施工方向《钢结构》课件-单元七钢结构焊接工艺

单元七钢结构焊接工艺课题1

焊接工艺一般要求1.焊接材料的种类和作用焊接材料包括以下几种：(1)焊丝焊丝的作用主要是供给填充金属及焊缝所需要的合

金元素。在电弧焊中.焊丝还是传导电弧电流的一个电极。(2)焊条及其药皮在手工电弧焊中，并不直接使用裸状焊丝，

而是使用涂有药皮的焊条。焊条的选用应与焊件的钢材强度和性

能相适应。用符号Exxxx来表示。焊条符号E××××抗拉强度焊接电流、药皮类型焊接位置“0”和“1”表示适合于全位置焊接

“2”表示适合于平焊及水平角焊，

“4”表示适合于向下立焊焊条的选择焊条应与焊件钢材相适应。Q235

钢选择E43型焊条(E4300--E4328)Q345

钢选择E50型焊条(E5000--5048)Q390、Q420

钢选择E55型焊条(E5500--5518)不同钢种的钢材焊接，宜采用与低强度钢材相适应的焊条。焊条所涂敷的药皮在焊接中所起的作用如下：1)提高电弧的稳定性。药皮中的稳弧剂起提高电弧稳定性的

作用。2)防止空气进人熔池，造成对熔化金属的危害。3)形成比焊缝金属熔点低的熔渣。这些熔渣可以改善焊缝金属熔化中的冶金过程，提高焊接质量。4)带入焊缝金属所需要的合金元素。(3)焊剂除气体保护焊外，都采用相应的焊剂。焊剂是一种能在焊接过程中形成熔渣或气体，对熔化金属进行保护和冶金处理的一种

颗粒状的物质。电

缆电焊性、电程机电焊教电

弧

工件课题2钢结构常用焊接方法及应用范围1)手工电弧焊是以焊条和焊件作为两个电极，被焊金属称为焊件或母材。焊

接时因电弧的高温和吹力作用使焊件局部熔化。在被焊金属上形成

一个椭圆形充满液体金属的凹坑，这个凹坑称为熔池。随着焊条的移动熔池冷却凝固后形成焊缝。手工焊就是利用电弧产生的高温熔化焊条和焊件，使两块分离的金属熔合在一起，从而获得牢固的接头。焊条焊机保护气体焊件

电弧

熔池焊钳导线优点：方便，特别在高空和野外作业，小型焊接；缺点：质量波动大，要求焊工等级高，劳动强度大，效率低。2)埋弧焊原理：电弧在焊剂层下燃烧。利用焊丝和焊件之间燃烧的电弧产生的热量，熔化焊丝、焊剂和母材(焊件)而形成焊缝。应用：A、凡是焊缝可以保持在水平位置或倾斜角不大的焊件，均可用埋弧焊。B、板厚需大于5毫米(防烧穿)。缺点：设备投资大，施工位置受限等。图7

-3

自

动

埋

弧

焊1

—

焊

丝

转

盘

；

2

—

转

动

焊

丝

的

电

动

机

；3

—

焊

剂

漏

斗

；

4

—

电

源

；5

—

熔

化

的

焊

剂

；

6

—

焊

缝

金

属

；

7

—

焊

件

；8

一

移

动

方向气体保护焊减压器

流量计阈千燥器焊电工件CO₂气瓶焊丝课题3焊接缺陷、焊接应力和焊接变形一、焊接缺陷1、外部缺陷(位于焊缝外表面，用目测或低倍放大镜可以看到的缺

陷

)2、

内部缺陷(位于焊缝内部缺陷，用破坏性试验或无损探伤的方法

可以发现。

)1、

外部缺陷(1)咬边焊缝与母材熔合不好，出现沟槽，深度大于0.5mm(2)烧穿熔化金属从坡口背面流出，形成穿孔的缺陷(3)错边焊件没有对正，存在平行偏差(4)焊瘤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。(

5

)

弧

坑焊缝尾部产生的凹坑：(6)裂纹着色探伤显示产生的裂纹2、

内部缺陷1.裂纹(2)气孔焊缝中存在遗留气体：

(a)

(b)外部气孔内部气孔图5-8

气孔外部气孔单个气孔密集气孔08.08.201013:1608.08.201013:17(a)

(h)图5

-

9

夹

渣(

3

)

夹

渣焊后焊缝中残留焊渣术焊透(a)禾焊透(h)图5-10

未焊透未焊透(

4

)

未

焊

透接头根部没有完全熔透未焊透未溶合

未溶合(a)(b)图5-

11

未熔合(a)

焊道金属层间未熔合；

(b)

填充金属与母材之间未熔合(5)未熔合焊道之间、焊道与母材之间没有完全熔化焊缝与母材焊缝之间2、焊接残余应力及焊接残余变形焊接应力是产生焊接裂纹的重要原因之一。当结构承载时残余拉应力与工作应力叠加，使总的应力水平提高。对于塑性材料，当应力峰值达到屈服点后，该区应力不再增加而产生塑性变形。当材料的塑性耗尽时，

就会造成塑性破坏。对于脆性材料，由于缺少足够的塑性，不能很好地

进行塑性变形，随着工作应力的增加，最后导致整体

结构的脆性破坏。焊接纵向和横向收缩变形挠曲变形：挠曲可以由纵向收缩、横向收缩、角变形引起角变形表现为焊后构件的平面围绕焊缝产生角位移波浪变形及错边变形a)

b)点

固螺旋严a)

b)减小焊接残余应力的措施1.设计措施：设计上减小焊接应力的核心：正确布置焊缝，以避免应力叠加。1)尽量减少结构上焊缝的数量和焊缝尺寸。2)避免焊缝过分集中，焊缝间应保持足够的距离。3)采用刚性较小的接头形式。减小接头的刚性措施容器接管焊接2.工艺措施1)采用合理的装配焊接顺序和方向。①

在一个平面上的焊缝，焊接时，应保证焊缝

的纵向和横向收缩均能比较自由。1234567②

收缩量最大的焊缝应先焊。带盖板的双工字梁结构焊接顺序拼接焊缝合理的装配焊接顺序89-10④

平面交叉焊缝焊接时，在焊缝的交叉点易产生较大的焊接应力。③

工作时受力最大的焊缝应先焊。平面交叉焊缝的焊接顺序对接工字梁的焊接顺序2R=300铲尽坡c)a)b)d)⑤

对接焊缝与角焊缝交叉的结构。2)预热法。3)冷焊法。4)降低焊缝的拘束度。降低局部刚度减少内应力a)

b)热膨胀或冷收缩方向a)b)加热“减应区”法示意图5)加热“减应区”法。XxXX被加热的减应区受热后冷却收缩区大型容器底部拼接焊接顺序带盖板的双工字梁结构焊接顺序1一对接焊缝2—角焊缝对接焊缝的收缩量>角焊缝的收缩凉口平面交叉焊缝焊接时，应先焊横向焊缝口让每条焊缝都能自由收缩口先焊收缩大的焊缝(b)不正确(a)

正确课题4

焊缝质量检验1、