焊接工艺基础知识

焊接工艺基础知识

路机研究院工艺所

2007年6月26日

一、焊接基本概念

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焊接：是通过加热或加压或两者并用，用（或不用）填充材料将同种（或异种）金属材料实现原子之间结合的加工方法。促进原子或分子之间产生结合和扩散的方法是加热或加热，或两者并用。两件可为同种或异种材料（金属和非金属）。

二、焊接方法分类

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根据在焊接过程中金属材料所处的状态，焊接方法分熔焊、压焊和钎焊等三大类。

熔焊：将待焊处的母材金属熔化以形成焊缝的焊接方法称为熔焊。常见的有电弧焊、气焊、电渣焊、埋弧焊及各种气体保护焊、激光焊等。其中又分为熔化极和非熔化极：熔化极有焊条电弧焊、药芯焊丝电弧焊（MAG）、氩弧焊（MIG）、气保焊；非熔化极有钨极氩弧焊（TIG）、等离子弧焊等。

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压焊：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，称为压焊。加热压焊有电阻焊、气压焊、高频焊、锻焊、接触焊、摩擦焊等；不加热压焊有的方法有冷压焊、超声波焊、爆炸焊等。

钎焊：是硬钎焊和软钎焊的总称，是采用比母材熔点低的金属作填充材料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点，低于母材熔点的温度，利用液态钎料湿润母材，并填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。硬钎焊：采用硬钎料，钎料熔点在450℃以上；软钎焊：采用软钎料，钎料熔点在450℃以下。

常见的钎焊方法有烙铁钎焊和火焰钎焊。主要特点是母材不熔化。

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热作用局部性：与热处理不同，属于不均匀加热。瞬时间性：热源以一定速度（300mm/min左、右）移动，加热速度快，可达到1500℃/S，短时间内可将大量热量从加热源传递到焊接工件上，而母材迅速将热量导出而冷却降温。焊接加热过程对焊缝质量的影响：影响熔池金属的理化反应，造成不完全偏析，形成气孔、夹杂等缺陷。由于热传导过程，使焊缝区域金属产生淬硬、脆化、软化等。由于不均匀加热及冷却，产生不均匀应力状态和变形，导致裂纹。

三、焊接过程特点及影响

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焊缝熔池的一次结晶：在焊接过程中，当焊接热源离开后金属有液体转变成固体的过程为一次结晶；特点为：熔池体积小，冷却速度快，电弧焊时熔池体积为30cm3，质量约为200g；冷速大约为100℃/S，当含C量高、合金元素较多的钢材将较易产生淬硬组织（马氏体），产生结晶裂纹。熔池液态金属处于过热状态，温度为1770±100℃，超过金属熔点，合金元素烧损严重。熔池在运动过程状态下结晶，熔池与热源作同速移动，熔池前半部处于熔化，后半部处于结晶状态，熔池在运动下结晶。

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偏析：合金钢中各组成元素在结晶时分布不均匀的现象。在一次结晶过程中，冷速快，已凝固金属中的化学成分来不及扩散，造成分布不均匀，从而产生偏析。偏析分为显微偏析、区域偏析、层状偏析等三种。二次结晶：当高温焊缝冷却到室温时，需要经过一系列的组织相变过程称为二次结晶。焊接过程中，熔滴过渡形态有粗滴过渡、短路过渡和喷射过渡。

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目的：对焊接区域进行保护的目的是防止空气侵入熔滴和熔池，以减少焊缝金属中的H、N、O等含量。保护一般分为三种：气体保护：Ar、CO2等（目前公司主要采用富氩气体保护，成分为80%Ar+20%CO2)；渣保护：埋弧焊（采用焊剂HJ431、HJ330等）；气—渣联合保护：焊条电弧焊（焊接材料采用电焊条）。

四、焊接过程中的保护原理及方法：

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焊接方法表示法焊接方法的英文缩写：电弧焊——AWCO2气体保护焊——CO2W埋弧自动焊——SAW钨极氩弧焊——GTAW电阻焊——RW（其中：电阻点焊——RSW；电阻缝焊——RSEW）焊接方法数字表示法：无气体保护的电弧焊——11（其中：手工电弧焊——111）埋弧焊——12（其中：丝极埋弧自动焊——121）熔化极气体保护电弧焊——13（其中：CO2气体保护焊——135）非熔化极气体保护焊——14（其中：钨极氩弧焊——141）电阻焊——2（其中：电阻点焊——21；电阻缝焊——22；电阻对焊——25）气焊——3

五、几种常用焊接方法的表示法焊接工艺基基础知识概念：金属属材料的焊焊接性能是是指材料对对焊接加工工的适应性性；即指金金属用一定定的焊接方方法和工艺艺要求下能能否获得优优良的接头头的性能和和该接头能能否在使用用条件下可可靠地运行行。使用焊接性性：焊接接接头或整个个结构满足足产品技术术要求条件件规定的使使用性能和和要求。焊接性不仅仅与材料本本身的固有有性能有关关，同时也也与许多焊焊接工艺条条件有关。。通过焊接试试验来评定定的主要标标准，是产产生裂纹的的可能性和和裂纹的多多少，以及及有无气孔孔的产生。。六、常用金属材材料的焊接接性能焊接工艺基基础知识金属材料的的焊接性能能与金属材材料的化学学成分有很很大关系，，如：碳钢钢的焊接性性能就比合合金钢好；；合金元素素含量低的的材料比合合金元素含含量高的焊焊接性能好好；含碳量量低的碳钢钢的焊接性性能比含碳碳量高的好好。一般用碳当当量的大小小来衡量:碳当量（CE）＜0.4%时时，钢材的的淬硬倾向向不明显，，可焊性优优良，焊接接时不必预预热。碳当量（CE）=0.4%~0.6%时，钢材材的淬硬倾倾向逐渐明明显，需要要采取适当当预热，控控制线能量量等工艺措措施。碳当量（CE）＞0.6%时时，淬硬倾倾向强，可可焊性不好好。焊接工艺基基础知识影响材料焊焊接性的主主要因素：：材料因素：：物理性能：：熔点、热热导率、热热容量等，，如Cu、、Al等热热导率大，，结晶快，，易产生气气孔等；化学性能：：对氢、氮氮的敏感程程度（主要要影响元素素C、S、、P、O、、N、H））；工艺因素：：焊接方法法、工艺参参数、焊接接顺序、预预热、后热热、焊后热热处理等。。结构因素：：焊接结构构和接头的的设计形式式（如形状状、尺寸、、厚度、接接头坡口形形式、焊缝缝布置及截截面形状））。使用条件：：结构的工工作温度、、负载情况况和工作介介质等，如如低温工作作要求抗脆脆性断裂；；交变载荷荷要求焊缝缝抗疲劳性性能。焊接工艺基基础知识金属材料分分类：按含碳量分分：低碳钢钢、中碳钢钢、高碳钢钢按品质分：：普通碳素素钢、优质质碳素钢、、高级优质质碳素钢碳素钢的焊焊接性：碳素钢的焊焊接性随含含C量的增增加而变差差，因为含含C量较高高的钢焊接接时温度快快速冷却下下来容易被被淬硬，而而被淬硬的的焊缝和热热影响区因因为塑性下下降，在焊焊接应力作作用下易产产生裂纹。。焊接工艺基基础知识碳素钢的焊焊接性能及及工艺要求求：中碳碳钢钢：：淬淬硬硬倾倾向向较较大大，，热热影影响响区区产产生生低低塑塑性性的的马马氏氏体体，，焊焊接接性性能能较较差差，，35、、45、、55、、ZG270-510、、ZG310-570等等，，中碳碳钢钢的的焊焊接接方方法法及及工工艺艺要要求求：：预热热和和控控制制层层间间温温度度，，一一般般在在150℃℃左左、、右右。。尽量量保保证证焊焊缝缝浅浅熔熔深深焊焊接接：：采采用用小小电电流流、、小小直直径径焊焊条条或或焊焊丝丝。。焊接接完完成成后后进进行行热热处处理理：：消消除除应应力力处处理理580-650℃℃、、后后热热150-200℃℃保保温温1.5-2小小时时。。锤击击焊焊缝缝法法，，消消除除焊焊接接应应力力。。焊接接工工艺艺基基础础知知识识高碳碳钢钢：：在在焊焊接接过过程程中中会会产产生生又又脆脆又又硬硬的的高高碳碳马马氏氏体体，，容容易易形形成成裂裂纹纹，，难难以以焊焊接接。。一一般般不不用用这这类类钢钢材材制制作作焊焊接接结结构构件件。。焊接接方方法法及及工工艺艺要要求求：：先退退火火处处理理后后再再焊焊接接操操作作。。预热热：：预预热热温温度度及及层层间间温温度度控控制制在在350℃℃左左、、右右。。采用用小小电电流流、、较较低低的的焊焊接接速速度度焊焊接接。。焊后后保保温温缓缓冷冷。。焊接接工工艺艺基基础础知知识识概念念：：用用焊焊接接方方法法把把金金属属材材料料连连接接起起来来的的接接头头叫叫焊焊接接接接头头。。接头头形形式式：：对接接接接头头：：有有ⅠⅠ形形坡坡口口、、V形形坡坡口口、、X形形坡坡口口、、U形形坡坡口口、、单单边边U形形坡坡口口、、双双面面U形形坡坡口口。。T形形接接头头：：有有I形形坡坡口口、、单单边边V形形、、K形形以以及及双双U形形坡坡口口四四种种形形式式。。角接接接接头头：：有有I形形坡坡口口、、单单边边V形形坡坡口口、、V形形坡坡口口及及K形形坡坡口口四四种种形形式式。。搭接接接接头头：：分分为为I形形坡坡口口、、圆圆孔孔内内塞塞焊焊及及长长孔孔内内角角焊焊三三种种形形式式。。卷边边接接头头七、、接接头头设设计计和和形形式式焊接接工工艺艺基基础础知知识识接头头的的设设计计和和选选择择原原则则：：根据据产产品品的的结结构构形形状状、、尺尺寸寸、、材材质质、、技技术术要要求求等等。。根据据采采用用的的焊焊接接方方法法及及接接头头的的基基本本特特性性。。根据据承承载载荷荷的的性性质质、、大大小小（（如如拉拉伸伸、、压压缩缩、、弯弯曲曲、、冲冲击击等等））。。根据据工工作作环环境境要要求求。。根据据变变形形与与控控制制及及施施焊焊的的难难易易程程度度。。根据据接接头头的的焊焊前前准准备备和和焊焊接接费费用用等等。。坡口口的的选选择择原原则则：：保证证焊焊件件的的焊焊接接质质量量、、焊焊缝缝能能焊焊透透。。坡口口容容易易加加工工（（如如U型型坡坡口口比比V型型坡坡口口加加工工困困难难，，费费用用高高））。。尽可可能能减减少少金金属属填填充充量量。。减少少焊焊接接变变形形。。保证证焊焊接接可可达达性性（（如如不不能能两两面面焊焊接接的的可可选选用用单单面面V型型或或U型型坡坡口口））不同同位位置置的的焊焊接接操操作作要要求求：：（（平平焊焊、、立立焊焊、、横横焊焊、、仰仰焊焊等等四四种种操操作作方方法法））。。焊接接工工艺艺基基础础知知识识产生生原原理理：：在焊焊接接过过程程中中，，加加热热是是通通过过移移动动的的高高温温电电弧弧热热源源进进行行的的，，因因此此焊焊缝缝和和焊焊缝缝附附近近的的金金属属温温度度很很高高，，其其余余大大部部分分金金属属不不受受热热。。受受热热金金属属的的膨膨胀胀。。而而周周围围金金属属不不受受热热，，金金属属不不膨膨胀胀，，相相当当于于钢钢性性固固定定。。于于是是，，受受热热金金属属的的膨膨胀胀受受到到阻阻碍碍和和抑抑制制，，产产生生了了压压缩缩塑塑性性变变形形。。而而焊焊完完冷冷却却后后，，焊焊缝缝和和焊焊缝缝附附近近的的金金属属，，因因收收缩缩而而变变短短，，但但又又受受到到周周围围未未受受热热金金属属的的限限制制，，就就使使焊焊件件产产生生了了内内应应力力，，以以致致产产生生变变形形。。八、焊焊接应应力与与变形形焊接工工艺基基础知知识应力分分为：：按产生生原因因分为为：热应力力：由由于温温差引引起（（温差差应力力），，产生生热裂裂纹。。相变应应力：：由于于局部部金属属发生生组织织相变变。塑变应应力：：金属属局部部发生生拉伸伸或压压缩产产生塑塑性变变形后后引起起的内内应力力。按产生生和存存在时时间分分：焊接瞬瞬时应应力：：和热热应力力无本本质区区别，，热应应力也也是瞬瞬时应应力（（暂时时应力力）残余应应力：：焊接接完成成冷却却后残残留在在焊缝缝中的的应力力，其其对结结构的的强度度、防防腐蚀蚀性能能和尺尺寸稳稳定均均有影影响。。焊接变变形：：在焊接接过程程中产产生的的变形形叫焊焊接变变形。。焊接变变形的的种类类：纵纵向和和横向向的收收缩变变形、、弯曲曲变形形、扭扭曲变变形、、角变变形和和波浪浪变形形等。。焊接工工艺基基础知知识焊接残残余应应力的的控制制：焊接残残余应应力是是可以以通过过结构构设计计和焊焊接工工艺措措施等等进行行调节节和控控制的的，如如降低低残余余应力力产生生的峰峰值，，避免免在大大面积积内产产生较较大的的拉应应力等等。设计措措施：：尽量减减少结结构上上的焊焊缝数数量和和尺寸寸：多多一条条焊缝缝就多多一处处内应应力源源，过过大的的焊缝缝尺寸寸，焊焊接时时受热热区域域就大大。避免焊焊缝过过分集集中，，焊缝缝中间间应保保持足足够的的空间间。在在压力力容器器设计计中要要求较较严格格。采用刚刚性较较小的的接头头形式式。焊接工工艺基基础知知识工艺措措施：：采用合合理的的焊接接顺序序。降低焊焊缝拘拘束度度。锤击焊焊缝：：使焊焊缝金金属延延展，，抵消消一些些焊缝缝区域域的收收缩，，降低低内应应力，，在焊焊缝强强度高高，塑塑性较较差的的材料料中，，一般般在温温度较较高时时锤击击为好好（温温度区区间为为800-500℃℃）。。加热减减应区区：加加热那那些阻阻碍焊焊接区区域自自由收收缩的的部位位，使使与焊焊接区区域同同时膨膨胀和和收缩缩，减减少焊焊接应应力。。焊接工工艺基基础知知识消除焊焊接残残余应应力的的方法法：整体高高温回回火（（消除除应力力退火火）：：碳钢钢及低低合金金钢为为580-680℃℃，时时间一一般不不小于于30min,也也不必必超过过3小小时。。局部高高温回回火：：只对对焊缝缝及附附近的的局部部区域域加热热。机械拉拉伸法法。温差法法。振动法法。爆炸法法。焊接工工艺基基础知知识预防和和减少少焊接接变形形的措措施设计措措施：：合理选选择结结构的的截面面形状状和尺尺寸。。合理选选择焊焊缝尺尺寸和和形式式：在在保证证焊缝缝强度度、满满足焊焊接工工艺条条件下下，尽尽可能能采用用较小小的焊焊缝尺尺寸。。对于于受力力较大大的丁丁字接接头和和十字字接头头，在在保证证强度度相同同的条条件下下，采采用开开坡口口角焊焊缝可可减少少变形形。在在薄板板结构构中如如果没没有密密封性性等要要求，，则可可用点点焊或或塞焊焊来代代替长长缝的的熔化化焊。。尽可能能减少少不必必要的的焊缝缝：尽尽可能能采用用各种种型材材、冲冲压件件和锻锻件。。合理地地安排排焊缝缝位置置：尽尽可能能使焊焊缝布布置对对称于于结构构截面面的中中性轴轴，或或者靠靠近中中性轴轴。焊接工工艺基基础知知识工艺措措施：：反变形形法：：是焊焊接生生产中中常用用的工工艺措措施。。刚性固定法法：在装配配时可以用用夹具、专专用胎具、、压铁、临临时工艺支支撑杆等来来对构件进进行刚性固固定。合理地选择择焊接方法法和焊接规规范：选用用能量比较较集中的焊焊接热源，，可减少焊焊接塑性变变形区，有有效防止焊焊接变形。。如：CO2气体保护焊焊，电流密密度大，能能量集中，，线能量比比较小，不不仅生产效效率高，而而且构件的的焊接变形形比手工电电弧焊小。。选择合理的的组装、焊焊接顺序：：这是焊接接结构生产产中防止或或减少变形形十分重要要的工艺措措施。合理理的装配焊焊接顺序不不仅能减少少构件的焊焊接变形，，而且还能能降低结构构的焊接应应力。在对对焊接结构构进行装配配焊接时，，有的需要要整体装配配后再进行行焊接，而而有的结构构需分小总总成装配焊焊接后再总总装焊接。。要根据具具体的情况况正确选择择合理的装装配焊接顺顺序。焊接工艺基基础知识焊接变形的的矫正：机械矫正：：对低碳钢钢结构，可可在焊后直直接用此法法进行矫正正；但对于于一般合金金钢焊接结结构，焊后后应先进行行消除应力力处理，然然后才能进进行机械矫矫正，否则则矫正困难难，并可能能因此而产产生构件的的断裂。对对于薄板焊焊后的波浪浪变形，可可采用锤击击焊缝区的的拉伸应力力区域的方方法，使该该区域的纤纤维伸长，，减少板边边的压应力力而得到矫矫正。火焰加热矫矫正：对构构件进行局局部加热，，使加热区区产生压缩缩塑性变形形，冷却后后发生收缩缩，从而达达到矫正目目的。一般般加热部位位温度控制制在600~800℃左右。。对于有淬淬火敏感性性的钢一般般不采用此此法，对于于低合金结结构钢，应应根据各种种钢材的特特点，严格格控制加热热温度和冷冷却速度。。加热方法：：点状加热热（适用于于板厚小于于8mm的的波浪式变变形矫正））；线状加热（（多用于变变形较大或或刚性较大大的结构））；三角形加热热（适用于于矫正板厚厚较大，刚刚性较强的的弯曲变形形）。焊接工艺基基础知识概述：在焊接接头头中由于焊焊接所引起起的各种裂裂纹统称焊焊接裂纹。。焊接裂纹纹在焊缝金金属和热影影响区都可可能产生。。焊接结构构所产生的的破坏事故故大部分都都是由焊接接裂纹所引引起。裂纹的危害害：减少了焊接接接头的工工作截面，，因而降低低了焊接结结构的承载载能力。构成了严重重的应力集集中，既降降低了结构构的疲劳强强度，又容容易引发结结构的脆性性破坏。造成泄漏。。表面裂纹容容易造成或或加速结构构的腐蚀。。留下隐患，，使结构变变得不可靠靠。九、焊接裂裂纹分类及及产生原理理焊接工艺基基础知识裂纹的分类类按焊接裂纹纹的分布形形态分：按裂纹产生生的区域———焊缝裂裂纹和热影影响区裂纹纹；按相对于焊焊道的方向向——纵向向裂纹和横横向裂纹；；按裂纹的尺尺寸大小———宏观裂裂纹和微观观裂纹；按裂纹分布布位置———表面裂纹纹、内部裂裂纹和弧坑坑（火口））裂纹；按相对于焊焊缝断面位位置——焊焊趾裂纹、、根部裂纹纹、焊道下下裂纹。按裂纹产生生的机理分分：热裂纹———包括结晶晶裂纹、液液化裂纹、、多边化裂裂纹；冷裂纹———包括延迟迟裂纹、淬淬硬脆化裂裂纹、低塑塑性脆化裂裂纹；再热裂纹；；层状撕裂；；应力腐蚀裂裂纹。焊接工艺基基础知识焊接热裂纹纹：在焊接过程程中，焊缝缝和热影响响区金属冷冷却到固相相线附近的的高温区时时所产生的的焊接裂纹纹称为热裂裂纹。其断断口为蓝黑黑色。焊接接热裂纹可可分为：结结晶裂纹、、液化裂纹纹、多边化化裂纹三类类。结晶裂纹：：只产生在在焊缝中，，多呈纵向向分布在焊焊缝中心，，也有呈弧弧形分布在在焊缝中心心线两侧。。弧坑裂纹纹亦属结晶晶裂纹。液化裂纹：：在母材近近缝区或多多层焊的前前一焊道因因受热作用用而在液化化的晶界上上形成的焊焊接裂纹称称液化裂纹纹。多边化裂纹纹：焊接时时在金属多多边化晶界界上形成的的一种热裂裂纹称多边边化裂纹。。是由于在在高温时塑塑性很低而而造成的，，故又称高高温低塑性性裂纹。这这种裂纹多多发生在纯纯金属或单单相奥氏体体焊缝中。。目前对这这种裂纹还还缺乏深入入研究。焊接再热裂裂纹：焊后，工件件在一定温温度范围再再次加热而而产生的裂裂纹称再热热裂纹有些结构在在焊后并未未发现裂纹纹，而在焊焊后消除应应力的热处处理过程中中才出现裂裂纹，这种种裂纹又称称消除应力力处理裂纹纹，简称SR裂纹。。有些焊接结结构焊后没没有裂纹，，而在一定定温度下长长期工作时时才产生裂裂纹。焊接工艺基基础知识焊接再热裂裂纹特点只发生在某某些金属内内，即仅在在含有一定定沉淀强化化元素的金金属焊件中中产生。而而一般的低低碳钢和固固溶强化类类的低合金金高强钢均均无再热裂裂纹倾向。。只发生在某某一温度区区，与再热热温度和再再热时间有有关。只发生在热热影响区粗粗晶区的晶晶界上，在在母材、焊焊缝和热影影响区的细细晶部位均均不产生再再热裂纹。。在焊接区必必须同时存存在有残余余应力和不不同程度的的应力集中中，因此在在大拘束焊焊件或应力力集中部位位最容易产产生再热裂裂纹。预防热裂纹纹的主要措措施：控制焊缝金金属中有害害物质的含含量；预热：减小小焊缝熔池池的冷却速速度，降低低焊接应力力；采用碱性焊焊条或碱性性焊剂：增增强脱S能能力，提高高焊缝抗热热裂纹性；；调整焊接工工艺参数：：减少电流流、减少焊焊缝厚度，，提高抗裂裂性能；采用收弧板板：焊缝弧弧坑冷却速速度较快，，因偏析在在弧坑产生生热裂纹。。焊接工艺基基础知识冷裂纹：焊接接头头冷却到较较低温度下下（钢在Ms温度以以下）时产产生的焊接接裂纹。主主要特点：：钢在焊接接接头冷却到到室温后并并在一定时时间（几小小时、十几几小时或十十几天）才才才出现的的焊接冷裂裂纹称延迟迟裂纹（最最常见）。。焊接冷裂纹纹主要发生生在中碳钢钢、高碳钢钢、低合金金钢或中合合金高强钢钢、Ti及及Ti合金金钢中，多多发生在接接头热影响响区或熔合合线上，个个别情况下下出现在焊焊缝中。开始时少量量出现，随随时间增长长逐渐增多多和扩展。。冷裂纹分类类：淬硬脆化裂裂纹：又称称淬火裂纹纹，一些淬淬硬倾向较较大的钢种种易出现。。一般焊后后立即出现现，在热影影响区和焊焊缝上都可可产生。低塑性脆化化裂纹：是是某些塑性性较低的材材料冷至低低温时，由由于收缩而而引起的应应变超过了了材料本身身所具有的的塑性储备备或材料变变脆而产生生裂纹。如如铸铁补焊焊，堆焊硬硬质合金和和焊接高铬铬合金时易易出现，通通常是焊后后立即出现现，无延迟迟现象。焊接工艺基基础知识延迟裂纹：：可分为三三类：焊道下裂纹纹：是在靠靠近堆焊焊焊道的热影影响区内所所形成的焊焊接冷裂纹纹，常与熔熔合线平行行，有时也也垂直。焊趾裂纹：：是沿应力力集中的焊焊趾处所形形成的焊接接冷裂纹，，其走向常常与焊缝纵纵向平行，，并由焊趾趾表面开始始向母材深深处延伸。。焊根裂纹纹：是沿沿应力集集中的焊焊缝根部部所形成成的，其其走向从从焊缝根根部开始始伸向热热影响区区或焊缝缝中。防止冷裂裂纹的主主要措施施：控制焊缝缝金属的的含氢量量。预热：减减慢焊接接接头的的冷却速速度以降降低淬硬硬倾向。。后热（消消氢处理理）：指指焊接结结束或焊焊完一条条焊缝后后，将焊焊件或焊焊接接头头区立即即加热到到150-250℃并并保温一一段时间间，消氢氢处理是是在300-400℃℃加热温温度内进进行。采用较大大的焊接接线能量量，减慢慢接头的的冷却速速度。采用奥氏氏体不锈锈钢焊条条，由于于奥氏体体组织塑塑性好，，可减少少焊接应应力，并并能溶解解较多的的氢。焊接工艺艺基础知知识焊接结构构件设计计时应注注意的事事项：在在设计计焊接结结构时，，应尽可可能采用用最合理理的结构构形式和和焊接工工艺，以以保证：：在满足设设计功能能要求下下，焊接接工作量量能减至至最少；；焊接件可可不再需需要或只只需要少少量的机机械加工工；焊接变形形和焊接接应力能能减至最最少；能为焊接接操作者者创造良良好的劳劳动条件件；结构的生生产成本本低，生生产效率率高。概括起来来讲就是是要保证证产品的的制造合合理性、、经济合合理性、、使用安安全性。。下面就一一些具体体的事项项说明如如下：十、焊接接结构设设计与要要求焊接工艺艺基础知知识制造合理理性方面面：焊接件应应具有好好的定位位——保保证组装装的可操操作性。。考虑焊接接时操作作方便，，结构特特殊更应应考虑焊焊缝的布布置。毛坯上与与其他件件连接的的部分应应离开焊焊缝至少少3mm。焊缝的位位置应使使焊接设设备的调调整次数数和工件件的翻转转次数最最少。经济合理理性方面面：考虑最有有效的焊焊接位置置，以最最小量焊焊接达到到最大量量效果。。在不影响响产品性性能的前前提下，，长焊缝缝尽量采采用间断断焊缝。。根据产品品结构特特点，尽尽量设计计为平焊焊、横焊焊，避免免立焊、、仰焊。。正确选用用角焊缝缝的计算算厚度。。角焊缝缝在较小小的负载载下，不不必计算算强度，，可按经经验确定定焊角高高度尺寸寸k，即即按连接接钢板中中较薄的的板厚考考虑。单单面角焊焊缝k≥≥0.6δ；双双面角焊焊缝k≥≥0.3δ。一一般k不不应超过过12mm，根根据强度度计算k值需大大于12mm时时，应选选择其他他形式的的焊缝。。一般情况况下尽量量不要把把焊缝布布置在加加工面上上。根据不同同的焊接接方法和和板厚确确定合理理的坡口口形式。。焊接工艺艺基础知知识使用安全全性方面面：避免将焊焊缝设计计在应力力容易集集中的地地方，特特别是重重要部件件或承受受反复载载荷的焊焊接件，，更应注注意这一一点。合合理布置置构件的的相互位位置，以以保证焊焊接件的的刚性。。焊缝的根根部在避避免处于于受拉应应力的状状态。直接传递递负载的的焊接件件，采用用整体嵌嵌接为好好，将工工作焊缝缝转为联联系焊缝缝。箱形焊接接结构件件应设计计为折弯弯件的拼拼焊。避免焊缝缝过分集集中，以以防止裂裂纹、减减少变形形；同时时，焊缝缝间应保保持足够够的距离离。焊接端部部产生锐锐角的地地方，应应尽量使使角度变变缓；薄薄板筋的的锐角必必须去掉掉，因为为尖角处处易熔化化。焊缝应交交错布置置，避免免交叉焊焊缝，特特别是厚厚截面时时更应注注意。合理安排排焊缝位位置，焊焊缝应相相对构件件中性轴轴，或靠靠近中性性轴，以以减少收收缩力矩矩或弯曲曲变形。。如有困困难，则则应使较较厚的焊焊缝布置置在靠近近中性轴轴，较薄薄的焊缝缝布置在在另一边边。焊接工艺艺基础知知识尽量减少少焊缝的的数量，，在可能能的情况况下，用用冲压结结构代替替肋板结结构，特特别是对对薄板结结构十分分有效。。蒙皮采用用接触点点焊代替替熔化焊焊，可减减少变形形。丁字接头头受集中中载荷作作用时，，必须使使集中载载荷作用用处有足足够的刚刚度。在不同厚厚度钢板板的对接接焊接件件设计时时，两板板的厚度度差（δδ—δ1）超过过下列允允许数值值时，应应在较厚厚板上作作出单面面或双面面削薄，，其削薄薄长度L=3（（δ—δδ1）：：较薄板厚厚度δ1为2~5mm时，允允许厚度度差（δδ—δ1）为1mm；；较薄板厚厚度δ1为5~9mm时，允允许厚度度差（δδ—δ1）为2mm较薄板厚厚度δ1为9~12mm时，，允许厚厚度差（（δ—δδ1）为为3mm；较薄板厚厚度δ1为大于于12mm时，，允许厚厚度差（（δ—δδ1）为为4mm。焊接工艺艺基础知知识焊接结构构组焊件件设计图图样上应应表明的的焊接方方面的内内容：正确完整整的焊缝缝标注符符号；选定的焊焊接方法法及所选选用的焊焊接材料料（焊接接材料也也可不标标明而由由工艺确确定）；；焊后消除除应力处处理要求求；校正焊接接变形要要求；焊缝质量量等级要要求（如如：X射射线、超超声波探探伤的等等级要求求）；当同一图图样上全全部焊缝缝采用的的焊接方方法完全全相同时时，焊缝缝符号尾尾部表示示焊接方方法的代代号可省省略不标标注，但但必须在在“技术术要求””中注明明“全部部焊缝均均采用………焊””等字样样；当大大部分焊焊接方法法相同时时，也可可在“技技术要求求”中注注明“除除图样中中注明的的焊接方方法外，，其余焊焊缝均采采用………焊”等等字样；；当断续焊缝、、对称断续焊焊缝、交错断断续焊缝的段段数无严格要要求时，允许许省略焊缝段段数标注；焊接工艺基础础知识同种钢材焊接接时焊材选用用原则：从焊件的力学学性能和化学学成分方面考考虑，焊材的的选用原则为为：根据等强原则则选择满足母母材力学性能能的焊材。焊材的化学成成分符合或接接近母材。母材中含C、、S、P等有有害成分较高高时，应选择择抗裂性和抗抗气孔性能好好的焊材。从焊件的工作作条件和使用用性能方面考考虑，焊材的的选用原则为为：在承受动载荷荷和冲击载荷荷情况下，选选择焊材时除除保证强度外外，对冲击韧韧性、延伸率率均有较高要要求。接触腐蚀介质质的，必须根根据介质的种种类、浓度、、工作温度以以及区分是一一般腐蚀还是是晶间腐蚀等等，选择合适适的焊材。在磨损条件下下，应区分是是一般磨损还还是受冲击磨磨损，是常温温还是受高温温磨损等，选选择相应的耐耐磨焊材。非常温条件下下工作时，应应选择相应的的保证低温或或高温力学性性能的焊材。。十一、焊接材材料的选用原原则焊接工艺基础础知识从焊件的结构构特点和受力力状态考虑，，焊材的选用用原则为：形状复杂，刚刚性大或大厚厚件的焊件，，焊缝金属在在冷却时收缩缩应力大，容容易产生裂纹纹，必须选择择抗裂性好的的焊材。受条件限制不不能翻转的焊焊件，须选择择能进行相应应位置（或全全位置）焊接接的焊材。从施焊条件和和设备方面考考虑，焊材的的选用原则为为：某些钢材（如如珠光体耐热热钢）需焊后后消除应力热热处理，但受受热处理设备备条件限制（（或本身结构构限制）不能能进行热处理理时，应改用用非母材金属属材料焊材（（如奥氏体不不锈钢焊材）），可不必焊焊后热处理。。在狭小或通风风条件差的施施焊场合，应应选用低尘低低毒焊材。从经济合理性性方面考虑，，焊材的选用用原则为：在在使用性能相相同的情况下下，应尽量选选择价格较低低的焊材。焊接工艺基础础知识异种钢、复合合钢焊接时焊焊材选用原则则一般碳钢和低低合金钢的焊焊接（如Q235A与Q345A、、45＃与Q345A等）：应使焊接接头头的强度大于于被焊钢材中中最低的强度度。应使焊接接头头的塑性和冲冲击韧性不低低于被焊钢材材。为防止焊接裂裂纹，应根据据焊接性较差差的母材选取取焊材。低合金钢与不不锈钢的焊接接：一般选用含Cr、Ni比比母材高，塑塑性、抗裂性性较好的奥氏氏体不锈钢焊焊材。对于不重要的的焊件，可选选用与不锈钢钢相应的焊材材。焊接工艺基础础知识手工电弧焊：：利用电弧热热熔化焊条和和局部工件，，形成连接的的一种焊接方方法。特点：具有灵灵活、机动，，适用性广泛泛，可进行全全位置焊接；；所用设备简简单、耐用性性好、维护费费用低等优点点。但劳动强强度大，质量量不够稳定，，决定于操作作者水平。富氩气体保护护焊：利用富富氩气体（80%Ar+20%CO2）进行保护，，以燃烧于工工件与焊丝间间的电弧做热热源的一种焊焊接方法。特点：成本低低，为埋弧焊焊和手工焊的的40%左右右，质量较好好，生产效率率高，操作性性能好，大电电流时飞溅较较大，成型不不够美观，设设备较复杂。。钨极氩弧焊：：利用高熔点点钨棒作为一一个电极，以以工件作为另另一个电极，，并利用氩气气作为保护介介质的一种焊焊接方法。简简称TIG焊焊。特点：热量集集中，熔池小小，焊接速度度快，热影响响区窄，焊接接变形小，电电弧稳定，飞飞溅小，成形形美观，设备备较贵。气焊：利用可可燃气体与氧氧气混合燃烧烧的火焰所产产生的高热（（可达3000℃）熔化化焊件和焊丝丝进行焊接的的一种焊接方方法。十二、目前公公司主要的焊焊接方法焊接工艺基础础知识整个公司目前前的焊接装备备与同行竞争争企业比较还还相对滞后。。同行企业于于90年代初初期就开始采采用焊接机器器人进行产品品的焊接，90年代中期期开始大规模模采用这种先先进的制造技技术进行金属属结构件的焊焊接自动化生生产。采用焊焊接专机、弧弧焊机器人等等自动化焊接接方法进行生生产，已成为为一个企业结结构件制作能能力的象征。。公司目前只只有平地机前前机梁焊接专专机、滚轮焊焊接专机、搅搅拌车（站））筒体焊接操操作机、起重重机各节臂焊焊接专机、转转塔台环焊专专机等几台半半自动焊接设设备，少部分分关重件配置置了焊接变位位机，基本上上还是以手工工焊接为主，，暂未配置弧弧焊机器人。。同行业状况：：广西柳工于上上世纪九十年年代就购置了了4台igm弧焊机器人人用于焊接装装载机前车架架中的主焊缝缝。江苏常林采用用一台igm弧焊机器人人焊接装载机机前车架主要要焊缝，主要要部件都配置置了焊接变位位机。陕建采用了两两台igm弧弧焊机器人用用于摊铺机熨熨平板架的焊焊接。天工采用两台台瑞典ABB公司的弧焊焊机器人（IRB2400型）用于于平地机牵引引架和前机架架的焊接。十三、目前公公司焊接生产产状况十四、世界焊焊接技术发展展趋势焊接工艺基础础知识随着焊接技术术迅速发展，，从过程的控控制到焊接工工艺及装备都都不断有新的的突破，为焊焊接生产向优优质、高效、、低成本的方方向发展提供供了前所未有有的良好条件件。焊接过程程的机械化、、自动化是机机械企业焊接接生产技术改改造的主要方方向。目前较先进的的焊接技术：：弧焊机器人焊焊接系统（工工作站）激光焊接技术术变位焊接技术术焊接工艺基础础知识弧焊机器人焊焊接的特点：：焊接过程稳定定：可以保证证产品焊接质质量的稳定和和提高。生产效率高：：焊接实际生生产操作时间间长，最少占占整个操作过过程时间的70%以上，，能提高生产产效率一倍以以上。定位精度高（（可达0.01～0.02mm）：：采用先进的的传感技术（（如激光跟踪踪传感器、电电弧传感器及及喷嘴传感器器等）全程跟跟踪和控制焊焊接操作过程程，能保证焊焊缝不焊偏以以及焊缝的平平直度，从而而能够有效的的保证产品的的焊接质量，，特别是能够够大大提高焊焊缝的表面质质量，并能降降低对工人操操作技术的要要求。设备柔性高高：可缩短产品品改型换代代的准备周周期，并减减少相应的的设备投资资。能减轻劳动动强度。可在特殊环环境中进行行焊接作业业。焊接工艺基基础知识弧焊机器人人焊接工艺基基础知识激光是一束束高能量密密度的热能能源，因此此采用激光光从事焊接接作业，其其热交换热热量远比热热传导和热热幅射的能能量高。为为此它不仅仅可以使被被焊接材料料迅速熔化化，同时还还可以使其其一部分得得到汽化，，这样就可可以使焊接接生产相对对能耗小，，易于进行行高速焊接接。目前激光焊焊接技术较较成熟的是是使用1～～l0kw间的中等等功率激光光器用于低低合金钢以以及特种合合金钢的焊焊接。对于10kw以上的的大功率的的激光器正正处在研究究应用推广广阶段，功功率达到20kw的的二氧化碳碳激光器，，一次可以以焊接20mm的厚厚钢板。激光焊接技技术焊接工艺基基础知识激光焊接的的特点：焊接速度快快：激光的的高能量可可使焊接材材料快速熔熔化焊接质量高高：快速熔熔化产生的的汽化现象象可改善焊焊接质量应用范围广广：可焊接接各种难熔熔的金属、、非金属材材料可以不用焊焊料，对焊焊缝材质不不稀释、不不污染生产效率高高，操作控控制方便变位焊接技技术变位焊接技技术指工件件在焊接过过程中，通通过将工件件位置变动动（旋转或或翻转），，使焊缝处处于平焊或或船形焊状状态，从而而使焊接操操作过程简简单，降低低对操作者者的要求，，更易保证证焊接质量量，特别是是焊缝外观观质量可得得到可靠保保证。焊接工艺基基础知识变位焊接各种焊接方方法比较分分析焊接工艺基基础知识主要焊接方方法及原理理比较焊接方法手工焊变位焊接专机焊接机器人焊接激光焊接特点人工操作，焊接质量不稳定，随机性较大适应范围广，可根据焊接需要调整相应工件位置一般适应于特殊工件的焊接焊接不同的工件将增加辅助设备，投资比较大可焊接20mm以下钢板，但在薄板焊接领域（如汽车行业、医药行业）适应较广生产效率较低较高较高高高焊接质量一般较好较好好好设备投资（万元）＜25～20＞30160～280220～300适应范围广广窄较广较广对工件组装要求低低较低高高生产成本低低较低较高较高焊接工艺基基础知识主要机器人人焊接系统统厂家及性性能比较生产厂家奥地利IGM瑞典ABB神钢ARCMAN首钢莫托曼设备价格（万元）175～220190～240150～17580～120纠偏功能好好较好稍差对工件的组装、定位精度要求较高较高较高高配套零件加工精度要求较高较高较高高配套设备投资及加工费用较高较高较高高谢谢!9、静夜四无无邻，荒居居旧业贫。。。12月-2212月-22Thursday,December29,202210、雨中黄叶树树，灯下白头头人。。15:36:4115:36:4215:3612/29/20223:36:42PM11、以以我我独独沈沈久久，，愧愧君君相相见见频频。。。。12月月-2215:36:4215:36Dec-2229-Dec-2212、故人江江海别，，几度隔隔山川。。。15:36:4215:36:4215:36Thursday,December29,202213、乍见翻翻疑