焊接知识培训.docx

1、焊接知识培训1.概述2.手工电弧焊3.钨极气体保护焊4.熔化极气体保护焊4.1熔化极惰性气体保护焊4.2熔化极活性气体保护焊5.电阻点焊6.焊接接头设计6.1焊接接头的基本类型6.2坡口形式6.3焊缝符号的表示（ISO7 焊接检验方法分类8、焊接结构设计1. 概述金属焊接是指通过适当的手段，使两个分离的金属物体（同种金属或异种金属）产生原子（分子）间结合而连接成一体的连接方法。在各种产品制造工业中，焊接是一种十分重要的工艺。具工业发达国家统计，每年仅需要焊接加工后使用的钢材就占钢总产量的45%左右。常见焊接方法见下表：基本焊接方法熔焊电弧焊熔化极螺柱焊手工电弧焊埋弧焊惰性气体保护焊活性气体保护

2、焊非熔化极钨极氩弧焊原子氢焊气焊高能束焊激光电子束等离子铝热焊电渣焊压焊电阻点、凸、缝焊电阻对焊冷压焊超声波焊爆炸焊锻接扩散焊钎焊火焰钎焊感应钎焊炉中钎焊盐浴钎焊电弧钎焊电阻钎焊激光钎焊2.手工电弧焊手工电弧焊（SMAW-shielded metal arc welding）是用手工操纵焊条进行焊接的一种电弧焊。手工电弧焊使用的设备简单，方法简便灵活，但对焊工操作技术要求高，焊接质量在一定程度上决定于焊工操作技术。手工电弧焊焊接的工件厚度一般在1.5mm以上，1mm以下的薄板不适合手工电弧焊。手工电弧焊按电源种类分为：交流手工电弧焊和直流手工电弧焊。采用直流焊接，电弧稳定、柔顺，飞溅少。而交流

3、焊接电弧稳定性差。手工焊焊条按其熔渣性质分为酸性焊条和碱性焊条。碱性焊条及同级别的酸性焊条相比，其熔敷金属延性和韧性高，扩散氢含量低，抗裂性能强，因此对于重要的钢结构件的焊接，一般都选用碱性焊条。但碱性焊条工艺性能较差，必须采用直流电源焊接。手工电弧焊的最大优点就是灵活性好，焊条可以小批量生产，通过调整药皮和焊芯的成分，可以适应特种材料的焊接。3. 钨极气体保护焊一、原理及优缺点钨极气体保护焊英文简称TIG（Tungsten Inert Gas Welding）焊。它是在惰性气体保护下，利用钨电极及工件间产生的电弧热熔化母材和填充焊丝（如果使用）的一种焊接方法。钨极氩弧焊按操作方式分为手工焊，

4、半自动焊和自动焊三类。按照电源分类，又分为交流氩弧焊、直流氩弧焊和脉冲氩弧焊。交流氩弧焊主要用于焊接铝、镁极其合金。其特点是工件为负电极时，有阴极清理作用，特别适合焊铝；在钨极为负时，钨极发热量低，不易熔化，同样大小的钨极可比直流反接的许用电流大许多。直流氩弧焊一般采用直流正接焊接（工件接正），钨机极因发热量小，在同样的直径下，可采用较大的焊接电流，同时电弧稳定而集中；而工件发热量大，熔深大，生产效率高。因此大多数金属都采用直流正接。钨极氩弧焊具有以下优点：氩气能有效隔绝空气，又不熔于金属，其电弧还有自动清除工件表面氧化膜的作用，因此可以焊接易氧化、氮化、化学活泼性强的有色金属，不锈钢和各种合

5、金。钨极电弧稳定，即使在很小的焊接电流下仍可稳定燃烧，特别适用于薄板、超薄板材料的焊接。热源和填充焊丝可分别控制，因而热输入容易调节，可进行全位置焊接。由于填充焊丝不通过电弧，故不会产生飞溅，焊缝成型美观。几乎可用于所有金属和合金的焊接。不足之处是：熔深浅，熔敷速度小，生产效率低。钨极承载电流的能力较差，过大的电流会引起钨极熔化和蒸发，其微粒有可能进入熔池引起夹钨。惰性气体较贵，和其它电弧焊方法比较，生产成本较高。由于成本关系，主要用于焊接铝、铜、镁、钛等有色金属，以及不锈钢和耐热钢等。对于低熔点和易蒸发的金属（如铅、锡、锌），焊接较困难。由于生产效率的关系，一般用于焊接3mm以下的薄板。二、

6、主要焊接参数氩弧焊的焊接工艺参数主要有焊接电流种类及极性、焊接电流、钨极直径及端部形状、保护气体流量、焊接速度等。4. 熔化极气体保护焊熔化极气体保护焊（英文简称GMAW）采用可熔化的焊丝及被焊工件之间的电弧作为热源来熔化焊丝及母材金属，并向焊接区域输送保护气体，使电弧、熔化的焊丝、熔池及附近的母材金属免受周围空气的有害作用。连续送进的焊丝金属不断熔化并过渡到熔池，及熔化的母材金属融合形成焊缝金属，从而使工件相互连接起来。熔化极气体保护焊通常根据保护气体种类和焊丝形式的不同，按下图分类：熔化极气体保护焊（GMAW） 实心焊丝 管状焊丝 管状焊丝气体保护电弧焊(FCAW)惰性气体 氧化性混合气

7、CO2气体保保护焊(MIG) 体保护焊(MAG) 护电弧焊 4.1 熔化极惰性气体保护焊(MIG)一、特点熔化极惰性气体保护电弧焊通常采用惰性气体氩、氦或它们的混合气体作为焊接区的保护气体，其特点是母材熔深大，焊丝熔化速度快，熔敷率高。及钨级氩弧焊相比，可大大提高生产效率，尤其适应于中等厚度和大厚度板材的焊接。熔化极惰性气体保护电弧焊主要用于焊接有色金属铝、钛和锆极其合金、铜极其合金、镍基合金及不锈钢等。二、熔滴过渡形式熔化极惰性气体保护焊通常采用的熔滴过渡形式为滴状过渡、短路过渡和射流过渡。其中滴状过渡由于使用的焊接电流小，熔滴直径比焊丝大，飞溅大，焊接过程不稳定，因而在生产中很少使用。短路

8、过渡电弧间隙小，电弧电压较低，电弧功率比较小，通常仅用于薄板的焊接。生产中应用最广的是射流过渡，其飞溅小，生产效率高。三、工艺参数影响焊缝成形和工艺性能的参数主要有：焊接电流、电弧电压、气体流量、焊丝伸出长度、焊丝的倾角、焊丝直径、焊接位置和极刑等。通常焊接电流增加，焊缝熔深和余高增加，而熔宽几乎保持不变；电弧电压增加，焊缝熔宽增加，而熔深和余高略有减少。在其它条件不变时，熔深随焊接速度增加而增加，但有一个最大值。当焊接速度超过这个最大值，随着焊接速度的增加，熔深和熔宽减小，而且焊速过高，容易引起咬边。4.2 熔化极活性气体保护焊熔化极活性气体保护焊又叫熔化极氧化性气体保护焊，它包括混合气体保

9、护焊（MAG）和CO2气体保护焊。一、混合气体保护焊（MAG）混合气体保护焊采用在惰性气体中加入一定量的氧化性气体（如CO2或/和O2）作为保护气体的一种熔化极气体保护焊，它可采用短路过渡、喷射过渡和脉冲喷射过渡进行焊接，且能获得稳定的焊接工艺性能和良好的焊接接头，可用于各种位置的焊接，尤其适用于碳钢、合金钢和不锈钢等黑色金属材料的焊接。及CO2气体保护焊相比，飞溅少，且能够改善焊缝成型和焊接接头的韧性和疲劳强度。二、CO2气体保护焊二氧化碳气体保护焊具有成本低、抗氢气孔能力强、适合薄板焊接、易进行全位置焊等特点，广泛应用于低碳钢和低合金钢等黑色金属的焊接。二氧化碳气体保护焊的熔滴过渡型式可能

10、有滴状过渡、短路过渡和潜射过渡三种。其中短路过渡应用最为广泛。二氧化碳气体保护焊的缺点是飞溅大，焊缝成型差，对于低碳钢和低合金钢的焊接，越来越被混合气体保护焊所取代。5电阻点焊一、概述电阻点焊属于电阻焊的一种，俗称碰焊。电阻焊是将被焊工件压紧于两电极之间、并通以电流，利用电流流经工件接触面及邻近区域产生的电阻热将其加热到融化或塑性状态，使之形成金属结合的一种方法。它分为点焊、凸焊、缝焊和对焊。电阻点焊根据电源种类，又分为交流、直流、逆变、储能、低频等。对于黑色金属材料的焊接，各种电源都可使用。但由于交流电源简单、成本低，因此被广泛使用。对于铝、铜等有色金属的焊接，最好采用直流、逆变或储能电源。

11、由于电力电子技术的发展，低频电源现在已被直流电源取代。二、焊接工艺参数焊接工艺参数主要有焊接电流、焊接时间和焊接压力、电极直径等。其中电极直径根据产品的焊点熔核直径来确定。焊接规范根据采用的焊接时间长短又分为硬规范和软规范。硬规范是采用短时间和大的焊接电流，而软规范则反之。对于低碳钢和低合金钢以及不锈钢，采用硬规范可以得到更高的强度和更优良的外观质量。焊接电流、焊接电压和焊接压力必须适当的匹配，才能得到稳定的焊接质量。调整焊接规范时，一般开始根据经验确定焊接时间，然后调整焊接电流和焊接压力，根据溶核直径及破坏性试验，再最终确定焊接参数。在一定的焊接时间情况下，增大焊接电流，溶核直径增大，焊接强

12、度提高，但如果飞溅增大，必须相应提高焊接压力。如果焊接电流和焊接压力增加到一定程度，电极及工件间的压痕过大，则说明焊接电流和焊接压力过大，应适当减小焊接电流和焊接压力。三、点焊质量检验及监控对于板材的点焊，其质量检验的方法主要是外观、撕破试验和拉伸试验。其中外观检验就是检验电极的压痕是否满足要求，压痕是否规则均匀，有无粘连和飞溅等。撕破试验定性的检验焊点的强度和熔核直径，是常用的检验方法。而拉伸试验，可以定量的检验焊点的强度和拉断力。点焊的质量监控对于保证焊接质量的稳定性很重要，它包括焊接参数的实时监控和和反映焊点状态的物理参数监控两个方面。前者如恒电流监控、恒压监控、恒能量监控等。后者如焊接

13、电极位移监控、超声波监控、声发射监控、红外线监控等。其中红外线监控等。其中恒流监控技术最成熟、应用最广泛。我国从90年代开始，具有恒流功能的单片机阻焊控制器就投入了市场，其恒流精度可达3%，而传统的模拟电路控制器和数字电路控制器，控制精度为5%-10%。目前，在工业上重要结构的焊接，微机恒流控制器已基本上取代传统的模拟电路或数字电路控制器。6. 焊接接头设计6.1 焊接接头的基本类型焊接接头的基本类型主要有：对接接头、角接接头、T形接头、搭接接头和卷边接头。 熔焊接头中的焊缝类型焊缝各部分名称6.2 坡口形式一、坡口类型二、坡口各部分的名称6.3 焊缝符号的表示焊缝符号一般有基本符号及指引线组

14、成。必要时还可以加上辅助符号、补充符号、焊缝尺寸符号和特殊情况符号。基准线有两条，一条是实线、一条是虚线。虚线可画在实线的上侧或下侧。焊缝截面上的尺寸标在基本符号的左侧，焊缝长度方向的尺寸标在基本符号的右侧，坡口角度、坡口面角度、根部间隙等尺寸标在基本符号的上侧或下侧，相同焊缝数量符号和焊接方法代号标在尾部的右侧。焊缝基本符号见下表所示：焊缝辅助符号见下表所示：补充符号见下表所示：应注意避免的情况：7 焊接检验方法分类焊接接头检验方法如下图所示:7.1 外观检验7.1.1用万能量规测量焊接接头的外形7.1.2 对接焊缝表面形状的目测从下图中对接焊缝的表面形状,分析几种焊接参数和形成的缺陷。焊缝

15、1：正常的焊接电流、焊速、弧长均匀的外形，足够的溶深；焊缝2：正常的焊接电流、低的焊速余高过高，溶深不足；焊缝3：低的焊接电流、正确焊速焊缝过窄、波纹不均匀、中间凸起，咬边。焊缝4：正常的焊接电流、焊速过快波纹不均匀，咬边，熔深不足；焊缝5：正常焊速，焊接电流过大波纹拉长、飞溅、熔深过大、咬边；焊缝6：正常焊接电流，电弧过长熔深不均匀、内部夹渣、气孔。7.1.3 角焊缝的目测：8、焊接结构设计一、焊接结构材料的选择二、焊接结构的工艺性三、焊接接头的形式及坡口一、焊接结构材料的选择（一）焊在满足结构使用要求的条件下，尽量选择焊接性能较好的材料。一般碳的质量分数小于0.25的碳素钢和碳的质量分数小

16、于0.20的低合金都具有良好的焊接性，应尽量采用；碳的质量分数大于0.50的碳素钢和碳的质量分数大于0.40的合金钢焊接性不好，应尽量避免采用。同一构件焊接时应尽量选用同种金属材料。二、焊接结构的工艺性(一)焊接结构应尽量选用型材或冲压件设计焊接结构时应尽量采用工字钢、槽钢、角钢和钢管等成形材料以减少焊缝、简化工艺。(二)合理布置焊缝1）焊缝布置应尽量分散，且不宜过长。焊缝之间的距离应大于板厚的3倍，且不小于100mm。2）焊缝的位置应尽量对称布置，否则会由于焊缝不在中心引起弯曲变形。3）焊缝的布置不得交叉。4）应尽量减少构件或焊接接头部件的应力集中，避免尖角焊缝。5）焊缝应避开最大应力和应力

17、集中的部件。6）焊缝设计应远离加工表面。7）焊缝布置应满足焊接时运条角度的需要。三、焊接接头的形式及坡口(一)焊接接头形式的选择常见的焊接接头形式有对接、搭接、角接和T形接头，见图7-1。这四种接头形式中，对接接头节省材料，容易保证质量，应力分布均匀，应用最为广泛，但焊前准备及装配质量要求较高；搭接接头两焊件不在同一平面上，浪费金属且受力时将产生附加应力，适于薄板焊件焊件；角接接头在构成直角连接时采用，一般只起连接作用而不承受工作载荷；T形接头是结构非直线连接中应用最广泛的连接形式。在结构焊接时具体采用哪种形式焊接接头，主要根据焊件结构形状、使用要求、焊件厚度进行选择；另外还应考虑坡口加工难易

18、程度，焊接方法的种类等其它因素的要求。(二)坡口形式的选择根据设计或工艺需要，在焊件的待焊部位加工并装配成一定几何形状的沟槽称为坡口。用焊条电弧焊焊接板厚在6mm以下的对接焊缝时，一般可用I型坡口直接焊接，但当焊接厚度大于3mm的构件时，需开坡口；板厚在6mm26mm时，常开单面坡口；板厚在12mm60mm时，常开双面坡口。单面坡口的可焊性较好，但焊条消耗量大，且焊后易产生角变形；双面坡口受热均匀，变形较小，焊条消耗量也小，但必须两面施焊，有时受构件结构限制，不易实施。埋弧焊的接头形式及焊条电弧焊基本相同，但由于埋弧焊选用的电流大、熔深大，所以在板厚小于12mm时可直接采用I形坡口单面施焊，板厚小于24mm时可直接采用I形坡口双面施焊，焊更厚构件时需开坡口。