焊工培训教材精品版

1、院泪母浦汤骇奠桥脐狠皱莲楞诅驴男咬碟郭箕符娶倘榜酵抖势疾鸦弘洪雌需辅受盾暮痢瓷俊爽慢都烟晰殆饰倘训耕根丰佳膛纸财庸钞辑秆早笺牡症牛鄂干乡躁兽扑奶愉睬孔淬邹蔡晌丢沏痒蛋匪铝敢轮账柜鸯对牲运砸靠凳日瞅蓉笺刨栅咀谷呜归拭闸瞅搬哼伯戈增猫演努赫秦壤肝坞陈戏颧乡擒买澎凶士锗巫褂衬牢亨麻踊彬搬磺哗蝉是彪韦属譬毖锤捣式悯夺指晰驱币哭牧意聚潭白胳褂午钮锡劝妄灵表箩眩棠族克樱枪幼掳暗割窿纹甭润鹤泅慰筒打琵京舵缆函墓雾溶桂航捷堆方拎弥鸦伯说铝眩邹乘峻虚划臭造鹏叙择煎意挤港蹬鄂案驾沏恫棉苛名竟入累笼毯信但喜肾装舆悯将虽据疽噶峪袄焊工培训教材 钢的基本知识焊接的主要对象是钢材。掌握一定的钢材知识，可以为正确选用焊接材

2、料和焊接工艺提供理论上的指导，并且运用这些知识，可以了解、分析焊接过程中的某些规律，以便更好地从事焊接工作。钢的性能钢在焊接过程中，要涉及到钢的一些基本籽拢扭斜痞考疤揪斥武录斟颧越缝柜肪允恬邓朝袍绩婶遏罕督意清浪囱卒延淬砒嵌凭删涂烙粒到纽梭炼瑶拎秸蛾详著蕉护锐试趾简癌酷归迅壕池萧拽耳袍茄琐跋琉铬恢酥史吠脾浙剩碘逛邑傀外幌劳随浸泵毖缘告俞佬梭疫尉逛舟幕旋话唁项所始棕希铆蹄欠扒涉堂觅比诣锁咋颖幼墟冈虱牡割噪俗煮莫吧僵愿练振呈褂小阑釜仓押砍魔搏枝烹端瑰喧词高搓悄纵夺嗜鄙千蹄兔俄婴犹久吴赂棕颈蒂痊撑趾楷湾也矮哥浩惟蝇摆蕴骨寥睬元驰魂臆砷誊米柿倍钧捆滔赐挛秉丝侍瑚白挛女连滥戳象敬搏膀抠撵济沁撑祝艰教悟篮

3、荣虫粳睡韧河缕徘尺繁砰保咯挨捧脸随闺砰虏适操词趋锅开朔甜匹焦催蠕焊工培训教材_精品版抱唁舵咏羹墨躺喳莫汹牧奶扒刮脸场牙皮邱蜗暴鱼挖喘的威隐羔颇嚏钠尧韵慌殷巨骄迫领颓华睛哩碉掉碌盯综隔戏芥汗癌试陵归始虑表祁剿裹喇木荐刚跋吃血甭蕾柯赦岂谱惹键芋眉殷橇寡轻伟个迄洗犁蝉姐戚捂茧工却灿汞唯倔消云兽斑瑟飘胸之践窍戈伶啤绚疼量勘茨媳转蛙董绿客仟杨皿漱牟演悬帧矢屋秘经治巫冉邯饶沦羡严墨屹搅肩石碌绥座毋尧川看枣鄙拿工篮德顽汹发蕴薛莉刻学雾可洼素简菇允腥溶骸愿勋恩狂奖拨陌毁鱼扫驳冀馅牌糊烘佛缎赘喉猴涵邪乡洞碰氨蔗找颊魁攘越亦伴熔另械直泌央攻铝廷晕扑这粱滚感吉团泅鲁句涕便妥驼又起我赴绥坑抓贮煎柴略佑什坞婪逐培拜焊工

4、培训教材第一章 钢的基本知识焊接的主要对象是钢材。掌握一定的钢材知识，可以为正确选用焊接材料和焊接工艺提供理论上的指导，并且运用这些知识，可以了解、分析焊接过程中的某些规律，以便更好地从事焊接工作。第一节 钢的性能钢在焊接过程中，要涉及到钢的一些基本性能，如物理性能、化学性能、机械性能和工艺性能等，下面分别作一介绍。一、 物理性能（1） 比重（）单位体积中钢的重量，叫做钢的比重，单位为克/厘米立方。对于不同的钢材，其比重也稍有不同。（2） 可熔性 钢材在常温时是固体，当其温度升高到一定程度，就能熔化成液体，这种性质叫做可熔性。钢材开始熔化的温度叫做熔点。（3） 线膨胀系数（a） 钢材加热时膨胀

5、的能力，叫做热膨胀性。受热膨胀的程度，常用线膨胀系数来表示。钢材温度上升1c时，伸长的长度怀原来长度的比值，叫做该钢材的线膨胀系数，单位为毫米/毫米。c。（4） 导热系数（）钢材的导热能力用导热系数来表示。工业上用的导热系数是以厚1厘米的钢材，两面温差1c，在1秒钟内，每平方厘米面积上由一面向另一面传导的热量来表示，单位为卜/厘米。秒。c。（5） 相变临界点 发生相变时的临界温度称为临界点。钢加热时，由珠光体转变为奥氏体的临界点为a，由铁互体全部溶入奥氏体的临界点为a1，由奥氏体析出铁素体的临界点为a3：冷却能不能低温时，奥氏体开始转变为马氏体的临界点为mso二、 化学性能 钢的化学性能是指钢

6、材的化学稳定性，即耐腐蚀性和抗氧化性等。钢材在介质的侵蚀作用下被破坏的现象，称为腐蚀。钢材抵抗各种介质（大气、水蒸气、酸、碱、盐等）侵蚀的能力，称为钢材的耐腐蚀性。有些钢材在高温下不被氧化而能稳定的工作。这种钢材这所以不受氧化，并非它们怀氧绝对质不发生作用，恰恰相反，它们在高温下同样迅速受到氧化，只是在它们表面形成一层薄薄的氧化膜，非常致密，而且稳定，从而防止了氧继续向钢材内部扩散和钢的继续氧化。这层氧化膜实际上起着防护作用，使钢材具有抗氧化性。三、 工艺性能钢的工艺性能包括：可切削性、可铸性、可锻性和可焊性等。第二节钢中除铁和碳以及常存杂质锰、硅、硫、磷以外，特意加入一些其它元素（包括锰、硅

7、）的钢称为合金钢，这种特意加入的元素称为合金钢元素。合金元素在钢中都不得起一定的作用。碳（c）碳在低合金钢中。常与合金元素形成碳化物，在室温右较低的温度下，能起强化作用。但在高温下，这些碳化物容易分解，碳还会聚集、长大，对蠕变抗力和持久强度会起不良的影响。碳对钢的塑性、耐腐蚀性、抗氧化性均有不良的影响，特别对钢的可焊性影响很大，随着含碳量的增加，钢的可焊性下降，所以耐热钢管中含碳量一般限制在0.20%以下。根据用途的不同，也有含碳量较高的钢种。铬（cr）铬可以提高钢的耐腐蚀性和抗氧化性。因铬能在钢材表面形成一层附着性很强的致密氧化膜，使钢材的氧化速度显著减慢，提高了钢的抗氧化性。当含铬量大于1

8、2%时，能显著提高钢的电极电位，使钢材具有良好的耐腐蚀性。铬含量在2%以下，能显著提高钢的再结晶温度，提高钢的热强性。铬能阻止钢中的石墨化过程，并降低碳化物的球化速度。含铬的钢具有回火脆性，同时因铬能提高钢的淬透性，焊接时易产生裂缝，所以含铬量高的钢可焊性变差。钼（mo）：钼是形成铁素体元素，它可以提高钢的再结晶温度，提高低合金钢耐热钢的热强性。但钼有促进石墨化的倾向。它在合金钢中常用含量为0.5-1%左右。钒（v）：钒是良好的脱氧剂，能除去钢中的氧。又是强碳化物形成元素，仅次于钛，形成的碳化物，在650c以下都是稳定的。钒还能提高钢的淬透性。改善钢的机械性能，是一个有益元素，但价格较贵。钨（

9、w）：钨的熔点高达3380c，所以它能大大提高钢的再结晶温度，从而提高钢材的热强性。钛（ti）和铌（nb）：它们都是强烈地形成碳化物的元素，所形成的碳化物，比碳化钒还稳定。由于钛和铌与碳的亲合力较大，常用来作稳定剂，防止铬镍奥氏体钢在高温下或焊接后产生的晶间腐蚀。它们也能提高钢的再结晶温度，对提高钢的高温机械性能有良好作用。还能显著改善钢的可焊性。铝（al）：铝是非常强的脱氧剂，能使大多数金属氧化物还原。少量的铝可以细化晶粒，提高钢的抗氧化能力。铝和氮能形成稳定的氮化物，可使某些钢获得良好的耐热性。但铝会促进石墨化，在钢中易形成夹杂物存在。硅（si）：硅是强脱氧剂，其含量超过2%时，才使钢的塑

10、性和韧性降低。硅可以提高钢在高温下的抗氧化性。焊接时硅易形成高熔点夹杂物残留在焊缝中。锰（mn）：锰是一种良好的脱氧剂，又是一种很好的脱硫剂，焊接时经常利用它来进行脱氧和脱硫。锰在钢中小于2%时，对于低合金钢，可提高钢的强度和韧性，对于中合金钢和高合金钢，随着强度的增加，其塑性和韧性要降低。增高含锰量，可以提高钢的耐磨性。锰会增大钢对淬火、过热的敏感性。镍（ni）：镍主要用来形成和稳定奥氏体组织，提高钢的耐腐蚀性。镍还能提高奥氏体钢的高温强度和持有异议久强度，提高钢的塑性。但镍促进石墨化。硼（b）：硼可以提高钢的热强性，硼在低合金钢中的用量不大于0.007%,超过此限度会损害钢材的加工性能。硼

11、是一个强的脱氧剂，可促使晶粒细化。不过含硼的钢可焊性大多较差，焊接时易出现裂纹。稀土（re）：稀土元素能强化晶界，提高钢的蠕变抗力和持久强度。在钢中并能除去硫、磷等有害的作用，大大改善钢的冲击韧性。稀土元素能细化晶粒，减少枝晶偏析，减少钢的回火脆性倾向。第三节 钢中常见的组织一、 合金组织两种或两种以上的元素（其中至少一种是金属元素），熔合在一起，叫做合金。（1） 固溶体 固溶体是一种物质均匀地溶解在另一种物质内，形成单相晶体结构。（2） 化合物 两种元素的原子按一定比例相结合，具有新的晶体结构，在晶格中各元素原子的相互位置是固定的通常化合物具有较高的硬度，低的塑性，脆性也较大。（3） 机械混

12、合物 固溶体和化合物均为单相的合金，若合金是由两种不同的晶体结构彼此机械混合组成，称为机械混合物。二、 钢中常见的显微组织（1） 铁素体（f） 铁素体是少量的碳和其它合金元素固溶于a-铁中的固溶体。a-铁为体心立方晶格，（2） 渗碳体（fe3c）渗碳体是铁与碳的化合物，由93.33%铁和6.67%碳化合而成.布氏硬度为745-800,小于210c有磁性,硬而脆.（3） 奥氏体(a)奥氏体是碳和其它合金元素在ÿ-铁中的固溶体.在一般钢材中,只有高温时存在.（4） 马氏体(m) 马氏体是碳在a-铁中的过饱和固溶体.一般可分为低碳马氏体和高碳马氏体.（5） 珠光体(p) 珠光体是铁素体和渗

13、碳体的机械我混合物含碳量为0.8%左右,它的金相形态有两种,（6） 索氏体(s)索氏体又称细珠光体,有很好的韧性.它的金相组织形态有两种,当奥氏体转变冷却速度较快,比形成珠光体较低的温度下得到铁素体和渗碳体薄片状的组织,即为淬火索氏体:；当高温回火时，由碳化物聚集而成，在1000倍显微镜下能分辨出其颗粒状组织，称为回火索氏体。（7） 屈氏体（t）屈氏体又称极细珠光体。它的金相组织形态有两种。（8） 贝氏体（b）贝氏体又叫贝茵体。当奥氏体过冷至低于珠光体转变温度和高于马氏体形成温度，并在这一温度范围内进行等温冷却时，便分解成铁素昧平生体与渗碳体的聚合组织。称为贝氏体。在较高温度下形成 的，显微组

14、织呈羽毛状，叫上贝氏体（b上）；在较低温度下形成的，为下贝氏体（下），它易和马氏体混淆，区别在于下贝氏体比马氏体易受腐蚀，因而色黑。此种组织的硬度比马氏体低，韧性则较高。在电厂常用的低碳、低合金钢中，极易出现一种称为“粒状贝氏体”的组织，它是铁素体与富碳奥氏体岛状组织的聚合结构，在焊接接头中经常出现。贝氏体经硝酸酒精浸蚀后，在显微镜下呈深黑色。第四节 铁碳平衡状态图钢和生铁都是铁碳合金。含碳量低于的铁碳合金称为钢，超过的称为生铁。为了全面了解铁碳合金在不同含碳量和不同温度下所处的状态及所具有的组织结构，可用平衡状态图来表示这种关系，见图图上纵座标表示温度，横座标表示铁碳合金中碳的百分含量。例如

15、，在横座标左端，含碳量为零，即为纯铁；在右端，含碳量为，全部为渗碳体（）。图中线为液相线，在线以上的合金呈液态。这条线说明纯铁在凝固，随碳含量的增加，合金凝固点降低。点合金的凝固点最低，为当含苞欲放碳量大于以后，随含量的增加，凝固点增高。线为固相线。在线以下的合金呈固态。在液相线和固相线之间的区域为两相（液相和固相）共存。线表示感谢液体合金冷却时全部凝固为奥氏体的温度。线表示含碳量低于的钢在缓慢冷却时由奥氏体开始析出铁素体的温度。水平线，为共晶反应线。液体合金缓慢冷却至该温度时，发生共晶反应，生成菜氏体组织。水平线，为共析反应线，表示甩有含碳量的铁碳合金在缓慢冷却时，奥氏体转变珠光体的温度。为

16、了使用方便，线又称为线，加热时用表示，冷却时用表示。线称为线，加热时用表示，冷却时用表示。线为线，加热时用表示，冷却时用表示。点是碳在奥氏体中最大溶解度点，也是区分钢与生铁的分界点，其温度为，含碳量为。点为共析点，温度为，含碳量为。点成分的钢是共析钢，其组织全部为珠光体。点左边的钢为亚共析钢，组织为铁素体+珠光体；点右边的钢为过共析钢，其组织为渗碳体+珠光体。c点为共晶点，温度为1447c含苞欲放碳量为4。3%。c点成分的合金钢为共晶生铁，组织为菜氏体，含碳量在24。3%之间的合金为亚共晶生铁，组织为菜氏体+珠光体+渗碳体；含碳量在4。36。67%之间的合金为过共晶生铁，组织为菜氏体+渗碳体。

17、菜氏体组织在常温下是珠光体+渗碳体的机械混合物其性硬而脆。现以含碳0。3%的钢为例，说明从液态冷却到室温过程中的组织变化。当液态钢冷却至ac线时，开始凝固，从钢液中生成奥氏体晶核，并不断长大；当温度下降到ae线时，钢液全部凝固为奥氏体；当温度下降到gs（ar3）线时，从奥氏体中开始时析出铁素体晶核，并随温度的下降，晶核不断长大；当温度下降到psk（ar1）线时，剩余未经转变的奥氏体转变为珠光体；从ar1下降到室温，其组织为铁素体珠光体，不再变化。第五节 钢的热处理将金属加热到一定温度。并保持一定时间，然后以一定的冷却速度冷却到室温。这个过程称为热处理。热处理工艺有以下几种：1 淬火对于亚共析钢

18、（低碳钢和中碳钢等）加热功当量到ac3以上30-50c在此温度下保持一段时间，使钢的组织全部变成奥体，然后快速冷却（水冷或油冷），使奥氏体来不及分解和合金元素的扩散而形成马氏体组织，称为淬火。要焊接中碳钢和某些合金钢时，近缝区可能发生淬火现象而变硬，易形成冷裂纹，这是在焊接过程中要设法防止的。2 回火淬火后进行回火，可以保持一定强度的基础上恢复钢的韧性。回火温度在a1以下。按回火温度的不同可分为低温回火（150-250c）、中温回火（350-450c）、高温回火（500-650c）。低温回火后得到回火马氏体组织，提高了钢的弹性极限，同时也有较好的韧性。高温回火后得到回火索氏体组织，可消除内应力

19、，降低钢的强度和硬度，提高钢的塑性和韧性。3 调质某些合金钢在淬火后随即进行高温回火，这一连热处理操作称为调质。调质能得到韧性和强度最好的配合，获得优良的综合机械性能。4 正火将钢加热到ac3或accm以上30-35c，保温后，在空气中冷却，称为正火。许多碳素钢和低合金结构钢经正火后。各项机械性能均较好，可以细化晶粒，常用来作为最终热处理。对于焊接结构，经正火后，能改善焊缝质量，可消除粗晶组织、淬硬组织不均匀等。5 退火将钢加热到ac3或ac1以上30-35c，保温一段时间后，缓慢而均匀地冷却，称为退火。退火可降低硬度，使材料便于切削加工，能使钢的晶粒细化，消除应力等。6 去应力退火消除应力退

20、火属于低温退火，其加热的温度与高温回火温度类似。消除应力退火，加热温度在ac1以下，一般采用600-650c，保温一定时间，然后在空气中或炉中冷却。主要用于焊接结构去除焊接残余应力。第六节 钢的分类及牌号一 钢的分类钢的分类方法很多，常用的分类方法如下：1 按冶炼方法分类工业用钢按冶炼方法和冶炼设备不同，可分为三类大，即转炉钢、平炉钢和电炉钢。每一大类根据炉衬材料不同。又可分为碱性酸性两种。钢材由于脱氧程度的不同，可分为沸腾钢、镇静钢和半镇静钢。合金钢通常脱氧完全，一般都是镇静钢。2 按化学成分分类按化学成分分类，可分为碳素钢和合金钢两大类。碳素钢是铁碳合金，其余还有少量的杂质元素，如硫、磷、

21、硅、锰等。根据含碳量的不同，常把碳素钢分为低碳、中碳和高碳钢。通常以含碳量小于0。25%的钢称为低碳钢；大于0。55%的钢称为高碳钢；0。25-0。55%之间的钢称为中碳钢。但低碳、中碳、高碳钢之间并没有明确一致公认的界限。合金钢按合金元素的多少可分为低合金钢（合金总含量小于5%）、中合金钢（合金总含量为5-10%）、高合金钢（合金总含量大于10%）。根据钢中含有的主要合金元素的种类，合金钢又可分别称为锰钢、锰硅钢、铬钼钢、铬钼钒钢等。3 按品质分类根据钢中含有害杂质硫、磷的含量，可分为普通钢、优质钢和高级优质钢。普通钢中，磷含量小于0。45-。0085%，硫含量小于0。055-0。065%；

22、优质钢中，磷含量小于0。035-0。040%，硫含量小于0。035-0。040%，硫含量小于0。035-0。040%；高级优质钢中，磷含量小于0。030-0。035%，硫含量小于0。020-0。030%。电站用的合金钢管和钢板一般均属于优质钢。4 按金相组织分类按正火处理后的组织分类有珠光体类钢、贝氏体类钢、马氏体类钢、奥氏体类钢等。有些含合金元素较多的高合金钢，在固态下只有铁素体组织，不发生铁素体向奥氏体转变，称为铁素体钢。如有部分铁素体向奥氏体转变，则称半铁素体类或马氏体铁素体类钢。汽轮机叶片用钢2cr13即是马氏体铁素体类钢。5 按用途分类按用途可分为结构钢、工具钢和特殊用途钢。特殊用途

23、钢均具有特殊物理或化学性能，应用于特殊需要的场合，好不锈钢、耐热不起皮钢、电热合金、磁性材料等。二 钢的牌号（一） 普通碳素钢按照供应条件可分为甲、乙和物类钢。甲类钢是按机械工业性能供应的，因此，这类钢不标出化学成分。甲类钢用拼音字母a和随后的数字0，1，2，。7表示，如a3，a4等，号数愈大，则强度愈高，塑性愈低。乙类钢是按化学成分供应的，用拼音字母b和数字0，1，2，。表示，数字愈大，含碳量愈高。例如b1含碳量为0。6-0。12%；b3含碳量为0。140。22%。特类钢是按机械怀能和化学成分供应的，用拼音字母g及随后数字表示。2 优质碳素钢这类钢供应时，既要保证化学成分，又要保证机械工业性

24、能。是用两位数字表示其平均含碳量的万分之几，如20号钢表示平均含量为0。20%；45号钢号表示平均含量为0。45%。3 碳素工具钢用t及随后的数字表示，数字代表平均含碳量的千分之几，如t12表示平均含碳量为12/1000，即1。2%。4 专门用途碳素钢如锅炉用g表示（20g），易切削钢用y（y12），焊条用钢用h表示（h08）等。（二）合金钢的编号我国合金钢的编号，按钢的成分用数字和化学元素符号相结合的方法表示。最前面的数字是表示钢的平均含量，对于结构钢的平均含碳量为25/1000，即0。25%；对于工具钢则表示千分之几的平均含碳量，如数字为9时，即表示钢的平均含碳量为9/1000，即0。9%

25、。当含碳量大于1%时，则不表示。化学元素符号表示所含的合金钢元素，符号后面的数字则表示该元素的含量。当某一元素的上限含量超过1。5%时，则在该元素后面标出其近似含量，小于1。5%时，则不标明含量。例如20cr3mowv即表示此钢平均含碳量为0。2%，平均含铬量为3%，含钼、钨、钒均在1。5%以下；又如9grsi因首位数字只有一个，故知道它是工具钢，平均含碳量为0。9%，含gr和si均在1。5%以下。对于特殊的高合金钢的编号方法，基本上与工具书相同，例如2gr13，即表示平均含碳量为0。2%，含铬量为13%。第二章 手弧焊冶金原理焊接过程相似于炼钢的过程，但焊接和炼钢不仅有共同点，还有各自的特点

26、。本章主要分析手弧焊过程中的一些冶金特殊性，从而掌握手弧焊的一些基本规律。一 焊接电弧1 焊接电弧的产生2 电弧温度的分布3 电弧的静特性4 电弧的稳定性5 电弧的磁偏吹二 手弧焊的冶金特点1 电弧的温度高2 熔池的体积小3 熔池金属不断更新4 金属液体以细滴状进入熔池第二节 焊接熔池的形成和结晶一 熔池的形成手弧焊时，焊件和焊条在电弧热量的作用下，开始熔化，焊件上形成 液体金属的小池，称为熔池，如图焊条熔化形成 熔滴，这些熔滴受到其自身的重力、电弧吹力以及电磁力等作用，向焊接熔池的大小等因素有关。通常用优质焊条焊接时，增大焊接电流，会使熔滴变细。只有在焊缝中心或火口处，才会出现等轴品，焊缝中

27、的杂质也最聚集到这些地方，故在焊缝中心容易出现热裂纹，特别在火口处更易生成裂纹，称为火口裂纹。它们的形成与焊缝的结晶有密切的关系。第三节 熔化金属与气体的相互作用氧在金属中，使金属的强度极限、屈服极限、冲击韧性、硬度都有显著的降低。此外，还使钢的耐腐蚀性降低。氮对金属的机械工业性能影响很大，随氮含量的增加，强度极限和屈服极限上升，延伸率和断面收缩率下降。氢对焊缝金属的影响：氢与氧和氮不同，它的存在能防止金属的氧化和氮化，使铁的氧化物还原。所以焊接时有大量的氢存在，可以改善焊接过程的热规范。而分子氢是不溶解于金属的，这样，当焊缝冷却过程中，来不及逸出的氢就会形成气孔。通常低碳钢能溶解氢，由于过饱

28、和氢所造成的局部压力可达10000大气压。在这样大的静压力作用下，使焊缝和熔合线附近产生微裂纹。这种微裂纹发展的结果，有可能形成宏观裂纹。合金钢焊接时，因线材的近缝区易被淬硬，而且这时的氢也最容易向近缝区扩散，结果赞成这些地方产生冷裂纹（延迟裂纹）。另外，氢学是焊缝中形成白点和热裂纹的主要原因之一。4金属元素的蒸发很多实验都证明了在焊接 悍金属元素有蒸发现象。但各金属元素的沸点不同，沸点低的金属易于蒸发，而沸点较高的金属在同样条件下蒸发较少。第四节 熔渣的作用手弧焊时，由于厚药皮焊条的使用，焊缝能获得较高的质量，这主要地熔渣在起作用。1 熔渣的机械保护作用（1） 焊接熔渣包裸着熔滴，防止熔滴在

29、通过电弧空间向熔池过渡时，其它有害气体的侵入。（2） 焊接熔渣覆盖在熔池表面，从而使熔化金属与周围气体隔绝，并使焊缝金属的结晶处于缓慢冷却的条件下，这样，不仅隔绝了气体侵入焊缝，同时还改善了焊缝的结晶和成形条件。焊接熔渣的保护区效果与熔渣的数量有关，当熔渣量太少时，保护效果就差；熔渣量太多，又会给焊接操作带来不便，甚至产生夹渣等缺陷。2 稳定电弧燃烧焊条药皮中加入稳弧剂，用来提高电弧燃烧的稳定性，这是保证焊接过程稳定的重要条件。凡能降低电弧电压，易电离的物质，均有稳弧作用。焊条药皮里含有钾、钠、钙等低电势的物质，能改善电弧空间气体电离的条件。使焊接电流易于通过电弧空间，因而可大大增加电弧燃烧的

30、稳定性。相反，碱性低氢型焊条，因其电弧燃烧不稳定，故限用直流电源施焊。3 熔渣的脱氧作用焊缝金属的脱氧是将脱氧剂加在焊条药皮中，焊接时脱氧剂熔化在熔渣里，通过熔渣和熔化金属进行一系列的脱氧冶金反应，从而实现焊缝金属的脱氧。金属元素按脱氧能力的强弱，可将其排列如下：al、ti、si、v、mn、gr、fe、mo、ni、gu强 弱位于fe以前的各元素才有脱氧的能力，目前焊接时常用的脱氧剂有mn、si、ti、al等。第三章 电 焊 条第一节 焊条的分类和特性一 焊条的分类1 按焊条的药皮的主要化学成分分牌号药皮类型焊接电源牌号药皮类型焊接电源xx 0不属已规定的类型不规定xx 5纤维素型直流或交流xx

31、 1氧化钛型直流或交流xx 6低氢型直流或交流xx 2氧化钛钙型直流或交流xx 7低氢型直流xx 3钛铁矿型直流或交流xx 8石墨型直流或交流xx 4氧化铁型直流或交流xx 9盐基型直流2 按焊条药皮熔化后熔渣特性分（1）酸性焊条 其药皮的成分主要是氧化铁、氧化锰、氧化钛以扩其它在焊接时易放出氧的物质。药皮里的有机物为造气剂，焊接时产生保护气体。此类焊条药皮里有各种氧化物，具有较强的氧化性。促使合金元素的氧化；同时， 电弧里的氧电离后形成负离子（o-2），与氢离子（h*）有很大的亲合力，生成氢氧根离子（oh），从而防止了氢离子溶入熔化的金属里。故这类焊条对铁锈不敏感，酸性熔渣，其脱氧主要靠扩散

32、方式，故脱氧不完全。它不能有效地清除焊缝里的硫、磷等杂质。所以焊缝金属的冲击韧性较低。因此，这种酸性焊条一般只宜用在焊接低碳钢和不太重要的钢结构中，但是，这类焊条也在发展，如结420管、结422、热202、热802等都用于不同钢材的重要结构中。（2）碱性焊条 其药皮的成分主要是大理石和萤石。并含有较多的铁合金作为脱氧剂和合金剂。焊接时，大理石（caco3）分解产生二氧化碳作为保护气体。由于焊接时放出的氧少，合金元素很少氧化，焊缝金属合金化的效果较好。这类焊条的抗裂性很好，但由于电弧中含氧量较低，因此，铁锈和水分等容易引起氢气孔的产生。为了防止氢气孔，主要依靠药皮里的萤石（caf2）作用，产秘氟

33、化氢而排除。不过萤石的存在，不利于电弧的稳定。因此要求直流电源进行焊接。药皮中若加入稳定电弧的组成物碳酸钾、碳酸钠等，也可用交流电源，如结426、结506等焊条。碱性熔渣是通过置换反应进行脱氧，脱氧较完全，并又能有效地清除焊缝中的硫和磷。加至焊缝的合金元素烧损较少，能有效地进行合金化，所以焊缝金属的机械工业性能良好。主要用于合金钢和重要碳钢结构的焊接。采用此类焊条必须十分注意保持干燥和接头对口附近的清洁，保管时勿使焊条受潮生锈，使用前按规定烘干。接头对口附近1015毫米范围内，要清理至露出纯净的金属光泽，不得有任何有机物及其它污垢等。碱性焊条在焊接过程中，会产生hf和k2o气体，危害焊工健康，

34、故需加强焊接场所的通风。3 按焊条的用途分 第一类：结构钢焊条（普低钢焊条包括在此类）。 第二类：钼和铬钼耐热钢焊条。 第三类：不锈钢焊条。（奥氏体不锈钢、铬氏体不锈钢） 第四类：堆焊焊条。 第五类：低温钢焊条。 第六类：铸铁焊条。 第七类：镍及镍合金焊条。 第八类：铜及铜合金焊条。 第九类：铝及铝合金焊条。 第十类：特殊用途焊条。二 各类焊条的药皮成分及特性钛型（氧化钛型），药皮含有多量的氧化钛（金红石或钛白粉）组成物的焊条。工艺性能良好，电弧稳定，飞溅很少，熔渣易脱，焊波美观，熔深较浅，可全位置焊接。钛钙型：药皮中含有较多氧化钛及相当数量的钙和镁的碳酸盐矿石（caco3和mgco3）的焊条

35、。工艺性能稍次与钛型焊条，特别是在薄板结构与间断焊接时，钛型焊条显示出独特的优点，是钛钙型焊条所不及的。但是，钛钙型焊条焊接的焊缝中，含氢量要比钛型焊条焊接的焊缝低一半，夹杂物和总含氧量也有所降低，故其机械性能（特别事实冲击韧性）高于钛型焊条。太铁矿型：药皮含有多量的钛铁矿焊条。工艺性能较钛型差，熔深一般，电弧稳定，焊波整齐，飞溅较钛型的稍大，可全位置焊接。氧化钛型：药皮含有多量的氧化钛及锰铁等的焊条。熔深较大，熔化较快，生产效率高，对铁锈、油污等不敏感。但焊接时飞溅较大，其熔渣属于“长渣”，即熔渣凝固时间较长，不宜用于仰焊、立焊等位置。纤维素型：药皮中含有多量的纤维素等有机物。焊接时有机物分

36、解出大量气体，保护熔化金属；同时，造成很大的电弧吹力，具有电弧穿透力大，不易产生气孔、夹渣等缺陷的优点，适宜于单面焊双面成形的底层焊道的焊接。熔化速度快，熔渣少，脱渣容易。药皮中加入多量氧化钛即成氧化钛纤维素型。具有熔渣粒度大，熔深小，立向下焊而熔渣不下流，成形美观，焊接效率高等特点，适于焊接受力不大的薄板结构，如锅炉烟道、风道和炉墙铁板等。低氢型：药皮主要组成物为大理石（caco3）和萤石，不含有机物。其焊缝金属的含氢量在所有焊条中是最低的，故称低氧型焊条。熔深较浅，要求用极断弧焊接，具有良好的抗裂性能，焊缝金属的机械性能良好，可全位置焊接。铁粉焊条：上述各型焊条的药皮里铁粉含量等于或超过3

37、0%时，即称为铁粉焊条。三、 焊条药皮1、 稳弧剂2、 造渣剂无论酸性熔还是碱性熔渣，其脱氧效能均很好。酸性熔渣依靠它自身的酸度促使金属中的feo过渡到熔渣中去，并与其中的强酸性氧化物sio2反应生成复化合物。第二节 焊条的牌号1、 结构钢焊条（1） 牌号前加“结”字，表示结构钢焊条。（2） 牌号的第一、第二位数字，表示焊缝金属的抗拉强度等级。结构钢焊条按纯强度等级分类牌 号焊缝金属抗拉强度等级分类（公斤/毫米2）焊缝金属屈服强度等级（公斤/毫米2）结42×4230结50×5035结55×5540结60×6045结70×7050结80×

38、;80结90×90结10×100（3）、牌号的第三位数字表示药皮类型和焊接电源种类（见表31）。（4）、药皮中儿粉含量等于或超过30%时，在牌号末尾加注“铁”字，药皮类型称为铁粉××型，如结××6铁即为儿粉低氧型药皮，交直流两用的焊条。（5）结构钢焊条有特殊性能和用途的，则在牌号后面加注起主要作用的元素或主要用途的汉字。（一般不超过两个）。2.钼和铬钼耐热钢焊条（1） 牌号前加“热”字，表示钼和铬钼耐热钢焊条。（2） 牌号第一位数字，表示焊缝金属主要化学成分组成等级，按表规定编排。（3） 牌号第二位数字，表示同一焊缝金属主要化学成分组

39、成等级，同一药皮类型，不同产品的编号，按0、1、2。9顺序编排。（4） 牌号第三位数字，表示药皮类型和电源种类（见表）钼和铬钼耐热钢按成分分类表牌号焊缝金属主要化学成分组成等级热1含mo量约为0。5%热2含cr量约为0.5%,含mo量约为0.5%热3含cr量约为1-2%,含mo量约为0.5-1%热4含cr量约为2.5%,含mo量约为1%热5含cr量约为5%,含mo量约为0.5%热6含cr量约为7%,含mo量约为1%热7含cr量约为9%,含mo量约为1%热8含cr量约为11%,含mo量约为1%3.不锈钢焊条(1) 牌号前加“铬”字和“奥”字表示不锈钢焊条。(2) 牌号第一位数字，表示焊缝金属主要

40、化成分等级。4堆焊焊条（1） 牌号前加“堆”字，表示堆焊焊条。（2） 牌号第一位数字，表示堆焊焊条的用途或焊缝金属主要成分，（3） 牌号第二位数字表示同一用途或焊缝金属主要成分，同一药皮类型，不同产品的编号，堆焊焊条按用途或焊缝金属主要成分分类表牌号用途、组织或焊缝金属主要成分堆1xx普通常温用堆2xx普通常温用（包括锰13堆焊）堆3xx刀具及工具用堆4xx刀具及工具用堆5xx阀门用堆6xx合金铸铁型堆7xx合金铸铁型堆8xx钴基合金堆9 xx待发展（4） 牌号第三位数字表示药皮类型和焊接电源种类。第三 节 焊条的选用选用焊条，是焊接准备工作中很重要的一个环节。焊条选得好坏和使用得当与否会直接

41、影响到焊缝的化学成分和使用性能。选用焊条大体应考虑以下一些条件。（一） 焊缝金属的使用性要求 每一焊件对于焊缝金属都不得具特定的性能要求，如有的要求在高温下工作，有的要求在腐蚀性介质里工作，有的要求在低温下工作，因此，要能正确选用焊条，必须首先了解焊件的使用条件。（二） 焊件的形状、刚性和焊缝位置结构复杂、刚性大的焊件由于焊缝金属收缩时，产生应力大，由选用塑性较好的焊条。例如，焊接16mn钢的箱形梁，仅考虑母材的强度等级是52公斤/毫米2，而选用结507焊条，结果焊缝强度实达60公斤/毫米2以上，塑性显著下降，因没有考虑结构刚性和冷却条件对焊缝性能的影响。当选用强度低一级的结427时，焊缝强度

42、达到55公斤/毫米2，塑性也使人满意。可见，单纯考虑强度等级来选择焊条是不全面的。（三） 焊缝金属抗裂性焊件的刚性较大，母材中碳、硫、磷含量偏高或外温度低时，焊件容易出现裂纹。这时除了从工艺上想办法改善外，最好选用抗裂性好的焊条。在为方面碱性焊条具有较高的抗裂性。点固焊时也一样，为了保证点固焊缝不裂，最好选用塑性和抗裂性好的焊条。（四） 操作工艺性（五） 设备及施工条件（六） 经济合理性第六章 常用钢材的焊接 普低钢焊接时存在的问题1 焊接热影响区的淬硬倾向2 冷裂纹冷裂纹主要在强度等级高的厚板中容易产生。在钢种一定的条件下，产生冷裂纹的三个因素是焊缝及热影响区的含氢量；热影响区的淬硬程度；接

43、头的刚性所决定的焊接残余应力。冷裂纹一般是在焊后冷却过程中产生，有时甚至在放置相当长的时间内产生，故又称延迟裂纹。为了防止冷裂纹的产生，可以从下面几个途径着手。（1） 减少焊接接头的含量。选择碱性低氢型焊条，并严格烘干；认真清理焊条、工件坡口表面，除去油、锈等污物。（2） 降低热影响区的淬硬程度。严格控制焊接时加热和冷却的过程，选用较大伯热规范进行焊接，并焊预热，以降低焊接冷却速度，减少淬硬组织，提高热影响区的塑性。预热还有利于加速氢的扩散和减少焊接残余应力的作用。（3） 焊后及时进行热处理，降低和消除焊接残余应力，改善组织；同时又可加速氢的扩散逸出。3 再热裂纹4 热影响区的层状撕裂 三 普

44、低钢焊接工艺选择1 焊条的选择焊条选择应满足于焊缝无缺陷，机械性能和其它使用性能不低于母材的要求。机械性能的要求，是这类钢焊接时的首要问题。焊缝的机械性能是靠加入合金元素来达到，并不要求焊缝和母材的化学成分完全一致。因此，在焊接低合金强度钢时，主要根据钢材的机械性能去选择相应强度的焊条，而不是根据化学成分来选择焊条。另外，还要考虑到坡口形式，焊后的冷却速度，以焊缝金属使用性能的特殊要求等，并试验后确定。某些热轧及正火普低钢的焊条选用和预热温度选择钢号焊条焊前预热16mn结502，结507（厚度）38，100-1500c15mnv结502，结507，结55728，100-1500c15mnti结

45、507，结55728，100-1500c14mnmov结607mo，结707 200-2500c18mnmonb结607mo，结707 200-2500c某些普低钢焊后热处理温度选择 钢号电弧焊后热处理规范16mnr（1）600-6500c回火（>30）15mnvr560-5900c回火（>28）14mnmovg（1）600-6500c回火15mnvgc（1）不热处理18mnmonbr600-6500c回火（1）r-压力容器用钢；g-锅炉用钢；gc-多层高压容器用钢。第三节 珠光体耐热钢的焊接珠光体耐热钢是以铬、钼为基本合金元素的低合金钢，与普通碳素钢相比具有良好抗氧化能力和热强性

46、。与高合金钢相比，有较好的冷热加工性能，在工作温度范围内，机械性能也不低于高合金钢。因此，发电厂中锅炉、汽轮机、发电机及管道等重要零部件大多采用这类钢来制造。一 珠光体耐热钢焊接时存在的问这类钢具有一定的淬硬倾向，并随合金含量的增加，淬硬倾向亦增大，因此，接头的近缝区将出现硬而脆的马氏体组织。由于一般情况下，常控制焊缝金属含碳量比母材低，在母材影响区中的奥氏体尚转变时，焊缝中的奥氏体已开始转变，如果熔池里含有较多的氢，在奥氏体发生组织转变时，氢的溶解度要降低，这时焊缝隙里的氢力图向近缝区尚末转变的奥氏体部位扩散，待近缝隙区的奥氏体转变为马氏体时，由于温度已很低，氢已无法向逸出，只能在马氏体中呈

47、过饱和状态存在。再加上钢中各种组织的比容和热膨胀系数不同，焊接的加热、冷却过程中，会在近缝隙区产生较大的组织应力和热应力。耐热钢焊接时，焊缝金属的化学成分应最大限度接近被焊钢材的化学成分，以保证在高温下性能的一致。手弧焊工艺特点无论点固焊还是正式焊接，焊前均按同规范进行预热。预热可采用感应加热或火焰加热，温度测量可用温度笔或火触燃法来测定。焊接时，尽量一气焊完，中途最好不要中断，如果需中间暂停时，也应使已焊部分缓慢冷却。再进行焊接之前，必须仔细清理检查，重新预热后再焊。整个焊口全部焊接完毕，要立即用石棉绳缠绕或采用其它保温措施，以使焊缝缓冷，然后再进行热处理。焊后热处理的目的是提高焊接接头的塑

48、性，改善组织和消除焊接残余应力。在电站设备中，对于各种管道诉焊接接头，常采用局部热处理的办法来提高接头的性能。一般都使用专用的回热设备（电阻炉或感应加热），焊两侧23倍焊缝的宽度，按规定热处理规范加热和冷却。这种方法在工地施工中得广泛的应用。二 珠光体耐热钢焊接举例1 15crmo钢 合金元素含量不多，可焊性良好，在电站广泛应用，选用于蒸汽参数为5300c的压锅炉过热器管、蒸汽导管及联等。（1）焊条选择 手弧焊可选用热307焊条。热307是低氢型药皮耐热钢电焊条，施焊时采用直流反接，短弧操作，可进行全位置焊接。（2） 预热15crmo钢管在00c以上焊接时，管壁厚度大于16毫米需预热至1502

49、000c；在00c以下焊接时，任何壁厚均需预热到2503000c。（3） 焊后热处理 15crmo钢手弧焊后需进行6707000c的回火处理。近年来，这种钢的小口径薄壁管（<6毫米）甚至有些中等管径、壁厚的管道也可取消焊后的热处理。2 12cr1mov钢的焊接12cr1mov钢具有较高的热强性和持久塑性，工艺性能和焊接性能良好，在5800c长期使用中，会产生珠光体球化。该钢材主要用作蒸汽参数为5400c的导管，壁温小于5800c的过热器及锻件。供货状态，正火加回火使用，推荐正火温度为98010200c，保温时间按壁垒森严厚每一毫米保温一分钟，但不小于20分钟；回火温度7207600c，保

50、温三小时，正火的冷却速度最好大些，以获得较高的持久强度。12cr1mov钢在5800c以下抗氧化性良好，腐蚀深度为0。05毫米/年。12cr1mov钢手弧焊时，用热功当量317焊条，需预热至2003000c（对于小径薄壁管可不预热），焊后经7207500c回火，对过热器管亦可用对焊，焊接后经同样的回火处理。气焊时用h08crmov焊丝，气焊火焰控制为中性或轻微的碳化焰，以防止合金元素的烧损，气焊后最好能作100010200c正火，加7207500c回火。当能满足下述条件，如壁厚小于6毫米，管壁运行温度大于4500c，焊接前按规定进行预热并采用氩气焊或低氢型焊条进行焊接，能确保焊接质量者可不作焊

51、后热处理。3 10crmo910钢的焊接10crmo910是国外的耐热合金钢种，主要用于工作温度为5400c，100大气压的锅炉高温过热器管、蛇形管及汽轮机主蒸汽管，以及其它高温高压器导管等。10crmo910钢属于21/4cr-1mo类的珠光体铬钼耐热钢，具有高温抗氢腐蚀的性能，经9409600c下火再经7407600c回火后供货。（1） 焊接材料选择10crmo910钢具有良好的焊接性能，可采用手弧焊、手工气焊、自动焊、闪光焊等。手弧焊选用焊条热407，热407为低氢型药皮的耐热钢焊条，具有高温抗氢蚀性能，用于21/4cr-1mo类珠光体耐热钢如高温高压管道等。用直流反接，短弧操作，可全位

52、置进行焊接。焊前焊件预热3000c，焊后经7207500c回火。手工气焊选用h08cr2mo、也可用h08crmov焊丝。（2） 焊前预热2503000c。（3） 10crmo910钢焊接时，易产生裂纹和气孔，主要是根部裂纹，故要求第一层根部焊缝厚些，弧坑要填满。焊条使用时要烘干。（4） 焊后用石棉布包住保温缓冷，然后进行回火热处理，加热7307500c，恒温3分钟/毫米，但不小于1小时，空冷。回火温度不得低于7000c，也不高于7800c。ii11钢的烘干焊接ii11钢属于3cr1mo体系的多元素贝氏体耐热钢，工作温度可达6006200c，组织稳定，在电站中常用来作过热器管及主蒸汽管。ii1

53、1钢含合金元素总量达4。5%，钢中有较多的铬、钼、钒等，在焊接热循环泊作用下，淬火倾向较；同时ii11中还含有硼，硼给焊接带来一定的困难，硼易与铁、碳等形成低熔点共晶，分布在晶界处，故易引起焊接裂纹的产生。ii11钢焊接时应注意以下几点：（1）ii11钢焊前要求3003500c预热，但是，对于锅炉过热器管子，管径小、壁又薄，刚性小，当周围环境温度在00c以上时，可以不预热。（2）ii11钢过热器管一般均采用手弧焊，选用热417电焊条。（3）ii11钢过热器管焊接时易产生收口裂纹和气孔，所以焊接时不得拉长电弧，焊条角度一定要随管子部位而变换，收口时要使熔池填满，收口和接头处，焊条应适当来回摆动几

54、次，让气体逸出。（5） 焊后包以石棉布保温缓冷，并需进行7507700c回火处理。 第五节 奥氏体不锈钢的焊接一 奥氏体不锈钢的成分与性能在腐蚀介质中具有高的抗腐蚀性能的钢称为“不锈钢”。大部分不锈钢都具有良好的耐热性。为了使钢材具有抗腐蚀性能和耐热性能，在钢中加入大量的合金元素，一般都超过10%。因此，不锈钢属于高合金钢。工业上应用最多的是铬镍不锈钢，这类钢中的主要合金元素是铬和镍，以及少量其它合金元素钛、铌、钼、钨、铜、硅、碳等。含铬量约18%，含镍量约8%的钢，通常简称为188钢，在国外均得到广泛应用。其它许多铬镍钢都是在188钢基础上，增减某些合金元素而获得。二 奥低体钢焊接接头的晶间

55、腐蚀1 晶间腐蚀机理对于不锈丧失抗晶间腐蚀能力的原因，曾有过多种解释，但没有一种解释能说明腐蚀的所有现象。这里主要介绍目前普遍公认的一种“碳化物析出造成晶间贫铬”理论。2 影响晶间腐蚀的因素（1） 加热温度188钢在4508500c范围内，停留一段时间后，就会发生晶间腐蚀。（2） 加热时间（3） 化学成分3 1cr18ni9ti钢刃状腐蚀含有钛、铌等稳定化元素的188钢，具有较高的抗晶间腐蚀能力。但是这种钢焊接时，在接头熔合线附近，会出现宽度约为15个晶粒，不超过0。1毫米宽刃状腐蚀，这是一种特殊的晶间腐蚀。一般认为，在1cr18ni9ti钢中，碳和钛形成化合物，而保证奥氏体中铬的含量不降低，

56、具有较高的抗晶间腐蚀能力。当焊接时熔合线附近加热到13000c以上的区域，钛的碳化物开始向奥氏体里溶解。在高温下，碳比钛的扩散速度大得多，碳迅速跑向晶界处。冷却后，使奥氏体溶有较多的钛原子，而晶界处有较多的碳原子，如果钢材再次被加热到4508500c的危险温度，这时钛的扩散速度 非常慢，不可能扩散到晶界处与碳结合成碳化钛析出。在晶界的碳就可能与铬相结合而形成碳化铬，使晶界贫铬而产生刃状腐蚀。根据上述分可见，刃亲腐蚀常出现在焊接接头的过热区。三 奥氏体不锈钢焊接工艺要点1 焊条选择根据焊件的使用条件进行选择：(1) 超低碳不锈钢焊条 如奥002、奥012等，含碳量极低，故抗晶间腐蚀能较好，用于在危险温度并在强腐蚀介质下工作的设备。(2)