盾构机焊接原理,技术要点介绍

1、TBM常用焊接常用焊接 技术介绍技术介绍 HTE 质量部质量部 Tristan Xiong 目录 焊接技术原理及分类焊接技术原理及分类 TBM常用焊接技术常用焊接技术 常见材料的焊接性论述常见材料的焊接性论述 焊接工装与焊接顺序焊接工装与焊接顺序 生产的测量与控制生产的测量与控制 焊接技术原理及分类 焊接的基本原理焊接的基本原理就是采用施加外部能量的办法， 促使分离材料的原子接近，形成原子键的结合， 在这个同时，又能去除掉一切阻碍原子键 结合 的一切表面膜和吸附层，以形成一个优质的焊 接接头，实际上我们在焊接技术里边，常常采 用的施加外部能量的办法，就是一、加热，把 材料加热到熔化状态，或者把

2、材料加热到塑性 状态，二，加压，使这个材料产生塑性流动。 焊接技术原理及分类 按照工艺过程的特点分为： 熔化焊 压力焊 钎焊 粘接 焊接技术原理及分类 熔化焊分类熔化焊分类 电弧焊（包括熔化极电弧焊，如焊条电弧焊， MAG焊，埋弧焊等；非熔化极电弧焊，如TIG 焊，等离子弧焊等） 气焊（氧氢焊，氧乙炔焊，空气乙炔焊等） 能量束焊（电子束焊，激光束焊） 电渣焊 铝热焊 焊接技术原理及分类 压力焊分类压力焊分类 锻焊 摩擦焊 冷压焊 电阻焊 超声波焊 扩散焊 高频焊 爆炸焊 焊接技术原理及分类 钎焊分类（钎焊分类（DIN8505-1/2） 软钎焊（钎料的液相温度小于450C，例如Sn 基钎焊，Bi

3、基钎焊等) 硬钎焊（钎料的液相温度为450-900C，例如 Mg基钎焊，Ag基钎焊等) 高温钎焊（钎料的液相温度大于900C，例如 Cu基钎焊等） 焊接技术原理及分类 焊接技术中常用术语焊接技术中常用术语含义含义 弧焊电源的外特性 在电源参数一定的条件下，改变负载时，弧焊电源输 出的电压稳定值Uy与输出电流稳定值Iy之间的关系 Uy=f(Iy)，称为弧焊电源的外特性。 负载持续率（暂载率） 为了避免电源过热，焊接电流的大小取决于实际焊接 时间（暂载率）。 暂载率（ED）= （实际焊接时间/工作周期）100% 工作周期包括焊接时间加间隙时间 焊接技术原理及分类 焊接技术中常用术语含义焊接技术中常

4、用术语含义 电弧 电弧是所有电弧焊接方法的能量载体，是在一定条件 下电荷通过两电极间气体空间的一种导电过程，或者 说是一种气体放电过程。须具备两个条件：一是必须 有带电粒子，而是在电极之间必须有一定强度的电场。 电源极性接法 电源极性接法指的是直流电源焊接下，工件与焊材与 电源输出端正负极的接法称为极性。工件接正接成为 正极性（直流正接），工件接负极称为负极性（直流 反接）。 焊接技术原理及分类 焊接技术中常用术语含义焊接技术中常用术语含义 磁偏吹 在焊接时由于各种因素的影响，电弧周围磁力线 均匀分布的状况被破坏，使电弧偏离焊丝（条） 轴线，这种现象称为磁偏吹。 焊接技术原理及分类 焊接的目的

5、焊接的目的 焊接是将相同或者不同材料的两个或以上的部件 连接在一起，并希望焊接接头性能达到或超过母 材性能，如强度，韧性或硬度等。 焊接技术原理及分类 影响因素影响因素 材料的基本物理性能，主要指材料的熔点和导 热性 材料的成分，主要指母材和焊接材料的含碳量 和S、P含量 焊接热过程（循环）对焊接接头不均匀性的影 响 焊接应力与变形以及裂纹与脆断 焊接结构与接头中的应力集中 TBM常用焊接技术 焊条电弧焊 （Shielded metal arc welding） 熔化极活性气体保护焊 MAG焊（Metal active gas welding ） 埋弧焊 SAW焊（Submerged arc

6、welding） 非熔化极钨极惰性气体保护焊 TIG焊 （Tungsten inert gas welding) 低频感应钎焊 （Low frequency welding） TBM常用焊接技术 焊条电弧焊原理焊条电弧焊原理 用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法。焊接时， 将焊条与工件接触短路后立即提起焊条，引燃电 弧。电弧的高温将焊条与工件局部熔化，熔化的 焊芯以熔滴形式过渡到局部熔化的工件表面，与 之熔合到一起形成熔池。 TBM常用焊接技术 焊条药皮的作用焊条药皮的作用 提高电弧稳定性。药皮中含有的碳酸钙（K2CO3）， 大理石（CaCO3），钾（钠）水玻璃 （Na2O.SiO2.H2O）等

7、易电离的物质，使电弧能持 续而稳定地燃烧。 造渣造气，形成隔离保护。 脱氧。加入Si，Mn等脱氧剂，保证焊缝金属顺利脱 氧，以提高焊缝金属的质量。 渗入合金元素。焊接时高温作用，使焊缝中某些元 素被烧损（氧化或氮化），降低焊缝金属的力学性 能，药皮中加入的合金元素如Cr, Mn，Mo等合金元 素可以补偿和提高焊缝金属的力学性能。 TBM常用焊接技术 焊条药焊条药皮皮的分类的分类 A-酸性 药皮含有大量铁氧化物Fe3O4，细熔滴过渡，产生平滑焊 缝，但焊缝氧势偏高，焊缝韧性一般. 交直流都可，一般采 用交流，主要是其设备更加简单便宜。常见的422焊条 B-碱性 药皮中含有较多萤石CaF2，在焊接

8、过程中为强稀释剂，使 焊缝中气体易于逸出，另外CaF2可以和氢结合形成HF而挥 发，减少氢白点倾向。一般使用直流电源。碱性焊条焊缝 金属冲击功比较高，特别是在低温状态下。焊缝抵抗裂纹 的能力较强。一般不能用于PG（立向下）位置的焊接。 TBM常用焊接技术 焊条药皮分类焊条药皮分类 C-纤维素 含有大量可燃物质，特别是纤维素，由于强弧特 性特别适用于PG（立向下）焊。 R-金红石 RR-厚药皮金红石 RC-金红石纤维素 RA-金红石酸性 RB-金红石碱性 TBM常用焊接技术 焊条电弧焊的电源特性和极性接法焊条电弧焊的电源特性和极性接法 焊条电弧焊一般采用下降性电源，以陡降型为主。 酸性焊条和金红

9、石常采用直流正接（也可使用交 流），碱性和所有高合金钢焊条常使用直流反接 TBM常用焊接技术 焊条的烘干焊条的烘干 碱性焊条的烘干温度一般为350-400C，对含 氢量有特殊要求的低氢型焊条的烘干温度应提 高到400-450C，烘箱温度应缓慢升高，烘干 1小时，烘干后放在100-150C的保温桶里， 随用随取。保温桶应该保持电源连接。重复烘 干次数不宜超过2次。 酸性焊条要根据受潮情况，在70-150C上烘 干1-2小时。若存储时间短且包装完好，用于 一般钢结构，在使用前也可不再烘干。 TBM常用焊接技术 焊条电弧焊的应用范围以及特点焊条电弧焊的应用范围以及特点 一般用于3-40mm之间板厚材

10、料的焊接，小于 1mm以下薄板基本不能施焊，1-2mm薄板焊接 性也不是太好。 可焊碳钢、低合金钢、不锈钢、耐热钢、铜及其 合金；能焊可能需要预热、后热或者两者兼顾的 金属有铸铁、高强钢、淬火钢等。 TBM常用焊接技术 国际标准ISO2560：2009规定了焊态条件或焊后 热处理最大屈服强度达到500MPa或者最大抗拉 强度的最低值达到570MPa的非合金钢和细晶粒 钢焊条电弧焊用药皮焊条。 A系列按照屈服强度和47焦耳冲击功进行分类 TBM常用焊接技术 A系列举例： ISO 2560-A-E 46 3 1Ni B 5 3 H5 药皮焊 条/焊条 电弧焊 强度和延 伸率 冲击韧 性 化学 成分

11、 药皮 类型 名义焊 条熔敷 效率和 电流种 类 焊接 位置 熔敷金属 中氢的最 大含量 ml/100g TBM常用焊接技术 B系列举例： ISO 2560-B-E5518-N2 A U H5 抗拉 强度 药皮类 型，焊 接位置 以及电 流种类 成分 限定 说明 和力 学性 能 主 要 合 金 元 素 TBM常用焊接技术 GB焊条分类 常用的结构钢焊条分类有： GB/T 5117 非合金钢及细晶粒钢焊条（碳钢焊条） GB/T5118 低合金钢焊条 TBM常用焊接技术 GB/T 5117焊条型号举例 GB/T 5117 E X1X2 X3 X4 表示焊条 表示熔敷金属抗 拉强度最小值 焊接位置

12、药皮类型和焊 接电流种类 TBM常用焊接技术 GB/T 5118 焊条型号举例 GB/T 5118 E X1X2 X3 X4 熔敷金 属化学 成分代 号 附加化学 成分，元 素符号表 示 TBM常用焊接技术 焊接参数焊接参数 焊条直径 薄板应该选择小直径的焊条，厚板大直径。 立焊最大不超过5mm，而因仰焊、横焊最大直 径不超过4mm，保证较小熔池，防止熔化金属 下流。 打底焊宜小直径，短弧保证熔透，填充盖面稍 大。 TBM常用焊接技术 焊接工艺参数焊接工艺参数 焊接电流 增大焊接电流可提高线能量，提高效率，但也 容易咬边，烧穿等缺陷。 直径 D2.02.53.24.05.06.0 电流 I（A

13、）40805010090150120200180270220360 经验公式 最小最 大 （A） 20D 40D 30D 50D 35D 60D TBM常用焊接技术 焊接电流 平焊时可以选择较大的电流进行焊接，其他位 置电流应该小一些。 碱性焊条应该比酸性焊条电流小一些，否则易 出现气孔。不锈钢比碳钢小些，否则易出现热 裂纹。 焊接电压（电弧），焊接速度等 TBM常用焊接技术 MAG焊焊 (Metal active gas welding金属熔化 极活性气体保护焊)，如熔化极Co2气体保护焊。 熔化极气体保护焊是利用连续送进的焊丝与工件 之间燃烧的电弧作热源，用气体保护电弧、金属 熔滴、熔池和

14、焊接区的电弧焊方法。 TBM常用焊接技术 MAG焊的特点焊的特点 效率高，可采用半自动和全自动焊接，焊丝送 进连续自动，表面无熔渣，省去了焊条电弧焊 中更换焊条中更换焊条和清渣的时间。 熔深大，相同电流下，熔深比焊条电弧大。 明弧操作，易于观察。 易受外来气流的影响。 TBM常用焊接技术 MAG焊焊接电源焊焊接电源 熔化极气体保护焊一般使用直流焊接电源，通常 的额定电源500A，空载电压为55-80V。负载持 续率为60%-100%，外特性曲线为平特性（略有 下降特性）。 使用平特性曲线的焊接电源，与等速送丝机构配 合使用，能做到电弧长度在焊接过程中的自动调 节。 TBM常用焊接技术 MAG电

15、弧种类以及熔滴过渡形式电弧种类以及熔滴过渡形式 名称名称熔滴过渡形式以及它的瞬时效果标记熔滴过渡形式以及它的瞬时效果标记 短路过渡电弧熔滴只在短路时过渡，熔滴均匀细小 过渡电弧部分短路过渡，部分非短路过渡，熔滴细至粗大 喷射过渡电弧非短路过渡，均匀细熔滴 长弧不规则短路过渡，大熔滴 脉冲过渡电弧非短路过渡，熔滴均匀且大小可调 TBM常用焊接技术 MAG电弧电弧种类以及熔滴过渡形式种类以及熔滴过渡形式 短路过渡电弧，适用于薄板焊接、对接坡口封底焊和空 间位置。较小的电流电压。 过渡电弧，由于其不规则的电弧过渡形式，一般受保护 气体影响较大，一般用于PA和PB焊接位置的中厚板的焊 接。 喷射过渡电

16、弧或长电弧，用于中厚板多层焊和PA及PB角 焊缝焊接。也与保护气体有 关。较大的电流电压。 脉冲过渡电弧，基值电流保证电弧稳定燃烧，而脉冲电 流导致熔滴无短路过渡。受电磁收缩力影响过渡。 TBM常用焊接技术 MAG/MIG焊焊接材料标准 实芯焊丝标准 ISO14341：2010焊接填充材料非合金钢和细晶粒 钢气体保护焊用实芯焊丝和熔敷金属 分类 A系列举例 ISO 14341-A G 46 5 M21 3Si1 B系列举例 ISO 14341-B G 49A 6 M21 S3 GB/T 8110-2008气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊 丝 举例：GB/T 8110-2008 ER 55 _D

17、2_Ti TBM常用焊接技术 药芯焊丝标准 ISO17632：2004焊接填充材料非合金及细晶 粒钢气体保护和自保护金属电弧焊用药芯焊丝 A系列举例 ISO 17632-A T 46 3 1Ni B M 1 H5 B系列举例 ISO 17632-B T 55 4 T5 1 M A N2 U H5 GB/T 10045-2001碳钢药芯焊丝 举例：GB/T 10045-2001 E xx x T-X M L TBM常用焊接技术 埋弧焊埋弧焊 埋弧焊是一种利用位于焊剂层下电极与焊件之间 燃烧的电弧产生的热量，熔化电极、焊剂和母材 金属的焊接方法。 埋弧焊生产效率高，焊接质量好，易实现机械化， 但一

18、般仅限于平焊和横焊位置，熔池与电弧不便 于观察，不适合薄小件。 TBM常用焊接技术 埋弧焊电弧的调节原理埋弧焊电弧的调节原理 I调节 电源外特性为平特性或者缓降性，等速送丝，焊丝的 熔化速度等于送丝速度，当电弧变化时，电流发生变 化，熔化速度发生变化，以保证电弧恢复到原始长度。 由于是通过电弧长度变化的电流差值来调节的，因此 叫做I调节。这种调节方式在细丝埋弧焊中经常使用。 U调节 电源外特性为较陡性，当电弧长度变化时，通过采集 电弧电压的变化信号，使送丝速度发生变化，使电弧 长度得到调整。这种调节方式在粗丝埋弧焊中经常使 用。 TBM常用焊接技术 埋弧埋弧焊工艺参数焊工艺参数 单丝埋弧焊的典

19、型焊接参数 焊丝直径=4mm 焊接电流I=600A 电弧电压U=30V 焊速V=55cm/min 焊接电流的经验公式：I=（100-200）焊丝直径 估计熔深经验公式：I型焊缝，熔深1mm/100A Y型焊缝，熔深0.7mm/100A 焊丝干伸长的经验公式：L=10焊丝直径（mm） TBM常用焊接技术 环焊缝时，焊丝与焊件中心垂线的相对位置对焊 道的成形影响。 3 2 1 1 2 3 TBM常用焊接技术 埋弧焊焊剂埋弧焊焊剂 埋弧焊焊剂主要可分为三大类：熔炼型，烧结型，混 合型。 其作用： 改善电弧导电性，容易起弧，稳定电弧； 形成熔渣，形成一个坚固的渣腔，保护过渡的熔滴， 保护形成的熔池，同

20、时亦可避免焊缝快速冷却； 对熔池产生冶金反应，通过锰硅脱氧； 合金化作用，加入Si, Mn, Cr, Ni, Mo等元素。 焊剂的颗粒度应根据电流来选择，细颗粒焊剂适合大 电流，粗颗粒焊剂适合于小电流。 TBM常用焊接技术 TIG焊（钨极惰性气体保护焊）焊（钨极惰性气体保护焊） 钨极惰性气体保护焊是在惰性气体的保护下，利用钨 极与焊件间产生的电弧热熔化母材和填充焊丝，形成 焊缝的焊接方法。 TIG焊的优点：过程稳定，焊接质量好，适合于薄板 焊接、全位置焊接以及不加衬垫的单面焊双面成型， 可以焊接0.3mm的薄板，易于实现自动化。 TIG焊的缺点：抗风能力差，对工件的清理要求高， 生产率低。 T

21、BM常用焊接技术 TIG焊的引弧以及电极类型：焊的引弧以及电极类型： TIG焊的电源外特性为陡降或者垂直下降性。 TIG一般采取非接触式引弧，一是高频高压引弧，而是高压 脉冲引弧。 常见的钨极有： 纯钨极纯钨极，一般用于交流焊接中，耗能和自身损耗较大 钍钨极钍钨极，一般用于直流焊接中，起弧较容易，钍有一定的辐 射，对环境和人有一定伤害 铈钨极铈钨极，弧束更细长，能量更集中，比钍更易起弧，烧损率 低，打磨次数少，但抗大电流能力差，在高负载下易容易造 成氧化铈的集中，对电弧稳定性不好 锆钨极，锆钨极， 交流焊接以及高负载电流下焊接有较大的优越性 TBM常用焊接技术 TIG 焊钨极端部形状的选择焊钨

22、极端部形状的选择 钨极端部形状与钨极成分有关，但主要取决于焊接电流，直流TIG 焊时钨极端部形状对电弧形态影响可参照下图： TBM常用焊接技术 TIG 焊钨极端部形状的选择焊钨极端部形状的选择 随着电流的加大，末端端部的热量升高，过大会 导致过热熔化和烧损，电弧斑点也会扩展到钨极 前端，使电弧漂移，影响焊缝成形。所以大电流 时前端应该磨平，这样电弧斑点稳定，弧柱扩散 减少，对焊件的加热集中，增加熔深。一般200A 以下，端部角度约为3050，超过250A时， 端部应该磨出一定的平面。 TBM常用焊接技术 TIG焊焊接电流极性的选择焊焊接电流极性的选择 正极性（直流反接），由于阳极温度高，所以焊

23、接 电流较小或钨极较粗，而阴极母材吸收热能少，所 以熔深较低。焊接时，钨极容易过热烧损。但阳极 发射粒子可以清除Al，Mg等金属表面的氧化膜， 具有阴极清洗功能。 负极性（直流正接），母材接正极，吸收较多热量， 而钨极处于负极，发热小，可采用较小直径钨极或 较大电流焊接，电弧热能稳定，密度集中，所以熔 池深而窄，所以实际生产中都是采用直流正接。 TBM常用焊接技术 TIG焊焊接电流极性的选择焊焊接电流极性的选择 交流电源 正半周具有阴极清洗功能，负半周发射足够的电子， 有利于电弧稳定，所以适合于焊接Al，Mg及其合金， 会产生直流分量，过零点时电弧易熄灭，所以要增加 稳弧装置。 脉冲电源 电弧

24、稳定，线能量大热输入小，实现高速焊接，超薄 板焊接等功能，适合焊接要求较高的环境，设备成本 也较高。 TBM常用焊接技术 TIG 焊焊接参数的选择焊焊接参数的选择 母材性质 焊接电流种 类，极性， 大小 钨极的种类 和直径 喷枪喷嘴直 径和保护气 体流量 焊接速度和 钨极的伸出 长度 TBM常用焊接技术 焊丝及焊丝标准举例焊丝及焊丝标准举例 ISO，包含两个系列：按照屈服强度和熔敷金属平均冲击 功47焦耳分类（A系列）；按照抗拉强度和熔敷金属平 均冲击功27焦耳分类（B系列） ISO636：2004焊接材料-非合金钢及细晶粒钢钨极惰性 气体保护焊焊棒、焊丝和熔敷金属分类 A系列包含四部分： 1

25、、第一部分给出产品/工艺的标识； 2、第二部分给出熔敷金属的强度和延伸率标记； 3、第三部分给出熔敷金属冲击功性能的标识； 4、第四部分给出所用焊棒或者焊丝化学成分的标记。 TBM常用焊接技术 如： ISO636-A W 46 3 W3Si1 国际标准编号，按 照屈服强度和47 焦耳冲击功分类 钨极惰性 气体保护 焊 强度和 延伸率 冲击性 能 焊棒/焊丝的 化学成分标识 TBM常用焊接技术 按照B系列分类方法，焊丝标识记有四部分，内 容大致与A系列相同： 如： ISO636-B W 55A 3 W3 在焊态条件下 的强度和延伸 率 B系列 TBM常用焊接技术 低频感应钎焊低频感应钎焊 感应钎

26、焊是利用不同频率的交流电感应加热进行的钎 焊。钎焊时将焊件置于感应线圈产生的交流磁场中， 焊件即产生感应电流（涡流）而被加热。 焊件内的感应电流与交流电的频率成正比。随着所用 交流电频率的的提高，感应电流增大，焊件的加热边 快，但由于交流电的集肤效应越明显，即加热深度越 浅。 低频感应钎焊的优点：加热温度较低；集肤效应不明 显，工件能实现均匀化加热，有利于提高焊缝质量。 常见材料的焊接性论述常见材料的焊接性论述 什么是焊接性什么是焊接性 焊接性是说明材料对焊接加工的适应性，用以衡量材料在 一定的焊接工艺条件下获得优质接头的难易程度和该接头 能否在使用条件下可靠地运行。 焊接性包括工艺焊接性和使

27、用焊接性。 工艺焊接性是指在一定焊接工艺条件下，能否获得优良致 密，无缺陷焊接接头的能力。 使用焊接性是指焊接接头或整个结构满足产品技术条件规 定的使用性能的程度。 常见材料的焊接性论述常见材料的焊接性论述 影响焊接性的因素影响焊接性的因素 材料因素 工艺因素 结构因素 使用条件 常见材料的焊接性论述常见材料的焊接性论述 焊接接头的组织和性能焊接接头的组织和性能 热影响区热影响区HAZ 熔合区熔合区 常见材料的焊接性论述常见材料的焊接性论述 欧洲标准钢分类简述欧洲标准钢分类简述 EN 10020: 2000 钢的概念和分类钢的概念和分类 非合金钢，合金钢，不锈钢 EN 10025: 2004

28、结构钢热轧产品结构钢热轧产品 EN10025-1: 2004 热轧结构钢技术供货条件总则热轧结构钢技术供货条件总则 EN 10025-2: 2004非合金钢的技术供货条件非合金钢的技术供货条件（碳钢和碳锰钢）（碳钢和碳锰钢） EN 10025-3: 2004正火正火/正火轧制可焊接细晶粒结构钢的技术供货条件正火轧制可焊接细晶粒结构钢的技术供货条件 EN 10025-4: 2004 热机械轧制可焊接细晶粒结构钢的技术供货条件热机械轧制可焊接细晶粒结构钢的技术供货条件 EN 10025-5: 2004 改良的耐候结构钢技术供货条件改良的耐候结构钢技术供货条件 EN 10025-6: 2004调质细

29、晶粒结构钢技术供货条件调质细晶粒结构钢技术供货条件 EN10029: 1991 厚度大于等于厚度大于等于3mm热轧钢板尺寸、外形、热轧钢板尺寸、外形、 重量及允许偏差重量及允许偏差 常见材料的焊接性论述常见材料的焊接性论述 国标中碳钢钢材的分类： GB/T699 2006优质碳素结构钢优质碳素结构钢 Ws%0.035%， Wp% 0.035%的 碳素结构钢 GB/T700 1999碳素结构钢碳素结构钢 Ws%0.05%，Wp%0.045%的普通碳素结构钢 国标中低合金钢的分类： GB/T 1591 2008低合金高强度结构钢低合金高强度结构钢 低合金钢的全称是低合金高强度结构钢，其屈服强度范围

30、 一般在295980MPa之间。 专用低合金高强度钢的国标举例： GB 713 2008 锅炉压力容器用钢板锅炉压力容器用钢板 GB 3531 2008 低温压力容器用低合金钢钢板低温压力容器用低合金钢钢板 常见材料的焊接性论述常见材料的焊接性论述 碳钢按碳含量分类碳钢按碳含量分类 名称名称W(c) %典型硬度典型硬度 典型用途典型用途焊接性焊接性 低碳钢0.2560-90HRB特殊钢板、型钢，薄板优良 中碳钢0.250.6025HRC机械零件和工具中等 高碳钢0.601.0040HRC弹簧、模具、导轨差 常见材料的焊接性论述常见材料的焊接性论述 碳钢的工艺焊接性 淬硬性 国际焊接学会 CE（

31、IIW）=C+Mn/6+（Cr+Mn+V）/5+（Cu+Ni）/15 （%） 对于板厚小于20mm， CE0.6%，焊接性较差。 常见材料的焊接性论述常见材料的焊接性论述 低碳钢 碳含量较低，其他合金元素含量也较少，焊接性 最好的钢种。 常见的低碳钢有Q235，Q255，20#，25#等。 焊条电弧焊 板厚在10mm以下时可以选择J421（E4313）， 板厚在30mm以下时可以选择J422（E4303）， J423（E4301），J425（E4311）等。 常见材料的焊接性论述常见材料的焊接性论述 CO2气体保护焊 实芯焊丝：H08Mn2Si，H08Mn2SiA； 药芯焊丝：YJ502-1，

32、YJ502R-1，YJ507-1。 板厚在50mm的低碳钢焊接一般不需要预热，后 热等。 常见材料的焊接性论述常见材料的焊接性论述 中碳钢 随着含碳量的增大，在热影响区容易产生低塑形 的马氏体组织。多层焊时，第一道焊熔合比较大， 易产生热烈纹。碳含量增大，气孔敏感性也增大。 常见中碳钢：25#，30#，35#，45#，55#等。 根据要求选择合适的焊材，如等强匹配或低强匹 配等原则选择。如25#钢焊条电弧焊时，等强匹 配可选J506（E5016），J507（E5015），低强 时J422（E4302），J423（E4301）。 常见材料的焊接性论述常见材料的焊接性论述 预热和层间温度的控制可以

33、降低焊缝金属和热影 响区的冷却速度，抑制马氏体的形成。预热温度 根据板厚和材质决定。局部加热时，应在坡口两 侧150200mm左右。 可通过焊后热处理，锤击焊缝金属等方式减少残 余应力。 常见材料的焊接性论述常见材料的焊接性论述 高碳钢 淬硬倾向性高，容易产生又硬又脆的高碳马氏体。 焊接性很差，一般要先进行退火，再进行焊接， 焊后再重新进行热处理。 焊前必须预热，预热温度和层间温度应该在 350C以上。 小电流，慢速焊接，减少熔合比。 焊后缓冷，并应立即送入炉中进行消除应力的高 温回火，随后再根据需要作相应的热处理。 常见材料的焊接性论述常见材料的焊接性论述 低合金钢的焊接性 GB/T 159

34、1- 2008 低合金高强度结构钢 这类钢以其屈服强度平均值可以划分为345MPa， 390MPa，420MPa，460MPa，500MPa， 620MPa和690MPa. TBM常用的Q345，Q460，Q690 常见材料的焊接性论述常见材料的焊接性论述 碳当量： 热轧、控扎状态交货钢材的碳当量（热轧、控扎状态交货钢材的碳当量（CE，%） 牌号牌号碳当量碳当量(CE,%） 基本厚度或 直径63mm 基本厚度或直径 63250mm 基本厚度 250mm Q3450.440.470.47 Q4600.460.49- 常见材料的焊接性论述常见材料的焊接性论述 正火、正火轧制、正火加回火状态交货钢材

35、的碳当量（正火、正火轧制、正火加回火状态交货钢材的碳当量（CE，%） 牌号牌号碳当量（碳当量（CE，%） 基本厚度或直 径63mm 基本厚度或直径 63120mm 基本厚度 120250mm Q3450.450.480.48 Q4600.530.540.55 常见材料的焊接性论述常见材料的焊接性论述 热机械轧制（TMCP）或热机械轧制加回火状态 交货钢材的碳当量（CE，%） 牌号牌号碳当量（碳当量（CE，%） 基本厚度或直 径63mm 基本厚度或直径 63120mm 基本厚度 120150mm Q3450.450.450.45 Q4600.470.480.48 Q6900.490.490.49

36、 常见材料的焊接性论述常见材料的焊接性论述 Q345为典型的热轧钢，主要通过加入Mn进行固溶强 化，也会加入适量的V或Nb起细化晶粒和沉淀强化的 作用。通过正火可以使晶粒细化，碳化钒均匀弥散分 布后才能获得较高的塑形和韧性。 Q460为典型的正火钢，它是在热轧钢的基础上进一 步沉淀强化和细化晶粒而形成的一类钢，除开C-Mn， Mn-Si系列的基础上加入V、Nb、Ti和Mo等元素进行 沉淀强化。 Q690为典型的高碳调质结构钢， 常见材料的焊接性论述常见材料的焊接性论述 由以上可知： 热轧钢和正火钢的焊接性较为接近 热影响区脆化 热轧钢：合金元素较低，淬透性较差，过热区不易出 现马氏体，但过大的

37、热输入可能导致过热区晶粒长大， 脆化。 正火钢：合金元素相对较多，淬透性更好，淬硬倾向 更大，所以减少热输入和高温停留时间可以降低热影 响区脆化，如果为了提高生产效率，大热输入焊接， 焊后要进行8001100C 的正火热处理。 常见材料的焊接性论述常见材料的焊接性论述 裂纹 热烈纹 w(Mn)/w(s) 比较大，因而具有较好的抗热裂性能， 正常焊接不会出现热裂纹。 冷裂纹 冷裂纹与三因素有关：淬硬倾向，焊缝氢扩散量，接 头的拘束度。淬硬倾向是决定性的。碳当量小于0.5% 时，淬硬尚不严重，但随着板厚的增加一定要采取一 定的预热措施才能避免冷裂纹的产生。 随着合金元素的增加，淬硬和冷裂纹的倾向增

38、大。 常见材料的焊接性论述常见材料的焊接性论述 预热温度 强度等级强度等级厚度厚度/mm预热温度预热温度/c Q34540不预热 40100 Q460-150 焊接工装和焊接顺序焊接工装和焊接顺序 合理的焊接工装有利于实现机械化和自动化，提 高生产效率，改善焊接难度，同时有利于减少焊 接变形和焊接应力等。 合理的焊接顺序有利于减小焊接过程中的拘束度， 减少焊接应力与焊接变形，提高焊接结构的质量。 焊接工装和焊接顺序焊接工装和焊接顺序 常见的焊接变形常见的焊接变形 纵向变形 横向变形 弯曲变形 角变形 波浪变形 扭曲变形 焊接工装和焊接顺序焊接工装和焊接顺序 常见反变形的举例常见反变形的举例 平

39、对接V型破口 焊接工装和焊接顺序焊接工装和焊接顺序 T形接头的反变形 焊接工装和焊接顺序焊接工装和焊接顺序 带筋板的板材焊接 考虑到角焊缝的横向收缩的角变形和收缩量 焊接工装和焊接顺序焊接工装和焊接顺序 焊接工装和焊接顺序焊接工装和焊接顺序 加强筋板不对称结构： 焊接工装和焊接顺序焊接工装和焊接顺序 焊接工装举例 螺旋定位夹具 焊接工装和焊接顺序焊接工装和焊接顺序 焊接工装举例 角度调整装置 焊接工装和焊接顺序焊接工装和焊接顺序 焊接工装举例 变位机或变位装置 焊接工装和焊接顺序焊接工装和焊接顺序 焊接工装举例 容器或大型管道焊接滚轮和焊接操作臂 焊接工装和焊接顺序焊接工装和焊接顺序 焊接工装举例 可调式定位支撑钉 焊接工装和焊接顺序焊接工装和焊接顺序 焊接工装举例 斜锲，卡码 焊接工装和焊接顺序焊接工装和焊接顺序 焊接工装举例 易变形面板结构中的放样假模 焊接工装和焊接顺序焊接工装和焊接顺序 焊接工装举例 活动固定斜撑 焊接工装和焊接顺序焊接工装和焊接顺序 焊接顺序的基本原则 合理分配组元，并进行合理的组对焊接； 尽量先焊拘束度小的构件，后焊拘束度大的构件，焊接 中减少因焊接顺序造成的后续拘束度增加； 中间往两侧对称 施焊； 先焊对接焊缝，后焊长焊缝； 先焊短焊缝，后焊长焊缝； 先焊纵焊缝，后焊环焊缝； 已知载荷作用时，先焊拉应力； 对变形敏感时以及一些特殊限制，可采取分段