焊接基础工艺参数.docx
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焊接基础工艺参数
焊接工艺指引书
电弧焊工艺
1接口
焊条电弧焊接头重要有对接接头、T形接头、角接接头和搭接接头四种。
1．1对接接头
对接接头是最常用一种接头形式，按照坡口形式不同，可分为I形对接接头（不开坡口）、V形坡口接头、U形坡口接头、X形坡口接头和双U形坡口接头等。
普通厚度在6mm如下，采用不开坡口而留一定间隙双面焊；中档厚度及大厚度构件对接焊，为了保证焊透，必要开坡口。
V形坡口便于加工，但焊后构件容易发生变形；X形坡口由于焊缝截面对称，焊后工件变形及内应力比V形坡口小，在相似板厚条件下，X形坡口比V形坡口要减少1/2填充金属量。
U形及双U形坡口，焊缝填充金属量更少，焊后变形也很小，但这种坡口加工困难，普通用于重要构造。
1．2T形接头
依照焊件厚度和承载状况，T形接头可分为不开坡口，单边V形坡口和K形坡口等几种形式。
T形接头焊缝大多数状况只能承受较小剪切应力或仅作为非承载焊缝，因而厚度在30mm如下可以不开坡口。
对于规定载荷T形接头，为了保证焊透，应依照工件厚度、接头强度及焊后变形规定来拟定所开坡口形式。
1．3角接接头
依照坡口形式不同，角接接头分为不开坡口、V形坡口、K形坡口及卷边等几种形式。
普通厚度在2mm如下角接接头，可采用卷边型式；厚度在2～8mm如下角接接头，往往不开坡口；大厚度而又必要焊透角接接头及重要构件角接头，则应开坡口，坡口形式同样要依照工件厚度、构造形式及承载状况而定。
1．4搭接接头
搭接接头对装配规定不高，也易于装配，但接头承载能力低，普通用在不重要构造中。
搭接接头分为不开坡口搭接和塞焊两种型式。
不开坡口搭接普通用于厚度在12mm如下钢板，搭接某些长度为3～5δ（δ为板厚）
2焊条电弧焊工艺参数选取
2．1焊条直径
焊条直径可依照焊件厚度、接头型式、焊缝位置、焊道层次等因素进行选取。
焊件厚度越大，可选用焊条直径越大；T形接头比对接接头焊条直径大，而立焊、仰焊及横焊比平焊时所选用焊条直径应小些，普通立焊焊条最大直径不超过5mm，横焊、仰焊不超过4mm；多层焊第一层焊缝选用细焊条。
焊条直径与厚度关系见表4
表4 焊条直径与焊件厚度关系
焊件厚度/mm
2
3
4～5
6～12
≥13
焊条直径/mm
2
3.2
3.2～4
4～5
4～6
2．2焊接电流
焊接电流是焊条电弧焊中最重要一种工艺参数，它大小直接影响焊接质量及焊缝成形。
当焊接电流过大时，焊缝厚度和余高增长，焊缝宽度减少，且有也许导致咬边、烧穿等缺陷；当焊接电流过小时，焊缝窄而高，熔池浅，熔合不良，会产生未焊透、夹渣等缺陷。
选取焊接电流大小时，要考虑焊条类型、焊条直径、焊件厚度以及接头型式、焊缝位置、焊道层次等因素。
其中最重要焊条直径、焊接位置和焊道层次三大因素。
焊条直径与焊接电流关系见表5
表5 焊条直径与焊接电流关系
焊条直径/mm
1.6
2.0
2.5
3.2
4.0
5.0
6.0
焊接电流/A
25～40
40～65
50～80
100～130
160～210
260～270
260～300
2．2．1焊接位置 较厚板或T形接头和搭接接头以及施焊环境温度低时，焊接电流应大些；平焊位置焊接时，可选取偏大些焊接电流；横焊和立焊时，焊接电流应比平焊位置电流小10%～15%，仰焊时，焊接电流应比平焊位置电流小10%～20%；角焊缝电流比平位置电流稍大些。
2．2．2焊道层次 在多层焊或多层多道焊打底焊道时，为了保证背面焊道质量和便于操作，应使用较小电流；焊填充焊道时，为了提高效率，可使用较大焊接电流；盖面焊时，为了防止浮现焊接缺陷，应选用稍小电流。
此外，当使用碱性焊条时，比酸性焊条焊接电流减少10%左右。
2．3电弧电压
电弧电压重要影响焊缝宽度，电弧电压越高，焊缝就越宽，焊缝厚度和余高减少，飞溅增长，焊缝成形不易控制。
电弧电压大小重要取决于电弧长度，电弧长，电弧电压就高；电弧短，电弧电压就低。
焊接电弧有长弧与短弧之分，当电弧长度是焊条直径0.5～1.0倍时，称为短弧；当电弧长度不不大于焊条直径时，称为长弧。
普通在焊接过程中，但愿电弧长度始终保持一致且尽量使用短弧焊接。
2．4焊接速度
焊接速度重要取决于焊条熔化速度和所规定焊缝尺寸、装配间隙和焊接位置等。
当焊接速度太慢时，焊缝高而宽，外形不整洁，易产生焊瘤等缺陷；当焊接速度太快时，焊缝窄而低，易产生未焊透等缺陷。
在实际操作中，焊工应要把详细状况灵活掌握，以保证焊缝质量和外观尺寸满足规定。
2．5焊接层数
当焊件较厚时，要进行多层焊或多层多道焊。
多层焊时，后一层焊缝对前一层焊缝有热解决作用，能细化晶粒，提高焊缝接头塑性。
因些对于某些重要构造，焊接层数多些好，每层厚度最佳不不不大于4～5mm。
实践经验表白，当每层厚度为焊条直径0.8～1.2倍时，焊接质量最佳，生产效率最高，并且容易操作。
3焊条电弧焊定位焊
进行定位焊时应重要考虑如下几方面因素：
3．1定位焊焊条
定位焊缝普通作为正式焊缝留在焊接构造中，因而定位焊所用焊条应与正式焊接所用焊条型号相似，不能用受潮、脱皮、不知型号焊条或者焊条头代替。
3．2定位焊部位
双面焊反面清根焊缝，尽量将定位焊缝布置在反面；形状对称构件上，定位焊缝应对称排列；避免在焊件端部、角度等容易引起应力集中地方进行定位焊，不能在焊缝交叉处或焊缝方向发生急剧变化地方进行定位焊，普通至少应离开这些地方50mm。
3．3定位焊缝尺寸
普通依照焊件厚度来拟定定位焊缝长度、高度和间距。
如表6所示。
表6定位焊缝参照尺寸 单位：
mm
焊件厚度
定位焊缝高度
定位焊缝长度
定位焊缝间距
＜4
＜4
5～10
50～100
4～12
3～6
10～20
100～200
＞12
＞6
15～30
200～300
3．4定位焊工艺规定
3．4．1定位焊缝短，冷却速度快，因而焊接电流应比正式焊缝电流大10%～15%。
3．4．2定位焊起弧和结尾处应圆滑过渡，焊道不能太高，必要保证熔合良好，以防产生未焊透、夹渣等缺陷。
3．4．3如定位焊缝开裂，必要将裂纹处焊缝铲除后重新定位焊。
在定位焊后，如浮现接口不齐平，应进行校正，然后才干正式焊接。
3．4．4尽量避免强制装配，以防在焊接过程中，焊件定位焊缝或正式焊缝开裂，必要时可增长定位焊缝长度，并减小定位焊缝间距，或者采用热解决办法。
4焊条电弧焊基本操作技术
4．1引弧：
焊条电弧焊采用接触引弧办法引弧，重要有划擦法和直击法两种。
4．1．1 划擦法 先将焊条对准引弧处，手腕扭转一下，像划火柴同样使焊条在引弧处轻微划擦约20mm长度，然后提起2～4mm高度引燃电弧。
其特点是：
容易损伤焊件表面，比较容易掌握，普通合用于碱性焊条。
4．1．2 直击法 先将焊条对准引弧处，手腕下弯，使焊条垂直地轻轻敲击工件，然后提起2～4mm高度引燃电弧。
其特点是：
引弧点即为焊缝起点，避免损伤焊件表面，但不易掌握，普通合用于酸性焊条或在狭窄地方焊接。
引弧时，如果焊条粘住焊件，只要将焊条左右摆动几下，就可以脱离焊件，如不能脱离焊件，则应立虽然焊钳脱离焊件，待焊条冷却后，用手将其扳掉；如果焊条端部有药皮套筒时，可用戴好手套手将套筒去掉再引弧。
4．2 焊缝起焊
4．2．1 对的选取引弧点 应选在离焊缝起点10mm左右待焊部位上，电弧引燃后移至焊缝起点处，再沿焊接方向进行正常焊接；焊缝连接时，引弧点应选在前段焊缝弧坑前方10mm处，电弧引燃后移至弧坑处，待填满弧坑后再继续焊接。
4．2．2 采用引弧板 即在焊前装配一块与焊件相似材料和厚度金属板，从这块板上开始引弧，焊后再割掉。
这种办法合用于重要焊接构造焊接。
4．3运条
4．3．1运条基本动作 运条可分解为三个基本动作，即：
沿焊条轴线送进、沿焊缝轴线方向纵向移动和横向摆动。
每种动作作用及操作规定见表7。
表7 运条基本动作
运条动作
运条方向
作 用
操作规定
送进
焊条沿轴线向熔池方向送进
控制弧长，使熔池有良好保护，保证焊接持续不断地进行，增进焊缝成形
规定焊条送进速度与焊条熔化速度相等，以保持电弧长度不变
移动
焊条沿焊接方向纵向移动
保证焊缝直线施焊，并控制每道焊缝横截面积
移动速度必要恰当才干使焊缝均匀
摆动
焊条横向摆动
控制焊缝所需熔深、熔宽，获得一定宽度焊缝，并保证坡口两侧及焊道之间良好熔合
其摆动幅度应依照焊缝宽度与焊条直径决定。
横向摆动力求均匀一致，才干获得宽度整洁焊缝。
焊缝宽度普通不超过焊条直径2～5倍。
4．3．2运条办法 运条办法较多，选用时应依照接头形式、装配间隙、焊接位置、焊条直径及性能、焊接电流大小及焊工操作水平而定。
惯用运条办法及合用范畴参见表8
表8惯用运条办法及合用范畴
运条办法
运条示意图
特点
合用范畴
直线形
焊条以直线形移动，不作摆动。
熔深大，焊道窄
a．3～5mm厚度I形坡口对接平焊
b．多层焊第一层焊道
c．多层多道焊
直线来回形
焊条末端沿着焊接方向作来回来回直线形摆动。
焊接速度快，焊缝窄，散热快
a．薄板焊
b．对接平焊（间隙较大）
锯齿形
焊条末端沿着焊接方向作锯齿形持续摆动，控制熔化金属流动性，使焊缝增宽
a．对接接头（平焊、立焊、仰焊）
b．角接接头（立焊）
续表
月牙形
焊条末端沿着焊接方向作月牙形左右摆动，使焊缝宽度及余高增长
与锯齿形动条法相似
三
角
形
斜三角形
焊条末端沿着焊接方向作三角形摆动
a．角接接头（仰焊）
b．对接接头（开V形坡口横焊）
正三角形
a．角接接头（立焊）
b．对接接头
圆圈形
斜圆圈形
焊条末端沿着焊接方向作圆圈形运动，同步不断地向前移动
a．角接接头（平焊、仰焊）
b．对接接头（横焊）
正圆圈形
对接接头（厚焊件平焊）
8字形
焊条末端沿着焊接方向作8字形运动，使焊缝增宽，波纹美观
对接接头（厚焊件平焊）
4．4焊缝接头
4．4．1中间接头 即后焊焊缝起头与先焊焊缝尾部相连。
接头办法是：
在先焊焊缝弧坑前约10mm附近引弧，电弧长度比正常焊接时略长些（碱性焊条不可拉长，否则易产气愤孔），然后将电弧后移到原弧坑2/3处，压低电弧，稍作摆动，填满弧坑后即向迈进行正常焊接。
这种接头办法使用最多，合用于单层焊及多层焊表层接头。
4．4．2相背接头 即后焊焊缝起头与先焊焊缝起头相接。
接头办法是：
规定先焊焊缝起头处略低些，接头时在先焊焊缝起头处略前一点引弧，并稍微拉长电弧，将电弧移向先焊焊缝接头处，并覆盖其端头，待起头处焊平后，再向先焊焊缝反方向进行焊接。
4．4．3相向接头 即后焊焊缝结尾与先焊焊缝结尾相连。
接头办法是：
当后焊焊缝焊到先焊焊缝收弧处时，焊接速度应稍慢些，填满先焊焊缝弧坑后，以较迅速度再略向前焊一段，然后熄弧。
焊接接头处熄弧办法。
4．4．4分段退焊接头 即后焊焊缝结尾与先焊焊缝起头相连。
接头办法是：
规定后焊焊缝焊至接近前焊焊缝始端时，变化焊条角度，使焊条指向前焊缝始端，拉长电弧，待形成熔池后，再压低电弧，往回移动，最后返回本来熔池处收弧。
4．5焊缝收尾
4．5．1划圈收尾法 焊条移至焊缝终点时，在弧坑处作圆圈运动，起到填满弧坑后再拉断电弧。
这种办法合用于厚板焊接，对于薄板则易烧穿。
4．5．2重复断弧收尾法 焊条移至焊缝终点时，在弧坑处重复熄弧、引弧多次，起到填满弧坑为止。
这种办法合用于薄板和大电流焊接，但碱性焊条不适当采用，否则易产气愤孔。
4．5．3回焊收尾法 焊条移至焊缝收尾时及时停止，并且变化焊条角度回焊一小段后熄弧。
此法合用于碱性焊条。
5焊条电弧焊常用焊接缺陷及防止办法
5．1尺寸不符
5．1．1形状 焊缝表面高低不平、焊缝波纹粗劣、纵向宽度不均匀、余高过高或过低、角焊缝单边以及焊脚尺寸不符合规定等。
5．1．2危害 导致焊缝成形不美观，影响焊缝与母材金属结合强度，易产生应力集中，减少接头承载能力等。
5．1．3产生因素 焊件坡口角度不对、装配间隙不均匀、焊接参数选取不适当或运条手法不对的等。
5．1．4防止办法 选取恰当坡口角度和间隙，提高装配质量，对的选取焊接工艺参数和提高焊工操作技术水平等。
5．2裂纹
5．3咬边
5．3．1形状 沿着焊趾母材部位上被电弧熔化而形成成凹陷或沟槽称为口角边。
5．3．2危害 减少接头强度及承载能力，易产生应力集中，形成裂纹等。
5．3．3产生因素焊接工艺参数选取不当，焊接电流过大，电弧过长，角度不对的以及运条不恰当等。
5．3．4防止办法 选取对的焊接电流和焊接速度，电弧不能拉得太长，掌握对的运条办法和运条角度等。
5．4未焊透
5．4．1形状 焊接时，接头根部未完全熔合现象称为未焊透。
5．4．2危害 易导致应力集中，产生裂纹，影响接头强度及疲劳强度等。
5．4．3产生因素 坡口角度过小，间隙过小或钝边过大；焊接速度过快；焊接电流太小；电弧电压偏低；焊接时有磁偏吹现象；清根不彻底；焊条可达性不好等。
5．4．4防止办法 对的选取焊接参数、坡口尺寸，保证必要装配间隙，认真操作，仔细清理层间或母材边沿氧化物和熔渣等。
5．5未熔合
5．5．1形状 熔焊时，焊缝与母材之间或焊缝与焊缝之间，未能完全熔合某些称为未熔合。
重要产生在焊缝侧面及焊层间。
5．5．2危害 易产生应力集中，影响接头持续性，减少接头强度等。
5．5．3产生因素 层间及坡口清理不干净，焊接线能量太低，电弧指向偏斜等。
5．5．4防止办法 加强层间及坡口清理，对的选用焊接线能量，对的操作。
5．6烧穿
5．6．1形状 焊接过程中，熔化金属从坡口背面流出，形成穿孔缺陷称为烧穿。
5．6．2危害 减少焊缝有效截面积，减少接头承载能力等。
5．6．3产生因素 焊接电流过大，焊接顺序不合理，焊接速度太慢，根部间隙太大，钝边太小等。
5．6．4防止办法选取适当焊接电流和焊接速度，缩小根部间隙，提高操作技能。
5．7焊瘤
5．7．1形状 焊接过程中熔化金属流淌到焊缝之外未熔化母材上所形成金属瘤，称为焊瘤，也称满溢。
5．7．2危害 影响焊缝美观，挥霍材料，焊缝截面突变，易形成尖角，产生应力集中档。
5．7．3产生因素 焊件根部间隙过大，焊接电流太大，操作不对的或运条不当等。
5．7．4防止办法 提高操作技能，选取适当焊接电流，提高装配质量等。
5．8弧坑
5．8．1形状 焊缝收尾处产生下陷某些称为弧坑。
5．8．2危害 削弱焊缝强度，易产生弧坑裂纹等。
5．8．3产生因素 熄弧时间过短，收尾办法不当，未能填满弧坑。
5．8．4防止办法 选取对的焊接参数及适当熄弧时间，掌握对的收尾办法等。
5．9气孔
5．9．1形状 在焊接过程中，熔池中气泡在凝固时未能逸出而残留下来所形成空穴，称为气孔。
5．9．2危害 减小焊缝截面积，减少接头致密性，减小接头承载能力和疲劳强度等。
5．9．3产生因素 焊件清理不干净，焊条受潮，电弧磁偏吹和焊接参数不合理等。
5．9．4防止办法 仔细清理焊缝两侧各10mm处铁锈等污物，严格烘干焊条，选取合理焊接工艺参数等。
5．10夹渣
5．10．1形状 焊后残留在焊缝中熔渣称为夹渣。
5．10．2危害 减少焊缝截面积，减少接头强度、冲击韧性等。
5．10．3产生因素 焊接电流过小，焊接速度过快，坡口设计不当，焊道熔敷顺序不当等。
5．10．4防止办法 对的选取焊接参数，坡口角度不能太小，认真做好多层焊时层间清理工作等。
5．10塌陷
5．10．1形状 熔化金属从焊缝背面漏出，使焊缝正面下凹、背面凸起现象称为塌陷。
5．10．2危害 减少接头承载面积，减少接头强度，影响焊缝美观等。
5．10．3产生因素 焊接电流过大，焊接速度过小，装配间隙过大等。
5．10．4防止办法 选取恰当焊接电流和焊接速度，控制焊件装配间隙等。
5．11凹坑
5．11．1形状 在焊缝表面或焊缝背面形成低于母材表面局部低洼某些称为凹坑。
5．11．2危害 减少焊缝工作截面积，减少接头承载能力等。
5．11．3产生因素 电弧拉得过长，焊条倾角不当和装配间隙太大等。
5．11．4防止办法 选取适当装配间隙，提高操作水平等
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