焊接质量培训

1、焊接基础知识培训焊接基础知识培训三一重工胡磊目目 录录二、焊接原理二、焊接原理一、焊接概述一、焊接概述三、焊接质量三、焊接质量（1 1）焊接定义）焊接定义 金属焊接是指通过适当的手段(加热、加压或两者并用），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）间结合而连接一 体的连接方法。根据在焊接过程中金属材料所处的状态，焊接方法分熔焊、压焊和钎焊等三大类。 l 熔焊：将待焊处的母材金属熔化以形成焊缝的焊接方法称为熔焊。l 压焊：在焊接过程中，必须对焊件施加压力（加热或不加热），以完成 焊接的方法，称为压焊。l 钎焊：是硬钎焊和软钎焊的总称。其主要特点是母材不熔化。（2 2）焊接分类）

2、焊接分类（3 3）金属材料的焊接性能）金属材料的焊接性能 金属材料的焊接性能是指材料对焊接加工的适应性； 即指金属用一定的焊接方法和在一定的工艺要求下能否获得优良接头的 性能和该接头能否在使用条件下可靠地运行的性能。影响材料焊接性的主要因素：l 材料因素：物理性能：熔点、热导率、热容量等。（固有属性） 化学性能：对氢、氮的敏感程度，与化学成分有关，通常 用碳当量来表示。 l 工艺因素：焊接方法、工艺参数、焊接顺序、预热、后热、焊后热处 理等。l 结构因素：焊接结构和接头的设计形式（如形状、尺寸、厚度、接头 坡口形式、焊缝布置及截面形状）。l 使用条件：结构的工作温度、负载情况和工作介质等，如低

3、温工作要 求抗脆性断裂；交变载荷要求焊缝抗疲劳性能。n 碳素钢中决定强度和可焊性的因素主要是含碳量。n 合金钢(主要是低合金钢)除碳以外各种合金元素对钢材的强度与可焊性也起着重要作用。为便于表达这些材料的强度性能和焊接性能便通过大量试验数据的统计简单地以碳当量来表示。每一种元素的碳当量以1X表示，X一般为正整数，由统计数据决定。若干元素的碳当量计算之和即各个1X值之和。国际焊接学会推荐的碳当量公式国际焊接学会推荐的碳当量公式CE(IIW)CE(IIW)：CE(IIW)=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15CE(IIW)=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)

4、/15(%)(%)n 碳当量（CE）0.4%时，钢材的淬硬倾向不明显，可焊性优良，焊接时不必预热n 碳当量（CE）=0.4%- -0.6%时，钢材的淬硬倾向逐渐明显，需要采取适当预热， 控制线能量等工艺措施。n 碳当量（CE）0.6%时，淬硬倾向强，可焊性不好。（4 4）焊接方法简述）焊接方法简述l以电极与工件之间燃烧的电弧作热源l采用或不采用填充金属l电极是在焊接过程中熔化的焊丝时，叫作熔化极电弧焊l电极是在焊接过程中不熔化的碳棒或钨棒时，叫作不熔 化极电弧焊l方便地进行各种位置的焊接l焊接速度较快、熔敷率高电弧焊电弧焊l利用电流通过工件焊接处的电阻产生的热量对工件加热l整个焊接过程都是在压

5、力作用下完成，即必须施加压力l在焊接处不须加任何填充材料，也不需任何保护剂l形成电阻焊接头的基本条件是：电极压力和焊接电流电阻焊电阻焊电阻焊将被焊工件置于两电极之间加压，并在焊接处通以电流，利用电流流经工件接触面及其邻近区域产生的电阻热将其加热到熔化或塑性状态，使之达到金属结合而形成牢固接头的工艺过程，称之为电阻焊。又叫做接触焊（5 5）电弧焊接符号）电弧焊接符号对称断续角焊缝对称断续角焊缝焊脚尺寸为焊脚尺寸为5mm5mm，相邻焊缝的间距为相邻焊缝的间距为30mm30mm，焊缝段数为焊缝段数为4 4，每段焊缝长度为每段焊缝长度为50mm50mm焊缝的表示方法焊缝的表示方法（1 1）焊缝的结构形

6、式用）焊缝的结构形式用焊缝代号焊缝代号来表示，焊缝代号主要由：来表示，焊缝代号主要由：基本符号（表基本符号（表1-11-1）、辅助符号（表）、辅助符号（表1-21-2）、补充符号（表）、补充符号（表1-31-3）、指引线指引线和和焊缝尺寸焊缝尺寸等组成。等组成。 如图如图1-11-1所示。所示。图1-1 焊缝的指引线表1-1常用焊缝基本符号常见焊缝的基本符号如表常见焊缝的基本符号如表1-11-1所示，它用来说明所示，它用来说明焊缝横截面的形状焊缝横截面的形状，线宽为标注字符高度的线宽为标注字符高度的1/101/10，如字高为，如字高为3.5mm3.5mm，则符号线宽为，则符号线宽为0.35mm

7、0.35mm。表1-2 焊缝的辅助符号辅助符号见表辅助符号见表1-21-2所示，它是表示所示，它是表示焊缝表面形状的符号焊缝表面形状的符号，如凸起或凹下等；，如凸起或凹下等；表表1-3 1-3 焊缝补充符号焊缝补充符号 补充符号见表补充符号见表1-31-3所示，它是用来表示所示，它是用来表示焊缝的范围焊缝的范围等特征的符号。等特征的符号。（2 2）焊缝的尺寸符号为：）焊缝的尺寸符号为： 钝边坡口深度焊角尺寸焊缝宽度坡口角度根部间隙焊缝段数焊缝间距根部半径焊缝有效厚度熔核直径坡口面角度相同焊缝数焊缝长度图1-6 焊接尺寸符号及意义 尺寸符号主要有： 工件厚度（t）； 坡口角度（a) ； 根部间隙

8、（b）； 钝边（p)； 焊缝宽度（c)； 焊缝段数（n）； 焊缝间距（e）； 焊角尺寸（K）； 熔核直径（d）； 坡口深度（H）； 焊缝余高（k）； 焊缝有效厚度（S）； 坡口面角度（）；根部半径（R）等。l在焊缝基本符号的左侧标注焊缝横截面上的尺寸，如钝边高度在焊缝基本符号的左侧标注焊缝横截面上的尺寸，如钝边高度P P、坡口深度、坡口深度H H，焊角，焊角高度高度K K等。如果焊缝的左侧没有任何标注又无其它说明时，说明对接焊缝要完全焊透。等。如果焊缝的左侧没有任何标注又无其它说明时，说明对接焊缝要完全焊透。l在焊缝基本符号的右侧，标注焊缝长度方向的尺寸，如焊缝段数在焊缝基本符号的右侧，标注焊

9、缝长度方向的尺寸，如焊缝段数n n、焊缝长度、焊缝长度l l、焊缝间隙焊缝间隙e e。如果基本符号右侧无任何标注又无其它说明时，表明焊缝在整个工件长度。如果基本符号右侧无任何标注又无其它说明时，表明焊缝在整个工件长度方向上是连续的。方向上是连续的。 l在焊缝基本符号的上侧或下侧，标注坡口角度在焊缝基本符号的上侧或下侧，标注坡口角度；坡口面角度；坡口面角度和根部间隙和根部间隙b b。l在指引线的尾部表注相同焊缝的数量在指引线的尾部表注相同焊缝的数量N N和焊接方法。和焊接方法。 焊缝标注与说明见表焊缝标注与说明见表1-41-4表1-4 常见焊缝标注及说明30常见焊接方法的代号：常见焊接方法的代号

10、：l 1 1 电弧焊 111 手工电弧焊 l 1313 熔化极气体保护电弧焊 131 MIG焊:熔化极惰性气体保护焊(含熔化极氩弧焊) 135 MAG焊:熔化极非惰性气体保护焊(含CO2保护焊) l 1414 非熔化极气体保护电弧焊 141 TIG焊:钨极惰性气体保护焊(含钨极氩弧焊)l 1515 等离子弧焊 l 2 2 电阻焊 21 点焊 23 凸焊目目 录录二、焊接原理二、焊接原理一、焊接概述一、焊接概述三、焊接质量三、焊接质量图2-1 电弧的结构示意图l阴极区：电子发射区，热量约占36%，平均温度2400Kl阳极区：受电子轰击区域，热量约占43%，平均温度2600K；l弧柱区：阴、阳两极

11、间的区域，几乎等于电弧长度， 热量21%，弧柱中心温度可达60008000K。（1 1）电弧焊原理）电弧焊原理 电弧是在电极与工件之间产生的强烈、持久又稳定的气体放电现象，焊接引弧时，电极与工件瞬间瞬间接触形成短路，强大的电流产生的强烈的电阻热使接触点熔化甚至蒸发，当电极提起时，在电场的作用下，热的金属发射大量的电子，电子碰撞气体使之电离，正负离子和电子构成电弧。电弧由阴极区、阳极区和弧柱区三部分组成，如图2-1所示。l 熔化焊接需要一个能量集中能量集中，热量足够热量足够的热源。l 能量集中性能量集中性：用金属电极中单位面积所通过的 电流大小来表示；电流越大能量集中性越好。l 以气体导电时产生

12、的电弧热为热源。l 焊接部位必须采取有效的隔离空气保护，使焊接部位不能 和空气接触，以免造成焊道的成分和性能不良. 将被连接金属局部熔化，然后冷却结晶使分子或原子彼此达到晶格距离并形成结合力，这种焊接方法叫熔化焊接。特征特征熔化焊接的保护方式熔化焊接的保护方式（2 2）电阻焊原理）电阻焊原理目前我们采用恒电流监控技术保证焊接产生的热量,即:在焊接过程中,维持焊接电流有效值的恒定.以保证焊接区产生的热量基本不变,从而获得稳定的焊点熔核区尺寸. 其原理:实际上焊接产生的热量主要消耗于两部分：Q=Q1+Q2 Q1形成熔核的热量 Q2损失的热量有效热量Q1取决于金属的热物理性质及熔化金属量而与所用焊接

13、条件无关。 Q1=（10%30%）Q。电阻率低，导热好的取低限（铝、铜合金等），电阻率高，导热差的取高限（不锈钢、高温合金等）=（30%50%）Q和通过工件传导的热量=（20%）Q。辐射到大气的热量约占5%，可忽略。损失的热量Q2主要包括通过电极传导的热量工件本身的电阻RW两工件间接触电阻RC，电极与工件间接触电阻Rew R总=2Rw+Rc+2Rew焊件的内部电阻是形成焊点的主要热源。假定焊接时，电流在电极直径d所限定的金属柱中通过，则焊件内部电阻：式中： T温度为tt时，焊件电阻系数（mm）； 焊件厚度（mm）； S 电极与焊件的接触面积（mm2）。l电极直径dl焊件厚度l焊接材料l加热温度

14、影响因素影响因素影响内部电阻的因素：影响内部电阻的因素：l直径越大，Rb越小l厚度越大， Rb越大l焊接材料导电性、导热性增加， Rb越小l加热温度升高，中心区电阻系 数增加，熔化形核；电流线向 周围温度较低处扩展，熔核长大 如果在相同焊接生产条件下（t也不变），可近似的认为R不变，则Q只与i有关。欲保持焊接电流恒定，需根据焊机回路负载阻抗的变化和电源电压的变化等，计算每半波电流的有效值，并与设定电流值比较其差值，调节焊机主电力回路中晶闸管的触发角，使焊接电流保持恒定。大量试验和生产实践证明，焊接电流有效值与焊点熔核直径有密切关系。因此，当生产条件较稳定时，控制焊接电流为恒定，则可实现焊点熔核

15、尺寸的控制。目目 录录二、焊接原理二、焊接原理一、焊接基础一、焊接基础三、焊接质量三、焊接质量（1 1）焊缝质量检验通用标准）焊缝质量检验通用标准l A A类：类：承受动载、冲击载荷、作为高强度结构件以及使用高强钢 板时的焊缝（如：泵车臂架、支腿、起重机各节臂和支腿等）l B B类：类：承受高压的焊缝:如液压油缸、高压油管等焊缝主要部件的焊缝（如：拖泵车架、转台；摊铺机机架、 熨平板架；平地机前后机架；压路机前后车架、滚轮等） 密封焊缝:覆盖件、平地机机罩等影响产品外观质量的焊缝 （如：各产品油箱、水箱等）配焊焊缝和其它结构焊缝分类 A A类对接焊缝分级检验标准：类对接焊缝分级检验标准： A

16、A类对接焊缝分级检验标准：类对接焊缝分级检验标准： A A类对接焊缝分级检验标准：类对接焊缝分级检验标准： A A类对接焊缝分级检验标准：类对接焊缝分级检验标准： A A类对接焊缝分级检验标准：类对接焊缝分级检验标准： B B类对接焊缝分级检验标准：类对接焊缝分级检验标准： B B类对接焊缝分级检验标准：类对接焊缝分级检验标准： B B类对接焊缝分级检验标准：类对接焊缝分级检验标准： B B类对接焊缝分级检验标准：类对接焊缝分级检验标准： B B类对接焊缝分级检验标准：类对接焊缝分级检验标准： C C类对接焊缝分级检验标准：类对接焊缝分级检验标准： C C类对接焊缝分级检验标准：类对接焊缝分级

17、检验标准： C C类对接焊缝分级检验标准：类对接焊缝分级检验标准： C C类对接焊缝分级检验标准：类对接焊缝分级检验标准： B B类对接焊缝分级检验标准：类对接焊缝分级检验标准：（2 2）常见焊缝缺陷）常见焊缝缺陷 焊接加热过程对焊缝质量的影响：l 影响熔池金属的理化反应，造成不完全偏析、气孔、夹杂等缺陷。l 由于热传导过程，使焊缝区域金属产生淬硬、脆化、软化等组织。l 由于不均匀加热及冷却，产生不均匀应力和变形，形成裂纹。平焊时常见的缺陷及其产生原因平焊时常见的缺陷及其产生原因平角焊时常见的缺陷及其产生原因平角焊时常见的缺陷及其产生原因n 裸板焊缝裸板焊缝合格焊缝合格焊缝合格焊缝合格焊缝缺陷

18、焊缝，无需返修缺陷焊缝，无需返修不合格焊缝，必需返不合格焊缝，必需返修修不合格焊缝，必需返不合格焊缝，必需返修修（3 3）常用焊缝检验方法）常用焊缝检验方法分别用坡口量规和焊脚量规检查坡口尺寸与焊脚，这些量规的构造和使用方法如下图分别用坡口量规和焊脚量规检查坡口尺寸与焊脚，这些量规的构造和使用方法如下图焊接检验尺是用于检测焊接工程的加工和焊缝外形的一种多功能工具。焊接检验尺是用于检测焊接工程的加工和焊缝外形的一种多功能工具。这种检验尺的构造及用法如下图所示这种检验尺的构造及用法如下图所示（4 4）焊缝外观检查标准）焊缝外观检查标准三一集团结构件外观要求三一集团结构件外观要求（5 5）点焊焊接质

19、量）点焊焊接质量l 外观上要求表面压痕浅而平滑，呈均匀过渡，无明显凸肩或局部挤压的 表面鼓包。l外表面没有明显的环状或径向裂纹，也无熔化、烧伤或粘附的铜合金。l 从内部看，焊核形状规则、均匀，无超标的裂纹和缩孔等内部缺陷，以及 热影响区金属组织和力学性能不发生明显变化等。所示的焊点位置监控计所示的焊点位置监控计划图上一致划图上一致 监控计划图监控计划图与监控计划图相比，所与监控计划图相比，所示的位置既无焊点，也示的位置既无焊点，也没有焊后的痕迹没有焊后的痕迹参考图上所标识的位置参考图上所标识的位置 监控计划图示监控计划图示 焊点位置与参考图焊点位置与参考图上所标识的不一致上所标识的不一致焊点位

20、置处于焊点位置处于零件搭接部位零件搭接部位中间中间合合 格格焊点使零件边缘发焊点使零件边缘发生变形生变形 1/3 du 焊点位置处于零焊点位置处于零件搭接部位中间件搭接部位中间 合合 格格焊点被零件边缘焊点被零件边缘或搭接边线所分或搭接边线所分割割 1/3 du 焊点过烧焊点过烧焊点中心出现小孔焊点中心出现小孔（烧穿）（烧穿）过烧的过烧的焊点具焊点具备烧穿备烧穿的可能的可能性性 钢板上没钢板上没有飞溅物有飞溅物钢板间钢板间 毛 刺(PA)钢板间钢板间焊点边缘焊点边缘溢 溅(PF)来自焊点来自焊点的飞溅的飞溅飞 溅(PP)毛 刺无焊点及钢板变形无焊点及钢板变形产生焊点或产生焊点或零件变形零件变形

21、 压痕符合监控压痕符合监控计划及其定义计划及其定义 监控计划监控计划一个焊点对应一种外观要一个焊点对应一种外观要求：求： - 正常正常 - 细致细致 - 完美完美 定义定义 正常正常- 无严重的问题无严重的问题 (定义见定义见下图下图) 细致细致-允许焊点周围看到锌粒允许焊点周围看到锌粒- 浑圆浑圆- 无太大的焊点变形无太大的焊点变形 完美完美- 几乎看不到锌粒几乎看不到锌粒- 压痕不深压痕不深- 无焊点变形无焊点变形压痕呈压痕呈椭圆形椭圆形压痕太深压痕太深A A、焊点直径的要求：、焊点直径的要求：（6 6）点焊质量要求）点焊质量要求B B、焊点步距：、焊点步距：为保障产品质量，各焊点间的相互距离是有一定要求的。C