机电工程焊接技术

1、焊接技术焊接技术 焊接在现代工业生产中具有十分重要地作用，在制造大型结 构或复杂地机器部件时，更显优越，因为它可以用化大为小，化 复杂为简单地方法准备坯料，然后用逐次装配焊接地方法拼小成 大，这是其他工艺方法难以做到的。 焊接概述 焊接 优点： （1）节省材料，减轻质量，生产成本低； （2）简化复杂零件和大型零件的加工工艺，缩短加工周期； （3）适应性好；可实现特殊结构的生产及不同材料间的连接 成型； （4）整体性好，具有良好的气密性、水密性； （5）降低劳动强度，改善劳动条件。 不足： 结构无可拆性。 焊接时局部加热，焊接接头的组织和性能与母材相比发生变 化，产生焊接残余应力和焊接变形。 焊

2、接缺陷的隐蔽性，易导致焊接结构的意外破坏。 焊接特点 u承压类特种设备常用焊接方法 u焊接接头 u焊接缺陷 u焊接应力与变形 u承压类特种设备常用钢材的焊接 （1）熔化焊熔化焊 将待焊处母材金属熔化以形成焊缝的焊接方法 称为熔焊。 （2）压力焊压力焊 焊接过程中，必须对焊件施加压力（加热或加 热），以完成焊接的方法称为压力焊。 （3）钎焊钎焊 钎焊是硬钎焊和软钎焊的总称。采用比母材金属 熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料 熔点、低于母材溶化温度，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连接焊件的方法。 1. 焊接分类 焊接分类 u按焊缝的空间位置不同可分为： 、

3、平焊：水平面的焊接。 、立焊：垂直平面，垂直方向上的焊接。 、横焊：垂直平面，水平方向上的焊接。 、仰焊：倒悬平面，水平方向上的焊接。 u.平焊：手工平焊影像明显可见的均匀分布的焊条运行波 纹，成形较规正，其波纹图形如同水的波纹一样 。 u.立焊：手工立焊影像明显可见鱼鳞状三角波纹，有 时呈三角沟槽，成形较规正。 u.横焊：手工横焊影像明显可见焊道与焊道之间的沟槽，横 焊时，焊条不上下摆动，故无运条的波纹。 u.仰焊：手工仰焊，由于焊条摆动方式与平、立、横均不相 同，其影像无平、立、横的运条波纹，如同许多个圆饼形纹 组成的焊缝影像，黑度不均匀，若其背面为平焊缝，则还可 见不太明显的平焊波纹。

4、承压类特种设备常用的焊接方法 手工电弧焊 埋弧自动焊 氩弧焊 二氧化碳气体保护焊 等离子弧焊 电渣焊 手工电弧焊具有设 备简单，操作灵活，成 本低等优点，且焊接性 好，对焊接接头的装配 尺寸无特殊要求，可在 各种条件下进行各种位 置的焊接，适于多种钢 材和有色金属等等是生产 中应用最广的焊接方法。 一、手工电弧焊的特点 手工电弧焊时有强烈弧光和烟尘污染，焊接质量不够稳定， 焊缝短而不连续，焊缝宽度不均，劳动条件差，劳动强度大，生 产率低，对工人技术水平要求较高。 手工电弧焊焊接工艺规范 焊接规范是影响焊接质量和焊接生产率的各个焊接 工艺参数的总称。手工电弧焊时，焊接规范主要包括焊 接电流、电弧

5、电压、焊条种类和直径、焊机种类和极性、 焊接速度、焊接层数等。 其中焊接电流主要影响焊缝的熔深，电弧电压主要 影响焊缝的熔化宽度。 手工电弧焊 优点：优点： 1、焊接质量高且稳定；、焊接质量高且稳定； 2、熔深大，节省焊接材料；、熔深大，节省焊接材料； 3、无弧光，无金属飞溅，焊接烟雾少；、无弧光，无金属飞溅，焊接烟雾少； 4、自动化操作，生产效率高。、自动化操作，生产效率高。 5、在有风的环境中焊接时，埋弧焊的保护效果胜过其它、在有风的环境中焊接时，埋弧焊的保护效果胜过其它 焊接方法焊接方法 缺点：缺点： 1、设备昂贵，工艺复杂，主要适用于水平位置、长的直、设备昂贵，工艺复杂，主要适用于水平

6、位置、长的直 线焊缝和圆筒形工件的纵、环焊缝的批量生产。线焊缝和圆筒形工件的纵、环焊缝的批量生产。 2、不适合焊接薄板、不适合焊接薄板 3、难以用来焊接铝、钛等氧化性强的金属及其合金、难以用来焊接铝、钛等氧化性强的金属及其合金 4、不能直接观察电弧和坡口的对中，容易焊偏、不能直接观察电弧和坡口的对中，容易焊偏 埋弧焊的焊前准备 板厚小于14mm时，可不开坡口； 板厚为1422mm时，应开Y型坡口； 板厚为2250mm时，可开双Y型或U型坡口。 Y型和双Y型坡口的角度为5060。 埋弧焊 埋弧焊的应用 埋弧焊主要用于压力容器的环缝焊和直缝焊，锅 炉冷却壁的长直焊缝焊接，船舶和潜艇壳体的焊接， 起

7、重机械（行车）和冶金机械（高炉炉身）的焊接。 埋弧焊 三、气体保护电弧焊 用外加气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊，简 称气体保护焊。 （一） 氩弧焊 1. 定义：氩弧焊是使用氩气作为保护气体的气体保护焊。 根据电极是否熔化分为不熔化极氩弧焊（钨极氩弧焊）和 熔化极氩弧焊 注：氩气注：氩气 氩气为惰性气体，高温下不溶入液态金属，也不与金属发生化学反 应，因此，氩气是一种理想的保护气体。 由于氩弧温度高，因此一旦引燃，电弧就很稳定。 氩弧焊一般要求氩气纯度达99.9%，我国生产的工业纯氩，其纯度 可达99.9%，完全合乎氩弧焊的要求。 氩弧焊对焊前的除油、去锈、去水等准备工作要求严格，否

8、则就会 影响焊缝质量。 钨极氩弧焊钨极氩弧焊 以钨钍合金和钨 铈合金为阴极，利 用钨合金熔点高， 发射电子能力强， 阴极产热少，钨极 寿命长的特点，形 成不熔化极氩弧焊。 气体保护电弧焊 气体保护电弧焊 u特点 n钨极不熔化 n适用于焊接厚度为6mm以下的薄板或打底焊 n一般不采用直流反接 n焊接铝、镁及其合金时，则采用交流电源或直流反接 n熔深浅，生产率低 熔化极氩弧焊 u以焊丝为一电极（正极）， 工件为另一电极（负极）， 焊丝熔滴通常呈很细颗粒的 “喷射过渡”进入熔池，所 用电流比较大，生产率高。 u板厚8mm以上的铝容器。为 使电弧稳定，熔化极氩弧焊 通常采用直流反接，这对于 焊铝工件正

9、好有“阴极破碎” 作用。 气体保护电弧焊 熔化极氩弧焊（熔化极氩弧焊（MIGMIG） u特点 n几乎可焊接所有金属，尤其适合铝、铜及其合金以及不锈钢等材料 n焊接时几乎没有氧化烧损，只有少量的蒸发损失，冶金过程比较简单 n劳动生产率高 nMIG焊可直流反接，焊接铝、镁等金属时有良好的阴极雾化作用 n成本比TIG焊低 n有可能取代TIG焊 nMIG焊焊接铝及铝合金时，可以采取亚射流熔滴过渡方式提高接头质 量 n对焊丝及母材表面的油污、铁锈等较为敏感，容易产生气孔 u承压类特种设备常用焊接方法 u焊接接头 u焊接缺陷 u焊接应力与变形 u承压类特种设备常用钢材的焊接 焊接接头 一、焊接接头形式 焊

10、接接头形式一般由被焊接两金属件的相互结构位置来 决定，通常分为对接接头、搭接接头、角接接头及T字接头 等。这四种接头形式中，对接接头节省材料，容易保证质量， 应力分布均匀，应用最为广泛，但焊前准备及装配质量要求 较高；搭接接头两焊件不在同一平面上，浪费金属且受力时 将产生附加应力，适于薄板焊件焊件；角接接头在构成直角 连接时采用，一般只起连接作用而不承受工作载荷；T形接 头是结构非直线连接中应用最广泛的连接形式。 在结构焊接时具体采用哪种形式焊接接头，主要根据焊 件结构形状、使用要求、焊件厚度进行选择；另外还应考虑 坡口加工难易程度，焊接方法的种类等其它因素的要求。 1.对接接头 将两金属件放

11、置于同一平面（或曲面内），使其边缘相 对，沿边缘直线（或曲线）进行焊接的接头叫对接接头对接接头。 对接接头是最常见，最合理接头形式。承压类特种设备 多采用对接接头。 I形，一般用于薄板 V形，加工方便，耗焊材， 角 变形大，单面施焊 X形，加工复杂，双面施焊， 角变形小，焊材损耗少 U形，加工复杂，焊材损耗 少，角变形较大 双U形，加工复杂，焊材损 耗少，角变形小 用焊条电弧焊焊接板厚在6mm以下的对接焊缝时， 一般可用I型坡口直接焊接，但当焊接厚度大于3mm的构 件时，需开坡口；板厚在6mm26mm时，常开单面坡口； 板厚在12mm60mm时，常开双面坡口。单面坡口的可焊 性较好，但焊条消耗

12、量大，且焊后易产生角变形；双面 坡口受热均匀，变形较小，焊条消耗量也小，但必须两 面施焊，有时受构件结构限制，不易实施。 埋弧焊的接头形式与焊条电弧焊基本相同，但由于 埋弧焊选用的电流大、熔深大，所以在板厚小于12mm时 可直接采用I形坡口单面施焊，板厚小于24mm时可直接 采用I形坡口双面施焊，焊更厚构件时需开坡口。 焊接接头 两块板料相叠，而在端部或侧面角焊的接头称搭接接头搭接接头。 搭接接头不需开坡口，装配要求较松，受力情况复杂，接头 应力集中严重，承压类特种设备一般不允许用搭接结构。 2.搭接接头 3.角接接头及T字接头 两构件成直角或一定角度，而在 其连接边缘焊接的接头称角接接角接接

13、 头头。 两构件成T字形焊接在一起的接头， 叫T T字接头字接头。 角接接头和T字接头，常用于特种 设备接管、法兰、夹套、管板、管 子和凸缘等焊接。 二.焊接接头的组成 熔焊热源的高温集中熔化焊缝区金属， 并向工件金属传导热量，必然引起焊缝及附 近区域金属的组织和性能发生变化。 焊缝区焊缝区在焊接接头横截面上测量的焊缝 金属的区域。 熔合区熔合区熔合线两侧有一个很窄的焊缝与 热影响区的过渡区。 热影响区热影响区-受焊接热循环的影响，焊缝附近 的母材因焊接热作用发生组织或性能变化的 区域。 一般，低碳钢焊件的热影响区较窄，危害性较小，焊后 可直接使用；对于碳素钢和低合金钢焊件，焊后可进行正火 处

14、理，细化晶粒，改善机械性能；对于无法进行热处理的焊 件，则需正确选择焊接方法和工艺条件，来减小热影响区的 范围。 焊接接头 u承压类特种设备常用焊接方法 u焊接接头 u焊接缺陷 u焊接应力与变形 u承压类特种设备常用钢材的焊接 焊接过程的特点焊接过程的特点 n 焊接与炼钢相似，是一个冶炼过程。但这个过程比 炼钢的时间短得多，有它自己的一些特点。 u一、温度高 以手工电弧焊为例，其电弧温度高达 60008000，使焊件与电焊条之间发生强烈熔化和 蒸发(熔滴的平均温度达18002400)，外界的气体 (如：N2、02、H2等)大量的分解溶入熔池，其数量比 炼钢要大很多倍，那么凝固后的金属，有可能产

15、生气 孔，使机械性能下降。 u二、温差大 焊接是局部加热，从冷态开始至加热熔 化，熔池的温度可达1700以上，其周围又是冷态金 属，两者温度差巨大，从而使构件产生较大的内应力 和变形，严重者可能产生裂纹，以至断裂。 u三、熔池小，冷却快 由于熔池休积小，手工电弧 焊只有8l 0mm3，自动焊大一些，也不过930mm3， 焊缝金属从熔化到凝固只有几秒钟，平均冷却速度约 在4100/秒，比铸锭冷却速高1000倍，在这样短 的时间内，冶金反应是不平衡，也就是说是不完善的。 因而，焊缝金属的成份分布不均匀，偏析较大。 u四、组织差别大 焊接时，温度高，液体金属蒸发， 化学元素的烧损，有些元素在焊缝金属

16、和基本金属之 间相互扩散，近缝区段所处的温度又不同，冷却后焊 接接头的显微组织差别极大，明显的影响焊接接头性 能。 焊接过程的特点焊接过程的特点 焊接缺陷的危害性焊接缺陷的危害性 n 正是由于焊接过程的上述特点，导致该区域焊接缺陷 的产生。焊接缺陷对锅炉压力容器安全运行的危害是 巨大的，主要表现在以下三个方面： u1）由于缺陷的存在，减少了焊缝的承载截面积，削 弱了拉伸强度。 u2）由于缺陷形成缺口，缺口尖端会发生应力集中和 脆化现像，容易产生裂绞并扩展。 u3）缺陷可能穿透筒壁，发生泄漏，影响致密性。 焊接缺陷的分类焊接缺陷的分类 n 焊接缺陷从宏观上看，可分为： u裂纹 u未熔合 u未焊透

17、 u夹渣 u气孔 u形状缺陷（又称焊缝金属表面缺陷或叫接头的几何尺 寸缺陷，如咬边，焊瘤等。） u1.裂纹（焊接裂纹）： u在焊接应力及其它致脆因素共同作用下，焊接接头中局 部地区的金属原子结合力遭到破坏而形成的新界面而产 生缝隙，称为焊接裂纹。它具有尖锐的缺口和大的长宽 比特征。 u裂纹是焊接缺陷中危害性最大的一种，焊接结构的破坏 大部分是由于裂纹造成。裂纹是一种面积型缺陷，具有 三维尺寸的缺陷称为体积型缺陷，具有二维尺寸（第三 维尺寸极小）的缺陷称为面积型缺陷，它的出现将显著 减少承载截面积，更严重的是裂纹端部形成尖锐缺口， 应力高度集中，很容易扩展导致破坏。 焊接缺陷的分类焊接缺陷的分类

18、 u冷裂纹：焊接接头冷却到较低温度时(对于钢来说在MS温 度，即奥氏体开始转变为马氏体的温度以下)产生的焊接 裂纹。最主要、最常见的冷裂纹为延迟裂纹（即在焊后 延迟一段时间才发生的裂纹-因为氢是最活跃的诱发因 素，而氢在金属中扩散、聚集和诱发裂纹需要一定的时 间）。 u冷裂纹主要产生在热影响区和焊缝的根部，基本上与焊 缝轴线垂直。 u冷裂纹产生原因： u焊接接头存在淬硬组织，性能脆化； u扩散氢含量较高，使接头性能脆化，并聚集在焊接缺陷处形 成大量氢分子，造成非常大的局部压力； u存在较大的焊接拉应力。 u冷裂纹的预防措施： u用碱性焊条，减少焊缝金属中氢含量、提高焊缝金属塑性； u减少氢来源

19、，焊材要烘干，接头要清洁（无油、锈、水）； u避免产生淬硬组织，焊前预热、焊后缓冷； u 降低焊接应力，采用合理的工艺规范，焊后热处理等； u 焊后立即进行消氢处理（即加热到250左右，保温，使焊 缝金属中的扩散氢逸出金属表面）。 u热裂纹：焊接过程中，焊缝和热影响区金属冷却到固 相线附近的高温区产生的裂纹。 u热裂纹产生的部位：焊接热裂纹通常产生于焊缝金属 内，也可能在焊接熔合线邻近的热影响区组织内(母 材金属)，发生在弧坑中的热裂纹往往是星状的。 u热裂纹产生的原因：焊缝中低熔点共晶组成元素S、P、 Si等发生偏析、富集，导致大量低熔点的共晶物聚集于 晶界上,在冷却结晶过程中,焊缝收缩而产

20、生拉力,使焊 缝在高温时沿晶界开裂，从而产生热裂纹。 u热裂纹的预防措施 u冶金方面：控制焊缝化学成分，严格控制会形成低熔点 共晶的杂质元素含量；改变焊缝组织状态，细化晶粒。 u工艺方面：控制焊缝形状，从焊接构件设计和焊接工 艺上设法尽量减少在脆性温度区间的拉伸应变；合理 选用焊接材料（一般选用具有较强脱硫能力的碱性焊条 和焊剂）；制定合理的焊接工艺规范，选择合理的焊 接方向和焊接顺序；使用引弧板，尽量减少焊接热作 用。 u2. 未 熔 合 u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。 u点焊时母材与母材之间未完全熔化结合的部分。 u未熔合可分为坡口未熔合、焊道之间未

21、熔合（包括层间未熔 合）、焊缝根部未熔合。按其间成分不同，可分为白色未熔合 （纯气隙、不含夹渣）、黑色未熔合（含夹渣的）。 u产生机理： ua.电流太小或焊速过快（线能量不够）； ub.电流太大，使焊条大半根发红而熔化太快，母材还 未到熔化温度便覆盖上去。 uc.坡口有油污、锈蚀； ud.焊件散热速度太快，或起焊处温度低； ue.操作不当或磁偏吹，焊条偏弧等。 u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，是最危险缺陷之一。 u3. 未 焊 透 u焊接时接头根部未完全熔透的现象，也就是焊件 的间隙或钝边未被熔化而留下的间隙

22、，或是母材 金属之间没有熔化，焊缝熔敷金属没有进入接头 的根部造成的缺陷。 u未焊透可分为双面焊未焊透和单面焊未焊透两种 1. 单V坡口未焊透 2X坡口未焊透 3无坡口未焊透 u产生未焊透缺陷的主要原因 u焊接电流过小，焊接速度过快；坡口角度太小；根 部钝边太厚；间隙太小；焊条角度不当；电弧太长 或偏吹（偏弧）等。 u未焊透的危害性 u未焊透也是一种比较危险的缺陷，其危害性取决于 缺陷的形状、深度和长度。它除降低焊缝的强度外， 也容易在未焊透区域延伸成裂纹，导致材料断裂， 尤其连续未焊透更是一种危险缺陷。 u 4夹 渣 u夹渣是指焊缝金属中残留有外来固体物质所形成的缺陷， 以及焊后残留在焊缝中

23、的金属颗粒。 u夹渣是焊接过程中比较容易产生的缺陷，通常尤以残留 在焊缝金属中的熔剂形成的夹渣最为常见。 u熔剂夹渣：是指焊条药皮或焊剂不溶物而产生的夹渣物。 u金属夹渣：是指焊缝金属中残留的金属颗粒。 如：钨 金属。 u夹渣在焊缝中的形状有：单个点状夹渣、条状夹渣、链 状夹渣和密集夹渣等 。 u按形态：夹渣可分为点状夹渣、块状夹渣、条状夹渣 等。 单个点状夹渣 条状夹渣 u产生非金属夹渣的主要原因： u焊接电流太小，焊接速度太快：熔池金属凝固过快； 运条不正确；铁水与熔渣分离不好；层间清渣不彻底 等。 u产生金属夹渣的主要原因： u焊接电流过大或钨极直径太小，氩气保护不良引起钨 极烧损，钨极

24、触及熔池或焊丝而剥落。 u夹渣的危害性： u夹渣是一种体积型缺陷，容易被射线照相检出。夹渣 会减少焊缝受力截面。夹渣的棱角容易引起应力集中， 成为交变载荷下的疲劳源。 u 5. 气 孔 u气孔是指焊接时，熔池中的气泡在凝固时未能逸出，而残 留下来所形成的空穴。 u气孔可分为条虫状气孔、针孔、柱孔，按分布可分为密集 气孔，链孔等。 u气孔产生部位和形状 u气孔分内气孔和外气孔两种：小的很小，在显微镜下才能 看到，大的可达6mm以上。气孔是由于气体熔解于液态 金属内，在冷却中金属熔解度降低，部分气体企图进入大 气，但遇到金属结晶的阻力，使它不能顺利的逸出而残留 于金属内，形成了内气孔，或逸在表面形

25、成外气孔。 u气孔在焊缝中的分布； u有的是单个气孔，有的是成群状或链状气孔等等。 u如焊缝中的单个球形气孔。 u大量气孔在焊缝金属中比较均匀地分布。 u焊缝中局部密集气孔。 单个球状气孔 均布气孔 密集气孔 u 与焊缝轴线平行的链状气孔。 u 长度方向与焊缝轴线近似平行的非球形的长气孔。 u由于气体上浮引起的管状孔穴、虫形孔穴的位置和形 状是由固化的形式和气体的来源决定的，通常它们是 成群或单个出现并且成人字形分布。 u产生气孔的主要原因： u基本金属或填充材料表面有锈、油等未清干净。 u焊条及熔剂没有充分烘干。 u电弧能量过小或焊速度过快。 u焊缝金属脱氧不足。 u气孔的危害 u焊缝中由于

26、气孔的残留，必然减少焊缝金属的有效截面， 从而使焊接接头的强度降低。特别是密集气孔会使焊缝不 致密，降低接头塑性和引起构件的焊缝处泄漏。 u气孔与裂纹和未焊透比较，它的危害性要差一些，所以标 准中允许限量存在。但是，要力求焊缝无气孔或尽量减少 气孔数量。 焊接缺陷的危害性丶分类及辨认焊接缺陷的危害性丶分类及辨认 u6形状缺陷 u表面缺陷，属于外观检查的范围。 u射线照相标准一般均规定： u焊缝经表面检验合格后才能进行射线照相。但是，有时 一些未经外观检验或外观检验不合格的焊缝也进行了射 线照相；有些构件的某些焊缝难以进行外观检查的，如 带垫板管件、液化石油气钢瓶环焊缝、无人孔的小容器 合缝、锅

27、炉联箱最后组装的环焊缝等等这些焊缝的内凹 和内咬边，都需要无损探伤才能综合评定。 u形状缺陷是指焊缝金属表面成形不良或其他原因造成的 缺陷，包括咬边、烧穿，根部内凹，收缩沟、弧坑、焊 瘤，未焊满，搭接不良等。 咬 边 焊接接头质量检验的内容和方法 u焊接质量检验的方法 u承压类特种设备常用焊接方法 u焊接接头 u焊接缺陷 u焊接应力与变形 u承压类特种设备常用钢材的焊接 焊接时，焊件各部分冷热不均，受热部位产生拉应力， 未受热部位则产生压应力。当应力达到一定程度，焊件出现 变形。 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。 焊接变形和焊接应力

28、平板焊接过程中的应力与变形形成原理示意图 焊接变形和焊接应力 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。 焊接变形和焊接应力 焊接变形与应力的危害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。

29、 焊接变形和焊接应力 焊接应力的防止 采取合理的装配和焊接顺序，使焊缝能够自由地收缩，以采取合理的装配和焊接顺序，使焊缝能够自由地收缩，以 减少应力。而图减少应力。而图b因先焊焊缝因先焊焊缝1导致对焊缝导致对焊缝2的拘束度增加，的拘束度增加， 而增大残余应力。而增大残余应力。 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。 热处理法热处理法：焊后进行消除应力的退火可消除残余应力。 机械法机械法：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。 振动法振动法：低频振动消应力 焊接应力的消除 焊缝对称布置 采用反变形方法 焊接变形的防止及消

30、除 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 焊接变形的防止及消除 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。 焊接变形的防止及消除 u严重的焊接变形应消除，常采用机械矫正法，通常 只适于塑性好的低碳钢和普通低合金钢。 焊接变形的防止及消除 u火焰矫正法是利用火焰加热的热变形方法，一 般也仅适用于塑性好，且无淬硬倾向的材料。 焊接变形的防止及消除 u承压类特种设备常用焊接方法 u焊接接头 u焊接应力与变形 u承压类特种设备常用钢材的焊接 一、钢材的焊接性 二、碳素钢的焊接 三、低合金钢的焊接 四、不锈钢的焊接 承压

31、类特种设备常用钢材的焊接 碳当量越高，裂纹倾向越大，钢的焊接性越差。一般认为： uCeq0.6%时，钢的淬硬和冷裂倾向严重，焊接性很差，一 般不用于生产焊接结构。 碳当量公式仅用于对材料焊接性的粗略估算，在实际生产 中，应通过直接试验（焊接性试验），（焊接性试验），模拟实际情况下的结构、 应力状况和施焊条件，在试件上焊接，观察试件的开裂情况， 并配合必要的接头使用性能试验进行评定(焊接工艺评定焊接工艺评定)。 钢材的焊接性 二、碳素钢的焊接 Q235、10、15、20等低碳钢是应用最广泛的焊接结构材 料，由于其含碳量低于0.25%，塑性很好，淬硬倾向小，不易产 生裂纹，所以焊接性最好。焊接时，

32、任何焊接方法和最普通的 焊接工艺即可获得优质的焊接接头。但由于施焊条件、结构形 式不同，焊接时还需注意以下问题： u（1）在低温环境下焊接厚度大、刚性大的结构时，应该进行 预热，否则容易产生裂纹。 u（2）重要结构焊后要进行去应力退火以消除焊接应力。 低碳钢对焊接方法几乎没有限制，应用最多的是手工电 弧焊、埋弧焊、气体保护电弧焊和电阻焊。采用电弧焊时，焊 接材料的选择参见表。 低碳钢焊接材料的选择低碳钢焊接材料的选择 焊接方法焊接材料应用情况 手工电弧焊 J421、J422、J423等一般结构 J426、J427、J506、J507等 承受动载荷、结构 复杂或厚板重要结 构 埋弧焊 H08 配

33、HJ430、H08A 配HJ431一般结构 H08MnA 配HJ431重要结构 CO2气体保 护焊 H08Mn2SiA一般结构 二、碳素钢的焊接 含碳量在0.25%0.60%之间的中碳钢，有一定的淬硬倾向， 焊接接头容易产生低塑性的淬硬组织和冷裂纹，焊接性较差。 中碳钢的焊接结构多为锻件和铸钢件，或进行补焊。 u焊接方法：手工电弧焊。 u焊条选用：抗裂性好的低氢型焊条（如J426、J427、J506、 J507等），焊缝有等强度要求时，选择相当强度级别的焊条。 对于补焊或不要求等强度的接头，可选择强度级别低、塑性好 的焊条，以防止裂纹的产生。 u焊接时，应采取焊前预热、焊后缓冷等措施以减小淬硬倾向， 减小焊接应力。接头处开坡口进行多层焊，采用细焊条小电流， 可以减少母材金属的熔入量,降低裂纹倾向。 中碳钢的焊接 低合金钢焊接经常出现的问题 （1） 热裂纹热裂纹 热裂纹指焊接过程中，焊缝和热影响区金属冷却到固 相线附近的高温区产生的焊接裂纹。其原因在于低合金钢的焊接过程 中铜、硼、氮等元素成为形成裂纹的敏感元素。 （2） 冷裂纹冷裂纹 焊接接头冷却到较低温度下（对于