任务3焊接工艺

1、手 段原 理产品锻造外力：冲击力/压力塑性变形原材料、毛坯或零件铸造液态金属浇入型腔冷却凝固毛坯或零件焊接加热或加压原子的结合与扩散不可拆接头.一、概述公元前3000多年埃及出现了锻焊技术。公元前2000多年中国的殷朝采用铸焊制造兵器。公元前200年前，中国曾经掌握了青铜的钎焊及铁器的锻焊工艺。1801年，英国的Sir Humphrey Davies发现两碳极间产生的电弧。1836年，Edmund Davy 发现乙炔气 (Acetylene) 。这两项发明被誉为现代焊接技术的根底。大约1912年 美国福特汽车公司为了消费著名的T型汽车，在本人工厂的实验室里完成了现代焊接工艺。.焊接 1. 本质

2、经过焊接使焊件到达了原子结合，从而将原来分开的物体构成一个整体，这是任何其它衔接方式所不具备的。2. 特点节约资料与工时，减轻构造的质量；焊接接头的致密性好，可以制造密封容量，以及双金属构造；消费率高，便于机械化、自动化消费；但焊接接头组织性能不均匀，易产生焊接应力、变形及焊接缺陷。 经过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充金属，使焊件间到达原子结合永久性结合的一种加工方法。.运用制造金属构造件；制造机器零件和工具；修复。.种类焊接熔焊压焊（固相焊）钎焊电弧焊等离子弧焊电渣焊气体保护焊气焊手弧焊埋弧焊CO2气体保护焊氩弧焊氢原子焊电阻焊摩擦焊超声波焊电焊缝焊对焊.方法压力焊摩擦焊超声波焊爆

3、炸焊分散焊高频焊钎焊软钎焊硬钎焊熔焊电弧焊电渣焊等离子弧焊电子束焊激光焊手弧焊气体维护焊埋弧焊电阻焊.二、电弧焊 利用电弧的热量，使金属熔化而进展焊接的一种焊接方法。正极负极 焊条电弧焊，又称为“手工电弧焊；是利用焊条和工件间的电弧热，将工件和焊条熔化而进展焊接的方法。特点：设备简单、操作灵敏，适用于全位置焊接。资料顺应性广，适于焊接高强度钢、铸钢、铸铁和非铁金属，其焊接接头强度和母材接近，是焊接消费中运用最为广泛的焊接方法。.二、电弧焊面罩手套脚套手锤钢刷母材被焊的工件或者基体金属。接头两个工件衔接处。.一焊接电弧由焊接电源供应，在电极与工件之间的气体介质中 产生剧烈持久的放电景象。电弧放电

4、电压最低，电流最大，温度最高，发光最强。将电弧放电用作焊接热源，既平安，加热效率也高。向外发射电子的部分，热量占36%，温度约为2400 K。位于阳极区和阴极区之间的气体空间区域，中心温度达6000K 8000K。接纳电子的部位，热量占43%，温度约为2600 K；.一焊接电弧 由于电弧产生的热量在阳极和阴极上有一定的差别，在运用直流电焊机焊接时，有两种接线方法：直流正接：焊件接正极，焊条接负极厚板、酸性焊条直流负接：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.二 焊接冶金过程指在熔化焊接过程中所发生的“气体- 熔渣- 金属之间的物理、化学变化，熔化金属的结晶凝固，以及由于焊

5、接热循环呵斥的焊接热影响区内金属的组织和性能的变化。特点：同一时间各点温度不同。同一点在不同时间的温度不同。各点加热冷却速度不同加热冷却速度快，易变形、应力、裂纹。1.焊接工件温度的变化与分布 总之，焊缝的构成是一次冶金过程，焊缝附近区域金属相当于遭到一次不同区域的热处置，必然会产生相应的组织和性能的变化。 离焊缝越远，被加热到达的峰值温度越低。3.热影响区4.母材1.焊缝金属；2.熔合区.2.焊接接头的组织与性能 熔焊热源的高温集中融化焊缝区金属，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。焊缝区在焊接接头横截面上丈量的焊缝金属的区域。热影响区-受焊接热循环的影响，

6、焊缝附近的母材因焊接热作用发生。 热影响区中的过热区，对焊接接头有不利影响，应使之尽能够减小。 正火区，加热时金属发生重结晶，得到均匀而细小的组织，性能优于母材。部分相变区比正火区稍差些。 熔合区是焊缝与基体金属的交界区。成分不均，组织为粗大的过热组织或淬硬组织，是焊接接头中的最差的部位。在低碳钢焊接接头中，熔合区很窄，但因强度、塑性和韧性都下降，而且此处接头断面变化，引起应力集中，在很大程度上决议焊接接头的性能。组织或性能变化的区域.2.焊接接头的组织与性能.2.焊接接头的组织与性能焊缝热影响区.2.焊接接头的组织与性能 焊接热影响区的大小、组织和性能取决于焊接方法、焊接参数、接头方式和焊后

7、冷却速度。 同一焊接方法，不同焊接参数，热影响区大小也不同。在保证焊接质量条件下，添加焊速或减小焊接电流都能减小热影响区。.3.改善焊接热影响区组织和性能的方法 焊接接头上塑性和韧性最低的区域在熔合区和过热区，是焊接接头中最薄弱的部位，它们往往成为裂纹发源地。 产生缘由：粗大的过热组织所呵斥 改善焊接接头组织和性能的主要措施有： 1尽量选择低碳且硫、磷含量低的钢材作为焊接构造资料。 2使热影响区的冷却速度适当。 3采用多层焊，利用后层对前层的回火作用，使前层的组织和性能得到改善。 4进展焊后热处置。.三 焊条1焊芯：起导电和填充金属作用。 2药皮：保证焊接顺利进展并使焊缝具有一定的化学成分和力

8、学性能物理冶金作用。 焊条由心部的金属焊芯和外表药皮涂层组成.1.焊芯是组成焊缝的主要资料。资料：碳素钢丝、合金钢丝、不锈钢丝。元素：C、Si含量较低，S、P0.03%。牌号： H08 H08A H08E C%=0.08% ，H -焊接用钢丝，A-高级优质钢， E-特级优质钢。钢芯直径即焊条直径，焊条直径最小1.6mm，最大为8mm。3.25mm最为常用。.2.药皮主要作用是：稳定电弧、防止空气侵入焊缝，对熔池脱氧和添加合金元素，以保证焊缝的化学成分和力学性能。.3.焊条的分类和编号种类：碳钢焊条、低合金钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、铸铁焊条及焊丝、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条等七大类。焊条

9、型号：国家一致规范中的焊条代号GB5117 - 85 。如E4303、E5016等。 E ：代表焊条； 前两位43：代表焊缝金属的抗拉强度； 第三位0：代表焊接位置“0或“1代表全位置焊接，“2表示适用于平焊及平角焊，“4表示适用于立向下焊 第三位和第四位组合：表示电源种类和药皮类型。 03钛钙型药皮，交直流；15低氢钠型药皮，直流反接；16低氢钾型药皮，交直流反接。.3.焊条的分类和编号焊条牌号是焊条行业一致的焊条代号。 表示方法：一个大写字母+三位数字 1、一个大写字母代表焊条的大类，如J、A、Z等； 2、后面三位数字分别代表： 前两位代表焊缝的最低抗拉强度等级。 后一位数字代表，该焊条的

10、药皮类型和电源种类。以构造钢焊条为例：422 其中： 构造钢焊条 42 焊缝金属抗拉强度大于等于a 药皮类型钛钙型和电源种类交直流 .3.焊条的分类和编号 焊条还可按熔渣的性质分为酸性焊条酸性氧化物为主和碱性焊条碱性氧化物和萤石CaF2为主 。 酸性焊条 优点：工艺性能较好，普通交直流两用。适用各种电源，操作性较好，电弧稳定，本钱低；缺陷：焊缝抗裂性能较差，塑、韧性稍差，渗合金作用弱，故不宜焊接接受动载荷和要求高强度的重要构造件。 碱性焊条 优点：抗裂性能较好，普通直流公用。焊缝塑、韧性好，抗冲击才干强；缺陷：工艺性能较差，操作性差，电弧不够稳定，价钱较高，故只适宜焊接重要构造件。.4.焊条选

11、用总的原那么是“同合金，等强度。等强度原那么：低碳钢和普通低合金钢构件，普通都要求焊缝金属与母材等强度，因此可根据钢材强度等级来选用相应的焊条。同一强度等级的酸性焊条和碱性焊条的选用。主要应思索：焊接件的构造外形、钢板厚度、载荷性质和抗裂性能而定。低碳钢与低合金构造钢焊接，可按某一种钢接头中强度较低的钢材来选用焊接资料，按较高一侧选工艺.铸钢含碳量较高，刚度大，构造复杂，通常选碱性焊条，且采取必要的工艺措施进展焊接。焊接不锈钢或耐热钢等有特殊性能要求的钢材，应选用相应的公用焊条。.四 焊接应力与变形1.焊接应力与变形产生的缘由： 焊接是一个不平衡加热过程，因此不均匀加热以及不均匀冷却是产生焊接

12、应力和变形的根本缘由。 焊接过程的加热和冷却遭到周围冷金属的拘谨，不能自在膨胀和收缩。受热不均匀 + 熔敷金属收缩内应力+外形尺寸变化.2.焊接应力与变形的危害工件焊接后产生变形和应力对构造的制造和运用会产生不利影响。焊接剩余应力： 1添加内应力降低承载力，呵斥脆断。 2应力腐蚀景象加剧减少焊件运用期限，产生裂纹而报废。 3应力衰减增大变形,使构件尺寸不稳定。焊接变形： 尺寸不合要求组装困难，间隙不一致； 外形变化产生附加应力，降低承载力。.3.减小焊接应力的措施 1选用塑性好的资料； 2合理布置焊缝；防止焊缝交叉、防止焊缝截面过大、过长； 3合理安排焊接次序；焊前预热、小能量焊接方法和锤击焊

13、缝等方法均可减小应力； 4重要的焊件，采用焊后去应力退火及时消除应力。焊接次序对焊接应力的影响.4.焊接变形的防止与消除1根本变形方式纵横向受拉应力横向收缩不均匀纵向收缩不均匀横纵向收缩不均匀薄板厚度方向失稳.4.焊接变形的防止与消除2焊接变形的防止方法 1当对焊缝的变形有较高限定时，构造设计采用对称构造或大刚度构造、焊缝对称构造等； 2反变形法、刚性夹持法等； 3正确选择焊接次序、焊接参数等。.4.焊接变形的防止与消除4对于焊后变形小但已超越允许值的焊件，采用机械矫正法、火焰加热矫正法。 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。 火焰矫正法是利用火焰加

14、热的热变形方法，普通也仅适用于塑性好，且无淬硬倾向的资料。.5.焊接裂纹1主要存在于焊缝或热影响区的熔合区，且往往是内裂纹，危害极大。2焊件裂纹的产生主要与焊接资料的成分P、S含量高、焊缝金属的结晶特点结晶区间要小和含氢量多少有关。 因此，焊接中应合理选材，采取措施减小应力，并选用合理的焊接工艺和焊接参数进展焊接，以确保焊接质量。.五 焊条电弧焊的工艺1焊缝方式平焊仰焊立焊横焊在程度位置上对任何方向的焊缝进展焊接。特点：平焊的熔滴落入熔池跟随熔渣，不易流失。在竖立的面上，对垂直焊缝进展施焊在一定的面上，对程度焊缝进展施焊对上方面上的焊缝进展施焊 焊缝布置影响构造件的焊接质量和消费率，应思索以下

15、原那么：尽量平焊；便于施焊；有利于减少焊接应力与变形。.2根本操作技术 1引弧：碰击法和划擦法2运条1焊条朝着熔池方向逐渐送进；2焊条的横向摆动；3焊条沿着焊接方向逐渐挪动。3收尾1手工短路引燃电弧。2焊芯，工件熔化熔池 药皮熔化气体、熔渣3焊条挪动新熔池；新气体、熔渣4旧熔池冷却焊缝 熔渣冷却固态渣壳.3焊接接头1根本的焊接接头型式两焊件端面相对平行的接头，能接受较大载荷。单面焊：用于20mm.3焊接接头2坡口当工件的厚度6mm时，为了保证可以焊透，焊前应把接头处加工成所需求的几何外形，就需求开出各种方式的坡口。V型U型X型K型.4焊接工艺参数的设计焊接时，为保证焊接质量而选定的诸物理量如焊

16、条直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、线能量等的总称，叫焊接工艺参数。1焊条直径和焊接电流选择焊条直径根据焊件厚度选择。焊件较薄选较细焊条。焊接电流普通按I=3060d选取。并根据焊件厚度、接头方式、焊接位置、焊条种类，经过试焊调整。2焊接速度根据焊缝方式确定，不宜过快，也不宜过慢。3弧长焊接电弧的长度，普通采用短弧操作。.5焊接实例1构造分析。筒体由筒节、封头焊合。整个构造由筒体再加4个法兰管座焊合而成。2选择母材资料。封头需拉伸，筒节卷圆，故需较好塑性，再思索焊接工艺及本钱，故筒节、封头、法兰选用普通碳素构造钢Q235A，短管选用优质碳素构造钢10钢。3设计焊缝位置及焊接接头、坡口方式。

17、筒节纵焊缝与环焊缝采用对接I型坡口双面焊，法兰与短管采用不开坡口角焊缝；法兰管座与筒体采用开坡口角焊缝。4选择焊接方法和焊接资料。 角焊缝采用手工电弧焊，选用构造钢焊条J422；选用弧焊变压器；对接焊缝采用埋弧焊，焊丝选用H08A，配合焊剂HJ431。5主要工艺流程压储气罐，壁厚为8mm，压力为1.0MPa，常温任务，紧缩空气，大批量消费。.三、焊接质量分析与焊接本钱分析 一焊接缺陷 缺陷名称示意图特 征产生原因气孔焊接时，熔池中的过饱和H、N以及冶金反应产生的CO，在熔池凝固时未能逸出，在焊缝中形成的空穴焊接材料不清洁；弧长太长，保护效果差；焊接规范不恰当，冷速太快；焊前清理不当裂纹热裂纹：

18、沿晶开裂，具有氧化色泽，多在焊缝上，焊后立即开裂冷裂纹：穿晶开裂，具有金属光泽，多在热影响区，有延时性，可发生在焊后任何时刻热裂纹：母材硫、磷含量高；焊缝冷速太快，焊接应力大；焊接材料选择不当冷裂纹：母材淬硬倾向大；焊缝含氢量高；焊接残余应力较大夹渣焊后残留在焊缝中的非金属夹杂物焊道间的熔渣未清理干净；焊接电流太小、焊接速度太快；操作不当咬边在焊缝和母材的交界处产生的沟槽和凹陷焊条角度和摆动不正确；焊接电流太大、电弧过长焊瘤焊接时，熔化金属流淌到焊缝区之外的母材上所形成的金属瘤焊接电流太大、电弧过长、焊接速度太慢；焊接位置和运条不当未焊透焊接接头的根部未完全熔透焊接电流太小、焊接速度太快；坡口角度太小、间隙过窄、钝边太厚.二焊接质量检验 焊后废品检验可以分为破坏性检验和非破坏性检验两类。破坏性检验主要包括焊缝的化学成分分析、金相组织分析和力学性能实验，主要用于科研和新产品试消费；常用的非破坏性检验方