《焊工生产实习》第二章Word格式文档下载.docx

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一、常用工具的合理使用与维护

焊接常用的工具有：

1.电焊钳它的功用是夹紧焊条和传导电流。

应具有良好的导电性，不易发热，重量轻，夹持焊条牢固，更换方便等。

常用规格有300A和500A两种。

使用时，应防止摔碰，经常检查焊钳与焊接电缆连接是否紧固，手把绝缘是否良好，钳口上的熔渣、飞溅等要经常清除，以减少电阻，降低发热量，严禁将焊钳浸入水中冷却，要备用焊钳轮换使用，以免烫手。

2.焊接电缆及快速接头焊接电缆的作用是传导焊接电流，它应柔软易弯，具有良好的导电性能与绝缘性能。

使用时应按使用电流大小来选择，禁止拖拉、砸碰造成绝缘保护层破损，通常焊接电缆的长度不应超过20m～30m，且中间接头不应多于2个，连接头外表应保证绝缘可靠，最好采用快速接头。

快速接头是一种快速方便的使焊接电缆与焊机相连接或接长焊接电缆的专用器具，它应具有良好的导电性能和外套绝缘性能，使用中不易松动，保证接触良好、安全可靠，禁止砸碰。

3.面罩及护目玻璃面罩是用来保护焊工头部及颈部免受强烈弧光及金属飞溅的灼伤，它分头戴式与手持式两种，要求重量轻，使用方便，并应有一定的防撞击能力。

护目玻璃用来减弱弧光强度，吸收大部分红外线与紫外线，以保护焊工眼睛免遭弧光伤害。

护目镜片的颜色及深浅应按焊接电流的大小来进行选择，过深与过浅都不利于工作和保护。

面罩不得漏光，使用时应避免碰撞，禁止作承载工具使用。

4.焊条保温筒和干燥筒保温筒是利用焊机次级电压来加热存放焊条的，以达到焊条防潮的目的。

而干燥筒是利用筒内的干燥剂吸潮作用来防止使用中的焊条受潮，虽其原理不同，但目的一致，都是防止现场施工时焊条的受潮。

保温筒分立式、卧式和背包式三种，存放的焊条重有2.5kg与5kg两种，工作温度为60℃～300℃。

使用时必须盖紧筒盖，随用随取，防止摔跌。

对干燥筒的使用，应在干燥剂变红时烘干，使之变蓝才能承装焊条。

5.辅助工具焊接时常用的辅助工具有：

（1）角向磨光机主要用来打磨坡口和焊缝接头或修磨焊接缺陷的一种电动工具。

不得强力或冲击性使用，严禁提拉电缆。

其型号按砂轮片的直径来编制，砂轮片直径越大，电动机功率也越大。

（2）电动磨头它也具有角向磨光机的功能，不过磨头较小，易实现细小部位的磨削。

它易产生切屑飞出伤人，使用时应加强自身及他人的防护，刀具更换时应夹紧，严禁使用已弯曲的刀具。

（3）气动刮铲和针束打渣除锈器其功能主要用于除锈。

打渣，其结构轻巧灵活，后坐力小，方便安全，其突出优点是大大降低了焊渣清除过程中的飞溅和劳动强度。

二、正确使用夹具，做好保养工作

由于装焊夹具在工作中对工件的装夹都十分频繁，所以易使接触元件和密封件磨损，而丧失自锁能力或使夹紧力下降，或使定位不准确，最后使产品质量得不到保证，因此，为了保持装焊夹具原有的性能，并延长它们的使用期限，使用中必须作好下述工作：

1.对大型装夹具必须编制使用规则：

它应包含使用中的禁忌、承受载荷的大小、装夹工件的极限尺寸、工作行程的范围、工作班次的清洁、润滑保养等项目。

2.制定定期检修的周期及易损件的更换周期。

3.制定检验夹具精度的周期。

使用夹具的注意事项：

1.使用前应检查或测定各种定位器的工作是否正常。

2.检查受力构件有无变形和损坏。

3.清除杂物、灰尘，润滑转动零、部件。

4.检查气路、油路是否泄漏，夹紧机构运动是否正常。

5.检查电路工作情况，绝缘、接地是否良好。

6.工作时要避开工件的反弹方向和夹具退出方向，以防伤人。

第三节焊接材料的正确使用和保管

一、焊条的正确使用和保管

（一）焊条贮存与保管

1.焊条必须在干燥通风良好的室内仓库中存放，焊条贮存库内不允许放置有害气体和腐蚀性介质。

室内应保持整洁，应设有温度计、湿度计和去湿机。

库房的温度与湿度必须符合表2—1的要求。

表2—1库房温度与湿度的关系

气温

＞5℃—20℃

20℃—30℃

＞30℃

相对湿度

60%以下

50%以下

40%以下

2.库内无地板时，焊条应存放在架子上，架子离地面高度不小于300mm，离墙壁距离不小于300mm。

架子下应放置干燥剂，严防焊条受潮。

3.焊条堆放时应按种类、牌号、批次、规格、入库时间分类堆放。

每垛应有明确标注，避免混乱。

4.焊条在供给使用单位之后至少6个月之内可保证使用，入库的焊条应做到先入库的先使用。

5.特种焊条贮存与保管应高于一般性焊条，应堆放在专用仓库或指定的区域，受潮或包装破损的焊条未经处理不许入库。

6.对于受潮、药皮变色、焊芯有锈迹的焊条，须经烘干后进行质量评定，若各项性能指标满足要求时方可入库，否则不准入库。

7.一般焊条出库量不能超过二天用量，已经出库的焊条焊工必须保管好。

（二）焊条的烘干与使用

1.发放使用的焊条必须有质保书和复验合格证。

2.焊条在使用前，如果焊条使用说明书无特殊规定时，一般都应进行烘干。

酸性焊条视受潮情况和性能要求，在75℃～150℃烘干1h～2h；

碱性低氢型结构钢焊条应在350℃～400℃烘干1h～2h，烘干的焊条应放在100℃～150℃保温箱（筒）内，随取随用，使用时注意保持干燥。

3.根据JB3223—83规定，低氢型焊条一般在常温下超过4小时，应重新烘干，重复烘干次数不宜超过三次。

4.烘干焊条时，禁止将焊条突然放进高温炉内，或从高温炉中突然取出冷却，防止焊条骤冷骤热而产生药皮开裂脱皮现象。

5.焊条烘干时应作记录，记录上应有牌号、批号、温度、时间等项内容。

6.焊工领用焊条时，必须根据产品要求填写领用单，其填写项目应包括生产令号、产品图号、被焊工件钢号、领用焊条的牌号、规格、数量及领用时间等，并作为下班时回收剩余焊条的核查依据。

7.防止焊条牌号用错，除建立焊接材料领用制度外，还应相应建立焊条头回收制，以防剩余焊条散失生产现场。

应规定：

剩余焊条数量和回收焊条头数量的总和，应与领用的数量相符。

二、焊剂的正确使用和保管

对贮存库房的条件和存放要求，基本与焊条的要求相似，不过应特别注意防止焊剂在保存中受潮，搬运时防止包装破损，对粘结焊剂更应注意存放中的受潮及颗粒的破碎。

焊剂使用时注意事项。

1.焊剂使用前必须进行烘干，烘干要求见表2—2。

表2—2焊剂烘干温度及要求

焊剂类型

烘干温度（℃）

烘干时间（h）

烘干后在大气中允许置（h）

熔炼焊剂（玻璃状）

熔炼焊剂（薄石状）

烧结焊剂

150～350

200～350

1～2

12

5

2.烘干时焊剂厚度要均匀且不得大于30mm。

3.回收焊剂须经筛选、分类，去除渣壳、灰尘等杂质，再经烘干与新焊剂按比例（一般回用焊剂不得超过40％）混合使用，不得单独使用。

4.回收焊剂中粉末含量不得大于5％，回收使用次数不得多于三次。

三、焊丝的正确使用和保管

焊丝对贮存库房的条件和存放要求，也基本与焊条相似。

焊丝的贮存，要求保持干燥、清洁和包装完整；

焊丝盘、焊丝捆内焊丝不应紊乱、弯折和波浪形；

焊丝末端应明显易找。

焊丝使用前必须除去表面的油、锈等污物，领取时进行登记，随用随领，焊接场地不得存放多余焊丝。

四、钨极的正确使用和保管

由于焊接中使用的钨极，其品种和规格较少，用量也不多，更重要的原因是由于在生产中发生误用，也不会造成对产品质量的直接影响，因此对钨极的使用和保管要求没有像焊条、焊剂与焊丝那样严格，通常存放于焊丝库房内即可。

使用时应按焊接电流的大小选择钨极直径，只有在使用钍钨极时，由于它含有1％～2％的放射性物质氧化钍，所以对其端部磨削时，应采用密封式或抽风式砂轮机或专用钨极磨光机，磨削时应戴口罩，磨削完毕应洗净手脸，钍钨极最好存放于专用的铅盒内。

五、保护气体的正确使用和保管

作为焊接过程中的保护气体，主要是氩气和二氧化碳，其他尚有氮、氢、氧、氦等。

由于贮存这些气体的气瓶，其工作压力可高达15MPa。

属于高压容器，因此对它们的使用、贮存和运输都有严格的规定。

（一）气瓶的贮存与保管

1.贮存气瓶的库房建筑应符合《建筑设计防火规范》的规定，应为一层建筑，其耐火等级不低于Ⅱ级，库内温度不得超过35℃，地面必须平整、耐磨、防滑。

2.气瓶贮存库房应没有腐蚀性气体，应通风、干燥，不受日光曝晒。

3.气瓶贮存时，应旋紧瓶帽，放置整齐，留有通道，妥善固定；

立放时应设栏杆固定，以防跌倒；

卧放时，应防滚动，头部应朝向一方，且堆放高度不得超过5层。

4.空瓶与实瓶、不同介质的气体气瓶，必须分开存放，且有明显标志。

5.对于氧气瓶与氢气瓶必须分室贮存，在其附近应设有灭火器材。

（二）气瓶的使用

1.气瓶禁止碰撞、敲击，不得靠近热源，离明火距离不得小于10m。

2.夏天要防止日光曝晒。

3.气瓶不得“吃光用尽”，应留有余气。

4.氧气瓶使用时不得接触油脂。

5.气瓶应直立使用，应有防倒固定架。

6.开启瓶阀应缓慢，头部不得面对减压阀。

。

第四节焊接缺陷

在焊接接头中产生的不符合设计或工艺文件要求的缺陷，称为焊接缺陷。

焊接缺陷按其性质可分为四大类：

焊缝尺寸不合要求

未焊透

未熔合

焊缝形状缺陷烧穿

焊瘤

气孔弧坑

焊接缺陷咬边

夹渣热裂纹

冷裂纹

裂纹再热裂纹

层状撕裂

一、焊缝形状缺陷

1、焊缝尺寸不符合要求主要是指焊缝高低不平，宽窄不齐，尺寸过大或过小，角焊缝焊脚尺寸不对称等，如图1所示。

图1焊缝尺寸不符合要求

a）焊缝不直，宽度不均b）余高太大c）焊肉不足

焊缝尺寸过小，使焊接接头强度降低；

焊缝尺寸过大，不仅浪费焊接材料，还会增加焊件的应力和变形；

塌陷量过大的焊缝，使接头强度降低；

余高过大的焊缝，造成应力集中，减弱结构的工作性能。

产生原因焊件坡口角度开得不当或装配间隙不均匀；

焊接工艺参数选择不当等。

预防措施选择适当的坡口角度和装配间隙；

提高装配质量；

正确选择焊接工艺参数；

提高焊工的操作技术水平等。

2、咬边由于焊接工艺参数选择不正确，或操作工艺不正确，在沿着焊趾的母材部位烧熔形成的沟槽或凹陷，称为咬边。

如图2所示。

图2咬边

咬边不仅减弱了焊接接头强头，而且因应力集中易引发裂纹。

产生原因主要是电弧热量太高，即焊接电流太大，以及运条速度不当所造成。

角焊时，经常由于焊条角度或电弧长度不适当而造成。

埋弧焊时，往往是由于焊接速度过高而产生。

防止措施选择正确的焊接电流和焊接速度，电弧不能拉得太长，保持运条均匀。

在角焊时，要采用合适的角度和保持一定的电弧长度。

埋弧焊时，应正确选择焊接工艺参数。

3、未焊透焊接时，焊接接头根部未完全熔透的现象，如图3所示。

图3未焊透

未焊透处会造成应力集中，并容易引起裂纹，重要的焊接接头不允许有未焊透存在。

产生原因坡口角度过小、间隙过小或钝边过大；

焊接电流太小；

焊接速度过快；

电弧电压偏低；

焊条（或焊丝）可达性不好；

清根不彻底。

预防措施选用和加工坡口尺寸，保证必须的装配间隙，正确选用焊接电流和焊接速度，认真操作，仔细地清理层间或母材边缘的氧化物和熔渣等。

4、未熔合熔焊时，焊道与母材之间或焊道与焊道之间，未完全熔化结合的部分，如图4所示。

图4未熔合

未熔合主要产生在焊缝侧面及焊层间，故又可分为边缘未熔合及层间未熔合。

产生原因主要是焊接线能量太低，电弧指向偏斜，坡口侧壁有锈垢及污物，层间清渣不彻底等。

防止措施正确地选用焊接线能量，认真操作，加强层间清理等。

5、烧穿焊接过程中，熔化金属自坡口背面流出，形成穿孔的缺陷。

产生原因焊接电流过大，焊接速度太慢，装配间隙过大或钝边太薄等。

防止措施选择合适的焊接电流和焊接速度，严格控制装配间隙，单面焊可采用钢垫板、焊剂垫或自熔垫，使用脉冲电流等。

6、焊瘤焊接过程中，熔化金属流淌到焊缝之外未熔化的母材上所形成的金属瘤，如图5所示。

图5焊瘤

产生原因操作不熟练和运条不当，埋弧焊工艺参数选择不合适等。

防止措施提高焊工操作技能的熟练程度，正确地选用焊接工艺参数。

7、弧坑焊缝收尾处产生的下陷部分叫做弧坑，它

不仅使该处焊缝的强度严重削弱，而且还会由于产生弧

坑裂纹，而引起整条焊缝被破坏（裂纹在受力时扩展），

埋弧焊弧坑裂纹，如图6所示。

产生原因主要是熄弧时间过短，没填满弧坑，或

薄板焊接时使用电流过大；

埋弧焊时主要没有分两步“停图6弧坑裂纹

止”按钮（分两步即先停止焊丝给送、后切断电源）。

防止措施手工电弧焊时，必须注意在收弧时焊条需在熔池处作短时停留，或作几次环形运动，使足够的焊条金属填满熔池。

另外，尚需正确选择焊接电流。

埋弧焊时，要分两步按下“停止”按钮，以填满弧坑。

二、气孔与夹渣和夹杂

（一）

气孔焊接时，熔池中的气体在凝固时未能逸出而残留下来所形成的空穴，如图7所示。

图7气孔

气孔是一种常见的焊接缺陷。

根据其产生部位，可分为内部气孔和外部气孔；

而根据气孔的分布特点，又可分为分散气孔和密集气孔，但最常见的是根据产生原因，把气孔分为氢（含）氮气孔和一氧化碳气孔两大类。

1、产生原因两类气孔都是由于溶解在熔池中的气体，在熔池冷却结晶过程中，因气体溶解度急剧降低，来不及析出残留在固体金属内形成的。

例如从液态转变为固态时，氢在铁中的溶解度从32mL／100g降至10mL／100g。

氢气孔在熔池结晶时形成的，主要是大多沿结晶方向呈螺钉状或针状分布，熔池结晶快时，氢气孔为小圆球状。

一氧化碳气孔，主要是由于冶金反应中产生的一氧化碳残留在焊缝内部形成的，形状象“条虫”，表面光滑，沿品界分布。

2、预防措施

（1）选择好焊条、焊剂必须根据需要，正确地选择焊接材料。

例如低氢焊条，由于药皮中含有大量萤石，可以有效地消除氢气孔。

（2）加强焊前清理焊前仔细清理焊件表面的铁锈、油污、水分；

按规定烘干焊条、焊剂，尽量减少氢的来源。

（3）正确地选择焊接工艺参数在允许的条件下，尽可能采用较大的线能量进行焊接，保证熔池缓慢冷却，使溶解在熔池中的气体能够逸出；

采用短弧焊，减少弧柱与空气的接触，减少空气中的氮气、氧气进人熔池的机会。

（4）选择好电源种类和极性焊接低碳钢和低合金结构钢时，用交流容易产生气孔，直流正接气孔倾向减小，直流反接气孔倾向最小。

（二）夹渣和夹杂

焊后残留在焊缝中的熔渣称夹渣，如图8所示。

由于焊接冶金反应产生的、焊后残留在焊缝金属中的非金属杂质（如氧化物、硫化物等）

称夹杂。

夹渣尺寸较大，且不规则，减弱焊缝的有效截

面积，降低焊接接头的塑性和韧性。

在夹渣的尖角

处会造成应力集中，因而对淬硬倾向较大的焊缝金

属，易在夹渣尖角处扩展为裂纹。

夹杂物、若尺寸

很小且呈弥散分布时（硫化物等低熔点夹杂物除外），如图8焊缝中夹渣

对强度影响不大。

1、产生原因

（1）冶金方面的原因主要是冶金反应产生了高熔点，密度大的金属或非金属氧化物。

这些氧化物不容易从熔池中浮起，也有可能产生了低熔点硫化物共晶形式夹杂。

（2）工艺方面的原因主要是焊接工艺参数不合适，使熔池温度低，冷却快渣不易浮出；

焊前清理不干净或多层焊时层间清渣不彻底，也会产生夹渣。

2、预防措施冶金过程中产生的非金属夹杂物，是不可避免的，但可采取有效的预防措施，改善夹杂物大小和形态。

（1）选用脱渣性、脱氧和脱硫性能好的焊条、焊剂。

（2）选用合适的坡口角度和合理的焊接工艺参数，使熔池存在的时间不要太短。

（3）运条要平稳，焊条摆动的方式要有利于熔渣上浮。

酸性焊条操作中要注意赶渣，使熔渣浮在熔池后面，不要熔渣，铁水不分。

碱性焊条操作中要采用短弧焊接。

（4）仔细清理坡口边缘及焊丝表面油污。

多层焊时要注意将前道焊缝的熔渣清理干净后，再焊下一道（层）焊缝。

（5）双面焊时，一定要清除焊根后，再焊反面。

（6）施焊时要保护好熔池，防止空气侵人。

三、裂纹

（一）热裂纹

在焊接过程中，焊缝和热影响区金属冷却到固相线附近的高温区产生的焊接裂纹叫做热裂纹。

它是一种不允许存在的危险焊接缺陷。

焊接热裂纹按产生形态、机理以及产生的温度区间，可分为：

结晶裂纹、液化裂纹和多边化裂纹。

结晶裂纹又称凝固裂纹，是焊缝凝固后期形成的焊接裂纹。

这种裂纹主要产生在含杂质较多的碳钢焊缝中，尤其是硫、磷、硅、碳较多的钢材中，在单相奥氏体钢，镍基合金，及某些铝及铝合金焊缝中，也容易产生结晶裂纹。

液化裂纹是在母材近缝区或多层焊的前一焊道，因受热液化在晶界上形成的焊接裂纹。

这种裂纹主要发生在含有铬镍的高强钢，奥氏体不锈钢，以及某些镍基合金的近缝区或多层焊焊道金属中。

多边化裂纹是在焊缝金属多边化晶界上形成的一种热裂纹。

裂纹主要产生在某些纯金属或单相合金，如奥氏体不锈钢、铁—-镍基、镍基合金的焊缝金属中。

热裂纹通常都沿晶界开裂，如焊缝中的热裂纹一般都沿柱状晶粒、等轴晶粒或树枝状晶界，而热影响区的热裂纹则沿原来的奥氏体晶界；

热裂纹表面都呈氧化色，有的热裂纹中间还充满了熔渣。

1、产生原因聚集在晶粒边界或焊缝中心的液态低熔点共晶，在焊缝冷却过程中产生的拉应力作用下开裂。

2、预防措施主要是设法减少焊缝中的低熔点共晶物和降低冷却时的拉应力，可采取以下措施；

（1）限制钢材及焊接材料中易偏析元素和有害杂质的含量，特别应当尽量减少硫、磷等杂质含量及降低含碳量。

（2）调节焊缝金属的化学成分，改善焊缝组织，细化焊缝晶粒，以提高其塑性，减少或分散偏析程度，控制低熔点共晶的有害影响。

（3）控制焊接工艺参数，适当提高焊缝成形系数，采用多层多道焊法，避免中心线偏析，防止中心线裂纹。

（4）提高焊条或焊剂的碱度，以降低焊缝中的杂质含量，改善偏析程度。

（5）采取各种降低焊接应力的工艺措施。

（6）断弧时采用引出板，或逐渐灭弧，并填满弧坑，可以减少弧坑裂纹的产生。

（7）降低钢材中有害杂质的含量，细化钢材晶粒，改变有害杂质的形状和分布。

（二）冷裂纹

焊接接头冷却到较低温度下（对于钢来说，在MS温度以下），产生的裂纹，称为冷裂纹。

冷裂纹可在焊后立即出现，也可能需经过一段时间（几小时，几天，甚至更长的时间）才出现，这些不是在焊后立即出现的裂纹叫做冷裂纹，也称延迟裂纹，它是冷裂纹中比较普遍的一种形态，具有更大的危险性。

图9为焊接接头冷裂纹分布形态示意图。

图9焊接接头冷裂纹分布形态示意图

1—焊缝纵向裂纹2—焊缝横向裂纹3—热影响区横向裂纹

4—根部裂纹5—焊趾裂纹6—焊道下裂纹

1、产生原因钢材的淬硬倾向，焊接接头的含氢量及其分布和焊接接头拘束应力的大小是焊接高强钢（包括中碳钢，低合金高强钢和中合金高强钢）产生冷裂纹的三大要素。

钢材的淬硬倾向越大，焊件越厚、冷却速度越大，刚性拘束越大，扩散氢含量越高，产生冷裂纹的倾向越大。

2、预防措施防止冷裂纹的原则是尽可能地降低焊缝中扩散氢的含量，降低焊接应力和冷却速度，具体措施如下：

（1）严格控制氢的来源

1）选用低氢焊接材料应选用标准规定的与母材配套的低氢焊条和焊剂。

对于某些强度级别高而又非常重要的结构，应选用超低氢高强度高韧性焊接材料。

2）加强焊前清理必须按规定温度仔细烘干焊条、焊剂。

妥善保管烘好的焊条焊剂，防止受潮，随用随取；

焊前除净待焊区的油、锈、及其它污物。

3）因CO2气体保护焊，可以获得低氢焊缝、故可考虑用CO2气体保护焊焊接淬硬倾向较大，对氢敏感性较强的钢种。

（2）提高焊缝金属的塑性

1）选用含合金元素较高的焊接材料，降低焊缝中硅的含量、提高Mn／Si比、细化晶粒、提高焊缝金属的韧性。

2）推荐用“软盖面层焊法”制造高强钢焊接结构、该法采用与母材等强的焊材打底、填充，但表层2～6mm厚度用强度级别低于母材的焊材盖面。

以增加焊缝金属的韧性贮备，降低接头的拘束应力，从而提高抗裂性。

（3）降低焊接应力

1）选择合理的焊接工艺参数和线能量，控制焊接接头在800—500℃的冷却速度。

2）焊前预热、控制层间温度，焊后保温缓冷或焊后立即进行消氢处理，从而降低冷却速度，降低热影响区硬度，降低总的应力水平，改善焊接接头组织和性能。

3）选择合理的焊接顺序、减小焊接应力。

4）严格操作，注意不能产生弧坑、咬边、未焊透等缺陷，以减少应力集中。

5）焊后进行热处理，消除内应力，改善焊接接头组织和韧性。

（三）再热裂纹

焊后，焊件在一定温度范围内再次加热（消除应力热处理或其它加热过程）而产生的裂纹，叫做再热裂纹。

再热裂纹产生在焊接热影响区的过热粗晶组织中，热影响区的细晶组织和母材都不产生再热裂纹。

在进行消除应力退火前，焊接接头有较大的残余应力和应力集中才会产生再热裂纹。

具有一定沉淀强化的金属材料最易于产生再热裂纹，普通碳素钢和固溶强化的金属材料，一般都不产生再热裂纹。

1、产生原因必须同时具备下列四个条件才有可能产生再热裂纹。

（1）只有用Cr、Mo、V、Ti、Nb元素等沉淀强化的珠光体耐热钢、低合金高强钢及不锈钢才产生再热裂纹。

以14MnMoNbB钢为例，只有在调质状态，进行焊后热处理