焊接培训材料

30三月2024焊接培训材料焊接基本知识电弧:由焊接电源供给的，在两极间产生强烈而持久的气体放电现象—叫电弧。〈1〉按电流种类可分为：交流电弧、直流电弧和脉冲电弧。〈2〉按电弧的状态可分为：自由电弧和压缩电弧（如等离子弧）。〈3〉按电极材料可分为：熔化极电弧和不熔化极电弧。母材:被焊接的金属---叫做母材。

熔滴:焊丝先端受热后熔化，并向熔池过渡的液态金属滴---叫做熔滴。熔池:熔焊时焊件上所形成的具有一定几何形状的液态金属部分---叫做熔池。焊缝:焊接后焊件中所形成的结合部分。焊缝金属:由熔化的母材和填充金属（焊丝、焊条等）凝固后形成的那部分金属。一、常用的焊接系列名词术语3/30/2024焊接基本知识保护气体:焊接中用于保护金属熔滴以及熔池免受外界有害气体（氢、氧、氮）侵入的气体---保护气体。焊接电流:焊接时，流经焊接回路的电流，一般用安培（A）表示。电弧电压:电弧两端（两电极）之间的电压降，一般用伏特（V）表示。3/30/2024焊接方法的分类：按工艺过程特点分类、按能源性质分类焊接压焊熔焊钎焊电渣、电子束、激光铝热焊气焊电弧焊药皮焊条电弧焊气体保护电弧焊埋弧焊、等离子弧焊等氩弧焊二氧化碳气体保护焊按工艺过程特点分类3/30/2024电弧焊电弧焊的分类

分为手工电弧焊、半自动（电弧）焊、自动（电弧）焊。自动（电弧）焊通常是指埋弧自动焊-在焊接部位覆有起保护作用的焊剂层，由填充金属制成的光焊丝插入焊剂层，与焊接金属产生电弧，电弧埋藏在焊剂层下，电弧产生的热量熔化焊丝、焊剂和母材金属形成焊缝，其焊接过程是自动化进行的。最普遍使用的是手工电弧焊。

基本工艺

手工电弧焊的基本工艺如下：a.在焊接前清理焊接表面，以免影响电弧引燃和焊缝的质量。b.准备好接头形式（坡口型式）。坡口的作用是使焊条、焊丝或焊炬（气焊时喷射乙炔-氧气火焰的喷嘴）能直接伸入坡口底部以保证焊透，并有利于脱渣和便于焊条在坡口内作必要的摆动，以获得良好的熔合。

3/30/2024电弧焊主要参数电弧焊的焊接规范中最主要的参数有：焊条种类（取决于母材的材料）、焊条直径（取决于焊件厚度、焊缝位置、焊接层数、焊接速度、焊接电流等）、焊接电流、焊接层数、焊接速度等。除了上述的普通电弧焊外，为了进一步提高焊接质量，还采用：气体保护电弧焊：例如利用氩气作为焊接区域保护气体的氩弧焊、利用二氧化碳作为焊接区域保护气体的二氧化碳保护焊等，钨极氩弧焊：以高熔点的金属钨棒作为焊接时产生电弧的一个电极，并处在氩气保护下的电弧焊，常用于不锈钢、高温合金等要求严格的焊接。等离子电弧焊：这是由钨极氩弧焊发展起来的一种焊接方法。电弧焊电流大小的判断电流小：焊道窄，熔深浅，易形成过高，未熔合，未焊透，夹渣，气孔，焊条粘连，断弧，不引弧等等电流大：焊道宽，熔深大，咬边，烧穿，缩孔，飞溅大，过烧，变形大，焊瘤等等3/30/2024电弧焊电弧焊焊接时产生火灾爆炸事故的预防措施1、焊接处10米以内不得有可燃物、易燃物，工作地点通道宽度应大于1米。高空作业更应注意火花的飞向。2、焊接作业处应把乙块发生器（可乙炔瓶）和氧气安置在10米以外。3、储放易燃易爆的容器未经清洗严禁焊接。在此情况下，首先要把残剩的由除尽，排除可燃气体，在确证没有爆炸的危险性之后才可以焊接。如使用气体探测器检查将更加安全。4、焊接管子、容器时，必须把孔盖，阀门打开。5、保证焊接设备、橡皮绝缘电缆的连接部分无松散的现象，破损部分绝缘良好，防止漏电和过热。6、严禁将易燃易爆管道作焊接回路使用.7、使用二氧化碳气瓶及氩气瓶时，应遵守《气瓶安全监察规程》。3/30/2024CO2气体保护焊二氧化碳气体保护焊：是以二氧化碳气为保护气体，进行焊接的方法。在应用方面操作简单，适合自动焊和全方位焊接。CO2气体纯度有技术要求焊接重要产品一定要选用CO2纯度≥99.8%的气体，焊缝气孔少，含氢量低，抗裂性好。二氧化碳气体保护焊的各种参数（1）焊丝直径焊丝的直径通常是根据焊件的厚薄、施焊的位置和效率等要求选择。焊j接薄板或中厚板的全位置焊缝时，多采用1.6mm以下的焊丝（称为细丝CO2气保焊）。

3/30/2024焊丝直径的选择残照右表3/30/2024CO2气体保护焊（2）焊接电流焊接电流的大小主要取决于送丝速度。送丝的速度越快，则焊接的电流就越大。焊接电流对焊缝的熔深的影响最大。当焊接电流为60~250A，即以短路过渡形式焊接时，焊缝熔深一般为1mm~2mm；只有在300A以上时，融身才明显的增大。（3）电弧电压短路过渡时，则电弧电压可用下式计算：U=0.04I+16±2(V)此时，焊接电流一般在200A以下，焊接电流和电弧电压的最佳配合值见表2当电流在200A以上时，则电弧电压的计算公式如下。U=0.04I+20±2(V)3/30/2024CO2气体保护焊（4）焊接速度半自动焊接时，熟练的焊工的焊接速度为18m/h~36m/h；自动焊时，焊接速度可高达150m/h。（5）焊丝的伸出长度一般的焊丝的伸出长度约为汉斯的直径的10倍左右，并随焊接电流的增加而增加。(焊丝伸出长度〈即干伸长度〉越长，焊丝的电阻量越大，由电阻热消耗的电流越大，焊接电流显示值越小，实际焊接电流也变小。所以焊丝伸出长度一般设定在12--20mm范围内)（6）气体的流量正常的焊接时，200A以下薄板焊接，CO2的流量为10L/min~25L/min.200A以上厚板焊接，CO2的流量为15L/min~25L/min.粗丝大规范自动焊为25L/min~50L/min.

3/30/2024CO2气体保护焊二氧化碳气体保护焊的优点1．焊接成本低。其成本只有埋弧焊和手工电弧焊的40~50%。2．生产效率高。其生产率是手工电弧焊的1~4倍。3．操作简便。明弧，对工件厚度不限，可进行全位置焊接而且可以向下焊接。4．焊缝抗裂性能高。焊缝低氢且含氮量也较少。5．焊后变形较小。角变形为千分之五，不平度只有千分之三。6．焊接飞溅小。当采用超低碳合金焊丝或药芯焊丝，或在CO2中加入Ar，都可以降低焊接飞溅。3/30/2024氩弧焊焊接氩弧焊是用氩气作保护气体的气体保护电弧焊，焊接时从焊枪喷嘴连续喷出保护气体氩气，以排除焊接区的空气,保护电极和溶池不受大气有害气体的危害。在氩弧焊应用中，根据所采用的电极类型可分为非熔化极氩弧焊和熔化极氩弧焊两大类。非熔化极氩弧焊又称为钨极氩弧焊，是一种常用的气体保护焊方法。3/30/2024手工氩弧焊焊接㈠手工钨极氩弧焊工艺参数：主要有焊接电流、电弧电压、钨极直径、氩气流量、焊丝直径、喷嘴直径、钨极伸出长度、焊接速度等。1.通常电弧电压的选用范围是10~20V。2.钨极直径不同电源极性、钨极直径的最大许用电流最大电流直径mm1.62.43.24.05.06.4直流正接70~150A150~250A250~400A400~500A500~750A750~1000A直流反接10~20A15~30A25~40A40~55A55~80A80~125A交流60~120A100~180A160~250A200~320A290~390A340~525A

3/30/2024手工氩弧焊焊接3.焊接电流电流过大容易产生烧穿或焊缝下陷、咬边等缺陷，还会引起钨极烧损或产生夹钨缺陷；电流过小，电弧燃烧不稳定甚至发生偏吹。4.电弧电压钨极端部越尖，电压越高。过高影响气体保护效果，也会使焊缝氧化或产生焊透不匀等缺陷。应在保证良好视线的前提下短弧操作5.焊丝直径和氩气流量：D=(2.5~3.5)dD-喷嘴直径(mm)d--钨极直径(mm)氩气流量过大可能破坏层流保护、卷入空气；流量过小，气流挺度减弱，也易使空气侵入。气体流量取决于喷嘴形状、尺寸、坡口形式、焊接电流及喷嘴与工件间距离，也与外界环境有关。3/30/2024手工氩弧焊焊接Q=KDQ-喷嘴直径(mm)K-系数，K=0.8~1.2(大喷嘴取上限，小喷嘴取下限)Q--氩气流量(L/min)6.钨极伸出长度系钨极端头伸出喷嘴端面的距离。伸出长度小，喷嘴与工件距离近则保护效果好。但过近影响视线，妨碍操作。总之，手工钨极氩弧焊的喷嘴直径一般为5~20mm；氩气流量3~25L/min；钨极伸出长度为5~10mm；喷嘴与工件距离5~12mm。3/30/2024手工氩弧焊焊接㈡手工钨极氩弧焊操作技术

1.焊接工艺参数氩气保护试验法：按选定的工艺参数在试验板(与工件材质相同)上引燃电弧后并保持不动，待电弧燃烧5~10秒灭弧，然后检查熔化焊点周围有无明显、光亮的圆圈。圆圈越大越光亮清晰，说明保护效果越好。颜色观察法：在试验板上焊接，焊后观察焊缝表面的氧化色，以鉴别气体保护效果。不锈钢焊缝表面呈银白色和金黄色最好，蓝色次之，灰色不良，黑色最差。2.坡口形式和尺寸常用坡口形式有V形、U形、双面V形和V-U组合形等。3/30/2024手工氩弧焊焊接㈢焊前清理及预热

1.焊前清理施焊前必须严格清理焊接区及填充焊丝，去除氧化膜、油脂及水分。工件表面未形成氧化膜时，可用丙酮进行脱脂处理，当已生成氧化膜时应进行酸化处理或用机械法打磨掉，焊前再用丙酮去污。2.预热黑色金属焊接一般不须预热，但板厚或管壁厚(δ26mm时)，可适当预热预热可加快焊接速度，防止过热、减少合金元素烧损，并利于良好熔合。3/30/2024手工氩弧焊焊接㈣操作技术

1.引弧可采用短路接触法引弧，既钨极在引弧板上轻轻接触一下并随即抬起2mm左右即可引燃电弧。使用普通氩弧焊机，只要将钨极对准待焊部位(保持3~5mm)，启动焊枪手柄上的按纽，这时高频振荡器即刻发生高频电流引起放电火花引燃电弧。2.填丝施焊电弧引燃后加热待焊部位，待熔池形成后随即适量多加焊丝加厚焊缝，然后转入正常焊接。焊枪与工件间保持后倾角75~80°，填充焊丝与工件倾角150~200，一般焊丝倾角越小越好，倾角大容易扰乱氩气保护。填丝动作要轻、稳，以防扰乱氩气保护，不能象气焊那样在熔池中搅拌，应一滴一滴地缓慢送入熔池，或者将焊丝端头浸入熔池中不断填入并向前移动。视装配间隙大小，焊丝与焊枪可同步缓慢地稍做横向摆动。以增加焊缝宽度。3/30/2024

防止焊丝与钨极接触、碰撞，否则将加剧钨极烧损并引起夹钨。焊丝端头不能脱离保护区，打底焊应1次连续完成，避免停弧以减少接头。焊接时发现有缺陷，如加渣、气孔等应将缺陷清除，不允许应重复熔化的方法来消除缺陷。第二层以后各层的焊接，如采用手工电弧焊应注意防止打底焊缝过烧。焊条直径不应大于3.2mm，并控制线能量。采用氩弧焊应将层间接头错开，并严格掌握、控制层间温度。4.收弧焊缝结尾收弧时，应填满熔池，再按动电流摔减按纽，使电流逐渐减小后熄灭电弧。如果焊机无电流衰减装置，收弧时可减慢焊接速度，增加焊丝填充量填满熔池，随后电弧移至坡口边缘快速熄灭。电弧熄灭后，焊枪喷嘴仍要对准熔池，以延续氩气保护，防止氧化。焊接薄板时，为防止变形可采用铜衬垫并将工件压贴于衬垫上，以利散热。还可将铜衬垫加工出凹槽，凹槽对准焊缝以便背面充气保护。手工氩弧焊焊接3/30/2024氩弧焊焊接安全防护(1)通风措施氩弧焊工作现场要有良好的通风装置，以排出有害气体及烟尘。除厂房通风外，可在焊接工作量大，焊机集中的地方，安装几台轴流风机向外排风。此外，还可采用局部通风的措施将电弧周围的有害气体抽走，例如采用明弧排烟罩、排烟焊枪、轻便小风机等。(2)防护射线措施尽可能采用放射剂量极低的铈钨极。钍钨极和铈钨极加工时，应采用密封式或抽风式砂轮磨削，操作者应配戴口罩、手套等个人防护用品，加工后要洗净手脸。钍钨极和铈钨极应放在铝盒内保存。

3/30/2024控制焊接变形的方法(接P211-217)3/30/2024控制焊接变形的方法3/30/20243/30/2024控制焊接变形的方法3/30/2024焊接变形的矫正3/30/2024焊接变形的矫正3/30/2024焊接变形的矫正3/30/20243/30/2024合金钢基本知识及焊接

为了提高钢的性能，在铁碳合金中有目的地加入一定量的合金元素所获得的钢，称之为合金钢。常用合金元素：Mn、Si、Cr、Mo、W、V、

Ti、Nb、Zr、Ni、RE(稀土)合金元素分类（根据与碳亲和力的大小）：强碳化物形成元素：Mo、W、Fe、V、Ti、Nb、Zr

弱碳化物形成元素：Mn、Cr非碳化物形成元素：Si、Cu、Co、

Ni、Al、N、B3/30/2024合金元素对钢的力学性能的影响合金元素对铁素体性能的影响(退火状态)3/30/2024四、合金钢的分类(按用途)3/30/2024不锈钢马氏体不锈钢：碳0.1%～1.0%，铬12%～18%。此类钢只在氧化性介质中(如大气、海水、氧化性酸)耐蚀，而在非氧化性介质中(如盐酸、碱溶液等)耐蚀性很低；钢的耐蚀性随铬含量的降低和碳含量的增加而降低，钢的强度、硬度和耐磨性则随碳的增加而改善。常见的有：低、中碳的Cr13型（如1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13）和高碳的Cr18型（如9Cr18、9Cr18MoV等）。3/30/2024不锈钢

奥氏体不锈钢：是在Cr18Ni8(18-8)基础上发展起来的，低碳(＜0.12％)、高铬(＞17％~25％)和较高镍(8％~29％)；此类钢具有最佳的耐蚀性，但相应地价格也较高；优良的低温韧性、高的加工硬化能力、耐热性和无磁性，其冷塑性加工性和焊接性能较好。以Cr18Ni8普通型奥氏体不锈钢用量最大，牌号有1Cr18Ni9，1Cr18Ni9Ti及0Cr18Ni9等。

3/30/2024不锈钢铁素体不锈钢：

碳含量<0.15%、铬含量12％～30％，耐蚀性优于马氏体不锈钢。Cr是铁素体形成元素，致使此类钢从室温到高温（1000℃左右）均为单相铁素体；塑性加工、切削加工和焊接性较优。主要用于对耐蚀性和抗氧化性有较高要求的零件，如耐硝酸、磷酸结构和抗氧化结构。

常见的铁素体不锈钢有0Cr13、1Cr17、1Cr28等。3/30/20243/30/2024耐热钢

高温下具有足够的强度和抗氧化性的钢称为耐热钢，以Cr、Mo为主要合金元素的低合金耐热钢，基体组织是珠光体（或珠光体+铁素体）称为珠光体耐热钢，常用钢号有15CrMo、12CrMoV、12Cr2MoWVTiB、14MnMov、18MnMoNb、13MnNiMoNb。由于珠光体耐热钢中含有一定量的Cr、Mo和其它一些合金元素，所以热影响区会产生硬脆的马氏体组织，低温焊接或焊接刚性较大的结构时，易形成冷裂纹。因此在焊接时应采取以下几项工艺措施：⑴预热

预热是焊接珠光体耐热钢的重要工艺措施。为了确保焊接质量，不论在定位焊或正式施焊过程中，焊件都应预热并保持为80～150℃用氩弧焊打底和CO2气体保护焊时，可以降低预热温度或不预热。3/30/2024耐热钢⑵焊后缓冷

焊后应立即用石棉布覆盖焊缝及热影响区，使其缓慢冷却。⑶焊后热处理

焊后应立即进行高温回火，防止产生延迟裂纹、消除应力和改善组织。焊后热处理温度应避免在350～500℃温度区间内进行，因珠光体耐热钢在该温度区间内有强烈的加火脆性现象。3/30/2024耐热钢焊材选用3/30/2024常用金属碳素钢Q235(A3钢)工艺性能：是最容易焊接的钢种，整个焊接过程无需特殊的工艺措施，许多焊接方法都适。热压力加工性能良好，冷加工性能和切削性能良好。焊材：J422CO2气体保护焊焊条：H08Mn2Si/H08Mn2SiA主要用途：通常用于350℃以下工作的受力不大的零部件。如焊接构件、锻件、型材制件、汽轮机后汽缸和冷凝器外壳等3/30/2024常用金属45钢属于中碳优质碳素结构钢，一般在正火状态下使用，在力学性能要求较高的小型零件采取调质处理。该钢的冷变形能力中等，切削加工性能良好，在一定条件下可焊接。工艺性能：热加工成形性良好冷变形塑性中等，钢条可供冷墩锻切削加工性能良好，退火后当HB=179~230时，相对切削加工性为60%焊接性尚可，焊前预热200~250℃，当含碳量高，厚度大，刚度大时，则予预热温度提高到250~400℃，焊后立即进行600~650℃回火处理。焊材：J422J507（有强度要求）主要用途：用于强度稍高的零件，如小容量汽轮机主轴、叶轮、齿轮、联轴器和紧固件等3/30/2024常用金属15CrMo合金钢是汽轮机锅炉常用的低合金热强钢，有良好的工艺成形性、较好的力学性能500~550℃具有较高的热强性。焊接性能良好。用于管板结构件和焊接结构件，通常在500~550℃下使用。工艺性能：熔炼和锻造有良好的切削加工性能和冷变形塑性焊接性良好，手工焊接用R307焊条，焊前预热200~250℃，焊后回火650~720℃热处理正火930~960℃，回火608~730℃空冷。常温下工作的重要零件也可进行调质处理。主要用途：用作蒸汽参数510℃以下的高中压主蒸汽管、锻件等重要零件。3/30/2024常用金属35CrMoA属于中碳鉻钼钢，室温下具有较好的综合力学性能。热处理时无过热倾向，淬火变形小，但淬透性不高。冷变形塑性中等，焊接性能差，通常在调质状态下使用。工作温度不高于510℃工艺性能：熔炼和锻造切削加工性能良好。焊接性差，手工焊可用结107-鉻或结857-鉻焊条，焊前需予热300℃左右，焊后及时回火热处理高温回火680~720℃主要用途：适用于在较高负荷下工作的重要构件，如480℃以下的汽轮机螺栓，510℃以下的螺母等3/30/2024常用金属ZG230-450是普通碳素铸钢，具有一定的室温强度和热强性，工艺性好，通常在400℃以下使用。工艺性能：熔炼和铸造切削