焊接技术基础教程

中国石油管道焊接培训中心 刘光云Liuguangyun ChinaPetroleumPipelineWeldingTrainingCenter 主要内容 中国石油管道焊接培训中心 一 电弧的形成 二 电弧和熔池的保护 三 弧焊电源的特性要求 四 焊接材料 五 焊接接头 七 焊接缺陷 八 管道焊接技术 六 焊接变形和焊接应力 焊接是指通过适当的物理化学过程使两个分离的固态物体 工件 产生原子间或分子间结合力而连接成一体的连接方法 被连接的两个物体可以是各种同类或不同类的金属 非金属 石墨 陶瓷 塑料等 也可以是一种金属与一种非金属 目前 在工业生产中应用的焊接方法已达百余种 根据它们的焊接过程特点可将其分为熔焊 压焊和钎焊三大类 每大类又可按不同的方法细分为若干小类 如图1所示 一 电弧的形成 电弧焊时 熔化金属的热源是焊接电弧 电弧是发生在电极与气体介质中的持续大功率放电 通常情况下气体是不导电的 为了使其导电 必须使之电离 即必须在气体中形成足够数量的自由电子和正离子 引弧 二 电弧和熔池的保护 在电弧高温下 金属与空气中的主要成分氧和氮发生化学反应 熔池金属与空气接触 也生成氧化物和氮化物 熔池凝固后就可能导致接头性能变坏 因此必须用气体或熔渣来覆盖保护电弧和熔池 以阻碍或减少熔池金属与空气的接触 保护方法亦会影响电弧的稳定性和其他特性 二 电弧和熔池的保护 图2示出焊条对焊接电弧和熔池的保护情况 涂覆于焊条外的药皮 在电弧热的作用下产生气体 阻止空气与熔池接触 药皮中还含有混合物的成分 在电弧高温作用下熔化 它可与金属表面的有害物质如氧化物等发生作用 生成熔渣 浮于熔池表面 并在新凝固的金属表面结成渣壳 对其起保护作用 以防止凝固了的金属与空气接触 二 电弧和熔池的保护 图2焊条电弧焊时电弧和熔池的保护1 焊芯2 药皮3 气体4 电弧5 焊件6 熔渣 二 电弧和熔池的保护 CO2气体保护焊埋弧自动焊 三 弧焊电源的特性要求 1 焊条电弧焊基本焊接电路 图3是焊条电弧焊的基本焊接电路 它由交流或直流弧焊电源 焊钳 电缆 焊条 电弧 焊件及地线等组成 图3焊条电弧焊基本焊接电路 1 弧焊电源2 工件3 焊条4 电弧5 焊钳 焊条电弧焊电源可以采用直流弧焊电源或交流弧焊电源 用直流弧焊电源焊接时 工件和焊条与电源输出端正 负极的接法称极性 工件接直流电源正极 焊条接负极 时 称正接或正极性 工件接直流电源负极 焊条接正极 时 称反接或反极性 三 弧焊电源的特性要求 三 弧焊电源的特性要求 DC DCEP DC DCEN a 正接 b 反接 2 电源的空载电压及电流调节范围 电源外电路开路时 其输出端电压称为电源空载电压 从引弧和电弧的稳定性考虑 电源的空载电压越高越好 但是从安全和降低弧焊电源成本的角度考虑 则要求空载电压越低越好 因为空载电压高不仅不利于焊工人身安全 而且设备体积大 质量大 功率因子低 效率低 不经济 国标对焊条电弧焊空载电压的规定为 交流电压不得超过80V 直流电压不得超过100V 目前国产交流弧焊电源的空载电压 多在70 80V之间 直流弧焊电源的空载电压在60 70V之间 生产实践证明 交流弧焊电源的空载电压低于65V时 会给焊接过程造成困难 按工艺要求 若要采用更高的空载电压 则需加装空载自动降压装置 在不施焊的间隙时间内 该装置能自动降低弧焊电源的输出电压 进行焊接时 又能自动恢复至未降低时的电压值 3 弧焊电源的种类及选择焊接电流有交流 直流和脉冲三种基本类型 相应的弧焊电源有交流弧焊电源 直流弧焊电源和脉冲弧焊电源三种类型 选择焊条电弧焊电源应主要考虑以下因素 1 焊接电流的种类 2 弧焊电源的功率和电流范围 3 工作条件和经济性等 四 焊接材料 焊接生产中广泛使用焊接材料主要包括焊条 焊丝 焊剂和保护气体等 焊接材料的质量对保证焊接过程的稳定和获得满足使用要求的焊缝金属起着决定的作用 归纳起来 焊接材料应具有以下作用 保证电弧稳定燃烧和焊接熔滴顺利过渡 在焊接过程中保护液态熔池金属 以防止空气侵入 进行冶金反应和过渡合金元素 调整和控制焊缝金属的成分与性能 防止气孔 裂纹等焊接缺陷的产生 改善焊接工艺性能 在保证焊接质量的前提下尽可能提高焊接效率 1 焊条 电焊条的分类方法很多 可分别按用途 熔渣的碱度 焊条药皮的主要成分 焊条性能特征等不同角度对电焊条进行分类 图5焊条示意图 焊条型号 焊条型号编制方法如下 字母 E 表示焊条 前两位数字表示熔敷金属抗拉强度的最小值 E43系列 熔敷金属抗拉强度 420MPa 43kgf mm2 E50系列 熔敷金属抗拉强度 490MPa 50kgf mm2 第三位数字表示焊条的焊接位置 0 及 1 表示焊条适用于全位置焊接 平 立 仰 横 2 表示焊条适用于平焊及平角焊 4 表示焊条适用于向下立焊 第三位和第四位数字组合时表示焊接电流种类及药皮类型 在第四位数字后附加 R 表示耐吸潮焊条 附加 M 表示耐吸潮和力学性能有特殊规定的焊条 附加 1 表示冲击性能有特殊规定的焊条 E5015低氢钠型平 立 仰 横直流反接E5016低氢钾型平 立 仰 横交流或直流反接 E5015 碳钢焊条 就是常用的J507焊条 50 抗拉强度 490MPa 50kgf mm2 1 平 立 仰 横全位置焊接 15 低氢钠型 直流反接 焊条牌号 焊条牌号 焊条AWSE6010 相当于GBE4310 E 表示电焊条 60 表示抗拉强度 60千磅 平方英寸 420MPa 10 表示焊条药皮类型为高纤维素钠型 1ksi kilopoundspersquareinch 6 895MPa 在实际生产中 通常将焊条分为两大类 酸性焊条和碱性焊条 又称低氢型焊条 即按熔渣中酸性氧化物与碱性氧化物的比例分类 当熔渣中酸性氧化物的比例高时为酸性焊条 反之即为碱性焊条 从焊接工艺性能来比较 酸性焊条电弧柔软 飞溅小 熔渣流动性和覆盖性均好 因此 焊缝外表美观 焊波细密 成形平滑 碱性焊条的熔滴过渡是短路过渡 电弧不够稳定 熔渣的覆盖性差 焊缝形状凸起 且焊缝外观波纹粗糙 但在向上立焊时 容易操作 在选用焊条时应注意下列原则 1 考虑焊件的机械性能 化学成分 2 考虑焊件的工作条件及使用性能 3 考虑简化工艺 提高生产率 降低成本 焊条除根据上述原则选用外 有时为了保证焊件的质量还需通过试验来最后确定 又为了保障焊工的身体健康 在允许的情况下应尽量多采用酸性焊条 2 焊丝焊丝是焊接时作为填充金属或同时作为导电的金属丝 它是埋弧焊 气体保护焊 自保护 电渣焊和等各种工艺方法的焊接材料 随着焊接工艺方法的迅速发展 焊丝的生产增长很快 1 按照适用的焊接方法可分为埋弧焊焊丝 CO2焊焊丝 钨极氩弧焊焊丝 熔化极氩弧焊焊丝 自保护焊焊丝及电渣焊焊丝等 2 按照焊丝的形状结构可分为实心焊丝 药芯焊丝及活性焊丝等 3 按照适用的金属材料可分为低碳钢 低合金钢用焊丝 硬质合金堆焊焊丝 以及铝 铜与铸铁焊丝等 3 焊剂埋弧焊时 能够熔化形成熔渣和气体 对熔化金属起保护并进行复杂的冶金反应的一种颗粒状物质叫焊剂 1 焊接时覆盖焊接区 防止空气中氮 氧等有害气体侵入熔池 减慢冷却速度 改善结晶状况及气体逸出条件 从而减少气孔 2 对焊缝金属渗合金 改善焊缝的化学成分和提高力学性能 渗合金元素主要为锰和硅 为此 焊剂中应含有足够数量的氧化锰和二氧化硅 3 防止焊缝中产生气孔和裂纹 焊剂中有一定数量的萤石 它有去氢作用 防止焊缝中产生氢气孔 另外 焊剂中的萤石和氧化锰对熔池金属有去硫作用 可防止焊缝中产生裂纹 4 保护气体 1 CO2气体 为了得到致密的焊缝 CO2作为保护气体 气体纯度应大于99 5 也就是其中杂质的含量不应该超过0 5 尤其是其中含水量影响最大 按质量计算不得超过0 05 应符合标准HG T2537 1993焊接用二氧化碳的要求 焊接用CO2气体以液态形式贮存于气瓶中供用户使用 GB7144 1999 气瓶颜色标记 中CO2气钢瓶外表涂银白色并写有黑色 CO2 字样 气瓶中CO2气体的数量只能用称重法测定 而不能用气瓶内的气压来测定 气瓶的压力与温度有关 当温度为0 20 时 瓶中压力为40 60大气压 4 5 6 8MPa 以上 所以气瓶不得放在火炉 暖气等热源附近 也不得放在烈日下暴晒 以防止发生爆炸 2 氩气氩气 Ar 是惰性气体 几乎不与金属发生化学反应 也不溶于金属中 Ar的原子量为39 944 比空气重1 4倍 而比热容和导热系数比空气小 所以氩气在焊接时对电弧和熔池具有良好的保护作用 并具有良好的稳弧性 五 焊接接头 1 焊接接头基本形式用焊接方法连接的接头称为焊接接头 常用的基本接头形式有对接 搭接 角接和T形接头 如图6所示 选择接头形式时 主要根据产品的结构 并综合考虑受力条件 加工成本等因素 例如 对接接头具有受力均匀 节省金属等优点 故应用最多 但是 对接接头对下料尺寸和组装的要求比较严格 T型接头焊缝大多数情况下只承受较小剪切应力或仅作为联系焊缝 搭接接头对装配要求不高 也易于装配 但接头承载能力低 一般用在不重要的结构中 2 坡口坡口是根据设计或工艺需要 在工件的待焊部位加工成一定几何形状并经装配后构成的沟槽 加工方法 用机械 火焰或电弧开坡口的目的 保证焊缝根部焊透 获得良好的焊缝成形以及便于清渣 对于合金钢来说 坡口还能起到调节母材金属和填充金属比例的作用 间隙b 坡口角度a 钝边P 图7接头坡口形式 3 间隙和钝边 1 间隙焊前 在焊接接头根部之间预留的空隙叫根部间隙 作用 在于焊接打底焊道时 能保证根部可以焊透 2 钝边焊件开坡口时 沿焊件厚度方向未开坡口的端面部分叫钝边 作用 防止焊缝根部焊穿 焊条电弧焊 当焊件的厚度大于6mm时 就需要开坡口焊接 坡口形式及其尺寸一般随板厚而变化 同时还与焊接方法 焊接位置 热输入量 坡口加工方法以及工件材质等有关 4 选择坡口时应遵循的原则 1 能够保证工件焊透 焊条弧焊熔深一般为2 4mm 且便于焊接操作 如在容器内部不便焊接的情况下 要采用单面坡口在容器的外面焊接 2 坡口形状应容易加工 3 尽可能提高焊接生产率和节省焊条 4 尽可能减小焊后工件的变形 5 焊接位置熔焊时 焊件接缝所处的空间位置称为焊接位置 按焊缝空间位置的不同可分为平焊 立焊 横焊和仰焊等位置 见图8所示 此外 水平固定管的对接焊缝 包括了平焊 立焊和仰等焊接位置 类似这样的焊接位置施焊时 称为全位置焊接 如图10所示 在平焊位置施焊时 熔滴可借助重力落入熔池 熔池中气体 熔渣容易浮出表面 因此 平焊可以用较大电流焊接 生产率高 焊缝成形好 焊接质量容易保证 劳动条件较好 因此 一般应尽量在平焊位置施焊 当然 在其他位置施焊 也能保证焊接质量 但对焊工操作技术要求较高 劳动条件较差 图10水平固定管全位置焊接 热影响区 HAZ 在焊接或切割过程中 材料因受热的影响 但未熔化 而发生组织与力学性能变化的区域叫做热影响区 英文缩写HAZ 热影响区位置 是在母材上和焊缝相邻部分 焊接接头示意图1 焊缝2 熔合区3 热影响区4 母材 焊缝 熔合区 母材 六 焊接变形和焊接应力 焊接应力与变形产生的原因 焊接过程的加热和冷却受到周围冷金属的拘束 不能自由膨胀和收缩 当拘束很大时 如大平板对接 则会产生残余应力 无残余变形 当拘束较小 如小板对接焊 时 既产生残余应力 又产生残余变形 焊件焊后的变形形式主要有 尺寸收缩 角变形 弯曲变形 扭曲变形 波浪变形等 焊接变形与应力的危害工件焊接后产生变形和应力对结构的制造和使用会产生不利影响 产生焊接变形 可能使焊接结构尺寸不合要求 组装困难 间隙大小不一致等 从而影响焊件质量 焊接残余应力会增加工件工作时的内应力 降低承载能力 还会引起裂纹 甚至造成脆断 应力的存在会诱发应力腐蚀裂纹 残余应力是一种不稳定状态 在一定条件下会衰减而产生一定的变形 使构件尺寸不稳定 所以减少和防止焊接变形和应力是十分必要的 焊接应力的防止及消除 采取合理的焊接顺序 使焊缝能够自由地收缩 以减少应力 图a 而图b因先焊焊缝1导致对焊缝2的拘束度增加 而增大残余应力 焊缝不要有密集交叉截面 长度也要尽可能小 以减小焊接局部加热 从而减少焊接应力 采用小能量 多层焊 也可减少焊缝应力 焊前预热可以减少工件温差 也能减少残余应力 当焊缝还处在较高温度时 锤击焊缝使金属伸长 也能减少焊接残余应力 焊后进行消除应力的退火可消除残余应力 焊接变形的防止和消除 焊缝对称布置 采用反变形方法 采用对称焊和分段倒退焊 采用多层多道焊 能减少焊接变形 采用焊前刚性固定组装焊接 限制产生焊接变形 但这样会产生较大的焊接应力 采用定位焊组装也可防止焊接变形 七 焊接缺陷 一 焊接缺陷的特征 焊接裂纹是指金属在焊接应力及其它致脆因素共同作用下 焊接接头中局部地区金属原子结合力遭到破坏而形成的新界面所产生的缝隙 具有尖锐的缺口和长宽比大的特征 是焊接结构 件 中最危险的缺陷 1 焊接裂纹 1 按裂纹外观形貌和产生的部位来分各种裂纹如横向裂纹 纵向裂纹 弧坑裂纹 放射状裂纹 枝状裂纹 间断裂纹 微观裂纹等 2 按裂纹产生的温度范围来划分按温度范围则可分为热裂纹 冷裂纹及再热裂纹 图焊接裂纹的宏观形态及其分布1 焊缝中的纵向裂纹2 焊缝中的横向裂纹3 熔合区裂纹4 焊缝根部裂纹5 HAZ根部裂纹6 焊趾纵向裂纹 延迟裂纹 7 焊趾纵向裂纹 液化裂纹 再热裂纹 8 焊道下裂纹 延迟裂纹 液化裂纹 多边化裂纹 9 层状撕裂10 弧坑裂纹 火口裂纹 a 纵向裂纹b 横向裂纹c 星形裂纹 1 热裂纹在固相线附近的高温区形成的裂纹称热裂纹 热裂纹主要发生在晶界处 由于裂纹形成的温度较高 在与空气接触的开口部位表面有强烈的氧化特征 呈蓝色或天蓝色 这是区别于冷裂纹的重要特征 2 冷裂纹焊接接头冷却到材Ms温度以下时形成的裂纹称为冷裂纹 其特点是表面光亮 无氧化特征 3 再热裂纹工件焊接后 若再次被加热到一定温度而产生的裂纹称为再热裂纹 316L不锈钢焊缝中的热裂纹 延迟裂纹是冷裂纹中的一种普遍形态 它的主要特点是不在焊后立即出现 而是有一定的孕育期 具有延迟现象 故称延迟裂纹 如图所示 图HY 80钢焊接热影响区中的延迟裂纹 属于低碳低合金高强钢 严格说属于超高强钢 通过多种元素强化 并进行了热处理 这种钢材是潜艇制造的专用钢板 可以保证潜艇外壳能承受下潜到300米以上水深压力 制造工艺难度极大 是西方国家尤其是美国禁止对外出口的钢材 应力腐蚀裂纹是指金属在某种特定的腐蚀介质与相应水平的拉伸应力共同作用下产生的裂纹 图应力腐蚀裂纹 2 气孔焊接时 熔池中的气泡在凝固时未能逸出而残留下来形成的孔穴称为气孔 气孔的特征及分布见表7 1 图焊缝中的气孔示意图 3 固体夹杂 1 夹渣焊后残留在焊缝中的熔渣成为夹渣 其形状较复杂 一般呈线状 长条状 颗粒状及其它形式 2 夹钨在进行钨极氩弧焊时 若钨极不慎与熔池接触 使钨的颗粒进入焊缝金属中而造成夹钨 焊接镍铁合金时 则其与钨形成合金 使X射线探伤很难发现 4 未熔合和未焊透 1 未熔合在焊缝金属和母材之间或焊道金属与焊道金属之间未完全熔化结合的部分称为未熔合 这种缺陷有时因间隙很大 与熔渣难以区别 有时虽然结合紧密但未焊合 往往从未熔合区末端产生微裂纹 图未熔合a 侧壁未熔合b 层间未熔合C d 根部未熔合 2 未焊透焊接时 母材金属之间应该熔合而未焊上的部分称为未焊透 出现在单面的坡口根部及双面焊的坡口钝边 5 形状缺陷 1 咬边由于焊接参数选择不当 或操作工艺不正确 沿焊趾的母材部位产生的沟槽或凹陷称为咬边 再立焊及仰焊位置容易发生咬边 在角焊缝上部边缘也容易产生咬边 2 焊瘤焊接过程中 熔化金属流淌到焊缝之外未熔化的母材上所形成的金属瘤称为焊瘤 焊瘤存在于焊缝表面 在其下面往往伴随着未熔合 未焊透等缺陷 焊瘤 内凹 3 烧穿和下塌焊接过程中 熔化金属自坡口背面流出 形成穿孔的缺陷叫烧穿 烧穿容易发生在第一道焊道及薄板对接焊缝或管子对接焊缝中 穿过单层焊缝根部 或在多层焊接接头中穿过前道熔敷金属塌落的过量焊缝金属成为下塌 烧穿和下塌 4 错边和角变形由于两个焊件没有对正而造成板的中心线平行偏差称为错边 由于两个焊件没有对正而造成它们的表面不平行或不成预定的角度成为角变形 堆焊 对接接头 T形接头 反变形法 5 其它缺陷 1 电弧擦伤在焊缝坡口外部引弧时产生于母材金属表面上的局部损伤 如果在坡口外随意引弧 有可能形成弧坑而产生裂纹 又容易被忽视 漏检 导致事故发生 2 飞溅熔焊过程中 熔化的金属颗粒和熔渣向周围飞散的现象称为飞溅 不同药皮成分的焊条具有不同的飞溅损失 电弧擦伤 飞溅 二 焊接缺陷的危害 产生原因及防止措施 焊接缺陷会导致应力集中 降低承载能力 缩短使用寿命 甚至造成脆断 一般技术规程规定 裂纹 未焊透 未熔合和表面夹渣等是不允许有的 咬边 内部夹渣和气孔等缺陷不能超过一定的允许值 对于超标缺陷必须进行彻底去除和焊补 常见的焊接缺陷产生原因 危害及防止措施简述如下 1 焊缝尺寸不符合要求 焊缝尺寸不符合要求主要指焊缝余高及余高差 焊缝宽度及宽度差 错边量 焊后变形量等不符合标准规定的尺寸 焊缝高低不平 宽窄不齐 变形较大等 焊缝宽度不一致 除了造成焊缝成形不美观外 还影响焊缝与母材的结合强度 焊缝余高过大 造成应力集中 而焊缝低于母材 则得不到足够的接头强度 错边和变形过大 则会使传力扭曲及产生应力集中 造成强度下降 产生的原因 坡口角度不当或钝边及装配间隙不均匀 焊接工艺参数选择不合理 焊工的操作技能水平较低等 预防措施 选择适当的坡口角度和装配间隙 提高装配质量 选择合适的焊接工艺参数 提高焊工的操作技术水平等 焊缝边缘直线度 余高和余高差 焊缝宽度及宽度差 TSGZ6002 2010特种设备焊接操作人员考核细则 2 咬边由于焊接工艺参数选择不正确或操作工艺不正确 在沿着焊趾的母材部位烧熔形成的沟槽或凹陷称为咬边 咬边不仅减弱了焊接接头强度 而且因应力集中容易引发裂纹 产生的原因 主要是电流过大 电弧过长 焊条角度不正确 运条方法不当等 防止措施 焊条电弧焊焊接时要选择合适的焊接电流和焊接速度 电弧不能拉的太长 焊条角度要适当 运条方法要正确 3 未焊透未焊透是指焊接时焊接接头根部未完全熔透的现象 未焊透处会造成应力集中 并容易引起裂纹 重要的焊接接头不允许有未焊透 产生的原因 坡口角度或间隙过小 钝边过大 装配不良 焊接工艺参数选用不当 焊接电流太小 焊接速度太快 焊工操作技术不良等 预防措施 正确选用和加工坡口尺寸 合理装配 保证间隙 选择合适的焊接电流和焊接速度 提高焊工的操作技术水平 4 未熔合未熔合是指熔焊时 焊道与母材之间或焊道与焊道之间 未完全熔化结合的部分 未熔合直接降低了接头的力学性能 严重的未熔合会使焊接结构根本无法承载 产生原因 主要是焊接速度快而焊接电流小 焊接热输入太低 焊条偏心 焊条与焊件夹角不当 电弧指向偏斜 坡口侧壁有锈垢及污物 层间清渣不彻底等 防止措施 正确地选择焊接工艺参数 认真操作 加强层间清理 提高焊工操作技术水平等 5 焊瘤焊瘤是指焊接过程中熔化金属流淌到焊缝之外未熔化的母材上所形成的金属瘤 焊瘤不仅影响了焊缝的成形 而且在焊瘤的部位 往往还存在夹渣和未焊透 产生的原因 钝边过小而根部间隙过大 焊接电流大而焊接速度快 焊工操作技能水平低等 防止措施 根据不同的焊接位置要选择合适的焊接工艺参数 严格地控制熔孔的大小 提高焊工操作技术水平等 6 弧坑焊缝收尾处产生的下陷部分叫做弧坑 弧坑不仅使该处焊缝的强度严重削弱 而且由于杂质的集中 会产生弧坑裂纹 产生原因 主要是熄弧停留时间过短 薄板焊接时电流过大 防止措施 焊条电弧焊收弧时焊条应在熔池处稍作停留或作环形运条 待熔池金属填满后再引向一侧熄弧 钨极氩弧焊时 要有足够的停留时间 填满焊缝后衰减熄弧 7 气孔焊接时 熔池中的气体在凝固时未能逸出而残留下来所形成的空穴称为气孔 气孔是一种常见的焊接缺陷 分为焊缝内部气孔和外部气孔 气孔有圆形 椭圆形 虫形 针状形和密集形等多种 气孔的存在不但会影响焊缝的致密性 而且将减少焊缝的有效面积 降低焊缝的力学性能 产生原因 焊件表面和坡口处有油 锈 水分等污物存在 焊条电弧焊时焊条药皮受潮 使用前没有烘干 电弧过长或偏吹 熔池保护效果不好 空气侵入熔池 焊接电流过大 焊条发红 药皮提前脱落 失去保护作用 操作方法不当 如收弧动作太快 易产生缩孔 接头引弧动作不正确 易产生密集气孔等 防止措施 焊前将坡口两侧20 30mm范围内的油污 锈 水分清除于净 严格地按焊条说明书规定的温度和时间烘焙 正确地选择焊接工艺参数 正确操作 尽量采用短弧焊接 野外施工要有防风设施 不允许使用失效的焊条 如焊芯锈蚀 药皮开裂 剥落 偏心度过大等 8 夹杂和夹渣夹杂是残留在焊缝金属中由冶金反应产生的非金属夹杂和氧化物 夹渣是残留在焊缝中的熔渣 夹渣可分为点状夹渣和条状夹渣两种 夹渣削弱了焊缝的有效断面 从而降低了焊缝的力学性能 夹渣还会引起应力集中 容易使焊接结构在承载时遭受破坏 产生原因 焊接过程中的层间清渣不净 焊接电流太小 焊接速度太快 焊接过程中操作不当 焊接材料与母材化学成分匹配不当 坡口设计加工不合适等 防止措施 选择脱渣性能好的焊条 认真地清除层间熔渣 合理地选择焊接工艺参数 调整焊条角度和运条方法 9 烧穿焊接过程中 熔化金属自坡口背面流出 形成穿孔的缺陷 称为烧穿 烧穿是焊条电弧焊常见缺陷之一 产生原因 焊接电流大 焊接速度慢 使焊件过度加热 坡口间隙大 钝边过薄 焊工操作技能差等 防止措施 选择合适的焊接工艺参数及合适的坡口尺寸 提高焊工的操作技能等 10 冷裂纹焊接接头冷却到较低温度下 对于钢来说在MS温度以下 产生的裂纹称为冷裂纹 冷裂纹可在焊后立即出现 也有可能经过一段时间 几小时 几天 甚至更长时间 才出现 这种裂纹又称延迟裂纹 它是冷裂纹中比较普遍的一种形态 具有更大的危险性 产生原因 马氏体转变而形成的淬硬组织 拘束度大而形成的焊接残余应力和残留在焊缝中的氢是产生冷裂纹的三大要素 防止措施 选用低氢型焊接材料 使用前严格按照说明书的规定进行烘焙 焊前清除焊件上的油污 水分 减少焊缝中氢的含量 选择合理的焊接工艺参数和热输入 减少焊缝的淬硬倾向 焊后立即进行消氢处理 使氢从焊接接头中逸出 对于淬硬倾向高的钢材 焊前预热 焊后及时进行热处理 改善接头的组织和性能 采用降低焊接应力的各种工艺措施 八 管道焊接材料 铁路 公路 航空 水运与管道运输统称为五大运输业 据专家测算 管道运输是最为经济 简单的一种运输方式 特别是对于石油 天然气等流体来说更为有效 其特点是经济 安全和不间断 由于管道运输的有效性 目前它还作为煤 矿浆和其它固体物质的重要输送手段 一 管线用钢 在国内管线钢的主要标准是GB9711 主要有 L210 L245 L290 L320 L360 L390 L415 L450 L485 L555 在国外管线钢的主要标准是APISpec5L 主要有 A25 A B X42 X46 X52 X56 X60 X65 X70 X80 X100 国内外管线钢牌号及性能对照表 纤维素型焊条 E6010 E7010 E8010林肯 Pipeliner 6P Pipeliner 7P Pipeliner 8P 伯乐 FOXCEL E6010 FOXCEL75 E7010 P1 FOXCEL85 E8010 P1 二 管道用焊接材料 二 管道用焊接材料 自保护药芯焊丝 E71T8 焊接X70及以下管线钢 赫伯特 HOBART81N1 E71T8 Ni1 林肯 Pipeliner NR 207 E71T8 K6 金桥 JC29 E71T8 Ni1 E81T8 焊接X80管线钢 赫伯特 HOBARTFabshieldX80林肯 LINCOLNPrimacoreTMSW 88P金桥 JC30 二 管道用焊接材料 E7016 用于返修焊接及X80钢根焊