刘晶焊接培训2016

1、 我叫刘晶我叫刘晶 1、技术人员提高技能，并能用所学知识初步的指导和分析问题。2、所有焊接人员重新温习并掌握相关的焊接知识，最终目的是服务于生产。 铝合金的最大特征是密度低，大约相当于铁的三分之一左右。 铝的另一特性是导电、导热性能好。纯铝的导电性仅次于银、铜、金而居第四位，所以，纯铝和某些合金化程度较低的铝合金常用来代替昂贵的铜，制作输电线及其它电子组件。 铝合金的第三个特性是耐蚀性好。这是由于铝极易氧化，在其表面生成一薄层致密而坚固的氧化铝(A1203)膜，阻止氧向金属内部扩散而起保护作用。只有在卤素粒子及碱粒子的强烈作用下这种氧化膜才会遭到破坏。 其熔点高达2050。 因此，在焊接过程中

2、，熔池表面及熔池内部的氧化膜会阻碍铝合金金属之间的良好熔合，容易造成夹渣。同时氧化膜还容易吸附水分，焊接时导致焊缝气孔，从而影响铝合金的焊接质量。 为了保证焊接质量，必须去除表面氧化膜，并防止在焊接过程中再氧化。另外，铝合金的热导率和比热都很大，在焊接过程中大量的热能被迅速传导到基体金属内部，降低了电弧热的有效利用率，因此焊接厚板时一般都采用大功率焊接电源或者能量集中的焊接方法，有时还需要预热、双面焊接等辅助焊接工艺，从而增加了施工难度，提高了焊接成本。 铝合金的焊接问题成为现今焊接技术研究的热点之一。与钢的焊接相比，铝合金的焊接有其复杂的焊接性；热导率和导电性高，凝固速率高，表面易形成氧化层

3、，热膨胀系数高，容易形成气孔，凝固温度范围较大。 铝合金焊接难点及解决措施： (1)极易氧化。在空气中,铝容易同氧结合,生成致密的三氧化二铝薄膜(厚度约0.1-0.2m),熔点高(约2050),远远超过铝及铝合金的熔点(约600左右)。氧化铝的密度约为铝的1.4倍,氧化铝薄膜的表面易吸附水分,焊接时,它阻碍基本金属的熔合,极易形成气孔、夹渣、未熔合等缺陷,引起焊缝性能下降。 (2)易产生气孔。铝和铝合金焊接时产生气孔的主要原因是氢,由于液态铝可溶解大量的氢,而固态铝几乎不溶解氢,因此当熔池温度快速冷却与凝固时,氢来不及逸出,容易在焊缝中聚集形成气孔。氢气孔目前难以完全避免,氢的来源很多,有电弧

4、焊气氛中的氢,铝板、焊丝表面吸附空气中的水分等。实践证明,即使氩气按GB/T4842要求,纯度达到99.99% 以上,但当水分含量达到20ppm时,也会出现大量的致密气孔,当空气相对湿度超过80%时,焊缝就会出现气孔。 (3)焊缝变形和形成裂纹倾向大。铝的线膨胀系数和结晶收缩率约比钢大两倍,易产生较大的焊接变形的内应力,对刚性较大结构将促使热裂纹的产生。 (4)铝的导热系数大 约为钢的4倍,因此,焊接铝和铝合金时,比焊钢要消耗更多的热量。 (5)合金元素的蒸发和烧损。铝合金中含有低沸点的元素(如镁、锌、锰等),在高温电弧作用下,极易蒸发烧损,从而改变焊缝金属的化学成分,使焊缝性能下降。 (6)

5、高温强度和塑性低。高温时铝的强度和塑性很低,破坏了焊缝金属的成形,有时还容易造成焊缝金属塌落和焊穿现象。 (7)无色彩变化。铝及铝合金从固态转为液态时,无明显的颜色变化,使操作者难以掌握加热温度。 铝及其合金的焊接方法较多，如钨极氩弧焊、熔化极氩弧焊、变极性等离子弧焊、激光和电子束焊、搅拌摩擦焊等。各种方法适合于不同的场合，应根据合金牌号、焊件厚度、产品结构以及焊接质量要求因素加以选择。 下面主要讲解钨极氩弧焊、熔化极氩弧焊（1）钨极氩弧焊 钨极氩弧焊热量比较集中，电弧燃烧稳定，采用交流或直流反接，可用于焊接铝合金，能得到高质量的接头。但由于电流大小的限制，一般用于薄板的焊接，焊接厚板时效率较

6、低。在普通钨极氩弧焊基础上发展起来的钨极脉冲氩弧焊，可明显地改善小电流焊接过程的稳定性，能很好地控制焊接热输入和焊缝成形，特别适合于薄板和全位置焊接，易于获得高质量的焊缝。（2）熔化极氩弧焊 与钨极氩弧焊相比，熔化极氩弧焊可焊的铝合金厚度明显加大，而且焊接效率高，适合于自动化生产。当采用脉冲电流焊接时，可减小热输入和焊接变形。 正确选用焊接参数是保证焊接接头质量的重要条件。焊接参数的选定要考虑接头的形状、尺寸及焊缝成形的要求，同时还要考虑对气孔、裂纹和接头软化程度的影响。一般来讲，焊接电流越大，焊接速度和送丝速度相应提高，但焊接电流和焊接速度的配合，应以实践经验和基本理论为依据，还应通过适当的

7、焊接试验（焊接工艺评定）来制定详细的焊接工艺规程，以便正确使用。 铝及铝合金焊接时，为了保证焊接质量，在焊前必须清除焊丝（表面抛光焊丝除外）和母材表面上的油污和氧化膜。油污的去除可采用汽油或丙酮、醋酸乙酯、松香水及四氯化碳等溶剂，而氧化膜的清理有机械清理及化学清理两种方法，主要介绍机械清理措施： 焊前清理 机械清理主要用于焊缝质量要求不高、焊件尺寸较大、不易用化学方法清理或化学清理后又被局部污染的焊件。机械清理的过程为：用丙酮清洗油污后，用细钢丝刷、不锈钢丝轮、将坡口两侧各25mm左右范围内的氧化膜去除，然后再用丙酮清洗。 厚度超过8mm的焊件，焊前需用氧乙炔火焰将工件慢慢加热到100120，

8、以防止变形，未焊透，减少气孔。 常见焊接缺陷 （1）焊缝尺寸不符合要求 主要指焊缝宽窄不一、高低不平、余高不足或过高等。焊缝尺寸过小会降低焊接接头强度；尺寸过大将增加结构的应力和变形，造成应力集中，还增加焊接工作量。 焊接坡口角度不当或装配间隙不均匀，焊接电流过大或过小，焊接速度及焊枪角度不当等均会造成焊缝尺寸不符合要求。 （2）咬边 由于焊接参数选择不当，沿焊趾的母材部位产生的沟槽或凹陷即为咬边。咬边使母材金属的有效截面减小，减弱了焊接接头的强度，而且在咬边处易引起 应力集中，承载后有可能在咬边处产生裂纹，甚至引起结构的破坏。 产生咬边的原因：操作方式不当，焊接规范选择不正确，如焊接电流过大

9、，电弧过长，焊枪角度不当 等。咬边超过允许值，应予补焊。 （3）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，所形成的金属瘤即为焊瘤。 焊瘤不仅影响焊缝外表的美观，而且焊瘤下面常有未焊透缺陷，易造成应力集中。 焊瘤常在立焊和仰焊时发生。 焊缝间隙过大，焊枪角度不正确，焊丝质量不好，焊接电流过大或焊接速度太慢等均可引起焊瘤的产生。 （4）烧穿 焊接过程中，熔化金属自坡口背面流出，形成穿孔的缺陷称为烧穿。烧穿常发生于打底焊道的焊接过程中。发生烧穿，焊接过程难以继续进行，是一种不允许存在的焊接缺陷。 造成烧穿的主要原因是焊接电流太大或焊接速度太低；坡口和间隙太大或钝边太薄以及操作不当等。为

10、了防止烧穿，要正确设计焊接 坡口尺寸，确保装配质量，选用适当的焊接工艺参数。单面焊可采用加铜垫板或焊剂 垫等办法防止熔化金属下塌及烧穿。（5）未熔合 未熔合指焊接时，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；或指点焊时母材与母材之间未完全熔化结合的部分。 未熔合的危害大致与未焊透相同。产生未熔合的原因有：焊接线能量太低；电弧 发生偏吹；坡口侧壁有锈垢和污物；焊层间清渣不彻底等。 （6）未焊透 焊接时接头根部未完全熔透的现象称为未焊透 ，未焊透常出现在单面焊的根部和双面焊的中部。未焊透不仅使焊接接头的机械性 能降低，而且在未焊透处的缺口和端部形成应力集中点，承载后会引起裂纹。 未焊透产

11、生的原因是焊接电流太小；焊接速度太快；焊枪角度不当或电弧发生偏吹；坡口角度或对口间隙太小，焊件散热太快；氧化物和熔渣等阻碍了金属间充分的熔合等。凡是造成焊材金属和基本金属不能充分熔合的因素，都会引起来焊透的产生。 防止未焊透的措施这里面包括：正确选择坡口形式和装配间隙，并清除掉坡口两侧和焊层间的污物及熔渣；选用适当的焊接电流和焊接速度；应随时注意调整焊枪 的角度，特别是遇到磁偏吹时，更要注意调整焊枪角度，以使焊缝金属和 母材金属得到充分熔合；对导热快、散热面积大的焊件，应采取焊前预热或焊接过程中加热的措施。 （7）凹坑、塌陷及未焊满 凹坑指：在焊缝表面或焊缝背面形成的低于母材表面的局部低洼部分

12、 （8）塌陷：单面熔化焊时，由于焊接工艺不当，造成焊缝金属过量透过背面，使焊缝 正面塌陷，背面凸起的现象。 （9) 未焊满：由于填充金属不足，在焊缝表面形成的连续或断续的沟槽，这种现象。 上述缺陷削弱了焊缝的有效截面，容易造成应力集中，并使焊缝的强度严重减弱。塌 陷常在立焊和仰焊时产生，特别是管道的焊接，往往由于熔化金属下坠出现这种缺陷。 氩弧焊应注意在收弧的过程中，使焊枪在熔池处作短时间的停留，以避免在收弧处出现凹坑。 气孔的形成及危害 焊接时，熔池中的气泡在凝固时未能逸出，而残留下来形 成的空穴称为气孔。气孔可分为密集气孔、 针状气孔等。焊缝中形成气孔的气体主要是氢气。焊接区的氢可来自于各

13、个方面,弧柱气氛中水分、焊接材料及母材表面氧化膜吸附的水分都是主要来源,这些水分在电弧高温作用下形成气泡于熔池中,来不及浮出便形成气孔。 气孔对焊缝的性能有较大影响，它不仅使焊缝的有效工作截面减小，使焊缝机械 性能下降，而且破坏了焊缝的致密性，容易造成泄漏。气孔的边缘有可能发生应力集中，致使焊缝的塑性降低。因此在重要的焊件中，对气孔应严格地控制。 气孔产生的原因氩气纯度低，杂质太多或氩气管路内有水分以及氩气管路漏气。焊丝或母材坡口附近焊前未清理干净，或清理后又被污物，水分等污染。氩弧焊时氩气保护不良，电弧不稳，电弧过长，钨极伸出长度过长。焊接参数选择不当，焊接速度过快或过慢。周围环境潮湿，风速

14、较大 防止措施：保证保护气体纯度。焊丝和母材坡口处要清理干净。正确选择焊接参数。焊前采用预热。工作环境不要潮湿，有防风装置。裂纹 在焊接应力及其它致脆因素共同作业下，焊接接头中局部区域的金属原子结合力遭到破坏而形成的新界面而产生的缝隙称为焊接裂纹。铝及铝合金焊接裂纹属热裂纹。裂纹是最危险的焊接缺陷，严重地影响着焊接结构的使用性能和安全可靠性，而且是许多焊接结构破坏事故的主要原因。焊丝选用不当.焊接顺序选择不当。焊接结束或是中断时，如果热源撤离过快，或是弧坑未填好，常常容易出现弧坑裂纹。焊缝过于集中或是受热区温度过高，变形应力过大。溶剂、焊丝、保护气体含杂质过多。结构设计不合理，焊缝过于集中，造

15、成焊接接头拘束应力过大；防止措施：正确选择焊丝，控制焊缝成分与母材成分良好匹配。选择合理的焊接顺序。焊接结束或中断时，收弧电流应调小，哀减时间稍长，并在收弧处填加焊丝。，或是在焊缝终端处装收弧板，在收弧板上收弧。控制好受热区的温度以及变形，必要时应采取预热措施。注意减小焊接结构的刚性，焊缝应尽量避免应力集中处。 焊接检验的重要性焊接检验时保证产品质量优良，防止报废出厂的重要措施。在新产生试制过程中，通过检验可以发现试制过程中发生质量问题，找出原因，消除缺陷。使新产品或新工艺得到运用，质量得到保证。非破坏性检验 非破坏性检验是指在不损坏被检查材料或成品的性能、完整性的条件下进行检测 缺陷的方法。

16、它包括外观检验、致密性检验和无损探伤检验。 主要介绍无损探伤检验 无损探伤检查主要用于发现焊缝表面的细微缺陷以及存在于焊缝内部的缺陷。例如夹渣、气孔、裂纹、未熔合等。这类检验方法已在重要的焊接结构中被广泛应用。 常见的探伤方法有：着色检验、超声波检验、射线检验。这里主要介绍着色检验、超声波检验。 它也是用来发现焊件表面缺陷的一种方法，但对焊件表面光洁度要求较高，检验时，将焊件用清洗剂擦洗干净，然后喷上着色剂；流动性和渗透性良好的着色剂便渗入到焊缝表面的细微裂纹中，随后将焊件表面用清洗剂擦净并涂以显像剂， 浸入裂纹的着色剂遇到显像剂，便会显现出缺陷的位置、形状和大小 它是用来检测大厚度焊件焊缝内

17、部缺陷的。适用于检测厚度一般为 8120mm的任何部位的气孔、夹杂、裂纹等缺陷，但它对缺陷的辨别能力差，且没有直观性。检测时要求工件表面平滑光洁，并涂上一层机油为媒介。检验时，超声波由工件表面传入，并在工件内部传播，当在其传播方向上遇到内部缺陷、工件表面、工件底面时就会引起反射，由探头将超声波变成电信号，由缺陷脉冲与始脉冲及底脉冲间的距离，可知缺陷的深 度，并由缺陷脉冲讯号的高度可确定缺陷的大小。焊接缺陷的清除可采用机械清除，不能用电弧清除的方法。机械清除可以用角向砂轮片，车削或是风动铣刀清除。清除的过程不会使焊接接头受热而产生组织和性能的变化。清除焊接缺陷要注意开沟、槽，和最适宜的坡口宽度和

18、长度，注意开沟槽时要考虑补焊过程中收的应力和变形。 焊接缺陷清除后，要清除油污和氧化膜，应按经评定合格的焊接工艺规程进行补焊。补焊时应尽量使用较小的线能量，补焊过程中适当采用预热措施。尽可能多层焊接。焊后尽可能采取防止产生焊接缺陷。介绍一下几种缺陷的焊补工艺规程介绍一下几种缺陷的焊补工艺规程1，表面气孔，表面气孔 2、末端弧坑缩孔、末端弧坑缩孔3、连续咬边或间断咬边、连续咬边或间断咬边 4、裂纹、裂纹 5、根部未熔合、根部未熔合 6、根部未焊透、根部未焊透 7、焊缝超高、焊缝超高 8、坡口填充不足、坡口填充不足 9、根部凹陷、根部凹陷 10、焊接垫板存在缺陷、焊接垫板存在缺陷 表面气孔表面气孔

19、： 要求单个气孔t=0-3mm时，d0.1s或0.1a；t3mm时，d0.2s或0.2a(其中t 板厚或管壁厚，a 角焊缝有效厚度，s 对接焊缝有效厚度，d 气孔直径)，最大值为1mm。处理方法：处理方法：利用风动角磨机配合铝切割片清除焊缝处的气孔缺陷，用风动角磨机配合不锈钢碗刷清除杂质，用MIG焊进行焊补。技术要求：技术要求：焊前，将焊补处清理干净，无铝屑等杂质；焊补后，用风动直磨机配合旋转锉对焊缝进行打磨，打磨至焊缝与焊缝、焊缝与母材间圆滑过渡，打磨后进行检测，直至不存在表面气孔为止。 焊缝末端不允许出现弧坑缩孔。处理方法：处理方法：用风动直磨机配合旋转锉清除弧坑缩孔，确认无其它缺陷后，清

20、除杂质，用MIG焊进行焊补。技术要求：技术要求：焊补后，用风动直磨机配合旋转锉对焊缝进行打磨，打磨至焊缝与焊缝、焊缝与母材间圆滑过渡，打磨后进行检测，直至检查合格为止。 连续咬边不允许；间断咬边 h0.1t（其中t 板厚或管壁厚，h 缺欠高度或宽度），最大值为0.5mm。处理方法：处理方法：用风动直磨机配合旋转锉将咬边处焊缝清除掉，确认无其它缺陷后，清除杂质，用MIG焊进行焊补。技术要求：技术要求：焊补后，用风动直磨机配合旋转锉对焊缝进行打磨，打磨至焊缝与焊缝、焊缝与母材间圆滑过渡，打磨后进行检测，直至检查合格为止。 焊缝处不允许出现裂纹缺欠。处理方法：处理方法：用风动直磨机配合旋转锉清除裂纹

21、缺陷，必要时用电钻在裂纹两端头钻终止孔，然后用MIG焊进行焊补。技术要求：技术要求：焊补后，用风动直磨机配合旋转锉对焊缝进行修磨，打磨至焊缝与焊缝、焊缝与母材间圆滑过渡，打磨后进行检测，直至检查合格为止。 焊缝根部不允许出现未熔合缺欠。处理方法：处理方法：用风动角磨机配合铝切割片（短小焊缝用风动直磨机配合旋转锉）将焊缝未熔合处剖开，确认无其它缺陷后，清除杂质，用MIG焊进行焊补。技术要求：技术要求：焊补后，用风动直磨机配合旋转锉对焊缝进行打磨，打磨至焊缝与焊缝、焊缝与母材间圆滑过渡，打磨后进行检测，直至检查合格为止。 焊缝根部未焊透不允许。处理方法：处理方法：用动角磨机配合铝切割片将未焊透处剖

22、开，确认无其它缺陷后，清除杂质，用MIG焊进行焊补。技术要求：技术要求：焊补后，用风动直磨机配合旋转锉对焊缝进行打磨，打磨至焊缝与焊缝、焊缝与母材间圆滑过渡，打磨后进行检测，直至检查合格为止。 h1.5mm+0.1b(其中h 缺欠高度或宽度，b 焊缝余高的宽度)，最大值为6mm。处理方法：处理方法：用风动直磨机配合旋转锉对焊缝进行打磨将焊缝超除标准的区域进行打磨，要求打磨后的焊缝与原焊缝保持圆滑过渡。 h0.05t（其中h 缺欠高度或宽度，b 焊缝余高的宽度），最大值为0.5mm。处理方法：处理方法：用风动直磨机配合旋转锉将坡口填充不足区域清除，确认无其它缺陷后，清除杂质，用MIG焊补。技术要

23、求：技术要求：焊补后，用风动直磨机配合旋转锉对焊缝进行打磨，打磨至焊缝与焊缝、焊缝与母材间圆滑过渡，打磨后进行检测，直至检查合格为止。 h0.05t（其中h 缺欠高度或宽度，b 焊缝余高的宽度），最大值为0.5mm。处理方法：处理方法：用风动角磨机配合铝切割片将根部凹陷区域铲除，确认无其它缺陷后，清除杂质，用MIG焊补。技术要求：技术要求：焊补后，用风动直磨机配合旋转锉对焊缝进行打磨，打磨至焊缝与焊缝、焊缝与母材间圆滑过渡，打磨后进行检测，直至检查合格为止。 处理方法：处理方法：部件焊接后，如果经无损检测（PT、RT、UT等）发现焊接垫板处存在裂纹、气孔等缺陷时，焊接垫板可以根据无损检测结果所

24、显示的位置予以清除，清除后打磨至圆滑过渡，并先做PT确保无表面缺陷，然后确认检测可达的情况下，再次做RT或UT等确保无内部缺陷方可。 电弧焊接头包括电弧焊接头包括4部分部分： 焊缝、熔合区、热影响区、焊缝附近的母材。 熔化焊焊接接头的组成a)对接接头 b)搭接接头1焊缝金属 2熔和线 3热影响区 4母材 焊接接头与焊缝焊接接头与焊缝 接头的基本形式接头的基本形式焊接接头焊接接头(简称接头简称接头)：用焊接方法连接的接头。常用的焊接接头：常用的焊接接头： 对接接头、T形接头、十字接头、搭接接头、角接接头、端接接头、套管接头、斜对接接头、卷边接头、锁底对接接头等。 焊接接头的基本类型焊接接头的基本

25、类型对接接头的几种形式对接接头的几种形式 2、T形接头形接头 将相互垂直的被连接件用角焊缝角焊缝连接起来的接头称为T形(十字)接头。T形接头3、搭接接头、搭接接头 两块板料相叠，而在端部或侧面进行角焊，或加上塞焊缝、槽焊缝连接的接头称为搭接接头。搭接接头搭接接头 4、角接接头、角接接头 两钢板成一定角度，在钢板边缘焊接的接头称为角接接头。角接接头焊缝的基本形式焊缝的基本形式焊缝：焊缝：焊件经焊接后所形成的结合部分。分类：分类：1、按空间位置可分为：平焊缝、横焊缝、立焊缝、仰焊缝；2、按结合方式可分为：对接焊缝、角焊缝、塞焊缝；3、按焊缝断续情况可分为：连续焊缝、断续焊缝；4、按承载方式可分为：

26、工作焊缝、联系焊缝。 焊缝是构成焊接接头的主体部分，对接接头焊缝、角接接头焊缝是焊缝的基本形式。1对接焊缝对接焊缝 对接焊缝是沿着两个焊件之间形成的，有不开坡口（或开I形坡口）和开坡口的两种。焊缝表面形状有上凸的和与表面平齐的。2角焊缝角焊缝角焊缝截面形状 3工作焊缝和联系焊缝工作焊缝和联系焊缝工作焊缝(又称承载焊缝) 焊缝与焊件串联成整体主要承担载荷的作用。焊缝一旦断裂，钢结构就立即受到严重破坏。联系焊缝(又称非承载焊缝) 焊缝与两个或两个以上的焊件并联成整体(即连接作用)，焊缝不直接承担载荷，工作中受力很小，焊缝一旦断裂，结构不会立即失效。三、坡口的基本形式三、坡口的基本形式1坡口类型坡口

27、：根据设计或工艺需要，在焊件的待焊部位加工成一定几何形状并经装配后构成的沟槽。开坡口：用机械、火焰或电弧等加工坡口的过程。开坡口的目的：（1）是为保证电弧能深入到焊缝根部使其焊透，并获得良好的焊缝成形以及便于清渣。（2）对于合金钢来说，坡口还能起到调节母材金属和填充金属比例(即熔合比)的作用。 （1）根据板厚不同，对接焊缝的焊接边缘可分为卷边、平对或加工成为V形、X形、K形和U形等坡口。对接焊缝坡口型式 （2）根据焊件厚度、结构形式及承载情况不同，角接接头和T形接头的坡口形式可分为I形、带钝边的单边V形坡口和K形坡口等。角接和T形接头的坡口a) I形 b) 单边V形（带钝边） c) K形（带钝边） 焊接接头的表示方法焊接接头的表示方法 一、焊缝符号与焊接方法代号一、焊缝符号与焊接方法代号焊缝符号：在图纸上标注出焊缝形式、焊缝尺寸和焊接方法的符号。 由GB/T3241998焊缝符号表示法(适用于金属熔焊和电阻焊)和GB/T51851999金属焊接及钎焊方法在图样上的表示代号进行了规定。 焊缝的符号组成：基本符号、辅助符号、补充符号、焊缝尺寸符号和指引线。 基本符号：是表示焊缝横截面形状的符号，它采用近似于焊缝横截面形状的符号表示。 辅助符号：是表示对焊缝表面形状特征辅助要求的符号。辅助符号一般与焊缝基本符号配合使用，当对焊缝表面形状有特殊要求时