电焊工焊接知识

演讲人：日期:电焊工焊接知识CATALOGUE目录01焊接基础概念02焊接设备与材料03安全操作规范04焊接技术方法05缺陷识别与修复06行业应用与标准01焊接基础概念焊接定义与分类焊接的本质通过加热或加压使金属材料达到原子间结合，形成永久性连接的技术，可分为熔化焊、压力焊和钎焊三大类。熔化焊包括电弧焊、气焊等，压力焊涵盖电阻焊、摩擦焊等，钎焊则利用低熔点填充金属实现连接。电弧焊细分特种焊接技术根据电极类型和保护方式，电弧焊可细分为手工电弧焊（SMAW）、气体保护焊（GMAW/TIG）、埋弧焊（SAW）等，每种方法适用于不同材料厚度与工况要求。如激光焊、电子束焊等高能束焊接，适用于精密部件或高熔点材料，需严格控制能量密度与聚焦精度。123热源类型及特性焊接热源包括电弧、等离子体、激光等，电弧热效率约60%-70%，温度可达6000°C以上，而激光热源能量密度更高，适合微米级精密加工。热源与熔化原理熔池形成机制热源集中作用于母材和焊材，使其局部熔化形成熔池，熔池的流动行为受表面张力、电磁力和重力共同影响，需控制参数以避免气孔或未熔合缺陷。热输入控制热输入量（Q=IV/v）直接影响焊缝组织性能，过高易导致晶粒粗化，过低则可能引发冷裂纹，需根据材料厚度与导热性优化电流（I）、电压（V）及焊接速度（v）。冶金作用影响焊缝区组织演变焊接过程中，熔池快速冷却形成铸态组织，热影响区（HAZ）则经历相变重结晶，可能产生马氏体等硬脆相，需通过预热或后热改善。合金元素烧损与扩散高温下合金元素（如Mn、Si）易氧化烧损，需采用焊剂或保护气体（如CO₂、Ar）隔离空气，同时控制碳当量（CE）以抑制冷裂纹倾向。残余应力与变形不均匀加热导致焊接残余应力，可能引发变形或延迟裂纹，需通过对称焊接顺序、夹具约束或焊后热处理（如退火）进行调控。02焊接设备与材料焊机类型选择电弧焊机适用于大多数金属焊接场景，通过电弧产生高温熔化金属，操作灵活且成本较低，但需注意电流稳定性对焊接质量的影响。02040301电阻焊机通过电流通过金属接触面产生热量实现焊接，效率高且无需填充材料，常用于汽车制造和薄板焊接，但对工件表面清洁度要求严格。气体保护焊机采用惰性气体（如氩气、二氧化碳）保护熔池，减少氧化缺陷，适用于不锈钢、铝合金等高要求材料的精密焊接。激光焊机利用高能激光束实现高精度焊接，适用于微型零件或高反射率材料，但设备成本高且需专业操作环境。电极与填充材料碳钢焊条适用于普通碳钢焊接，需根据母材强度匹配焊条型号，并注意烘干处理以防氢致裂纹。不锈钢焊丝含铬镍等合金成分，需与母材成分相近以避免腐蚀问题，气体保护焊中常用实心或药芯焊丝。铝合金焊材需选用专用焊丝（如4043或5356），并配合氩气保护，防止氧化和孔隙缺陷。堆焊专用材料含耐磨或耐高温合金（如钴基、镍基），用于修复或强化工件表面，需严格控制焊接参数以保证结合强度。确保工件精准对位并固定，减少变形，适用于批量生产或复杂结构焊接。焊接夹具与定位器辅助工具使用气体保护焊中需定期清理喷嘴和导电嘴，避免送丝不畅或电弧不稳定。焊枪与送丝机构焊接前后需使用角磨机、钢丝刷等清除锈蚀、油污及焊渣，保证焊缝质量和外观。打磨与清理工具实时监控层间温度，配合超声波或X射线检测焊缝内部缺陷，确保符合工艺标准。测温仪与检测设备03安全操作规范焊接面罩与护目镜防火阻燃工作服必须选用带有自动变光功能的焊接面罩或专用护目镜，防止电弧强光对眼睛造成永久性损伤，同时需确保镜片过滤等级符合焊接电流强度要求。穿戴由阻燃材料制成的长袖工作服及手套，避免火花飞溅引燃衣物，袖口和裤脚应设计为收紧式以减少金属熔渣侵入风险。个人防护装备呼吸防护设备在密闭空间或高浓度烟尘环境中作业时，需配备符合标准的防毒面具或电动送风呼吸器，防止吸入有害气体和金属氧化物颗粒。安全鞋与耳塞穿着钢头防砸绝缘安全鞋以防重物坠落伤害，高频噪声环境下需使用降噪耳塞保护听力。环境安全评估检查作业场所自然通风或机械排风设施是否有效，尤其在狭小空间内需强制通风以降低有害气体积聚风险。通风系统检测设备接地与绝缘邻近设备防护焊接前需设置警戒线或物理屏障，确保半径内无易燃易爆物品，并配备灭火器材如干粉灭火器或防火毯。确认电焊机接地线连接牢固，电缆无裸露或老化现象，避免漏电事故；潮湿环境需额外增加绝缘垫或防潮措施。对周边精密仪器或电子设备采用防磁屏蔽措施，防止焊接电磁干扰导致设备故障。作业区域隔离立即用冷水冲洗灼伤部位至少15分钟，避免使用油脂类药膏，严重灼伤需紧急送医并保留烧伤面原始状态供诊断。发现头晕或呼吸困难时迅速撤离至通风处，若人员昏迷应立即实施心肺复苏并呼叫专业医疗支援。优先切断电源，针对不同火源选择对应灭火剂（如电气火灾禁用泡沫灭火器），火势失控时启动全员疏散预案。发生夹伤或切割伤时，用清洁敷料压迫止血并固定伤肢，避免移动造成二次伤害，及时转运至医疗机构。应急处理措施电弧灼伤处理气体中毒救援火灾扑救流程机械伤害急救04焊接技术方法设备简单、适应性强需根据母材材质（如J422焊条用于低碳钢）匹配焊条类型，并通过调整电流（直流反接或正接）、电弧长度和运条手法（直线、锯齿形）控制熔深与焊缝成形。焊条选择与工艺控制缺陷预防与处理易产生气孔、夹渣等缺陷，需严格清理焊件表面油污，控制烘干焊条温度（通常350°C±10°C），并采用多层多道焊减少应力集中。SMAW（ShieldedMetalArcWelding）仅需焊机、焊条和基本防护工具即可操作，适用于野外、高空等复杂环境，尤其适合碳钢、低合金钢的焊接。SMAW手工电弧焊GMAW气体保护焊高效自动化应用材料适应性扩展参数协同优化GMAW（GasMetalArcWelding）采用连续送丝（实心焊丝或药芯焊丝）和惰性/活性混合气体（如Ar+CO₂）保护，焊接速度可达SMAW的3倍，广泛应用于汽车制造、管道焊接。需协调电压（影响弧长）、电流（决定熔深）、送丝速度（控制熔敷率）及气体流量（通常15-25L/min），避免未熔合或飞溅过多。除低碳钢外，通过调整保护气体成分（如98%Ar+2%O₂）可焊接不锈钢、铝合金，但铝焊需配备脉冲功能以破除氧化膜。TIG（TungstenInertGasWelding）选用铈钨极（低放射性）或钍钨极（高熔点），配合纯氩气保护（纯度≥99.99%），可实现0.5mm薄板或异种金属（如铜-钢）的无飞溅焊接。TIG钨极氩弧焊高精度焊接工艺通过高频引弧或接触引弧减少污染，调节脉冲频率（如50-150Hz）降低热影响区，适用于钛合金等敏感材料。热输入精细控制需双手协调（一手持焊枪，一手送丝），保持短弧长（1-3mm）和15°-20°的焊枪倾角，并严格预热/后热（如不锈钢焊后需850°C退火）以避免裂纹。操作技术要求高05缺陷识别与修复裂纹与气孔检测通过肉眼观察焊缝表面是否存在裂纹或气孔，辅以渗透探伤剂增强缺陷可视性，适用于表面缺陷的快速筛查。目视检测与渗透探伤利用高频声波在材料中的反射特性，精准定位内部裂纹和气孔的位置及深度，尤其适用于厚板焊接的缺陷检测。超声波检测技术通过射线穿透焊缝形成影像，可清晰显示内部气孔、夹渣等三维缺陷，但对操作人员资质和设备安全性要求较高。X射线与伽马射线探伤变形控制策略在焊接前预判变形趋势，通过预先施加反向变形量或调整工件固定角度，抵消焊接过程中的热应力变形。预变形与反变形法采用短段焊接、间隔跳跃的施焊顺序，分散热输入区域，减少局部高温导致的收缩变形。分段退焊与跳焊工艺使用专用夹具或临时支撑结构强制固定工件，限制其自由变形，但需注意避免因约束过度产生残余应力。刚性固定与工装夹具修复技术要点缺陷清除与坡口制备采用机械打磨或碳弧气刨彻底去除裂纹、气孔等缺陷区域，并重新加工坡口以确保修复焊缝的熔合质量。后热处理与应力消除对重要结构件修复后实施消氢处理或整体退火，减少焊接残余应力，提高修复区域的力学性能稳定性。低氢焊条与预热控制修复时选用低氢型焊条降低冷裂纹风险，对高碳钢或合金钢需进行预热处理以减缓冷却速度。06行业应用与标准建筑制造应用钢结构焊接技术在高层建筑、桥梁等大型工程中，电焊工需掌握高强度钢材的焊接工艺，确保焊缝强度与耐久性符合设计要求，同时避免因热变形影响结构稳定性。管道系统焊接涉及给排水、燃气等压力管道的焊接，需严格遵循密封性标准，采用氩弧焊等精密焊接技术，防止泄漏风险并保证长期使用安全。预制构件焊接工厂化生产的楼梯、墙板等预制件需通过自动化焊接设备完成，要求焊工熟悉编程与人工补焊结合的操作流程，提升批量生产效率。包括超声波探伤、X射线检测等非破坏性手段，用于评估焊缝内部气孔、裂纹等缺陷，确保关键部位焊接质量达标。无损检测（NDT）要求通过拉伸试验、弯曲试验等验证焊缝的强度与韧性，数据需符合行业标准（如AWSD1.1或ISO5817），并留存完整检测报告。力学性能测试焊缝表面应平整无咬边、夹渣等明显缺陷，焊缝余高与宽度需控制在设计允许范围内，避免应力集中导致结构失效。