一、焊接基礎(chǔ)知識.課件(47頁P(yáng)PT)

1、一、焊接基礎(chǔ)知識焊接定義：焊接是“兩種或兩種以上的材質(zhì)（同種或異種）通過加熱或加壓或兩者并用，達(dá)到原子間的結(jié)合，使金屬或非金屬形成永久性連接的工藝過程第1頁，共47頁。一、焊接基礎(chǔ)知識（一）常用焊接方法1、焊條電弧焊（手工電弧焊）（SMAW）設(shè)備簡單，便于操作，適用于室內(nèi)外各種位置的焊接，可以焊接各種材料，應(yīng)用十分廣泛； 生產(chǎn)效率低，勞動強(qiáng)度大；對焊工的技術(shù)水平及操作要求較高。 第2頁，共47頁。2、氬弧焊非熔化極（TIG ，GTAW），熔化極（MIG）手工，半自動，自動；適于焊接各種鋼材、有色金屬及合金，焊接質(zhì)量優(yōu)良；便于實現(xiàn)全位置自動化焊接；熱量集中，熔池較小，焊接速度較快，熱影響區(qū)較小，

2、工件焊接變形較??；電弧穩(wěn)定，飛濺小，成形美觀，適于雙面成形。氬氣成本較昂貴，氬弧焊的設(shè)備和控制系統(tǒng)比較復(fù)雜；鎢極氬弧焊的生產(chǎn)效率較低。（一）常用焊接方法第3頁，共47頁。（一）常用焊接方法3、CO2氣體保護(hù)焊（GMAW）CO2氣體，混合氣體（富氬）成本低，效率高，質(zhì)量好，操作性能好；控制或操作不當(dāng)時，容易產(chǎn)生氣孔。焊接設(shè)備比較復(fù)雜。4、藥芯焊絲自保護(hù)焊（FCAW-S）不用保護(hù)氣體，用于野外現(xiàn)場效率高，操作技術(shù)要求高第4頁，共47頁。（一）常用焊接方法5.下向焊薄層、多道，根焊時單面焊雙面成形，仰焊位置避免背面凹陷焊接生產(chǎn)率比上向焊提高30%50%。手工電弧焊：纖維素型和低氫型下向焊條。E601

3、0纖維素型焊條電弧吹力大，操作性能好，特別適合于單面焊雙面成型的根部焊接藥芯焊絲自保護(hù)：效率更高，成本低第5頁，共47頁。6.1埋弧焊設(shè)備及焊接過程（一）常用焊接方法 6、埋弧焊焊接設(shè)備：焊接電源控制箱焊接小車第6頁，共47頁。6.2 埋弧自動焊（SAW）特點 生產(chǎn)率比焊條電弧焊高510倍。 自動操作使焊接規(guī)范參數(shù)穩(wěn)定，焊縫成分均勻，外型光滑美觀，因而焊接質(zhì)量良好、穩(wěn)定。 埋弧自動焊熱量集中，焊接金屬沒有飛濺損失，從而可以節(jié)省金屬材料和電能。 勞動條件得到了很大改善。 埋弧自動焊的局限性是，設(shè)備比較復(fù)雜昂貴；多用平焊位置焊接。 埋弧自動焊常用于焊接長的直線焊縫及大直徑圓筒容器的環(huán)焊縫?？捎糜诼?/p>

4、旋焊管的制造第7頁，共47頁。1）焊前準(zhǔn)備板厚在2025mm以下的工件可不開坡口；實際生產(chǎn)中，板厚在1422mm應(yīng)開Y型坡口，板厚在2250mm，可開雙Y型坡口或U型坡口。6.3. 埋弧焊工藝第8頁，共47頁。6.3. 埋弧焊工藝1）焊前準(zhǔn)備環(huán)焊縫：焊絲起弧點應(yīng)與環(huán)的中心偏離一定距離a(a=2040mm),直徑小于250mm一般不采用埋弧焊。第9頁，共47頁。6.3 埋弧焊工藝2）采取防漏措施 雙面焊； 手工電弧焊封底； 焊劑墊； 墊板。3)要有引弧板和引出板第10頁，共47頁。7.釬焊（BW） 釬焊分為硬釬焊和軟釬焊。釬焊與其他焊接方法有所不同，即釬焊時熱量的輸入僅使得釬料熔化，而母材不熔化

5、。硬釬焊與軟釬焊的區(qū)別僅在于釬料的熔化溫度的不同。釬料熔點在450以上的為硬釬焊，而在這溫度以下為軟釬焊。 第11頁，共47頁。釬料 溶劑釬料的作用： 連接 填充釬料的種類：軟釬料：錫鋁合金(焊錫)硬釬料：鋁基、銅基、銀基、鎳基合金等。溶劑的作用：清理作用去除表面氧化皮降低表面張力改善液態(tài)釬料對焊件的濕潤性。保護(hù)作用第12頁，共47頁。主要焊接精密、微型、復(fù)雜、多焊縫異種金屬的焊接。目前軟釬焊廣泛用于電子、電器、儀表等行業(yè)；硬釬焊用于硬質(zhì)合金刀具、鉆探鉆頭、換熱器的焊接。釬焊的應(yīng)用第13頁，共47頁。第14頁，共47頁。8、熱熔焊與電熔焊8.1熱熔焊特點1）需要有專用的熱熔焊機(jī)。 2）一般適用

6、于公稱直徑大于90mm的管材。 3）適用于同牌號、不同材質(zhì)的管材與管材、管材與管件連接，但需實驗驗證。 4）易受環(huán)境、人為因素影響。 5）設(shè)備投資高。 6）連接費(fèi)用低。 7）操作人員需進(jìn)行專門培訓(xùn)，具有一定的經(jīng)驗。 第15頁，共47頁。8、熱熔焊與電熔焊8.2電熔焊特點1）需要有專用的電熔焊機(jī)。 2）適用于所有規(guī)格尺寸的管材。 3）可用于不同牌號、材質(zhì)的管材與管材、管材與管件連接。 4）不易受環(huán)境、人為因素影響。 5）設(shè)備投資低，維修費(fèi)用低。 6）連接操作簡單易掌握。 7）焊口質(zhì)量可靠性高。 8）焊口管道內(nèi)壁光滑，不影響流通量。 第16頁，共47頁。熱熔對接法（BW）與 電熔連接法（EW） 熱

7、熔對接法（BW）使用專門加熱工具對非金屬材料制兩元件端部加熱至粘流狀態(tài)后，在壓力下將其焊合的方法。分機(jī)動焊（J）、自動焊（Z）電熔連接法（EW）將非金屬材料制電熔管件通電加熱至表面熔化狀態(tài)，使之與相接觸的另一元件表面焊合的方法。只有自動焊（Z）第17頁，共47頁。熱熔對接法（BW8.1.1、焊接過程（熱熔）準(zhǔn)備階段：清潔焊接部位油污、雜質(zhì)，裝夾管道；修整管道端面。加熱階段：加熱階段需加壓力切換階段：將管道與加熱板分開，并迅速移出加熱板；將兩個熔融的塑料管道端面接觸，并施加一定的壓力；一般來說，切換時間應(yīng)小于4s。壓焊和冷卻階段：在一定的時間內(nèi)保持壓力不變；熔融的塑料會被擠出管道表面，在管道的內(nèi)

8、外表面形成熔環(huán)。第18頁，共47頁。熱熔對接法（BW8.1.2熱熔和電熔接頭型式第19頁，共47頁。8.1.3熱熔焊接設(shè)備第20頁，共47頁。8.2.1、電熔焊接設(shè)備和承插管件第21頁，共47頁。8.2.2電熔鞍座管件第22頁，共47頁。（二）焊接材料包括：焊條，焊絲，焊劑，保護(hù)氣體2.1、標(biāo)準(zhǔn)GB/T 51172012非合金鋼及細(xì)晶粒鋼焊條GB/T 51182012熱強(qiáng)鋼焊條GB/T 9832012不銹鋼焊條GB/T 81102008氣體保護(hù)電弧焊用碳鋼、低合金鋼焊絲GB/T 100452001碳鋼藥芯焊絲GB/T 17493-2008 低合金鋼藥芯 GB/T 17853-1999 不銹鋼藥

9、芯焊絲GB/T 13814-2008 鎳及鎳合金焊條 GB/T 15620-2008 鎳及鎳合金焊絲 GB/T 48422006氬NB/T 47018.1.7承壓設(shè)備用焊接材料訂貨技術(shù)條件第23頁，共47頁。2.2、焊條藥皮類型標(biāo)準(zhǔn)焊條型號牌號藥皮類型電流種類GB/T 5117 非合金鋼及細(xì)晶粒鋼焊條E4303J422鈦鈣型交流、直流E4310J425高纖維素型直流反接E4315J427低氫鈉型直流反接E4316J426低氫鉀型交流、直流E5015J507低氫鈉型直流反接GB/T 983 不銹鋼焊條E308-15A107低氫鈉型直流反接E308L-15A007低氫鈉型直流反接E347-15A1

10、37低氫鈉型直流反接E316-15A207低氫鈉型直流反接第24頁，共47頁。2.2.1、GB/T 5117GB/T 51171995碳鋼焊條GB/T 51172012非合金鋼及細(xì)晶粒鋼焊條標(biāo)準(zhǔn)修訂后名稱改變?yōu)椤胺呛辖痄摷凹?xì)晶粒鋼焊條”，標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍在原標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上進(jìn)行了擴(kuò)大。一是增加了耐候鋼焊條的技術(shù)要求，與原碳鋼焊條一起列入非合金鋼類焊條；二是增加了原GB/T 5118-1995低合金鋼焊條中的鎳鋼、鎳鉬鋼焊條；三是標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度范圍由490MPa提高到570MPa，將原GB/T 5118-1995低合金鋼焊條中的所有碳鉬鋼焊條，錳鉬鋼焊條中的E5515-D3、E5516-D3、E5518-

11、D3，其他低合金焊條中的E5018W、E5518W等焊條的技術(shù)要求增加到本標(biāo)準(zhǔn)之中。第25頁，共47頁。GB/T 5117 的焊條型號示例 E 4303 E表示焊條；43熔敷金屬抗拉強(qiáng)度最小值為430MPa；03藥皮類型為鈦型，適用于全位置焊接，采用交流或直流E 5515 N5 P U H10E 表示焊條；55 熔敷金屬抗拉強(qiáng)度最小值為550MPa；15 藥皮類型為堿性，適用于全位置焊接，采用直流反接；N5 熔敷金屬化學(xué)成分分類代號；P 焊后狀態(tài)代號，此處表示熱處理狀態(tài)；U 為可選附加代號，表示在規(guī)定溫度下沖擊功47J以上；H10 可選附加代號，表示熔敷金屬擴(kuò)散氫含量不大于10mL/100g

12、。第26頁，共47頁。2.2.2、GB/T 5118GB/T 51181995低合金鋼焊條GB/T 51182012熱強(qiáng)鋼焊條標(biāo)準(zhǔn)修訂后名稱改變?yōu)椤盁釓?qiáng)鋼焊條”，僅保留了原GB/T 5118-1995低合金鋼焊條中的碳鉬鋼焊條和鉻鉬鋼焊條內(nèi)容原標(biāo)準(zhǔn)中鎳鋼、鎳鉬鋼，錳鉬鋼焊條型號中的E5515-D3、E5516-D3、E5518-D3，其他低合金焊條型號中的E5018W、E5518W等焊條，轉(zhuǎn)到新修訂的GB/T 5117-2012非合金鋼及細(xì)晶粒鋼焊條標(biāo)準(zhǔn)中。原GB/T 5118-1995低合金鋼焊條中的高強(qiáng)鋼焊條技術(shù)要求正在立項階段。第27頁，共47頁。2.2.2.、GB/T 5118型號編制

13、方法的變化焊條型號按熔敷金屬力學(xué)性能、藥皮類型、焊接位置、電流類型、熔敷金屬化學(xué)成分等進(jìn)行劃分。其中熔敷金屬化學(xué)成分用“CM”表示，標(biāo)識“C”前的整數(shù)表示Cr的名義含量，“M”前的整數(shù)表示Mo的名義含量。對于Cr或者M(jìn)o，如果名義含量少于1，則字母前不標(biāo)記數(shù)字。型號示例：E 6215 2C1M H10 E表示焊條；62熔敷金屬抗拉強(qiáng)度最小值為620MPa；15藥皮類型為堿性，適用于全位置焊接，采用直流反接；2C1M熔敷金屬化學(xué)成分分類代號；H10可選附加代號，表示熔敷金屬擴(kuò)散氫含量不大于10mL/100g。第28頁，共47頁。2.2.3、GB/T 983GB/T 9831995不銹鋼焊條GB/

14、T 9832012不銹鋼焊條與GB/T 983-1995不銹鋼焊條相比，刪除了焊條熔敷金屬化學(xué)成分鉻含量小于11%的E502-XX、E505-XX、E7Cr-XX、E5MoV-XX、E9Mo-XX、E11MoVNi-XX和E11MoVNiW-XX七個焊條型號；增加了焊接位置“4”，適用于包括向下立焊的全位置焊接；焊條的熔敷金屬力學(xué)性能和化學(xué)成分要求按國際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了相應(yīng)調(diào)整。第29頁，共47頁。 2.2.4埋弧自動焊的焊絲與焊劑 焊絲 埋弧自動焊常用焊絲直徑為1.65mm。選用焊絲的主要原則是：對于碳素鋼和普通低合金鋼，應(yīng)保證焊縫的力學(xué)性能；對于鉻鉬鋼和不銹耐酸鋼等合金鋼，應(yīng)盡可能保證焊縫的化學(xué)

15、成分與焊件相似；異種鋼焊接時，一般可按強(qiáng)度等級較低的鋼材選用抗裂性能較好的焊絲。第30頁，共47頁。2.2.4埋弧自動焊的焊絲與焊劑 GB/T5293埋弧焊用碳鋼焊絲和焊劑和GB/T12470埋弧焊用低合金鋼焊絲和焊劑型號分類根據(jù)焊絲一焊劑組合的熔敷金屬力學(xué)性能、熱處理狀態(tài)進(jìn)行劃分，焊絲一焊劑組合的型號編制方法如下：字母“F”表示焊劑；第一位數(shù)字表示焊絲一焊劑組合的熔敷金屬抗拉強(qiáng)度的最小值；第二位字母表示試件的熱處理狀態(tài)，A表示焊態(tài)，P表示焊后熱處理狀態(tài)；第三位數(shù)字表示熔敷金屬沖擊吸收功不小于27J時的最低試驗溫度；“一”后面表示焊絲的牌號。如果需要標(biāo)注熔敷金屬中擴(kuò)散氫含量時，可用后綴“H X

16、”表示。 第31頁，共47頁。 埋弧焊：同H08MnA焊絲匹配各種牌號焊劑后結(jié)果焊劑牌號焊絲-焊劑組合型號堿度渣滓類型特點及用途TH-SJ101F4A4-H08MnA1.8氯堿型用于碳鋼、低合金鋼焊接，適用于雙絲、多絲焊接。TH-SJ107F48P0-H08MnA2.7氟堿型用于耐熱鋼、低溫鋼焊接及細(xì)晶粒鋼焊接。TH-SJ201F4A2-H08MnA1.3鋁堿型用于碳鋼、低合金鋼結(jié)構(gòu)焊。TH-SJ504F5A2-H08MnA0.6鋁鈦型脫渣性好，抗氣孔能力強(qiáng)，適用于角焊縫快速焊接。第32頁，共47頁。 埋弧焊：SJ 101常配用焊絲示例焊絲-焊劑型號S 101 配用焊絲牌號F4A4-H08Mn

17、ASJ 101-H08MnAF5A4-H10Mn2SJ 101-H10Mn2F55A2-H08MnMoASJ 101-H08MnMoAF62A2-H08Mn2MoASJ 101-H08Mn2MoAF48A0-H08CrMoASJ 101-H08CrMoAF48A0-H13CrMoASJ 101-H13CrMoA第33頁，共47頁。（三）、焊縫與焊接接頭“焊縫”是指焊件經(jīng)焊接后所形成的結(jié)合部分 焊接接頭包括：焊縫、熔合區(qū)、熱影響區(qū)第34頁，共47頁。3.1焊接接頭的組織與性能焊接接頭焊縫區(qū)焊接熱影響區(qū)1 焊縫區(qū)熔池金屬冷卻結(jié)晶所形成的鑄態(tài)組織。2 焊接熱影響區(qū)焊縫兩側(cè)的母材，由于焊接熱的作用，其

18、組織和性能發(fā)生變化的區(qū)域。第35頁，共47頁。焊接熱影響區(qū)熔合區(qū)過熱區(qū)正火區(qū)部分相變區(qū)不易淬火鋼HAZ第36頁，共47頁。 熔合區(qū)（不完全熔化區(qū)）焊縫和母材金屬的交界區(qū)。（0.1-1mm）加熱溫度：T液T固強(qiáng)度、塑性、韌性極差，是裂紋和局部脆斷的發(fā)源地。 過熱區(qū)（粗晶粒區(qū)）加熱溫度：T固1100 塑性和韌性很低，是裂紋的發(fā)源地。在熱影響區(qū)內(nèi)具有過熱組織或晶粒顯著粗大的區(qū)域。（1-3mm）第37頁，共47頁。 正火區(qū)（重結(jié)晶區(qū)）在熱影響區(qū)內(nèi)相當(dāng)于受到正火處理的區(qū)域。（1.2-4mm）力學(xué)性能優(yōu)于母材。 部分相變區(qū)(不完全重結(jié)晶區(qū))在熱影響區(qū)內(nèi)發(fā)生部分相變的區(qū)域。力學(xué)性能較母材稍差。力學(xué)性能最差的

19、區(qū)域：熔合區(qū)和過熱區(qū)第38頁，共47頁。易淬火鋼，如含合金元素較多的高強(qiáng)度鋼、耐熱鋼等，其熱影響區(qū)可分為熔合區(qū)、淬火區(qū)、部分淬火區(qū)和回火區(qū)四部分第39頁，共47頁。4.1、 焊接結(jié)構(gòu)四個特點焊接過程是一個局部的不均勻的快速加熱和冷卻過程，其中伴隨著劇烈的冶金反應(yīng)和固態(tài)相變。焊接接頭的組織和性能往往存在著嚴(yán)重的不均勻性，往往導(dǎo)致接頭與母材相比性能下降。焊接結(jié)構(gòu)中往往存在較嚴(yán)重的殘余應(yīng)力和變形傾向。焊接接頭中容易產(chǎn)生各種焊接缺陷（如裂紋、未熔合、未焊透、夾雜物、夾渣、夾鎢、氣孔、咬邊、未焊滿、焊瘤、焊縫凸度過大、焊縫余高過大、引弧燒傷、飛濺、夾層、層狀撕裂、劃傷和結(jié)疤）（四）、焊接缺陷第40頁，共47頁。4.2、焊接缺陷（1） 氣孔（H、N、CO）焊接過程中，熔池金屬中的氣體在金屬冷卻以前未能來得及逸出，在焊縫金屬中（內(nèi)部或表面）形成的孔穴。形狀：球形，條形，密集，蟲形第41頁，共47頁。4.2、焊接缺陷（2）夾渣焊接熔渣殘留在焊縫金屬中的現(xiàn)