相无损检测关知识讲稿焊接ppt课件.ppt

第二部分焊接基础知识 焊接的定义 通过加热或加压 或两者并用 也可能用填充材料 使工件达到结合的方法 通常有熔焊 压焊和钎焊三种 焊接对于承压类特种设备的重要性 例如采用板焊结构的压力容器 由卷板到焊接成型 焊接的工作量占30 以上 焊接质量的好坏直接影响到压力容器的安全运行的可靠性 在生产中许多特种设备的事故往往是因焊接缺陷引起的 所以 无损检测人员要学习和掌握一定的焊接知识 从而能够正确的评判和处理焊接中的缺陷 1 2 1常用焊接方法 2 1 1手工电弧焊手工电弧焊 利用焊条与焊件之间的电弧热 将焊条及部分焊件熔化而形成焊缝的焊接方法 手工电弧焊是利用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法 简称手弧焊 一 特点 1 设备简单 2 操作灵活方便 3 能进行全位置焊接适合焊接多种材料 4 不足之处是生产效率低劳动强度大 2 二 设备交流电焊机旋转直电焊机硅整流电焊机 3 三 焊条焊条药皮的作用 稳弧 保护 冶金 掺合 改善性能 焊条药皮的化学成分对电弧的稳定性 熔深 金属熔敷率和定位能力有很大影响 焊条可分为三大类 纤维素型焊条 氧化钛药皮焊条 酸性焊条 碱性焊条 四 手工电弧焊的施焊位置 施焊位置的定义 是指焊缝处于空间的位置和施焊人员的姿态不同而定义的 4 平焊 立焊 横焊 仰焊 5 2 1 2埋弧自动焊自动电弧焊 焊接中 引弧 收弧 送进焊条 焊丝 移动焊条 焊丝 或工件等都由机械自动完成的 埋弧焊 自动电弧焊中 电弧被掩埋在焊剂层下面燃烧并实施焊接的 叫埋弧自动焊 或者叫熔剂层下自动焊 特点 用焊丝作为电极和焊接填充金属 焊接时 颗粒状焊剂覆盖着部分焊丝和焊接熔池 电弧基本上是在密封的空穴里燃烧 熔化的焊剂膜可靠地保护着电弧和熔池 避免受大气的作用 并防止了飞溅 6 优点 效率高于手工焊5 10倍 外型美观且质量好 改善劳动条件 缺点 焊接位置受到一定限制 一般总是在平焊位置焊接 7 2 1 3氩弧焊氩弧焊 以惰性气体氩气作为保护气体的一种电弧焊接方法 特点 电弧发生在电极与焊件之间 在电弧周围通以氩气 形成连续封闭气流 保护电弧和熔池不受空气的侵害 而氩气是惰性气体 即使在高温下 氩气也不与金属发生化学作用 且不溶解于液态金属 因此焊接质量较高 氩弧焊按照电极的不同分为熔化极氩弧焊和非熔化极氩弧焊两种 8 9 2 1 4二氧化碳气体保护焊二氧化碳气体保护焊 以二氧化碳气体 或者一定比例混合气体 作为保护气体的电弧焊接方法 简称CO2保护焊 焊丝作为一个电极 靠焊丝与工件之间产生的电弧热熔化焊丝和工件 形成焊接接头 优点 成本低 质量好 生产效率高 操作性能好 缺点 见P 44等离子焊接 电渣焊 略 10 2 2焊接接头 2 2 1焊接接头的形式定义 焊接接头 指两个或两个以上零件要用焊接组合的接点 或指两个或两个以上零件用焊接方法连接的接头 包括焊缝 熔合区和热影响区 对接接头角接接头搭接接头T字接头 11 一 对接接头对接接头 两金属工件放置在同一平面 或曲面 内 边缘相对 沿边缘直线 或曲线 进行焊接的接头 特点 最常见 最合理的接头形式 如 圆筒形锅炉压力容器筒体的纵缝 环缝 封头钢板的拼接焊缝 凸型封头与筒体的连接焊缝 接管与管子的对接焊缝 12 对接接头坡口形式 13 二 搭接接头搭接接头 两块金属板相叠 在其端部或侧面角焊的接头 特点 搭接接头不需要开坡口即可施焊 对装配要求不高 焊缝属于角焊缝 接头处结构明显不连续 应力集中 一般承压类设备不允许此焊接结构 三 角接接头及T字接头角接接头 两构件成直角或一定角度 在其连续边缘处焊接的接头 T字接头 两构件成T字形焊接在一起的接头 特点 角接接头和T字接头都形成角焊缝 形式相近 常用于承压类特种设备接管 法兰 夹套 管板 管子 凸缘等的焊接 14 15 四 焊接坡口焊接坡口形式 两金属件相连处预先被加工成一定的结构形式 一般由焊接工艺来确定 坡口形式的选择主要考虑以下因素 1 保证焊透 2 填充于焊缝部位的金属尽量少 3 便于施焊 改善劳动条件 4 减少焊接变形量 坡口的几种形式 不开坡口 I型坡口 开坡口 V型坡口 X型坡口 U型坡口 双U型坡口 16 2 2 2焊接接头的组成包括 焊缝 OA 熔合区 AB 热影响区 BC 焊缝 悍件经焊接后形成的结合部分 通常由熔化的母材和焊材组成 有时全部由熔化的母材组成 熔合区 焊接接头中焊缝与母材交接的过渡的区域 它是刚好加热到熔点与凝固温度区间的部分 热影响区 焊接过程中 材料因受热的影响 但未熔化 而发生金相组织和机械性能变化的区域 17 2 2 3焊接接头的组织和性能 18 一 焊接的冶金特点 1 温度高 2 温度梯度大 3 熔池小 冷却速度快 二 焊缝结晶特点 1 经历两次变化过程 第一是液体金属转变为固体金属的结晶过程 第二是温度降低到相变温度时 发生组织转变 称为二次结晶 2 一次结晶从熔合线上开始 晶体的生长方向指向熔池中心 形成柱状晶体 当柱状晶体长至相互接触时 结晶结束 裂纹 气孔等缺陷成因 形态 位置均与一次结晶有关 19 3 在相变时进而影响焊缝的强度 硬度和塑性韧性 当冷却速度很大时 有可能产生淬硬组织和马氏体 冷裂纹的形成与淬硬组织有关 三 焊接接头的组成及热影响区组织焊接接头由焊缝和热影响区两部分组成 根据热影响区分为熔合区 过热区 相变重结晶区和不完全重结晶区四个小区 去中熔合区和过度区组织粒粗大 塑性很低 是产生裂纹 局部脆性破坏的发生源地 是焊接接头的薄弱环节 20 2 2 4消除焊接应力的方法1 时效法 焊接完毕后讲工件放在那里让其自然消除 需要的时间比较长 适合较大工件 2 振动法 采用应力消除机进行振动 与时效法的原理相同 不过时间较短 效率高 适合较小工件 3 热处理法 对焊接完毕后的工件进行回火或其他热处理方法消除应力 见热处理 21 2 4承压设备的焊接 2 4 1钢材的焊接性质一 焊接性定义 指金属材料在采用一定的焊接工艺包括焊接方法 焊接材料 焊接规范及焊接结构形式等条件下 获得优良焊接接头的难易程度 22 二 焊接性包括两方面的内容 接合性能 金属材料在一定焊接工艺条件下 形成焊接缺陷的敏感性 决定接合性能的因素有 工件材料的物理性能 如熔点 导热率和膨胀率 工件和焊接材料在焊接时的化学性能和冶金作用等 当某种材料在焊接过程中经历物理 化学和冶金作用而形成没有焊接缺陷的焊接接头时 这种材料就被认为具有良好的接合性能 使用性能 某金属材料在一定的焊接工艺条件下其焊接接头对使用要求的适应性 也就是焊接接头承受载荷的能力 如承受静载荷 冲击载荷和疲劳载荷等 以及焊接接头的抗低温性能 高温性能和抗氧化 抗腐蚀性能等 23 2 4 2保证焊接质量的工艺措施一 焊前预热 24 一般 50 250 焊前作用 1 减少焠硬组织 2 改善晶粒均匀 3 防止塑性降低 4 降低焊接应力 5 有利于H的扩散 25 26 二 严格控制焊接参数焊接参数 A V S性能量公式 A V S焊接线能量对焊接接头力学性能影响很大 焊接线能量过大 由于焊接热循环的影响使得焊接接头的抗拉强度 硬度尤其是冲击韧性影响很大 因此在焊接过程中我们控制线能量 同时在焊接操作过程中焊接线能量过小 金属流动性差 焊缝成形不良 易产生咬边 未熔合等焊接缺陷 27 三 多层多道焊多道焊由两条以上焊道完成整条焊缝所进行的焊接 多层焊熔敷两个以上焊层完成整条焊缝所进行的焊接 以上两个加起来就叫多层多道焊 作用 控制变形 减小应力 改善组织 提高性能 28 四 焊后保温焊后保温作用降低应力 改善组织降低焠硬性 减少扩散氢 29 五 焊条烘烤六 坡口清洁 30 2 4 3低碳钢的焊接钢材焊接性能的好坏主要取决于它的化学组成 而其中影响最大的是碳元素 也就是说金属含碳量的多少决定了它的可焊性 钢中的其他合金元素大部分也不利于焊接 但其影响程度一般都比碳小得多 钢中含碳量增加 淬硬倾向就增大 塑性则下降 容易产生焊接裂纹 通常 把金属材料在焊接时产生裂纹的敏感性及焊接接头区力学性能的变化作为评价材料可焊性的主要指标 所以含碳量越高 可焊性越差 所以 常把钢中含碳量的多少作为判别钢材焊接性的主要标志 由于低碳钢含