6-第一部分--机电工程焊接技术

第一部分-第二章-机电工程焊接技术2H312030 机电工程焊接技术焊接技术就是在加温、加压，或两者并用的条件下，使用焊接材料（焊条或焊丝）在两块或两块以上的母材（待焊接的工件）产生原子（分子）结合而连接成一体的操作方法。焊接应用广泛.既可用于金属，也可用于非金属。本目的重点是：焊接工艺评定；焊接质量检验。常用的焊接方法1.焊条电弧焊以外部涂有涂料的焊条作为电极及填充金属，电弧在焊条端部和被焊工件表面之间燃烧，熔化焊条和母材形成焊缝。涂料在电弧作用下产生气体，保护电弧，又产生熔渣覆盖在熔池表面.防止熔化金属与周围气体相互作用.又向熔池添加合金元素，改善焊缝金属性能。 2.埋弧焊以连续送进的焊丝作为电极和填充金属。焊接时，在焊接区上面覆盖一层颗粒状焊剂，电弧在焊剂层下燃烧，将焊丝端部和局部母材熔化，形成焊缝。埋弧焊可以采用较大焊接电流，其最大优点是焊接速度高，焊缝质量好，特别适合于焊接大型工件的直缝和环缝。3.钨极气体保护焊属于不（非）熔化极气体保护电弧焊，是利用钨极与工件之间的电弧使金属熔化而形成焊缝。4.熔化极气体保护电弧焊是利用连续送进的焊丝与工件之间燃烧的电弧作为热源.利用电焊炬喷嘴喷出的气体来保护电弧进行焊接。2H312031 焊接工艺的选择与评定一、焊接工艺的选择（一）焊接工艺基本知识1.焊接工艺焊接工艺是指制造焊件所有关的加工方法和实施要求，包括焊接准备、材料选用、焊接方法选定、焊接参数、操作要求。2.焊接接头的种类及接头形式（1）焊接接头由焊缝、熔合区、热影响区和母材金属组成。（2）焊接中，由于焊件的厚度、结构及使用条件的不同，其接头形式及坡口形式也不同。1）焊接接头形式有：对接接头、T形接头、角接接头及搭接接头等。2）焊接接头形式主要是由两焊件相对位置所决定的。3.焊缝坡口的基本形式与尺寸（1）坡口形式根据坡口的形状，坡口分成l形（不开坡口）、V形、单边V形、U形、双U形、J形等各种坡口形式。（2）坡口尺寸1）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称为坡口面角度，两坡口面之间的夹角称为坡口角度。2）根部间隙：焊前在接头根部之间预留的空隙叫根部间隙，其作用在于打底焊时能保证根部焊透。根部间隙又叫装配间隙。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，钝边的作用是防止根部烧穿。4.焊接位置种类熔焊时，焊件接缝所处的空间位置，可用焊缝倾角和焊缝转角来表示。有平焊、立焊、横焊和仰焊位置。5.焊接参数焊接时，为保证焊接质量而选定的各项参数（例如：焊接电流、焊接电压、焊接速度、焊接线能量等）的总称。6.焊缝形式及形状尺寸（1）按不同的分类方式，焊缝形式分为：1）按焊缝结合形式，分为对接焊缝、角焊缝、塞焊缝、槽焊缝、端接焊缝五种。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、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。7.焊接线能量：焊接时由焊接能源输入给单位长度焊缝上的热量，又称为焊接线能量。8.预热及层间温度（1）预热焊接开始前，对焊件的全部（或局部）进行加热的工艺措施。（2）道间温度（俗称层间温度）多层多道焊时，在焊接后继焊道之前，其相邻焊道应保持的温度。9.后热及焊后热处理（1）后热1）焊接后立即对焊件的全部（或局部）进行加热或保温，使其缓冷的工艺措施，它不等于焊后热处理。2）有延迟裂纹倾向的钢材，一般都要求焊后及时热处理，以防止延迟裂纹的产生；若不能及时热处理，则应在焊后立即后热200-350保温缓冷。3）后热即可减小焊缝中氢的影响，降低焊接残余应力，避免焊接接头中出现马氏体组织，从而防止氢致裂纹的产生。（二）材料可焊性1.不同产品焊接难度（1）钢结构钢结构工程焊接难度分为A级（易）、B级（一般）、C级（较难）、D级（难），其影响因素包括：板厚、钢材分类、受力状态、钢材碳含量。2.各种材料焊接工艺分析（1）有色金属1）铝及铝合金的导热系数大，要求焊接时必须用大功率或能量集中的焊接电源。3）钛及钛合金熔点高、热性差、热容量小、电阻系数大，与钢、铝、铜的焊接相比，焊接熔池大、高温停留时间长、冷却速度慢。4）镍及镍合金具有较高的热裂纹敏感性，焊接时主要问题是热裂纹；其次是由于其液态金属流动性和湿润性差，穿透力小、熔深浅，容易产生未焊透、夹渣、未熔合等缺陷。（三）焊接工艺选择1.确定焊接方法（1）常用的焊接方法2.坡口加工（1）非合金钢坡口加工可采用机械加工或火焰切割方法；（2）低温镍钢、合金钢及不锈钢复合钢坡口加工宜采用机械加工方法；（3）不锈钢、镍及镍合金、铝及铝合金坡口加工应采用机械加工或等离子切割方法；（4）钛及钛合金坡口加工应采用机械加工方法。3.焊接材料4.焊接工艺参数5.预热及焊后热处理【例2017-真题单选】1.下列焊接方法中，焊接飞溅最大的焊接方法是（ ）。A.气焊B.手工电弧焊C.CO2气体保护焊D.埋弧自动焊网校答案：C网校解析：考查焊接工艺的选择。缺点：弧光辐射较强；抗风能力差，不宜在露天焊接；焊接飞溅大，焊缝成型不如埋弧焊美观；二、焊接工艺评定（一）焊接工艺评定步骤流程注意：1、施工单位首次采用的钢材、焊接材料、焊接方法、焊接接头、焊接位置、焊后热处理等各种参数及参数的组合，应在钢结构制作及安装前进行焊接工艺评定试验。2、焊接工艺评定应在本单位进行。焊接工艺评定所用设备、仪表应处于正常状态，金属材料、焊接材料应符合相应标准，由本单位操作技能熟练的焊接人员使用本单位设备焊接试件。（二）焊接工艺评定规则1.各种焊接方法的专用评定规则（1）接头、填充金属、焊接位置、预热（后热）、气体、电特性、技术措施分别对各种焊接方法影响程度可分为重要因素、补加因素和次要因素。（2）当改变任何一个重要因素时，都需重新进行焊接工艺评定。（3）当增加或变更任何一个补加因素时，则可按照增加或变更的补加因素，增焊冲击韧性试件进行试验。（4）当增加或变更次要因素时，不需要重新评定，但需重新编制预焊接工艺规程。【例2013-真题单选】4.下列钢材中，需进行焊接性试验是（ ）。A.国内小钢厂生产的20#钢材 B.国内大型钢厂新开发的钢材C.国外进口的16Mn钢材 D.国外进口未经使 用，但提供了焊接性评定资料的钢材网校答案：B 2H312032 焊接质量的检测一、基本知识（一）焊接接头缺陷1.焊接缺欠：在焊接接头中因焊接产生的金属不连续、不致密或连接不良的现象。2.焊接缺陷：超过规定限制的缺欠。焊接缺陷分类：（1）按缺陷的形态可分为：平面型缺陷（如裂纹、未熔合等）；体积型缺陷（如气孔、夹渣等）。（2）按缺陷出现位置不同可分为：1）表面缺陷（如焊缝尺寸不符合要求，咬边、表面气孔、表面夹渣、表面裂纹、焊瘤、弧坑等）；2）内部缺陷（如气孔、夹渣、裂纹、未熔合、偏析、显微组织不符合要求等）。（3）按缺陷的可见度分为：宏观缺陷，微观缺陷。4.焊接缺陷对焊接接头机械性能的影响（1）气孔：它使焊缝的塑性降低可达40-50%,并显著降低焊缝弯曲和冲击韧性以及疲劳强度。（2）夹渣：容易引起应力集中，是脆性断裂扩展的疲劳源，焊缝中存在夹杂物（又称夹渣），它不仅降低焊缝金属的塑性，增加低温脆性，同时也增加了产生裂纹的倾向和厚板结构层状撕裂（3）未焊透：在焊缝中，未焊透会导致焊缝机械强度大大降低，易延伸为裂纹缺陷，导致构件破坏。（4）未熔合：是一种类似于裂纹的极其危险的缺陷。未熔合本身就是一种虚焊，在交变载荷工作状态下，应力集中，极易开裂，是最危