第7章 焊接通用工艺

1、第7章 焊接通用工艺主要内容：n焊接材料同母材的匹配n坡口及其周边的清洁n焊接材料的烘焙n焊机的保养和鉴定n工件的组装n定位焊和预热后的定位焊n引弧板和引出板n焊接环境n预热n层间（道间）温度控制n背面清根、打磨及MT判断n后热（去氢）n焊后热处理n加热方法nt8/5理论7.1焊接材料同母材的匹配 匹配的原则匹配的原则：务必使焊缝金属的强度、塑性和韧性同母材相当，或者更确切地说。使之略高于母材。 表55（P54）、表64（P57）和表59（P55） 分别为：焊条手工电弧焊SMAW，实芯焊丝气体保护焊GMAW和埋弧焊SAW的焊接材料同母材的匹配资料。7.2坡口及其周边的清洁n常见的坡口形式： 对

2、接坡口：I型、V型、X型、U型、Y型、UV型（厚板）、VV（厚板）型等 角接坡口：T型、搭接、J型n开坡口的原则：1）使电弧达到根部，保证根部焊透不出现未焊透和未熔合等缺陷；2）坡口截面积最小，从而熔敷金属填充量最少，焊接效率最高且焊后应力及变形最小；3）保证一定的熔合比，从而防止结晶裂纹、碳迁移等缺陷n坡口边缘的清洁范围 抹去油渍，烘去水渍，铲去油漆等污垢，磨去锈斑直至呈现金属光泽。气割边缘必须磨去0.5mm厚的脆化层。7.3焊接材料的烘焙焊接材料烘焙记录单焊接材料烘焙的温度及时间要求 焊材的烘焙温度和保温时间，严格按照焊条生产厂家推荐的烘焙规定或有关的技术规范要求进行。国外焊材的烘焙要求，

3、按所提供的焊材质保书或有关技术规范要求进行烘焙。1、 如焊条生产厂商无烘焙规定或有关技术规范，则按下表的烘干规范进行：焊条类型酸性焊条碱性焊条碱性不锈钢焊条保温时间1h1h1h烘干温度70150350400 150250注：（1）酸性焊条储存时间短且包装良好的，使用于一般结构件焊接，在使用前不再烘焙； （2）碱性焊条对含氢量有特别要求的，烘焙温度应提高到400450，保温12h。 （3）焊条烘干时，应缓慢升温、保温、缓慢降温，严禁将需烘干的焊条直接放入已升至高温的烘箱内，或者将烘至高温的焊条从高温炉中突然取出冷却，以防止焊条药皮因骤冷或骤热而产生开裂或脱落现象。（4）同一烘干箱每次只能入同种烘

4、干规格的焊条进行烘干，对烘干规范相同，但批号、牌号或规格不同的焊条，堆放时必须有一定的物理间隔，且焊条堆放不宜过高（一般为13层），以保证焊条烘干均匀。（5）烘干后的焊条，应贮放在温度为50100的恒温保温箱内，随取随用。（6）当焊条在施工现场放置超过4个小时以上时，应对焊条重新烘干处理，但焊条反复烘干次数不得超过三次。n2.焊剂（1）熔炼型焊剂（HJ330、HJ331、HJ431）：使用前应烘焙到250，保温1h。焊剂只准在大气中暴露4h，过时的应重新烘焙，但最多只允许烘焙两次。（2）烧结型焊剂（SJ101、SJ301）：使用前应烘焙到300350，保温2h，焊剂只准在大气中暴露4h，过时的

5、应重新烘焙，但最多只允许烘焙两次。3、药芯焊丝n药芯焊丝又称管状焊丝或粉芯焊丝，它是由金属外皮和芯部药粉两部分组成。n分类：按药芯焊丝金属外皮所用材料： 低碳钢药芯焊丝 不锈钢药芯焊丝 镍药芯焊丝 按焊接过程中外加保护方式： 气体保护焊用 焊剂保护焊用 自保护药芯焊丝 n低碳钢药芯焊丝的存储： 存放药芯焊丝的仓库，其温度及湿度是可控制和调节的。室内应保持干燥、清洁，必要时适当加温，以避免室温跌至露点温度以下。相对湿度不超过60 %，室温应在15以上。 室温如低于10，会造成当焊丝在较高温度的环境下打开包装时，焊丝表面有水气凝结，这容易导致在焊缝中产生气孔。还应采取一些必要的防潮措施，如保持良好

6、通风，采用防潮剂或去湿器等。 焊接材料的存放应井然有序，分类、分区存放，外箱纸盒不能相互叠放或相互靠着，应保持适宜的间隔，不同的焊接材料应分类存放，并有明确的区别标识，以免混杂。底层焊接材料必须离地面和墙壁一定距离，以防受潮，堆放高度不能过高。 如原始包装未破损，材料最长能存放2年n低碳钢药芯焊丝烘焙要求n必要时，重新烘干必要时，重新烘干 低碳钢用的药芯焊丝从原始包装取出后，一般不需要重新烘焙，有可能的话，拆出原包装后，应在2天内用完； 如用不完，焊丝盘连同未用完的焊丝从送丝机上卸下，放回原包装内，在外面用原来的箔纸小心封回； 如果既有的仓库温度与存储要求温度相差甚远，需要在150下，重新烘焙

7、处理24h。 如药芯焊丝经历了环境温度的骤升骤降，在使用前必须先经过一些必要处理，使其恢复和适应正常操作室温之后，方可施用。4、熔化嘴n电渣焊中用到熔化嘴n熔化嘴孔内受潮，生锈或沾有污物时，不得使用；n熔化嘴不应有明显的锈蚀和弯曲，用前须经250，时间为2h的烘干，在80左右存放和待用。5、瓷环n保护栓钉与母材放电融化后的金属熔液不外泄的一种环形陶瓷熔池。n焊接用陶瓷环的型式、尺寸应与所用栓钉相匹配，受潮瓷环必须在焊前进行烘干，烘干温度为120，保温时间为2h。n有的工艺标准要求：受潮瓷环要经过250，1h的烘焙，中间放潮气5min。7.4 焊机的保养和鉴定n焊机外表应保持清洁；n焊机的导线应

8、保持绝缘；n焊机的电源特性和电流、电压调动功能应保持正常；n大企业的焊机应由本企业的计量部门每三年检查和鉴定一次，小企业可委托省市级计量部门每三年检查和鉴定一次；n每次鉴定后应在焊机上贴上证明标签电焊机的日常维护 1、检查焊机输出接线规范、牢固，并且出线方向向下接近垂直，与水平夹角必须大于70。 2、检查电缆连接处的螺钉紧固，螺丝规格为六角螺栓M1030，平垫、弹垫齐全，无生锈氧化等不良现象。 3、检查接线处电缆裸露长度小于10mm。 4、检查焊机机壳接地牢靠。 5、检查焊机电源、母材接地良好、规范。 6、检查电缆连接处要可靠绝缘，用胶带包扎好。 7、电源线、焊接电缆与电焊机的接线处屏护罩是否

9、完好。 8、焊机冷却风扇转动是否灵活、正常。 9、电源开关、电源指示灯及调节手柄旋纽是否保持完好，电流表，电压表指针是否灵活、准确，表面清楚无裂纹。表盖完好且开关自如。 10 检查CO2 气有无泄露。 11、检查焊机外观是否良好、无严重变形。 12 检查 CO2 焊枪与 CO2 送丝装置连接处内六角螺丝是否拧紧， CO2 焊枪是否松动。 13 检查CO2 送丝装置电缆及气管是否包扎并固定好。 14 检查CO2 送丝装置矫正轮、送丝轮磨损及时更换。 15 检查检查电机固定和绝缘电圈是否完好。 16 检查CO2 送丝装置上的遥控盒松动。 17 检查安装CO2 焊枪时，拧紧焊枪开关插头应对准导向槽插

10、入，焊枪安装好后，紧固螺钉要拧紧。 18 电焊钳有无破损、上下罩壳是否松动影响绝缘，罩壳紧固螺钉是否松动、与电缆连接牢固导电良好。 19 焊机车轮是否齐全转动灵活。 20 每周彻底清洁设备表面油污一次。 21 每半年对电焊机内部用压缩空气（不含水分）清除一次内部的粉尘（一定要切断电源后再清扫）。在去除粉尘时，应将上部及两侧板取下，然后按顺序由上向下吹，附着油脂类用布擦净。 22 保养项目由操作者承担。焊机的技术保养n按照日常维护项目进行，并增添下列工作。 1、 检查各线路及零附件是否完好。 2、 保险丝检查是否符合要求，如发现已氧化，严重过热，变色应更换保险丝。 3 、电流调节装置，应符合调节

11、范围的要求。 4 、检查设备各部润滑情况注意事项 1、新的或长久未用的电焊机，常由于受潮使绕组间、绕组与机壳间的绝缘电阻大幅度降低，在开始使用时容易发生短路和接地，造成设备和人身事故。因此在使用前应用摇表检查其绝缘电阻是否合格。 2、启动新电焊机前，应检查电气系统接触器部分是否良好，认为正常后，可在空载下启动试运行。证明无电气隐患时，方可在负载情况下试运行，最后才能投入正常运行。 3、直流电焊机应按规定方向旋转，对于带有通风机的要注意风机旋转方向是否正确，应使用由上方吹出。以达到冷却电焊机的目的。7.5工件的组装n工件组装的容许偏差 参见表162n注意事项： 1）H型钢的翼板拼接缝同腹板拼接缝

12、，至少要错开200mm； 2）H型钢的翼板的拼接长度不应小于其宽度的2倍； 3）H型钢的腹板的拼接宽度不应小于300mm，拼接长度不应小于600mm； 4）吊车梁和吊车桁架不允许下挠； 5）顶紧接触面应有75%以上的面积紧贴，用0.3mm的塞尺检查，塞入面积必须小于25%，边缘间隙不应大于0.8mm；6）桁架构件的轴线应交汇于节点，其允许偏差不得大于3mm；7）钢结构安装焊缝的容许偏差：项目允许偏差项目允许偏差坡口角度5钝边1.0mm7.6定位焊和预热后的定位焊n1）定位焊焊工应持证上岗；n2）定位焊多半采用药皮焊条手工电弧焊，也可以采用实芯焊丝气体保护焊，它们应用的焊接参数与正式焊接相同；n

13、3）定位焊用的焊条应经烘焙，其烘焙要求同正式焊接；n4）定位焊缝的厚度不宜过大，以焊牢为原则，如担心焊的不牢，可加长定位焊缝的长度，缩小定位焊缝的间距；n5）定位焊缝的长度宜大于40mmn6）定位焊缝的间距宜为500600mm；n7）特别注意：待作定位焊的坡口及其两侧各30mm范围内应做好表面清洁工作，其要求同正式焊接；n8）特别注意，厚工件必须同正式焊接一样，在施行定位焊接作预热，其要求同正式焊接。n9）定位焊缝不准留有弧坑，也不准残留飞溅物；n10）如定位焊缝不符合要求，应用碳弧气刨刨去，并打磨光滑，重新施焊。禁止留存不合要求的定位焊缝。7.7引弧板和引出板n1）引弧板和引出板都必须成对的

14、使用，严禁单块的使用引弧板和引出板；n2）引弧板和引出板只可用Q235作原材料；n3）引弧板和引出板的坡口必须同工件的坡口完全一致，并用同一种方法制作，同一种方法打磨，同一种方法做好清洁工作。严禁用碳弧气刨方法开制或修正引弧板和引出板的坡口；n4）引弧板和引出板必须同工件一样预热（在工件有预热要求时），其预热温度可略高于正式焊接；n5）埋弧焊、实芯焊丝气体保护焊和药芯焊丝自保护焊用的引弧板和引出板的尺寸应与工件同厚度，长150mm，宽80mm；n6）药皮焊条手工焊的引弧板和引出板的尺寸应与工件同厚度，长60mm，宽50mm；n7）引弧板和引出板必须同工件焊牢。在焊工件时，引弧板和引出板除同工件

15、作平焊对接焊以外，还可以在它们的侧面加焊立角焊缝；n8）在焊厚工件时，为防止引弧板和引出板同工件的焊缝被横向应力拉裂，为减少正式焊缝两端出现凝固裂纹的可能性，可在引弧板和引出板上开缺口，以便部分地、但是有效的释放焊接应力；n9）焊接结束后，只能用氧乙炔火焰割去引弧板和引出板，严禁击落引弧板和引出板。7.8焊接环境n1）雨雪天气不准露天施焊；n2）工件表面潮湿时，用氧乙炔火焰烘干后方可施焊；n3）药皮焊条手工焊在风速超过8m/s时不准施焊；气体保护焊在风速超过2m/s时不准施焊；钢结构制作的焊接应在车间内完成；钢结构安装的焊接应在“蒙古包”内完成；即使在车间内施焊，如遇某方向的来风时，应采取关闭

16、门窗或加设挡板等措施；n4）相对湿度大于90%时应暂停施焊；n5）作业环境的温度低于0时，应对局部工件加热到20以上，加热范围为长宽各大于2倍工件厚度，且各不小于100mm，随后的施焊也不能低于20；n6）栓钉焊如无法避免在0以下焊接，则应增加1%的打弯检查；n7）电渣焊应安排在0以上施焊。7.9预热n常用结构钢最低预热温度要求（I类、II类钢材预热要求）钢材牌号接头最厚部件的板厚t（mm）t2525t4040 t6060 t80t80Q235-6080100Q295、Q345-6080100140n注：1）接头形式为坡口对接，根部焊道，一般拘束度；2）热输入约为1525kJ/cm；3）采用低

17、氢型焊条，熔敷金属扩散氢含量（甘油法） E4315、E4316不大于8ml/100g； E5015、E5016、E5515、E5516不大于6ml/100g； E6015、E6016不大于4ml/100g；4）一般拘束度，指一般角焊缝和坡口焊缝的接头未施加限制收缩变形的刚性固定，也未处于结构最终封闭安装或局部返修焊接条件下而具有一定自由度；5）环境温度为常温；6）焊接接头板厚不同时，应按厚板确定预热温度；焊接接头材质不同时，按高强度、高碳当量的钢材确定预热温度。 III类、IV类钢材，则应通过理论计算和专门的焊接工艺评定确定其预热要求。7.10层间（道间）温度控制n定义：多层多道焊时，在施焊后

18、继焊道之前，其相邻焊道应保持的温度，称为道间温度，俗称层间温度。n对于焊前需要预热的焊件，其道间温度应等于或略高于预热温度。否则，应重新进行预热。n书上：层间（道间）温度应控制在最低预热温度至200的范围内，严禁超过230。这个还真没有固定的标准，一般都是根据你使用材料的使用说明例子：n碳钢、低合金钢在焊接时，焊缝层间温度控制在多少度以下？ 一般控制在250摄氏度以下。n不锈钢焊缝层间温度控制在多少度以下？ 控制在100摄氏度以下，国外也有控制在150摄氏度以下的。7.11背面清根、打磨及MT判断n清根：就是为了保证焊缝根部能够熔透，采用碳弧气刨或机械的办法去除焊缝根部区域，再从新把去除的区域

19、焊上的工艺方法。n一般在不能保证焊缝根部的熔透的时候就要考虑清根。n焊接施工流程：坡口准备 点固焊 预热 里口施焊背部清根（碳弧气刨） 外口施焊 自检/专检 焊后热处理 无损检验n清根的目的 1）清除第一面焊缝根部的缺陷（如气孔、凹坑、杂质等）； 2）打出合适的焊缝坡口（原坡口已经被反面焊接破坏）从而保证焊缝的UT、RT探伤合格，使焊缝的质量达到要求。焊接检验：根据钢结构工程及验收规范的要求，焊口采用超声波探伤法进行检验，检验比例为100%n射线探伤也就是X光拍片简称RT，超声波检查简称UT，射线探伤和超声波探伤一般适用于主甲板，外板，横舱壁，内底板，上下边柜斜板等对接的焊缝。施工者对要求射线

20、探伤的焊缝及热影响区域进行打磨处理，消除焊缝表面的凹凸不平对底片影像显示的影响，确保无油污、无油漆、无飞溅。射线探伤有一定的杀伤性，船方及各施工部门在X光射线探伤时段、不得靠近X光射线探伤位置半径三十米范围的警示区域，防止射线伤害人员。n 磁粉探伤简称MT，一般适用于船体对接焊缝，角焊缝，尾轴及锻钢件，铸钢件。 n着色探伤简称PT，一般适用于船体对接焊缝，角焊缝等，螺旋桨桨叶根部，锻钢件、铸钢件表面。当机械零部件需磁粉探伤或着色探伤时，则要将被探物件表面的油污清洁干净并摆放整齐，如果焊缝做磁粉探伤或着色探伤时，则需将焊道清洁干净，要求无油污、无油漆、无飞溅。 7.12后热（去氢）n焊后立即对焊缝及其两侧宽度1.5倍工件厚度（但不小于100mm）范围内的母材加热到200250，每25mm厚度保温不小于0.5h，然后铺盖石棉或炒热的黄砂缓冷，或随“炉”缓冷。n与焊后热处理要区别： 焊后热处理是指消除应力热处理，根据材质与母材厚度来设定热处理温度和恒温时间。7.13焊后热处理n焊后热处理的目的：1.松弛焊接残余应力 2.稳定结构的形状和尺寸，减少畸变。 3.改善母材、焊接接头的性能，包括a.提高焊缝金属的塑性。b.降低热影响区硬度。c.提高断裂韧性。d.改善疲劳强