金属结构焊接工艺

金属结构焊接工艺2007.10.21第二章焊接电弧及弧焊电源

第一节焊接电弧的定义与弧焊电源的特性焊接电弧的定义产生焊接电弧的方法接触短路引弧法：焊条电弧焊、埋弧自动焊、熔化极气体保护焊

高频高压引弧法：手工钨极氩弧焊

脉冲引弧法第一节焊接电弧的定义与弧焊电源的特性电弧的静特性曲线：U-I电弧长度对电弧静特性曲线的影响

第一节焊接电弧的定义与弧焊电源的特性焊接电弧的稳定性焊接电弧稳定性的影响因素焊接电源的种类与电源极性的接法

焊条药皮气流电弧偏吹（磁偏吹）第一节焊接电弧的定义与弧焊电源的特性减少或防止焊接电弧磁偏吹的措施1、尽量使用交流弧焊电源2、用挡板遮挡，对电弧进行保护3、在焊接间隙较大的对接焊缝下面加垫板4、在焊缝两端各加一小块附加钢板（引入板及引出板5、采用短弧焊接6、适当调整焊条角度7、适当地改变焊件上接地线的部位8、焊对接拼板或角焊缝时采用分段退焊第二节焊接电弧的温度分布及极性焊接电弧的结构和温度第二节焊接电弧的温度分布及极性焊接电弧电源输出端的极性焊接时的极性：正接和反接焊接时极性的应用通过观察电弧的形态来判别电源的极性第三节常用弧焊电源的种类及选用原则空载电压（U0）：电弧稳定燃烧、经济性、安全性短路电流（Id）：外特性：下降的外特性动特性：表示电源对负载突变的反应能力调节特性：较大范围、均匀、灵活第三节常用弧焊电源的种类及选用原则对弧焊电源的基本要求：合适的空载电压和短路电流、下降的外特性、良好的动特性和灵活的调节特性。第三节常常用弧焊电源源的种类及选选用原则弧焊电源的分分类项目弧焊发电机弧焊整流器弧焊变压器电流种类直流直流交流电弧稳定性好好较差磁偏吹较大较大很小构造与维修较繁较简单简单噪声大很小较小供电三相供电一般为三相供电单相供电功率因素较高较高较低空载损耗较大较小小成本高较高低重量较重较轻轻第三节常常用弧焊电源源的种类及选选用原则弧焊电源型号号的编制1、大类名称称2、小类名称称3、附加特性性4、系列品种种序号5、基本规格格6、改进序号号7、特殊环境境举例ZXG1-400：：Z表示大类弧弧焊整流器；；X表示小类类下降外特性性；G表示附附加特性硅整整流器；1表表示系列品种种序号；400表示基本本规格，即额额定焊接电流流为400A。第三节常常用弧焊电源源的种类及选选用原则负载持续率额定电流：额额定负载持续续率负荷状态态下允许的最最大焊接电流流值。使用焊机时，，不得超过铭铭牌上所规定定的不同负载载持续率下允允许使用的焊焊接电流。。第三节常常用弧焊电源源的种类及选选用原则焊接电源的选选择原则焊接工艺与技技术良好的经济效效果现场的使用条条件焊接电源的选选择方法电源种类电源容量第三节常常用弧焊电源源的种类及选选用原则使用与维护注注意事项使用前检查空载状态下启启动启动正常后才才能操作使用用焊接电流和连连续工作时间间应符合铭牌牌规定注意工作环境境建立操作规程程和定期维修修制度发现故障，应应立即切断电电源，分析原原因请专职电电工及时排除除与修理第四节逆逆变式弧焊电电源简介逆变：直流电电变为交流再再变为直流的的过程。广泛应用于手手工钨极氩弧弧焊，熔化极极气体保护焊焊，焊条电弧弧焊及等离子子弧切割机等等。第四节逆逆变式弧焊电电源简介逆变式弧焊电电源的特点整机复杂度及及成本的提高高，收益大大大增加主变压器的体体积大小节能效果明显显电弧指向性、、电弧稳定性性和动、静特特性好飞溅小，焊接接过程稳定维修方便第三章焊焊接接头及及焊缝形式第一节焊焊接接头的形形式焊接接头的组组成焊接接头的形形式a）对接接头头b）T形接头c）角接接接头d）搭接接接头第二节焊焊缝的形式按结合形式分分对接焊缝角焊缝塞焊缝端接焊缝按焊缝断续情情况分连续焊缝断续焊缝第二节焊焊缝的形式焊缝的形状和和尺寸第二节焊焊缝的形式焊接工艺参数数对焊缝形状状的影响增加焊接电流流，则焊缝厚厚度和余高都都增加，而焊焊缝宽度几乎乎保持不变。。电弧电压增大大，焊缝宽度度显著增加，，而焊缝厚度度和余高将略略有减小。焊接电流直接接影响焊接过过程的稳定性性和焊缝的成成形。焊接接速速度度增增加加时时，，焊焊缝缝宽宽度度和和厚厚度度都都大大为为下下降降。。其他他因因素素：：焊焊接接方方法法、、焊焊条条的的类类型型、、电电源源的的种种类类及及极极性性、、气气体体保保护护焊焊中中的的气气体体成成分分、、熔熔滴滴过过度度形形式式等等。。第三三节节坡坡口口形形状状与与加加工工方方法法坡口口的的形形式式a））I形形坡坡口口b））V形形坡坡口口c））X形形坡坡口口d））U形形坡坡口口第三三节节坡坡口口形形状状与与加加工工方方法法坡口口的的加加工工1、、圆圆形形工工件件的的坡坡口口，，可可采采用用专专用用工工具具如如铣铣管管机机或或精精加加工工车车削削。。2、、板板状状直直线线坡坡口口可可用用刨刨边边机机或或刨刨床床。。3、、U形形坡坡口口，，应应用用专专用用的的成成形形刀刀具具或或专专用用铣铣削削刀刀具具。。4、、碳碳弧弧气气刨刨也也可可加加工工坡坡口口，，但但要要注注意意材材料料的的淬淬硬硬倾倾向向。。5、目目前也也用氧氧-乙乙炔火火焰加加工坡坡口，，大都都采用用自动动或半半自动动氧-乙炔炔切割割机。。手工工的氧氧-乙乙炔火火焰切切割的的坡口口质量量差，，焊接接时有有影响响，常常用手手提式式砂轮轮机修修整。。第四节常常用焊缝缝符号焊缝符号一般由基本本符号与指指引线组成成，必要时时还可加上上辅助符号号，补充符符号和焊缝缝尺寸符号号。机械制图方方法表示第四章常常用电弧弧焊工艺第一节焊焊条电弧弧焊焊条电弧焊焊的特点1、设备简简单，成本本低，便于于现场维护护、保养，，便于移动动，安装方方便，操作作简单。2、工艺艺灵活，，适应性性强。3、劳动动强度高高，生产产效率低低。第一节焊焊条条电弧焊焊焊条电弧弧焊的工工具焊条电弧弧焊常用用的工具具有焊钳钳、焊接接电缆、、面罩、、清渣工工具、焊焊条保温温筒和一一些辅助助工具。。护目镜片片角向磨光光机敲渣锤第一节焊焊条条电弧焊焊焊条电弧弧焊主要要焊接参参数电源种类类和极性性焊条直径径焊接电流流I=(35~55)d电弧电压压焊接速度度第一节焊焊条条电弧焊焊焊条的三三个基本本动作朝熔池方方向逐渐渐送进焊条沿焊焊接方向向移动焊条的横横向摆动动第一节焊焊条条电弧焊焊焊条电弧弧焊的运运条方法法第一节焊焊条条电弧焊焊焊道的连连接第一节焊焊条条电弧焊焊焊道的收收尾划圈收尾尾法反反复复断弧收收尾法回回焊收弧弧法第一节焊焊条条电弧焊焊焊接热输输入q——单位位长度焊焊缝的热热输入（（J/cm）I——焊接接电流（（A）U——电弧弧电压（（V）v——焊接接速度（（mm/s）第一节焊焊条条电弧焊焊焊接层（（道）数数a)多多层焊b)多多层多多道焊第二节埋埋弧弧焊主要焊接接参数焊接电流流电弧电压压焊接速度度焊丝直径径焊丝伸出出长度其他：电电源极性性、坡口口形状及及根部间间隙、焊焊丝的倾倾角等第二节埋埋弧弧焊焊接参数数的选择择1、查表表法查查阅资料料，根据据类似情情况的焊焊接参数数作为确确定新的的焊接参参数的依依据。2、经验验法根根据实践践积累的的经验确确定新的的焊接参参数。3、试验验法通通过在焊焊接试件件上做的的焊接试试样来确确定最佳佳的焊接接参数。。第三节CO2气体保护护焊CO2气体保护护焊机的的组成1、焊接接电源2、送丝丝系统3、焊枪枪4、供气气系统5、控制制系统第三节CO2气体保护护焊主要焊接接工艺要要素焊丝直径径焊接电流流电弧电压压焊接速度度焊丝伸出出长度CO2气体流量量值回路电感感值其他：焊焊枪倾角角，坡口口角度及及焊接位位置等第四节手手工工钨极氩氩弧焊特点有效地隔隔绝空气气的侵入入易于控制制弧长且且稳定焊接热输输入易于于调节，，进行各各种位置置的焊接接生产效率率低、成成本高第四节手手工工钨极氩氩弧焊手工钨极极氩弧焊焊设备焊接电源源焊接控制制系统焊枪供气系统供水系统第四节手手工钨极氩弧弧焊手工钨极氩弧弧焊工艺电源种类、极极性及焊接电电源焊接电流焊前清理坡口形式钨极直径与形形状氩气保护效果果第四节手手工钨极氩弧弧焊手工钨极氩弧弧焊在钢结构构焊接中对重重要的构件节节点焊缝焊趾趾的超标咬边边进行重熔补补焊返修，能能起到事半功功倍的效果。。第五节等离离子弧焊等离子弧的产产生方法：由自由电弧弧压缩而成，，又称压缩电电弧。三种压缩效应应：机械压缩效效应、热压缩缩效应、电磁磁压缩效应三种形式：非转移弧、、转移型弧弧、联合弧弧第五节等离离子弧焊等离子弧焊设设备电源引弧装置焊枪喷嘴第五节等离离子弧焊等离子弧焊工工艺电极与极性气体焊接参数：：气流量、、焊接电流、、焊接速度度、喷嘴与与工件的距离离第五节等离离子弧焊使用范围及常常见缺陷电极极与极性1、操作方式式：适用于手手工和自动两两种，可连续续或断续焊接接。2、被焊金属属：碳钢、低低合金钢、不不锈钢、铜及及其合金，钛钛及其合金等等。3、焊接位置置：手工操作作可进行全位位置焊接，自自动等离子弧弧焊通常是平平焊或横焊位位置。4、可焊厚度度：最适宜用用于薄板，最最薄可焊0.01mm的的金属薄片，，超过8mm厚度的材料料，从经济上上考虑不宜用用等离子弧焊焊。5、等离子弧弧焊的常见缺缺陷是咬边与与气孔等。第五章钢钢材及焊接接材料基本知知识第一节钢钢材基本知识识碳素结构钢：分类、性能能、牌号优质碳素结构构钢：用途、牌号号低合金高强度度钢：性能、牌号号第二节焊焊条焊条的组成焊条的分类焊条型号与牌牌号焊条型号是国国家规定的各各类标准焊条条，如E4315等。。E表示焊条条，第1、2位表示熔敷敷金属最小抗抗拉强度，第第3位数字表表示焊条的焊焊接位置，第第3、4位数数字表示焊接接电流种类及及药皮类型。。焊条牌号是有有关部门或厂厂家实际生产产的焊条产品品样本上的编编号，如J427等。。J为结构钢钢焊条，第3个数字代表表药皮类型和和焊接电流要要求，第1、、2数代表焊焊缝金属的抗抗拉强度。。第二节焊焊条焊条的保管1、各类焊条条必须分类，，分牌号存放放，以免混乱乱。2、焊条须贮贮存在通风良良好而干燥的的仓库内。仓仓库温度﹥5℃，相对湿湿度﹤60%（应设置温温度计和湿度度计）。3、焊条必必须垫高0.3m以上分分层堆放。距距墙应大于0.3M，达达到空气流通通，以免受潮潮。4、搬运堆放放应小心药皮皮脱落。5、包装用用品是为了防防止焊条受潮潮，最好随用用随拆。6、焊条长期期保存，应定定期抽验，确确认是否变质质。第二节焊焊条焊条的使用1、一根焊条条一次用完。。焊条残留有有药皮部分﹤﹤20mm，，以免浪费。。2、使用前应应烘焙：酸性性焊条在100～150℃烘干2～～1小时，碱碱性焊条在300～350℃，烘干干2～1小时时。3、焊条药药皮上不可沾沾上油污，以以免产生气孔孔。第三节焊焊丝与焊剂焊丝：分类、规格格、型号与牌牌号、保管与与使用焊剂：作用、分类类、牌号、使使用与保管第四节气气体保护焊用用气体及钨极极二氧化碳：来源广、价格格便宜。用用于焊接的CO2气体的体积分分数φ(CO2)≥99.5%。其中水水分和乙醇的的体积分数要要求小于0.05%。CO2气体中的含水水量是影响焊焊接质量的关关键，水分多多容易产生气气孔，裂纹等等缺陷。实际际施焊时应采采取措施减少少或消除CO2气中的水分。。氩气：是一种理想的的保护气体。。焊接用氩气气纯度φ（Ar）应达到到99.99%。电弧稳稳定，很适合合于手工焊接接。钨极：纯钨极很少采采用。铈钨极极是使用得最最多的一种电电极，热量集集中，几乎没没有放射性，，故可尽量使使用。第五节母母材与焊接材材料的匹配总的原则：在确保一定定的塑性、韧韧性的前提下下满足焊接结结构的强度。。首先考虑母材材的力学性能能和化学成分分。低碳钢、、低合金高强强度钢在焊接接时，一般应应根据设计要要求，按强度度等级来选用用焊材。焊条条电弧焊时，，焊条的抗拉拉强度与母材材相同或稍高高于母材。但但对某些裂纹纹敏感性较高高的钢种，或或整体性大，，钢性强的焊焊接结构。为为了提高焊接接接头的抗裂裂能力，焊条条的抗拉强度度以稍低于母母材为宜。对同一强度等等级的酸性焊焊条和碱性焊焊条，应根据据焊件的结构构形状和钢材材厚度加以选选用，形状复复杂、结构刚刚度大或大厚厚度的焊件，，因在焊接过过程中会产生生较大的焊接接应力，因此此必须采用抗抗裂性能好的的低氢型焊条条。第五节母母材与焊接材材料的匹配焊接碳素结构构钢用焊材举举例焊接方法焊接材料应用范围焊条电弧焊E4303（J422）、E4315（J427）强度等级较低的碳素钢的焊接结构E5016（J506）、E5015（J507）强度等级较高的碳素钢、重要的碳素钢结构或低温下工作的焊接结构埋弧焊H08、H08A、HJ430、HJ431焊接一般的结构件H08MnA、HJ431焊接重要的碳素钢结构件9、静夜四无邻邻，荒居旧业业贫。。12月-2212月-22Thursday,December29,202210、雨中黄叶叶树，灯下下白头人。。。21:54:5021:54:5021:5412/29/20229:54:50PM11、以我我独沈沈久，，愧君君相见见频。。。12月月-2221:54:5021:54Dec-2229-Dec-2212、故人江海别别，几度隔山山川。。21:54:5021:54:5021:54Thursday,December29,202213、乍见翻疑梦梦，相悲各问问年。。12月-2212月-2221:54:5021:54:50December29,202214、他乡生白白发，旧国国见青山。。。29十二二月20229:54:50下下午21:54:5012月-2215、比不不了得得就不不比，，得不不到的的就不不要。。。。十二月月229:54下下午午12月月-2221:54December29,202216、行行动动出出成成果果，，工工作作出出财财富富。。。。2022/12/2921:54:5021:54:5029December202217、做前，，能够环环视四周周；做时时，你只只能或者者最好沿沿着以脚脚为起点点的射线线向前。。。9:54:50下午午9:54下午午21:54:5012月-229、没有失败败，只有暂暂时停止成成功！。12月-2212月-22Thursday,December29,202210、很多事情情努力了未未必有结果果，但是不不努力却什什么改变也也没有。。。21:54:5021:54:5021:5412/29/20229:54:50PM11、成功就是日日复一日那一一点点小小努努力的积累。。。12月-2221:54:5021:54Dec-2229-Dec-2212、世间间成事事，不不求其其绝对对圆满满，留留一份份不足足，可可得无无限完完美。。。21:54:5021:54:5021:54Thursday,December29,202213、不知香香积寺，，数里入入云峰。。。12月-2212月-2221:54:5021:54:50December29,202214、意志坚强的的人能把世界界放在手中像像泥块一样任任意揉捏。29十二月月20229:54:50下午21:54:5012月-2215、楚塞三三湘接，，荆门九九派通。。。。十二月229:54下午午12月-2221:54December29,202216、少年十五二二十时，步行行夺得胡马骑骑。。2022/12/2921:54:5021:54:5029December202217、空空山山新新雨雨后后，，天天气气晚晚来来秋秋。。。。9:54:51下下午午9:54下下午午21:54:5112月月-229、杨柳散和和风，青山