电焊竞赛理论知识备课教材简化

PAGEPAGE30电焊理论知识学习焊接现状分析焊接是加工制造业的组成部分，应用广泛，发展也非常迅速，在加工制造业中占有非常重要的位置。焊接质量的好坏直接影响着产品质量和生产进度。随着质保体系的健全以及对合格焊工的严格要求，合格焊工人员不足将可能成为制约公司发展的因素之一。焊接是现代工业生产中最重要的加工工艺之一，广泛用于制造和修理各种结构和设备。焊接作为一种降低成本、提高生产效率的有效手段，不仅可以得到优质、可靠的工件，而且可以创造出原则上完全新颖的产品。焊接的加工对象，不仅有各种各样的金属，而且还可以是塑料、碳纤维、工程陶瓷、半导体等非金属。与铆接相比，焊接具有节省金属材料、接头密封性好、生产效率高、应用广泛等一系列优点。在许多工业部门中应用的金属结构，如建筑钢结构、船体、机动车辆、管道、压力容器等，几乎全部采用了焊接结构。在机器制造工业中，过去不少用整体铸造或锻造生产的大型毛坯，也采用了焊接结构。焊接还常用于铸锻件缺陷和受损坏零件的修复。焊工基本素质要求（1）忠实于企业。（2）具有不怕苦、不怕脏、不怕累的精神。（3）对焊接有一定的悟性。培训目标通过本次培训，使焊工掌握焊接的基本理论知识和应用知识，做到文明施工、按图纸、工艺、技术要求生产。学员应达到以下要求：（1）能正确的选择使用常用焊条、焊丝、焊剂及保护气体。（2）能进行低碳钢的平位置的焊接，包括平板对接及角接。（3）能根据焊接工艺卡选择低碳钢、低合金钢的焊接材料和焊接工艺参数。（4）能进行焊前坡口准备及焊接性能试验焊件的装对。（5）能进行手工焊条电弧焊、气焊、CO2焊等之一焊接。（6）能控制和矫正焊接变形，能减少和消除焊接应力。（7）能对焊接接头外观检验和进行返修。焊接存在的问题是：焊接接头的组织和性能与母材相比会发生变化；焊接后会产生残余应力与变形；容易产生焊接裂纹等缺陷。这些问题的存在会影响焊接结构的质量。第一节焊接基础知识焊接的概念及分类焊接就是通过加热或加压，或者两者并用，并且用或不用填充材料使焊件达到结合的一种加工方法。按照焊接过程中金属所处的状态不同，可以把焊接方法分为熔焊、压焊、钎焊三大类。1、熔焊，熔焊是在焊接过程中将焊接接头加热至熔化状态，不加压力完成的焊接方法。2、压焊，压焊是在焊接过程中必须对焊件施加压力（加热或不加热），以完成焊接的方法。3、钎焊，钎焊是采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料的熔点，低于母材的熔点的温度，利用液态钎料润湿母材填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。焊接熔焊压焊钎焊焊接熔焊压焊钎焊气焊电弧焊锻焊摩擦焊烙铁钎焊火焰钎焊等离子弧焊电渣焊铝热焊电阻焊焊条电弧焊埋弧焊气电焊感应钎焊电阻钎焊点焊缝焊对焊CO2气体保护焊钨极氩弧焊熔化极电弧焊在选用焊接方法的过程中，首先应满足技术要求及质量要求，在此前提下，尽可能地选择经济效益好，劳动强度低的焊接方法。焊接接头类型及焊缝型式一、焊接接头类型焊接接头即用焊接方法联结的接头。在焊条电弧焊中，由于产品结构形状、材料厚度和工件质量要求的不同，需要采用不同型式的接头进行焊接。焊接接头主要有四种类型，即对接接头、搭接接头、T型接头和角接接头，如图2-4所示。图2-4焊接接头的基本类型1.对接接头两焊件端面相对平行的接头称为对接接头。这种接头能承受较大的载荷，是焊接结构中最常用的一种接头型式。2.角接接头两焊件端面间构成30°～135°夹角的接头称为角接接头。角接接头焊缝的承载能力不高，一般多用于箱形构件等不重要的焊接结构中。3.搭接接头两焊件重叠放置或两工件表面之间的夹角不大于30°构成的端部接头称为搭接接头。搭接接头便于组装，常用于对焊前准备和装配要求简单的结构，但承载能力较低，在结构设计中应尽量避免采用搭接接头。4.T型接头一焊件端面与另一焊件表面构成直角或近似直角的接头称为T型接头。这种接头承受动载荷的能力较强，在船体结构中约有70%的焊缝都采用T型接头。在设计与选择接头形式时，要考虑的几个因素主要是产品结构形式，尺寸及技术要求焊接方法及其接头的基本特性接头承受载荷的性质，大小，如拉伸，压缩，弯曲和冲击等。接头的工作环境，如温度，腐蚀介质等。焊接变形与控制，以及施焊的难易程度接头焊前的准备与焊接所需费用不同焊接方法对接头类型，焊接位置的适应能力是不同的，电弧焊可焊接各种形式的接头，钎焊、电阻点焊仅适用于搭接接头。尽管大多数焊接方法的焊接质量均可以满足使用要求，但不同方法的焊接质量，特别是焊缝的外观质量仍有较大的差别，在产品质量要求较高时，可选用氩弧焊，电子束焊，激光焊等，质量要求较低时，可选用手工电弧焊，CO2焊，气焊等。二、焊接坡口的形式焊接坡口根据设计或工艺需要，在焊件的待焊部位加工成一定几何形状的沟槽叫坡口。坡口的作用：为了保证焊缝根部焊透，使焊接电源能深入接头根部，以保证接头质量，同时还能起到调节基体金属与填充金属比例的作用。选择坡口的原则：A、能够保证工件焊透，且便于焊接操作。B、坡口形状应容易加工。C、尽可能提高焊接生产率和节省焊条。D、尽可能减少焊后工件的变形。焊接坡口的形式常用的形式有：I型、V型、X型、Y型、双Y型、带钝边U型、双U型、J型坡口。2.焊条电弧焊常用的坡口形式焊条电弧焊常用的坡口形式有：I形破口、Y型坡口、双Y型坡口和U型坡口等。第二节焊接材料焊条涂有药皮的供弧焊用的熔化电极称为电焊条，简称焊条。焊条由焊芯和药皮两部分组成。焊条中被药皮包覆的金属芯称焊芯。焊条电弧焊时，焊芯与焊件之间产生电弧并熔化为焊缝的填充金属。焊芯有两个作用：一是传导焊接电流，产生电弧把电能转换成热能，二是焊芯本身熔化作为填充金属与液体母材金属熔合形成焊缝。药皮:常用焊芯表面的有效成分称为药皮。(1)药皮的作用：①稳弧作用，可以提高电弧的稳定性，保证焊接过程能正常进行。②造气保护作用，利用药皮熔化产生的气体保护电弧和焙池，防止空气进入熔池。③造渣保护作用．药皮熔化后形成熔渣．复盖在液体金属和凝固后的焊缝表面，保护焊缝金属，同时使焊缝金属冷却速度减慢，有助于气体的逸出。防止气孔的产生．防止表面氧化。有助于改善焊缝的组织和性能。④脱氧、去硫、去磷作用，药皮熔化后．参与了熔池的冶金反应，可在一定程度上脱氧、还原、去硫，去磷．减少焊缝金属中有害元素古量，减少合金元素的烧损，从而提高焊缝质量。⑤渗台金作用．可以通过药皮将所需的合金元素渗人到焊缝金属中，改进和控制焊缝金属的化学成分，以获得所希望的性能。⑥改善焊接工作性能，提高焊接生产率，药皮中含有合适的造硅、稀硅成分，使焊接可获得良好的流动性．药皮在焊接时形成套简，使熔滴能较好地向熔池过渡，有利于全位置焊接，同时使电孤热量集中，减少飞溅，提高金属的熔敷效率。(2)焊条药皮组成物分类：焊条药皮组成物按其作用不同可分为稳弧剂，造渣剂，造气剂，脱氧剂，合金剂，稀释剂，粘结剂，增塑剂。

(1)稳弧剂。改善焊条的引弧性能，增加焊接过程中电弧燃烧的稳定性。一般采用低电离电位的碱金属及碱土金属化合物。

(2)造渣剂。药皮组成物能熔成一定密度和黏度的熔渣浮于液体金属表面，使之不受空气的影响，起机械保护作用。并具有与熔池金属进行必要的冶金反应的能力，保证焊缝的质量和成形美观。

(3)造气剂。在电弧周围燃烧成气体，以防止空气侵入熔池。

(4)脱氧剂。与熔池中的氧作用，生成熔渣，浮出熔池，以防止产生气孔，从而保证焊缝质量。

(5)合金剂。改变焊缝金属的化学成分和力学性能，补偿焊缝中被烧损的合金元素。

(6)稀释剂。调整熔渣的薪度和流动性。

(7)粘结剂。将药皮牢固地涂敷在焊芯上。

(9)增塑剂。改善涂料的塑性，使之易于用机械涂在焊芯上根据不同情况，电焊条有三种分类方法：按焊条用途分类、按药皮的主要化学成分分类、按药皮熔化后熔渣的特性分类。（1）按照焊条的用途，可以将电焊条分为：结构钢焊条、耐热钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、低温钢焊条、铸铁焊条、镍和镍合金焊条、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条以及特殊用途焊条。（2）如果按照焊条药皮的主要化学成分来分类，可以将电焊条分为：氧化钛型焊条、氧化钛钙型焊条、钛铁矿型焊条、氧化铁型焊条、纤维素型焊条、低氢型焊条、石墨型焊条及盐基型焊条。（3）如果按照焊条药皮熔化后，熔渣的特性来分类，可将电焊条分为酸性焊条和碱性焊条。酸性焊条药皮的主要成分为酸性氧化物，如二氧化硅、二氧化钛、三氧化二铁等。碱性焊条药皮的主要成分为碱性氧化物，如大理石、萤石等。酸性焊条对水分不敏感，而有机物金红石型焊条能容许有更高的含水量。所以要根据受潮的具体情况，在70-150°烘干一小时，存储时间短且包装良好，一般使用前可不烘干。碱性低氢型焊条在使用前必须烘干，以降低焊条的含氢量，防止气孔、裂纹等缺陷产生，一般烘干温度为350°C、一小时。不可将焊条在高温炉中突然放入或突然冷却，以免药皮干裂。对含氢量有特殊要求的，烘干温度应提高到400-500°C，一至量个小时。经烘干的碱性焊条最好放入另一个温度控制在50-100°C低温烘干箱中存放，并随用随取。烘干焊条时，每层焊条不能堆放太厚（一般1-3层）以免焊条烘干时受热不均和潮气不易排除。露天操作时，隔夜必须将焊条妥善保管、不允许露天存放，应该在低温箱中恒温存放，否则次日使用前必须重新烘干。焊条直径（即焊条芯的直径）为2.5—6毫米，长度在350—450mm.选用焊条的基本原则：1)等强度原则即选用与母材同强度等级的焊条。一般用于焊接低碳钢和低合金钢。2)同成分原则即选用与母材化学成分相同或相近的焊条。一般用于焊接耐热钢、不锈钢等金属材料。3)抗裂纹原则选用抗裂性好的碱性焊条，以免在焊接和使用过程中接头产生裂纹。一般用于焊接刚度大、形状复杂、使用中承受动载荷的焊接结构。4)抗气孔原则受焊接工艺条件的限制，如对焊件接头部位的油污、铁锈等清理不便，应选用抗气孔能力强的酸性焊条，以免焊接过程中气体滞留于焊缝中，形成气孔。5)低成本原则在满足使用要求的前提下，尽量选用工艺性能好、成本低和效率高的焊条焊丝：焊接时作为填充金属或同时作为导电用的金属丝\o"焊接材料"焊接材料为焊丝。在\o"气焊"气焊和钨极\o"气体保护电弧焊"气体保护电弧焊时，焊丝用作填充金属；在\o"埋弧焊"埋弧焊、\o"电渣焊"电渣焊和其他熔化极气体保护电弧焊时，焊丝既是填充金属，同时也是导电电极。焊丝的分类方法很多，按其使用的焊接方法，被焊材料，制造方法与焊丝的形状等从不同角度对焊丝进行分类。按其适用的焊接方法可分为埋弧自动焊焊丝，电渣焊焊丝，CO2焊焊丝，堆焊焊丝，气焊焊丝。生产中普遍使用的是实芯焊丝。按被焊金属材料的不同可分为碳素结构钢焊丝，低合金焊丝，不锈钢焊丝，镍基合金焊丝，铸铁焊丝，有色金属焊丝和特殊合金焊丝。按制造方法与焊丝的形状可分为实芯焊丝和药芯焊丝两大类，其中药芯焊丝分为气体保护焊丝和自动保护焊丝。目前常用的是按制造方法和使用的焊接方式分类，焊丝主要分为实芯焊丝和药芯焊丝。实心焊丝是目前最常用的焊丝，由热轧线材经拉拔加工而成。为了防止焊丝生锈，须对焊丝(除不锈钢焊丝外)表面进行特殊处理。目前主要是镀铜处理，包括电镀、浸铜及化学镀铜等方法。实芯焊丝的分类及特点：(1)埋弧焊和电渣焊用焊丝：埋弧焊和电渣焊时焊丝和焊剂配合使用，焊丝作为填充金属，焊剂起保护和冶金作用，二者共同参与焊接过程中的冶金反应，焊缝的成分和性能由焊丝和焊剂共同决定。根据被焊材料不同，埋弧焊焊丝又分为低碳钢焊丝、低合金钢焊丝、Cr-Mo耐热钢焊丝、低温钢焊丝、不锈钢焊丝、表面堆焊焊丝等。

(2)气保护焊用焊丝：气保护焊时，焊丝作为填充金属，同时向焊缝中添加合金元素。根据焊接方法不同，气保护焊用焊丝分为TIG焊接用焊丝、MIG焊接用焊丝、MAG焊接用焊丝、CO2焊接用焊丝等。

(3)自保护焊接用焊丝：此类焊丝焊接时无需焊剂或保护气体，它是利用焊丝中所含有的合金元素在焊接过程中进行脱氧、脱氮，以消除从空气中进人焊接熔池的氧和氮的不良影响。其特点是除提高焊丝中的C、Si、Mn含量外，还要加入强脱氧元素A1、Ce等。药芯焊丝的分类及特点：药芯焊丝也称为粉芯焊丝，管状焊丝或折叠焊丝，用于气体保护焊，埋弧焊和自保护焊。药芯焊丝的分类有多种方法,如按药芯焊丝的制造方法分类:按药芯焊丝焊接时的保护气体分类:按药芯焊丝的用途分类:药芯焊丝药粉的组成分类.(1)按制造方法的不同,可以把药芯焊丝分为:有缝药芯焊丝和无缝药芯焊丝两种.有缝药芯焊丝是由薄钢带通过成型轧辊加工成槽,里面卷入药粉,轧成管状再进行拔丝,加工制造而成,钢带原料通常采用低碳钢,成品焊丝表面要进行表面防锈处理.同时要有良好的送丝性能,所以要进行表面处理.无缝药芯焊丝是在预先成型好的钢管中填充药粉,再经过电镀,拔丝,达到焊丝产品直径的尺寸.(2)按焊接时保护气体的不同,可以把药芯焊丝分为:气体保护药芯焊丝,和自保护药芯焊丝.在中国,日本,韩国等,药芯焊丝大部分采用CO2作为保护气体,而在美国使用自保护药芯焊丝的比例比较高,欧洲由于保护气体价格上的差别,药芯焊丝主要采用混合气体(Ar-CO2)保护.(3)按用途的不同,可以把药芯焊丝分为:低碳钢及490MPa级钢,高强钢,耐热钢,低温钢,乃腐蚀钢,不锈钢,和硬面堆焊用药芯焊丝.由于药芯焊丝可以调整内部药芯配方,因此同手工电焊条一样,药芯焊丝的品种齐全,有用于造船业的全位置型药芯焊丝,有用于海洋结构的低温药芯焊丝,有用于锅炉,压力容器的耐热钢药芯焊丝等等.(4)按填充药粉的组成不同,可以把药芯焊丝分为熔渣型药芯焊丝金属粉型药芯焊丝.熔渣型药芯焊丝按照渣的碱度可以分为钛型(酸性渣),钛钙型(中性或弱碱性渣)和碱性(碱性渣)药芯焊丝.一般来说,钛型药芯焊丝焊缝成型好,全位置的焊接操作性好,但是缺口韧性,抗裂性就稍差.相反碱性药芯焊丝缺口韧性.抗裂性好,而焊缝的外观.成型及操作性就差.钛钙型药芯焊丝介于两者之间.近年来,随着药芯焊丝的发展,新型的钛型药芯焊丝不仅焊接工艺性好,而且其熔敷金属的扩散氢含量低,冲击韧性优异.而钛钙型药芯焊丝现在则很少使用.金属粉型药芯焊丝具有实芯焊丝的低渣性(渣产生量很少),良好的抗裂性等特点,并兼备钛型药芯焊丝良好的焊接操作性能.其焊接效率比钛型药芯焊丝还要高。实芯和药芯焊丝电弧焊综合了手工电弧焊和普通熔化极气体保护焊的优点。其主要优点是：1、对各种钢材的焊接，适应性强调整焊剂的成分和比例极为方便和容易，可以提供所要求的焊缝化学成分。2、工艺性能好，烛缝成形美观采用气渣联合保护，获得良好成形。加入稳弧剂使电弧稳定，熔滴过渡均匀。3、熔敷速度快，生产效率高在相同焊接电流下药芯焊丝的电流密度大，熔化速度快，其熔敷率约为85%-90%,生产率比焊条电弧焊高约3-5倍。焊接速度快,下向焊，水平焊的时候，药芯焊丝的速度比实芯焊丝的焊接速度快约10％，特别是立向焊和仰焊的时候，根据药粉的作用，可以使用高电流焊接，所以可以提高两倍以上速度。4、可用较大焊接电流进行全位置焊接。

实芯焊丝在水平焊或者上向焊的时候要求焊工有很高的焊接技巧，会产生大量的飞溅，因此只适用于薄板焊接，但是药芯焊丝因为产生充分的焊渣，覆盖在焊接部位上，所以适用于全位置的焊接。5、药芯焊丝与实心焊丝相比飞溅小，连续使用也不会堵塞焊枪嘴。6、作业性良好，药芯焊丝焊弧柔和，焊接作业性良好，便于操作。比实芯好的不是一点半点，一个普通工人简单培训就能焊出合格焊缝，在这又省了培训成本。主要

缺点：1、熔敷效率低，药芯焊丝在焊接后因为产生大量的焊渣所以熔敷效率为约为88%，而实芯焊丝因为没有焊渣，熔敷效率约为95%

2、烟尘大，药芯焊丝在焊接过程中相对来说烟尘大，防护得当的话，其实真不算缺点，说弄脏工作，我觉得有点冤，轻轻一擦就干净了，它飞溅比实心小多了，应该是对工作表面质量有帮助的。3、价格贵，按照公斤的单位来计算，药芯焊丝价格虽然较贵，但是如果从提高生产性的角度计算的话，反而能够节省费用。4、易生锈，这倒真是他的缺点，不易保管，不适合小型企业用5、焊丝制造过程复杂6、焊接时，送丝较实心焊丝困难7、焊丝外表容易锈蚀，粉剂易吸潮，因此对药芯焊丝保存管理的要求更为严格焊剂：焊接时，能够熔化形成熔渣和气体，对熔化金属起保护和冶金处理作用的一种物质，焊剂的作用与药皮的作用类似。用于埋弧焊的为埋弧焊剂。用于钎焊时有：硬钎焊剂和软钎焊剂。焊剂也叫钎剂，定义应该很广泛，包括熔盐、有机物、活性气体、金属蒸汽等，即除去母材和钎料外，泛指第三种用来降低母材和钎料界面张力的所有物质。焊剂的功能部分可分为三个：1、去除焊接面的氧化物，降低焊料熔点和表面张力，尽快达到钎焊温度。2、保护焊缝金属在液态时不受周围大气中有害气体影响。3、使液态钎料有合适流动速度以填满钎缝。焊剂的分类：焊剂一般可划分为酸性焊剂和碱性焊剂两种，低碳钢最常用、最经济的就是酸性焊剂了，焊接较重要的低合金高强度钢时，可采用碱性焊剂SJ101SJ301等，能显著的提高焊缝的力学性能和韧性指标。第三节常用焊接技术常用焊接中，应用最广泛的有手工电弧焊，埋弧焊，CO2气体保护焊。手工电弧焊：用手工操纵焊条、用电弧作为热源的\o"焊接"焊接方法，又称手弧焊。\o"焊条"焊条与工件各为一个电极，电弧引燃于其间，以焊条和焊件作为两个电极，被焊金属称为焊件或母材。焊接时因电弧的高温和吹力作用使焊件局部熔化。在被焊金属上形成一个椭圆形充满液体金属的凹坑，这个凹坑称为熔池。随着焊条的移动熔池冷却凝固后形成焊缝。焊缝表面覆盖的一层渣壳称为熔渣。焊条熔化末端到熔池表面的距离称为电弧长度。从焊件表面至熔池底部距离称为熔透深度.焊芯与工件的熔化金属形成焊缝金属，焊条药皮产生的气体和熔渣起保护熔池、稳定电弧和渗入合金的作用。二、手工电弧焊-电弧焊特点（1）操作方便，使用灵活，适应性强。适用于各种钢种，各种位置和各种结构的焊接。特别是对不规则的焊缝，短焊，仰焊缝，高空和位置狭窄的焊缝，均能灵活运用，操作自如。（2）焊接质量好。因电弧温度高，焊接速度较快，热影响区小，焊接接头的机械性能较为理想。另外，由于焊条和电焊机的不断改进，在常用的低碳钢和低合金钢的焊接结构中，焊缝的机械性能能够有效地控制，达到与母材等强的要求。对于焊缝缺陷，在一定范围内可以通过提高焊工水平、改进工艺措施得到克服。（3）手工电弧焊易于分散应力和控制变形。所有焊接结构中，因受热应力的作用，都存在着焊接残余应力和变形，外形复杂的焊缝、长焊缝和大工件上的焊缝，共残余应力和变形问题更为突出。采用手工电弧焊，可以通过工艺调整，如跳焊、逆向分段焊、对称焊等方法，来减少变形和改善应力分布。（4）设备简单，使用维护方便。无论交流电焊机还是直流电焊机，焊工都容易掌握，使用可靠，维护方便。不象埋弧焊、电渣焊设备那样复杂。（5）由于手工操作，生产效率低，焊工的劳动强度也比较大。（6）焊接质量不稳定。手工电弧焊的焊接质量，与焊工的技能有关，培训焊工技能的难度较大，也由于手工操作的随意性比较大，使焊接质量不稳定，这是手工电弧焊的最大缺点。三、手弧焊焊接电源：焊接电源分为两种，直流弧焊电源和交流弧焊电源，焊条分为两大类即：酸性焊条和碱性焊条。酸性焊条用直流和交流焊接电源均可，碱性焊条必须用直流弧焊电源。其接法有两种：直流正接和直流反接，焊接过程中产生偏磁吹调换接法会有明显好转。交流焊接电源一般情况下不会产生偏磁吹。四、手工电弧焊基本操作技能：焊条电弧焊的基本操作包括引弧、运条及收尾等基本操作。1.引弧引弧是焊接过程中反复进行的动作，引弧技术的好坏直接影响到焊接的质量。（1）焊条与工件表面接触要轻微，运动的速度要适中。（2）焊条提起的高度应控制在3mm-4mm。（3）引弧应在离焊缝起点10mm处的待焊部位上，电弧引燃后移至焊缝起点处，再沿焊接方向继续进行焊接。2.运条运条是焊接过程中最重要的环节，它直接影响焊缝的外表成形和内在质量。电弧引燃后，一般情况下焊条有三个基本运动，即1沿焊条中心线向熔池送进、2沿焊条方向移动和3横向摆动图2-3运条的三个基本运动常用的运条方法有：直线形运条法、直线往复形运条法、锯齿形运条法、月牙形运条法、三角形运条法、圆圈形运条法、八字形运条法。3.收尾常用的收尾方法有以下三种：划圈收尾法反复断弧收尾法回焊收尾法五、各种位置焊接的操作要点：1.焊接位置熔焊时，工件焊逢所处的空间位置，叫做焊接位置。按照焊逢在空间的位置不同，焊接方法可分为平焊、立焊、横焊和仰焊，如图2-5所示。图2-5焊接位置2.各种焊接位置的操作技术平焊定义：在待焊表面处于近似垂直，焊缝轴线基本水平的位置进行的焊接，横焊是焊接垂直或倾斜平面上水平方向的焊缝。应采用短弧焊接，并选用较小直径焊接电流，以及适当的运条方法。平焊的特点：平焊时焊条熔滴受重力的作用过渡到熔池，其操作相对容易。但如果焊接参数不合适或操作不当，容易在根部出现未焊透，或者出现焊瘤；当运条和焊条角度不当时，熔渣和熔池金属不能良好分离，容易引起夹渣（1）平焊典型的操作方法，如图2-6所示。图2-6平焊典型的操作方法立焊的定义是指与水平面相垂直的立位焊缝的焊接称为立焊。根据焊条的移动方向，立焊焊接方法可分为二类，一类是自上向下焊，需特殊焊条才能进行施焊，故应用少。另一类是自下向上焊，采用一般焊条即可施焊，故应用广泛立焊较平焊操作困难，具有下列特点。①铁水与熔渣因自重下坠，故易分离。但熔池温度过高时，铁水易下流形成焊瘤、咬边。温度过低时，易产生夹渣缺陷。②易掌握熔透情况，但焊缝成形不良。③T型接头焊缝根部易产生未焊透现象，焊缝两侧易出现咬边缺陷。④焊接生产效率较平焊低。⑤焊接时宜选用短弧焊。⑥操作技术难掌握。（2）立焊时的焊接角度，如图2-7所示。图2-7立焊时的焊接角度横焊的定义：焊缝倾角0°、180°；焊缝转角0°、180°的焊接位置，称为横焊位置。在横焊位置进行的焊接，叫横焊。

横焊时，由于熔化金属和熔渣受重力作用下流至下坡口面上，容易形成未熔合和层间夹渣，并且在上坡口面边缘易产生咬边。横焊时熔化金属在自重的作用下易下淌，使焊缝上边易产生咬边，下边易出现焊瘤和未熔合等缺陷，所以宜采用较小直径的焊条与焊接电流，多层多道焊，短弧操作。

1、打底焊

将试件垂直固定于焊接架上，并使焊接坡口处于水平位置，将试件小间隙的一端处于左侧。

打底焊时，应在试件左端定位焊缝上引弧，并稍预热，然后将电弧上下摆动，移至定位焊缝与坡口连接处，压低电弧，待坡口根部熔化，并击穿，使形成熔孔，就可转入正常施焊，施焊过程中要采用短弧，运条要均匀，在坡口上停留时间应稍长。

2、填充焊

填充层的焊接采用多层多道焊（共2层每层2道）。焊接上下焊道时，要注意坡口上下侧与打底焊道间夹角处熔合情况，以防止产生未焊透与夹渣等缺陷，并且使上焊道覆盖下焊道1/2~2/3为宜，以防焊层过高或形成沟槽。

3、盖面焊

表面层焊接也采用多道焊(分三道)，运条方法采用直线或圆圈形皆可。横焊的焊条角度，如图2-8所示。图2-8横焊也是较难掌握的一种焊接方法，熔池金属易下淌，易出现咬边，焊瘤、夹渣、熔合不良等缺陷，为此，掌握正确的操作方法是关键。

例：板厚5mm，不开坡口的立横焊焊接。此法选用合适的焊接工艺参数显得尤为重要，焊接时宜采用3.2mm直径的焊条，80—100A的焊接电流（比平焊小10-15%）；同时选用较短的焊接电弧，依靠电弧的吹力托住熔化金属向熔池过渡；焊条与焊接方向应倾斜60º-70º角，与焊缝中心平面向下倾30º-40º角，引弧时焊条在靠近坡口上侧开始，熔化后往下侧坡口拉，待下侧坡口熔化形成熔池后再反复作运动，运条方式以往复直线形运动为佳。

横焊时注意要点：

1、注意控制焊条操作角度，电弧在坡口处停留时，应防止烧穿熔洞。

2、出现熔渣与铁水混合时，应依靠电弧吹力增大回流力度，将流动熔渣推向焊接的反方向，使熔池清晰可见。

3、遇焊渣超前时，可用焊条前沿轻轻拨掉，防止熔化金属随熔渣下淌。

4、正确掌握运条方法，防止焊缝上侧出现咬边，下侧出现较大的焊瘤。仰焊定义：当待焊表面处于近似水平位置，从接头下面进行的焊接。就是焊接中，焊接位置处于水平下方的焊接，这种焊接位置在焊接全位置中属于最难焊的一个位置。仰焊：焊条前倾角为70—80°直线行走，压低电弧，击穿坡口后迅速灭弧，待熔池温度稍降重新引弧，依次循环，注意接弧准确，焊层要薄。

填充：电流适当加大，运条方法可采用锯齿形或月牙形，坡口两侧停时略长，保持稳弧，焊道要薄熔池温度不宜过高，避免金属下坠。

盖面：操作方法及要领与填充相同。坡口两侧各熔1mm左右

3.1、打底焊

在试件始焊端定位焊缝处引燃电弧，保持焊条角度沿焊接方向90°-100°。稍作停顿待形成熔池后迅速压低电弧做小锯齿摆动向前运条，摆动到坡口根部时焊条向上送进，至少使电弧的3/4在坡口背面燃烧，当听到“噗”的声音说明电弧已击穿试件背面，观察已形成熔孔，熔孔大小约为焊条直径的1.5倍，由于此时试件温度较低，容易产生偏吹，造成一侧熔孔打开，而另一侧出现未熔，应迅速将焊条拉向未熔的一侧或改变焊条的角度继续熔化。待熔孔正常后，迅速将焊条向前方斜下快速运动，达到灭弧的目的。熔池温度逐渐降低，当熔池颜色稍微变为暗红色时，再将焊条打在原熔池的1/3部位上，上顶电弧，打开熔孔，重复以上动作，有节奏的向前进行灭弧焊接。操作过程中要注意控制熔孔大小和熔池形状尽量相同，如果发现溶孔过大或熔池铁水有下淌倾向，说明熔池温度过高，如果处理不及时将会使正面焊缝出现焊瘤、背面焊缝严重凹陷，使焊接无法进行，这时应迅速灭弧，灭弧后待温度稍微降低(在熔池颜色变暗红之前)，马上引弧焊接，以稍慢的频率进行焊接，待熔池温度和熔孔大小正常后，再正常焊接。应注意的是，引弧和熄弧的动作要干净利落，否则容易引起背面焊道凹陷的缺陷。

3.2、焊条角度参照打底焊接时的焊条角度。第一层填充电流可以适当增大，有利于消除焊趾处难以清除的熔渣。运条采用矩齿形或反月牙形运条方式，控制好焊条角度，短弧焊接，在焊缝两边要有足够的停留时间，以保证两侧融合良好，焊道平整。第二层填充焊缝更要控制好熔池形状，保证焊缝平整，使其高度距试件母材表面1mm左右，尽量延长电弧在两边的停留时间使填充焊道中心稍凹，对于盖面层的焊接起着至关重要的作用。填充过程中应注意避免熔化坡口边缘，以保证盖面焊缝宽度一致，平直美观。接头时，在弧坑前方10-15mm处引弧，短弧拖向弧坑，沿弧坑的弧度运条，待形成熔池，两边充分熔合后，正常焊接。焊接过程中始终保持短弧操作。

3.3盖面的焊接

焊前应认真清除焊道熔渣和飞溅物，并保持两棱边的完好和清晰可见。焊条角度参照打底时的角度，采用反月牙运条形运条，电弧运到两棱边处时要确保铁水铺展开而且超过棱边0.5mm—1mm左右；反月牙运条可以使电弧在两侧棱边处重叠较多，从而减小棱边处的咬边。焊接过程必须保持电弧为短弧。就是焊接中，焊接位置处于水平下方的焊接。二、手工电弧焊的焊接工艺参数：主要有焊条直径、焊接电流、电弧电压、焊接层数、电源种类及极性等。1．焊条直径焊条直径的选择主要取决于焊件厚度、接头形式、焊缝位置和焊接层次等因素。在一般情况下，可根据表6-4按焊件厚度选择焊条直径，并倾向于选择较大直径的焊条。另外，在平焊时，直径可大一些；立焊时，所用焊条直径不超过5mm；横焊和仰焊时，所用直径不超过4mm；开坡口多层焊接时，为了防止产生未焊透的缺陷，第一层焊缝宜采用直径为3.2mm的焊条。表6-4

焊条直径与焊件厚度的关系

工件厚度/mm≤44-1010-14≥14焊条直径/mmØ≤板厚Ø3-4Ø4-5Ø≥42．焊接电流焊接电流的过大或过小都会影响焊接质量，所以其选择应根据焊条的类型、直径、焊件的厚度、接头形式、焊缝空间位置等因素来考虑，其中焊条直径和焊缝空间位置最为关键。在一般钢结构的焊接中，焊接电流大小与焊条直径关系可用以下经验公式进行试选：I=Kd

式中II——焊接电流(A)；d——焊条直径(mm)。K——经验系数另外，立焊时，电流应比平焊时小15％～20％；横焊和仰焊时，电流应比平焊电流小10％～15％。3．电弧电压根据电源特性，由焊接电流决定相应的电弧电压。此外，电弧电压还与电弧长有关。电弧长则电弧电压高，电弧短则电弧电压低。一般要求电弧长小于或等于焊条直径，即短弧焊。在使用酸性焊条焊接时，为了预热部位或降低熔池温度，有时也将电弧稍微拉长进行焊接，即所谓的长弧焊。4．焊接层数焊接层数应视焊件的厚度而定。除薄板外，一般都采用多层焊。焊接层数过少，每层焊缝的厚度过大，对焊缝金属的塑性有不利的影响。施工中每层焊缝的厚度不应大于4～5mm。5．电源种类及极性直流电源由于电弧稳定，飞溅小，焊接质量好，一般用在重要的焊接结构或厚板大刚度结构上。其他情况下，应首先考虑交流电焊机。根据焊条的形式和焊接特点的不同，利用电弧中的阳极温度比阴极高的特点，选用不同的极性来焊接各种不同的构件。用碱性焊条或焊接薄板时，采用直流反接(工件接负极)；而用酸性焊条时，通常采用正接(工件接正极)。二氧化碳气体保护焊CO2气体保护电弧焊是利用CO2作为保护气体的熔化极电弧焊方法。这种方法以CO2气体作为保护介质，使电弧及熔池与周围空气隔离，防止空气中氧、氮、氢对熔滴和熔池金属的有害物质，从而获得优良的机械保护性能。生产中一般是利用专用的焊枪，形成足够的CO2气体保护层，依靠焊丝与焊件之间的电弧热，进行自动或半自动熔化极气体保护焊接。这种焊接法采用焊丝自动送丝，敷化金属量大、生产效率高、质量稳定。因此，在国内外获得广泛应用。CO2焊焊接工艺规范板厚mm焊丝直径mm焊接电流A电弧电压V气体流量L/min0.80.880～11519～237～121.080～11519～231.2～1.5100～13019～232.0～2.50.8、1.0130～16020～269～152.5～3.01.0140～20024～2841.2180～23024～285.0～6.01.6220～30024～28CO2焊按使用焊丝直径的不同，可分为细丝CO2焊（焊丝直径≤1.6mm）和粗焊丝CO2焊（焊丝直径＞1.6mm）。按操作的方式分类，又可分为半自动CO2焊和自动CO2焊。CO2定位焊缝的长度和间距板厚mm定位焊缝长度mm定位焊缝间距mm＜28～1250～702～612～2070～2005.CO2保护焊作业指导二氧化碳气体保护焊用的CO2气体，大部分为工业副产品，经过压缩成液态装瓶供应。在常温下标准瓶满瓶时，压力为5～7MPa(50～70kgf/cm2)。低于1MPa(10个表压力)时，不能继续使用。焊接用的CO2气体，一般技术标准规定的纯度为99%以上，使用时如果发现纯度偏低，应作提纯处理。二氧化碳气体保护焊的规范参数包括电源极性、焊丝直径、电弧电压、焊接电流、气体流量、焊接速度、焊丝伸出长度、直流回路电感等。a.电源极性二氧化碳气体保护焊焊接一般材料时，采用直流反接；在进行高速焊接、堆焊和铸铁补焊时，应采用直流正接。b.焊丝直径二氧化碳气体保护焊的焊丝直径一般可根据表选择。c.电弧电压和焊接电流对于一定直径的焊丝来说，在二氧化碳气体保护焊中，采用较低的电弧电压，较小的焊接电流焊接时，焊丝熔化所形成的熔滴把母材和焊丝连接起来，呈短路状态称为短路过渡。大多数二氧化碳气体保护焊工艺都采用短路过渡焊接。当电弧电压较高、焊接电流较大时，熔滴呈小颗粒飞落称为颗粒过渡。φ1.6或φ2.0mm的焊丝自动焊接中厚板时，常采用这种过渡。φ3mm以上的焊丝应用较少。ΦO.6～φ1.2mm的焊丝主要采用短路过渡，随着焊丝直径的增加，飞溅颗粒的数量就相应增加。当采用φ1.6mm的焊丝，仍保持短路过渡时，飞溅就会非常严重。焊接电流与电弧电压是关键的工艺参数。为了使焊缝成形良好、飞溅减少、减少焊接缺陷，电弧电压和焊接电流要相互匹配，通过改变送丝速度来调节焊接电流。在小电流焊接时，电弧电压过高，金属飞溅将增多；电弧电压太低，则焊丝容易伸人熔池，使电弧不稳。在大电流焊接时，若电弧电压过大，则金属飞溅增多，容易产生气孔；电压太低，则电弧太短，使焊缝成形不良。d.气体流量二氧化碳气体流量与焊接电流、焊接速度、焊丝伸出长度及喷嘴直径等有关。气体流量应随焊接电流的增大、焊接速度的增加和焊丝伸出长度的增加而加大。一般二氧化碳气体流量的范围为8～25L/min。如果二氧化碳气体流量太大，由于气体在高温下的氧化作用，会加剧合金元素的烧损，减弱硅、锰元素的脱氧还原作用，在焊缝表面出现较多的二氧化硅和氧化锰的渣层，使焊缝容易产生气孔等缺陷；如果二氧化碳气体流量太小，则气体流层挺度不强，对熔池和熔滴的保护效果不好，也容易使焊缝产生气孔等缺陷。e.焊接速度随着焊接速度的增大，则焊缝的宽度、余高和熔深都相应地减小。如果焊接速度过快，气体的保护作用就会受到破坏，同时使焊缝的冷却速度加快，这样就会降低焊缝的塑性，而且使焊缝成形不良。反之，如果焊接速度太慢，焊缝宽度就会明显增加，熔池热量集中，容易发生烧穿等缺陷。f.焊丝伸出长度指焊接时焊丝伸出导电嘴的长度。焊丝伸出长度增加，则使焊丝的电阻值增加，造成焊丝熔化速度加快，当焊丝伸出长度过长时，因焊丝过热而成段熔化，结果使焊接过程不稳定、金属飞溅严重、焊缝成形不良和气体对熔池的保护作用减弱；反之，当焊丝伸出长度太短时，则焊接电流增加，并缩短了喷嘴与焊件之间的距离，使喷嘴过热，造成金属飞溅物粘住或堵塞喷嘴，从而影响气流的流通。一般，细丝二氧化碳气体保护焊，焊丝伸出长度为8～14mm；粗丝二氧化碳气体保护焊，焊丝伸出长度为10～20mm。g.直流回路电感在焊接回路中，为使焊接电弧稳定和减少飞溅，一般需串联合适的电感。当电感值太大时，短路电流增长速度太慢，就会引起大颗粒的金属飞溅和焊丝成段炸断，造成熄弧或使起弧变得困难；当电感值太小时，短路电流增长速度太快，会造成很细颗粒的金属飞溅，使焊缝边缘不齐，成形不良。再者，盘绕的焊接电缆线就相当于一个附加电感，所以一旦焊接过程稳定下来以后，就不要随便改动。6.零部件的焊接6.1焊接前对各零部件依照图样进行认真检查，如发现材料尺寸不符合或有严重缺陷的不得进行焊；机械加工件不得有磕碰划伤现象，影响外观质量的不得擅自使用；以上情况应及时上报质检员，并由质检员重新确认是否可以使用。6.2电焊条、焊丝等质量必须符合国家有关标准的规定。6.3凡标牌不清、品质不明、包装破损或储存期过长的焊条、焊丝，必须经检验鉴定符合标准规定后方可使用。6.4电焊条受潮及存放时间较长应进行烘干后方可使用。6.5焊接前应检查周围环境、焊接设备及工具是否符合工艺和安全要求。6.6电焊条、焊丝的选用应根据以下原则选择：a、当焊件母材为低碳或低合金钢时应按强度等级原则选择。b、对于耐热钢、不锈钢等应选择与母材化学成分一致的焊条。c、根据焊件的工作条件、使用性能及焊接设备、工艺条件、焊接效率和经济性选择。d、图样及工艺有要求的按图样、工艺规定的执行。6.7焊接设备的选择应根据零部件的材料、结构、设备工作场地进行选择，图样及工艺有要求的按图样、工艺规定的执行。6.8零件的焊前清理：6.8.1焊接前应清除锈蚀、氧化皮、油污、气割飞溅物等，焊件有明显弯曲和凹凸不平的应校直校平后再进行焊接。6.8.2机械加工件焊前必须清理锈蚀和油污，清理过程中注意保护加工件的外露边或面，尤其是焊后不加工的光面。6.8.3焊接后无法除锈、清除氧化皮等表面处理的应进行表面处理后再进行焊接。6.9焊接过程的工艺要求：6.9.1为保证各焊接零件之间的相互位置应首先进行定位焊接，自检焊件位置尺寸无误后再进行连续焊接。6.9.2钢板之间、型材之间或者相互之间的对接，焊接接头对口的错边量不得超出下表的规定：表8焊接接头对口错边量焊缝焊接接头对口错边量纵缝单层板：不大于板厚的10%；且不大于3mm复合板：不大于板厚的10%；且不大于2mm环缝单层板：不大于板厚的20%；且不大于6mm复合板：不大于板厚的10%；且不大于2mm6.9.3焊接较大构件时为减小焊接变形，应根据焊缝的不同部位、变形的方向采用合理的焊接顺序和焊接方向，尽量采用对称焊接法进行焊接，对变形量较大的构件应先进行小部件组焊，组后将各组焊件拼焊成形。6.9.4板材拼接时应根据板厚预留0.5mm—3mm的间隙。6.9.5根据焊件的材质、厚度及焊接设备、焊接部位、焊条及焊丝规格等选择合适的电流、电压、焊接速度及运条方法。a、多层多道的CO2气保焊尽量采用小焊脚，保证焊缝均匀平滑。角焊单层焊脚一般不大于6mm最大不能超过10mm，如：12—15mm焊脚需要采用两层四道焊缝。大焊脚的长焊缝尽量根据位置采用埋弧焊。b、“V”型坡口CO2气保焊，单层焊缝厚度不大于6mm，打底焊不大于4mm。c、平焊缝单道焊缝宽度不大于8mm，焊缝高度不高于3mm，直线度和平面度≤2mm。d、CO2气体保护焊电流须在260A以上才能获得较大熔深。在开坡口（钝边≤2且留间隙）条件下，使用Ф1.2的焊丝打底焊推荐电流90—120A。填充焊和盖面焊可适当加大电流，确保层间融合并避免冷裂纹。6.9.6焊接铸铁件等较重要件时应先坡口、预热后再焊接，并采取保温措施。6.9.7焊缝多层施焊时，应将前道焊缝的焊渣清理干净，并打磨焊瘤将不良焊缝修磨至合格。6.9.8焊缝的补焊应先清除油污、重新坡口、打磨后再进行焊接。二氧化碳气体保护焊的优缺点：

1、优点

1）焊接生产率高。由于焊接电流密度较大，电弧热量利用率较高，以及焊后不需清渣，因此提高了生产率。CO2焊的生产率比普通的焊条电弧焊高2—4倍。

2）焊接成本低。CO2气体来源广，价格便宜，而且电能消耗少，故使焊接成本降低。通常CO2焊的成本只有埋弧焊或焊条电弧焊的40%—50%。

3）焊接变形小。由于电弧加热集中，焊件受热面积小，同时CO2气流有较强的冷却作用，所以焊接变形小，特别适宜于薄板焊接。

4）焊接质量较高。对铁锈敏感性小，焊缝含氢量少，抗裂性能好。

5）适用范围广。可实现全位置焊接，并且对于薄板、中厚板甚至厚板都能焊接。

6）操作简便。焊后不需清渣，且是明弧，便于监控，有利于实现机械化和自动化焊接。

2、缺点

1）飞溅率较大，并且焊缝表面成形较差。金属飞溅是CO2焊中较为突出的问题，这是主要缺点。

2）很难用交流电源进行焊接，焊接设备比较复杂。

3）抗风能力差，给室外作业带来一定困难。

4)不能焊接容易氧化的有色金属。

CO2焊的缺点可以通过提高技术水平和改进焊接材料、焊接设备加以解决，而其有点却是其他焊接方法所不能比的。因此，可以认为CO2焊是一种高效率、低成本的节能焊接方法。三、气焊与气割一、气焊的基本原理气焊是利用气体火焰为热源的一种焊接方法。气焊所用的可燃气体很多，有乙炔、氢气、液化石油气、煤气等，而最常用的是乙炔气。乙炔气的发热量大，燃烧温度高，制造方便，使用安全，焊接时火焰对金属的影响最小，火焰温度高达3100～3300℃。氧气作为助燃气，其纯度越高，耗气越少。因此，气焊也称为氧—乙炔焊。二、气焊的设备

气焊是利用气体燃烧所产生的高温火焰来进行焊接的，如图3-1所示。火焰一方面把工件接头的表层金属熔化，同时把金属焊丝熔入接头的空隙中，形成金属熔池。当焊炬向前移动，熔池金属随即凝固成为焊缝，使工件的两部分牢固地连接成为一体。1-焊丝2-焊嘴3-工件图3-1气焊1．氧气瓶。氧气瓶是运送和存储高压氧气的容器，常用的容积为40L，工作压力为15MPa，其结构如图3-2（a）所示。（a）氧气瓶（b）溶解乙炔瓶图3-22．溶解乙炔瓶溶解乙炔瓶是储存溶解乙炔的钢瓶。图3-2（b）所示，在瓶的顶部装有瓶阀供开闭气瓶和装减压器用，并套有瓶帽保护；在瓶内装有浸满丙酮的多孔性填充物(硅酸钙、活性炭，木屑、硅藻土等)，丙酮对乙炔有良好的溶解能力，可使乙炔安全地储存于瓶内，当使用时，溶在丙酮内的乙炔分离出来，通过瓶阀输出，而丙酮仍留在瓶内，以便溶解再次灌入瓶中的乙炔；在瓶阀下面的填充物中心部位的长孔内放有石棉绳，其作用是促使乙炔与填充物分离。3.减压器减压器是将高压气体降为低压气体的调节装置。因此，其作用是减压、调压、量压和稳压。气焊时所需的气体工作压力一般都比较低，如氧气压力通常为0.2MPa～0.4MPa，乙炔压力最高不超过0.15MPa。4.回火安全器回火安全器又称回火防止器或回火保险器，它是装在乙炔减压器和焊炬之间，用来防止火焰沿乙炔管回烧的安全装置图3-3减压器5.焊炬焊炬俗称焊枪。焊炬是气焊中的主要设备，焊炬是气焊时用于控制气体混合比、流量及火焰并进行焊接的手持工具。焊炬有射吸式和等压式两种，常用的是射吸式焊炬，如图3-4所示。图3-4氧-乙炔射吸式焊炬三、气体火焰生产中所采用的可燃气体多数是采用乙炔气体，助燃气体采用氧气，乙炔与氧气混合燃烧产生的火焰称为氧-乙炔焰。根据氧与乙炔混合比的不同，氧乙炔焰可分为中性焰、碳化焰(也称还原焰)和氧化焰三种，其构造和形状如图3-5所示。图3-5气体火焰1.中性焰氧气和乙炔的混合比为1.1～1.2时燃烧所形成的火焰称为中性焰，又称正常焰。它由焰芯、内焰和外焰三部分组成。中性焰最高温度在焰心前2mm～4mm处，约为3050～3150℃。它广泛用于低碳钢、低合金钢、中碳钢、不锈钢、紫铜、灰铸铁、锡青铜、铝及合金、铅锡、镁合金等的气焊。2.碳化焰(还原焰)氧气和乙炔的混合比小于1.1时燃烧形成的火焰称为碳化焰。碳化焰的整个火焰比中性焰长而软，它也由焰芯、内焰和外焰组成，而且这三部分均很明显。焰心呈灰白色，内焰呈淡白色，外焰呈橙黄色。碳化焰只使用于高速钢、高碳钢、铸铁焊补、硬质合金堆焊、铬钢等。3.氧化焰氧化焰是氧与乙炔的混合比大于1.2时的火焰。氧化焰的整个火焰和焰心的长度都明显缩短，只能看到焰心和外焰两部分。不论采用何种火焰气焊时，喷射出来的火焰（焰芯）形状应该整齐垂直，不允许有歪斜、分叉或发生吱吱的声音。只有这样才能使焊缝两边的金属均匀加热，并正确形成熔池，从而保证焊缝质量。四、气焊基本操作1.基本操作气焊操作时，一般右手持焊矩，将拇指位于乙炔开关处，食指位于氧气开关处，以便于随时调节气体流量。用其它三指握住焊矩柄，左手拿焊丝气焊。(1)点火、调节火焰与熄火点火时先微开氧气阀门，然后打开乙炔阀门，用明火（可用的电子枪或低压电火花等）点燃火焰。这时的火焰为碳化焰，然后逐渐开大氧气阀，将碳化焰调整为中性焰，如继续增加氧气（或减少乙炔）就可得到氧化焰。点火时，可能连续出现“放炮”声，原因是乙炔不纯，应放出不纯惭炔，重新点火；有时出现不易点火，原因是氧气量过大，这时应重新微关氧气阀门。点火时，拿火源的手不要正对焊咀，也不要指向他人，以防烧伤。焊接完毕需熄火时，应先关乙炔阀门，再关氧气阀门，以免发生回火和减少烟尘。(2)左焊法与右焊法，如图3-6所示。图3-6左焊法与右焊法2.平焊、立焊、横焊、仰焊操作。①平焊。平焊操作图如图3-7所示。图3-7平焊图3-8立焊②立焊。立焊操作如图3-8所示。

③横焊。横焊操作如图3-9所示。④仰焊。仰焊操作如图3-10所示。图3-9横焊图3-10仰焊第二节气割气割的原理切割是使固态金属分离的方法，热切割是指切割过程中伴随有热现象，常见的热切割有气割、等离子弧切割和激光切割等。气割即氧气切割。它是利用割炬喷出乙炔与氧气混合燃烧的预热火焰，将金属的待切割处预热到它的燃烧点（红热程度），并从割炬的另一喷孔高速喷出纯氧气流，使切割处的金属发生剧烈的氧化，成为熔融的金属氧化物，同时被高压氧气流吹走，从而形成一条狭小整齐的割缝使金属割开。如图3-11所示。1-割缝2-割嘴3-氧气流4-工件5-氧气物6-预热火焰图3-11气割过程二、气割条件1.金属熔点应高于燃点（即先燃烧后熔化）。2.氧化物的熔点应低于金属本身的熔点。3.金属氧化物应易熔化和流动性好，否则不易被氧气流吹走，难于切割。4.金属的导热性不能太高，三、气割工艺1.气割割炬（1）手工气割割矩，如图3-12所示。图3-12（2）机械气割工具。图3-13数控龙门式火馅切割机2.气割工艺参数（1）气割割嘴到工件表面的距离（3-5mm）（2）预热时间（3）气割时氧气的压力（4）气割速度（5）割嘴与被割件的倾角。第五节焊接缺陷无论使用哪种焊接方式，在低温气候下焊接（低于+5℃），必须采取如下的防护措施，以避免低温焊接接头造成的不良效果（易脆、变硬而易裂，容易在焊接接头上产生诸如由于快速冷却和焊缝凝固造成的小眼和熔渣等缺欠）：a)在不受坏天气（如风、潮湿和气流等）干扰的区域施焊;b)干燥焊接接头以避免潮湿引起材料收缩；c)焊接接头预热，以减缓焊后焊缝的冷却速度；d)焊后对焊缝加盖防止焊缝的骤冷。e)焊接的最低温度为-10℃，采取所需的防护措施。f)需要时预热温度至少为50℃火焰进行缓慢、均匀的预热。缺陷分类：1、外观缺陷：外观缺陷(表面缺陷)是指不用借助于仪器,从工件表面可以发现的缺陷。常见的外观缺陷有咬边、焊瘤、凹陷及焊接变形，未熔合等,有时还有表面气孔和表面裂纹。单面焊的根部未焊透等。A、咬边是指沿着焊脚,在母材部分形成的凹陷或沟槽,它是由于电弧将焊缝边缘的母材熔化后没有得到熔敷金属的充分补充所留下的缺口。产生咬边的主要原因是电弧热量太高,即电流太大,运条速度太小所造成的。焊条与工件间角度不正确,摆动不合理,电弧过长,焊接次序不合理等都会造成咬边。直流焊时电弧的磁偏吹也是产生咬边的一个原因。某些焊接位置(立、横、仰)会加剧咬边。咬边减小了母材的有效截面积,降低结构的承载能力,同时还会造成应力集中,发展为裂纹源。矫正操作姿势,选用合理的规范,采用良好的运条方式都会有利于消除咬边。焊角焊缝时,用交流焊代替直流焊也能有效地防止咬边。B、焊瘤焊缝中的液态金属流到加热不足未熔化的母材上或从焊缝根部溢出,冷却后形成的未与母材熔合的金属瘤即为焊瘤。焊接电流过强、焊条熔化过快、焊条质量欠佳(如偏芯),焊接电源特性不稳定及操作姿势不当等都容易带来焊瘤。在横、立、仰位置更易形成焊瘤。焊瘤常伴有未熔合、夹渣缺陷,易导致裂纹。同时,焊瘤改变了焊缝的实际尺寸,会带来应力集中。管子内部的焊瘤减小了它的内径,可能造成流动物堵塞。防止焊瘤的措施:使焊缝处于平焊位置,正确选用规范,选用无偏芯焊条,合理操作。C、凹坑凹坑指焊缝表面或背面局部低于母材的部分。凹坑多是由于收弧时焊条(焊丝)未作短时间停留造成的(此时的凹坑称为弧坑),仰立、横焊时,常在焊缝背面根部产生内凹。凹坑减小了焊缝的有效截面积,弧坑常带有弧坑裂纹和弧坑缩孔。防止凹坑的措施:选用有电流衰减系统的焊机,尽量选用平焊位置,选用合适的焊接规范,收弧时让焊条在熔池内短时间停留或环形摆动,填满弧坑。D、未焊满未焊满是指焊缝表面上连续的或断续的沟槽。填充金属不足是产生未焊满的根本原因。电流太弱,焊条过细,运条不当等会导致未焊满。未焊满同样削弱了焊缝,容易产生应力集中,同时,由于规范太弱使冷却速度增大,容易带来气孔、裂纹等。防止未焊满的措施:加大焊接电流,加焊盖面焊缝。E、烧穿烧穿是指焊接过程中,熔深超过工件厚度,熔化金属自焊缝背面流出,形成穿孔性缺。焊接电流过大,速度太慢,电弧在焊缝处停留过久,都会产生烧穿缺陷。工件间隙太大,钝边太小也容易出现烧穿现象。烧穿是锅炉压力容器产品上不允许存在的缺陷,它完全破坏了焊缝,使接头丧失其联接及承载能力。选用较小电流并配合合适的焊接速度,减小装配间隙,在焊缝背面加设垫板或药垫,使用脉冲焊,能有效地防止烧穿。F、其他表面缺陷:(1)成形不良指焊缝的外观几何尺寸不符合要求。有焊缝超高,表面不光滑,以及焊缝过宽,焊缝向母材过渡不圆滑等。(2)错边指两个工件在厚度方向上错开一定位置,它既可视作焊缝表面缺陷,又可视作装配成形缺陷。(3)塌陷单面焊时由于输入热量过大,熔化金属过多而使液态金属向焊缝背面塌落,成形后焊缝背面突起,正面下塌。(4)表面气孔及弧坑缩孔。(5)各种焊接变形如角变形、扭曲、波浪变形等都属于焊接缺陷O角变形也属于装配成形缺陷。2、气孔和夹渣A、气孔气孔是指焊接时,熔池中的气体未在金属凝固前逸出,残存于焊缝之中所形成的空穴。其气体可能是熔池从外界吸收的,也可能是焊接冶金过程中反应生成的。(1)气孔的分类气孔从其形状上分,有球状气孔、条虫状气孔;从数量上可分为单个气孔和群状气孔。群状气孔又有均匀分布气孔,密集状气孔和链状分布气孔之分。按气孔内气体成分分类,有氢气孔、氮气孔、二氧化碳气孔、一氧化碳气孔、氧气孔等。熔焊气孔多为氢气孔和一氧化碳气孔。(2)气孔的形成机理常温固态金属中气体的溶解度只有高温液态金属中气体溶解度的几十分之一至几百分之一,熔池金属在凝固过程中,有大量的气体要从金属中逸出来。当凝固速度大于气体逸出速度时,就形成气孔。(3)产生气孔的主要原因母材或填充金属表面有锈、油污等,焊条及焊剂未烘干会增加气孔量,因为锈、油污及焊条药皮、焊剂中的水分在高温下分解为气体,增加了高温金属中气体的含量。焊接线能量过小,熔池冷却速度大,不利于气体逸出。焊缝金属脱氧不足也会增加氧气孔。(4)气孔的危害气孔减少了焊缝的有效截面积,使焊缝疏松,从而降低了接头的强度,降低塑性,还会引起泄漏。气孔也是引起应力集中的因素。氢气孔还可能促成冷裂纹。(5)防止气孔的措施a.清除焊丝,工作坡口及其附近表面的油污、铁锈、水分和杂物。b.采用碱性焊条、焊剂,并彻底烘干。c.采用直流反接并用短电弧施焊。d.焊前预热,减缓冷却速度。e.用偏强的规范施焊。B、夹渣夹渣是指焊后溶渣残存在焊缝中的现象。(1)夹渣的分类a.金属夹渣:指钨、铜等金属颗粒残留在焊缝之中,习惯上称为夹钨、夹铜。b.非金属夹渣:指未熔的焊条药皮或焊剂、硫化物、氧化物、氮化物残留于焊缝之中。冶金反应不完全,脱渣性不好。(2)夹渣的分布与形状有单个点状夹渣,条状夹渣,链状夹渣和密集夹渣(3)夹渣产生的原因a.坡口尺寸不合理;b.坡口有污物;c.多层焊时,层间清渣不彻底;d.焊接线能量小;e.焊缝散热太快,液态金属凝固过快;f.焊条药皮,焊剂化学成分不合理,熔点过高；g.钨极惰性气体保护焊时,电源极性不当,电、流密度大,钨极熔化脱落于熔池中。h.手工焊时,焊条摆动不良,不利于熔渣上浮。可根据以上原因分别采取对应措施以防止夹渣的产生。(4)夹渣的危害点状夹渣的危害与气孔相似,带有尖角的夹渣会产生尖端应力集中,尖端还会发展为裂纹源,危害较大。3、裂纹焊缝中原子结合遭到破坏,形成新的界面而产生的缝隙称为裂纹。A、.裂纹的分类根据裂纹尺寸大小,分为三类1)宏观裂纹:肉眼可见的裂纹。(2)微观裂纹:在显微镜下才能发现。(3)超显微裂纹:在高倍数显微镜下才能发现,一般指晶间裂纹和晶内裂纹。从产生温度上看,裂纹分为两类:(1)热裂纹:产生于Ac3线附近的裂纹。一般是焊接完毕即出现,又称结晶裂纹。这种二裂纹主要发生在晶界,裂纹面上有氧化色彩,失去金属光泽。(2)冷裂纹:指在焊毕冷至马氏体转变温度M3点以下产生的裂纹,一般是在焊后一段时间(几小时,几天甚至更长)才出现,故又称延迟裂纹。按裂纹产生的原因分,又可把裂纹分为:(1)再热裂纹:接头冷却后再加热至500—700℃时产生的裂纹。再热裂纹产生于沉淀强化的材料(如含Cr、Mo、V、Ti、Nb的金属)的焊接热影响区内的粗晶区,一般从熔合线向热影响区的粗晶区发展,呈晶间开裂特征。(3)层状撕裂主要是由于钢材在轧制过程中,将硫化物(MnS)、硅酸盐类等杂质夹在其中,形成各向异性。在焊接应力或外拘束应力的使用下,金属沿轧制方向的杂物开裂。(4)应力腐蚀裂纹:在应力和腐蚀介质共同作用下产生的裂纹。除残余应力或拘束应力的因素外,应力腐蚀裂纹主要与焊缝组织组成及形态有关。B、.裂纹的危害裂纹,尤其是冷裂纹,带来的危害是灾难性的。世界上的压力容器事故除极少数是由于设计不合理,选材不当的原因引起的以外,绝大部分是由于裂纹引起的脆性破坏。C、.热裂纹(结晶裂纹)(1)结晶裂纹的形成机理热裂纹发生于焊缝金属凝固末期,敏感温度区大致在固相线附近的高温区,最常见的热裂纹是结晶裂纹,其生成原因是在焊缝金属凝固过程中,结晶偏析使杂质生成的低熔点共晶物富集于晶界,形成所谓\"液态薄膜\",在特定的敏感温度区(又称脆性温度区)间,其强度极小,由于焊缝凝固收缩而受到拉应力,最终开裂形成裂纹。结晶裂纹最常见的情况是沿焊缝中心长度方向开裂,为纵向裂纹,有时也发生在焊缝内部两个柱状晶之间,为横向裂纹。弧坑裂纹是另一种形态的,常见的热裂纹。热裂纹都是沿晶界开裂,通常发生在杂质较多的碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢等材料气焊缝中(2)影响结晶裂纹的因素a合金元素和杂质的影响碳元素以及硫、磷等杂质元素的增加,会扩大敏感温度区,使结晶裂纹的产生机会增多。b.冷却速度的影响冷却速度增大,一是使结晶偏析加重,二是使结晶温度区间增大,两者都会增加结晶裂纹的出现机会；c.结晶应力与拘束应力的影响在脆性温度区内,金属的强度极低,焊接应力又使这飞部分金属受拉,当拉应力达到一定程度时,就会出现结晶裂纹。(3)防止结晶裂纹的措施a.减小硫、磷等有害元素的含量,用含碳量较低的材料焊接。b.加入一定的合金元素,减小柱状晶和偏析。如铝、锐、铁、镜等可以细化晶粒。,c.采用熔深较浅的焊缝,改善散热条件使低熔点物质上浮在焊缝表面而不存在于焊缝中。d.合理选用焊接规范,并采用预热和后热,减小冷却速度。e.采用合理的装配次序,减小焊接应力。D、.再热裂纹(1)再热裂纹的特征a.再热裂纹产生于焊接热影响区的过热粗晶区。产生于焊后热处理等再次加热的过程中。b.再热裂纹的产生温度:碳钢与合金钢550~650℃奥氏体不锈钢约300℃c.再热裂纹为晶界开裂(沿晶开裂)。d.最易产生于沉淀强化的钢种中。e.与焊接残余应力有关。(2)再热裂纹的产生机理a.再热裂纹的产生机理有多种解释,其中模形开裂理论的解释如下:近缝区金属在高温热循环作用下,强化相碳化物(如碳化铁、碳化饥、碳化镜、碳化错等)沉积在晶内的位错区上,使晶内强化强度大大高于晶界强化,尤其是当强化相弥散分布在晶粒内时,阻碍晶粒内部的局部调整,又会阻碍晶粒的整体变形,这样,由于应力松弛而带来的塑性变形就主要由晶界金属来承担,于是,晶界应力集中,就会产生裂纹,即所谓的模形开裂。(3)再热裂纹的防止a.注意冶金元素的强化作用及其对再热裂纹的影响。b.合理预热或采用后热,控制冷却速度。c.降低残余应力避免应力集中。d.回火处理时尽量避开再热裂纹的敏感温度区或缩短在此温度区内的停留时间。E、.冷裂纹.(1)冷裂纹的特征a.产生于较低温度,且产生于焊后一段时间以后,故又称延迟裂纹。b.主要产生于热影响区,也有发生在焊缝区的。c.冷裂纹可能是沿晶开裂,穿晶开裂或两者混合出现。d.冷裂纹引起的构件破坏是典型的脆断。(2)冷裂纹产生机理a.瘁硬组织(马氏体)减小了金属的塑性储备。b.接头的残余应力使焊缝受拉。c.接头内有一定的含氢量。含氢量和拉应力是冷裂纹(这里指氢致裂纹)产生的两个重要因素。一般来说,金属内部原子的排列并非完全有序的,而是有许多微观缺陷。在拉应力的作用下,氢向高应力区(缺陷部位)扩散聚集。当氢聚集到一定浓度时,就会破坏金属中原子的结合键,金属内就出现一些微观裂纹。应力不断作用,氢不断地聚集,微观裂纹不断地扩展,直致发展为宏观裂纹,最后断裂。决定冷裂纹的产生与否,有一个临界的含氢量和一个临界的应力值o当接头内氢的浓度小于临界含氢量,或所受应力小于临界应力时,将不会产生冷裂纹(即延迟时间无限长)。在所有的裂纹中,冷裂纹的危害性最大。(3)防止冷裂纹的措施a.采用低氢型碱性焊条,严格烘干,在100~150℃下保存,随取随用。b.提高预热温度,采用后热措施,并保证层间温度不小于预热温度,选择合理的焊接规范,避免焊缝中出现洋硬组织c.选用合理的焊接顺序,减少焊接变形和焊接应力d.焊后及时进行消氢热处理。4、未焊透未焊透指母材金属未熔化,焊缝金属没有进人接头根部的现象。A、产生未焊透的原因(1)焊接电流小,熔深浅。(2)坡口和间隙尺寸不合理,钝边太大。(3)磁偏吹影响。(4)焊条偏芯度太大(5)层间及焊根清理不良。B、.未焊透的危害未焊透的危害之一是减少了焊缝的有效截面积,使接头强度下降。其次,未焊透引起的应力集中所造成的危害,比强度下降的危害大得多。未焊透严重降低焊缝的疲劳强度。未焊透可能成为裂纹源,是造成焊缝破坏的重要原因。C、未焊透的防止使用较大电流来焊接是防止未焊透的基本方法。另外,焊角焊缝时,1用交流代替直流以防止磁偏吹,合理设计坡口并加强清理,用短弧焊等措施也可有效防止未焊透的产生。5、未熔合未熔合是指焊缝金属与母材金属,或焊缝金属之间未熔化结合在一起的缺陷。按其所在部位,未熔合可分为坡口未熔合,层间未熔合，根部未熔合三种。A、.产生未熔合缺陷的原因(1)焊接电流过小;(2)焊接速度过快;(3)焊条角度不对;(4)产生了弧偏吹现象;,(5)焊接处于下坡焊位置,母材未熔化时已被铁水覆盖;(6)母材表面有污物或氧化物影响熔敷金属与母材间的熔化结合等。B、未熔合的危害未熔合是一种面积型缺陷,坡口未熔合和根部未熔合对承载截面积的减小都非常明显,应力集中也比较严重,其危害性