初级焊工培训－材料＋焊接等.ppt

欢迎进入-焊接培训 初级焊工 深圳市劳动局职业技能训练中心 2007-03修订 1 欢迎进入-焊接培训 焊接工程师/培训讲师 10年焊接工艺及现场制造经验 精益生产倡导者 6绿带 联络方式： 0755 33231102 QQ:107333169 培训讲师-蓝世清 2 欢迎进入-焊接培训 课程安排 序号内容序号内容 1典型焊接工艺过 程18等离子切割/氧-乙炔气焊 2焊接识图19焊接辅助工装夹具 3金属材料知识20焊接相关工艺简 介 4金属学与热处 理21燃烧/火灾/爆炸原理 5焊接电弧22焊接防火/防爆 6焊接电源23焊接安全用电 7焊接电弧与电源复习24特殊焊割作业 8焊接材料-焊条25焊接职业 危害及劳动 保护 9其他焊接材料26焊接安全管理 10 焊接结构生产-坡口设计 及结构处理27复习题讲 解及模拟考试 11焊缩缝 空间位置及特点28复习题讲 解及模拟考试 12焊条电弧焊工艺特点及操作要领29复习题讲 解及模拟考试 13钨极氩弧焊工艺特点及操作要领30复习题讲 解及模拟考试 14其他常焊接方法工艺特点简介31 15常见焊 接缺陷产生及防治32 16碳弧气刨工艺特点及操作要领33 17氧气切割工艺特点及操作要领34 3 欢迎进入-焊接培训 1、典型焊接工艺过程 认知焊接及本培训目的 4 欢迎进入-焊接培训 现实世界里我们看到了什么？ !丰富多彩的物质世界！ 5 欢迎进入-焊接培训 焊工 VS “裁缝” w实物才是我们需要的(或者说有价值的)； w天然实物是不少见,但直接实用的并我多见； w大多数我们使用的实体都是经过我们加工，组合过的 w组合加工包括：定位、夹紧、连接； w四大类连接：螺栓连接、铆接、粘接、焊接； w焊工就是特定物质(金属等)的“裁缝” 如何做好一件衣服呢？ 怎样开展一次焊接工作呢？ 6 欢迎进入-焊接培训 焊接史上的里程碑 1922 Prairie 管道公司使用氧乙炔焊接技术，成功地完成了从墨西哥 到德克撒斯的直径为8英寸，长达140英里的原油输送管线的 铺设 工作。 1923 斯托迪发明堆焊 1923 世界上第一个浮顶式储罐（用来储存汽油或其他化工品）建成 ；其优点是由焊接而成的浮顶与罐壁组成象望远镜 一样可升 高或降低的储罐，从而可以很方便的改变储 罐的体积 1924 Magnolia 气体公司使用氧乙炔焊接技术建成了14英里长的全焊 结构的天然气管线 1924 在美国由H.H.Lester首先使用X光线照相术，为Boston Edison 公司的发电 厂检验 蒸汽压力为8.3Mpa的待安装的铸件质量 1926 美国Langmuir发明原子氢焊 1926 美国Alexandre发明CO2气体保护焊 原理1926 由美国的A.O.Smith公司率先介绍了在电弧焊接用金属电极外 使用挤压 方式涂上起保护作用的固体药皮（即手工电弧焊焊 条）的制作方法 1926 铬钨钴焊 材合金获得了第一份关于药芯焊丝 的专利1926 美国人M.Hobart和 P.K.Devers获得了使用氦气作为电 弧保护气 体的专利 1927 由Lindberg单独驾驶 Ryan式单翼飞机成功地飞过 了大西洋， 该飞 机机身是由全焊合金钢管结构组成的 1928 第一部结构钢焊 接法规建筑结构中熔化焊和气割规则 由 美国焊接学会出版发行，这部法规就是今天的D1.1结构钢 焊接规则 的前身 1930 Georgia 铁路中心为了在两条隧道中铺设铁 路采用了连续焊 接 的方法。焊接轨道在两年后线路贯通时投入使用 1930 前苏联罗 比诺夫发明埋弧焊 1931 由焊接工艺制造全钢结 构组成的帝国大厦建成1933 第一条使用电弧焊工艺焊 接的接头采用无衬垫结 构的长输 管 线铺 成 1933 当时世界上最高的悬索桥旧金山的金门大桥建成通车，她是 由87750吨钢材焊接拼成的 1934 巴顿焊 接研究所成立 欧洲最大的全焊接第涅伯河上铁桥 巴顿桥 1934 非加热压 力容器规范由APIASME合作出版发行1935 美国的Linde Air Products公司完善了埋弧焊技术 1936 瑞士Wasserman发明低温钎焊1939 美国Reinecke发明等离子流喷枪 1940 第一艘全焊接船Exchequer号在美国的Ingalls 船坞建成下水1941 美国人Meredith 发明了钨极惰性气体保护电 弧焊（氦弧焊） 1941 二次世界大战时舰 艇、飞机、坦克及各种重武器的制造采用 了大量的焊接技术 7 欢迎进入-焊接培训 典型的焊接工艺过程 w焊接准备 n明白任务 w结构的形状和尺寸 w接头部位的材质和厚度 w焊头细节，接头的质量等级 n过程规划 w定焊接方法 w定焊接电源 w定焊接材料 w预定焊接工艺参数 w焊接过程控制事项 n生产准备 w准备生产资料，关注安全生产及劳动保护 w焊接过程控制 n如焊条电弧焊：引弧，运条，接头，收弧。关注“控制“ w焊后处理 n脱氢，防腐等 w检验 n需求管理简介 8 欢迎进入-焊接培训 明白任务 w结构的形状和尺寸 n全局重于局部 w接头部位的材质和厚度 n有钢，铜，铝等的焊接经验么？有什么不同？ w焊头细节，质量等级 n焊成什么样叫合格？多宽，多高，什么样？ 明白任务相当于射击比赛的看到靶！ 看不到靶，能打中靶吗？ 看到了靶就一定能打中吗？ 我们还需要做什么？ 我们有没有先开枪 后瞄准 9 欢迎进入-焊接培训 焊接过程规划 w定焊接方法 n如何定方法？ n了解常用焊接方法的特点吗？焊条电弧焊，氩弧焊，CO2焊 w定焊接电源 n交流、直流电源的特点：经济性，电弧稳定性 w定焊接材料 nJ422，J507带表什么？ n常用焊接材料的特点？ n如何选择？ w预定焊接工艺参数 n焊接工艺参数对焊缝成形接焊接质量的影响？ n电流大小？ n电压（弧长）高低？ n焊接速度？ w焊接过程控制事项 n如何控制？反馈 10 欢迎进入-焊接培训 生产准备 w准备生产资料 n刚才选定的设备，焊工，物料，焊接材料，坡口处理 w关注安全生产及劳动保护 n本方法有何职业危害？ n如何采取有针对性的防护？ n现有措施得当么？ 11 欢迎进入-焊接培训 焊接过程控制 以焊条电弧焊为例，焊接过程包括： w引弧 w运条 w接头 w收弧 什么叫控制？就是一个闭环反馈系统。 如何控制？ 1、建立标准（什么是合格） 2、现场采集数据（如何采集，如何传递） 3、比对，出结果（数据与标准） 4、结果合格，继续 5、结果不合格呢？采取措施控制 6、再采集数据比对，直到工作结束 例如：焊缝宽度控制例如：焊缝宽度控制 12 欢迎进入-焊接培训 焊后处理 为确保或恢复焊接接头性能而采取的措施 w不锈钢焊接，如何确保接头先被腐蚀？ w耐热钢，耐磨钢呢？ w受力构件的脱氢处理？防冷裂纹。 13 欢迎进入-焊接培训 焊了就一定合格么？-检验 w产品/工艺要求实现了么？不可能焊了就一定合格 w如何确认？-检验 w焊接检验分类： n目视检验（外观检验） n无损检 n力学性能测试/晶相检 n使用性能检（水压/气密） n其他特定性能检 我们存在因为我们能满足“需求” 14 欢迎进入-焊接培训 本结小结 w典型焊接工艺小结 w课程内容安排 w有问题么？ 本次课结束！谢谢！ 15 欢迎进入-焊接培训 2、焊接识图 如保明白任务？-最好方法是识图 16 欢迎进入-焊接培训 第一节 正投影基本原理 w投影基本知识 中心投影、正投影 w三视图 主、俯视图长对正； 主、左视图高齐平； 俯、左视图宽相等。 17 欢迎进入-焊接培训 第二节 简单零件剖视图的表达方法 w剖视图 w看剖视图的要点 n找剖切面位置 n明确剖视图是零件剖切后的可见轮廓的投影 n看剖面符号 n剖视图上通常没有虚线 n看剖切位置、投影方向、剖视图名称 w剖视图的分类： n全剖、半剖、局部剖 w识图练习 18 欢迎进入-焊接培训 第三节 零件的规定画法及代号标注 w螺纹画法及标注 w键、销的标注方法 w齿轮的表示方法 w滚动轴承的表示方法 19 欢迎进入-焊接培训 第四节 装配图的识读 w装配图的作用 n装配图是表达机器或零、部件的工作原理、结构形状和装配关 系的图样 w装配图的内容 n一组视图、必要的尺寸、技术要求、标题栏/明细栏和零件序号 w规定画法 w特殊表达方法 20 欢迎进入-焊接培训 读装配图的步骤 w看标题栏、和明细栏 w分析视图关系 w分析零件 w分析配合关系 w定位与调整 w连接与紧固 w密封与润滑 w装拆顺序 w了解技术要求 21 欢迎进入-焊接培训 第五节 焊接装配图及焊缝符号 特点： w必须清楚地表示与焊接有关的问题，如坡口与接头形式、焊接方法 、焊接材料型号和焊接及验收的技术要求等。 常涉及到： w典型工件制造的工艺守则 w焊接方法的工艺守则 w施焊的工艺评定编号 本章重点 22 欢迎进入-焊接培训 焊接符号 1 2 5 4 3 5 4 w基本符号 w指引线 w辅助符号 w补允符号 w焊缝尺寸符号 23 欢迎进入-焊接培训 1、基本符号 w卷边 wI形焊缝 wV形焊缝 w单边V形焊缝 w带钝边V形焊缝 w带钝边单边V形焊缝 w带钝边U形焊缝 w带钝边J形焊缝 w封底焊缝 w角焊缝 w塞焊缝或槽焊缝 w点焊 w缝焊缝 24 欢迎进入-焊接培训 辅助符号和补充符号 w带垫板 w三面焊 w周围焊（包围焊） w现场施焊 w尾部符号 w平 w凹 w凸 25 欢迎进入-焊接培训 焊缝尺寸符号 工件厚度 坡口角度 b 根部间隙 p 钝边 e 焊缝间距 k 焊角尺寸 d 熔核直径 s 焊缝有效厚度 c 焊缝宽度 r 根部半径 l 焊缝长度 n 焊缝段数 N 相同焊缝数量 H 坡口深度 h 余高 坡口面角度 26 欢迎进入-焊接培训 GB5185-85 金属焊接及钎焊方法在图样上的表示代号 111手弧焊（涂料焊条熔化极电弧焊） 12-埋弧焊 131MIG焊：熔化极惰性气体保护焊（含熔化极氩弧焊） 135MAG焊：熔化极非惰性气体保护焊（含二氧化碳气体保护焊） 141TIG焊：钨极惰性气体保护焊（含钨极氩弧焊） 15-等离子焊 22-点焊 22-缝焊 311-氧-乙炔气焊 单一焊接方法直接用代号表示在引出线尾部 组合焊接方法（12/141):分母表示打底，分子表示盖面 27 欢迎进入-焊接培训 焊接符号的识读 12100 111 有其他问题么？ 本结结束！谢谢！ 28 欢迎进入-焊接培训 3、常用金属材料的一般知识 所有东西都能焊吗？都一样好焊吗？ 了解焊接性评估 29 欢迎进入-焊接培训 第一节 常用材料的物理、力学性能 w密度 w熔点 w导热率 w线性膨胀系数 w导电性 w磁性 w强度 w塑性 w硬度 w冲击韧性 w疲劳强度 w蠕变 30 欢迎进入-焊接培训 第二节 常用金属材料的牌号、性能和用途 含碳量 低0.25；中0.250.60；高 0.60 含s.p量 普通s0.05%;p0.045% 优质s0.035%;p0.035% 高级优质s0.025%;p0.025% 特级优质s0.015%; p 0.025% 用途 结构钢；工具钢碳钢 分类 31 欢迎进入-焊接培训 结构钢 w普通碳素结构钢 牌号：Q(屈服强度)+屈服点数值+质量等级+脱氧方法 w优质碳素结构钢 牌号：用含碳量的万分数表示 32 欢迎进入-焊接培训 钢材的强化机理 w强化机制：固溶强化；第二相粒子沉淀强化；细化晶粒强化；形变强化（因加工硬化而引 入的位错强化）；相变 强化等。 s(Mpa)=PN+IN+R+G+SG+D+PH+pear+T ws屈服强度（Mpa）; wPN派纳力，即点阵内摩擦力； wIN间隙溶强化项； wIN=KCC+KNN wR置换溶强化项 wSG亚结构强化项 wG细化晶粒强化项 wD位错强化项 wph沉淀强化项 wpear珠光体强化项 wT织构强化项，随织构类型和织构强度而变，并造成钢材各向异性。 33 欢迎进入-焊接培训 固溶强化 w当溶质原子溶入基本金属中形成固溶体时，将使金属强化。它是强化金 属的基本途径之一。 w间隙固溶强化 n碳、氮等原子可嵌入基体-Fe晶体点阵的八面体间隙中，使点阵产生不对称 正方性畸变造成强化效应。钢基体的强度随着（C,N）含量的增加而增大， 强化增量与碳原子含量的平方根成直线关系 w质换固溶强化。 n当溶质和溶剂原子半径相近，结构相似，化学性质也类似时，则极限固溶度 可能很大，但其强化效应却很小。 n当溶质原素发生改变时，其强化效应亦相应发生变化。 n当形成置换固溶体时，由于溶质原子在基体中产生的点阵畸变大都是球面对 称的，因而强化效应比间隙固溶强化约小两个数量级。但可使基体的强度平 缓增加，而且韧性、塑性基本不降低。对于微合金钢来说置换固溶强化的贡 献主要来自Mn和Si. 34 欢迎进入-焊接培训 沉淀强化 w当第二相微粒从过饱和固溶 体中沉淀析出，将使基体金 属产生强化，称为沉淀强化 或时效强化，这是强化金属 的基本途径之一。 35 欢迎进入-焊接培训 细化晶粒强化 w细化晶粒强化：晶界越多，阻碍位错运动的作用越大，从而 导致金属的屈服强度升高。 w1、位错被溶原子（C,N）的钉扎程度，钉扎作用强，则强化 作用多; w2、塑性变形时滑移系的数目。滑移系少，则强化作用多; 36 欢迎进入-焊接培训 位错强化 w通过热处理、相间析出、控制轧制和冷塑性变形以提高位错密 度，是强化金属的基本途径之一。 37 欢迎进入-焊接培训 金属强化小结 w综上所述，位错强化的贡献是很大的，因所有的强化效应都离 不开位错的作用，强化效应是位错运动受阻的宏观表现，强化 措施的基本出发点就在于为位错动运设置障碍。强化机制的基 本内容则为说明位错与位错、位错与其他微观晶体缺陷之间的 弹性交互作用。 w应尽量采用细化晶粒强化和沉淀强化，并辅以位错强化、亚晶 强化和置换固溶强化，但应尽量避免C,N间隙固溶强化或珠光体 强化。 38 欢迎进入-焊接培训 合金钢 在碳钢的基础上，为了获得一定的性能， 有目的地加入一种或多种合金元素的钢 39 欢迎进入-焊接培训 合金钢分类 用途 合金结构钢；合金工具钢；特殊性能钢 合金元素总含量 低 5 中 510 高 10 40 欢迎进入-焊接培训 合金结构钢的性能特点 w普通低合金结构钢 n含碳量较低，但通过合金元素的强化作用，能获得较高的强度，同时保 持较高的塑性、韧性。广泛应用于各种场合 w不锈钢（常见有5种） w具有抗大气、酸、碱、盐等腐蚀作用的不锈耐酸钢的统称 w不锈钢+耐酸钢 w耐热钢 抗氧化钢；珠光体耐热钢 41 欢迎进入-焊接培训 不锈钢的钝化机制 w薄膜理论：钝化是由于金属与周围介质反应生成一层极薄的氧化膜所包 覆，这层保护膜就作为金属与介质间的一个屏障，从而降低金属的溶解 速率。这种氧化膜在一定条件下是致密的，不易溶解，即使损坏，它可 以再生。钝化膜的存在，使阳极过程反应受到阻滞，从而提高了金属的 化学稳定性和抗蚀性。 w吸附理论：钝化是由于离子吸附所引起的金属表面化学活性减小。如金 属的阳极区域表面吸附一定数量的氧、氧化剂或其他物质时，就可以产 生钝化。此外，如果所吸附的氧能饱和所有金属原子的未饱和价，便会 产生钝化，使化学反应速度减小，这就是钝化的原因。 w其实这两种理论是相辅相成的，因为当氧的吸附层到一定厚度时，就会 转化为钝化膜。既然不锈钢的钝化是由于在钢的阳极区域表面生成了一 层氧化膜或氧的吸附层，所以不锈钢主要是在氧化性介质中才是“不锈” 的。 42 欢迎进入-焊接培训 n/8定律 w当较贵重组元的含量为1/8、2/8原子比时，则合金的抗蚀性就 有飞跃式的提高，又称Tamman定律。n称为稳定度或稳定临界值。 w铬是不锈钢中的主要合金元素，当铬含量超过11.7（重量）时， 使Fe-Cr合金转入钝态，并获得较好的力学性能和工艺性能。除铬以 外，再没有能提供这样效能而价廉的元素，当铬含量达12.7时， 它就封闭了相区，形成均匀单相固溶体铁素体。 w为了获得单相奥氏体组织，必须加入30Ni，若镍与铬复合加入， 则可降低镍量典型成分为18Cr-8Ni，一般称为18-8型奥氏体不锈钢 。 43 欢迎进入-焊接培训 不锈钢的分类 马氏体型 强度、硬度高，冲压性和焊接性差。焊后有较大内应力 铁素体型 室温至960无明显组织相变，但存在严重T8/5回火脆性。焊接性优于马氏体 型 奥氏体型 以18-8型为代表，常温下无磁性，冲压性优异、焊接性良好，是目前应用最 广泛的一种 奥氏体-铁素体双相不锈钢； 它综合了奥氏体和铁素体两型不锈钢的伏点，具有良好的韧性，强度和焊接 性，其中屈服强度可达普通不锈钢的2倍。60年代中期瑞典研制出的，我国 80年代开始把它作为一个独立系列的钢种，具有良好的耐应力腐蚀能力。 Cr18。Cr21都是 沉淀硬化型 44 欢迎进入-焊接培训 西气东输工程中使用的双相不锈钢 45 欢迎进入-焊接培训 有色金属 常用的有色金属有： w铝及铝合金：轻金属，比重度高 w铜及铜合金：优异的导电导热性 w钛及钛合金：轻金属，耐蚀性优异 通把铁及其称为黑色金属，而把非金属及其合金称为有色属， 有色金属具有许多特殊性能，应用广泛 46 欢迎进入-焊接培训 铸铁铸铁 的可焊焊性 一、可焊性与同类材料比较:不好 二、可焊性与低碳钢比较:很困难 三、焊接说明: 硬度高、脆性大、容易产生裂纹、不宜进行焊接 白口铸铁 一、可焊性与同类材料比较:较差 二、可焊性与低碳钢比较:很困难 三、焊接说明 手工电弧焊 1.低碳钢焊条:焊缝极易出现裂纹,加工性能极坏,只用于焊补很不重要的工件 2.铁镍焊条:加工性良好,接头力学性能基本可达到与母材相差不大 气焊:焊后不热处理,焊接接头加工性好.适用于接头质量要求较高的中小型缺陷的修补.焊条成份以C3-3.5%, Si3-3.6%,Mn0.45%,S 0.015%,P 0.07%,Mg0.07-0.12%较为合适 球墨铸铁 一、可焊性与同类材料比较:一般 二、可焊性与低碳钢比较: 很困难 三、焊接说明 复杂铸件应整体加热,简单零件用焊具局部加热即可.重熔部分易产生白口 可锻铸铁的 一、可焊性与同类材料比较:一般 二、可焊性与同类材料比较:很困难 三、焊接说明 电弧焊法: 1.低碳钢焊条:焊缝不经热处理不能用一般加工方法加工,只能用砂轮打磨,焊缝极易出现裂缝.只适用于不需机加 工的不重要工件缺陷的焊补.焊缝处只能承受较小的静负荷 2.铸铁焊条:焊接接头加工性一般,焊缝易出现裂缝.只适适用于中、小型零件待加工面和已加工面的较小缺陷的 焊补.如小砂眼,小缩孔及小裂缝等 3.铜钢焊条:加工性能较差,焊缝抗裂纹性能较好,强度较高,能承受罗大静负荷及一定的动负荷,能基本满足紧密 性要求.对复杂的,风度在的工件不宜采用 气焊法 1.铸铁焊条:加工性良好,接头具有与母材相近的力学性能与颜色,焊补处刚度大,结构复杂时,易出现裂纹.适用于 焊补刚度不大、结构不复杂、待加工尺寸不大的缺陷 热焊法及半热焊法 1.铸铁焊条:加工性、紧密性都好,内应力小,不易出现裂纹,接头具有与母材相近的强度.适用于焊后须加工,要承受较 大静负荷、动负荷,要求紧密性等复杂结构.大的缺陷且工件壁较厚时用电弧焊,中小缺陷且工件薄时用气焊 灰铸铁 47 欢迎进入-焊接培训 铝铝及铝铝合金的可焊焊性 1-10较差 良好 良好 良好 良好 电子束焊 3-8不好 不好 不好 一般 一般手工电弧焊 1-10不好 不好 不好 一般 一般 碳弧焊 0.5-10不好 较差 不好 良好 良好 气焊 4一般 良好 良好 一般 一般 电阻焊(点 焊.缝 焊) 0.8较差 良好 良好 良好 良好 熔化极脉冲 氩弧焊 3较差 良好 良好 良好 良好 熔化极氩弧 焊 1-10不好 良好 良好 良好良好钨极氩弧焊 LY11,LY12, LY16 LF2,LF3LF5,LF6LF21L1-L6 适用厚度范 围 mm 材料牌号 焊 接 方 法 48 欢迎进入-焊接培训 铜铜及铜铜合金的可焊焊性 1 - 16良好 一般 一般 一般等离子弧焊 6 - 30- 一般 较差 一般 埋弧焊 2 - 10一般 较差 不好 不好 手工电弧焊 2 - 20- 一般 较差 较差 碳弧焊 0.5-10- 不好 一般 不好 气焊 4 - 50良好 一般 一般 良好 熔化极自动 氩弧焊 1 - 12良好 一般 一般 良好 钨极氩弧焊 镍白铜青铜黄铜紫铜 适用厚度范围 mm 材料牌号 焊 接 方 法 49 欢迎进入-焊接培训 变形铝合金的国际牌号 w第一位数字表示主要合金元素： n1xxx系未合金化的纯铝（99）; n2xxx系以Cu为主要合金元素的时效强化铝合金； n3xxx系以Mn为主要合金元素可冷加工硬化的铝合金; n4xxx系以Si为主要合金元素的铝合金； n5xxx系以Mg为主要合金元素可加工硬化的铝合金； n6xxx系以Mg,Si为主要合金元素可热处理强化的铝合金； n7xxx系以Zn（和Mg）为主要合金元素的时效强化铝合金。 w第二位数字表示一种紧密的相互关系 w第三、四位数字表示在1xxx系中有重要意义（纯度） ，而在其它合金系并不重要。 50 欢迎进入-焊接培训 练习 w下列多种材料，都能用于制造某一结构： wQ235，45，不锈钢304，铝合金6063t5 w最好焊是哪种？ w最难焊又是哪种？ 还有其他问题么？本结结束！谢谢！ 51 欢迎进入-焊接培训 4、金属学及热处理 从微观角的度观察世界 性能决定一组织及成份 52 欢迎进入-焊接培训 金属晶体结构一般知识 w晶体与非晶体 w晶格与晶胞 w晶格类型(85%属于以下三种)： 体心立方；面心立方；密排六方 w金属结晶及晶粒度对力学性能的影响 n金属的结晶就是由原子不规划的液体逐步过渡到原子规则排列的 晶体的过程，包括形核和长大 n晶粒越细金属的力学性能越高。 n晶粒度通常分为八级，一级最粗，二级最细，晶粒度大小与过冷 度有关，过冷度越大则晶粒越细。 53 欢迎进入-焊接培训 钢的同素异构转变（典型金属） 液体 1538 -Fe 1394 -Fe 912 -Fe 金属在固态下随温度的改变，由一种晶格转变为另一种 晶格的现象。以下是铁的同素异构转变： 54 欢迎进入-焊接培训 合金的组织结构 w合金是一种金属元素与其它元素或非金属，通过熔炼或 其它方法结合成的具有金属特性的物质。组成合金的基 本的独立物质称为组元。 w合金具有更好的力学性能，还可以调整组元比例，获得 一系列不同性能的合金以满足要求 w在合金中具有相同物理化学性能并与其它部分以界面分 开的一种物质部分称为相。固相、液相、气相 w固相可以是单相，也可以是多相： n固溶体：间隙固溶体、置换固溶体 n金属化合物 n混合物 55 欢迎进入-焊接培训 铁碳合金的基本组织 w铁素体 w奥氏体 w渗碳体 w珠光体 w莱氏体 w马氏体 56 欢迎进入-焊接培训 钢在固态下加热到一定的温度，在这个温度下保温一定时间，然后 以一定的冷却速度冷却到室温，以获得所希望的组织结构和工艺性 能。 w淬火 w回火 热处理： w退火 w正火 57 欢迎进入-焊接培训 铸铁的热处理 w消除内应力退火（时效） w石墨化退火 w提高力学性能与耐磨性的热处理 正火；淬火及回火；等温淬火；表面淬火 58 欢迎进入-焊接培训 本结小结 w金属的微观世界，晶格 w常见组织：铁素体，奥氏体，马氏体，渗碳体 w热处理的基本条件： n同素异构转变， n强化相在不同晶格中的溶解度不同 w常见热处理方法及应用场合 有什么问题？ 本结结束！谢谢！ 59 欢迎进入-焊接培训 5、焊接电弧 了解焊接及焊接能源的特点 60 欢迎进入-焊接培训 焊接： 通过加压、加热或两者并用； 用或不用填充材料； 使金属间达到原子结合的一种加工方法 。 实现方法 辅助手段 物理本质 61 欢迎进入-焊接培训 62 欢迎进入-焊接培训 电弧: 两电极间强烈而持久的放电现象； 一种空气导电现象； 电弧有两个特征：放出强烈的光和大量的热 焊接电弧：是由焊接电源供给的具有一定电压的 两电极间或电极与焊件间，在气体介质中产生的强烈而 持久的放电现象。电弧是所有电弧焊接方法的能源 63 欢迎进入-焊接培训 电弧的引燃方法 w接触短路引弧法 n下压（短路） n回拔（断路） w高频高压引弧法 n高电压（2-3KV） 64 欢迎进入-焊接培训 直流电弧的结构和温度 阴极斑点 阳极斑点 产热占43%产热占36%产热占21% 65 欢迎进入-焊接培训 在电极材料、气体介质和弧长一定的情况下，电弧稳定燃烧时，焊接电 流与电弧电压变化的关系,呈U形，故称为U形曲线 电弧电阻与电弧的温度有关， ab段电弧的温度较低，空气电离的程 度低，电阻较大；焊接电流增大时， 电弧温度增高，结果空气的电离程度 增高，则电阻就下降； bc段电离度一定，随着焊接电流的增 大，相应的弧柱截面增大，电流密度 不变，则为水平段； cd段:电流密度较大,电弧来不及增大截 面,呈较大电阻抗状态,为上升段。 焊接电弧的静特性曲线: 66 欢迎进入-焊接培训 各种焊接方法的电弧静特性曲线 cd段，大电流密度: 细丝熔化极气体保护焊; 大电流埋弧焊 ab段,小电流密度: 小电流氩弧焊; 小电流焊条电弧焊 bc段，中等电流密度: 氩弧焊; 焊条电弧焊; 小电流埋弧焊 67 欢迎进入-焊接培训 电弧电压和弧长的关系 U弧=U阴+U阳+U柱 当材质、气体介质一定时U阴,U阳基本为固定数值,故:令a阴阳 柱当气体介质一定时，与弧长成正比，即：柱bL a+bL 对于焊条电弧焊：=20+0.04I;对于TIG焊接电源：U=10+0.04I 68 欢迎进入-焊接培训 弧长对电弧静特性的影响 U=a+bL 当弧长变化时,电弧静特性 曲线相应的上,下平移 如上图:L1 L2 L3 什么问题么？本结结束！谢谢！ 69 欢迎进入-焊接培训 6、焊接电源 用什么样的电源才能满足电弧的用电需要呢？ 70 欢迎进入-焊接培训 对弧焊电源的要求 w弧焊电源的空载电压 w弧焊电源短路电流 w弧焊电源外特性 w电源动特性 w电源的调节特性 71 欢迎进入-焊接培训 对空载电压的要求 w电弧燃烧的稳定性 w经济性 w安全性 72 欢迎进入-焊接培训 对短路电流的要求 1.251.25 I 短 I 焊 引影响短路时熔滴过渡及焊接时飞溅的大小： 过小熔滴过渡不易，不适合空间全位置焊接； 过大，熔滴过渡时冲击熔池的冲击力太大，飞溅大 73 欢迎进入-焊接培训 对电源外特性的要求 I1I2 L1 L2 当弧长变化时,电弧静特性曲线上下移动,如上图, 对应不同电源外特性曲线的交点(稳定工作点)不同,引起的电流变化量也不同, 即引起的熔化速度变化也不同(电弧长度的恢复速度不同) 电弧自身调节: 等速送丝系统 送丝机械调节: 均匀调节系统 74 欢迎进入-焊接培训 对电源动特性的要求 w弧焊电源对负载瞬变的反应能力 (弧焊电源的对焊接电弧这样的动负载输出的电流和电压 与时间的关系.) w电源动特性对电弧稳定性,熔滴过渡,飞溅及焊缝成形等 有很大影响. A B 热惯性（电弧热量变化滞后于电流变化） 75 欢迎进入-焊接培训 对电源调节特性的要求 当弧长一定时,每一条电源外特性曲线和电弧静特性曲线有两个交点A和B,只有一个稳定工作点 B 要求弧焊电源能通过调节，得出不同的电源外特性曲线，即要有良好的调节特性 A B 76 欢迎进入-焊接培训 焊机型号的编制 型号中1、2、3、6各项用汉语 拼音字母表示，4、5、7各项用 阿拉伯数字表示，型号中3、4、 6、7项若不用时，其它各项排紧 77 欢迎进入-焊接培训 焊机电源型号代表字母 大类名称代表含义小类名称代表含义系列序号代表含义 A 弧焊发电 机 X下降特性 1动铁心式 2 串联电抗器式 B 弧焊变压 器 P平特性 3动圈式 4晶体管式 Z 弧焊整流 器 D多特性 5晶闸管式 6变换抽头式 7变频式 78 欢迎进入-焊接培训 负载持续率 w负载持续率=焊机负载工作时间/整个周期X100% wGB/T8118-1995规定弧焊电源的工作周期为5min、 10min、20min和连续。 w按GB8117-1995规定为35%、60%、100%三种。 79 欢迎进入-焊接培训 弧焊电源的主要参数 w弧焊电源的主要参数有额定电压、电流、功率、相数、 空载电压和工作电压、电流调节范围、负载持续率等。 w使用中应注意不能长时间高于电源额定值工作，以免过 载使设备损坏。 80 欢迎进入-焊接培训 常用弧焊电源及其选用： w常用交流焊机以弧焊变压器为主，现在有许多焊机能 够提供交流和直流两种电流，使用很方便。 w常用直流焊机以弧焊整流器为主。在直流电焊机的发 展过程中，经历了从弧焊发电机（AX系列）到弧焊整 流器（ZX系列）再到逆变式弧焊整流器的发展。其中 弧焊整流器包括ZX1/ZX3系列动铁心/动圈式硅整流器 、ZXG或ZX系列磁放大器式硅整流器、晶闸管式硅整流 器三代发展。弧焊发电机（AX系列）由于能耗高、噪 声大、成本高，所以国家已明确宣布淘汰。 81 欢迎进入-焊接培训 弧焊变压器 弧焊变压器是一种具有下降外特性的降压变压器，通常 又称为交流弧焊机。 正常的变压器有平直的外特性，因此为了获得下降的外 特性，就必须采取一定的方法。目前各种弧焊变压器 都是通过增大主回路漏磁来获得下降外特性。 分体式（单站/多站） 同体式弧焊变压器 动铁心式弧焊变压器 动圈式弧焊变压器 抽头式弧焊变压器 82 欢迎进入-焊接培训 直流弧焊发电机 w由一台异步电动机和一台弧焊发电机组成。 w属于50年代产品，体积大，笨重 w已淘汰产品 83 欢迎进入-焊接培训 弧焊整流器 w一种将工业交流电流经变压器降压，并经整流元件转换成直 流电的焊接电源。 w采用硅整流元件称为硅整流焊机，采用晶闸管（可控硅）的 称为晶闸管整流焊机 以字母Z开关，后跟其它分类代号。 wX下降特性 wP平特性 wD多特性 wG硅整流 wK晶闸秋整流 wM脉冲电源 wE交直流电源 代号134567 代表类型动铁心式动线圈式晶体管式晶闸管式变换抽头式变频式 硅整流弧焊整流器 晶闸管式弧焊整流器 逆变式弧焊整流器 84 欢迎进入-焊接培训 外特性带外拖 w具有外拖的外特性使焊工容易操作。在焊接时，若由 于某种因原电弧突然缩短，电弧电压降低到某一值时 ，曲线外拖，输出电流增大，加速熔滴过渡，电弧能 稳定燃烧，不会发生焊条与焊件粘着现象。 I 85 欢迎进入-焊接培训 弧焊电源的选用步骤 w根据焊接方法选择 w弧焊电源种类的选择 w弧焊电源的功率选择 什么问题么？本结结束！谢谢！ 86 欢迎进入-焊接培训 8、焊条 焊条太“多”了，怎么选用呢？ 87 欢迎进入-焊接培训 涂有药皮的供焊条电弧焊用的熔化电极 w药皮 w焊芯 第一节 焊条 夹持端 88 欢迎进入-焊接培训 焊芯作用： 电极：导电产生电弧，把电能转换成热能； 填充金属：与液体母材金属熔合形成焊缝，同时调整焊缝中合金元素成分. 焊芯中各种常见合金元素的作用： wC：钢中的主要合金元素。当含碳量增加时，钢的强度硬度明显地增加，而 塑性降低。随着含碳量的增加，钢的焊接性大大恶化，会引起较大的飞溅和 气孔。而且对焊接裂纹的敏感明显的增加。 wMn：一种很好的合金剂，随着锰含量的增加，钢的强度和韧性增加。锰与 硫化合生成Mn2S作为熔渣覆盖要金属表面，从而抑制硫的有害作用。同时， 锰还有很好的脱氧作用。 wSi：在焊接过程中极易氧化成SiO2,从而使焊缝中含有多量的夹物，严重时 会引起热裂纹。 wS、P：是有害元素，会引起裂纹和气孔。对于它们应严格控制含量。 焊芯： 89 欢迎进入-焊接培训 焊芯牌号表示 wH08 w焊条直径以焊芯直径来表示：2,2.5,3.2,4,5 钢种牌号代号 碳素结构钢 H08 H08A H08Mn H15 合金结构钢 H10Mn2 H08Mn2Si H10MnSi H08MnMoA H08Mn2MoVA H08CrMoA H08CrNi2MoA 不锈钢H1Cr5Mo H1Cr13 H0Cr19Ni9 H0Cr19Ni9Ti H1Cr9Ni9Ti H1Cr25Ni13 H1Cr15Ni13Mn6 90 欢迎进入-焊接培训 药皮 作用： w保证电弧稳定然烧，使焊接过程正常进行 ； w保护电弧和熔池； w参与复杂的冶金反应； w改善焊接工艺性能，提高焊接生产率。 药皮类型代号药皮类型名称药皮类型代号药皮类型名称 00特殊型18铁粉低氢型 01钛铁矿型20高氧化铁型 03钛钙型22氧化铁型 10高纤维素钠型23铁粉钛钙型 11高纤维素钾型24铁粉钛型 12高钛钠型27铁粉氧化铁型 13高钛钾型28铁粉低氢型 15低氢钠型48铁粉低氢型 16低氢钾型- 组成部份： 稳弧剂、造气剂、造渣剂、 脱氧剂、合金剂、粘结剂、 成形剂 91 欢迎进入-焊接培训 焊条的分类（按用途） 九种： 碳钢焊条、 低合金钢焊条、 不锈钢焊条、 堆焊焊条、 铸铁焊条、 镍及镍合金焊条、 铜及铜合金焊条 铝及铝合金焊条、 特殊用途焊条 92 欢迎进入-焊接培训 焊条分类:(按渣)酸性焊条和碱性焊条 w钢焊条的熔渣主要由氧化物组成，这些氧化物按性质可分为碱性氧化物 、酸性氧化物和两性氧化物。另外还有少量的氟化物、碳化物、硫化物 。 w当熔渣的成分主要是酸性氧化物时，熔渣表现为酸性，这类焊条称为酸 性焊条;反之称为碱性焊条。 酸性焊条碱性焊条 工艺性 能特点 引弧容易，电弧稳定，可用交直流电源焊接 对铁锈、油污和水分的敏感性不大，对抗气 孔能力强。焊条使用前经75150C烘培1h 飞溅小，脱渣性好 焊接时烟尘较少 由于药皮中含有的氟化物影响气体电离，故电 弧的稳定性较差，只能采用直流电源焊接 对水、锈产生气孔的敏感性较大，使用前须经 350400C烘培1h 飞溅较大，脱渣性稍差 焊接时烟尘较多 焊缝金 属性能 焊缝常、低温性能一般 合金元素烧损较多 脱硫效果差，抗热裂纹能力差 焊缝常、低温性能较好 合金元素过渡效果好，塑性的韧性好。特别是 低温冲击韧度好 脱氧、硫能力强。焊缝含氢、氧、硫低，抗裂 性能好 93 欢迎进入-焊接培训 焊条型号编制方法 Exxxx后缀字母元素符号 焊条熔敷金属抗拉 强度最小值 焊接电流的种类及药皮类型 熔敷金属化学成 分分类代号 附加化学成分 的元素符号 ，表示全位置焊 表示手工焊及平角焊 表示立向下焊 94 欢迎进入-焊接培训 焊条的选用 w等强度原则：首先考虑母材的力学性能; w等性能原则：考虑焊件化学成份，工作条件（载 荷、介质、温度等）; w等条件原则：考虑焊接的结构复杂程度和刚度（ 酸、碱性焊条）; 另外：考虑劳动条件、生产率和经济性。 什么问题么？本结结束！谢谢！ 95 欢迎进入-焊接培训 9、其他焊接材料 焊剂，焊丝，钨极的选用 96 欢迎进入-焊接培训 焊剂 w机械覆盖：在焊接时焊剂能够熔化成熔渣(有的也有气 体),防止了空气中有害气体氧、氮的入侵,对熔池金属起 保护和冶金作用. w向熔池过渡有益的合金无素, w熔渣覆盖在熔池上面，对焊缝有缓冷作用，熔池在熔 渣的内表面进行凝固，从而可以获得光滑美观的焊缝 表面成形。 焊剂主要作为埋弧焊和电渣焊使用的焊接材料，焊接过程中，焊剂起 着与焊条药皮类似的作用。 97 欢迎进入-焊接培训 焊剂的制造方法 w熔炼焊剂 w非熔炼焊剂 n烧结焊剂 n粘结焊剂（陶质焊剂） 98 欢迎进入-焊接培训 焊剂的牌号 HJ x x x (x) nHJ表进埋弧焊用熔炼焊剂 n第一位数字表示焊剂中氧化锰的含量 n第二位数字表示二氧化硅，氟化钙的含量 n第三位数字表示同一类型焊剂中的不同牌号 n同一牌号生产两种粒度时，在细颗粒焊剂牌号后加“x” HJ431 HJ350 99 欢迎进入-焊接培训 焊丝 焊丝按结构可分： w实芯焊丝 w药芯焊丝 按保护方式分： 普通焊丝：焊接时焊丝只起填充金属和导电的作用，施焊 过程中要依靠焊剂保护或气体保护； 自保护药芯焊丝：焊接过程中不需要外加气体或焊剂的保 护，仅仅依靠焊丝自身的合金元素及高温时的反应来防止 空气中的氧、氮等气体的入侵，以及调整焊缝金属成分 100 欢迎进入-焊接培训 实芯焊丝 镀铜的目的：防锈 101 欢迎进入-焊接培训 焊丝的使用 w焊丝一般以焊丝盘、焊卷及焊丝筒的形式供式.焊丝表面必须光滑平整 ，如果焊丝生锈,必须用焊丝除锈机除去表面氧化皮才能使用。 w对同一型号的焊丝，当使用Ar-O2为保护气体焊接时，熔敷金属的化学 成分与焊丝的化学成分差别不大，但当使用CO2为保护气体时，熔敷金 属中的Mn、Si和其他脱氧无素的含量会大大减少，在选择焊丝和保护气 体应予以注意。 w一般情况下,实芯焊丝和药芯焊丝对水分的影响不敏感,不需做供干处理 。 w施焊前，焊件应做除油、除锈处理。 w焊丝购货后应存放于专用焊材库（库中相对产、湿度应低于60%），对 于已经打开包装的未镀铜的焊丝或药芯焊丝，如无专用焊材库，应在半 年内使用。 w采用焊剂保护进行焊接，使用前应对焊剂做烘干处理；采用气体保护进 行焊接，应控制气体中的含水量，焊接时风速大于2m/s，应停止焊接。 102 欢迎进入-焊接培训 CO2 wCO2来源广，价格便宜，这是它得到广泛应用的一个重要原因。CO2在常 温常压下是无色无味气体，比空气重，在常温下加压可液化或固化。焊 接用的CO2气体一般装在容积为40L钢瓶内，以液态提供，钢瓶涂成黑色 。 w其纯度体积分数99.5，其中水分和乙醇的体积分数要求小于0.05 。CO2气体中的含水量是影响焊接质量的关键，水分多容易产生气孔、裂 纹等缺陷。实际施焊时应采用以下措施来减少或消除CO2气中的水分: 1 新用CO2气体，使用前应将钢瓶倒置12h，使相对密度大的水分沉到 瓶口部位，然后打开瓶阀放出一部分液体，如此进行23次 。 2使用前开启瓶阀约2min,放掉部分杂质。 3供气管路中串联干燥器以便进一步减少CO2气体中的水分。 w由于气瓶中压力越低，则含水量越高，因此在CO2焊重要构件时使用到压 力低于1.0Mpa时，应停止使用。 103 欢迎进入-焊接培训 氩气 w氩气是惰性气体,具有高温下不分解又不与焊缝金属进行化学反应 的特性.氩气比空气重37,使用时不易漂浮失散,有利于起保护作 用,所以是一种理想的保护气体。按我国现行规定:焊接用氩气纯 度应达到99.99。 w氩气对电弧的热压缩效应较小，加上氩弧燃烧电压较低，即使氩 弧长度稍有变化，也不会显著的改变电弧电压，因此电弧稳定， 很适于手工焊接。 104 欢迎进入-焊接培训 钨极 w纯钨很少使用， w钍钨极的使用性能很好，但由于其具有放射性，且成本较高，所 以现在使用不多; w铈钨极是使用最多的电极，与钍钨极相比，在直流小电流焊接时 ，易建立电弧，引弧电压比钍钨极低50，电弧燃烧稳定，铈钨 极最大许用电流密度比钍钨极高5-8，热量集中，几乎没有放 射性。故应尽量采用。 w锆钨极 w镧钨极 w常用钨极的规格以直径表示(mm),通常有：0.5、1.0、1.6、2.0 、.4、3.2、4.0、5.0、6.3、8.0、10等多种。 105 欢迎进入-焊接培训 本结小结 w焊剂 w熔炼焊剂 w非熔炼焊剂 w保护气 w钨极有 什么问题么？本结结束！谢谢！ 106 欢迎进入-焊接培训 10、焊接接头及焊缝形状 生产现场的细节简介 107 欢迎进入-焊接培训 焊接接头=母材+热影响区+焊缝+热影响区+母材 焊接接头（使用焊接方法联接的接头） 108 欢迎进入-焊接培训 接头型式 对接接头 T形接接头角接接头 搭接接头 w共分十种： n对接接头、形接头、十字接头、搭接接头、角接接头、 n端接接头、套管接头、斜对接接头、卷边接头、锁底接头 w最基本的为：对接接头和角接接头两种 w应用较广的有以下四种： 109 欢迎进入-焊接培训 坡口形式 坡口： 根据设计或工艺需要，在焊件的待焊部位加工并装配成的一定 几何形状的沟槽。 作用： 是为了保证焊缝金属根部焊透，保证焊接质量和连接强度，同 时调整基本金属与填充金属比例。 选择坡口原则： 能够保证工件焊透，便于焊接操作 坡口形状应便于加工 尽可能提高焊接生产效率和节省焊条 尽可能减小焊后工件的变形 110 欢迎进入-焊接培训 常用坡口形式 wI形坡口； wV形坡口； wX形坡口; wU形坡口 。 111 欢迎进入-焊接培训 坡口加工 w生产中的坡口加工，多采用机械加工。机械加工的坡 口质量好，效率高，容易控制，而且对母材力学性能 基本没有影响。 w另外利用碳弧气刨也可以开坡口，但要注意的是有的 材料不适宜采用碳弧气刨。目前还有采用火焰切割。 这两种方法开出的坡口要用砂轮对坡口加以打磨，然 后才能进行焊接。 112 欢迎进入-焊接培训 坡口要素 坡口角度； 坡口面角度； b 根部间隙； p 钝边； r 根部半径 什么问题么？本结结束！谢谢！ 113 欢迎进入-焊接培训 11、焊缝的空置焊接工艺参数对 焊缝形状的影响 平，立，横，仰的焊接特点 114 欢迎进入-焊接培训 焊接位置的种类 w平焊 n对接平焊、平角焊、船形焊 w立焊 n对接立焊、立角焊 n立向上焊、立向下焊 w横焊 w仰焊 n对接仰焊、角接仰焊 115 欢迎进入-焊接培训 焊接接头按结构形式分类 w平板对接： n平焊、立焊、横焊、仰焊 w管板接头： n插入式（固定俯位焊、固定仰位焊和水平固定焊） n骑座式（固定俯位焊、固定仰位焊和水平固定焊） w管管接头： n水平转动焊、垂直固定、水平固定、 垂直固定加障碍物、水平固定加障碍物 116 欢迎进入-焊接培训 焊缝的形状和尺寸 w焊缝宽度 n焊缝表面与母材交界处叫焊趾，单道焊截面中，两焊趾之间的距离叫 焊缝宽度。 w余高 n对接焊缝中，超出表面焊趾连接线上面的那部分焊缝金属的高度叫余 高 w熔深 n在焊接接头横截面上，母材熔化的深度叫熔深 w焊缝厚度 w角焊缝的形状和尺寸 n凸形角焊缝、凹形角焊缝 w焊缝成形系数 n熔焊时，在单道焊缝横截面上焊缝宽度与焊缝计算厚度之比值 117 欢迎进入-焊接培训 焊缝各部分尺寸 1、b焊缝宽度； 2、h余高（焊条电弧焊03mm，埋弧焊04mm） 3、H焊缝厚度； 4、S熔深； 5、h背面余高 6、=b/H，埋弧焊的成型系数要大于1.3 另外：还有焊缝长度，段数，间隔距离等 118 欢迎进入-焊接培训 焊接参数对焊缝形状的影响 w电流 w电压 w焊接速度 w其它参数： n电极