施工方向《鋼結構》課件-單元七鋼結構焊接工藝

單元七鋼結構焊接工藝課題1

焊接工藝一般要求1.焊接材料的種類和作用焊接材料包括以下幾種：(1)焊絲焊絲的作用主要是供給填充金屬及焊縫所需要的合

金元素。在電弧焊中.焊絲還是傳導電弧電流的一個電極。(2)焊條及其藥皮在手工電弧焊中，并不直接使用裸狀焊絲，

而是使用涂有藥皮的焊條。焊條的選用應與焊件的鋼材強度和性

能相適應。用符號Exxxx來表示。焊條符號E××××抗拉強度焊接電流、藥皮類型焊接位置“0”和“1”表示適合于全位置焊接

“2”表示適合于平焊及水平角焊，

“4”表示適合于向下立焊焊條的選擇焊條應與焊件鋼材相適應。Q235

鋼選擇E43型焊條(E4300--E4328)Q345

鋼選擇E50型焊條(E5000--5048)Q390、Q420

鋼選擇E55型焊條(E5500--5518)不同鋼種的鋼材焊接，宜采用與低強度鋼材相適應的焊條。焊條所涂敷的藥皮在焊接中所起的作用如下：1)提高電弧的穩(wěn)定性。藥皮中的穩(wěn)弧劑起提高電弧穩(wěn)定性的

作用。2)防止空氣進人熔池，造成對熔化金屬的危害。3)形成比焊縫金屬熔點低的熔渣。這些熔渣可以改善焊縫金屬熔化中的冶金過程，提高焊接質量。4)帶入焊縫金屬所需要的合金元素。(3)焊劑除氣體保護焊外，都采用相應的焊劑。焊劑是一種能在焊接過程中形成熔渣或氣體，對熔化金屬進行保護和冶金處理的一種

顆粒狀的物質。電

纜電焊性、電程機電焊教電

弧

工件課題2鋼結構常用焊接方法及應用范圍1)手工電弧焊是以焊條和焊件作為兩個電極，被焊金屬稱為焊件或母材。焊

接時因電弧的高溫和吹力作用使焊件局部熔化。在被焊金屬上形成

一個橢圓形充滿液體金屬的凹坑，這個凹坑稱為熔池。隨著焊條的移動熔池冷卻凝固后形成焊縫。手工焊就是利用電弧產(chǎn)生的高溫熔化焊條和焊件，使兩塊分離的金屬熔合在一起，從而獲得牢固的接頭。焊條焊機保護氣體焊件

電弧

熔池焊鉗導線優(yōu)點：方便，特別在高空和野外作業(yè)，小型焊接；缺點：質量波動大，要求焊工等級高，勞動強度大，效率低。2)埋弧焊原理：電弧在焊劑層下燃燒。利用焊絲和焊件之間燃燒的電弧產(chǎn)生的熱量，熔化焊絲、焊劑和母材(焊件)而形成焊縫。應用：A、凡是焊縫可以保持在水平位置或傾斜角不大的焊件，均可用埋弧焊。B、板厚需大于5毫米(防燒穿)。缺點：設備投資大，施工位置受限等。圖7

-3

自

動

埋

弧

焊1

—

焊

絲

轉

盤

；

2

—

轉

動

焊

絲

的

電

動

機

；3

—

焊

劑

漏

斗

；

4

—

電

源

；5

—

熔

化

的

焊

劑

；

6

—

焊

縫

金

屬

；

7

—

焊

件

；8

一

移

動

方向氣體保護焊減壓器

流量計閾千燥器焊電工件CO?氣瓶焊絲課題3焊接缺陷、焊接應力和焊接變形一、焊接缺陷1、外部缺陷(位于焊縫外表面，用目測或低倍放大鏡可以看到的缺

陷

)2、

內部缺陷(位于焊縫內部缺陷，用破壞性試驗或無損探傷的方法

可以發(fā)現(xiàn)。

)1、

外部缺陷(1)咬邊焊縫與母材熔合不好，出現(xiàn)溝槽，深度大于0.5mm(2)燒穿熔化金屬從坡口背面流出，形成穿孔的缺陷(3)錯邊焊件沒有對正，存在平行偏差(4)焊瘤熔化金屬流淌到焊縫之外未熔化的母材上所形成的金屬瘤。(

5

)

弧

坑焊縫尾部產(chǎn)生的凹坑：(6)裂紋著色探傷顯示產(chǎn)生的裂紋2、

內部缺陷1.裂紋(2)氣孔焊縫中存在遺留氣體：

(a)

(b)外部氣孔內部氣孔圖5-8

氣孔外部氣孔單個氣孔密集氣孔08.08.201013:1608.08.201013:17(a)

(h)圖5

-

9

夾

渣(

3

)

夾

渣焊后焊縫中殘留焊渣術焊透(a)禾焊透(h)圖5-10

未焊透未焊透(

4

)

未

焊

透接頭根部沒有完全熔透未焊透未溶合

未溶合(a)(b)圖5-

11

未熔合(a)

焊道金屬層間未熔合；

(b)

填充金屬與母材之間未熔合(5)未熔合焊道之間、焊道與母材之間沒有完全熔化焊縫與母材焊縫之間2、焊接殘余應力及焊接殘余變形焊接應力是產(chǎn)生焊接裂紋的重要原因之一。當結構承載時殘余拉應力與工作應力疊加，使總的應力水平提高。對于塑性材料，當應力峰值達到屈服點后，該區(qū)應力不再增加而產(chǎn)生塑性變形。當材料的塑性耗盡時，

就會造成塑性破壞。對于脆性材料，由于缺少足夠的塑性，不能很好地

進行塑性變形，隨著工作應力的增加，最后導致整體

結構的脆性破壞。焊接縱向和橫向收縮變形撓曲變形：撓曲可以由縱向收縮、橫向收縮、角變形引起角變形表現(xiàn)為焊后構件的平面圍繞焊縫產(chǎn)生角位移波浪變形及錯邊變形a)

b)點

固螺旋嚴a)

b)減小焊接殘余應力的措施1.設計措施：設計上減小焊接應力的核心：正確布置焊縫，以避免應力疊加。1)盡量減少結構上焊縫的數(shù)量和焊縫尺寸。2)避免焊縫過分集中，焊縫間應保持足夠的距離。3)采用剛性較小的接頭形式。減小接頭的剛性措施容器接管焊接2.工藝措施1)采用合理的裝配焊接順序和方向。①

在一個平面上的焊縫，焊接時，應保證焊縫

的縱向和橫向收縮均能比較自由。1234567②

收縮量最大的焊縫應先焊。帶蓋板的雙工字梁結構焊接順序拼接焊縫合理的裝配焊接順序89-10④

平面交叉焊縫焊接時，在焊縫的交叉點易產(chǎn)生較大的焊接應力。③

工作時受力最大的焊縫應先焊。平面交叉焊縫的焊接順序對接工字梁的焊接順序2R=300鏟盡坡c)a)b)d)⑤

對接焊縫與角焊縫交叉的結構。2)預熱法。3)冷焊法。4)降低焊縫的拘束度。降低局部剛度減少內應力a)

b)熱膨脹或冷收縮方向a)b)加熱“減應區(qū)”法示意圖5)加熱“減應區(qū)”法。XxXX被加熱的減應區(qū)受熱后冷卻收縮區(qū)大型容器底部拼接焊接順序帶蓋板的雙工字梁結構焊接順序1一對接焊縫2—角焊縫對接焊縫的收縮量>角焊縫的收縮涼口平面交叉焊縫焊接時，應先焊橫向焊縫口讓每條焊縫都能自由收縮口先焊收縮大的焊縫(b)不正確(a)

正確課題4

焊縫質量檢驗1、