焊接知识培训教程

1、焊接知识培训教程焊接知识培训教程焊接工艺制定与质量控制焊接基本常识 1.焊接电弧的定义：电弧是一种气体放电现象，它是在两个电极之间的空气间隙中产生持久而强烈的放电现象。 2.焊条和焊丝是焊接回路中的一个组成部分，在焊接过程中，它不仅可以导电，同时还起着填充金属的作用。 3.各种气体对焊缝的影响：氮、氢、氧都是促使焊缝产生气孔的主要原因，是提高焊缝 金属强度，降低塑性和韧性的元素。1 不与氮发生作用的金属如铜、鎳，用氮化物作为保护气体可提高焊缝塑性、提高电弧稳定性。 氢的来源：焊条药皮、焊剂中的水分、药皮中的有机物、焊件和焊丝表面的水分。 氧与碳发生反应产生不溶于金属的CO，形成气孔，但有时为了

2、减少焊缝含氧量，改善电弧特性，获得必要的熔渣物理化学性能，在焊接材料中加入一定量的氧化剂。2 4.焊接应力和变形：焊接中所提到的焊接应力和变形一般情况下都指残余应力和残余变形。包括内力、应力、内应力、焊接应力、焊接变形、弹性变形、塑性变形、焊接残余应力、焊接残余变形等。 5.焊接方法：手工电弧焊、气体保护焊（包括熔化极和非熔化极气体保护焊）、埋弧焊、摩擦焊、电子束焊、激光焊等。3 焊接材料的选用 碳素钢、低合金钢和高强度钢等同一钢材的焊接，其焊接材料应按与母材等强度原则选用，且焊缝金属的抗拉强度不应超过母材标准规定的抗拉强度的上限值。 不锈钢应按与母材化学成分相当原则选择。 不同强度的母材和不

3、同化学成分的母材相焊，本着就低强度选择。 4 6.焊接常用术语 焊接热影响区：焊接过程中，材料因受热影响（但未熔化）而发生金相组织和机械性能变化的区域。 焊接热输入：焊接热源输给单位长度焊缝的焊接热能称为热输入（线能量）。电流、电压、速度。 预热和层间温度：预热的目的是为了降低焊接接头的冷却速度，减少淬硬倾向，防止产生裂纹。控制层间温度是为了降低冷却速度，促进氢逸出焊接区，有利于防止延迟裂纹哈热影响区过热 5 裂纹：在焊接应力及其他致脆因素的共同作用下，焊接接头中局部区域的金属原子结合遭到破坏，形成了新界面造成的缝隙。 气孔：熔池中的气泡在焊缝金属凝固过程中未能及时逸出，残留在焊缝金属中形成的

4、空穴。 夹渣：残留在焊缝中的熔渣。 未熔合：在焊缝金属和母材之间或焊道金属与焊道金属之间未完全熔合的部位。 6 咬边：因焊接电流过大和焊接操作欠佳在焊缝的焊趾或焊根处造成的沟槽。 飞溅：在熔焊过程中，熔化金属的颗粒和熔渣会向周围飞散，这种现象称为飞溅。 焊接结构中存在的焊接缺陷会明显降低结构的承载性能，焊接缺陷的存在，减小了焊接接头的有效承载截面，造成了局部应力集中，在服役过程中有可能演变成裂纹源，降低焊接结构的耐蚀性和疲劳寿命。 7焊接工艺的制定 1.焊接工艺评定试验方法，可分为直接法和间接法。 2.编制工艺评定焊接试验方案时应注意的问题。 2.1覆盖范围：钢材的种类、焊材的种类、焊位的要求

5、、焊接方法、气体种类及比例、焊透要求、焊丝直径（或焊条）的要求、预热及热处理、钝边厚度及坡口角度等。8 2.2焊接工艺评定与现场生产状况的适应性包括工件变形程度、施焊位置、焊接参数、留量范围、环境等因素。 2.3对焊缝拘束度等级分类： 3.焊接工艺编制方面 3.1编制原则 应按照合同技术条件，图纸及相应标准的要求，依据合格的焊接工艺评定来编制焊接工艺。 9 3.2编制焊接工艺要考虑的因素 3.2.1焊接操作人员的可靠性 3.2.2焊接操作的可能性 3.2.3钢材种类决定焊前预热、焊后处理、焊接材料种类。 3.2.4必须依据焊接工艺评定制定焊接参数 ，同产品的焊接工艺规程也是该产品的焊接作业指导

6、书，二者为同一概念。 10 3.2.5焊前准备，包括坡口角度形式、焊条（焊丝、焊剂）处理、预热措施、衬垫方式、热输入、定位焊、环境温度等。 3.2.6焊接 应考虑焊接施工现场是否采取有效的防护措施、焊接高强度钢时应严格控制热输入、对有预热要求的焊件，每条焊缝应尽可能一次焊完，必须中断的应采取相应的措施、坡口内引弧避免打弧擦伤11 母材（擦伤处最高硬度在HV380以上，导致母材硬化，产生冷裂纹）、高强度钢应避免过大的热输入，采用多层多道焊接，便于细化晶粒和后续焊道的回火作用改善焊接接头的冲击韧性、依据母材厚度的不同决定焊缝的根部焊道或打底焊道、根据生产条件和产品的焊接质量要求 ，焊接材料可采用埋

7、弧焊或气体保护焊用焊丝。 12 3.2.7后热 对冷裂纹敏感性较大的焊接件应采取后热措施。焊接后热有三种方法：一种是焊接结束后或焊完一条焊缝后，将焊件或焊接区加热到150c-250c范围内保温一定时间，称之为低温后热；一种焊后消氢处理，即在300c-400c保温一定时间，但焊后消氢处理对高强度钢的性能可能带来不利影响，一般不考虑，另一种就是 将焊件均匀加热AC1点以下某一温度 13 保温一定时间后，随炉冷却到300c-400c后 空冷，其目的是改善接头的组织和性能，消除部分焊接残余应力。根据以上处理建议依据产品的母材种类和结构特点来选择后热方法。 水工金属结构产品的焊后热处理主要以消除焊接残余

8、应力为目的。一般要求抗腐蚀的焊接结构或要求尺寸稳定性的焊接结构、及冷裂纹倾向大的均需进行去应力处理 14 不推荐对高强度钢焊件焊后采用消除应力热处理。 可采用振动消除应力，是通过设计一个包括焊接结构件在内的振动系统，使工件共振，在此过程中，金属组织内部产生微观变形，使应力得到松弛，从而降低焊接残余应力的目的。 15焊接质量控制 1.焊前的质量控制 现代焊接工程管理思想认为：“焊前准备好，等于已经焊接了一半”，这充分表面焊前准备及各工序质量控制的重要性。 1.1原材料的质量控制：焊接生产中所用的主要材料是金属材料和焊接材料。合格的金属材料才能进入焊接现场。焊接材料的正确选用是保证焊接质量的基本条

9、件。焊前应核对焊接材料的正确性、检查焊接材 16 料的表面质量、检查焊接材料的工艺性处理是否符合要求。 1.2焊前各工序的质量检查 焊前各工序的加工质量均对结构的外形尺寸及焊缝的质量有直接或间接的影响。包括划线、坡口加工质量、装配质量的检查。 1.2.0装配质量的检查：零件之间的位置、焊缝位置、坡口形状和方位、坡口清理质量、定位焊缝质量。 17 1.3.焊接工艺评定是焊前质量控制的重要环节，属于工艺质量检查范畴。焊接工艺评定就是按照拟定的焊接工艺，根据标准规定进行焊接和检验，测定焊接接头是否具有要求的性能。经过焊接工艺评定写出工艺评定报告，结构实践经验制定焊接工艺规程，作为焊接生产的依据。其目

10、的是评定施焊单位是否有能力焊出符合有关标准及产品技术条件所要求的焊接接头。 18 凡是生产单位首次焊接用的钢种，首次采用的焊接材料和焊接方法，依据改变已经评定合格的焊接工艺且符合标准中规定需重新评定的要求是，均应在施焊前进行焊接工艺评定。 1.4焊工考核 焊工技术水平的高低决定是焊接质量的重要因素。我国第一个焊工考试规则是1980年9月国家劳动总局发布的锅炉压力容器焊工考试规则。 19 2.焊接过程中的质量控制 2.1环境对焊接质量的影响：在无保护措施时下列情况禁止施焊：手工焊时风速大于10m/s、气体保护焊时风速大于2m/s、相对湿度大于90、雨雪环境。不同钢材其允许焊接的最低温度规定为：低

11、碳钢-20c、低合金钢-10c、高合金钢0c。 2.2焊接工艺执行情况的监控 包括焊接预热施焊时焊接规范检查、焊接后热的检查。 20 2.2.1焊接预热的检查主要是检查预热方法、预热范围和预热温度。预热温度可以略高于工艺条件所规定的温度，以弥补因温度差加大而增加的散热损失。 2.2.2焊接规范的检查 手工焊焊接规范在很大程度上是依靠焊工的熟练程度，通常只规定各焊层的焊条型号和直径，电源种类和极性，而电流只规定一个变动幅度较大的范围。 21 埋弧自动焊焊接规范包括焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝直径。当采用滚轮架组焊环缝时，要检查滚轮架转速与该直径的线速度是否符合要求。由于埋弧焊是通过机械装置实现焊接过程的自动化，一旦调好各焊接参数，焊机将比较平稳的运转，因此焊接过程的开始，调整焊接规范比较重要。 22 气体保护焊除各自对应于手工焊和埋弧焊相同的参数外，各种气体保护焊所共同需要检查的是保护气体的流量及混合气体的混合比，这一工艺指标对保证气体保护焊接过程的正常进行是十分重要的。 2.2.3焊接后热的检查 后热处理的主要目的是改善接头的组织和性能，消除部分焊接残余应力。 23 必须在焊缝完全冷却之前，通常在100C以上及时加热； 控制加热温度，过低消氢效果不佳，过高会产生回火脆性； 保持足够的保温时间，一般为3-4h； 要求焊缝每侧的加热宽度