焊接工艺设计

第3章焊接成形技术,工程上常用的连接方法,第3章焊接工艺设计,焊接的特点,节省金属材料，减轻结构重量。简化加工与装配工序。适应性强。满足特殊连接要求。降低劳动强度，改善劳动条件。,第3章焊接工艺设计,焊接的分类,熔焊,压焊,钎焊,焊接过程中，将焊件接头加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法。,焊接过程中，必须对焊件施加压力(加热或不加热)以完成焊接的方法。,指采用比母材熔点低的金属材料做钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点、低于母材熔点的温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现焊接的方法。,第三章焊接成形技术,焊接的方法：熔焊、压焊和钎焊,焊接的分类,第三章焊接成形技术,焊接的方法：熔焊、压焊和钎焊,焊接的分类,第三章焊接成形技术,焊接的方法：熔焊、压焊和钎焊,焊接的分类,第3章焊接工艺设计,手工电弧焊,是熔化焊中最基本的一种焊接方法，它是利用电弧的热量局部熔化焊件，并用手工操纵焊条进行焊接的一种方法。,第3章焊接工艺设计,焊接电弧的形成焊接电弧是由焊接电源供给的，是具有一定电压的两电极间或电极与焊件间，在气体介质中产生强烈而持久的放电现象。,电弧的引燃,手工电弧焊,第3章焊接工艺设计,工艺设计,焊接工艺设计的主要内容和顺序,1.选择焊接结构材料（母材）；2.焊接材料的选择；3.确定焊接接头及坡口形式；4.制定简明的焊接工艺,第3章焊接工艺设计,工艺设计,焊接结构材料的选择,1.在满足使用性能要求的前提下，应尽量选用焊接性能较好的材料。2.要注重材料的冶金质量。3.应尽量选择同种材料进行焊接。,第3章焊接工艺设计,焊接结构材料的选择,4.尽量选用型材,合理选材与减少焊缝的实例(a)用四块钢板焊成；(b)用两根槽钢焊成；(c)用两块钢板弯曲后焊成；(d)容器上的铸钢件法兰；(e)冲压后焊接的小型容器,工艺设计,第3章焊接工艺设计,焊接材料及选用,1.手工电弧焊焊接材料1）焊条的组成及其作用：焊条由焊芯和药皮组成。（1）焊芯：焊芯是焊条中被药皮包覆的金属芯。焊芯的作用：作为电极传导电流，熔化后作为填充金属与母材形成焊缝。,工艺设计,第3章焊接工艺设计,焊接材料及选用,手工电弧焊焊接材料1）焊条的组成及其作用：焊条由焊芯和药皮组成。（2）药皮：药皮是压涂在焊芯表面的涂料层。药皮的作用：改善焊接工艺性；对焊接区起保护作用；起有益的冶金化学作用。,工艺设计,第三章焊接成形技术,工艺设计,焊接材料及选用,手工电弧焊焊接材料2）焊条类型焊条类型：按用途分：碳钢焊条、低合金钢焊条、结构钢焊条、钼和铬钼耐热钢焊条、低温钢焊条、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、铝及铝合金焊条以及特殊用途钢焊条等。按熔渣化学性质分：酸性焊条和碱性焊条,第三章焊接成形技术,工艺设计,酸性焊条与碱性焊条的性质酸性焊条的熔渣以酸性氧化物为主，氧化性强，合金元素烧损大，焊缝抗裂性差。酸性焊条的工艺性好，对水、锈、油的敏感性小，采交用直流电源均可。碱性焊条的熔渣以碱性氧化生为主，并含有较多的铁合金，脱氧、除氢、渗合金作用强。碱性焊条的含氢量较低，有益元素较多，有害元素较少，焊缝力学性能和抗裂性好。碱性焊条工艺生较差，电弧稳定性差，对水、锈、油的敏感，一般采用直流电源。,第三章焊接成形技术,工艺设计,手工电弧焊焊接材料3）焊条的选用原则焊条的种类很多，选用是否得当，直接影响焊接质量、生产效率和产品成本。（1）焊缝金属的力学性能和化学成分。（2）焊件的使用性能和条件要求。（3）焊件的结构特点和受力状态。（4）施工条件和设备。,第3章焊接工艺设计,焊缝的布置,1.焊缝形式1）按焊缝在空间位置分类：平焊缝、立焊缝、横焊缝及仰焊缝,（a）平焊（b）立焊（c）横焊（d）仰焊,工艺设计,第3章焊接工艺设计,焊缝的布置,1.焊缝形式1）按焊缝在空间位置分类：平焊缝、立焊缝、横焊缝及仰焊缝,工艺设计,第3章焊接工艺设计,焊缝的布置,工艺设计,第3章焊接工艺设计,焊缝的布置,1.焊缝形式3）按焊缝连接情况：连续焊缝和断续焊缝。,(a)连续焊缝(b)断续焊缝,工艺设计,第3章焊接工艺设计,焊缝的布置,不合理,合理,2.焊缝位置的合理布置焊缝的位置应尽量对称布置,工艺设计,第3章焊接工艺设计,焊缝的布置,2.焊缝位置的合理布置焊缝的位置应尽可能分散,不合理,合理,不合理,合理,工艺设计,第3章焊接工艺设计,焊缝的布置,不合理,合理,2.焊缝位置的合理布置焊缝的位置应尽可能分散,工艺设计,第3章焊接工艺设计,焊缝的布置,2.焊缝位置的合理布置焊缝应尽量避开最大应力和应力集中的位置,不合理,合理,工艺设计,第3章焊接工艺设计,焊缝的布置,不合理,合理,2.焊缝位置的合理布置焊缝应尽量避开最大应力和应力集中的位置,工艺设计,第3章焊接工艺设计,焊缝的布置,不合理,合理,2.焊缝位置的合理布置焊缝应尽量避开最大应力和应力集中的位置,工艺设计,第3章焊接工艺设计,焊缝的布置,2.焊缝位置的合理布置焊缝应避开机械加工表面,不合理,合理,工艺设计,第3章焊接工艺设计,焊缝的布置,不合理,合理,2.焊缝位置的合理布置焊缝应避开机械加工表面,工艺设计,第3章焊接工艺设计,焊缝的布置,2.焊缝位置的合理布置焊缝要能够焊接、便于焊接，并能保证质量,不合理,合理,工艺设计,第3章焊接工艺设计,焊缝的布置,不合理,合理,2.焊缝位置的合理布置焊缝要能够焊接、便于焊接，并能保证质量,工艺设计,第3章焊接工艺设计,焊缝的布置,2.焊缝位置的合理布置焊缝的布置还应照顾到其他工序的方便与安全例如，检验、热处理、机械加工的可能与方便，以保证达到应有的精度。,工艺设计,第3章焊接工艺设计,焊接接头设计,焊接接头设计包括:接头形式设计:主要考虑焊件的结构形状和板厚、接头使用性能要求等因素。坡口形式设计：主要考虑焊缝能否焊透、坡口加工难易程度、生产率、焊条消耗量和焊后变形大小等因素。,工艺设计,第3章焊接工艺设计,焊接接头设计,对接接头,1.焊接接头基本形式：对接接头,工艺设计,第3章焊接工艺设计,焊接接头设计,工艺设计,第3章焊接工艺设计,焊接接头设计,工艺设计,第3章焊接工艺设计,焊接接头设计,搭接接头,1.焊接接头基本形式：搭接接头,工艺设计,第3章焊接工艺设计,焊接接头设计,不同厚度金属材料对接时允许的厚度差,2.焊接接头坡口形式的设计：为使厚度较大的焊件能够焊透，常将金属材料边缘加工成一定形状的坡口，坡口能起到调节母材金属与填充金属比例，即调整焊缝成分的作用，同时也能使焊缝成形美观。,工艺设计,第3章焊接工艺设计,3.5焊接接头设计,2.焊接接头坡口形式的设计：较厚板板料上加工出单面或双面斜面的过渡形式。,工艺设计,第3章焊接工艺设计,焊接接头设计,2.焊接接头坡口形式的设计：钢板厚度不同的角接与T形接头受力焊缝,不同厚度材料焊接接头的过渡形式,(b)角接(c)T形接,工艺设计,第3章焊接工艺设计,焊缝代号：焊接的结构形式由焊接符号来表示，焊接符号主要由基本符号、辅助符号、补充符号、指引线和焊接尺寸等组成。常用的焊接符号如下图，用来说明焊接横截面的形状、线宽为标注字符高度的1/10，如字高为3.5mm，则符号线宽为0.35mm。,工艺设计,常用焊缝基本符号,第3章焊接工艺设计,焊缝代号：焊接符号标注步骤1、在焊接基本符号的左侧标注焊接横截面上的尺寸，如钝边高度p，坡口深度H，焊角高度K等，如果焊接的左侧没有任何标注又无其他说明时，对焊接要完全焊透。2、在右侧，标注焊接长度方向和尺寸，如焊接段数n，长度l，间隙e。如果基本符号右侧无任何标注又无其他说明时，表示焊接在整个工件长度方向上是连续的。3、在焊接符号的上侧或下侧，标注坡口角度，坡口面角度和根部间隙b。4、在指引线的尾部标注相同焊接的数量N和焊接方法。,工艺设计,第3章焊接工艺设计,焊接质量检验方法,1.焊接缺陷及原因常见的焊接缺陷：焊缝外形尺寸不符合要求，以及弧坑、焊瘤、咬边、气孔、夹渣、未焊透和裂缝。缺陷产生的原因：结构设计不合理、原材料不符合要求、接头焊前准备不仔细、焊接工艺选择不当或焊工操作技术。,工艺设计,第3章焊接工艺设计,焊缝尺寸不符合工艺要求,焊接质量检验方法,工艺设计,常见的焊接缺陷,第3章焊接工艺设计,焊接裂纹,热裂纹,冷裂纹,焊接质量检验方法,工艺设计,常见的焊接缺陷,第3章焊接工艺设计,气孔,焊接质量检验方法,工艺设计,常见的焊接缺陷,第3章焊接工艺设计,咬边,焊接质量检验方法,工艺设计,常见的焊接缺陷,第3章焊接工艺设计,未焊透和未熔合,焊接质量检验方法,工艺设计,常见的焊接缺陷,第3章焊接工艺设计,夹渣,焊接质量检验方法,工艺设计,常见的焊接缺陷,第3章焊接工艺设计,烧穿,焊接质量检验方法,工艺设计,常见的焊接缺陷,第3章焊接工艺设计,焊接质量检验方法,2.焊接质量检验过程焊前检验、焊接生产过程中的检验及焊后成品检验。3.焊接质量检验方法非破坏检验、破