电焊工培训教材

（培训体系）电焊工培训教材中煤平朔集团井工一矿“刘伟”创新工作室内部讲义电焊工培训授课人：刘伟日期：2015.2.6目录1焊接工艺基础知识.................................................11.1焊接接头的种类及接头型式.....................................11.1.1对接接头.................................................11.1.2角接接头.................................................21.1.3T形接头.................................................21.1.4搭接接头.................................................31.2焊缝坡口的基本形式与尺寸......................................31.2.1坡口形式.................................................31.2.2坡口的几何尺寸...........................................41.3焊接位置种类..................................................51.4焊缝形式及形状尺寸............................................71.4.1焊缝形式.................................................71.4.2焊缝的形状尺寸...........................................91.5焊缝符号表示法...............................................151.5.1符号....................................................151.5.2符号在图纸上的位置......................................191.5.3焊缝尺寸符号及其标注位置................................221.6焊接方法在图样上的表示.......................................241.7焊接工艺参数及其对焊缝形状的影响.............................251.7.1焊接电流................................................251.7.2电弧电压................................................261.7.3焊接速度................................................261.7.4其它工艺参数及因素对焊缝形状的影响......................272焊接工程图的表达方法.............................................322.1焊缝表示法...................................................322.1.1焊缝画法................................................322.1.2焊缝的标注..............................................322.2符号说明.....................................................352.3焊接装配图...................................................351焊接工艺基础知识1.1焊接接头的种类及接头型式用焊接方法连接的接头称为焊接接头（简称为接头）。它由焊缝、熔合区、载荷。根据GB/T3375—9410种类型，T斜对接接头、卷边接头和锁底接头，如图1。其中以对接接头和T形接头应用最为普遍。1.1.1对接接头两件表面构成大于或等于135°，小于或等于180°夹角的接头，叫做对接接头。在各种焊接结构中它是采用最多的一种接头型式。钢板厚度在6mm以下，除重要结构外，一般不开坡口。厚度不同的钢板对接的两板厚度差(δ—δ1)不超过表1—11—1所示的单面或双面削薄；其削薄长度L≥3(δ—δ1)。图1—1不同厚度板材的对接(a)单面削薄，(b)双面削薄表1-1较薄板厚度δ1≤2～5>5～9>9～12>12允许厚度差(δ—δ1)12341.1.2角接接头两焊件端面间构成大于30°、小于135°夹角的接头，叫做角接接头，见图1—2。这种接头受力状况不太好，常用于不重要的结构中。图1—2角接接头(a)I形坡口；(b)带钝边单边V形坡口1.1.3T形接头一件之端面与另一件表面构成直角或近似直角的接头，叫做T形接头，见图1—3。图1—3T形接头1.1.4搭接接头两件部分重叠构成的接头叫搭接接头，见图1—4。图1—4搭接接头(a)I形坡口，(b)圆孔内塞焊；(c)长孔内角焊搭接接头根据其结构形式和对强度的要求，分为不开坡口、圆孔内塞焊和长孔内角焊三种形式，见图1—4。I形坡口的搭接接头，一般用于厚度12mm以下的钢板，其重叠部分≥2(δ1+δ2)，双面焊接。这种接头用于不重要的结构中。当遇到重叠部分的面积较大时，可根据板厚及强度要求，分别采用不同大小和数量的圆孔内塞焊或长孔内角焊的接头型式。1.2焊缝坡口的基本形式与尺寸口。开坡口的目的是为了得到在焊件厚度上全部焊透的焊缝。1.2.1坡口形式坡口的形式由GB985—88形式与尺寸》、GB986—88《埋弧焊焊缝坡口的基本形式及尺寸》标准制定的：I形(不开坡口)V形、YY形、UU形、单边V形、双单边Y形、J形等各种坡口形式。V形和Y形坡口的加工和施焊方便(不必翻转焊件)双Y形坡口是在VY形代替V形坡口，在同样厚度下，可减少焊缝金属量约1/2，并且可对称施焊，焊劳动条件变差。U形坡口的填充金属量在焊件厚度相同的条件下比V形坡口小得多，但这种坡口的加工较复杂。1.2.2坡口的几何尺寸(1)坡口面：待焊件上的坡口表面叫坡口面。(2)坡口面角度和坡口角度：待加工坡口的端面与坡口面之间的夹角叫坡口面角度，两坡口面之间的夹角叫坡口角度，见图1—5。于两倍的坡口面角度。面相碰，但角度太大将会消耗太多的填充材料，并降低劳动生产率。(3)根部间隙：焊前在接头根部之间预留的空隙叫根部间隙，见图1—5。根会使根部烧穿，形成焊瘤。(4)钝边：焊件开坡口时，沿焊件接头坡口根部的端面直边部分叫钝边，见图1—5。钝边的作用是防止根部烧穿。但钝边值太大，又会使根部焊不透。(5)根部半径：在J形、U形坡口底部的圆角半径叫根部半径(见图1—5)。它的作用是增大坡口根部的空间，使焊条能够伸入根部，以便焊透根部。图1—5坡口的几何尺寸1.3焊接位置种类根据GB／T3375—94《焊接术语》的规定，焊接位置，即熔焊时，焊件接缝位置等。焊缝倾角，即焊缝轴线与水平面之间的夹角，见图1—6。图1—6焊缝倾角()和水平参照面Y轴的夹角，见图1—7。图1—7焊缝转角(1)平焊位置焊缝倾角0°，焊缝转角90°的焊接位置，见图1—8(a)。图1—8各种焊接位置(a)平焊(b)横焊(c)立焊(d)仰焊(e)平角焊(f)仰角焊(2)横焊位置焊缝倾角0°，180°；焊缝转角0°，180°的对接位置，见图1—8(b)。(3)立焊位置焊缝倾角90°(立向上)，270°(立向下)的焊接位置，见图1—8(c)。(4)仰焊位置对接焊缝倾角0°，180°；转角270°的焊接位置，如图1—8(d)。此外，对于角焊位置还规定了另外两种焊接位置。(5)平角焊位置角焊缝倾角0°，180°；转角45°，135°的角焊位置，见图1—8(e)。(6)仰角焊位置倾角0°，180°；转角225°，315°的角焊位置，见图1—8(f)。T在工程上常用的水平固定管的焊接，由于在管子360°的焊接中，有仰焊、立焊、平焊，所以称全位置焊接。当焊件接缝置于倾斜位置(除平、横、立、仰焊位置以外)时进行的焊接称为倾斜焊。1.4焊缝形式及形状尺寸1.4.1焊缝形式焊缝按不同分类方法可分为下列几种形式：(1)根据GB／T3375—94的规定，按焊缝结合形式，分为对接焊缝、角焊缝、塞焊缝、槽焊缝和端接焊缝五种：1)T而焊脚为零的焊缝，见图9。2)角焊缝：沿两直交或近直交零件的交线所焊接的焊缝。同时由对接焊缝和角焊缝组成的焊缝称为组合焊缝，T形接头（十字接头）缝为对接焊缝，坡口外连接两焊件的焊缝为角焊缝，见图11。3)端接焊缝：构成端接接头所形成的焊缝。4)只在孔内焊角焊缝者不称塞焊。5)焊缝者不称槽焊。(2)按施焊时焊缝在空间所处位置分为平焊缝、立焊缝、横焊缝及仰焊缝四种形式。(3)按焊缝断续情况分为连续焊缝和断续焊缝两种形式。断续焊缝又分为交错式和并列式两种(图1—9)，焊缝尺寸除注明焊脚K外，还注明断续焊缝中每一段焊缝的长度l和间距e“Z”表示交错式焊缝。图1—9断续角焊缝(a)交错式(b)并列式1.4.2焊缝的形状尺寸样。（1）焊缝宽度焊缝表面与母材的交界处叫焊趾。焊缝表面两焊趾之间的距离叫焊缝宽度，如图1—10。图1—10焊缝宽度(2)余高超出母材表面焊趾连线上面的那部分焊缝金属的最大高度叫余高，见图1—11。在静载下它有一定的加强作用，所以它又叫加强高。但在动载或交变载能低于母材但也不能过高。手弧焊时的余高值为0～3mm。图1—11余高(3)熔深在焊接接头横载面上，母材或前道焊缝熔化的深度叫熔深，见图1—12。图1—12熔深(a)对接接头熔深(b)搭接接头熔深(c)T形接头熔深(4)焊缝厚度1—13。图1—13焊缝厚度及焊脚(a)凸形角焊缝(b)凹形角焊缝的顶点到斜边的垂线长度，习惯上也称喉厚，见图1—13。(5)焊脚脚尺寸，见图1—13。(6)焊缝成形系数图1—14焊缝成形系数的计算(B)与焊缝计算厚度(H)的比值(ф＝B／H)，叫焊缝成形系数，见图1—14。该系数值小，则表示焊缝窄而深，这样的自动焊的焊缝成形系数ф要大于1.3。(7)熔合比是指熔焊时，被熔化的母材在焊道金属中所占的百分比。各种接头、坡口和焊缝的形式见表1—2。表1—2各种坡口、接头及焊缝形式1.5焊缝符号表示法符号和焊缝尺寸符号等。1.5.1符号根据GB324—88《焊缝符号表示法》的规定，焊缝符号可以分为以下几种：(1)基本符号基本符号是表示焊缝横截面形状的符号，见表1—3。(2)辅助符号1—41—5。不需要确切地说明焊缝表面的形状时，可以不用辅助符号。(3)补充符号1—6例见表1—7。表1—3基本符号1)不完全熔化的卷边焊缝用I形焊缝符号来表示，并加注焊缝有效厚度S。表1—4辅助符号表1—5辅助符号的应用示例表1—6补充符号表1—7补充符号应用示例1.5.2符号在图纸上的位置（1）基本要求指引线、焊缝尺寸符号及数据。指引线一般由带有箭头的指引线(简称箭头线)和两条基准线(一条为实线，另一条为虚线)两部分组成。如图1—15所示。图1—15指引线（2）箭头线和接头的关系图1—16和图1—17给出的示例说明下列术语的含义：图1—16带单角焊缝的T型接头(a)焊缝在箭头侧(b)焊缝在非箭头侧图1—17双角焊缝的十字接头a．接头的箭头侧；b．接头的非箭头侧（3）箭头线的位置箭头线相对焊缝的位置一般没有特殊要求，见图1—18(a)、(b)。但是在标注单边V、单边Y、J形焊缝时，箭头线应指向带有坡口一侧的工件，见图1—18(c)、(d)。必要时，允许箭头线弯折一次，如图1—19。图1—18箭头线的位置图1—19弯折的箭头线（4）基准线的位置基准线的虚线可以画在基准线的实线下侧或上侧。基准线一般应与图样的底边相平行，但在特殊条件下亦可与底边相垂直。（5）基本符号相对基准线的位置基本符号相对基准线的位置见图1—20(a)、(b)、(c)、(d)；标注对称焊缝及双面焊缝时，不加虚线。图1—20基本符号相对基准线的位置1.5.3焊缝尺寸符号及其标注位置(1)焊缝尺寸符号，见表1—8。表1—8焊缝尺寸符号(2)焊缝尺寸符号及数据的标注原则，如图1—21：1)焊缝横截面上的尺寸标在基本符号的左侧；2)焊缝长度方向尺寸标在基本符号的右侧；图1—21焊缝尺寸的标注原则3)坡口角度、坡口面角度、根部间隙等尺寸标在基本符号的上侧或下侧；4)相同焊缝数量符号标在尾部；5)符号。当箭头线方向变化时，上述原则不变。(3)关于尺寸符号的说明1)长度上是连续的。2)透。3)塞焊缝、槽焊缝带有斜边时，应该标注孔底部的尺寸。【例题】说明图中焊缝符号的意义。a6mmb表示为单面Y形坡口，坡口角度60°装配间隙2mm，钝边2mm，焊后焊缝表面须加工成与母材平齐，相同焊缝有四条。c表示为带垫板的对接接头，单面焊，I形坡口，装配间隙2mmd8mm100mm20间距离50mm，在工地焊接。1.6焊接方法在图样上的表示定的数字表示。几种主要焊接方法的数字表示，见表9。表中同时列出了旧标准GB324—64焊接方法的字母表示，以作对照。表9焊接方法新旧代号的表示。在图样上焊接方法代号标注在焊缝符号指引线的尾部。1.7焊接工艺参数及其对焊缝形状的影响焊接时，为保证焊接质量而选定的各项参数的总称叫焊接工艺参数。1.7.1焊接电流则几乎保持不变(或略有增加)，见图1—22，这是埋弧自动焊时的实验结果。分析这些现象的原因是：(1)焊接电流增加时，电弧的热量增加，因此熔池体积和弧坑深度都随电流而增加，所以冷却下来后，焊缝厚度就增加。(2)焊接电流增加时，焊丝的熔化量也增加，因此焊缝的余高也随之增加。如果采用不填丝的钨极氩弧焊，则余高就不会增加。(3)焊接电流增加时，一方面是电弧截面略有增加，导致熔宽增加；另一方弧潜入熔池，使电弧摆动范围缩小，则就促使熔宽减少。由于两者共同的作用，所以实际上熔宽几乎保持不变。图1—22焊接电流对焊缝形状的影响H—焊缝厚度B—焊缝宽度d—余高I—焊接电流1.7.2电弧电压略有减少，见图1—23。这是因为电弧电压增加意味着电弧K度的增加，因此电所以用来熔化母材和焊丝的热量减少，相应焊缝厚度和余高就略有减小。图1—23电弧电压对焊缝形状的影响范围内任意变动。1.7.3焊接速度度和焊缝宽度都大为下降，见图1—24。这是因为焊接速度增加时，焊缝中单位时间内输入的热量减少了。图1—24焊接速度对焊缝形状的影响合在一起进行选用。1.7.4其它工艺参数及因素对焊缝形状的影响状也具有一定的影响。(1)电极直径和焊丝外伸长当其它条件不变时，减小电极(焊丝)直径不仅减小。5mm以上的粗焊丝，焊丝的外伸长在60～150mm范围内变动时，实际上可忽略其3mm5～10mm焊缝成形产生明显的影响。不锈钢焊丝的电阻率很大，这种影响就更大。因此，对细焊丝，特别是不锈钢熔化电极弧焊时，必须注意控制外伸长的稳定。(2)电极(焊丝)(焊丝)相对于焊接方向可以倾斜一个角度。当电极(焊丝)的倾角顺着焊接方向时叫后倾；逆着焊接方向时叫前倾，见图1—25(a)、(b)。电极(焊丝)前倾时，电弧力对熔池液体金属后排作用减弱，熔池底部液体金属增厚了，阻碍了电弧对熔池底部母材的加热，故焊缝厚度减小。前倾角度。愈小，这一影响愈明显，见图1—25(c)。图1—25电极(焊丝)倾角对焊缝形状的影响(a)后倾(b)前倾(c)前倾倾角的影响电极(焊丝)后倾时，情况与上述相反。(3)焊件倾角焊件相对水平面倾斜时，焊缝的形状可因焊接方向不同而有处往高处焊叫上坡焊，见图1—26(a)(b)。图1—26焊件倾角对焊缝形状的影响(a)下坡焊(b)上坡焊(c)下坡焊时焊件倾角的影响(d)上坡焊时焊件倾角的影响>6°～121—26(d)因此倾角。<6°～8°的下坡焊可使表面焊缝成形得到改善，手弧焊焊薄板时，常采用下坡焊，一方面是避免焊件烧穿，另一方面可以得到光滑的焊缝表面成形。1—26(c)。(4)坡口形状当其它条件不变时，增加坡口深度和宽度时，焊缝厚度略有增加，焊缝宽度略有增加，而余高显著减小，见图1—27。图1—27坡口形状对焊缝形状的影响(5)焊剂埋弧焊时，焊剂的成分、密度、颗粒度及堆积高度均对焊缝形状不良，熔池结晶时所排出的气体无法通过熔渣排除，使焊缝表面形成许多凹坑，成形恶化。(6)保护气体成分气体保护焊时，保护气体的成分以及与此密切相关的熔流反接时，焊缝形状的变化，见图1—28。射流过渡氩弧焊总是形成明显蘑菇状焊缝，氩气中加入O2、CO2或H2时，可使根部成形展宽，焊缝厚度略有增加。颗粒状和短路过渡电弧焊则形成的焊缝形状宽而浅。图1—28保护气体成分对焊缝形状的影响(7)母材的化学成分0Cr18Ni19和0Cr18Ni12Mo2得焊缝形状的变化，见表1—10。表1—10母材化学成分对焊缝形状的影响注：钨棒端部45°；弧长2mm电流150A；焊接速度300mm／min。2焊接工程图的表达方法2.1焊缝表示法2.1.1焊缝画法在技术图样中一般采用GB324-88规定的焊缝符号法表示焊缝。需要在图样允许采用粗线（粗线宽度的2倍）表示焊缝。具体要求如下：①在垂直于焊缝的视图或剖视图中，一般应画出焊缝的形式并涂黑；（可徒手绘制，细实线）。但在同一图样中，应采用同一画法。2.1.2焊缝的标注①焊缝的结构形式：基本符号、辅助符号、补充符号、指引线和焊缝尺寸度的1/10，如字高为3.5mm，则符号线宽为0.35mm。②指引线：采用细实线绘制，一般由带箭头的指引线（称为箭头线）和两条基准线（其以加上尾部