焊接(初级)培训资料

1、焊接（初级）培训资料 一、焊接的定义： 通过加热、加压或二者并用，加或不加填充材料，消除金属材料表面不平和氧化膜，使两 金属原子间达到晶格距离，形成的永久性连接的加工方法就是焊接。 二、焊接的分类：熔化焊、压力焊、钎焊 常见的熔化焊有气焊、手工电弧焊、埋弧焊、二氧化碳气体保护焊、氩弧焊 常见的压力焊有电阴焊、摩擦焊 三、手工电弧焊的基础知识 1、电弧的产生 焊接的电弧是由焊接电源供给的，具有一定的电压的两电极间或电极与母材间，在气体介 质中产生的强烈而持久的放电现象。它是电弧焊的热源。 焊接电弧的产生，必须具备下列三个条件：空载电压、导电粒子、短路 2、 1) 2) 电弧的实质、电弧的与电压的

2、关系、影响电弧稳定的主要因素。 电弧的实质：局部气体的导电现象。电弧由阳极区，阴极区和弧柱区组成。 电弧与电压的关系：电弧的长短与电压有密切关系，电弧越长，电压越高；在焊接过程中， 般使电弧长度约为焊条直径的（0.51 ）倍，此时电压约为 16V 25V。 影响电弧稳定的主要因素， 除操作因素外，大致可分为以下几种： 电源影响、焊条药皮影 响，焊区清洁度和气流影响，磁偏吹影响。 3、电弧静特性：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称为电弧静特性，一般也称伏一安特性。其弧长不同，静特性曲线的位置 也不同。 4、焊接电源的外特性：在规定范围内，弧焊

3、电源稳态输出电流和输出电压的关系称为焊接电 源外特性。 电源外特性有三种形式：即下降特性（陡降、缓降），平特性和上升特性。 5、电弧动特性：对于一定弧长的电弧，当电弧电流发生连续地快速变化时，电弧电压与焊接 电流瞬时值之间的关系称为电弧动特性。 6、焊接极性：所谓直流正接，是将焊件接电源正极，电极（焊条、焊丝等）接电源负极的接 线法；反之为反接法。 E4315 选择焊机的极性时，还应考虑焊条的性质。因为，有的焊条是规定使用极性的，如 （J427）、E5015（ J507）等焊条必须用直流反接法焊接。 四、CO2气体保护焊的基础知识 1、CO2气体保护焊的特点见表 1 表1 CO2气体保护焊的特

4、点 优点 缺点 a) b) c) d) e) f) g) h) 生产率高，电弧穿透能力强。 电流密度高，电弧热量集中，受热面积小, 焊接变形小。 对油、锈敏感性较低，可以减少焊件及焊 丝的清理工作。 焊缝中含氢量较少，在焊接低合金高强 度钢时冷裂纹倾向小。 短路过渡技术可用于全位置及其它空间 位置的焊接。 操作简单，容易掌握。 CO2气体和焊丝成本低，供应容易。 电弧可见性好，明弧操作，易于对准焊 缝和掌握熔池熔化和焊缝成形。 a) b) c) d) e) 焊接过程中合金元素烧损。 CO2气体保护焊的焊机价格较贵。 焊接过程中飞溅较大。 室外作业时，抗风能力比手工电弧焊弱。 准备工作比手工电弧

5、焊长， 在经常流动的焊 接现场，不如手工电弧焊机动性强。 2、CO2气体保护的熔滴过渡有三种形式：滴状过渡，短路过渡，射流过渡。一般采用短路过 渡或射流过渡。 3、 CO2气体保护焊的焊接材料：焊丝、CO2气体 4、CO2气体保护焊的工艺 1）CO2气体保护焊的工艺要点见表 表2短路过渡和射流过渡的焊接工艺要点 熔滴过渡 形式 焊接参数 工艺要点 短路过渡 电弧电压 及焊接电 流 对于一定的焊丝直径及焊接电流，必须与合适的电弧电压匹配才能获得 稳定的短路焊接过程，其匹配如下： 焊丝直径mm 0.8 1.2 1.6 电弧电压V 18 19 20 焊接电流A 100110 120135 14018

6、0 焊接回路 电感 焊接回路电感的主要作用是： 1）调节短路电流增长速度过大，将产生大量小颗粒飞溅，电感值越大， 短路电流增长速度越小，反之则越大。 2）调节电弧燃烧时间，控制母材熔深。若增大电感，过渡频率将降低， 电弧燃烧时间加长，则熔深增大。 焊接速度 焊接速度过快，会引起焊缝两侧咬边；焊接速度过慢，易产生焊缝组织 粗大及烧穿。 焊丝伸出 长度 焊丝伸出长度与焊丝直径、 焊接电流以及电弧电压有关。 在焊接过程中， 导电嘴到母材间的距离一般为焊丝直径的 1012倍，约10 20mm， 不超出20mm。 短路过渡 气体流量 的选择 在焊接过程中气体流量与焊丝直径、焊接电流、焊接速度、周围环境以

7、 及焊接位置有关。焊接电流越大，焊接速度越快，故在室外焊接以及仰 焊时，都应采用较大的气体流量。焊丝直径与气体流量的配用表如下： 焊丝直径mm W 1.2 1.2 气体流量L/min 6 15 1525 电源极性 选择 一般采用直流反接，因为反接时飞溅小，电弧稳定，母材熔深大，焊接 成形好，焊缝金属含氢量低。 当用于堆焊时采用直流正接法，这时焊丝的熔化系数约为反极性时的 1.6倍；金属熔敷率高，熔深浅。 射流过渡 大电流并 配以较高 电弧电压 电弧穿透力强，母材熔深大，适合中等厚度及大厚度焊件的焊接。电源 极性为直流反接。熔滴过渡是非轴向的，伴有大量的金属飞溅。 2) 焊机的负载电压与焊接电流

8、的关系式为： U2=14+O.O5I2，I2W 600A U2=44V , |2 600A式中U2为负载电压（单位： CO2气体保护焊用于堆焊时成本较低，但堆焊层的焊接质量较差， 高的焊件。 CO2气体保护焊的适用范围 CO2气体保护焊主要用于低碳钢、部分低合金结构钢的焊接。 3) 5、 V）; I2为焊接电流（单位：A） 只适合堆焊性能要求不 当然，在焊接结构的生产中, 6、 1) 2) 3) 4) 5) 7、 1) 般不用于不锈钢的焊接，因为用CO2气体保护焊时，不锈钢会产生增碳现象，加强了晶间 腐蚀的倾向。当使用时，一般应用混合气体，如加入Ar，通常Ar的体积含量不低于 80%。以 确保

9、焊缝质量。 影响焊接时保护气氛的因素： 气体流量：过小，气流挺度差，即排除周围空气的能力差。过大，周围产生负压，易卷入 空气。 喷嘴至工件的距离：不影响操作及飞溅使喷嘴堵塞的前提下，尽可能用短距离。 焊速及侧向风：焊速的影响不明显，侧向风时应加阻流板。 接头形式：平对接和内角接时比外角接和端接时保护效果好，后者可以采用阻流板。 电弧功率：增大时应相应提高气体流量，以保证保护气氛。 参数选择： 焊接电流、电弧电压的选择：（ 1.2焊丝）对短路过渡而言，特征参数为：19V、120 135A :细颗粒过渡为：34 45V、300A，当然，在实际生产中，由于供电网络和焊机等的 原因，具体情况应视具体情

10、况而定。 焊速V : V增大时，熔宽C降低，熔深S和余高H也有一定减少，而 V过快时，易引起 两侧咬肉，V过慢，易引起烧穿并引起焊缝组织粗大等缺陷。 3) 焊丝伸出长度L : L= （1012） d, d表示焊丝直径，L 一般在1020mm范围内，不超过 20mm。 气体流量：细丝小规范为 515L/min，中等规范为 20L/min。 5) 电源极性：一般采用直流反极性，因为反极性时飞溅小，电弧稳定，成形好，且含氢量低， 熔深较大。堆焊时可以采用正接。 6) 焊枪倾角选择：尽可能使电弧均匀加热焊缝两侧，且使焊枪尽量垂直于工件，或前后倾角 不起过20 。 五、 常用金属材料的焊接 1、 碳素钢

11、 碳素钢按含碳量的多少可分为：低碳钢（WCW 0.25% ）、中碳钢（WC = 0.25% 0.6% ）高 碳钢（WO 0.6%）三类。WC表示碳的质量分数。 按照钢中有害元素硫和磷的含量，可将碳素钢分为：普通碳素钢（硫含量WSW 0.055% , 产生原因：就是焊件在焊接过程中经受了不均匀的加热和冷却。 焊接应力与变形的影响因素：焊接方法、焊接参数与施焊方法、焊缝位置、尺寸数量、焊 件材料的热物理性能、焊件的形状与尺寸、装配焊接顺序及焊接状态。 焊接变形的种类：纵向收缩变形、横向收缩变弄、角变形、错边变形、波浪变形、挠曲变 形、螺旋形变形。 3) 磷含量 WPW 0.045%）、优质碳素钢（

12、硫含量 WSW 0.045%，磷含量 WpW 0.04%）、高级优质碳 素钢含硫、磷及夹杂物最少（硫、磷质量分数均W0.035% ）。 碳钢焊接工艺见表 3 表3碳钢焊接工艺 低碳钢的焊接工艺 中碳钢的焊接工艺 高碳钢的焊接工艺 a）对有烘干要求的焊条，焊 a）选用直径较小的焊条，通常 a）严格清除焊件待焊处的 前要按规定进行烘干。为 为 0 3.24mm. 油、污、垢。 防止产生气孔、裂纹等缺 b）焊接坡口尽量开成U型，以 b）采用小电流施焊，焊缝的 陷，焊前要清除待焊处的 减少母材的熔入量。 熔深要浅。 油、污、锈、垢。 C）焊后尽可能缓冷。 C）焊接过程中要采用引弧 b）避免采用深而窄的

13、坡口形 d）焊接过程中，宜采用锤击焊 板和熄弧板。 式，以免出现夹渣、未焊 缝的方法减少焊接残余应 d）为防止产生裂纹，可采用 透等缺陷。 力。 隔离焊缝焊法。即先在焊 C）控制热影响区的温度，避 e）采用局部预热，坡口两侧加 接坡口上用低碳钢焊条 免停留的时间太长，防止 热范围为150200mm。 堆焊一层，然后再在堆焊 造成晶粒粗大。 f）焊接过程中，宜采取逐步退 层上进行焊接。 d）尽量采用短弧施焊。短弧 焊和短段多层焊法。 e）减少焊接应力，在焊接过 通常是指电弧长度为焊芯 g）采用直流反接电源。 程中，可采用锤击焊缝金 直径的0.5 1倍。 h）在焊条直径相同时，焊接电 属的方法减少焊件的残 e）多层焊时，每层焊缝金属 流比焊接低碳钢时小 10% 余应力。 的厚度不应大于 5mm ,最 15%。 后一层盖面焊缝要连续焊 完。 f）针对不同的焊接位置采 用不同的焊接电流。 六、焊接应力与变形 1） 2） 2