焊接材料、符號(hào)及鋼材基礎(chǔ)知識(shí)教案教學(xué)

一、焊接的基本概念

焊接：通過(guò)加熱或加壓(或者兩者并用)，用或者不用填充材料,

使兩個(gè)工件(同種或異種材質(zhì))達(dá)到原子間結(jié)合的一種連接方式。

二、常見(jiàn)焊接術(shù)語(yǔ)及代號(hào)

GMAW：指實(shí)芯焊絲電弧焊(GasMetalArcWelding),俗稱(chēng)氣保焊，

包括混合氣和C02氣體，代號(hào)：135

FCAW：指藥芯焊絲電弧焊(FluxCoredArcWelding),代號(hào)：114

SMAW：指手工電弧焊(ShieldMetalArcWelding),代號(hào):111

GTAW：指鋁極氮弧焊(GasTungstenArcWelding),代號(hào)：141

SAW：指埋弧焊(SubmergedArcWelding),代號(hào)：12

PQR：指焊接工藝試驗(yàn)報(bào)告(ProcedureQualificationRecord),是焊接工

藝評(píng)定試驗(yàn)中各項(xiàng)參數(shù)的實(shí)際記錄報(bào)告。

WPS：指焊接工藝指導(dǎo)書(shū)(WeldingProcedureSpecification),是依據(jù)

相應(yīng)的焊接工藝試驗(yàn)報(bào)告

PQR和焊接標(biāo)準(zhǔn)編制的用于指導(dǎo)生產(chǎn)制造的焊接技術(shù)文件。

WQT：指焊工資格考試(WelderQualificationTest),是依據(jù)焊接規(guī)范和

實(shí)際產(chǎn)品焊接技能要求對(duì)焊接工人技能進(jìn)行的系列鑒定測(cè)試。

CJP：指全熔透焊縫(CompleteJointPenetration),即對(duì)接焊縫在整

個(gè)板厚厚度內(nèi)完全熔透。

PJP：指部分熔透焊縫(PartialJointPenetration),即對(duì)接焊縫在整個(gè)

板厚厚度內(nèi)未完全熔透。

三、焊接材料分類(lèi)

1、焊接材料：是焊接時(shí)所消耗的材料統(tǒng)稱(chēng)，它包括焊條、焊絲、焊

劑、氣體等。比如手弧焊的焊接材料是焊條，埋弧焊的焊接材料是焊

絲與焊劑，而氣體保護(hù)焊的焊接材料則是焊絲與保護(hù)氣體。

2、焊條的分類(lèi)

按焊條的用途分：

1）結(jié)構(gòu)鋼焊條：主要用于焊接碳鋼和低合金高強(qiáng)鋼。

2）鋁和銘鋁耐熱鋼焊條：主要用于焊接珠光體耐熱鋼和馬氏體

耐熱鋼。

3）不銹鋼焊條：主要用于焊接不銹鋼和熱強(qiáng)鋼，可分為錨不銹

鋼焊條和銘鑰不銹鋼焊條。

4）堆焊焊條：主要用于堆焊，以獲得具有熱硬度性、耐磨性及

耐腐蝕性的堆焊層。

5）低溫鋼焊條：主要用于焊接在低溫下工作的結(jié)構(gòu)，其熔敷金

屬具有不同的低溫工作性能。

6）鑄鐵焊條：主要用于焊補(bǔ)鑄鐵構(gòu)件。

按焊接熔渣的堿度分

1）酸性焊條：它是藥皮中含有多量酸性氧化物的焊條。其工藝

性能好，焊縫外表成型美觀、波紋細(xì)密。典型酸性焊條為E4303（J422）

2）堿性焊條：它是藥皮中含有多量堿性氧化物的焊條。由于焊

條藥皮中含有較多的大理石、螢石等成分，它們?cè)诤附右苯鸱磻?yīng)中生

成C02和HF,因此降低了焊縫中的含氫量，所有堿性焊條又稱(chēng)為低

氫焊條。堿性焊條的焊縫具有較高的塑性和沖擊韌度值，一般承受動(dòng)

載的焊件或剛性較大的重要結(jié)構(gòu)均采用堿性焊條施工。典型的堿性焊

條為E5015（J507）o

3、焊條的型號(hào)和牌號(hào)

1）焊條的型號(hào)：

在GB5117-85《碳鋼焊條》中，規(guī)定的焊條型號(hào)編制方法是：字母“E”

表示焊條，第一、二位數(shù)字表示熔敷金屬抗拉強(qiáng)度的最小值，單位為

kgf/mm2,第三位數(shù)字表示焊條的焊接位置，“0”及“1”表示焊條

適用于全位置焊接（平、立、仰、橫），“2”表示焊條適用于平焊

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(lèi)及藥皮類(lèi)型。

E4315

表示焊條藥皮為低氫鈉型，

并可采用直流反接焊接

?表示焊條適用于全位置焊接

表示熔敷金屬抗拉強(qiáng)度的最小

值（以kgf/mn?計(jì)）

表示焊條

43系列

電瓶片類(lèi)

----------------------_

有3不▼一#貌金。昧拉謾皮VtaVMflO

E43OO利林5t

E43OI文處或直i*iE、H19

E43O3杜朗川

E431O陶燈蛾的加宜就泛接

EOII向殲雉的不平，也.卿、橫殳前成H就反掖

E4S12，?小U%(交加或亦茂正接

E4313斑蚊怦M交流或直流正、反推

E431S低依林R長(zhǎng)出比接

上4316低氨每取女前成直JU反核

E43聚則一帶敷金照抗檢徵收443W/EE,(420MP*)

E432Ormw女菰女直流正接

氧化快《|

K43Z2T交充也出施,正、反標(biāo)

E4323鐵物快4TM

安掂克省淹iE.反接

E4324帙粉性P

平.平布媒

E4327欽勒敘化峨笈女懶立直岷此拄

K432R蚊粒低狙?1

50系列

i**?9用皮熨蟲(chóng)電瓶升奧

ESOOI伙鐵＜rp

幺處或食廢正、反檢

ESOD3

ESO11高仟饗WR文漳就立源反候

E5C14鐵旭秋不平.巾、仰、橫文痛成直成正.Utt

KSO15低氮的暨面去殳推

ESO1?低氯加索

交港或力it反依

E5O18鐵粉低氯理

ESC24鐵物依F交施成汽處正、反推

E5C27鐵粉K化鐵F平，平為/女燈或賓流正

E$028

鐵翰任瓜理父血奴木詆反擢

E1O4B平、立、施、立向下

2)焊條的牌號(hào)：焊條牌號(hào)的編制方法是最前面的字母表示焊條各大

類(lèi)，第一、二位數(shù)字表示各大焊條中的若干小類(lèi)，如結(jié)構(gòu)鋼焊條(J507)

J:表示結(jié)構(gòu)鋼焊條，50表示50級(jí)別強(qiáng)度，7表示低氫型藥皮、直流。

末位數(shù)字。?5的是酸性焊條，6?9的是堿性焊條。牌號(hào)末位數(shù)字表

示具體含義：

0：不規(guī)定藥皮類(lèi)型，不規(guī)定適用電流類(lèi)型

1:氧化鈦型藥皮，交直流兩用

2：氧化鈦鈣型藥皮，交直流兩用

3：鈦鈣型藥皮，交直流兩用

4：氧化鐵型藥皮，交直流兩用

5：高纖維素型藥皮，交直流兩用

6：低氫鉀型藥皮，交直流兩用

7：低氫鈉型藥皮，交直流兩用

8：石墨型藥皮，交直流兩用

9：鹽基型藥皮，直流專(zhuān)用

結(jié)構(gòu)鋼焊條

4、藥芯焊絲

■藥芯焊絲焊接介紹

四、鋼材的分類(lèi)

鋼是鋼材含碳量在0.04%-2.3%之間的鐵碳合金。為了保證其韌性

和塑性，含碳量一般不超過(guò)1.7%。鋼的主要元素除鐵、碳外，還有

硅、鎰、硫、磷等。鋼的分類(lèi)方法多種鋼材多樣。

1、鋼材按品質(zhì)分類(lèi)

⑴普通鋼(PW0.045%,SW0.050%)(2)優(yōu)鋼材質(zhì)鋼(P、S

均《0.035%)(3)高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼(PW0.035%,SW0.030%)

2.、按化學(xué)成份分類(lèi)

(1)碳素鋼：鋼材a.低碳鋼(CW0.25%)；b.中碳鋼(CW0.25?0.60%)；

c.高碳鋼(60.60%)o

⑵合金鋼：a.低合金鋼(合金元素總含量W5%)；b.中合金鋼

(合金元素總含量,5-10%)；c.高合金鋼(合金元素總含量,

10%)o

3、鋼材按成形方法分類(lèi)：（1）鍛鋼；（2）鑄鋼；（3）熱軋鋼；⑷冷

拉鋼。

4、各牌號(hào)碳素結(jié)構(gòu)鋼的主要用途

1）牌號(hào)Q195,含碳量低，強(qiáng)度不高，塑性、韌性、加工性能和焊

接性能好。用于軋制薄板和盤(pán)條。冷、熱軋薄鋼板及以其為原板制

成的鍍鋅、鍍錫及塑料復(fù)合薄鋼板大量用用屋面板、裝飾板、通用

除塵管道、包裝容器、鐵桶、儀表殼、開(kāi)關(guān)箱、防護(hù)罩、火車(chē)車(chē)廂等。

盤(pán)條則多冷拔成低碳鋼絲或經(jīng)鍍鋅制成鍍鋅低碳鋼絲，用于捆綁、

張拉固定或用作鋼絲網(wǎng)、鉀釘?shù)取?/p>

2）牌號(hào)Q215,強(qiáng)度稍高于Q195鋼，用途與Q195大體相同。此外,

還大量用作焊接鋼管、鍍鋅焊管、爐撐、地腳螺釘、螺栓、圓釘、

木螺釘、沖制鐵錢(qián)鏈等五金零件。

3）牌號(hào)Q235,含碳適中，綜合性能較好，強(qiáng)度、塑性和焊接等性

能得到較好配合，用途最廣泛。常軋制成盤(pán)條或圓鋼、方鋼、扁鋼、

角鋼、工字鋼、槽鋼、窗框鋼等型鋼，中厚鋼板。大量用用建筑及

工程結(jié)構(gòu)。用以制作鋼筋或建造廠(chǎng)房房架、高壓輸電鐵塔、橋梁、車(chē)

輛、鍋爐、容器、船舶等，也大量用作對(duì)性能要求不太高的機(jī)械零

件。C、D級(jí)鋼還可作某些專(zhuān)業(yè)用鋼使用。

4）牌號(hào)Q255,性能與Q235差不多，強(qiáng)度稍有提高，塑性有所降

低。應(yīng)用不如Q235廣泛，主要用作鉀接與檢接結(jié)構(gòu)。

5）牌號(hào)Q275,強(qiáng)度、硬度較高，耐磨性較好。用于制造軸類(lèi)、農(nóng)

業(yè)機(jī)具、耐磨零件、鋼軌接頭夾板、墊板、車(chē)輪、軋軌等。

5、各牌號(hào)低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的主要用途

低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼舊標(biāo)準(zhǔn)稱(chēng)低合金結(jié)構(gòu)鋼，又叫普通低合金結(jié)

構(gòu)鋼。

1）牌號(hào)Q295鋼，鋼中只含有極少量的合金元素，強(qiáng)度不高，但有

良好的塑性、冷彎、焊接及耐蝕性能。主要用于建筑結(jié)構(gòu)，工業(yè)廠(chǎng)

房，低壓鍋爐，低、中壓化工容器，油罐，管道，起重機(jī)，拖拉機(jī),

車(chē)輛及對(duì)強(qiáng)度要求不高的一般工程結(jié)構(gòu)。

2）牌號(hào)Q345、Q390鋼，綜合力學(xué)性能好，焊接性能、冷熱加工性

能和耐蝕性能均好，C、D、E級(jí)鋼具有良好的低溫韌性。主要用于

船舶，鍋爐，壓力容器，石油儲(chǔ)罐，橋梁，電站設(shè)備，起重運(yùn)輸機(jī)械

及其他較高載荷的焊接結(jié)構(gòu)件。

3）牌號(hào)Q420鋼，強(qiáng)度高，特別是在正火或正火加回火狀態(tài)有較高

的綜合力學(xué)性能。主要用于大型船舶，橋梁，電站設(shè)備，中、高壓

鍋爐，高壓容器，機(jī)車(chē)車(chē)輛，起重機(jī)械，礦山機(jī)械及其他大型焊接

結(jié)構(gòu)件。

4）牌號(hào)Q460鋼，強(qiáng)度最高，在正火，正火加回火或淬火加回火狀

態(tài)有很高的綜合力學(xué)性能，全部用鋁補(bǔ)充脫氧，質(zhì)量等級(jí)為C、D、

E級(jí)，可保證鋼的良好韌性的備用鋼種。用于各種大型工程結(jié)構(gòu)及

要求強(qiáng)度高，載荷大的輕型結(jié)構(gòu)。

五、鋼材的可焊性

鋼材焊接性能的好壞主要取決于它的化學(xué)組成，而其中影響最大

的是碳元素，也就說(shuō)金屬含碳量的多少?zèng)Q定了它的可焊性。鋼中的其

他合金元素大部分也不利于焊接，所以將不利于焊接的其他元素轉(zhuǎn)換

成碳對(duì)焊接性能的影響程度，但影響程度一般比碳小得多。鋼材的焊

接性由碳和不利于焊接的其他合金元素共同影響。鋼中碳當(dāng)量增加，

淬硬傾向就增大，塑性則下降，容易產(chǎn)生焊接裂紋。

碳當(dāng)量公式：CE(IIW)=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15(%)

當(dāng)CE<0.35%時(shí)，通常不需要預(yù)熱和后熱；當(dāng)CE在0.35%?0.55%之間

時(shí)，一般需預(yù)熱；當(dāng)CE>0.55%時(shí)，既要預(yù)熱，又要后熱。

碳鋼焊接性與含碳量的關(guān)系

名碳的質(zhì)量典型

典型用途

稱(chēng)分?jǐn)?shù)(%)硬度

時(shí)球板材和型材

601IR

WO.15薄板、帶材、坪優(yōu)

B

低碳絲

鈉

0.15?90HR結(jié)構(gòu)用型材、板

良

0.25B材、棒材

中碳0.25?25HR中(需強(qiáng)熱、后熱，推

機(jī)器部件和工具

鋼0.60C薦使用低氫.坪接方法)

高碳.40HR祥黃，模具，鋼劣〈需預(yù)熱、后熱，必

>0.60

鋼C軌需使用低氮坪按方法)

六、焊縫符號(hào)表示法

1.基本符號(hào)

3、單邊V形焊縫

6、帶鈍邊U形焊縫

7、帶鈍邊J形焊縫

示意圖

8、角焊縫

9、封底焊縫

10、塞焊縫或槽焊縫

11、點(diǎn)焊縫

符號(hào)示意得

2、基本符號(hào)組合

3、其他符號(hào)

1平面-----焊縫表面通常經(jīng)過(guò)加工后平整

2凹面焊縫表面凹陷

3凸面焊縫裹面凸起

4園滑過(guò)渡J」焊趾處酬滑過(guò)渡

永久襯墊|M|村墊永久保留

6臨時(shí)襯墊村墊在焊接完成后拆除

7三面焊縫匚三面帶有焊縫

8周?chē)缚pQ沿著工件周邊胞焊的焊縫

（標(biāo)識(shí)位寅為星彩線(xiàn)與*頭線(xiàn)的交點(diǎn)處）

9現(xiàn)場(chǎng)焊縫卜在現(xiàn)場(chǎng)焊接的焊維

尾部《

可以表示所需的信息

4、尺寸及標(biāo)注

焊縫長(zhǎng)度

。焊縫間距H

N相同焊縫數(shù)最

5、段焊標(biāo)注規(guī)則

?橫向尺寸標(biāo)注在基本符8的左便I：

?縱向尺寸標(biāo)注在基本符號(hào)的右儲(chǔ)；

?坡口知度、坡I」面角度、根部間隙標(biāo)注在基本符號(hào)的的

或卜例；

?相同焊縫數(shù)量標(biāo)注在尾部；

?當(dāng)尺寸較多不易分辨時(shí)，可在尺寸數(shù)據(jù)前標(biāo)注相應(yīng)的尺寸符

號(hào)；

?、箭頭線(xiàn)方向改變時(shí)，上述規(guī)則不變。

aPfe

基本符號(hào)

基本符號(hào)nxL

間斷角焊縫

it庫(kù)維長(zhǎng)度;

e：?jiǎn)柧?

m埠崎段數(shù):

K；坪腳尺寸

標(biāo)注方法

雙面交錯(cuò)間斷角焊縫

it焊爨長(zhǎng)度；

e；間距；

九：岸緒世數(shù):

K：焊腳尺寸

不意圖標(biāo)注方法

標(biāo)注示例

70°

V形理卷，旅口角度70°,片繪有黃高皮6mm.

A#趴舞外皮4mm，在現(xiàn)場(chǎng)沿工件用用井接.

角#電，用角高質(zhì)5mm，三面拜比

_5l~l8X(10)

/"亂將五（或直Q5mm,共8個(gè)#趴HS10mm.

/,5DZ2X80(10)斷翅百角用趴抖角高度5mm，共120處，

<S80mm.同隔30mm.

/5「在管頭所拒的另一用算樂(lè)連發(fā)《岸亂拜經(jīng)喜（51nm.

七、焊接缺陷的產(chǎn)生與預(yù)防措施

1、咬邊

危害：咬邊將削弱焊接接頭的強(qiáng)度，產(chǎn)生應(yīng)力集中。在疲勞載荷作用

下，使焊接接頭的承載能力大大下降。它往往還是引起裂紋的發(fā)源地

和斷裂失效的原因。焊接規(guī)范中一般規(guī)定了咬邊的容限尺寸。

形成原因：焊接工藝參數(shù)不當(dāng)，操作技術(shù)不正確造成。如焊接電流大,

電弧電壓高（電弧過(guò)長(zhǎng)），焊接速度太快。

防止措施：選擇適當(dāng)?shù)暮附与娏骱秃附铀俣?，采用短弧操作，掌握?/p>

確的運(yùn)條手法和焊條角度，坡口焊縫焊接時(shí)，保持合適的焊條離側(cè)壁

距離。

2、焊瘤

危害：影響焊縫外觀，使焊縫幾何尺寸不連續(xù)，形成應(yīng)力集中的缺口。

管道內(nèi)部的焊瘤將影響管內(nèi)介質(zhì)的有效流通。

形成原因：操作不當(dāng)或焊接規(guī)范選擇不當(dāng)。如焊接電流過(guò)小，而立焊、

橫焊、仰焊時(shí)電流過(guò)大，焊接速度太慢，電弧過(guò)長(zhǎng)，運(yùn)條擺動(dòng)不正確。

防止措施：調(diào)整合適的焊接電流和焊接速度，采用短弧操作，掌握正

確的運(yùn)條手法。

3、洼陷

焊縫表面洼陷：有兩種-凹坑、未焊滿(mǎn)。

凹坑：是指焊后在焊縫表面或背面形成低于母材表面的局部低洼缺

陷。

未焊滿(mǎn)：是指由于填充金屬不足，在焊縫表面形成的連續(xù)或斷續(xù)的溝

T日。

危害：將會(huì)減小焊縫的有效工作截面，降低焊縫的承載能力。形成原

因：焊接電流過(guò)大，焊縫間隙太大，填充金屬量不足。

防止措施：正確選擇焊接電流和焊接速度，控制焊縫裝配間隙均勻,

適當(dāng)加快填充金屬的添加量。

4、燒穿

燒穿：焊接過(guò)程中熔化金屬自坡口背面而流出，形成穿孔的缺陷。常

發(fā)生于打底焊縫或薄板焊接中。

形成原因：焊接過(guò)熱，如坡口形狀不良，裝配間隙太大，焊接電流過(guò)

大，焊接速度過(guò)慢，操作不當(dāng)，電弧過(guò)長(zhǎng)且在焊縫處停留時(shí)間太長(zhǎng)等。

防止措施：減小根部間隙，適當(dāng)加大鈍邊，嚴(yán)格控制裝配質(zhì)量，正確

選擇焊接電流，適當(dāng)提高焊接速度，采用短弧操作，避免過(guò)熱。

5、氣孔

氣孔：焊接過(guò)程中熔池金屬高溫時(shí)吸收和產(chǎn)生的氣泡，在冷卻凝固時(shí)

未能逸出而殘留在焊縫金屬內(nèi)所形成的孔穴，稱(chēng)為氣孔。氣孔是一種

常見(jiàn)的缺陷，不僅出現(xiàn)在焊縫內(nèi)部與根部，也出現(xiàn)在焊縫表面。焊縫

中的氣孔可分為球形氣孔、條形氣孔、蟲(chóng)形氣孔以及縮孔等,氣孔可

以是單個(gè)或鏈狀成串沿焊縫長(zhǎng)度分布，也可以是密集或彌散狀分布。

形成原因：電弧、熔池保護(hù)不好,電弧過(guò)長(zhǎng)，周?chē)髿馇秩耄幤せ?/p>

焊劑受潮、焊絲或母材上的水分、油污和鐵銹等臟物在受熱分解釋

放出的氣體，以及焊接過(guò)程中冶金化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的氣體。

形成氣孔的氣體主要有：氫氣、一氧化碳和氮?dú)狻?/p>

危害：影響焊縫外觀質(zhì)量，削弱焊縫的有效工作截面，降低焊縫的強(qiáng)

度和塑性，貫穿性氣孔則使焊縫的致密性破壞而造成滲漏。

防止措施：提高操作技能，防止保護(hù)氣體（焊劑）給送中斷；焊前仔

細(xì)清理母材和焊絲表面油污、鐵銹等，適當(dāng)預(yù)熱除去水分；焊前嚴(yán)格

烘干焊接材料，低氫型焊條必須存放在焊條保溫筒中；采用合適的焊

接電流、焊接速度，并適當(dāng)擺動(dòng)；使用低氫型焊條時(shí)應(yīng)仔細(xì)校核電源

極性，并短弧操作；采用引弧板或回弧法的操作技術(shù)。

6、夾渣

夾渣：焊后殘留在焊縫中的熔渣，稱(chēng)為夾渣。夾渣不同于夾雜，夾雜

是指在焊縫金屬凝固過(guò)程中殘留的金屬氧化物或來(lái)自外部的金屬顆

粒，如氧化物夾雜、硫化物夾雜、氮化物夾雜和金屬夾雜等。夾渣是

一種宏觀缺陷。夾渣的形狀有圓形、橢圓形或三角形，存在于焊縫與

母材坡口側(cè)壁交接處，或存在于焊道與焊道之間。夾渣可以是單個(gè)顆

粒狀分布，也可以是長(zhǎng)條狀或線(xiàn)狀連續(xù)分布。

危害：減少焊接接頭的工作截面，影響焊縫的力學(xué)性能（抗拉強(qiáng)度和

塑性）。焊接技術(shù)規(guī)范中允許存在一定尺寸和數(shù)量的夾渣。

產(chǎn)生原因：多層焊時(shí)，每層焊道間的熔渣未清除干凈，焊接電流過(guò)小,

焊接速度過(guò)快；焊接坡口角度太小，焊道成形不良；焊條角度和運(yùn)條

技法不當(dāng)；焊條質(zhì)量不好等。

防止措施：每層應(yīng)認(rèn)真清除熔渣；選用合適的焊接電流和焊接速度；

適當(dāng)加大焊接坡口角度；正確掌握運(yùn)條手法，嚴(yán)格控制焊條角度可焊

絲位置，改善焊道成形；選用質(zhì)量?jī)?yōu)良的焊條。

7、裂紋

焊接裂紋：在焊接應(yīng)力及其它致脆因素的共同作用下，焊接過(guò)程中或

焊接后，焊接接頭中局部區(qū)域（焊縫或焊接熱影響區(qū)）的金屬原子結(jié)

合力遭到破壞而出現(xiàn)的新界面所產(chǎn)生的縫隙，稱(chēng)為焊接裂紋。它具有

尖銳的缺口和長(zhǎng)寬比大的特征。

焊接裂紋是最危險(xiǎn)的缺陷，除降低焊接接頭的力學(xué)性能指標(biāo)外，裂紋

末端的缺口易引起應(yīng)力集中，促使裂紋延伸和擴(kuò)展，成為結(jié)構(gòu)斷裂失

效的起源。焊接技術(shù)規(guī)范中是不允許焊接裂紋存在的。

(A)(B)

GROOVEWELDFILLETWELDWELDOINT

1）冷裂紋

冷裂紋：焊接接頭在焊后冷卻到較低溫度下（200C左右）所產(chǎn)生的

焊接裂紋，一般在焊后24?48小時(shí)出現(xiàn)，稱(chēng)為冷裂紋。

產(chǎn)生條件：三個(gè)因素共同作用形成冷裂紋，即焊接應(yīng)力、淬硬組織、

擴(kuò)散氫。在淬硬組織存在條件下，焊縫金屬中溶解的氫原子向微觀缺

陷處擴(kuò)散聚集成氫氣，在焊接應(yīng)力及聚集氫的壓力下，引發(fā)裂紋在微

缺陷應(yīng)力集中部位出現(xiàn)及擴(kuò)展，形成聚集擴(kuò)展聚集擴(kuò)展…，這

些活動(dòng)需要時(shí)間，所以通常冷裂紋又稱(chēng)為延遲裂紋或氫致裂紋。

形貌特征：焊后冷卻至較低溫度下產(chǎn)生，貫穿晶粒開(kāi)裂，斷口呈金屬

光亮。

防止措施：焊前預(yù)熱，降低冷卻速度；選擇合適的焊接規(guī)范參數(shù)；采

用低氫型焊接材料，并嚴(yán)格烘干；徹底清除焊絲及母材焊接區(qū)域的油

污、鐵銹和水分，焊后立即后熱或焊后熱處理，改進(jìn)接頭設(shè)計(jì)降低拘

束應(yīng)力。

2）熱裂紋（結(jié)晶裂紋）

（1）結(jié)晶裂紋的形成機(jī)理：熱裂紋發(fā)生于焊縫金屬凝固末期，敏感溫

度區(qū)大致在固相線(xiàn)附近的高溫區(qū)，最常見(jiàn)的熱裂紋是結(jié)晶裂紋，其

生成原因是在焊縫金屬凝固過(guò)程中，結(jié)晶偏析使雜質(zhì)生成的低熔點(diǎn)

共晶物富集于晶界，形成所謂"液態(tài)薄膜",在特定的敏感溫度區(qū)

（又稱(chēng)脆性溫度區(qū)）間，其強(qiáng)度極小，由于焊縫凝固收縮而受到拉

應(yīng)力，最終開(kāi)裂形成裂紋。

（2）防止措施：a.減小硫、磷等有害元素的含量，用含碳量較低的材

料焊接。b.加入一定的合金元素，減小柱狀晶和偏析。如鋁、銳、

鐵、鏡等可以細(xì)化晶粒。c.采用熔深較淺的焊縫，改善散熱條件使

低熔點(diǎn)物質(zhì)上浮在焊縫表面而不存在于焊縫中。d.合理選用焊接規(guī)

范，并采用預(yù)熱和后熱，減小冷卻速度。e.采用合理的裝配次序，

減小焊接應(yīng)力。

8、未焊透

未焊透：焊接時(shí)，接頭根部未完全熔透的現(xiàn)象，稱(chēng)為未焊透。單面焊

時(shí)，焊縫熔透達(dá)不到根部為根部未焊透；雙面焊時(shí)，在兩面焊縫中間

也可形成中間未焊透。

危害：削弱焊縫的工作截面，降低焊接接頭的強(qiáng)度并會(huì)造成應(yīng)力集中。

焊接技術(shù)規(guī)范中不允許焊接接頭中超過(guò)一定容限量的未焊透。

產(chǎn)生原因：坡口鈍邊太厚，角度太小，裝配間隙過(guò)??；焊接電流過(guò)小,

電弧電壓偏低，焊接速度過(guò)大；焊接電弧偏吹現(xiàn)象；焊接電流過(guò)大使

母材金屬尚未充分加熱時(shí)而焊絲已急劇熔化；焊接操作不當(dāng)，焊條角

度不正確而焊偏等。

防止措施：正確選用和加工坡口尺寸，保證裝配間隙；正確選用焊接

電流和焊接速度；認(rèn)真操作，保持適當(dāng)焊搶角度，防止焊偏。

9、未融合

未熔合：熔化焊時(shí)，在焊縫金屬與母材之間或焊道（層）金屬之間未

能完全熔化結(jié)合，熔融焊縫金屬敷在固態(tài)金屬表面，其間可見(jiàn)縫隙或

不可見(jiàn)縫隙，稱(chēng)為未熔合。俗稱(chēng)假焊或虛焊。有側(cè)壁未熔合、層間未

熔合和焊縫根部未熔合三種形式。

10、焊縫的外觀要求

缺陷種類(lèi)I級(jí)煌就要求11級(jí)焊縫要求荷圖%注

焊「焊縫密度茶&10%焊籟寬度焊縫寬度系WI品焊縫寬度C.不包能給人用癡

C.FL不大丁2.QMJ。FL不大于3.0M.

寬度若

煒縫焊縫余高度h：焊縫余高度h：

■

余AOWhWl+0.1C,且不大于0WhWlM.15C,H不大于

2.Onm。2.0HD.

焊維名lOOOnn餌就長(zhǎng)或以下H斛500am煌縫長(zhǎng)或以下

Wlun,R焊縫全長(zhǎng)H不得1,，且埠籟全長(zhǎng)H不的?1

不宜度

大于加a.2m.

.

yW@058且yWO.5,單個(gè)長(zhǎng)>

咬邊度不大于au,總長(zhǎng)度不超過(guò)焊未超標(biāo)之咬邊應(yīng)打

內(nèi)0.058且yWO.5m地編全長(zhǎng)的10H.9//Q7)融平刑過(guò)渡至理

個(gè)長(zhǎng)度不大丁5皿,總長(zhǎng)度y^O.IfiflyCl.O,單個(gè)長(zhǎng)度材，打磨深度■大

不超過(guò)焊縫全長(zhǎng)的5%ILF5BU.總長(zhǎng)度不超過(guò)丹?值柳過(guò)0.5皿.

全長(zhǎng)的5%

n—gizr-1

ttl透mWO.",*大為1.5mW0.158,*大為2I

J

?

1.外露煌維，不允許.

惇卿不允許

2.不多于焊縫全長(zhǎng)的S*

1外.露焊縫，不允許.

把玩不允許2每.米或每條焊維上不用多于

2處,R不低丁母材.

會(huì)址

不允許不允許

未婚分

1.已密時(shí)性要求或外露W1.外M5煒金，不允許.

縫，不允許.IJOQMI長(zhǎng)的焊級(jí)上，6W

氣孔（包2.其它焊縫，在300>?長(zhǎng)1.5m的氣孔、點(diǎn)狀?yuàn)A淪In

的焊縫上，eWLg的氣超過(guò)1個(gè)，4>￡0.5皿的缺陷

渣）孔、點(diǎn)狀?yuàn)A湎不得超過(guò)1點(diǎn)數(shù)允許好多，但總面枳不得

個(gè).eWO.501nl的然陷點(diǎn)敝大丁2?\

允作增多,但總面枳不得大

于1m*.

八、厚板及低氣溫焊接

1、厚板焊接

厚板多層焊時(shí)應(yīng)連續(xù)施焊，每一焊道焊接完成后應(yīng)及時(shí)清理焊

渣及表面飛濺物，發(fā)現(xiàn)影響焊接質(zhì)最的缺陷時(shí).，應(yīng)清除后方可再焊。

在連續(xù)焊接過(guò)程中應(yīng)控制焊接區(qū)母材溫度，使層間溫度的上、下限

符合工藝文件要求。遇有中斷施焊的情況，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)暮鬅帷⒈?/p>

溫措施，再次焊接時(shí)重新預(yù)熱溫度應(yīng)高于初始預(yù)熱溫度；坡口底層

焊道采用焊條手工電弧焊時(shí)宜使用不大于04mm的焊條施焊，底

層根部焊道的最小尺寸應(yīng)適宜，但最大厚度不應(yīng)超過(guò)6mm；

1）焊接應(yīng)力、應(yīng)變的控制方法

焊接應(yīng)力和應(yīng)變是能量存在同一焊件的不同形式，服從于能量守恒

定律，它們相輔相成并可互相轉(zhuǎn)換，減少一方必須增大另一方。

任何形式消除焊接應(yīng)力的方法，都是以犧牲材料的綜合性能指標(biāo)特別

是塑性、韌性?xún)?chǔ)備為代價(jià)，因此焊接應(yīng)力是從設(shè)計(jì)開(kāi)始的焊接全過(guò)程

控制的預(yù)防措施，這是目前控制焊接應(yīng)力的最好方法。

a.深化設(shè)計(jì)時(shí)盡量減少焊縫數(shù)量，避免多條焊縫的交叉。

b.盡量減小坡口角度，減小焊縫截面積。

c.采用合理的焊接順序。

d,采用合理的預(yù)熱和后熱規(guī)范。

作為估算鋼材焊接性的重要指標(biāo)之一，Q420和Q345B的碳當(dāng)量

CE(%)根據(jù)國(guó)際焊接學(xué)會(huì)(IIW)推薦的適應(yīng)于中高強(qiáng)度的非調(diào)質(zhì)低

合金高強(qiáng)度鋼公式，計(jì)算如下(化學(xué)成分均取平均值)：

Q420：

CE(%)=C+Mn/6+Cr/5+Mo/5+V/5+Cu/15+Ni/15(%)%0.430(%)

Q345：

CE(%)=C+Mn/6+Cr/5+Mo/5+V/5+Cu/15+Ni/15(%)%0.345(%)

碳當(dāng)量Ceq<0.4%時(shí)，淬硬傾向不大，焊接性良好，當(dāng)碳當(dāng)量

Ceq=0.4~0.6,鋼材易淬硬，說(shuō)明焊接性已變差，焊接時(shí)需預(yù)熱，隨著

板厚的增大，預(yù)熱溫度也適當(dāng)?shù)奶岣?。Q345碳當(dāng)量為0.345,Q420

碳當(dāng)量也約為0.430左右，大于0.4,所以淬硬傾向大，抗裂性能差,

焊接性也較差。故焊接時(shí)應(yīng)采取預(yù)熱、控制線(xiàn)能量、后熱緩冷或消除

擴(kuò)散氫等工藝措施。

常用結(jié)構(gòu)鋼材最低預(yù)熱溫度要求

鋼材牌接頭最厚部件的板厚t(mm

號(hào)t<2525《tW4040V《6。60VtW80t>80

Q345—60°C80°C100°C140°C

Q42060°C80°C100°C140°C180°C

a.焊前預(yù)熱及層間溫度的保持宜采用電加熱器、火焰加熱器等加

熱，并采用專(zhuān)用的測(cè)溫儀器測(cè)量；

b.預(yù)熱的加熱區(qū)域應(yīng)在焊接坡口兩側(cè)，寬度應(yīng)各為焊件施焊處厚度

的1.5倍以上，且不小于100mm；預(yù)熱溫度宜在焊件反面測(cè)量，測(cè)

溫點(diǎn)應(yīng)在離電弧經(jīng)過(guò)前的焊接點(diǎn)各方向不小于75mm處；當(dāng)用火焰

加熱器預(yù)熱時(shí)正面測(cè)溫應(yīng)在加熱停止后進(jìn)行。

c.后熱消氫處理的加熱溫度應(yīng)為200-250度，保溫時(shí)間應(yīng)依據(jù)工件

板厚每25mm板厚不小于0.5h、且總保溫時(shí)間不小于lh確定。達(dá)

到保溫時(shí)間后應(yīng)緩冷至常溫；

2）焊接裂紋控制

在焊接厚板鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，傳熱速度比薄板快，因此提高了焊縫金

屬的結(jié)晶速度，即提高了焊縫結(jié)晶期間的應(yīng)變?cè)鲩L(zhǎng)率，增大了熱裂

傾向；在另一方面，由于冷卻速度的提高，結(jié)構(gòu)鋼焊接接頭必然

更易于硬化，與薄板焊接相比較，厚板焊接的冷裂傾向必然增大。

因此，為了防止產(chǎn)生焊接裂紋，首先要控制冷卻速度；其次要選用正

確的母材和焊接材料。在工藝上控制接頭的冷卻速度，主要從焊前

預(yù)熱、焊接線(xiàn)能量及焊接順序三個(gè)方面進(jìn)行。

q=nUl/v

式中：q------熱輸入（J/mm）；

U——電弧電壓（V）；

I——焊接電流（A）；

V------焊接速度（mm/s）；

n------熱效率

（焊條電弧焊n=0.7?0.8；埋弧焊n=0.8?0.95；TIG焊n=0.5）。

2、低溫焊接技術(shù)措施

大量焊接鋼結(jié)構(gòu)失效事故表明，低溫是導(dǎo)致脆斷的主要原因，特別

是結(jié)構(gòu)中存在著缺陷（缺口效應(yīng)）則脆斷效應(yīng)更嚴(yán)重。當(dāng)溫度低于

材料的臨界轉(zhuǎn)變溫度時(shí)，在遠(yuǎn)小于屈服強(qiáng)度的作用下，鋼材會(huì)出現(xiàn)

完全無(wú)屈服的斷裂。本工程工期內(nèi)存在冬期施工，需解決低溫焊接

的技術(shù)難題。

1）低溫焊接的特點(diǎn)：

⑴低溫焊接條件下，焊縫的冷卻速度較常溫比較速度增加，直接后果

是t的下降，晶粒度隨之粗大，因此冷裂紋的敏感性也相應(yīng)增加。

⑵在結(jié)構(gòu)拘束度很大的前提下，冷卻速度過(guò)快，極易造成焊縫金屬