焊接工艺及检测

1、Welding Training 焊接工艺和检测培训CO2保护焊工艺简介和关重点分析 Co2气体保护焊是利用气体保护焊是利用co2气体作为保护介质的一种先进的电弧焊方法。气体作为保护介质的一种先进的电弧焊方法。CO2保护焊工艺简介和关重点分析细丝细丝co2焊焊粗丝粗丝co2焊焊自动焊自动焊半自动焊半自动焊按焊丝直径的分类按焊丝直径的分类按操作方式的分类按操作方式的分类CO2保护焊工艺简介和关重点分析1.3 Co2气体保护焊的特点气体保护焊的特点生产效率高生产效率高对油銹不敏感对油銹不敏感操作简单操作简单成本低成本低飞溅较大飞溅较大抗风力弱抗风力弱不够灵活不够灵活CO2保护焊工艺简介和关重点分析

2、工业上使用的瓶装液体工业上使用的瓶装液体co2既经济又方便。规定钢既经济又方便。规定钢瓶主体喷成银白色，用黑漆瓶主体喷成银白色，用黑漆标明标明“二氧化碳二氧化碳”字样。字样。 co2焊时，焊缝中可能产生焊时，焊缝中可能产生的气孔有氮气孔、氢气孔和的气孔有氮气孔、氢气孔和co气孔。气孔。CO2保护焊工艺简介和关重点分析 为了获得高的生产为了获得高的生产率和优质的接头，除有率和优质的接头，除有合适的设备外，还必须合适的设备外，还必须采用正确的采用正确的焊接工艺焊接工艺。CO2保护焊工艺简介和关重点分析焊接参数主要包括焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝直径、焊丝伸出长度、气体流量、焊枪的角度、喷嘴的

3、高度。 钢板厚度为14mm时，应采用直径为0.51.2mm的焊丝；当钢板厚度大于4mm时，应采用直径大于或等于1.6mm的焊丝。CO2保护焊工艺简介和关重点分析 根据焊件的厚度、材质、焊丝的直径、施焊位置及要求根据焊件的厚度、材质、焊丝的直径、施焊位置及要求熔滴过渡的形式来选择电流的大小。熔滴过渡的形式来选择电流的大小。注意：注意： 焊接电流过大，容易引起烧穿、焊漏、产生裂纹等焊接电流过大，容易引起烧穿、焊漏、产生裂纹等缺陷，且焊件的变形量大，焊接过程飞溅大；而焊接电缺陷，且焊件的变形量大，焊接过程飞溅大；而焊接电流过小时，易产生未焊透，未熔合和夹渣等缺陷以及焊流过小时，易产生未焊透，未熔合和

4、夹渣等缺陷以及焊缝成形不良。通常在保证焊透、成形良好的条件下，尽缝成形不良。通常在保证焊透、成形良好的条件下，尽可能才用大的焊接电流，以提高生产效率。可能才用大的焊接电流，以提高生产效率。CO2保护焊工艺简介和关重点分析 电弧电压决定了电弧的长短和熔滴的过渡形式，它对焊电弧电压决定了电弧的长短和熔滴的过渡形式，它对焊缝的成形、飞溅、焊接缺陷以及焊缝的力学性能有重要影响。缝的成形、飞溅、焊接缺陷以及焊缝的力学性能有重要影响。 选择焊接速度主要根据生产率和焊接质量。焊接速度过选择焊接速度主要根据生产率和焊接质量。焊接速度过快，保护效果差，同时使冷却速度加大，不利于焊缝成形，快，保护效果差，同时使冷

5、却速度加大，不利于焊缝成形，易形成咬边缺陷；焊速过慢，熔敷的金属在电弧下堆积，电易形成咬边缺陷；焊速过慢，熔敷的金属在电弧下堆积，电弧热和电弧力受阻碍，焊道不均匀。在生产中，焊速一般不弧热和电弧力受阻碍，焊道不均匀。在生产中，焊速一般不超过超过0.5m/min。 焊丝伸出长度不是独立的焊接参数，通常根据焊接电流、焊丝伸出长度不是独立的焊接参数，通常根据焊接电流、气体流量来确定。气体流量来确定。焊丝伸出长度对焊缝成形的影响2.1.4 喷嘴高度的选择喷嘴高度的选择 喷嘴下表面和熔池表面的距离称为喷嘴高度，它是影响喷嘴下表面和熔池表面的距离称为喷嘴高度，它是影响保护效果、生产效率和操作的重要因素。保

6、护效果、生产效率和操作的重要因素。200A200300A350500A2.1.5焊枪倾角的选择焊枪倾角的选择 焊枪轴线和焊缝轴线之间的夹角称为焊枪的倾斜角度。焊枪倾角太大焊枪倾角对焊缝成形的影响2.1.6气体流量的选择气体流量的选择保护气流量太小保护气流量太小16Co2气体的流量，应根据对焊接区的保护效果来选择。气体的流量，应根据对焊接区的保护效果来选择。“气体流量越大越好？气体流量越大越好？”保护气流量太大保护气流量太大发生异常现象，自行无法处理时，应及时发生异常现象，自行无法处理时，应及时报告领导。报告领导。氩弧焊工艺简介和关重点分析氩弧焊工艺简介和关重点分析氩弧焊是使用氩气作为保护气体的

7、一种气体保护电弧焊方法 1熔池 2一喷嘴 3一钨极 4一气体 5一焊缝 6一焊丝 7一送丝滚轮a)钨极氩弧焊 b)熔化极氩弧焊氩弧焊工艺简介和关重点分析氩弧焊工艺简介和关重点分析（1）焊缝质量较高 由于氩气是惰性气体，不与金属产生化学 反应，同时氩气不溶解于液态金属，将其作为气体保护 层，使高温下被焊金属中的合金元素不会氧化烧损，并且保护效果好，因此，能获得较高的焊接质量。（2）焊接变形与应力小，特别适宜于薄件的焊接。（3）可焊的材料范围广，几乎所有的金属材料都可进行氩弧焊。（4）操作技术易于掌握，容易实现机械化和自动化。氩弧焊工艺简介和关重点分析根据所用的电极材料可分为:钨极氩弧焊(不熔化极

8、) (用TIG表示)熔化极氩弧焊(用MIG表示)根据操作方式可分为:手工氩弧焊半自动氩弧焊自动氩弧焊根据采用的电源种类可分为:直流氩弧焊交流氩弧焊氩弧焊工艺简介和关重点分析手工钨极氩弧焊设备由焊接电源、焊枪、供气系统、控制系统和冷却系统等部分组成 1-焊件 2-焊枪 3-遥控盒 4-冷却水 5-电源与控制系统 6-电源开关 7-流量调节器 8-氩气瓶氩弧焊工艺简介和关重点分析 钨极氩弧焊要求采用具有陡降外特性的焊接电源，有直流电源和交流电源两种。常用的直流钨极氩弧焊机有WS-250型、WS-400型等；交流钨极氩弧焊机有WSJ-150型、WSJ-500型等；交直流钨极氩弧焊机有WSE-150型

9、、WSE-400型等。 （2）控制系统）控制系统 控制系统是通过控制线路，对供电、供气与稳弧等各个阶段的动作进行控制。 （1）焊接电源）焊接电源 氩弧焊工艺简介和关重点分析手工钨极氩弧焊控制程序 氩弧焊工艺简介和关重点分析焊枪的作用是装夹钨极、传导焊接电流、输出氩气流和启动或停止焊机的工作系统。焊枪分为大、中、小三种，按冷却方式又可分为气冷式和水冷式。当所用焊接电流小于150A时，可选择气冷式焊枪 见下图。 1-钨极 2-陶瓷喷嘴 3-枪体 4-短帽 5-手把 6-电缆 7-气体开关手轮 8-通气接头 9-通电接头 氩弧焊工艺简介和关重点分析（4）供气系统）供气系统 供气系统由氩气瓶、氩气流量

10、调节器及电磁气阀组成。 1） 氩气瓶 外表涂灰色，并用绿漆标以“氩气”字样。氩气瓶最大压力为15MPa，容积为40L。 2）电磁气阀 是开闭气路的装置，由延时继电器控制，可起到提前供气和滞后停气的作用。氩弧焊工艺简介和关重点分析 3）氩气流量调节器 起降压和稳压的作用及调节氩气流量。氩气流量调节器的外形如右图。 （5）冷却系统 用来冷却焊接电缆、焊枪和钨极。如果焊接电流小于150A可以不用水冷却。使用的焊接电流超过150A时，必须通水冷却，并以水压开关控制。 氩弧焊工艺简介和关重点分析钨极氩弧焊的焊接材料主要有钨极、氩气和焊丝。 （1）钨极 氩弧焊时钨极作为电极起传导电流、引燃电弧和维持电弧正

11、常燃烧的作用。目前所用的钨极材料主要有以下几种。 1）纯钨极 其牌号是Wl、W2，纯度99.85%以上。纯钨极要求焊机空载电压较高，使用交流电时，承载电流能力较差，故目前很少采用。为了便于识别常将其涂成绿色。氩弧焊工艺简介和关重点分析2)钍钨极 其牌号是WTh-10、WTh-15，是在纯钨中加入12%的氧化钍(ThO2)而成。钍钨极电子发射率提高，增大了许用电流范围，降低了空载电压，改善引弧和稳弧性能，但是具有微量放射性。为了便于识别常将其涂成红色。3)铈钨极 其牌号是Wce-20，是在纯钨中加入2%的氧化铈(CeO)而成。铈钨极比钍钨极更容易引弧，使用寿命长，放射性极低，是目前推荐使用的电极

12、材料。为了便于识别常将其涂成灰色。氩弧焊工艺简介和关重点分析（2）氩气 惰性气体，氩气的密度比空气大，可形成稳定的气流层，覆盖在熔池周围，对焊接区有良好的保护作用。氩弧焊对氩气的纯度要求很高，按我国现行标准规定，其纯度应达到99.99%。 焊接用氩气以瓶装供应，其外表涂成灰色，并且标注有绿色“氩气”字样。氩气瓶的容积一般为40L，最高工作压力为15MPa。使用时，一般应直立放置。 氩弧焊工艺简介和关重点分析（3）焊丝 氩弧焊用焊丝主要分钢焊丝和有色金属焊丝两大类。焊丝可按GB/T8110-1995气体保护电弧焊用碳、低合金钢焊丝和YB/T5092-1996焊接用不锈钢焊丝选用。焊接有色金属一般

13、采用与母材相当的焊丝。氩弧焊用焊丝直径主要有0.8、1.0、1.2、1.4、1.5、1.6、2.0、2.4、2.5、4.0、5.0、6.0mm等十余种规格，多选用直径2.04.0mm的焊丝。氩弧焊工艺简介和关重点分析（1）焊接电源的种类和极性）焊接电源的种类和极性钨极氩弧焊可以采用交流或直流两种焊接电源，采用哪种电源与所焊金属或合金种类有关；采用直流电源时还要考虑极性的选择。a）直流反接 b）直流正接 氩弧焊工艺简介和关重点分析采用直流反接时，焊件是阴极，质量较大的氩正离子流向焊件，撞击金属熔池表面，可将铝、镁等金属表面致密难熔的氧化膜击碎，这种现象称为“阴极破碎”作用。但是直流反接时，钨极因

14、接正极温度较高，容易过热或烧损。所以，铝、镁及其合金一般不采用直流反接，而应尽可能使用交流电进行焊接。采用直流正接，没有“阴极破碎”作用，故适用于焊接不锈钢、耐热钢、钛、铜及其合金。 氩弧焊工艺简介和关重点分析（2）钨极直径与焊接电流）钨极直径与焊接电流 钨极直径应根据焊接电流大小而定，焊接电流通常根据焊件的材质、厚度来选择。 氩弧焊工艺简介和关重点分析氩弧焊工艺简介和关重点分析电弧电压主要由弧长决定。电弧长度增加，容易产生未焊透的缺陷，并使保护效果变差，因此应在电弧不短路的情况下，尽量控制电弧长度，一般弧长近似等于钨极直径。 焊接速度通常是由焊工根据熔池的大小、形状和焊件熔合情况随时调节。过

15、快的焊接速度会使气体保护氛围破坏，焊缝容易产生未焊透和气孔；焊接速度太慢时，焊缝容易烧穿和咬边。 （4）焊接速度）焊接速度氩弧焊工艺简介和关重点分析喷嘴直径的大小，直接影响保护区的范围，一般根据钨极直径来选择。按生产经验：2倍的钨极直径再加上4mm即为选择的喷嘴直径。 流量合适时，熔池平稳，表面明亮无渣，无氧化痕迹，焊缝成形美观；流量不合适，熔池表面有渣，焊缝表面发黑或有氧化皮。氩气的合适流量为0.81.2倍的喷嘴直径。 （5）氩气流量与喷嘴直）氩气流量与喷嘴直径径氩弧焊工艺简介和关重点分析 喷嘴与焊件间的距离以814mm为宜。距离过大，气体保护效果差；若距离过小，虽对气体保护有利，但能观察的

16、范围和保护区域变小。 （6）喷嘴与焊件间的距离）喷嘴与焊件间的距离（7）钨极伸出长度）钨极伸出长度 为了防止电弧热烧坏喷嘴，钨极端部应突出喷嘴以外，其伸出长度一般为34mm。伸出长度过小，焊工不便于观察熔化状况，对操作不利；伸出长度过大，气体保护效果会受到一定的影响。 氩弧焊工艺简介和关重点分析（1）引弧 通常手工钨极氩弧焊机本身具有引弧装置（高压脉冲发生器或高频振荡器），钨极与焊件并不接触保持一定距离，就能在施焊点上直接引燃电弧。如没有引弧装置操作时，可使用纯铜板或石墨板作引弧板，在其上引弧，使钨极端头受热到一定温度（约1s），立即移到焊接部位引弧焊接。这种接触引弧，会产生很大的短路电流，很

17、容易烧损钨极端头。氩弧焊工艺简介和关重点分析（2）持枪姿势和焊枪、焊件与焊丝的相对位置）持枪姿势和焊枪、焊件与焊丝的相对位置 平焊时持枪的姿势 焊枪、焊件与焊丝的相对位置 一般焊枪与焊件表面成7080左右的夹角，填充焊丝与焊件表面为1520 氩弧焊工艺简介和关重点分析（3）右焊法与左焊法）右焊法与左焊法 右焊法适用于厚件的焊接，焊枪从左向右移动，电弧指向已焊部分，有利于氩气保护焊缝表面不受高温氧化。左焊法适用于薄件的焊接，焊枪从右向左移动，电弧指向未焊部分有预热作用，容易观察和控制熔池温度，焊缝形成好，操作容易掌握。一般均采用左焊法。三、焊接常见缺陷和检测标准三、焊接常见缺陷和检测标准焊接常见

18、缺陷 一、焊接缺陷的分类及特征一、焊接缺陷的分类及特征在焊缝区形成凹下的沟槽在焊缝区形成凹下的沟槽头焊接常见缺陷缺陷名称 特征 产生原因 气 孔 焊接时，熔池中的过饱和H、N以及冶金反应产生的CO，在熔池凝固时未能逸出，在焊缝中形成的空穴 焊接材料不清洁；弧长太长，保护效果差；焊接规范不恰当，冷速太快；焊前清理不当 裂 纹 热裂纹：沿晶开裂，具有氧化色泽，多在焊缝上，焊后立即开裂 冷裂纹：穿晶开裂，具有金属光泽，多在热影响区，有延时性，可发生在焊后任何时刻 热裂纹：母材硫、磷含量高；焊缝冷速太快，焊接应力大；焊接材料选择不当冷裂纹：母材淬硬倾向大；焊缝含氢量高；焊接残余应力较大 夹 渣 焊后残

19、留在焊缝中的非金属夹杂物 焊道间的熔渣未清理干净；焊接电流太小、焊接速度太快； 操作不当 咬 边 在焊缝和母材的交界处产生的沟槽和凹陷 焊条角度和摆动不正确；焊接电流太大、电弧过长 焊 瘤 焊接时，熔化金属流淌到焊缝区之外的母材上所形成的金属瘤 焊接电流太大、电弧过长、焊接速度太慢；焊接位置和运条不当 未焊透 焊接接头的根部未完全熔透 焊接电流太小、焊接速度太快；坡口角度太小、间隙过窄、钝边太厚焊接常见缺陷焊接常见缺陷1.焊缝的形状缺陷 （图6-1）2.焊缝尺寸不合格 （图6-2）3.咬边（图6-3） 沿焊趾或焊根产生的沟槽。 1）焊接电流过大； 2）焊接电弧过长； 3）焊条角度不正确。4.未

20、焊透（图6-4） 焊接时接头根部未完全熔透的现象。 1）坡口尺寸不正确； 2）焊接工艺参数选用不当； 3）焊条偏离坡口中心或角度不正确。 焊接常见缺陷5.未熔合 (图6-5) 焊缝金属与母材之间或焊道金属之间未完全熔化结合的现象。 1)焊接电流太小或焊速过高； 2)焊前清理不合要求； 3)焊条偏离焊缝中心。6.弧坑 (图6-6) 焊缝尾部或接头处形成的凹陷的现象。7.烧穿 (图6-7) 焊接过程中熔化金属自坡口背面流出形成穿孔的现象。8.焊瘤 (图6-8) 熔化金属流淌到焊缝之外未熔化的母材上形成的金属瘤。9.夹渣与夹杂物 焊后残留在焊缝中的熔渣或非金属杂质。焊接常见缺陷10.气孔 (图6-1

21、0) 焊后残留在焊缝中的气体形成的孔穴。形成气孔的气体来源: 1) 外界空气； 2) 水分； 3) 油污杂质。11.焊接裂纹及其分类 (图6-11)（1）按焊接位置（2）按裂纹走向 纵向裂纹 与焊缝平行 横向裂纹 与焊缝垂直（3）按裂纹产生的条件 热裂纹 焊缝及热影响区固相线温度附近的裂纹焊接常见缺陷 冷裂纹 冷却到马氏体相变温度以下的裂纹 再热裂纹 焊后再次加热时产生的裂纹 层状撕裂 沿板材轧制方向出现的阶梯状裂纹焊接检验二、焊接的检验 对焊接接头进行必要的检验是保证焊接质量的重要措施。因此，工件焊完后应根据产品技术要求对焊缝进行相应的检验，凡不符合技术要求所允许的缺陷，需及时进行返修。焊接质量的检验包括外观检查、无损探伤和机械性能试验三个方面。这三者是互相补充的，而以无损探伤为主。 （一）外观检查 外观检查一般以肉眼观察为主，有时用520倍的放大镜进行观察。通过外观检查，可发现焊缝表