1、焊接培训材料焊接培训材料2022-9-30焊接培训材料1焊接基本知识焊接基本知识电弧:由焊接电源供给的，在两极间产生强烈而持久的气体放电现象叫电弧。1按电流种类可分为：交流电弧、直流电弧和脉冲电弧。2按电弧的状态可分为：自由电弧和压缩电弧（如等离子弧）。3按电极材料可分为：熔化极电弧和不熔化极电弧。母材:被焊接的金属-叫做母材。熔滴:焊丝先端受热后熔化，并向熔池过渡的液态金属滴-叫做熔滴。熔池:熔焊时焊件上所形成的具有一定几何形状的液态金属部分-叫做熔池。焊缝:焊接后焊件中所形成的结合部分。焊缝金属:由熔化的母材和填充金属（焊丝、焊条等）凝固后形成的那部分金属。一一、常用的焊接系列名词术语、常
2、用的焊接系列名词术语2022-9-30焊接培训材料1焊接基本知识焊接基本知识保护气体:焊接中用于保护金属熔滴以及熔池免受外界有害气体（氢、氧、氮）侵入的气体-保护气体。焊接电流:焊接时，流经焊接回路的电流，一般用安培（A）表示。电弧电压:电弧两端（两电极）之间的电压降，一般用伏特（V）表示。2022-9-30焊接培训材料1焊接方法的分类：按工艺过程特点分类、按能源性质分类焊焊 接接压压 焊焊熔焊熔焊钎钎 焊焊电渣、电子束、激光电渣、电子束、激光铝铝 热热 焊焊气气 焊焊电弧焊电弧焊药皮焊条电弧焊药皮焊条电弧焊气体保护电弧焊气体保护电弧焊埋弧焊、等离子弧焊等埋弧焊、等离子弧焊等氩弧焊氩弧焊二氧化
3、碳气体保护焊二氧化碳气体保护焊按工艺过程特点分类按工艺过程特点分类2022-9-30焊接培训材料1电弧焊电弧焊的分类 分为手工电弧焊、半自动（电弧）焊、自动（电弧）焊。自动（电弧）焊通常是指埋弧自动焊-在焊接部位覆有起保护作用的焊剂层，由填充金属制成的光焊丝插入焊剂层，与焊接金属产生电弧，电弧埋藏在焊剂层下，电弧产生的热量熔化焊丝、焊剂和母材金属形成焊缝，其焊接过程是自动化进行的。最普遍使用的是手工电弧焊。基本工艺手工电弧焊的基本工艺如下：a.在焊接前清理焊接表面，以免影响电弧引燃和焊缝的质量。b.准备好接头形式（坡口型式）。坡口的作用是使焊条、焊丝或焊炬（气焊时喷射乙炔-氧气火焰的喷嘴）能直
4、接伸入坡口底部以保证焊透，并有利于脱渣和便于焊条在坡口内作必要的摆动，以获得良好的熔合。2022-9-30焊接培训材料1电弧焊主要参数主要参数电弧焊的焊接规范中最主要的参数有：焊条种类（取决于母材的材料）、焊条直径（取决于焊件厚度、焊缝位置、焊接层数、焊接速度、焊接电流等）、焊接电流、焊接层数、焊接速度等。除了上述的普通电弧焊外，为了进一步提高焊接质量，还采用：气体保护电弧焊：例如利用氩气作为焊接区域保护气体的氩弧焊、利用二氧化碳作为焊接区域保护气体的二氧化碳保护焊等，钨极氩弧焊：以高熔点的金属钨棒作为焊接时产生电弧的一个电极，并处在氩气保护下的电弧焊，常用于不锈钢、高温合金等要求严格的焊接。
5、等离子电弧焊：这是由钨极氩弧焊发展起来的一种焊接方法。电弧焊电流大小的判断电弧焊电流大小的判断电流小：焊道窄，熔深浅，易形成过高，未熔合，未焊透，夹渣，气孔，焊条 粘连，断弧，不引弧等等 电流大：焊道宽，熔深大，咬边，烧穿，缩孔，飞溅大，过烧，变形大，焊瘤 等等 2022-9-30焊接培训材料1电弧焊电弧焊焊接时产生火灾爆炸事故的预防措施电弧焊焊接时产生火灾爆炸事故的预防措施1、焊接处10米以内不得有可燃物、易燃物，工作地点通道宽度应大于1米。高空作业更应注意火花的飞向。2、焊接作业处应把乙块发生器（可乙炔瓶）和氧气安置在10米以外。3、储放易燃易爆的容器未经清洗严禁焊接。在此情况下，首先要把
6、残剩的由除尽，排除可燃气体，在确证没有爆炸的危险性之后才可以焊接。如使用气体探测器检查将更加安全。4、焊接管子、容器时，必须把孔盖，阀门打开。5、保证焊接设备、橡皮绝缘电缆的连接部分无松散的现象，破损部分绝缘良好，防止漏电和过热。6、严禁将易燃易爆管道作焊接回路使用.7、使用二氧化碳气瓶及氩气瓶时，应遵守气瓶安全监察规程。2022-9-30焊接培训材料1CO2气体保护焊二氧化碳气体保护焊二氧化碳气体保护焊：是以二氧化碳气为保护气体，进行焊接的方法。在应用方面操作简单，适合自动焊和全方位焊接。CO2气体纯度有技术要求 焊接重要产品一定要选用CO2纯度99.8%的气体，焊缝气孔少，含氢量低，抗裂性
7、好。二氧化碳气体保护焊的各种参数二氧化碳气体保护焊的各种参数（1）焊丝直径 焊丝的直径通常是根据焊件的厚薄、施焊的位置和效率等要求选择。焊j接薄板或中厚板的全位置焊缝时，多采用1.6mm以下的焊丝（称为细丝CO2气保焊）。2022-9-30焊接培训材料1焊丝直径的选择残照右表2022-9-30焊接培训材料1CO2气体保护焊（2）焊接电流焊接电流的大小主要取决于送丝速度。送丝的速度越快，则焊接的电流就越大。焊接电流对焊缝的熔深的影响最大。当焊接电流为60250A，即以短路过渡形式焊接时，焊缝熔深一般为1mm2mm；只有在300A以上时，融身才明显的增大。（3）电弧电压短路过渡时，则电弧电压可用下
8、式计算：U=0.04I+162(V)此时，焊接电流一般在200A以下，焊接电流和电弧电压的最佳配合值见表2 当电流在200A以上时，则电弧电压的计算公式如下。U=0.04I+202(V)2022-9-30焊接培训材料1CO2气体保护焊（4）焊接速度 半自动焊接时，熟练的焊工的焊接速度为18m/h36m/h；自动焊时，焊接速度可高达150m/h。（5）焊丝的伸出长度 一般的焊丝的伸出长度约为汉斯的直径的10倍左右，并随焊接电流的增加而增加。(焊丝伸出长度即干伸长度越长，焊丝的电阻量越大，由电阻热消耗的电流越大，焊接电流显示值越小，实际焊接电流也变小。所以焊丝伸出长度一般设定在12-20mm范围内
9、)（6）气体的流量正常的焊接时，200A以下薄板焊接，CO2的流量为10L/min25L/min.200A以上厚板焊接，CO2的流量为15L/min25L/min.粗丝大规范自动焊为25L/min50L/min.2022-9-30焊接培训材料1CO2气体保护焊二氧化碳气体保护焊的优点二氧化碳气体保护焊的优点1焊接成本低。其成本只有埋弧焊和手工电弧焊的4050%。2生产效率高。其生产率是手工电弧焊的14倍。3操作简便。明弧，对工件厚度不限，可进行全位置焊接而且可以向下焊接。4焊缝抗裂性能高。焊缝低氢且含氮量也较少。5焊后变形较小。角变形为千分之五，不平度只有千分之三。6焊接飞溅小。当采用超低碳合
10、金焊丝或药芯焊丝，或在CO2中加入Ar，都可以降低焊接飞溅。2022-9-30焊接培训材料1氩弧焊焊接氩弧焊是用氩气作保护气体的气体保护电弧焊，焊接时从焊枪喷嘴连续喷出保护气体氩气，以排除焊接区的空气,保护电极和溶池不受大气有害气体的危害。在氩弧焊应用中，根据所采用的电极类型可分为非熔化极氩弧焊和熔化极氩弧焊两大类。非熔化极氩弧焊又称为钨极氩弧焊，是一种常用的气体保护焊方法。2022-9-30焊接培训材料1手工氩弧焊焊接 手工钨极氩弧焊工艺参数：主要有焊接电流、电弧电压、钨极直径、氩气流量、焊丝直径、喷嘴直径、钨极伸出长度、焊接速度等。1.通常电弧电压的选用范围是1020V。2.钨极直径不同电
11、源极性、钨极直径的最大许用电流 最大电流直径mm 1.6 2.4 3.2 4.0 5.0 6.4 直流正接70150A 150250A 250400A 400500A 500750A 7501000A 直流反接1020A 1530A 2540A 4055A 5580A 80125A 交流60120A 100180A 160250A 200320A 290390A 340525A 2022-9-30焊接培训材料1手工氩弧焊焊接3.焊接电流电流过大容易产生烧穿或焊缝下陷、咬边等缺陷，还会引起钨极烧损或产生夹钨缺陷；电流过小，电弧燃烧不稳定甚至发生偏吹。4.电弧电压钨极端部越尖，电压越高。过高影响气
12、体保护效果，也会使焊缝氧化或产生焊透不匀等缺陷。应在保证良好视线的前提下短弧操作 5.焊丝直径和氩气流量：D=(2.53.5)d D-喷嘴直径(mm)d-钨极直径(mm)氩气流量过大可能破坏层流保护、卷入空气；流量过小，气流挺度减弱，也易使空气侵入。气体流量取决于喷嘴形状、尺寸、坡口形式、焊接电流及喷嘴与工件间距离，也与外界环境有关。2022-9-30焊接培训材料1手工氩弧焊焊接 Q=KD Q-喷嘴直径(mm)K-系数，K=0.81.2(大喷嘴取上限，小喷嘴取下限)Q-氩气流量(L/min)6.钨极伸出长度系钨极端头伸出喷嘴端面的距离。伸出长度小，喷嘴与工件距离近则保护效果好。但过近影响视线，
13、妨碍操作。总之，手工钨极氩弧焊的喷嘴直径一般为520mm；氩气流量325 L/min；钨极伸出长度为510mm；喷嘴与工件距离512mm。2022-9-30焊接培训材料1手工氩弧焊焊接 手工钨极氩弧焊操作技术 1.焊接工艺参数氩气保护试验法：按选定的工艺参数在试验板(与工件材质相同)上引燃电弧后并保持不动，待电弧燃烧510秒灭弧，然后检查熔化焊点周围有无明显、光亮的圆圈。圆圈越大越光亮清晰，说明保护效果越好。颜色观察法：在试验板上焊接，焊后观察焊缝表面的氧化色，以鉴别气体保护效果。不锈钢焊缝表面呈银白色和金黄色最好，蓝色次之，灰色不良，黑色最 差。2.坡口形式和尺寸常用坡口形式有V形、U形、双
14、面V形和V-U组合形等。2022-9-30焊接培训材料1手工氩弧焊焊接 焊前清理及预热 1.焊前清理施焊前必须严格清理焊接区及填充焊丝，去除氧化膜、油脂及水分。工件表面未形成氧化膜时，可用丙酮进行脱脂处理，当已生成氧化膜时应进行酸化处理或用机械法打磨掉，焊前再用丙酮去污。2.预热黑色金属焊接一般不须预热，但板厚或管壁厚(26mm时)，可适当预热 预热可加快焊接速度，防止过热、减少合金元素烧损，并利于良好熔合。2022-9-30焊接培训材料1手工氩弧焊焊接 操作技术 1.引弧可采用短路接触法引弧，既钨极在引弧板上轻轻接触一下并随即抬起2mm左右即可引燃电弧。使用普通氩弧焊机，只要将钨极对准待焊部
15、位(保持35mm)，启动焊枪手柄上的按纽，这时高频振荡器即刻发生高频电流引起放 电火花引燃电弧。2.填丝施焊电弧引燃后加热待焊部位，待熔池形成后随即适量多加焊丝加厚焊缝，然后转入正常焊接。焊枪与工件间保持后倾角7580，填充焊丝与工件倾角150200，一般焊丝倾角越小越好，倾角大容易扰乱氩气保护。填丝动作要轻、稳，以防扰乱氩气保护，不能象气焊那样在熔池中搅拌，应一滴一滴地缓慢送入熔池，或者将焊丝端头浸入熔池中不断填入并向前移动。视装配间隙大小，焊丝与焊枪可同步缓慢地稍做横向摆动。以增加焊缝宽度。2022-9-30焊接培训材料1 防止焊丝与钨极接触、碰撞，否则将加剧钨极烧损并引起夹钨。焊丝端头不
16、能脱离保护区，打底焊应1次连续完成，避免停弧以减少接头。焊接时发现有缺陷，如加渣、气孔等应将缺陷清除，不允许应重复熔化的方法来消除缺陷。第二层以后各层的焊接，如采用手工电弧焊应注意防止打底焊缝过烧。焊条直径不应大于3.2mm，并控制线能量。采用氩弧焊应将层间接头错开，并严格掌握、控制层间温度。4.收弧焊缝结尾收弧时，应填满熔池，再按动电流摔减按纽，使电流逐渐减小后熄灭电弧。如果焊机无电流衰减装置，收弧时可减慢焊接速度，增加焊丝填充量填满熔池，随后电弧移至坡口边缘快速熄灭。电弧熄灭后，焊枪喷嘴仍要对准熔池，以延续氩气保护，防止氧化。焊接薄板时，为防止变形可采用铜衬垫并将工件压贴于衬垫上，以利散热
17、。还可将铜衬垫加工出凹槽，凹槽对准焊缝以便背面充气保护。手工氩弧焊焊接2022-9-30焊接培训材料1氩弧焊焊接安全防护 (1)通风措施 氩弧焊工作现场要有良好的通风装置，以排出有害气体及烟尘。除厂房通风外，可在焊接工作量大，焊机集中的地方，安装几台轴流风机向外排风。此外，还可采用局部通风的措施将电弧周围的有害气体抽走，例如采用明弧排烟罩、排烟焊枪、轻便小风机等。(2)防护射线措施 尽可能采用放射剂量极低的铈钨极。钍钨极和铈钨极加工时，应采用密封式或抽风式砂轮磨削，操作者应配戴口罩、手套等个人防护用品，加工后要洗净手脸。钍钨极和铈钨极应放在铝盒内保存。2022-9-30焊接培训材料1控制焊接变
18、形的方法(接P211-217)2022-9-30焊接培训材料1控制焊接变形的方法2022-9-30焊接培训材料12022-9-30焊接培训材料1控制焊接变形的方法2022-9-30焊接培训材料1焊接变形的矫正2022-9-30焊接培训材料1焊接变形的矫正2022-9-30焊接培训材料1焊接变形的矫正2022-9-30焊接培训材料12022-9-30焊接培训材料1合金钢基本知识及焊接 为了提高钢的性能，在铁碳合金中有目的地加入一定量的合金元素所获得的钢，为了提高钢的性能，在铁碳合金中有目的地加入一定量的合金元素所获得的钢，称之为称之为合金钢合金钢。常用合金元素：常用合金元素：Mn、Si、Cr、M
19、o、W、V、Ti、Nb、Zr、Ni、RE(稀土稀土)合金元素分类（根据与碳亲和力的大小）：合金元素分类（根据与碳亲和力的大小）：强碳化物形成元素：强碳化物形成元素：Mo、W、Fe、V、Ti、Nb、Zr弱碳化物形成元素：弱碳化物形成元素：Mn、Cr非碳化物形成元素：非碳化物形成元素：Si、Cu、Co、Ni、Al、N、B2022-9-30焊接培训材料1 合金元素对钢的力学性能的影响合金元素对钢的力学性能的影响合金元素对铁素体性能的影响合金元素对铁素体性能的影响(退火状态退火状态)2022-9-30焊接培训材料1四、合金钢的分类四、合金钢的分类(按用途按用途)2022-9-30焊接培训材料1不锈钢马
20、氏体不锈钢：马氏体不锈钢：碳碳0.1%1.0%，铬，铬12%18%。此类钢只在氧化性介。此类钢只在氧化性介质中质中(如大气、海水、氧化性酸如大气、海水、氧化性酸)耐蚀，而在非氧化性介质中耐蚀，而在非氧化性介质中(如盐酸、如盐酸、碱溶液等碱溶液等)耐蚀性很低；钢的耐蚀性随铬含量的降低和碳含量的增加耐蚀性很低；钢的耐蚀性随铬含量的降低和碳含量的增加而降低，钢的强度、硬度和耐磨性则随碳的增加而改善。而降低，钢的强度、硬度和耐磨性则随碳的增加而改善。常见的有：常见的有：低、中碳的低、中碳的Cr13型（如型（如1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13）和）和高碳的高碳的Cr18型（如型（如9Cr1
21、8、9Cr18MoV等）。等）。2022-9-30焊接培训材料1不锈钢 奥氏体不锈钢：奥氏体不锈钢：是在是在Cr18Ni8Cr18Ni8(18-818-8)基础上发展起来的，低碳基础上发展起来的，低碳(0.120.12)、高铬高铬(17172525)和较高镍和较高镍(8 82929)；此类钢具有最佳的耐蚀性，但相；此类钢具有最佳的耐蚀性，但相应地价格也较高；优良的低温韧性、高的加工硬化能力、耐热性和无磁性，应地价格也较高；优良的低温韧性、高的加工硬化能力、耐热性和无磁性，其冷塑性加工性和焊接性能较好。其冷塑性加工性和焊接性能较好。以以Cr18Ni8Cr18Ni8普通型奥氏体不锈钢用量最大，牌号
22、有普通型奥氏体不锈钢用量最大，牌号有1Cr18Ni91Cr18Ni9，1Cr18Ni9Ti1Cr18Ni9Ti及及0Cr18Ni90Cr18Ni9等。等。2022-9-30焊接培训材料1不锈钢 铁素体不锈钢：铁素体不锈钢：碳含量碳含量0.15%0.15%、铬含量、铬含量12123030，耐蚀性优于马氏体不锈钢。，耐蚀性优于马氏体不锈钢。CrCr是铁是铁素体形成元素，致使此类钢从室温到高温（素体形成元素，致使此类钢从室温到高温（10001000左右）均为单相铁素体；左右）均为单相铁素体；塑性加工、切削加工和焊接性较优。主要用于对耐蚀性和抗氧化性有较高要塑性加工、切削加工和焊接性较优。主要用于对耐
23、蚀性和抗氧化性有较高要求的零件，如耐硝酸、磷酸结构和抗氧化结构。求的零件，如耐硝酸、磷酸结构和抗氧化结构。常见的铁素体不锈钢有常见的铁素体不锈钢有0Cr130Cr13、1Cr171Cr17、1Cr281Cr28等等。2022-9-30焊接培训材料12022-9-30焊接培训材料1耐热钢 高温下具有足够的强度和抗氧化性的钢称为耐热钢，以Cr、Mo为主要合金元素的低合金耐热钢，基体组织是珠光体（或珠光体+铁素体）称为珠光体耐热钢，常用钢号有15CrMo、12CrMoV、12Cr2MoWVTiB、14MnMov、18MnMoNb、13MnNiMoNb。由于珠光体耐热钢中含有一定量的Cr、Mo和其它一
24、些合金元素，所以热影响区会产生硬脆的马氏体组织，低温焊接或焊接刚性较大的结构时，易形成冷裂纹。因此在焊接时应采取以下几项工艺措施：预热 预热是焊接珠光体耐热钢的重要工艺措施。为了确保焊接质量，不论在定位焊或正式施焊过程中，焊件都应预热并保持为80150用氩弧焊打底和CO2气体保护焊时，可以降低预热温度或不预热。2022-9-30焊接培训材料1耐热钢 焊后缓冷 焊后应立即用石棉布覆盖焊缝及热影响区，使其缓慢冷却。焊后热处理 焊后应立即进行高温回火，防止产生延迟裂纹、消除应力和改善组织。焊后热处理温度应避免在350500温度区间内进行，因珠光体耐热钢在该温度区间内有强烈的加火脆性现象。2022-9
25、-30焊接培训材料1耐热钢焊材选用2022-9-30焊接培训材料1常用金属碳素钢Q235(A3钢)工艺性能：是最容易焊接的钢种，整个焊接过程无需特殊的工艺措施，许多焊接方法都适。热压力加工性能良好，冷加工性能和切削性能 良好。焊材：J422 CO2气体保护焊焊条：H08Mn2Si/H08Mn2SiA主要用途：通常用于350以下工作的受力不大的零部件。如焊接构件、锻件、型材制件、汽轮机后汽缸和冷凝器外壳等2022-9-30焊接培训材料1常用金属45 钢 属于中碳优质碳素结构钢，一般在正火状态下使用，在力学性能要求较高的小型零件采取调质处理。该钢的冷变形能力中等，切削加工性能良好，在一定条件下可焊
26、接。工艺性能：热加工成形性良好 冷变形塑性中等，钢条可供冷墩锻 切削加工性能良好，退火后当HB=179230时，相对切削加工性为 60%焊接性尚可，焊前预热200250，当含碳量高，厚度大，刚度大 时，则予预 热温度提高到250400，焊后立即进行600650回火处理。焊材：J422 J507（有强度要求）主要用途：用于强度稍高的零件，如小容量汽轮机主轴、叶轮、齿轮、联轴器和 紧固件等 2022-9-30焊接培训材料1常用金属15CrMo合金钢 是汽轮机锅炉常用的低合金热强钢，有良好的工艺成形性、较好的力学性能500550具有较高的热强性。焊接性能良好。用于管板结构件和焊接结构件，通常在500
27、550下使用。工艺性能：熔炼和锻造 有良好的切削加工性能和冷变形塑性 焊接性良好，手工焊接用R307焊条，焊前预热200250，焊后回火650720 热处理 正火930960，回火608730空冷。常温下工作的重要零件也可进行调质处理。主要用途：用作蒸汽参数510以下的高中压主蒸汽管、锻件等重要零件。2022-9-30焊接培训材料1常用金属35CrMoA 属于中碳鉻钼钢，室温下具有较好的综合力学性能。热处理时无过热倾向，淬火变形小，但淬透性不高。冷变形塑性中等，焊接性能差，通常在调质状态下使用。工作温度不高于510工艺性能：熔炼和锻造 切削加工性能良好。焊接性差，手工焊可用结107-鉻或结85
28、7-鉻焊条，焊前需予 热300左右，焊后及时回火 热处理 高温回火680720主要用途：适用于在较高负荷下工作的重要构件，如480以下的汽轮机 螺栓，510以下的螺母等2022-9-30焊接培训材料1常用金属ZG230-450 是普通碳素铸钢，具有一定的室温强度和热强性，工艺性好，通常在400以下使用。工艺性能：熔炼和铸造 切削性能良好 焊接性良好，视接头强度要求，一般选J426、J427,重要结构选 J506、J507焊 条，视工件结构及强度情况，焊前可不预热或低温预 热到150200，焊后进 行回火。热处理 大件采用正火加回火，小铸件采用正火空冷 去应力回火 620680 主要用途：通常广
29、泛用于工作温度400450以下的铸件，如汽轮机缸隔板、管 道附件、阀门等。2022-9-30焊接培训材料11Cr13 不锈钢，淬火回火后使用，强度、塑性及韧性配合较好，具有较好的耐腐蚀性能及热强性，特别是减震性好，通常广泛用作450以下汽轮机叶片材料，又可用来制造在腐蚀介质中和冲击载荷条件下工作，并要求中等强度及高韧性的零件，钢的抗氧化性能在800。工艺性能：冷加工性能好，可在室温下进行弯曲、折叠、卷边、冷扎或深冲 焊接性尚可，马氏体耐热钢可采用所有的焊接方法焊接，由于该类 钢具有高的冷冽倾向，因此必须保持低氢，通常要求选用鉻含量与 木材基本相同的焊接材料。手工电弧焊可选用鉻202、鉻207，气体保护焊H1Cr13 焊前予热105300，焊后700以上回火。主要用途：通常用作工作温度450的汽轮机叶片、围带、锻件以及在腐蚀介质 下工作的零件。2022-9-30焊接培训材料12022-9-30焊接培训材料1
