焊接培训资料课件.ppt

1、为什么要进行焊接培训v简单介绍培训目的v计划初步计划v序号 培训时间 培训内容 培训人v12013.3焊接基本知识和标准介绍 王青山v22013.4常用焊接工艺介绍 李汉杰v （埋弧焊，手工焊，氩弧焊，气保焊等） v32013.5常用材料焊接介绍v （碳钢，不锈钢，铬钼钢，特殊材料镍基及哈氏合金等） 郎新敏v42013.6焊接工艺评定及焊接工艺规程的审核（一） 梅峰v52013.6焊接工艺评定及焊接工艺规程的审核（二） 梅峰v62013.7焊接过程控制及工厂焊接管理 乔文广焊接是什么？v焊接是通过加热、加压，或两者并用，使两工件产生原子间结合的加工工艺和联接方式。焊接应用广泛，既可用于金属，也

2、可用于非金属 v焊接历史悠久v现代发展更快，航空，航天，军事，船舶v钢铁裁缝焊接要研究哪些东西？v实践性学科，应用多学科知识v材料的焊接性v焊接工艺v焊接设备及焊接材料v焊接结构v焊工技能及培训v焊接缺陷及无损检验如何评估焊接质量？v焊接前 焊接工艺评定 v焊接后 焊接产品试板从以下几个方面评估：v外观的v内在的v性能的v使用的焊接有哪些标准？GB/NBvGB/T3375-94 焊接术语vGB/T 324-2008 焊缝符号表示法vNB/T 47014-2011承压设备焊接工艺评定vNBT 47015-2011 承压设备焊接工艺规程vNB/T 47016-2011 承压设备产品焊接试件的力学性

3、能vNBT47018.147018.7-2011承压设备用焊接材料订货技术条件vTSGZ6002-2010 焊工考试ASMEv第九卷及第二卷GB/T3375-94 焊接术语v总共有三千多焊接术语，我们需要知道常用的焊接术语v焊接工艺评定Procedure Qualification Record (PQR)v焊接工艺规程 Welding Procedure Specification (WPS)v对接焊butt weldingv角焊fillet weldingv搭接焊lap weldingv焊接接头 welding Jointv对接接头butt Jointv角接接头 fillet Jointv

4、对接焊缝butt weldv角焊缝fillet weld介绍介绍vGB-T3375-94 焊接术语.pdfGB/T 324-2008 焊缝符号表示法v焊缝符号是焊接的工业语言，需要完全掌握vAWS 2.4 是美国的标准，我们的标准来源于它，有些许不同v重点介绍GBT 324-2008 焊缝符号表示法.pdf从焊接符号中可以读出v焊缝类型（对接焊缝还是角接焊缝）v坡口型式（单面或V型坡口）v坡口尺寸（钝边，间隙）v焊缝尺寸（焊脚尺寸）v焊接方法v焊接顺序v其他信息（焊缝表面处理，是否现场焊接）符号组成v基准线（实和虚线）v箭头v焊缝符号v焊缝尺寸及其他坡口参数v辅助符号v补充符号v尾巴v其他信息

5、焊接符号表示法v根据国家标准GB/T324-88的规定，焊缝符号一般由基本符号与指引线组成。必要时还可加上辅助符号、补充符号和焊缝尺寸等。 v基本符号是表示横截面形状的符号 v辅助符号是表示焊缝表面形状特征有辅助要求的符号 v补充符号是为了说明焊缝的某些特征要求的符号 v指引线一般由带有箭头的箭头线和两条基准线(一条为细实线，另一条为虚线)两部分构成 v1）如果焊缝箭头指向焊缝的施焊面的一侧，其基本符号等标注在基准线的实线一侧，如图a所示。2）如果焊缝箭头指向焊缝的施焊背面一侧，基本符号等标注在基准线的虚线一侧，如图b所示。 焊接分哪几大类？按照在焊接过程中金属所处的状态不同焊接可分为三大类：

6、v1熔（弧）焊 这类方法主要有手工电弧焊、埋弧自动焊、气体保护焊、气焊、电渣焊、等离子弧焊等。v熔焊的特点：1、填充金属填充金属，2、熔池熔池，3、保护保护。v2压焊 这类方法主要有电阻焊（点焊、缝焊和对焊）、摩擦焊等。v压焊的的特点：1、不使用填充金属不使用填充金属，2、加热到高塑性状态，加压使产生塑性变形塑性变形，3、不需要保护不需要保护措施。 v3钎焊 钎焊是利用比工件熔点低的钎料钎料，并与工件一同加热，在工件不熔化在工件不熔化的情况下，钎料熔化钎料熔化，填充到工件连接处，冷却凝固后，将工件连接在一起。焊接电弧焊接电弧 焊接电弧是在电极与工件之间的气体介质中长时间的放电焊接电弧是在电极与

7、工件之间的气体介质中长时间的放电现象，即在局部气体介质中有大量电子流通过的导电现象。现象，即在局部气体介质中有大量电子流通过的导电现象。 产生电弧的电极可以是产生电弧的电极可以是金属丝、钨丝、碳棒或焊条金属丝、钨丝、碳棒或焊条。 焊接电弧如图焊接电弧如图 4-14-1所示。所示。引燃电弧后，弧柱中就充满了引燃电弧后，弧柱中就充满了高温电离气体，并放出大量的高温电离气体，并放出大量的热能和强烈的光。电弧的热量热能和强烈的光。电弧的热量与焊接电流和电弧电压的乘积与焊接电流和电弧电压的乘积成正比。成正比。 电弧中阳极区和阴极区的温度因电极材料不同而有所不同。电弧中阳极区和阴极区的温度因电极材料不同而

8、有所不同。用钢焊条焊接钢材时，阳极区温度约为用钢焊条焊接钢材时，阳极区温度约为2 600 K2 600 K，阴极区约为，阴极区约为2 2 400 K400 K，电弧中心区温度最高，可达，电弧中心区温度最高，可达6 0006 0008 000 K8 000 K。 由于电弧产生的热量在阳极和阴极上有一定差异及其它一些由于电弧产生的热量在阳极和阴极上有一定差异及其它一些原因，使用直流电源焊接时，有原因，使用直流电源焊接时，有正接正接和和反接反接两种两种接线方法接线方法。正接正接是将是将工件工件接到电源的接到电源的正极正极，焊条焊条( (或电极或电极) )接到接到负极负极；反接反接是将是将工件工件接到

9、电源的负极，接到电源的负极，焊条焊条( (或电极或电极) )接到接到正极正极。正接时工件的温度相对高一些。正接时工件的温度相对高一些。焊接接头的组织与性能焊接接头的组织与性能一、焊接工件上温度的变化与分布一、焊接工件上温度的变化与分布 焊接时，电弧沿着工件逐渐移动并对工件进行局部加热。因焊接时，电弧沿着工件逐渐移动并对工件进行局部加热。因此在焊接过程中，焊缝及其附近的金属都是由常温状态开始被此在焊接过程中，焊缝及其附近的金属都是由常温状态开始被加热到较高的温度，然后再逐渐冷却到常温。加热到较高的温度，然后再逐渐冷却到常温。 随着各点金属所在位置的不同，随着各点金属所在位置的不同，其最高加热温度

10、是不同的。其最高加热温度是不同的。 图图4-3给出了焊接时焊件横截面上给出了焊接时焊件横截面上不同点的温度变化情况：不同点的温度变化情况：由于各点离焊缝中心距离不同，所由于各点离焊缝中心距离不同，所以各点的最高温度不同。以各点的最高温度不同。热传导需要一定的时间，所以各点热传导需要一定的时间，所以各点是在不同的时间达到该点最高温度的。是在不同的时间达到该点最高温度的。v总的看来，在焊接过程中，焊缝的形成是一总的看来，在焊接过程中，焊缝的形成是一次冶金过程，焊缝附近区域金属相当于受到次冶金过程，焊缝附近区域金属相当于受到一次不同规范的一次不同规范的热处理热处理，必然会产生相应的，必然会产生相应的

11、组织与性能的变化组织与性能的变化。二、焊接接头的组织与性能二、焊接接头的组织与性能 现以低碳钢为例说明焊缝和焊缝附近区域由于受到电弧现以低碳钢为例说明焊缝和焊缝附近区域由于受到电弧不同程度的加热而产生的不同程度的加热而产生的组织与性能组织与性能的变化。的变化。 如图，左侧下部是焊件如图，左侧下部是焊件的横截面，上部是相应的横截面，上部是相应各点各点在焊接过程中被加热的最高在焊接过程中被加热的最高温度曲线温度曲线 ( (并非某一瞬时该并非某一瞬时该截面的实际温度分布曲线截面的实际温度分布曲线) )。 图中图中 1 1、2 2、3 3等各段金等各段金属组织的获得，可用右侧所属组织的获得，可用右侧所

12、示的部分铁碳合金状态图示的部分铁碳合金状态图来对照分析。来对照分析。 1 1焊缝焊缝 焊缝的结晶是从熔池底壁开始向中心成长的焊缝的结晶是从熔池底壁开始向中心成长的。 因结晶时各个方向的冷却速度不同，从而形成柱状的铸态因结晶时各个方向的冷却速度不同，从而形成柱状的铸态组织，由铁素体和少量珠光体所组成。组织，由铁素体和少量珠光体所组成。 因结晶是从熔池底部的半熔化区开始逐次进行的，低熔点因结晶是从熔池底部的半熔化区开始逐次进行的，低熔点的硫磷杂质和氧化铁等易偏析物集中在焊缝中心区，将影响焊的硫磷杂质和氧化铁等易偏析物集中在焊缝中心区，将影响焊缝的力学性能。缝的力学性能。 因此，应慎重选用焊条或其它

13、焊接材料。因此，应慎重选用焊条或其它焊接材料。 焊接时，熔池金属受电弧吹力和保护气体吹动，熔池底壁焊接时，熔池金属受电弧吹力和保护气体吹动，熔池底壁柱状晶体的成长受到干扰，柱状晶体呈倾斜状，晶粒有所细化。柱状晶体的成长受到干扰，柱状晶体呈倾斜状，晶粒有所细化。 同时由于焊接材料的渗合金作用，焊缝金属中锰、硅等合同时由于焊接材料的渗合金作用，焊缝金属中锰、硅等合金元素含量可能比母材金元素含量可能比母材( (即焊件即焊件) )金属高，焊缝金属的性能可能金属高，焊缝金属的性能可能不低于母材金属的性能。不低于母材金属的性能。2 2焊接热影响区焊接热影响区 焊接热影响区是指焊缝两侧金属因焊接热作用而发生

14、组织焊接热影响区是指焊缝两侧金属因焊接热作用而发生组织和性能变化的区域。由于焊缝附近各点受热情况不同，热影响和性能变化的区域。由于焊缝附近各点受热情况不同，热影响区可分为熔合区、过热区、正火区和部分相变区等。区可分为熔合区、过热区、正火区和部分相变区等。 (1) (1) 熔合区熔合区 是焊缝和基体金属的交界区。是焊缝和基体金属的交界区。 此区温度处于固相线和液相线之间，由于焊接过程中母材部分熔此区温度处于固相线和液相线之间，由于焊接过程中母材部分熔化，所以也称为化，所以也称为半熔化区半熔化区。 熔化的金属凝固成铸态组织；熔化的金属凝固成铸态组织； 未熔化金属因加热温度过高而成为过热粗晶。未熔化

15、金属因加热温度过高而成为过热粗晶。 在低碳钢焊接接头中，熔合区虽然很窄在低碳钢焊接接头中，熔合区虽然很窄(0.1(0.11 mm)1 mm)，但因其强度、，但因其强度、塑性和韧性都下降，而且此处接头断面变化，易引起应力集中，所以塑性和韧性都下降，而且此处接头断面变化，易引起应力集中，所以熔合区在很大程度上熔合区在很大程度上决定着焊接接头的性能决定着焊接接头的性能。 (2)(2)过热区过热区 被加热到被加热到AcAc3 3以上以上100100200200至固相线温度区间，由于奥氏体晶粒至固相线温度区间，由于奥氏体晶粒急剧长大，形成过热组织，故塑性及韧性降低。对于易淬火硬化急剧长大，形成过热组织，

16、故塑性及韧性降低。对于易淬火硬化钢材，此区脆性更大。钢材，此区脆性更大。 (3) 正火区正火区 被加热到被加热到Ac1至至Ac3以上以上100200区间。区间。 加热时金属发生重结晶，转加热时金属发生重结晶，转变为细小的奥氏体晶粒。变为细小的奥氏体晶粒。 冷却后得到均匀而细小的铁素体和珠光体组织，冷却后得到均匀而细小的铁素体和珠光体组织，其其力学性能优于母材力学性能优于母材。(4) 部分相变区部分相变区 相当于加热到相当于加热到Ac1Ac3温度区间。温度区间。 珠光体和部分铁素体发生重结晶，珠光体和部分铁素体发生重结晶，转变成细小的奥氏体晶粒。部分铁素体不发生相变，但其晶粒有长大趋势，转变成细

17、小的奥氏体晶粒。部分铁素体不发生相变，但其晶粒有长大趋势，冷却后晶粒大小不均，因而力学性能比正火区稍差。冷却后晶粒大小不均，因而力学性能比正火区稍差。 焊接热影响区的大小和组织性能变化的程度，取决于焊接热影响区的大小和组织性能变化的程度，取决于焊接焊接方法、焊接参数、接头形式和焊后冷却速度等因素方法、焊接参数、接头形式和焊后冷却速度等因素。 同一焊接方法使用不同焊接参数时，热影响区的大小也不同一焊接方法使用不同焊接参数时，热影响区的大小也不相同。在保证焊接质量的条件下，增加焊接速度或减少焊接电相同。在保证焊接质量的条件下，增加焊接速度或减少焊接电流都能减小焊接热影响区。流都能减小焊接热影响区。

18、三、改善焊接热影响区组织和性能的方法三、改善焊接热影响区组织和性能的方法 焊接热影响区在电弧焊焊接接头中是不可避免的。焊接热影响区在电弧焊焊接接头中是不可避免的。 用焊条电弧焊或埋弧焊方法焊接一般低碳钢结构时，因热用焊条电弧焊或埋弧焊方法焊接一般低碳钢结构时，因热影响区较窄，危害性较小，焊后不进行处理即可使用。影响区较窄，危害性较小，焊后不进行处理即可使用。 对重要的碳钢构件、合金钢构件或用电渣焊焊接的构件，对重要的碳钢构件、合金钢构件或用电渣焊焊接的构件，则必须注意热影响区带来的不利影响。则必须注意热影响区带来的不利影响。 为消除其影响，一般采用焊后正火处理，使焊缝和焊接热为消除其影响，一般

19、采用焊后正火处理，使焊缝和焊接热影响区的组织转变成为均匀的细晶结构，以改善焊接接头的性影响区的组织转变成为均匀的细晶结构，以改善焊接接头的性能。能。 对焊后不能进行热处理的金属材料或构件，则只能在正确对焊后不能进行热处理的金属材料或构件，则只能在正确选择焊接方法与焊接工艺上来减少焊接热影响区的范围。选择焊接方法与焊接工艺上来减少焊接热影响区的范围。焊接应力与变形焊接应力与变形 焊接过程是一个极不平衡的热循环过程焊接过程是一个极不平衡的热循环过程，即焊缝及其相邻，即焊缝及其相邻区金属都要由室温被加热到很高温度区金属都要由室温被加热到很高温度( (焊缝金属已处于液态焊缝金属已处于液态) )，然后再

20、快速冷却下来。然后再快速冷却下来。 由于在这个热循环过程中，焊件各部分的温度不同，随后由于在这个热循环过程中，焊件各部分的温度不同，随后的冷却速度也各不相同，因而焊件各部位在的冷却速度也各不相同，因而焊件各部位在热胀冷缩热胀冷缩和和塑性变塑性变形形的影响下，必将产生的影响下，必将产生内应力、变形或裂纹内应力、变形或裂纹。 焊缝是靠一个移动的点热源加热，然后逐次冷却下来形成焊缝是靠一个移动的点热源加热，然后逐次冷却下来形成的。因而应力的形成、大小和分布状况较为复杂。为简化问题，的。因而应力的形成、大小和分布状况较为复杂。为简化问题，假定整条焊缝同时形成假定整条焊缝同时形成。 当焊缝及其相邻区金属

21、处于加热阶段时都会膨胀，但受到当焊缝及其相邻区金属处于加热阶段时都会膨胀，但受到焊件冷金属的阻碍，不能自由伸长而受压，形成焊件冷金属的阻碍，不能自由伸长而受压，形成压应力压应力。该压。该压应力使处于塑性状态的金属产生应力使处于塑性状态的金属产生压缩变形压缩变形。 随后再冷却到室温时，其收缩又受到周边冷金属的阻碍。随后再冷却到室温时，其收缩又受到周边冷金属的阻碍。不能缩短到自由收缩所应达到的位置，因而产生不能缩短到自由收缩所应达到的位置，因而产生残余拉应力残余拉应力( (焊焊接应力接应力) )。 焊接应力的存在将影响焊接构件的使用性能，其承载能焊接应力的存在将影响焊接构件的使用性能，其承载能力大

22、为降低，甚至在外载荷改变时出现脆断的危险后果。力大为降低，甚至在外载荷改变时出现脆断的危险后果。 对于接触腐蚀性介质的焊件对于接触腐蚀性介质的焊件( (如容器如容器) )，由于应力腐蚀现，由于应力腐蚀现象加剧，将减少焊件使用期限，甚至产生应力腐蚀裂纹而报象加剧，将减少焊件使用期限，甚至产生应力腐蚀裂纹而报废。废。对于承受重载的重要结构件、压力容器等，焊接应力必须加对于承受重载的重要结构件、压力容器等，焊接应力必须加以防止和消除：以防止和消除： 首先，在结构设计时应选用塑性好的材料，要避免使焊首先，在结构设计时应选用塑性好的材料，要避免使焊缝密集交叉，避免使焊缝截面过大和焊缝过长。缝密集交叉，避

23、免使焊缝截面过大和焊缝过长。 其次，在施焊中应确定正确的焊接次序（图其次，在施焊中应确定正确的焊接次序（图4 46b6b中中A A区易区易产生裂缝）。焊前对焊件预热是较为有效的工艺措施，这样可产生裂缝）。焊前对焊件预热是较为有效的工艺措施，这样可减弱焊件各部位间的温差，从而显著减小焊接应力。焊接中采减弱焊件各部位间的温差，从而显著减小焊接应力。焊接中采用小能量焊接方法或锤击焊缝亦可减小焊接应力。用小能量焊接方法或锤击焊缝亦可减小焊接应力。 对于承受重载的重要结构件、压力容器等，焊接应力必须对于承受重载的重要结构件、压力容器等，焊接应力必须加以防止和消除加以防止和消除： 第三，当需较彻底地消除焊

24、接应力时，可采用焊后去应力第三，当需较彻底地消除焊接应力时，可采用焊后去应力退火方法来达到。此时需将焊件加热至退火方法来达到。此时需将焊件加热至500500650650，保温后缓，保温后缓慢冷却至室温。慢冷却至室温。 此外，亦可采用振动法消除焊接应力。此外，亦可采用振动法消除焊接应力。 焊接应力的存在会引起焊件的变形焊接应力的存在会引起焊件的变形。焊接变形的基本类型。焊接变形的基本类型如图如图4 47 7所示。具体焊件会出现哪种变形，与所示。具体焊件会出现哪种变形，与焊件结构、焊缝焊件结构、焊缝布置、焊接工艺及应力分布等因素有关布置、焊接工艺及应力分布等因素有关。 一般情况下，结构简单的小型焊

25、件，焊后仅出现收缩变形，一般情况下，结构简单的小型焊件，焊后仅出现收缩变形，焊件尺寸减小。焊件尺寸减小。 当焊件坡口横截面的上下尺寸相当焊件坡口横截面的上下尺寸相差较大或焊缝分布不对称，以及焊接差较大或焊缝分布不对称，以及焊接次序不合理时，则焊件易生角变形、次序不合理时，则焊件易生角变形、弯曲变形或扭曲变形。弯曲变形或扭曲变形。 对于薄板焊件，最容易产生不规对于薄板焊件，最容易产生不规律的波浪变形。律的波浪变形。 焊件出现变形将影响使用，过大的变形量将使焊件报废，焊件出现变形将影响使用，过大的变形量将使焊件报废，因此必须加以防止和消除。因此必须加以防止和消除。 焊件产生变形主要是由焊接应力引起

26、的，预防焊接应力焊件产生变形主要是由焊接应力引起的，预防焊接应力的措施对防止焊接变形有时是有效的。的措施对防止焊接变形有时是有效的。 当对焊件的变形有较高限定时，在结构设计中应当对焊件的变形有较高限定时，在结构设计中应采用：采用：对称结构对称结构大刚度结构大刚度结构焊缝对称分布结构焊缝对称分布结构 这些都可减小或不出现焊接变形这些都可减小或不出现焊接变形。 施焊中，采用施焊中，采用反变形措施或刚性夹持反变形措施或刚性夹持方法，都可减小焊方法，都可减小焊件的变形。但刚性夹持法不适合焊接淬硬性较大的钢结构件件的变形。但刚性夹持法不适合焊接淬硬性较大的钢结构件和铸铁件。和铸铁件。 正确选择焊接参数和

27、焊接次序，对减小焊接变形也正确选择焊接参数和焊接次序，对减小焊接变形也很重要。很重要。 这样可使温度分布更加均衡，开始焊接时产生的变这样可使温度分布更加均衡，开始焊接时产生的变形可被后来焊接部位的变形所抵消，从而获得无变形形可被后来焊接部位的变形所抵消，从而获得无变形的焊件。的焊件。 对于焊后变形小但已超过允许值的焊件，可采用对于焊后变形小但已超过允许值的焊件，可采用机械矫机械矫正法正法( (图图4 412)12)或或火焰加热矫正法火焰加热矫正法( (图图4 413)13)加以消除。加以消除。 火焰加热矫正焊件时，要注意加热部位，使焊件在加热火焰加热矫正焊件时，要注意加热部位，使焊件在加热一冷

28、却后产生相反方向的塑性变形，以消除焊接时产生的变一冷却后产生相反方向的塑性变形，以消除焊接时产生的变形。形。 影响焊件裂纹产生的因素：影响焊件裂纹产生的因素：焊接材料的成分焊接材料的成分( (如硫、磷含量高如硫、磷含量高) )1.1.焊缝金属的含硫量高时，焊缝金属的含硫量高时，FeSFeS与与FeFe形成低熔点共晶体存在于基体金形成低熔点共晶体存在于基体金属的晶界处属的晶界处( (构成液态间层构成液态间层) )，在应力作用下被撕裂形成热裂纹；，在应力作用下被撕裂形成热裂纹；2.2.含磷量高时，可使钢的脆性加大，焊接性能变坏，也促使形成裂含磷量高时，可使钢的脆性加大，焊接性能变坏，也促使形成裂纹

29、。纹。焊缝金属的结晶特点焊缝金属的结晶特点( (结晶区间要小结晶区间要小) )3.3.金属的结晶区间越大，形成液态间层的可能性也越大，焊件就容金属的结晶区间越大，形成液态间层的可能性也越大，焊件就容易产生裂纹。易产生裂纹。含氢量的多少含氢量的多少4.4.钢中含氢量高，焊后经过一段时间，大量氢分子析出集中起来会钢中含氢量高，焊后经过一段时间，大量氢分子析出集中起来会形成很大的局部压力，造成焊件出现裂纹形成很大的局部压力，造成焊件出现裂纹( (称延迟裂纹称延迟裂纹) )。 焊接应力过大的严重后果是使焊件产生裂纹。焊接应力过大的严重后果是使焊件产生裂纹。 焊接裂纹存在于焊缝或热影响区的熔合区中，而且往往焊接裂纹存在于焊缝或热影响区的熔合区中，而且往往是内裂纹，危害极大。是内裂纹，危害极大。 对重要焊件，焊后应进行焊接接头的内部探伤检查。对重要焊件，焊后应进行焊接接头的内部探伤检查。 故焊接中应合理选材，采取措施减小应力，并应选用合故焊接中应合理选材，采取措施减小应力，并应选用合理的焊接工艺和焊接参数理的焊接工艺和焊接参数( (如采用碱性焊条、小能量焊接、如采用碱性焊条、小能量焊接、预热、合理的焊接次序预热、合理的焊接次序) )进行焊接，以确保焊件质量。进行焊接，以确保焊件质量。vQ&A