船舶焊接技术概述

1、第一章第一章 船舶焊接技术概述船舶焊接技术概述 一、焊接过程的物理性质及分类一、焊接过程的物理性质及分类 通过通过加热或加压加热或加压，或两者并用，并辅以填，或两者并用，并辅以填 充材料或不用填充材料而使焊件达到充材料或不用填充材料而使焊件达到原子原子 结合结合的一种加工方法的一种加工方法 焊接是一种永久性连接金属材料的工艺方焊接是一种永久性连接金属材料的工艺方 法。法。焊接过程的实质焊接过程的实质是用加热或加压等手是用加热或加压等手 段，借助于金属原子的结合与扩散作用，段，借助于金属原子的结合与扩散作用， 使分离的金属材料牢固地连接起来。使分离的金属材料牢固地连接起来。 焊接工艺的特色焊接工

2、艺的特色 焊接在现代工业生产中具有十分重要的作焊接在现代工业生产中具有十分重要的作 用，在制造大型结构或复杂的机器部件时，用，在制造大型结构或复杂的机器部件时， 更显优越，因为它可以用化大为小，化复更显优越，因为它可以用化大为小，化复 杂为简单的方法准备坯料，然后用逐次装杂为简单的方法准备坯料，然后用逐次装 配焊接的方法拼小成大，这是其他工艺方配焊接的方法拼小成大，这是其他工艺方 法难以做到的。法难以做到的。 焊接技术焊接技术 要使金属固体间的接触表面达到原子之间的要使金属固体间的接触表面达到原子之间的 力能够产生相互作用距离，需要力能够产生相互作用距离，需要外部给予很外部给予很 大的能量大的

3、能量 焊接技术就是利用焊接技术就是利用加热、加压或加热和加压加热、加压或加热和加压 方法方法，来克服阻碍原子结合的因素以达到构，来克服阻碍原子结合的因素以达到构 件永久、牢固的连接件永久、牢固的连接 按照焊接过程中特点来分类，可以归纳为按照焊接过程中特点来分类，可以归纳为熔熔 焊、压焊和钎焊焊、压焊和钎焊三大类三大类 熔化焊熔化焊 这类方法的共同特点：利用局部加热将焊件的接这类方法的共同特点：利用局部加热将焊件的接 合处及填充金属材料熔化，并相互熔合，冷却凝合处及填充金属材料熔化，并相互熔合，冷却凝 固后而形成牢固的接头。固后而形成牢固的接头。 电弧焊、气焊、电渣焊、电子束焊、激光焊等电弧焊、

4、气焊、电渣焊、电子束焊、激光焊等 熔化焊的基本原理：熔化焊的基本原理：将填充材料（如焊丝）和工将填充材料（如焊丝）和工 件的连接区基体材料共同加热至熔化状态，在连件的连接区基体材料共同加热至熔化状态，在连 接处形成熔池，熔池中的液态金属冷却凝固后形接处形成熔池，熔池中的液态金属冷却凝固后形 成牢固的焊接接头，使分离工件连接成为一个整成牢固的焊接接头，使分离工件连接成为一个整 体。体。 在加热的条件下，金属的原子动能增强，促使原在加热的条件下，金属的原子动能增强，促使原 子间相互扩散子间相互扩散 压焊压焊 这类焊接方法的共同特点：在加热或不这类焊接方法的共同特点：在加热或不 加热的情况下，对焊缝

5、区施加一定压力加热的情况下，对焊缝区施加一定压力 使两个分离表面的金属原子接近到晶格使两个分离表面的金属原子接近到晶格 距离，形成金属键使两金属联为一体。距离，形成金属键使两金属联为一体。 施加压力，使两块金属的原子彼此接触，施加压力，使两块金属的原子彼此接触， 产生扩散产生扩散 船厂常用的有船厂常用的有电阻对焊和缝焊电阻对焊和缝焊都属于压都属于压 焊焊 钎焊 它与熔焊相似，却有本质的区别。它与熔焊相似，却有本质的区别。 采用比母材熔点低的钎料，在低于母材熔采用比母材熔点低的钎料，在低于母材熔 点、高于钎料熔点的温度下，借助于钎料点、高于钎料熔点的温度下，借助于钎料 润湿母材的作用以填满母材的

6、间隙并与母润湿母材的作用以填满母材的间隙并与母 材相互扩散，最后冷却凝固形成牢固接头材相互扩散，最后冷却凝固形成牢固接头 的方法。的方法。 常见的钎焊方法有烙铁钎焊、火焰钎焊等，常见的钎焊方法有烙铁钎焊、火焰钎焊等， 用于船用通风管道焊接。用于船用通风管道焊接。 第二章第二章 电弧焊的基本原理电弧焊的基本原理 第一节第一节 焊接电弧焊接电弧 电弧是焊接热源中应用最电弧是焊接热源中应用最 广泛的一种广泛的一种 利用电弧放电时产生的热利用电弧放电时产生的热 量，熔化被焊金属和填充量，熔化被焊金属和填充 金属，从而获得牢固接头金属，从而获得牢固接头 的焊接过程的焊接过程 一、焊接电弧的产生一、焊接电

7、弧的产生 电弧的实质电弧的实质是在一定条件是在一定条件 下，电荷通过两极之间气下，电荷通过两极之间气 体空间的一种放电现象体空间的一种放电现象 气体电离气体电离 在一定情况下，气体分子或原子中的电荷在在一定情况下，气体分子或原子中的电荷在 从外界获得足够的能量，能脱离原子核的束从外界获得足够的能量，能脱离原子核的束 缚而成为自由电子，失去电子的原子成为正缚而成为自由电子，失去电子的原子成为正 离子。这个过程叫做离子。这个过程叫做“电离电离”，经电离的气，经电离的气 体才有导电作用。体才有导电作用。 在焊接电弧中，根据获得能量的特点，电离在焊接电弧中，根据获得能量的特点，电离 可分为可分为3 3

8、种形式：种形式：撞击电离、光电离和热电离撞击电离、光电离和热电离 使气体电离所需的能量叫做电离电位使气体电离所需的能量叫做电离电位( (电离电离 功功) )。不同的气体或元素，由于原子结构不同，。不同的气体或元素，由于原子结构不同， 其电离电位也不同。其电离电位也不同。 电子发射电子发射 在阴极表面的原子或分子，接受外界的在阴极表面的原子或分子，接受外界的 能量而释放出自由电子的现象称为电子能量而释放出自由电子的现象称为电子 发射。发射。 电子发射是引弧和维持电弧稳定燃烧的电子发射是引弧和维持电弧稳定燃烧的 一个很重要的因素。一个很重要的因素。 按照能量来源不同，按照能量来源不同，可分为热发射

9、、光可分为热发射、光 电发射、重粒子碰撞发射和强电场作用电发射、重粒子碰撞发射和强电场作用 下的自发射等。下的自发射等。 阴极电子发射阴极电子发射 热发射热发射：物质的固体或液体表面受热后，某些：物质的固体或液体表面受热后，某些 电子具有大于逸出功的动能而逸出到表面外的电子具有大于逸出功的动能而逸出到表面外的 空间中去的现象。它随着温度升高而增强。空间中去的现象。它随着温度升高而增强。 光电发射：光电发射：物质的固体或液体表面接受光线的物质的固体或液体表面接受光线的 能量而释放出自由电子的现象。能量而释放出自由电子的现象。 重粒子撞击发射：重粒子撞击发射：能量大的重粒子撞到阴极上，能量大的重粒

10、子撞到阴极上， 引起电子的逸出。引起电子的逸出。 强电场作用下的自发射：强电场作用下的自发射：物质的固体或液体表物质的固体或液体表 面，虽然温度不高，但当存在强电场并在表面面，虽然温度不高，但当存在强电场并在表面 附近形成较大的电位差时，使阴极有较多的电附近形成较大的电位差时，使阴极有较多的电 子发射出来，简称自发射。子发射出来，简称自发射。 维持电弧的必要条件维持电弧的必要条件 焊接电弧是气体放电的一种形式，焊接电弧的焊接电弧是气体放电的一种形式，焊接电弧的 形成和维持是在电场、热、光和质点动能的作形成和维持是在电场、热、光和质点动能的作 用下，气体原子不断地被激发、电离以及电子用下，气体原

11、子不断地被激发、电离以及电子 发射的结果。发射的结果。 实际上，气体介质的电离和阴极电子发射是产实际上，气体介质的电离和阴极电子发射是产 生维持电弧的必要条件生维持电弧的必要条件 显而易见，引燃电弧的能量来源主要靠电场及显而易见，引燃电弧的能量来源主要靠电场及 由其产生的热、光和动能，而这个电场就是由由其产生的热、光和动能，而这个电场就是由 弧焊电源提供的空载电压所产生的。弧焊电源提供的空载电压所产生的。 电弧的引燃过程电弧的引燃过程 接好焊接回路，用焊条接触工件，形成短路接好焊接回路，用焊条接触工件，形成短路 电流通过凹凸不平的接触面而产生电阻热，将电极和电流通过凹凸不平的接触面而产生电阻热

12、，将电极和 工件间气体介质加热，接触面很快熔化，甚至产生金工件间气体介质加热，接触面很快熔化，甚至产生金 属蒸汽属蒸汽 将焊条提到一定高度，高温的阴极表面产生强烈的热将焊条提到一定高度，高温的阴极表面产生强烈的热 发射，同时在焊接电源电压作用下，产生很强的电场发射，同时在焊接电源电压作用下，产生很强的电场 强度，产生了非常强的自发射。强度，产生了非常强的自发射。 电离的气体在定向运动时不断和其它气体碰撞产生强电离的气体在定向运动时不断和其它气体碰撞产生强 烈弧光和高温，加速了电离过程从而产生电弧烈弧光和高温，加速了电离过程从而产生电弧 这一过程包括这一过程包括“短路短路空载空载燃弧燃弧”三个阶

13、段三个阶段 电弧放电的特点电弧放电的特点 在放电的过程中，正离子和电子分别冲向两极在放电的过程中，正离子和电子分别冲向两极 表面，将动能转变为热能和光能，放出大量的表面，将动能转变为热能和光能，放出大量的 热和眩目的光热和眩目的光 电弧焊就是利用这种热能进行焊接的电弧焊就是利用这种热能进行焊接的 钢焊条焊接钢材时的焊接电弧钢焊条焊接钢材时的焊接电弧 二、焊接电弧的构造和静特性二、焊接电弧的构造和静特性 焊接电弧可分为三个区域焊接电弧可分为三个区域 阴极区、阳极区和弧柱区阴极区、阳极区和弧柱区 紧靠负电极的区域为阴极区，紧靠负电极的区域为阴极区， 间距约为间距约为1010-4 -4 10 10-

14、5 -5mm mm 紧靠正电极的区域为阳极区，紧靠正电极的区域为阳极区， 间距约为间距约为1010-1 -1 10 10-3 -3mm mm 弧柱长度基本等于电弧长度弧柱长度基本等于电弧长度 阴极电压降阴极电压降 阴极表面上有一个明亮的斑点是电子发射的地阴极表面上有一个明亮的斑点是电子发射的地 点点-阴极斑点阴极斑点 从阴极斑点射出的电子受阳极吸引很快离开阴从阴极斑点射出的电子受阳极吸引很快离开阴 极向阳极移动极向阳极移动 正离子质量比电子质量大，运动速度慢。所以正离子质量比电子质量大，运动速度慢。所以 在阴极表面附近每一瞬间正离子总和超过电子在阴极表面附近每一瞬间正离子总和超过电子 的总和的

15、总和 造成阴极表面附近空间呈正电性，这样从阴极造成阴极表面附近空间呈正电性，这样从阴极 表面到正离子密集的地方形成较大的电位差，表面到正离子密集的地方形成较大的电位差， 称为称为阴极电压降阴极电压降 阴极区是电弧中最重要的区域阴极区是电弧中最重要的区域 正离子对阴极的撞击以及与阴极发射出的正离子对阴极的撞击以及与阴极发射出的 电子结合成中性粒子都要放出能量并传给电子结合成中性粒子都要放出能量并传给 阴极，使阴极温度升高阴极，使阴极温度升高 阴极发射电子要消耗能量以及金属材料的阴极发射电子要消耗能量以及金属材料的 熔化，蒸发要吸收能量，所以熔化，蒸发要吸收能量，所以阴极温度一阴极温度一 般与阴极

16、材料的沸点相当般与阴极材料的沸点相当 阴极区场强很大，阴极区场强很大，T=T=2700-5000K2700-5000K, ,放出的放出的 热量约占整个电弧热量的热量约占整个电弧热量的36-38%36-38% 阳极区是聚集电子的区域阳极区是聚集电子的区域 成因与阴极区相似，成因与阴极区相似，阳极斑点阳极斑点是由于电子撞击是由于电子撞击 而形成而形成 电子质量小电子质量小、速度极快，在阳极表面聚集的浓速度极快，在阳极表面聚集的浓 度相对较小，而其厚度与阴极区相近，因度相对较小，而其厚度与阴极区相近，因此此阳阳 极电压降通常要低于阴极电压降极电压降通常要低于阴极电压降 阳极不发射电子，另外电子速度很

17、大，撞击阳阳极不发射电子，另外电子速度很大，撞击阳 极时传递的能量也大极时传递的能量也大 阳极所获得的能量略多于阴极阳极所获得的能量略多于阴极 阳极温度略高于阴极温度，一般为阳极温度略高于阴极温度，一般为4200K4200K左右，左右， 所放出的热量约占整个电弧热量的所放出的热量约占整个电弧热量的42-43%42-43% 弧柱区弧柱区 自由电子、负离子奔向阳极，正离子奔向阴极自由电子、负离子奔向阳极，正离子奔向阴极 的通道的通道 气体电离和带电粒子发生复合的地方气体电离和带电粒子发生复合的地方 弧柱中主要是自由电子和正离子的混合物，具弧柱中主要是自由电子和正离子的混合物，具 有良好的导电能力有

18、良好的导电能力 在弧柱径向上，带电粒子分布不均匀，中心密在弧柱径向上，带电粒子分布不均匀，中心密 度大；在弧柱长度方向上带电粒子分布均匀度大；在弧柱长度方向上带电粒子分布均匀 弧柱中心温度可达弧柱中心温度可达6000-8000K6000-8000K，大大高于阴极，大大高于阴极 区和阳极区，但沿径向温度下降很快区和阳极区，但沿径向温度下降很快 电弧电压电弧电压 弧柱热量约占整个电弧热量的弧柱热量约占整个电弧热量的20-21%20-21% 电流强度越大，弧柱中电离程度就越大，温电流强度越大，弧柱中电离程度就越大，温 度也就越高度也就越高 弧柱温度不受电极材料沸点的限制弧柱温度不受电极材料沸点的限制

19、 焊接电流通过两极的电离空间所产生的电压焊接电流通过两极的电离空间所产生的电压 降称为降称为电弧电压，电弧电压，由三个区的降压组成由三个区的降压组成 Uh=Uy+Uya+Uz 电弧电压大小取决于电弧电压大小取决于电极材料，电弧长度和电极材料，电弧长度和 焊接电流焊接电流的大小的大小 电压降分布图 电弧的构造和电压降分布图 第三章第三章 焊条电弧焊焊条电弧焊 概述概述 3.1焊接接头和焊缝形式焊接接头和焊缝形式 3.2焊条电弧焊焊接工艺焊条电弧焊焊接工艺 3.3电焊条电焊条 3.4焊条电弧焊设备焊条电弧焊设备 本章重点：本章重点：焊条电弧焊的结构与特点，常见的焊接坡口形焊条电弧焊的结构与特点，常

20、见的焊接坡口形 式、焊接工艺、及电焊条和焊接设备的选用原则。式、焊接工艺、及电焊条和焊接设备的选用原则。 第三章第三章 焊条电弧焊焊条电弧焊 焊条电弧焊焊条电弧焊-最基本的一种焊接方法。设备简单，操最基本的一种焊接方法。设备简单，操 作方便、灵活，适应各种条件下的焊接，特别适合于作方便、灵活，适应各种条件下的焊接，特别适合于 形状复杂的焊接结构的焊接。形状复杂的焊接结构的焊接。 虽然焊条电弧焊的劳动条件大，焊接生产率低，但仍虽然焊条电弧焊的劳动条件大，焊接生产率低，但仍 然在国内外焊接生产中占据着重要位置。然在国内外焊接生产中占据着重要位置。 尽管各种自动、半自动化的方法很多，但焊条电弧焊尽管

21、各种自动、半自动化的方法很多，但焊条电弧焊 仍是主要焊接方法之一，特别是在造船业。仍是主要焊接方法之一，特别是在造船业。 焊条电弧焊基本构造 原理：利用电弧产原理：利用电弧产 生热量熔化焊条和生热量熔化焊条和 母材形成焊缝。母材形成焊缝。 焊机焊机 导线导线 熔池熔池 焊条焊条 焊钳焊钳 保护气体保护气体 焊件焊件 电弧电弧 焊条电弧焊三要素 热源热源 能量要集中，温度要高。以保证金属快速熔化，减小能量要集中，温度要高。以保证金属快速熔化，减小 热影响区。其它满足要求的热源有电弧、等离子弧、电渣热影响区。其它满足要求的热源有电弧、等离子弧、电渣 热、电子束和激光。热、电子束和激光。 熔池的保护

22、熔池的保护 渣保护、气保护和渣渣保护、气保护和渣-气联合保护。以防止氧化，并气联合保护。以防止氧化，并 进行脱氧、脱硫和脱磷，给熔池过渡合金元素。进行脱氧、脱硫和脱磷，给熔池过渡合金元素。 填充金属填充金属 保证焊缝填满及给焊缝带入有益的合金元素，并达到保证焊缝填满及给焊缝带入有益的合金元素，并达到 力学性能和其它性能的要求，主要有焊芯和焊丝。力学性能和其它性能的要求，主要有焊芯和焊丝。 焊接电弧焊接电弧 电弧是指两电极之间强烈而持久的气体放电现象。电弧是指两电极之间强烈而持久的气体放电现象。 电弧放电电压最低，电流最大，温度最高，发光最强。电弧放电电压最低，电流最大，温度最高，发光最强。 将

23、电弧放电用作焊接热源，既安全，加热效率也高。将电弧放电用作焊接热源，既安全，加热效率也高。 电弧的三个区电弧的三个区 阴极区、阳极区和弧柱区阴极区、阳极区和弧柱区 焊接电弧的温度焊接电弧的温度 C C和热量分布和热量分布 温度温度 C 热量分布热量分布 阳极区：阳极区： 2600 43 弧柱区：弧柱区： 60008000 21 阴极区阴极区 ： 2400 36 由于电弧产生的热量在阳极和阴极上有一定的差异，由于电弧产生的热量在阳极和阴极上有一定的差异， 在使用直流电焊机焊接时，有两种接线方法：在使用直流电焊机焊接时，有两种接线方法： 直流正接：直流正接：焊件接正极，焊条接负极（厚板、酸性焊条）

24、焊件接正极，焊条接负极（厚板、酸性焊条） 直流反接：直流反接：焊件接负极，焊条接正极（薄板、碱性低氢焊焊件接负极，焊条接正极（薄板、碱性低氢焊 条、低合金钢和铝合金）条、低合金钢和铝合金） 电弧焊的焊接过程：电弧焊的焊接过程： 焊条电弧焊是利用焊条与工件间产生的电弧热，将焊条电弧焊是利用焊条与工件间产生的电弧热，将 工件熔化而进行焊接的。工件熔化而进行焊接的。 电弧在焊条与被焊工件之间燃烧，电弧热使工件电弧在焊条与被焊工件之间燃烧，电弧热使工件 （基本金属）和焊条同时熔化成为熔池，焊条金属（基本金属）和焊条同时熔化成为熔池，焊条金属 熔滴借重力和电弧气体吹力的作用逐渐过渡到熔池熔滴借重力和电弧

25、气体吹力的作用逐渐过渡到熔池 当中。当中。 电弧热还使焊条的药皮熔化或燃烧。药皮燃烧后与电弧热还使焊条的药皮熔化或燃烧。药皮燃烧后与 液体金属起物理化学作用，所形成的熔渣和气体可液体金属起物理化学作用，所形成的熔渣和气体可 防止空气中氧、氮的侵入，起保护熔化金属的作用。防止空气中氧、氮的侵入，起保护熔化金属的作用。 电弧焊的冶金过程特点：电弧焊的冶金过程特点： 电弧和熔池金属温度高于一般的冶炼温度。使金属元素电弧和熔池金属温度高于一般的冶炼温度。使金属元素 强烈蒸发，并使电弧区的气体分解成原子状态，增大了强烈蒸发，并使电弧区的气体分解成原子状态，增大了 气体的活泼性，导致金属烧损或形成有害杂质

26、。气体的活泼性，导致金属烧损或形成有害杂质。 金属熔池体积小，熔池四周是冷金属，熔池处于液态的金属熔池体积小，熔池四周是冷金属，熔池处于液态的 时间很短，一般在秒左右。导致各种化学反应难以时间很短，一般在秒左右。导致各种化学反应难以 达到平衡状态，化学成分不够均匀，气体和杂质来不及达到平衡状态，化学成分不够均匀，气体和杂质来不及 浮出易产生气孔和夹杂等缺陷。浮出易产生气孔和夹杂等缺陷。 熔池不断更新，有害气体容易进入熔池，形成氧化物、熔池不断更新，有害气体容易进入熔池，形成氧化物、 气孔杂质等缺陷。气孔杂质等缺陷。 第一节第一节 焊接接头和焊缝形式焊接接头和焊缝形式 一、焊接接头形式一、焊接接

27、头形式 焊接接头形式的选择，主要根据焊件厚度、焊接接头形式的选择，主要根据焊件厚度、 结构形式、强度要求、载荷情况以及施焊结构形式、强度要求、载荷情况以及施焊 条件来决定条件来决定 焊接接头的形式分为四种焊接接头的形式分为四种 对接接头对接接头 T T型接头型接头 角接接头角接接头 搭接接头搭接接头 焊缝的型式与构造焊缝的型式与构造 对接 搭接 T型连接 角接 1.1.对接接头对接接头 两块钢板边缘相对位置配置，表面成一直两块钢板边缘相对位置配置，表面成一直 线或厚度中心线在同一直线上接合的接头线或厚度中心线在同一直线上接合的接头 根据焊件厚度和坡口的不同，对接接头可根据焊件厚度和坡口的不同，

28、对接接头可 分为四种形式分为四种形式 不开坡口、不开坡口、Y Y型坡口、型坡口、U U型坡口、型坡口、X X型坡口型坡口 板厚小于板厚小于3mm3mm的对接接头可采用卷边的形的对接接头可采用卷边的形 式，对接处不留间隙式，对接处不留间隙 常见的对接接头 Y Y型坡口对接接头型坡口对接接头 板厚在板厚在6mm6mm以下，且能保证完全焊透，则被焊钢以下，且能保证完全焊透，则被焊钢 板一般不开坡口，对接处留有板一般不开坡口，对接处留有1 12mm2mm的间隙的间隙 重要结构保证焊透时，焊件厚度大于重要结构保证焊透时，焊件厚度大于3mm3mm或反面或反面 焊前要清根时要开坡口焊前要清根时要开坡口 钢板

29、在钢板在6 640mm40mm时，为了保证焊透，可采用时，为了保证焊透，可采用V V型坡型坡 口的形式，但焊后变形较大口的形式，但焊后变形较大 V V型坡口的开口角度随焊接方法的不同而不同，型坡口的开口角度随焊接方法的不同而不同， 一般为一般为5050o o6060o o 对接处可留对接处可留0 02mm2mm的间隙和的间隙和1mm1mm的钝边的钝边 在不能进行双面焊时，可采用单面焊双面成型的在不能进行双面焊时，可采用单面焊双面成型的 工艺，但应经过验船部门的同意工艺，但应经过验船部门的同意 X X型坡口对接接头型坡口对接接头 厚度在厚度在121260mm60mm时，可用时，可用X X型坡口，

30、也就型坡口，也就 是双面是双面V V型坡口型坡口 这种形式比这种形式比V V型好，在同样厚度下，可减型好，在同样厚度下，可减 少约少约50%50%的填充金属，产生的变形和应力的填充金属，产生的变形和应力 也小也小 主要用于大厚度以及要求变形小的焊件主要用于大厚度以及要求变形小的焊件 这种接头也要求背面刨槽清根进行双面焊这种接头也要求背面刨槽清根进行双面焊 U U型坡口对接接头型坡口对接接头 U U型和双型和双U U型坡口增大了底部宽度，缩小了坡口角型坡口增大了底部宽度，缩小了坡口角 度，从而减少了填充金属量，且变形小度，从而减少了填充金属量，且变形小 但加工困难，常用于更厚焊件和重要的结构焊接

31、但加工困难，常用于更厚焊件和重要的结构焊接 这种接头也要求背面刨槽清根进行双面焊这种接头也要求背面刨槽清根进行双面焊 在对两块厚度差大于在对两块厚度差大于4mm4mm的钢板进行对接焊时，的钢板进行对接焊时， 根据规定应将厚板的边缘加工成斜边根据规定应将厚板的边缘加工成斜边 斜边的长度不小于两者厚度差的斜边的长度不小于两者厚度差的4 4倍，以使其均倍，以使其均 匀过渡匀过渡 2. T2. T型接头型接头 两块钢板成两块钢板成T T型结合的接头，即一个焊件型结合的接头，即一个焊件 的端面与另一个焊件的表面成直角或近似的端面与另一个焊件的表面成直角或近似 直角的接头直角的接头 船体结构约船体结构约7

32、0%70%的焊缝是这种形式的焊缝是这种形式 分不开坡口，单边分不开坡口，单边V V型，型，K K型等形式型等形式 一般焊缝厚度在一般焊缝厚度在2 230mm30mm时，可不开坡口时，可不开坡口 承受高载荷和疲劳的重要部件，则需开坡承受高载荷和疲劳的重要部件，则需开坡 口，以保证焊透和提高接头抗载荷的性能口，以保证焊透和提高接头抗载荷的性能 T型接头 3.3.角接接头角接接头 两块钢板在边缘成直角或某一角度，而且在边缘两块钢板在边缘成直角或某一角度，而且在边缘 上施焊的上施焊的接头接头 有开坡口与不开坡口之分有开坡口与不开坡口之分 这种接头的许多特征与这种接头的许多特征与T T型接头相似型接头相

33、似 4. 搭接接头 l两块钢板在连接处重叠并在顶端边缘施焊两块钢板在连接处重叠并在顶端边缘施焊 的接头的接头 l这种形式的强度差。在钢板重叠较大时，这种形式的强度差。在钢板重叠较大时， 为保证结构件可靠性，可采用圆孔或长孔为保证结构件可靠性，可采用圆孔或长孔 内塞焊方法内塞焊方法 5. 接头过渡形式 当板件厚度或宽度在一侧相差大于当板件厚度或宽度在一侧相差大于4mm时，应做时，应做 坡度不大于坡度不大于1:2.5(静载静载)或或1:4(动载动载)的斜角，以平缓的斜角，以平缓 过度，减小应力集中。过度，减小应力集中。 二、焊缝的形式二、焊缝的形式 空间位置空间位置：平焊缝、立焊缝、横焊缝和仰平焊

34、缝、立焊缝、横焊缝和仰 焊缝焊缝 在水平面或倾斜角在水平面或倾斜角6060o o以下的平面上表面以下的平面上表面 的焊缝为的焊缝为平焊缝平焊缝 与水平面成与水平面成6060o o120120o o范围内的平面上的范围内的平面上的 焊缝为焊缝为立焊缝或横焊缝立焊缝或横焊缝 与水平面成与水平面成120120o o180180o o的平面上的焊缝为的平面上的焊缝为 仰焊缝仰焊缝 焊缝位置 焊缝的结合形式焊缝的结合形式 结合形式结合形式：对接焊缝，角焊对接焊缝，角焊 缝和塞焊焊缝缝和塞焊焊缝 对接焊缝主要尺寸是焊缝余对接焊缝主要尺寸是焊缝余 高和宽度高和宽度 角焊缝主要尺寸是焊脚高度角焊缝主要尺寸是焊

35、脚高度K K 和焊喉尺寸和焊喉尺寸h h l焊缝的断续情况焊缝的断续情况：连续焊缝和间断焊缝连续焊缝和间断焊缝 船体结构和海洋平台结构的对接焊缝一般为船体结构和海洋平台结构的对接焊缝一般为 连续焊缝连续焊缝 承受高应力的工作焊缝也必须采用连续焊的承受高应力的工作焊缝也必须采用连续焊的 形式形式 间断焊缝间断焊缝 间断焊缝用于角焊中强度要求不高以及不间断焊缝用于角焊中强度要求不高以及不 需要密闭的结构焊接需要密闭的结构焊接 降低成本、提高效率以及减少焊接变形降低成本、提高效率以及减少焊接变形 间断填角焊缝又可分为间断填角焊缝又可分为交错式角焊缝交错式角焊缝、链链 式角焊缝式角焊缝和和挖孔焊挖孔焊

36、三种型式三种型式 主要尺寸主要尺寸有焊段长有焊段长( (l) )、间距、间距( (e) )、节距、节距( (d) ) 和挖孔尺寸和挖孔尺寸 对交错式角焊缝和链式角焊缝，在对交错式角焊缝和链式角焊缝，在焊缝两焊缝两 端要进行连续包角焊端要进行连续包角焊 三、坡口形式三、坡口形式 坡口的作用是保证电弧能深入焊缝根部，使焊缝焊透坡口的作用是保证电弧能深入焊缝根部，使焊缝焊透 或达到一定深度，以及或达到一定深度，以及便于清渣便于清渣，获得较好的焊缝成，获得较好的焊缝成 形形 坡口的形状有以下要素表示：坡口的形状有以下要素表示：单边斜角单边斜角，坡口角，坡口角， 钝边钝边P P和间隙和间隙a a 坡口形

37、式取决于焊接工艺方法、焊接接头形式、焊件坡口形式取决于焊接工艺方法、焊接接头形式、焊件 厚度及对接接头质量的要求，国家标准厚度及对接接头质量的要求，国家标准GB/T985GB/T98519881988 和和GB/T986GB/T98619881988做了详细的规定。做了详细的规定。 坡口角或单边角是为便于焊条伸入坡口角或单边角是为便于焊条伸入 钝边的作用是防止板材烧穿，尺寸要保证第一层焊缝钝边的作用是防止板材烧穿，尺寸要保证第一层焊缝 能焊透能焊透 间隙的主要作用是为保证根部焊透，但不易过大间隙的主要作用是为保证根部焊透，但不易过大 重要焊缝为保证焊透需进行清根处理重要焊缝为保证焊透需进行清根

38、处理 四、焊缝符号四、焊缝符号 焊缝符号的组成包括：焊缝符号的组成包括：焊缝基本符号、焊缝辅焊缝基本符号、焊缝辅 助符号及有关尺寸，焊接方法和指引线助符号及有关尺寸，焊接方法和指引线等等 焊缝基本符号用来表明焊缝的剖面形状焊缝基本符号用来表明焊缝的剖面形状 辅助符号用以表示焊缝的辅助要求辅助符号用以表示焊缝的辅助要求 指引线由箭头、引出线和横线组成。横线上下可标指引线由箭头、引出线和横线组成。横线上下可标 注各种符号和尺寸，基本符号在横线上面时表示对注各种符号和尺寸，基本符号在横线上面时表示对 箭头所指的焊缝正面的要求；在横线下面时表示对箭头所指的焊缝正面的要求；在横线下面时表示对 焊缝背面的

39、要求焊缝背面的要求 引出线和箭头将整个代号指到有关焊缝处引出线和箭头将整个代号指到有关焊缝处 焊接方法一般不标注焊接方法一般不标注 GB324-88 基本符号 辅助符号 补充符号 补充符号应用举例 第二节第二节 焊条电弧焊焊接工艺焊条电弧焊焊接工艺 一、一、 各种位置的焊接各种位置的焊接 在焊接的过程中，焊缝可能处于空间的各种位置，在焊接的过程中，焊缝可能处于空间的各种位置， 各种位置焊缝的焊接特点不同各种位置焊缝的焊接特点不同 1.1.平焊平焊 焊缝处在水平位置，容易焊接焊缝处在水平位置，容易焊接 熔滴易于过渡且熔化金属不会从熔池中流出熔滴易于过渡且熔化金属不会从熔池中流出 熔渣均匀地浮在金

40、属上面，焊缝形状易于控制熔渣均匀地浮在金属上面，焊缝形状易于控制 操作容易，劳动强度低，可使用较大焊接电流和操作容易，劳动强度低，可使用较大焊接电流和 焊条直径，所以生产率高焊条直径，所以生产率高 电弧对准焊缝中心，采用电弧对准焊缝中心，采用7 70 0o o8 80 0o o的前倾角的前倾角 2.2.横焊横焊 在重力作用下熔池中的铁水向下流淌，使在重力作用下熔池中的铁水向下流淌，使 焊缝上部咬肉、下部出现焊瘤或未焊透的焊缝上部咬肉、下部出现焊瘤或未焊透的 焊接缺陷焊接缺陷 应选用小直径焊条、采用比平焊小的焊接应选用小直径焊条、采用比平焊小的焊接 电流和短弧焊的方式电流和短弧焊的方式 焊条通常

41、下倾焊条通常下倾1515o o、前倾、前倾7070o o左右左右 横焊时下面的板一般不开坡口或开小角度横焊时下面的板一般不开坡口或开小角度 坡口，以利于焊缝成形坡口，以利于焊缝成形 3.3.立焊立焊 熔池中熔化金属有下流的倾向，使焊缝成熔池中熔化金属有下流的倾向，使焊缝成 形困难，所以比平焊缝难焊形困难，所以比平焊缝难焊 通常选用小直径焊条、采用短弧焊并适当通常选用小直径焊条、采用短弧焊并适当 加快冷却速度加快冷却速度 同直径焊条，焊接电流比平焊小同直径焊条，焊接电流比平焊小10101515 采用合适的操作方法，由下向上进行焊接。采用合适的操作方法，由下向上进行焊接。 4.4.仰焊仰焊 焊条在

42、焊件下方进行焊接，熔滴过渡困难焊条在焊件下方进行焊接，熔滴过渡困难 通常选用细焊条、较小的焊接电流通常选用细焊条、较小的焊接电流( (比平比平 焊小、比立焊大焊小、比立焊大) )和最短的焊接电弧和最短的焊接电弧 5.5.角焊和船形角焊角焊和船形角焊 平角焊采用焊条与水平板成平角焊采用焊条与水平板成4545o o、前倾、前倾 7070o o8080o o的操作方式的操作方式 船形角焊的位置可避免咬边和焊角不均的船形角焊的位置可避免咬边和焊角不均的 问题，操作方便、可选用比平角焊大的焊问题，操作方便、可选用比平角焊大的焊 接电流，所以生产效率高且焊缝质量好接电流，所以生产效率高且焊缝质量好 二、焊

43、条电弧焊焊接工艺参数的选择二、焊条电弧焊焊接工艺参数的选择 焊接工艺参数也称作焊接规范，是指影响焊接焊接工艺参数也称作焊接规范，是指影响焊接 质量及生产率的各种因素的综合质量及生产率的各种因素的综合 手弧焊的工艺参数主要有：手弧焊的工艺参数主要有：焊条直径、焊接电焊条直径、焊接电 流、电弧电压、电源极性和焊接速度流、电弧电压、电源极性和焊接速度 这些参数的选择和相互配合关系到焊接质量以这些参数的选择和相互配合关系到焊接质量以 及生产效率及生产效率 确定焊接规范一般按下列步骤进行确定焊接规范一般按下列步骤进行 根据焊接结构对性能的要求选择焊机和焊条根据焊接结构对性能的要求选择焊机和焊条 根据板厚

44、、焊接位置确定其它参数根据板厚、焊接位置确定其它参数 1. 1. 焊条直径的选择焊条直径的选择 焊条直径是指焊芯的直径，与焊接电流有直接的焊条直径是指焊芯的直径，与焊接电流有直接的 关系关系 为提高生产率应尽可能选用较大直径的焊条为提高生产率应尽可能选用较大直径的焊条 但不能过大，否则焊条不能进入坡口造成未焊透但不能过大，否则焊条不能进入坡口造成未焊透 和成形不良等缺陷和成形不良等缺陷 一般焊件厚度越大，焊条直径越粗，但不能越过一般焊件厚度越大，焊条直径越粗，但不能越过 焊件厚度焊件厚度 焊件厚度 mm 0.51.0 12 2551010以上 焊条直径 mm1.01.5 1.52.52.54.

45、04.06.0 5.08.0 焊条直径的选择焊条直径的选择 搭接接头、搭接接头、T T型接头选用直径较大的焊条型接头选用直径较大的焊条 平焊的焊条直径平焊的焊条直径比比横焊、仰焊的直径大横焊、仰焊的直径大 多层焊时，第一层用小焊条多层焊时，第一层用小焊条(3.2(3.24mm)4mm)保证操作保证操作 方便和较深的熔透深度，以后各层可适当选用较方便和较深的熔透深度，以后各层可适当选用较 大直径焊条大直径焊条 2. 2. 焊接电流的选择焊接电流的选择 焊接电流的选择主要取决于焊条直径、焊接位置焊接电流的选择主要取决于焊条直径、焊接位置 和板厚，是焊接规范中的重要参数和板厚，是焊接规范中的重要参数

46、 焊接电流的选择焊接电流的选择 根据药皮类型、焊条直径、焊件厚度、焊根据药皮类型、焊条直径、焊件厚度、焊 接形式、焊接位置以及焊接层次等决定，接形式、焊接位置以及焊接层次等决定， 其中主要是焊条直径和焊接位置的影响其中主要是焊条直径和焊接位置的影响 一般焊条直径越大，焊接电流越大一般焊条直径越大，焊接电流越大 焊条直径 mm 1.6 2.0 2.53.24.0 5.0 焊接电流 A25404070709090130 160210 220270 位置不同焊接电流的选择位置不同焊接电流的选择 平焊，运条和控制熔化金属较容易，电平焊，运条和控制熔化金属较容易，电 流流I I可大些可大些 其它位置为易

47、于控制熔池中的熔化金属其它位置为易于控制熔池中的熔化金属 应使熔池面积尽可能小应使熔池面积尽可能小 通常立焊的通常立焊的I I比平焊小比平焊小101015%15%，仰焊比，仰焊比 平焊小平焊小5 510%10% 碱性焊条比酸性焊条碱性焊条比酸性焊条I I小些，一般是酸性小些，一般是酸性 焊条使用的焊接电流的焊条使用的焊接电流的90%90% 焊接电流焊接电流大小大小的的判断判断 根据飞溅大小根据飞溅大小 I I大大吹力大产生大颗粒飞溅，焊接吹力大产生大颗粒飞溅，焊接时时爆裂声爆裂声 大；大；I I小小吹力小；飞溅小，引弧困难，熔池吹力小；飞溅小，引弧困难，熔池 内的熔渣和铁水难分清内的熔渣和铁水

48、难分清 根据焊缝形成根据焊缝形成 I I大大表面焊波粗糙，熔深大，余高低；表面焊波粗糙，熔深大，余高低；I I小小 焊峰窄而高，熔深浅，两侧熔合不良焊峰窄而高，熔深浅，两侧熔合不良 根据焊条熔化情况根据焊条熔化情况 I I大大熔化快，焊条后半根易发红；熔化快，焊条后半根易发红；I I小小熔化熔化 慢，燃烧不稳，易粘在焊件上慢，燃烧不稳，易粘在焊件上 3. 3. 电弧电压的选择电弧电压的选择 大小由弧长大小由弧长l决定，决定，lU 焊接过程中，焊接过程中，l弧 弧不易过长，否则会出现电弧不 不易过长，否则会出现电弧不 稳，飞溅增加和熔深浅稳，飞溅增加和熔深浅 一般应用短弧焊接，特别是碱性焊条，一般应用短弧焊接，特别是碱性焊条，l弧 弧长会 长会 出现气孔出现气孔 4. 4. 焊接电源极性的选择焊接电源极性的选择 可根据焊条的酸碱性和焊件所需热量的多少选可根据焊条的酸碱性和焊件所需热量的多少选 择不同的接法择不同的接法 低氢型碱性