焊接基础知识培训(1)

1、 焊接基础知识培训 2012年9月 工艺室 培训内容 主要内容: u焊接相关概念 u 焊接方法及应用 u焊接接头形式 u焊接参数及影响 u 焊接缺陷 u 经验交流 焊接：是利用加热、加压、或者两者兼用，并用填充材料（也可以不用）， 使两焊件达到原子间结合，从而形成永久性连接的工艺过程。 电弧：是由焊接电源供给的，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。 电源的形式：工频变压器式弧焊电源、晶闸管整流式弧焊电源、逆变式弧 焊电源 电源的极性：正极性和反极性 正接焊件接电源输出端的正极，焊钳接负极，称为正极性。 反接焊件接电源输出端的负极，焊钳接正极，称为反极性

2、。 焊接相关概念 焊接方法分类 熔化极气体保护焊 定义：CO2气保焊是利用纯二氧化碳气体作为保护介质的电弧焊。 适用范围：该方法不仅适用于焊接碳钢和低合金结构钢，而且还可用于磨 损零件的堆焊和铸钢件缺陷的补焊。 焊丝直径：细丝，直径0.51.2mm 粗丝，直径1.6mm CO2气体保护焊 CO2气保焊的优点： （1）采用明弧，可见度好，操作方便； （2）电弧穿透力强，焊丝熔化率高，因此生产效率高； （3）焊接应力和变形小，能解决薄板的烧穿和变形问题； （4）焊接成本低，仅为埋弧焊和焊条电弧焊的40%-50%； （5）抗锈能力强（氧化型气体）。 CO2气保焊的缺点： （1）氧化性强，合金元素烧损

3、严重，飞溅大； （2）焊缝成形欠美观，防风能力差； （3）容易产生气孔。 CO2气体保护焊 CO2气保焊的熔滴过渡： （1）短路过渡：主要用于焊接薄板、单面焊双面成形打底及全位置焊 接 （2）粗滴过渡：主要用于焊接中厚板 （3）喷射过渡：因临界电流太大，焊接时熔深太大，由于搅动太历害 而出现“翻浆”现象，而且焊缝外观太差，不能采用。 CO2气体保护焊 MAG焊的优点： （1）飞溅低、熔敷效率高，采用80%Ar+20%CO2混合气体飞溅率最小， 熔敷效率最高； （2）合金元素烧损比CO2焊小； （3）焊缝质量高，MAG焊焊缝金属的冲击韧度较纯CO2焊高； （4）焊接薄板时工艺参数范围大； （5）

4、焊缝成形好，采用80%Ar+20%CO2混合气体表面最好。 MAG焊的缺点： （1）成本比CO2高。 混合气体气体保护焊 （MAG） 安徽柳工采用的主要是熔化极气保焊（GMAW） 使用镀铜实芯焊丝没有使用药芯焊丝）。 公司的焊接件主要采用氧化性混合气体保护焊（MAG焊），其气体混 合比为: 80% Ar +20% CO2 也有一部分结构件采用的是CO2气体保护焊 手工电弧焊主要用在打底焊,修补。 焊接方法应用介绍 柳工在附件公司采用脉冲钨极氩弧焊进行油管的管-管全位置焊接。 柳工焊接方法应用介绍 焊接接头的内部组成（焊缝、 熔合区、热影响区），如图： 焊接接头组成 焊缝焊缝 熔合线熔合线 热影

5、响区热影响区 母材母材 焊缝名称 对接焊缝各部分名称角焊缝各部分名称 焊缝名称 焊缝成型系数 定义：熔焊时，在单道焊缝横截面上焊缝的宽度（B）与焊 缝计算厚度（H）的比值（=B/H)。 u一般希望1 u随电流增大而减小 u随电压增大而增大 u随焊接速度增大而减小 热影响区（HAZ）：与焊缝相邻的母材金属因受到焊接热 循环的作用，从而引起组织和性能的变化，这一区域称 为热影响区。 焊缝名称 焊接线能量（E0）-焊接热输入 定义：熔焊时，由焊接热循环输入给单位长度焊缝上的能量。 E0=UI/v（J/cm) U电弧电压（V) I焊接电流（A） V焊接速度（cm/s) 焊接线能量综合考虑了焊接电流、电

6、弧电压和焊接速度三个 工艺参数对热循环的影响。生产中根据钢材的成分等， 在保证焊缝成形良好的前提下，适当调整工艺参数，以 合适的线能量焊接，可以保证焊接接头具有良好的性能。 坡口、钝边和间隙的作用 坡口的作用：（1）是热源（电弧 或火焰）深入根部，保证焊缝的 透度；（2）可降低热规范，减小 热影响区；（3）减少焊件的变形。 钝边和间隙的作用是：若两者的 尺寸能很好地配合，即可保证焊 缝的透度，又可避免烧穿、焊瘤 和未焊透等缺陷。 坡口的角度大小是根据坡口形式、 焊接方法和热源而定；坡口角度 一般在35 40。 对接接头 对接接头：两焊件同在一个 平面上焊接而成的接头。 特点:应力集中相对较小,

7、能承受较大的静载荷和较高的疲劳交变载荷 注意问题: 板厚不同,应将厚板削薄后对接。L3 （2-1） L 2 1 21 L/2 搭接接头 搭接接头：两焊件相互错叠，在焊件端头进行焊接的接头。 特点：应力分布不均匀，疲劳强度较低，焊前准备和装配工作比对 接接头简单，横向收缩量 比对接接头小，适用于被焊结构的狭小处 以及密闭的焊接结构。 T形接头 T型接头：两焊件相互垂直，在交角处进行焊接的接头。 特点：应力分布不均匀，虽然承载能力低，但能承受各种方向的力和力 矩，是比较理想的焊接接头形式。 注意：这类接头应避免采用单面角焊缝，对于较厚的板，可采用K形坡口， 如图b，根据受力情况决定是否需要焊透，这

8、样做比不开坡口用大尺寸的 角焊缝经济，而且疲劳强度高。对要求完全焊透的丁字接头，采用单面焊 双面成型，如图c，比采用K形坡口施焊可靠。 abc 角接接头 角接接头：两焊件边缘相互垂直，在顶端边缘上进行焊接 的接头。角接接头常用于箱形结构，常用的角接头如下图 特点：承载能 力低，但能承 受各种方向的 力和力矩。 主要焊接参数 l焊接电流 l电弧电压 l焊丝直径 l气体流量和纯度 l焊枪倾角 l焊接速度 l焊丝干伸长度 焊接电流和电弧电压 最好最好 不同电流电压下的焊缝截面 电流：当其他参数保持恒定时，焊接电流增加，则焊接熔深 随之增大； 焊接电流大小取决于板厚和焊丝直径； 经验公式： I电流=（

9、1520）D 电压：电压大小与电弧长度成正比； 经验公式： U电压=I电流/10+(23) 焊接电缆(标配5米)每超1m，电压增加1V； 焊接电流和电弧电压 CO2气保焊焊接参数 母材厚度或 焊角尺寸 电压/ /（V V） 电流/ /（A A）焊丝直径/mm/mm 气流量（L/minL/min） 6mm 以下 182480150 实芯1.2 1418 6mm 以上 30342803201822 焊接速度 焊接速度是指电弧沿焊接接头运动的线速度，其大小关系 到焊接生产率和焊缝质量。 焊接速度与板厚有关，其他参数不变时，焊接速度与板厚 成反比； 中等焊接速度(约350mm/min)得到的焊缝质量最

10、好。 焊丝干伸长度 焊丝干伸长度是导电嘴端头到焊丝端头的距离，为焊丝直径 （ 1.2 ）的1012倍最好，即1215 mm。 过长，焊丝会熔断，飞溅 严重，气体保护效果差； 过短，飞溅物会堵塞喷嘴， 影响保护效果，还影响视 线，降低效率。 气体流量 流量确定 流量越大越好吗？ 流量过大会出现气体紊乱，把周围的空气卷入焊缝，形成气 孔，并且使熔池冷却加快，容易产生裂纹； 流量过小，气体没有足够的挺度，气体保护性差，同样易形 成气孔； 通常要根据焊丝直径和焊接电流来选择。 焊接缺陷 焊接缺陷包括外部缺陷和内部缺陷。 外部缺陷主要有： 1、飞溅 2、咬边 3、焊瘤 4、凹坑 5、烧穿 6、焊缝表面形

11、状及尺寸偏差 内部缺陷主要有： 1、裂纹 2、气孔 3、未熔合 4、未焊透 外部缺陷 1、飞溅 产生原因： 1）电弧电压过低或过高 2）焊丝与工件清理不良 3）焊丝出丝不均匀 4）导电嘴磨损严重 危险指数： 飞溅飞溅 外部缺陷 2、咬边： 焊接造成的沿焊趾（或焊根）处出现的低于母材表面的凹陷或 沟槽。 危害：1）削弱接头强度和承载能力， 2）是引起裂纹的发源地和断裂失效的原因。 产生原因： 1）焊接电流过大 2）电弧电压过高 3）焊接速度过快 4）焊枪角度不正确 危险指数： 外部缺陷 3、焊瘤: 在焊缝根部背面或焊缝表面,出现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。焊瘤一般是单个

12、的,有时 也能形成长条状,在立焊、横焊、仰焊时多出现。 危险指数： 形成原因： 焊接电流过小，而立焊、 横焊、仰焊时电流过大，焊接 速度太慢，电弧过长，运条摆 动不正确。 外部缺陷 4、烧穿： 焊接过程中熔化金属自坡口背面而流出，形成 穿孔的缺陷。常发生于底层焊缝或薄板焊接中。 焊接过热，焊接过热， 停留时间过停留时间过 久，造成板久，造成板 件被烧穿。件被烧穿。 形成原因： 1）坡口形状不良，拼 搭间隙太大； 2）焊接电流过大，焊 接速度过慢，操作不当； 3）电弧过长且在焊缝 处停留时间太长等。 危险指数： 外部缺陷 危害：影响焊缝外观质量，易造 成应力集中。 形成原因： 1）焊枪角度不对，

13、 2）焊接电流过大或过小， 3）焊接速度不均匀，运条手 法不正确。 5、焊缝表面形状及尺寸偏差： 对接焊缝超高、角焊缝凸度过大、焊缝宽度不齐、焊缝表 面不规则等。 危险指数： 内部缺陷 1、裂纹 产生裂纹的原因： 1）焊缝深宽比太大； 2）焊道太窄； 3）焊缝末端处弧坑冷却过快。 裂纹裂纹 危险指数： 内部缺陷 2、气孔：焊接过程中产生的气泡在熔池冷却时来不及析出形成的。 出现位置：焊缝内部与根部，焊缝表面。 产生原因： 1）保护气体覆盖不足 2）工件有油、锈或水 危害： 1）削弱焊缝的有效工作截面 2）降低焊缝的强度和塑性 3）贯穿性气孔则使焊缝的致 密性破坏而造成渗漏 危险指数： 内部缺陷

14、 3、未熔合： 熔化焊时，在焊缝金属与母材之间或焊道 （层）金属之间未能完全熔化结合而留下的缝隙，称为 未熔合。有侧壁未熔合、层间未熔合和焊缝根部未熔合 三种形式。 危害：未熔合属于面状缺陷，易造成应力集中，危害性很大 （类同于裂纹）。焊接技术条件中不允许焊缝存在未熔 合。 产生原因：多层焊时，层间和坡口侧壁渣清理不干净；焊接 电流偏小；焊丝偏离坡口侧壁距离太大；焊枪摆动幅度 太小等。 危险指数： 内部缺陷 宁夏和丰公司 于2007年4月 11日售出一台 柳工 CLG856(普配) 装载机一台, 整车 号:087124087124,后 车架号： L0703036，该 机现工作了 133小时,用

15、户 反映该机后车 架有裂纹，造 成用户退机。 根据图片状况，该焊缝属于单边不熔合类型单边不熔合类型；a、操作者 焊接时焊枪摆动角度不对，焊形偏心,达不到焊缝尺寸要 求容易引起焊缝开裂。b、焊缝单边熔合性不好容易引起 焊缝开裂。 内部缺陷 4、未焊透： 焊接时，接头根部未完全熔透的现象。单面 焊时，焊缝熔透达不到根部为根部未焊透；双面焊时， 在两面焊缝中间也可形成中间未焊透。 危害： 1）削弱焊缝的工作截面； 2）降低焊接接头的强度并会造成应力集中。 产生原因： 1）坡口钝边太小，角度太小，装配间隙过小； 2）焊接电流过小，电弧电压偏低，焊接速度过快； 3）焊接电流过大使母材金属尚未充分加热时而

16、焊丝已急 剧熔化； 4）焊接操作不当，焊枪角度不正确而焊偏等。 危险指数： 内部缺陷 标准的焊法 焊缝之间搭焊缝之间搭 接得很好没接得很好没 有缺陷也不有缺陷也不 存在应力集存在应力集 中中 良 好 1.开坡口 说明：说明：两焊缝相两焊缝相 交的部位，如交的部位，如 果一边开了坡果一边开了坡 口，则另一边口，则另一边 钢板也应该开钢板也应该开 坡口，坡口长坡口，坡口长 度为度为 50100mm 原因：原因：不开坡口不开坡口 两焊缝之间有两焊缝之间有 错层，易产生错层，易产生 焊接缺陷焊接缺陷 2.钢板要求 说明：说明：焊缝部位焊缝部位 钢板不应该有夹钢板不应该有夹 角，要平滑过渡角，要平滑过渡

17、 3.不同厚度板的焊接 说明：说明：如果两钢如果两钢 板厚度不同，板厚度不同， 焊接时注意：焊接时注意： 预热散热倾向预热散热倾向 好的一边，温好的一边，温 度一般在度一般在 150；预热；预热 时要将焊枪左时要将焊枪左 右移动，不要右移动，不要 在一处停留时在一处停留时 间过长。间过长。 3.1应用陶瓷片收弧 说明：说明： 收弧时应收弧时应 用陶瓷片，用陶瓷片， 将弧坑引将弧坑引 出，避免出，避免 焊接缺陷焊接缺陷 的产生。的产生。 4.焊点要求 注意：注意：焊点长度焊点长度 应应30mm， 焊角高度焊角高度 4mm 。 原因：原因：a. 焊点高焊点高 度过高容易造度过高容易造 成焊缝过高，成焊缝过高， 产生应力集中；产生应力集中； b.焊接时点焊焊接时点焊 部位热量不够，部位热量不够， 熔深不够，容熔深不够，容 易产生焊接缺易产生焊接缺 陷。陷。 5.焊缝过渡 注意：注意：构件构件 在强度发在强度发 生变化时生变化时 容易破坏，容易破