù)焊增加或取消填充金屬焊絲 02改變含義 手工鎢極氣體保護(hù)焊從實(shí)芯填充金屬焊絲變?yōu)樗幮咎畛浣饘俸附z 或取消填充金屬焊絲 03改變含義 手工鎢極氣體保護(hù)焊從藥芯填充金屬焊絲變?yōu)閷?shí)芯填充金屬焊絲 或取消填充金屬焊絲 04改變含義 自動(dòng)鎢極氣體保護(hù)焊取消自動(dòng)穩(wěn)壓系統(tǒng) 06改變含義 所有機(jī)械化焊接方法取消自動(dòng)跟蹤系統(tǒng) 08改變含義 所有機(jī)械化焊接方法在每面坡口內(nèi)從單道焊變?yōu)槎嗟篮?焊縫金屬中的焊層與焊道是兩個(gè)概念 其定義可看GB T3375 1994 焊接術(shù)語 在圖A所示焊縫中有四個(gè)焊層6條焊道 在圖B所示焊縫中有兩個(gè)焊層2個(gè)焊道 圖B 表5中 08 和 09 是指 每面坡口內(nèi)焊道 如圖C所示雙面坡口的焊縫內(nèi) 正面為單道 而背面為多道 圖A 圖C 第十六條焊接操作技能考試可以由一名焊工在同一試件上采用一種焊接方法進(jìn)行 也可以由一名焊工在同一試件上采用不同焊接方法進(jìn)行組合考試 或由兩名 或以上 焊工在同一試件上采用相同或不同焊接方法進(jìn)行組合考試 由三名 含三名 以上焊工的組合考試試件 厚度不得小于20mm 例一 如16MnR 板厚12mm 平焊對(duì)接 一焊工用實(shí)芯焊絲 鎢極氣體保護(hù)焊打底2mm 焊條電弧焊用低氫型焊條蓋面10mm 考試合格后 他即具有兩個(gè)項(xiàng)目 GTAW 1G 2 02SMAW 1G K 10 F3J 例二 一管板角接頭試件 管外徑為 57 材質(zhì)為20號(hào)鋼 壁厚4mm 板厚12mm 材質(zhì)為16MnR 垂直固定 一焊工用實(shí)芯焊絲鎢極氣體保護(hù)焊打底2mm 再用低氫型焊條電弧焊焊完 考試合格后 他即具有兩個(gè)項(xiàng)目 GTAW 2FG 2 57 02SMAW 2FG K 10 57 F3J 手工焊焊工進(jìn)行焊接操作技能考試合格時(shí) 焊條熔敷金屬成分和組織應(yīng)與試件母材類同 不得用奧氏體不銹鋼焊條或雙相鋼焊條焊接 類鋼號(hào) 當(dāng)使用GB T983中的焊條進(jìn)行耐蝕堆焊時(shí) 手工焊焊工采用某類別任一鋼號(hào)作基層經(jīng)操作技能考試合格后 在較低類別鋼號(hào)上堆焊時(shí)不需重新進(jìn)行焊接操作技能考試 手工焊焊工采用 類中任一鋼號(hào)經(jīng)焊接操作技能考試合格后 當(dāng)使用奧氏體不銹鋼焊條或雙相鋼焊條焊接 類鋼焊件時(shí)不需重新進(jìn)行焊接操作技能考試 第十七條考試試件試件形式各種試件形式如圖所示 包括 對(duì)接焊縫試件 管板角接頭試件 堆焊試件 管板角接頭形式見圖4 對(duì)接焊縫試件 管板角接頭試件分帶襯墊和不帶襯墊兩種 雙面焊 部分焊透的對(duì)接焊縫和部分焊透的管板角接頭均視為帶襯墊 焊接操作技能考試試件分為 對(duì)接焊縫試件 下分板材對(duì)接焊縫試件和管材對(duì)接焊縫試件 管板角接頭試件 和堆焊試件 對(duì)接焊縫是鍋爐 壓力容器 壓力管道中最大量使用的焊縫形式 可將角焊縫看作坡口角度為90 的對(duì)接焊縫 從焊工熔敷焊縫金屬過程而言 角焊縫與對(duì)接焊縫是極其相似的 焊工采用對(duì)接焊縫試件經(jīng)焊接操作技能考試合格后在一定條件下適用于焊接 角焊縫 2002考規(guī) 中不再設(shè)角焊縫試件 第十八條 手工焊焊工采用對(duì)接焊縫試件 經(jīng)焊接操作技能考試合格后 適用于焊件金屬厚度范圍見表7 t為每名焊工 每種焊接方法在試件上的對(duì)接焊縫金屬厚度 余高不計(jì) 當(dāng)某焊工用一種焊接方法考試且試件截面全焊透時(shí) t與試件母材T相等 表7手工焊對(duì)接焊縫適用于對(duì)接焊縫焊件焊縫金屬厚度范圍mm 注 t不得小于12mm 且焊縫不得少于3層例 SMAW 1G 8 F3J焊條電弧焊 材質(zhì) 類 水平位置 焊縫金屬厚度16mm 低氫型焊條施焊 如果為T 16則 GTAW 1G 3 02手工鎢極氣體保護(hù)焊 實(shí)芯焊絲 材質(zhì) 類 水平位置 焊縫金屬厚度 6mm 如果為T 6則 手工焊焊工采用管材對(duì)接焊縫試件 經(jīng)焊接操作技能考試合格后 適用于管材對(duì)接焊縫焊件外徑范圍見表8 適用于焊縫金屬厚度范圍見表7 表8手工焊管材對(duì)接焊縫試件適用于對(duì)接焊縫焊件外徑范圍mm 注 管材向下焊試件例 SMAW 1G 2 25 F3J焊條電弧焊 材質(zhì) 類 水平轉(zhuǎn)動(dòng) 焊縫金屬厚度4mm 管外徑 25mmn 對(duì) 24 4 5的管 GTAW 1G 2 25 02手工鎢極氣體保護(hù)焊 實(shí)芯焊絲 材質(zhì) 類 水平轉(zhuǎn)動(dòng) 焊縫金屬厚度4mm 管外徑 25mmn 手工焊焊工采用管板角接頭試件 經(jīng)焊接操作技能考試合格后 適用于管板角接頭焊件范圍見表9 當(dāng)某焊工用一種焊接方法考試且試件截面全焊透時(shí) t與試件板材厚度S0相等 表9手工焊管板角接頭試件適用于管板角接頭焊件范圍mm 注 當(dāng)S0 12時(shí) t應(yīng)不小于12mm 且焊縫不得少于3層例 SMAW 2FG 8 57 F3J焊條電弧焊 類和 類材料相焊 管 57 4 管板角焊縫 焊縫金屬厚度t 16mm 焊條為低氫型 如果 或板厚18mm以上 例 GTAW 2FG 3 57 02手工鎢極氣體保護(hù)焊 實(shí)芯焊絲 類和 類材料相焊 管板角焊縫 焊縫金屬厚度 6mm 如果 焊機(jī)操作工采用對(duì)接焊縫試件或管板角接頭試件考試時(shí) 母材厚度T或S0自定 經(jīng)焊接操作技能考試合格后 適用于焊件焊縫金屬厚度不限 例 SAW 1G K 07 08例 SAW 1G K 07 09例 GTAW 5FG K 04 06 09例 GTAW 5FG K 05 07 09 焊機(jī)操作工采用對(duì)接焊縫試件或管板角接頭試件考試時(shí) 管外徑自定 經(jīng)焊接操作技能考試合格后 適用于管材對(duì)接焊縫焊件或管板角接頭焊件管外徑的最小值為試件外徑 最大值不限 例 GTAW 5FG K 04 06 09此時(shí)已看不出管徑最小值 只能從焊工考試檔案中才可查出D值 手工焊焊工和焊機(jī)操作工采用不帶襯墊對(duì)接焊縫試件或管板角接頭試件 經(jīng)焊接操作技能考試合格后 分別適用于帶襯墊對(duì)接焊縫試件或管板角接頭試件 反之不適用 例 按第十六條組合考試 材質(zhì)16MnR 板厚12mm 平焊試件 用手工鎢極氬弧焊打底 填充金屬為實(shí)芯焊絲 焊縫金屬厚度2mm 然后采用低氫型焊條手工焊填滿坡口 項(xiàng)目代號(hào)為 GTAW 1G 2 02和SMAW 1G K 10 F3J則焊條電弧焊只能用于雙面焊 部分焊透的對(duì)接焊縫 例 管板角接頭無襯墊水平固定試件 管材壁厚2mm 25mm 材質(zhì)20號(hào)鋼 板材厚度12mm 材質(zhì)16MnR 采用手工鎢極氬弧焊打底 填充金屬為實(shí)芯焊絲 焊縫金屬厚度為2mm 然后采用低氫型焊條手工焊填滿坡口 項(xiàng)目代號(hào)為 GTAW 2FG 2 25 02SMAW 2FG K 10 25 F3J則焊條電弧焊只能用于雙面焊 部分焊透的對(duì)接焊縫 手工焊焊工和焊機(jī)操作工采用對(duì)接焊縫試件或管板角接頭試件 經(jīng)焊接操作技能考試合格后 除規(guī)定需要重新考試時(shí) 適用于焊件角焊縫 且母材厚度和外徑不限 上述 除規(guī)定需要重新考試 的規(guī)定為 手工焊焊工 第十五條規(guī)定 手工焊考試合格從事焊機(jī)操作工 表5中焊接要素01 02 03 04 06和08改變時(shí) 焊條類別超出表2的規(guī)定 第十四條規(guī)定 第十九條規(guī)定 第十八條 中關(guān)于管外徑的規(guī)定 焊機(jī)操作工 第十五條規(guī)定內(nèi)容 焊機(jī)操作考試合格 從事手工焊工作時(shí) 耐蝕堆焊試件各種焊接方法的焊接操作技能考試規(guī)定也適用于耐蝕堆焊 手工焊焊工和焊機(jī)操作工采用堆焊試件考試合格后 適用于焊件的堆焊層厚度不限 適用于焊件母材厚度范圍見表10 表10堆焊試件適用母材厚度范圍mm 焊接不銹鋼復(fù)合鋼的復(fù)層之間焊縫及過渡焊縫的焊工 應(yīng)取得耐蝕堆焊資格例 有一復(fù)合鋼板 基層材質(zhì)為16MnR 板厚16mm 復(fù)合層為0Gr18Ni9 板厚3mm 平板對(duì)接 采用平焊位置 低氫型和堿性焊條施焊 所需焊工項(xiàng)目為 SMAW 1G 12 F3JSMAW N16 1G K F4JSMAW 1G K 12 F4J 值得注意是表7 表8 表9 表11中試件厚度包括試件母材厚度和試件焊縫金屬厚度 對(duì)于焊接操作技能考試來說是考核焊工堆敷焊縫金屬時(shí)盡量不出或少出焊接缺陷能力 而不是考核在什么厚度試件坡口內(nèi)施焊焊縫的能力 因此考核焊工焊接操作技能應(yīng)按試件焊縫金屬厚度考慮 而不是按試件母材厚度考慮 焊工在試件上可以不焊滿坡口 為便于檢驗(yàn)與結(jié)果評(píng)定通常焊滿坡口 2002考規(guī) 只依據(jù)試件 焊縫金屬厚度來確定適應(yīng)于焊件焊縫金屬厚度范圍 參照ASME第 卷規(guī)定出手工焊試件合格后適應(yīng)于焊件焊縫金屬厚度范圍見表7 表9 從焊工焊接操作技能考試目的出發(fā) 焊縫金屬厚度越大 則焊工施焊道數(shù)與層數(shù)越多 產(chǎn)生焊接缺陷的幾率也越大 因此 厚度大的焊縫金屬考試合格了 焊接厚度小的焊縫金屬焊件則可免除考試 十一 手工焊焊工和焊機(jī)操作工 采用對(duì)接焊縫試件或管板角接頭試件 經(jīng)焊接操作技能考試合格后 適用于焊件的焊接位置見表11 表11試件適用焊件焊接位置 注 1 表中 立 表示向上