焊工理论培训

焊工理论培训一、金属材料1、钢铁材料的分类钢铁是钢和生铁的统称。钢和铁都是以铁和碳为主要元素组成的合金。钢铁材料是工业中应用最广、用量最大的金属材料。

钢铁材料分为生铁、铸铁和钢三类。

①生铁的分类

碳的质量分数大于2%的铁碳合金称为生铁。按用途可将生铁分为炼钢生铁和铸造生铁；按化学成分可将生铁分为普通生铁和特种生铁（包括天然合金生铁和铁合金）。

②铸铁的分类

碳的质量分数超过2%（一般为2.5%-3.5%）的铁碳合金称为铸铁。铸铁一般用铸造生铁经冲天炉等设备重熔，用于浇注机器零件。

按断口颜色可将铸铁分为灰铸铁、白口铸铁和麻口铸铁；按化学成分可将铸铁分为普通铸铁和合金铸铁；按生产工艺和组织性能可将铸铁分为普通灰铸铁、孕育铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁和特殊性能铸铁。

③钢的分类

碳的质量分数不超过2%的铁碳合金称为钢。按用途可将钢分为结构钢、工具钢、特殊钢和专业用钢；按化学成分可将钢分为碳素钢和合金钢。2、金属材料的机械性能金属材料的机械性能又称力学性能，是指由金属材料所制成的零部件，在一定的温度条件和机械载荷外力作用下，表现出来的抵抗材料失效损坏的能力。常用的机械性能指标有：强度、塑性、硬度、冲击韧性、多次冲击抗力和疲劳极限等。下面将分别讨论各种机械性能。

①强度

强度是指金属材料在静荷作用下抵抗破坏（过量塑性变形或断裂）的性能。由于载荷的作用方式有拉伸、压缩、弯曲、剪切等形式，所以强度也分为抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度等。各种强度间常有一定的联系，使用中一般较多以抗拉强度作为最基本的强度指标。

②塑性

塑性是指金属材料在载荷作用下，产生塑性变形（永久变形）而不破坏的能力。

③硬度

硬度是衡量金属材料软硬程度的指标。目前生产中测定硬度方法最常用的是压入硬度法，它是用一定几何形状的压头在一定载荷下压入被测试的金属材料表面，根据被压入程度来测定其硬度值。

常用的方法有布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HRA、HRB、HRC）和维氏硬度（HV）等方法。

④疲劳

前面所讨论的强度、塑性、硬度都是金属在静载荷作用下的机械性能指标。实际上，许多机器零件都是在循环载荷下工作的，在这种条件下零件会产生疲劳。

⑤冲击韧性

以很大速度作用于机件上的载荷称为冲击载荷，金属在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力叫做冲击韧性。3、金属材料的焊接性材料在限定的施工条件下，焊接成按规定设计需求的构件并满足预定要求的能力称为焊接性。焊接性受材料，焊接方法构件类型及运用要求四个因素的影响。从材料方面分析，焊接性受碳当量的影响，碳当量：为评估钢材的焊接性将各种合金元素按其对钢材淬硬、冷裂及脆化等现象的影响作用大小折算成碳的相当含量，称为碳当量。通常当碳的含量高于0．15％时可用国际焊接学会（IIW）推荐的公式计算碳当量。公式CE=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)15(%)随着碳当量的增加，焊接性变差。4、铝和铝合金的分类用四位数字体系和四位字符体系牌号第一个数字表示铝及铝合金的类别，其含义如下：

1）1XXX系列工业纯铝；

2）2XXX系列Al-Cu、Al-Cu-Mn合金，；

3）3XXX系列Al-Mn合金；

4）4XXX系列Al-Si合金；

5）5XXX系列Al-Mg合金；

6）6XXX系列Al-Mg-Si合金；

7）7XXX系列Al-Mg-Si-Cu合金；

8）8XXX系列其它。二、焊接材料焊接材料是焊接时所消耗的材料（包括焊条、焊丝、焊剂、保护气体等）的统称。常用的焊接材料有各种牌号的焊条、焊丝、焊剂、氩、氧、二氧化碳等。1、焊条根据焊条药皮的性质不同，焊条可以分为酸性焊条和碱性焊条两大类。药皮中含有多量酸性氧化物（TiO2、SiO2等）的焊条称为酸性焊条。药皮中含有多量碱性氧化物（CaO、Na2O等）的称为碱性焊条。酸性焊条能交直流两用，焊接工艺性能较好，但焊缝的力学性能，特别是冲击韧度较差，适用于一般低碳钢和强度较低的低合金结构钢的焊接，是应用最广的焊条。碱性焊条脱硫、脱磷能力强，药皮有去氢作用。焊接接头含氢量很低，故又称为低氢型焊条。碱性焊条的焊缝具有良好的抗裂性和力学性能，但工艺性能较差，一般用直流电源施焊，主要用于重要结构（如锅炉、压力容器和合金结构钢等）的焊接。常用焊条举例：J422（E4315）J507（E5015）2、焊丝按照材质不同可分为碳钢焊丝、不锈钢焊丝和铝合金焊丝等常用焊丝举例：H08A(ER49-1)H0Cr21Ni10(ER309)ER51833、焊剂根据用途可分为：气焊焊剂、钎焊焊剂和埋弧焊焊剂等。常用焊剂举例：硼砂剂102J4314、保护气体ArCO297.5%Ar+2.5%CO2三、焊接方法等离子弧焊机、激光焊机等。2、焊接电源与普通电源的区别①空载电压不同：直流焊接电源的空载电压一般为55～90V；交流焊接电源的空载电压一般为60～80V，而普通电源电压为220V或380V。②特性不同：焊接电源当电弧引燃后，电压降至一定数值后，即使焊接电流变化范围很大，而焊接电压则很小，普通电源电流增加而电压不变。③焊接电源允许频繁地短时间短路，而普通电源一般不允许短路。3、对焊接电源的基本要求①具有合适的外特性外特性：电弧在稳定状态下，焊接电源输出的电压与焊接电流的关系，就叫焊接电源的外特性②具有适当的空载电压③具有良好的动特性动特性：焊接过程中，电弧就是电焊机的负载。由于焊接回路中产生感抗，使电焊机输出电流和电压不能迅速依着外特性曲线来变化，要经过一个过渡过程才能稳定下来，这种过渡过程就叫焊接电源的动特性④具有良好的调节特性4、暂载率（负载持续率）暂载率是用来表示焊接电源工作状态的参数，它是在选定的工作时间周期内，允许焊机连续负载的时间。暂载率一般为35%；40%；60%；100%五、焊接生产1、ISO9000体系简介1987年第一版1994年第二版2000年第三版2008年第四版（尚未颁布）①实施ISO9000标准可以带来的益处有利于提高产品质量为提高组织的运作能力提供了有效的方法有利于增进国际贸易，消除技术壁垒有利于组织的持续改进和持续满足顾客的需求和期望②八项质量管理原则A以顾客为中心组织依存于顾客，因此组织应理解顾客当前的和未来的需求，满足顾客要求并争取超越顾客愿望。B领导作用领导者将本组织的宗旨、方向和内部环境统一起来，并营造使员工能够充分参与实现组织目标的环境。C全员参与各级人员是组织之本，只有他们的充分参与，才能使他们的才干为组织带来最大的收益。D过程方法将相关的资源和活动作为过程进行管理，可以更高效地得到期望的结果。E管理的系统方法针对设定的目标，识别、理解并管理一个由相互关联的过程所组成的体系，有组助于提高组织的有效性和效率。F持续改进持续改进是组织的一个永恒目标。G基于事实的决策方法对数据和信息的逻辑分析或直觉判断是有效决策的基础。H互利的供方关系通过互利的关系，增强组织及其供方创造价值的能力。③质量管理体系要求和产品要求的区别ISO9000族标准把质量管理体系要求与产品要求区分开来。ISO9001规定了质量管理体系要求。质量管理体系的要求是通用的，适用于所有行业和经济领域，不论其提供何种类别产品。ISO9001本身并不规定产品要求。产品要求可由顾客规定，或由组织通过预测顾客的要求规定，或由法规规定。产品要求，在某些情况下有关过程的要求可包含在诸如技术规范、产品标准、过程标准、合同协议和法规要求中。2、按照ISO15614标准规定的焊接工艺评定ISO15614标准简介3、按照EN287-1/2004和ISO9606-2标准规定的焊工考试EN287-1/2004和ISO9606-2标准简介4、焊缝在图样上的符号表示法见标准ISO2553六、焊接安全①弧焊电源的接地正确的接地方式，可在焊接回路中避免杂散电流，而这种杂散电流易引起事故的发生。②噪音防护噪音是物理现象，它是一种能够查到的具有负面作用的声音，是人们在空气中能够听到的一种声波，声波以机械能形式作用于人体的耳膜，这种机械波在16和20000HZ之间，以及波压值在0和120dB之间将引起人体的不安。噪音强度可由声波测量仪测定。焊接车间内应采取噪音防护措施，否则噪音将对人体造成伤害，通常车间内噪音应限制在85dB以下。③气焊及电弧焊时的射线防护电弧在高温状态下将释放出不同种类的射线，其中不可见的短波紫外线会导致皮肤及眼睛烧伤，而其中的可见光对人眼尤为有害，长波的红外线—热射线在长时间作用下有时会导致产生火花。因此在焊接时必须采取眼睛保护措施。在电弧焊中（例如手工电弧焊）采用面罩加护目镜来进行保护。④在容器内施焊如果必须在装过易燃物质（如沥青、油等）的容器内进行工作的话，则应采取如下措施：1）必须持有“许可证”（由企业负责人签发）。2）在入口处必须有专人看守。3）备有安全绳。4）

容器内用压缩空气⑤焊接盛有可燃性物质的容器在焊接该类容器时必须采取特殊的保护措施：开启泄流阀，容器内在负责人员的监督下用热水或蒸汽清洗，照明电压不得超过42V，焊接前容器内充满水、碳酸或氮气。5、车间布置—材料仓库（自由储存式）—成品库（通风式，包括中间仓库）—通风的工作场地所需装备有：用于运输和组装的起吊装置有：—悬臂和移动式吊车—起重工具—地面输送设备工序转送所须装置—小型装置—转送工具符合射线防护规定的X光室焊接件准备所须装置坡口加工装置和设备切割装置和设备焊接设备和装置焊接与切割夹具用于焊接填充材料和辅助材料的烘干装置组装工夹具用于预热和热处理的设备和装置对于流水生产，从原材料到最终产品制造所要求的全部设备均应配置在工位中。车间布置应根据产品结构尽量达到流水作业程序，以减少不必要的工件转换运输。图1所示为钢结构制造车间的布置简图举例。在车间布置设计时除应尽量作到流水作业外还须考虑：—按结构件的重量安排生产加工流程—露天材料库及预制工位设备吊装设备—生产制造车间的墙壁及屋顶采用消音及保温材料—车间内应配备通风设备6、焊接工位布置焊接工位在平面布置时应考虑具备如下设施：1）

护目镜2）

排烟除尖装置3）

工作台4）

焊接设备和电源5）

焊接填充材料和辅助材料6）

工具7）

接口和插座7.1）电源7.2）气体8）

工件吊装设备（如工件重量在20㎏以上时）9）

附加设施9.1）预热装置9.2）矫正装置9.3）退火炉7、焊接顺序的基本规则1）

焊接时尽量减少热输入量和尽量减少填充金属2）组焊结构应合理分配各个组单元，并进行合理的组对焊接3）位于构件钢性最大的部位最后焊接（尽可能使构件能够自由收缩）4）由中间向两侧对称进行焊接5）先焊对接焊缝，然后焊角焊缝如图6）先焊短焊缝，后焊长焊缝7）先焊对接焊缝，后焊环焊缝8）当存在焊接应力时，先焊拉应力区，后焊剪应力和压应力区9）当对变形有特殊限制时，可采用分段退焊法，此法对补修焊尤为适用（仅对手工电弧焊或半自动焊而言）七、焊接试验与检验按照ISO3834金属材料熔化焊的质量要求为了保证达到合同要求，在制造流程适当环节应进行相应的试验和检验。这些试验及(或)检验的部位及数量取决于合同及(或)产品标准、焊接方法及结构的类型1、焊前试验及检验在施焊之前，应作下列检验：─焊工和焊接操作工证书的适用性、有效性；─焊接工艺规程的适用性；─母材的标识；─焊接材料的标识；─焊接坡口(形式及尺寸)；─组对、夹具及定位；─焊接工艺规程中的任何特殊要求，如防止变形；─工作条件（包括环境）对焊接的适用性。2、焊接过程中的试验及检验在焊接过程中，应在适宜的间隔点或以连续监控的方式做下列检验：─主要焊接参数(