初级电焊工培训课件.pptx

1、 第一节第一节 手弧焊的工艺特点手弧焊的工艺特点单面焊双面成形水平位置焊单面焊双面成形水平位置焊第一节第一节 手弧焊的工艺特点手弧焊的工艺特点所谓焊接位置指焊接时焊件接缝所处的空间位所谓焊接位置指焊接时焊件接缝所处的空间位置。根据焊缝倾角和焊缝转角的不同，有置。根据焊缝倾角和焊缝转角的不同，有平焊、平焊、立焊、横焊和仰焊立焊、横焊和仰焊等焊。等焊。2、角接平焊、角接平焊角接平焊形成的焊缝为角焊缝，详见图角接平焊形成的焊缝为角焊缝，详见图65。角焊缝接焊脚尺寸。角焊缝接焊脚尺寸(在角在角焊缝中画出的最大等腰三角形中直角边的长度焊缝中画出的最大等腰三角形中直角边的长度)的大小采用单层焊、多层的大小

2、采用单层焊、多层焊和多层多道焊。当焊脚尺寸小于焊和多层多道焊。当焊脚尺寸小于6mm时的焊缝用单层焊，采用时的焊缝用单层焊，采用4mm的焊条；焊脚尺寸为的焊条；焊脚尺寸为68mm时，用多层焊，采用时，用多层焊，采用45mm的焊条；焊的焊条；焊脚尺寸大于脚尺寸大于8mm时用多层多道焊。焊条直径的选择，一般焊脚尺寸小于时用多层多道焊。焊条直径的选择，一般焊脚尺寸小于14mm，用直径，用直径4mm的焊条；焊脚尺寸大于的焊条；焊脚尺寸大于14mm，用直径，用直径5mm的焊的焊条，便于操作并提高生产率。条，便于操作并提高生产率。3、搭接平焊单面焊双面成形水平位置焊单面焊双面成形水平位置焊 一一.定义定义:

3、 在坡口一侧进行焊接，除了在坡口内侧形成良好的焊在坡口一侧进行焊接，除了在坡口内侧形成良好的焊缝，同时在背面形成完好的、符合工艺要求的焊缝，这种焊缝，同时在背面形成完好的、符合工艺要求的焊缝，这种焊接工艺方法，就称为单面焊双面成形。接工艺方法，就称为单面焊双面成形。二。应用范围二。应用范围 在实际生产中，有很多这样的产品，如小直径的容器、在实际生产中，有很多这样的产品，如小直径的容器、管道、以及背面难以施焊的重要结构件，除了对焊缝的内部管道、以及背面难以施焊的重要结构件，除了对焊缝的内部质量有严格的要求外，还对焊缝的外观有严格的要求，这时，质量有严格的要求外，还对焊缝的外观有严格的要求，这时，

4、就必须使用这样的焊接方法，才能满足工艺的要求。现在，就必须使用这样的焊接方法，才能满足工艺的要求。现在，这项焊接工艺方法已经成为我国检验锅炉压力容器焊接的主这项焊接工艺方法已经成为我国检验锅炉压力容器焊接的主要项目。要项目。三。操作方法三。操作方法1.焊前准备及清理焊前准备及清理焊件尺寸：焊件尺寸：125x300 x10 2件件 单边坡口单边坡口 30度度 坡口预留钝边坡口预留钝边2MM焊件材料：焊件材料：Q235焊条焊条 ： E4303 2.5毫米毫米 3.2毫米毫米清理：清理：将坡口两侧将坡口两侧20MM用钢丝刷或砂轮机打磨除用钢丝刷或砂轮机打磨除锈，露出金属光泽。锈，露出金属光泽。2.

5、定位：定位： 在坡口内侧定位点固，预留间隙在坡口内侧定位点固，预留间隙34MM。定位位置。定位位置在焊件两侧在焊件两侧20MM范围内，两点定位，定位的焊条与正范围内，两点定位，定位的焊条与正式施焊的焊条相同。式施焊的焊条相同。 定位后预留反变形。定位后预留反变形。2034工艺参数：工艺参数： 电流：打底层为电流：打底层为80100A，填充及盖面层为，填充及盖面层为120160A四四.正式施焊正式施焊1.打底焊：打底焊： 打底层焊接是至关重要的，因为它将关系到背面的成形质量以及焊件根部的内部质量。所以，在焊接时，对施焊者的基本功要求极高。 具体操作方法：采用连弧焊接，短弧。运条方法可采用直线往复

6、型或锯齿型。焊接时，熔池清晰、明亮，运条速度均匀。起头： 在定位点前引弧后焊条退至定位点，产生熔池后运条至间隙处下压，当听到“扑”的一声后，这表示电弧已经击穿试件根部，并产生熔孔。这时上提焊条，保持焊条与试件之间24MM，然后做锯齿型或直线往复型运条，直至焊条终了。 接头：接头： 接头时与起焊相似，需充分熔化前一个熔池，并做下压的动作，击穿根部并产生熔孔，保证接头质量。收尾收尾： 收尾时，要填满弧坑，并避免熔池金属下淌。层间清理层间清理： 在清理时，用钢丝刷将焊趾处的药渣刷净，以免在填充时造成缺陷。难点：难点：接头时电弧击穿根部的时机掌握和熔孔的形状及大小。2.填充层的焊接：填充层的焊接： 填

7、充层选用3.2MM焊条，需两遍焊接完成。在焊接时，可用锯齿型或月牙型运条方法，电流可调至145180A，大电流的好处是可以将打底焊时产生的部分缺陷以及层间清理时未清理干净的药渣溶出，并便于保持良好的焊缝成型，便于盖面层的焊接。3.盖面层的焊接：盖面层的焊接： 盖面层焊接时选用3.2MM焊条，电流应相应减小到135160A。以便于控制熔池温度，保持熔池形状，保证焊缝余高。在焊接时，采用锯齿型运条，在接头时可采用回焊强迫成型法，以利于焊缝的成型美观，焊波均匀。在收尾时，填满弧坑。难点难点： 熔池形状的保持，接头的质量。五五.总结：总结： 这种焊接方法对施焊者的基本功要求以及焊接时的应变能力有较高要

8、求，并要求施焊者在焊接过程中做到胆大、心细、手法熟练，所以，在平时的练习中，要做到多练多想多问，活学活用。只有这样，才能真正掌握这项较高难度的焊接工艺方法。第三节第三节 电弧焊常见焊接缺陷防止方法电弧焊常见焊接缺陷防止方法一、焊缝表面尺寸不符合要求一、焊缝表面尺寸不符合要求 焊缝表面高低不平、焊缝宽窄不齐、尺寸过大或过小、角焊缝单边以及焊脚尺寸不符合均属于焊缝表面尺寸不符合要求，见图626。1、产生原因 焊件坡口角度不对，装配间隙不均焊接速度不当或运条手法不正确，焊条和角度选择不当或改变，加上埋弧焊焊接工艺选择不正确等都会造成焊件缺陷。2、防止方法 选择适当的坡口角度和装配间隙；正择焊接工艺参

9、数，特别是焊接电流值，采用恰当运条方法和角度，以保证焊缝成形均匀一致。 二、焊接裂纹二、焊接裂纹在焊接应力及其它致脆因素的共同作用下，焊接接头局部地区的金属原子结合力遭到破坏而形成的新界面所产生的缝隙叫焊接裂纹。它具有尖锐的缺口和大的长宽比特征。1、热裂纹的产生原因与防止方法 焊接过程中，焊缝和热影响区金属冷却到固相线附近的高温区产生的焊接裂纹叫热裂纹。(1) 产生原因 是由于熔池冷却结晶时，受到的拉应力作用，而凝固时，低熔点共晶体形成的液态薄层共同作用的结果。增大任何一方面的作用，都能促使形成热裂纹。(2) 防止方法 控制焊缝中的有害杂质的含量即碳、硫、磷的含量，减少熔池中低熔点共晶体的形成

10、。 预热：以降低冷却速度，改善应力状况。 采用碱性焊条，因为碱性焊条的熔渣具有较强脱硫、脱磷的能力。 控制焊缝形状，尽量避免得到深而窄的焊缝。 采用收弧板，将弧坑引至焊件外面，即使发生弧坑裂纹，也不影响焊件本身。2、冷裂纹的产生原因及防止方法 焊接接头冷却到较低温度时度以下产生的焊接裂纹叫冷裂纹。(1) 产生原因 主要发生在中碳钢、低合金和中合金高强度钢中。原因是焊材本身具有较大的淬硬倾向，焊接熔池中溶解了多量的氢，以及焊接接头在焊接过程中产生了较大的拘束应力。(2) 防止方法 从减少这三个因素的影响和作用着手。1) 焊前按规定要求严格烘干焊条、焊剂，以减少氢的来源。2) 采用低氢型碱性焊条和

11、焊剂。3) 焊接淬硬性较强的低合金高强度钢时，采用奥氏体不锈钢焊条。4) 焊前预热。5) 后热 焊后立即将焊件的全部(或局部)进行加热或保温、缓冷的工艺措施叫后热。后热能使焊接接头中的氢有效地逸出，所以是防止延迟裂纹的重要措施。但后热加热温度低，不能起到消除应力的作用。6) 适当增加焊接电流，减慢焊接速度，可减慢热影响区冷却速度，防止形成淬硬组织。3、再热裂纹的产生原因与防止方法焊后焊件在一定温度范围再次加热(消除应力热处理或其它加热过程如多层焊时)而产生的裂纹，叫再热裂纹。再热裂纹一般发生在熔点线附近，被加热至12001350的区域中，产生的加热温度对低合金高强度钢大致为580650。当钢中

12、含铬、钼、钒等合金元素较多时，再热裂纹的倾向增加。防止再热裂纹的措施，第一是控制母材中铬、钼、钒等合金元素的含量；第二是减少结构钢焊接残余应力；最后在焊接过程中采取减少焊接应力的工艺措施，如使用小直径焊条，小参数焊接，焊接时不摆动焊条等。4、层状撕裂的产生原因与防止方法 焊接时焊接构件中沿钢板轧层形成的阶梯状的裂纹叫层状撕裂，见图627。 产生层状撕裂的原因是：轧制钢板中存在着硫化物、氧化物和硅酸盐等非金属夹杂物，在垂直于厚度方向的焊接应力作用下(图中箭头)，在夹杂物的边缘产生应力集中，当应力超过一定数值时，某些部位的夹杂物首先开裂并扩展，以后这种开裂在各层之间相继发生，连成一体，形成层状撕裂

13、的阶梯形。防止层状撕裂的措施是严格控制钢材的含硫量，在与焊缝相连接的钢材表面预先堆焊几层低强度焊缝和采用强度级别较低的焊接材料。三、气孔三、气孔焊接时，熔池中的气泡在凝固时未能逸出，残存下来形成的空穴叫气孔。1、产生原因(1) 铁锈和水分 对熔池一方面有氧化作用，另一方面又带来大量的氢。(2) 焊接方法 埋弧焊时由于焊缝大，焊缝厚度深，气体从熔池中逸出困难，故生成气孔的倾向比手弧焊大得多。(3) 焊条种类 碱性焊条比酸性焊条对铁锈和水分的敏感大得多，即在同样的铁锈和水分含量下，碱性焊条十分容易产生气孔。(4) 电流种类和极性 当采用未经很好烘干的焊条进行焊接时，使用交流电源，焊缝最易出现气孔；

14、直流正接气孔倾向较小；直流反接气孔倾向最小。采用碱性焊条时，一定要用直流反接，如果使用直流正接，则生成气孔的倾向显著加大。(5) 焊接工艺参数 焊接速度增加，焊接电流增大，电弧电压升高都会使气孔倾向增加。2、防止方法(1) 对手弧焊焊缝两侧各10mm，埋弧自动焊两侧各20mm内，仔细清除焊件表面上的铁锈等污物。(2) 焊条、焊剂在焊前按规定严格烘干，并存放于保温桶中，做到随用随取。(3) 采用合适的焊接工艺参数，使用碱性焊条焊接时，一定要短弧焊。四、咬边四、咬边由于焊接参数选择不当，或操作工艺不正确，沿焊趾的母材部位产生的沟槽或凹陷叫咬边，如图628所示。1、产生原因 主要是由于焊接工艺参数选

15、择不当，焊接电流太大，电弧过长，运条速度和焊条角度不适当等。2、防止方法 选择正确的焊接电流及焊接速度，电弧不能拉得太长，掌握正确的运条方法和运条角度。埋弧焊时一般不会产生咬边。五、未焊透五、未焊透焊接时接头根部未完全熔透的现象叫未焊透。见图629。1、产生原因 焊缝坡口钝边过大，坡口角度太小，焊根未清理干净，间隙太小；焊条或焊丝角度不正确，电流过小，速度过快，弧长过大；焊接时有磁偏吹现象；或电流过大，焊件金属尚未充分加热时，焊条已急剧熔化；层间或母材边缘的铁锈、氧化皮及油污等未清除干净，焊接位置不佳，焊接可达性不好等。 2、防止方法正确选用和加工坡口尺寸，保证必须的装配间隙，正确选用焊接电流

16、和焊接速度，认真操作，防止焊偏等。六、未熔合六、未熔合熔焊时，焊道与母材之间或焊道与焊道之间，未完全熔化结合的部分叫未熔合，如图630所示。1、产生原因层间清渣不干净，焊接电流太小，焊条偏心，焊条摆动幅度太窄等。 2、防止方法加强层间清渣，正确选择焊接电流，注意焊条摆动等。七、夹渣七、夹渣 焊后残留在焊缝中的熔渣叫夹渣，见图6311、产生原因 焊接电流太小，以致液态金属和熔渣分不清；焊接速度过快，使熔渣来不及浮起；多层焊时，清渣不干净；焊缝成形系数过小以及手弧焊时焊条角度不正确等。 2、防止方法 采用具有良好工艺性能的焊条，正确选用焊接电流和运条角度，焊件坡口角度不宜过小，多层焊时，认真做好清

17、渣工作等。八、焊瘤八、焊瘤焊接过程中，熔化金属流淌到焊缝之外未熔化的母材上，所形成的金属瘤叫焊瘤。见图632。1、产生的原因 操作不熟练和运条角度不当。2、防止方法 提高操作的技术水平。正确选择焊接工艺参数，灵活调整焊条角度，装配间隙不宜过大。严格控制熔池温度，不使其过高。九、塌陷九、塌陷单面熔化焊时，由于焊接工艺选择不当，造成焊缝金属过量透过背面，而使焊缝正面塌陷、背面凸起的现象叫塌陷。见图633。产生的原因 塌陷往往是由于装配间隙或焊接电流过大所致。十、凹坑十、凹坑焊后在焊缝表面或焊缝背面形成的低于母材表面的局部低洼部分叫凹坑。见图634面的凹坑通常叫内凹。凹坑会减少焊缝的工作截面。产生的

18、原因 电弧拉得过长，焊条倾角不当和装配间隙太大等。十一、烧穿十一、烧穿焊接过程中，熔化金属自坡口背面流出，形成穿孔的缺陷叫烧穿。1、产生的原因 对焊件加热过甚。2、防止方法 正确选择焊接电流和焊接速度，严格控制焊件的装配间隙。另外，还可采用衬垫、焊剂垫、自熔垫或使用脉冲电流防止烧穿。十二、夹钨十二、夹钨钨极惰性气体保护焊时，由钨极进入到焊缝中的钨粒叫夹钨。夹钨的性质相当于夹渣。1、产生原因 主要是焊接电流过大，使钨极端头熔化，焊接过程中钨极与熔池接触以采用接触短路法引弧等。2、防止方法 降低焊接电流，采用高频引弧。第四节第四节 手弧焊常见焊接缺陷的产生原因及危害手弧焊常见焊接缺陷的产生原因及危

19、害焊接缺陷按其在焊缝中的位置，可分为内部缺陷和外部缺陷两大类。外部缺陷位于焊缝的外表面，直接或用低倍的放大镜就能看到。外部缺陷主要包括焊缝尺寸不符合要求、咬边、焊瘤、塌陷、表面气孔、表面裂纹、烧穿等；内部缺陷主要包括未焊透、内部气孔、内部裂纹、夹渣等。内部缺陷位于焊缝内部，须用无损探伤法或用破坏性试验才能发现。下面分别叙述各种焊接缺陷的特征、产生原因和防止措施。一、焊缝形状方面的缺陷一、焊缝形状方面的缺陷1、焊缝尺寸不符合要求 主要指焊缝高低不平、宽窄不一，余高过高和不足等。焊缝尺寸过小会降低焊接接头的承载能力；焊缝尺寸过大会增加焊接工作量，使焊接残余应力和焊接变形增加，并会造成应力集中。焊接

20、坡口角度不当或装配间隙不均匀、焊接电流过大或过小、运条方式或速度及焊角角度不当等均会造成焊缝尺寸不符合要求。2、咬边 由于焊接参数选择不当，或操作工艺不正确，沿焊趾的母材部位产生的沟槽或凹陷即为咬边，详见图6一35。3、焊瘤焊瘤 焊接过程中，熔化金属流淌到焊缝之外未熔化的母材上所形成的金属瘤即为焊瘤，详见图636。 焊瘤不仅影响焊缝外表的美观，而且焊瘤下面常有未焊透缺陷，易造成应力集中。对于管道接头来说，管道内部的焊瘤还会使管内的有效面积减少，严重时使管内产生堵塞。焊缝间隙过大、焊条位置和运条方法不正确、焊接电流过大或焊接速度太慢等均可引起焊瘤的产生。焊瘤常在立焊和仰焊时发生。4、烧穿烧穿 焊

21、接过程中，熔化金属自坡口背面流出，形成穿孔的缺陷称为烧穿，详见图637。烧穿在手工电弧焊中，尤其是在焊接薄板时，是一种常见的缺陷。烧穿是一种不允许存在的焊接缺陷。产生烧穿的主要原因是焊接电流过大，焊接速度太低当装配间隙过大或钝边太薄时也会发生烧穿现象。为了防止烧穿，要正确设计焊接坡口，确保装配质量，选用适当的焊接工艺参数。单面焊可采用加铜垫板或焊剂垫等办法防止熔化金属下塌及烧穿。手工电弧焊焊接薄板时，可采用跳弧焊接法或断续灭弧焊接法。4、烧穿在 焊接过程中，熔化金属自坡口背面流出，形成穿孔的缺陷称为烧穿，详见图637。烧穿在手工电弧焊中，尤其是在焊接薄板时，是一种常见的缺陷。烧穿是一种不允许存

22、在的焊接缺陷。产生烧穿的主要原因是焊接电流过大，焊接速度太低当装配间隙过大或钝边太薄时也会发生烧穿现象。为了防止烧穿，要正确设计焊接坡口，确保装配质量，选用适当的焊接工艺参数。单面焊可采用加铜垫板或焊剂垫等办法防止熔化金属下塌及烧穿。手工电弧焊焊接薄板时，可采用跳弧焊接法或断续灭弧焊接法。5、未焊透 焊接时接头根部未完全熔透的现象称为未焊透，如图638。 未焊透常出现在单面焊的根部和双面焊的中部。未焊透不仅使焊接接头的机械性能降低，而且在未焊透处的缺口和端部形成应力集中点，承载后会引起裂纹 未焊透产生的原因是焊接电流太小；运条速度太快；焊条角度不当或电弧发生偏吹；坡口角度或对口间隙太小；焊件散

23、热太快；氧化物和熔渣等阻碍了金属间充分的熔合等。凡是造成焊条金属 和基本金属不能充分熔合的因素都会引起未焊透的产生。 防止未焊透的措施包括：正确选择坡口型式和装配间隙，并清除掉坡口两侧和焊层间的污物及熔渣；选用适当的焊接电流和焊接速度；运条时，应随时注意调正焊条的角度，特别是遇到磁偏吹和焊条偏心时，更要注意调整焊条角度，以使焊缝金属和母材金属得到充分熔合；对导热快、散热面积大的焊件，应采取焊前预热或焊接过程中加热的措施。6、未熔合 未熔合指焊接时，焊道与母材之间或焊道与焊道之间未完全熔化结合的部分；或指点焊时母材与母材之间未完全熔化结合的部分。详见图639。 未熔合产生的危害大致与未焊透相同。

24、产生未熔合的原因有：焊接线能量太低；电弧发生偏吹；坡口侧壁有锈垢和污物；焊层问清渣不彻底等。7、凹坑、塌陷及未焊满 凹坑指在焊缝表面或焊缝背面形成的低于母材表面的局部低洼部分，详见图640。塌陷指单面熔化焊时，由于焊接工艺不当，造成焊缝金属过量透过背面，使焊缝正面塌陷，背面凸起的现象，详见图641。 由于填充金属不足，在焊缝表面形成的连续或断续的沟槽，这种现象即未焊满。上述缺陷削弱了焊缝的有效截面，容易造成应力集中并使焊缝的强度严重减弱。塌陷常在立焊和仰焊时产生，特别是管道的焊接，往往由于熔化金属下坠出现这种缺陷。手工电弧焊应注意在收弧的过程中，使焊条在熔池处作短时间的停留，或作环形运条以避免

25、在收弧处出现凹坑。 二、夹渣二、夹渣焊后残留在焊缝中的熔渣称为夹渣，详见图642。夹渣与夹杂物不同，夹杂物是由于焊接冶金反应产生的，焊后残留在焊缝金属中的非金属杂质，如氧化物、硫化物、硅酸盐等。夹杂物尺寸很小，呈分散分布。夹渣一般尺寸较大。常为一毫米至几毫米长。夹渣在金相试样磨片上可直接观察到，用射线探伤也可检查出来。夹渣外形很不规则，大小相差也极悬殊，对接头性能影响比较严重。夹渣会降低焊接接头的塑性和韧性；夹渣的尖角处，造成应力集中；特别是对于淬火倾向较大的焊缝金属，容易在夹渣尖角处产生很大的内应力而形成焊接裂纹。1、夹渣产生的原因 熔渣未能上浮到熔池表面就会形成夹渣。夹渣产生的原因有：（1

26、）在坡口边缘有污物存在。定位焊和多层焊时，每层焊后没将熔渣清净，尤其是碱性焊条脱渣性较差，如果下层熔渣未清理干净，就会出现夹渣。（2）坡口太小，焊条直径太粗，焊接电流过小，因而熔化金属和熔渣由于热量不足使其流动性差，会使熔渣浮不上来造成夹渣。（3）焊接时，焊条的角度和运条方法不恰当，对熔渣和铁水辨认不清，把熔化金属和熔渣混杂在一起。（4）冷却速度过快，熔渣来不及上浮。（5）母材金属和焊接材料的化学成分不当，如当熔渣内含氧、氮、锰、硅等成分较多时，容易出现夹渣。（6）焊接电流过小，使熔池存在时间太短。（7）焊条药皮成块脱落而未熔化，焊条偏心，电弧无吹力磁偏吹等。2、防止夹渣产生的措施（1）认真将

27、坡口及焊层间的熔渣清理干净，并将凹凸处铲平，然后施焊。（2）适当地增加焊接电流，避免熔化金属冷却过快，必要时把电弧缩短，并增加电弧停留时间，使熔化金属和熔渣分离良好。（3）根据熔化情况，随时调整焊条角度和运条方法。焊条横向摆动幅度不宜过大，在焊接过程中始终应保持轮廓清晰的焊接熔池，使熔渣上浮到铁水表面，防止熔渣混杂在熔化金属中或流到熔池前面而引起夹渣。（4）正确选择母材和焊接材料；调整焊条药皮或焊剂的化学成分，降低熔渣的熔点和粘度，能有效地防止夹渣。三、气孔三、气孔1、气孔的形成 焊接时，熔池中的气泡在凝固时未能逸出而残留下来所形成的空穴称为气孔。气孔可分为密集气孔、条虫状气孔和针状气孔等。焊

28、缝中形成气孔的气体主要是氢气、一氧化碳、氮气等。气孔可能产生在焊缝表面或隐藏在焊缝内部深处。小的气孔要在显微镜下才能看到，大的气孔直径可达3mm。2、气孔对焊缝性能的影响 气孔对焊缝的性能有较大影响，它不仅使焊缝的有效工作截面减少，使焊缝机械性能下降，而且破坏了焊缝的致密性，容易造成泄漏。条虫状气孔和针状气孔比圆形气孔危害性更大，在这种气孔的边缘有可能发生应力集中，致使焊缝的塑性降低。因此在重要的焊件中对气孔应严格地控制。3、防止气孔产生的措施 为防止气孔的产生，应从母材方面、焊接材料方面和焊接工艺等方面采取措施。（1）在母材方面，应在焊前清除焊件坡口面及两侧的水分、锈、油污及防腐底漆。在焊接

29、材料方面，手工电弧焊时，如果焊条药皮受潮、变质、剥落、焊芯生锈等，都会产生气孔。焊条焊前烘干对防止气孔的产生，十分关键。一般说，酸性焊条抗气孔性好，要求酸性焊条药皮的含水量不得大于4。对于低氢型碱性焊条，要求药皮的水分含量不得超过0.1。气体保护焊时，保护气体的纯度必须符合要求。（2）在焊接工艺方面，手工电弧焊时，焊接电流不能过大否则，焊条发红，药皮提前分解，保护作用将会失去。焊接速度不能太快。对于碱性焊条，要采用短弧进行焊接，防止有害气体侵入。当发现焊条有偏心时，要及时转动或倾斜焊条。焊接复杂的工件时，要注意控制磁偏吹，因为磁偏吹会破坏保护产生气孔。焊前预热可以减慢熔池的冷却速度，有利于气体

30、的浮出。选择正确的焊接规范，运条速度不应过快，焊接过程中不要断弧，保证引弧处、接头处、收弧处的焊接质量，在焊接时避免风吹雨打等均能防止气孔产生。 实践证明，焊接时极性对气孔有一定的影响，直流反接的气孔倾向小，直流正接的气孔倾向大，交流时介于两者之间。4、二氧化碳气体保护焊时气孔的产生及防止方法 二氧化碳气体保护焊时，由于在焊接熔池表面上没有熔渣覆盖，同时二氧化碳气流对熔池又有较大的冷却作用，使熔池凝固较快，不利于气体在溶池凝固前逸出，因而容易出现气孔。二氧化碳气体保护焊产生气孔的气体来源、气孔类型及防止方法有以下三方面： 1）一氧化碳气孔。当焊丝中的硅、锰脱氧元素含量不足时，熔池中生成的一氧化

31、碳气体不能完全从熔池中逸出，便形成了一氧化碳气孔。通常一氧化碳气孔产生在焊缝内部，为虫状，其表面比较光滑，并沿结晶方向分布。（2）氮气孔。气体保护焊时，氮气深入熔池的原因有，喷嘴孔径过大、气体流量太小、喷嘴与焊件间距离太远、焊速太快等。氮气孔大多成堆出现，形状与蜂窝相似。（3）氢气孔。由于二氧化碳气体不纯，焊件和焊丝表面有铁锈、油污和水气，使熔池中溶入大量的氢气。氢气孔大多出现在焊缝表面，其断面呈螺钉状或针状，从焊缝表面观察呈圆喇叭口形，在气孔四周有光滑的内壁，在个别情况下氢气孔也会在焊缝内部产生，形状为圆形小球状。 气体保护焊时，主要是保证保护气流对焊缝金属具有良好的保护作用。焊接速度太快时

32、，熔池尾部有可能处于喷嘴的保护区以外。手工钨极氩弧焊填加焊丝时，已受热的丝端头要在保护范围之内停留，防止产生氧化。 第五节 金属结构焊接工艺 焊接是现代制造金属结构的基本工艺方法。金属结构大部分是用板、型钢、管材等焊成，焊接的金属结构具有强度和刚度高、结构重量轻、施工简便等优点。但也存在下述问题：一是在整个结构中，由于各部位的受力情况不同，所以对焊缝的要求也不一样。二是焊接残余应力对结构的承载能力有一定的影响，残余应力的逐步松弛，又会引起结构的尺寸与形状的变化，给组装带来很多困难，严重的可能影响结构的使用。 三是如果结构设计和焊接工艺不当，有可能造成结构有很大的应力集中，使在动载荷或低温条件下

33、工作的结构产生脆断。针对以上问题，在金属结构的焊接前应首先充分做好焊前的准备工作，并根据各种长度的焊缝确定正确的焊接方法，在金属结构的焊接中，根据结构的特点采用适当的焊接工艺。一、焊前的准备工作一、焊前的准备工作 焊前的准备工作做得好坏，与焊接金属结构的产品质量有着密切的关系。焊前的准备工作包括正确选择焊接规范、母材和焊接材料(电焊条)的选用、焊接用夹具的选用、装配质量的检查、坡口的选用及加工和清理、定位焊等。其中正确选择焊接规范可参见本章第二节一般焊接规范相应内容。1、材料的准备 母材(焊件材料)的质量必须符合设计图纸的要求。母材应具有出厂合格证。如果焊件材料的性能成分不清楚，应通过化学分析

34、和机械性能试验来鉴定。根据焊件的材质来确定母材是否需要预热；来选择合适的焊条；还要根据母材的材质来确定焊接生产的工艺等。 焊接材料(焊条)的选择首先要适合母材的性质，在选择焊接材料时要特别注意以下三点：（1）焊接材料必须满足金属结构产品设计对焊接接头机械性能、工作条件(温度、介质、承载)的要求。（2）焊接材料应根据母材的可焊性选择，以保证获得优质、无缺陷的焊接接头。（3）选择焊接材料，还要根据焊接结构的具体情况、施工条件等，从提高生产率和降低成本出发来选择。2、焊接夹具的选用 使用合理的焊接夹具，不但能提高生产效率，还能获得优质的产品。例如，通过使用焊接夹具使接头处于平焊位置，所焊出的产品的焊

35、缝既漂亮，又不容易产生缺陷，还能提高生产效率。总之，在焊接尺寸和形状相同的产品时，如果采用夹具固定并组装起来焊接，要比一个一个地进行测量、进行定位焊、再进行焊接的方法，效率高、制造精度均匀一致。3、焊接接头装配质量的检查 在焊前的准备工作中，装配时应对坡口和焊接接头部位的精度进行检查。如果坡口过于狭窄，则可能产生未焊透，使接头的使用性能降低；如果坡口过宽，则焊后变形明显，而且消耗材料多、工时多，不经济。 结构在装配时，还应检查装配间隙、错边量等是否符合图纸和工艺文件的要求。如果发现不符 合要求的坡口和接头，要采取措施进行补救和修正。对于接头装配间隙过大时，绝对不允许采用填充金属的错误方法进行修

36、补，如图643 图644为角接头装配间隙过大时的修补方法，图644a为角接头间隙超过规定间隙15mm时的修补方法；图644b为间隙接近4mm时，应加大焊脚尺寸；当角接头间隙超过4mm时，就应使用垫板修复如图644c。对接接头的修补方法，详见图645。4、清理工作 接头表面上的锈、水分、油、涂料、轧制氧化皮等，在焊接时容易引起气孔等缺陷，所以必须清理干净。在多层焊接时，必须使用钢丝刷等工具把每一层焊缝的焊渣清理干净。 如果接头表面有油和水分时，可用气焊枪烘烤，并用钢丝刷清除。对于铁锈和轧制氧化皮等，可采用喷砂清除或采取用砂轮机研磨的方法来去除，并在坡口面上涂上1020um (11000mm)对焊

37、接不会造成缺陷的防锈涂料。5、定位焊 定位焊又称点固焊。定位焊缝起到在正式接之前把焊件组装成整体的作用，定位焊缝要做为正式焊缝的一部分而被保留在焊件之中，所以，其质量好坏及位置、长度是否合适，会直接影响正式焊缝的质量和焊件的变形豹大小。点固焊实际上比正式焊接显得更为重要，因此，定位焊缝所用的焊条及对焊工技术水平的要求与正式焊缝一样，甚至更高些。在焊接定位焊缝时，应注意以下几点： 1）定位焊缝短小，起头和收尾部位很接近，因而容易产生始端未焊透，收尾部分有裂缝缺陷。要求在正式焊接之前必须把有缺陷的定位焊缝剔除重焊。2）定位焊缝应避免在焊件的端部、角部等容易引起应力集中的地方。 3）定位焊所用的焊条

38、要用正式焊接时技术文件中所规定用的焊条。焊条的直径比正式焊接的焊条细(324mm)焊接电流比正式焊接时大1015。4）焊接淬硬倾向较大的低合金高强钢和耐热钢时，焊定位焊缝也应预热，而且预热温度与焊正式焊缝时相同，并且应尽可能避免直接在坡口内焊接定位焊缝，可采用拉紧板、定位镶块等进行组装，正式焊接后在拆除这些工艺件以后应把焊点磨平，并检查有无表面裂纹。6、定位焊缝的厚度(在焊缝横截面中，从焊缝正面到焊缝背面的距离)、长度和间距可参照表61。当有起重需要时焊缝长度可适当加长。二、各种长度焊缝的焊接方法二、各种长度焊缝的焊接方法一般在500mm以下的焊缝为短焊缝；在5001000mm以内的焊缝为中等

39、长度焊缝；焊缝长度在1000mm以上为长焊缝。在焊接金属结构时，为减小金属结构的变形，当焊缝长度不同时，采用的焊接顺序也就有所不同。现将各种常用的焊接方法说明如下：1、直通焊接法 对于短焊缝的焊接一般采用直通焊接法。即从焊缝起点起焊，一直焊到终点，焊接方向始终保持不变。2、对称焊法 对称焊法(见图646)一般适用于中等长度焊缝的焊接。即以焊缝的中点为起点，交替向两端进行直通焊。对称焊法的主要目的是为了减小焊接变形。3、分段退焊法 分段退焊法(见图647)主要适用于中等长度焊缝的焊接。分段退焊法应注意第一段焊缝的起焊处要略低些，在下一段焊缝收弧时，就会形成平滑的接头。分段退焊法的关键在于预留距离

40、要掌握合适，每一段预留长度最好等于一根焊条所焊的焊缝长度，以节约焊条。4、分中逐步退焊法 分中逐步退焊法(见图648)适用于长焊缝的焊接。即从焊缝中点向两端逐步退焊。此法应用较为广泛，可由两名焊工对称焊接。 5、跳焊法 跳焊法(见图649)适用于长焊缝的焊接。其特点是朝着一个方向进行间断焊接，要求每段长度以200250mm为宜。、交替焊法 交替焊法(见图650)的基本原理是选择焊件温度最低的位置进行焊接，使焊件温度分布均匀，有利于减小焊接变形。和此法的缺点是焊工要不断地移动焊接位置。交替焊法适用于长焊缝的焊接。长焊缝的焊接方法较多，但都是为了减小焊接变形图651所示为处于倾斜位置的长焊缝的焊接

41、方法。三、梁的焊接工艺三、梁的焊接工艺1、不带肋板工字梁及其它对称结构的焊接 图651所示分别为不带肋板的工字梁和箱形断面梁，这种梁的焊接必须考虑到变形问题。对于工字梁的焊接，最好在焊前对上下翼板用压床压出与焊接相反的反变形，或使焊件在刚性固定下进行焊接。对于腹板的上下两端应开出坡口。在焊接的过程中必须按照正确的装配和焊接顺序来控制变形。图652中的数字表示施焊焊接顺序，如果由一个焊工旋焊时，应先焊焊缝1，然后翻转工件焊接焊缝2、3，最后再翻转回原位置焊接焊缝4。若由两个焊工同时施焊时，则由一个焊工焊接焊缝2，另一个焊工焊接焊缝3，焊完后翻转工件，用同样的方法焊接焊缝1和4。焊接时，应根据焊缝

42、长度选择正确的焊接方法，一般应从焊缝的中点处向两侧施焊，均采用分段退焊法。2、带肋板的工字梁的焊接 带肋板的工字梁如图653所示。这种结构以肋板作为分段范围，不论大小和长短，应一律从中部开始焊接。 在每一分段范围内应按图654所示的1、2、8的顺序进行焊接，其中1、4、5、7焊缝较长，最好采用分段退焊法。在旋焊时，首先按以上叙述焊接I范围内全部焊缝，然后翻转工件焊接另一面的相对位置的全部焊缝。依次焊接、IV、V、直至、。严格按照以上焊接顺序旋焊，则焊接应力分散，达到变形较小的效果。3、梁柱的安装焊接如图654所示，把箱形断面梁安装到立柱上时，应首先把梁焊接在支撑牛腿上，然后把侧面的连接板焊接到

43、梁与柱上，最后把上面的连接板焊到梁与柱上。这样能使梁贴紧牛腿，不会发生位移和脱空。四、柱的焊接工艺四、柱的焊接工艺 1、十字形钢柱的焊接 十字形钢柱是用三块钢板拼焊而成的，如图655。首先将板I、与板组对装配好。然后按图655a所示的焊接顺序1234，进行焊接。在焊接每一道焊缝时，为了减小焊接变形必须进行分段焊接，即焊一段空一段。还必须指出，十字钢柱的焊接与工字柱焊接不同，焊接板I和板是同时交错进行的。为了减少变形，可用90龙门板夹固进行焊接。2、双工字钢柱的焊接 定位焊(点固焊)好以后，其焊接顺序如图656所示。首先用跳焊法焊接正面的加强板1、2、3。翻过去再焊背面的加强板I、。跳焊完后，翻

44、过来再焊背面的加强板4、5，再翻过去焊接1、2、3对面的加强板。这样反复翻转两次就完成了整个焊接过程。 上述焊接过程，跳焊距离应根据柱的长短和加强板的多少每隔两块或三块块加强板焊一块，同时必须要求两面交错进行焊接。五、桁架的焊接工艺五、桁架的焊接工艺桁架焊接工艺的关键问题是：从工艺上保证桁架能够适应载荷的变化，满足对桁架的强度要求；在施焊中按照正确的焊接顺序和焊接方法，控制其变形量，满足对桁架的安装和使用的要求。桁架的焊接工艺要点如下：1、焊缝的高度和长度应按图纸施焊，装配误差要小，接头清理干净，保证焊接质量。2、上、下弦接点的焊接要分散，采取跳焊法，如图657所示的钢结构房盖，应按、接点顺序

45、进行焊接。3、由于在结点处焊缝密集，焊接应力集中，应采用分散应力的焊接方法。如图657b所示，先焊主要焊缝1、2和3、4然后再焊斜缝5、6和7、8。对于其中较长的焊缝1、2，应从中间开始向两侧进行施焊。第六节 管焊接工艺 管道在各类装置和设备中使用数量很大，管道焊接质量的好坏，直接影响到装置或设备的安全和正常运转。一、管道焊接接头准备管道焊接接头准备只能从单面进行手工电弧焊的管道，容易出现焊缝的根部缺陷。一般较重要的管道中常见的坡口型式有V型、U型和双V型三种基本类型，如图658所示。1、型坡口在管子端部加工成3035斜边，由两端口合起来形成，如图658a。由于型坡口加工方便坡口形状上大下小、

46、运条方便、视野清楚、容易焊透、易于掌握，所以应用得较多。但由于此种坡口外张角较大，填充金属较多，故焊接残余应力较大，故在生产实际中，当管壁厚度大于16mm时，一般不再采用V型坡口。2、U型坡口 U型坡口适用于管壁厚度大于16mm，要求严格的焊口，如主蒸气管、给水管等，见图658b。这种坡口型式在各种位置上均具有操作方便，掌握容易，填充金属少等优点，但因坡口带圆弧，加工较困难。二、水平位置管道的转动焊接二、水平位置管道的转动焊接管道采用转动焊接，操作简便、生产率高、易保证质量。焊接操作要领如下： 1、装配与点固焊装配时要求坡口端面的不平度小于0.5mm，焊口拼装错边不得大于1mm，对口处的弯曲度

47、不得大于1400。定位焊时，如管径70mm，只需在管子对称的两侧点焊定位；管径大可点焊兰点或更多焊点。当管壁厚度5mm时点焊焊肉厚度可与管壁齐平，若管壁厚度大于5mm时，点焊焊肉厚度约5mm。点焊焊肉的两端必须修成缓坡形。2、根部的焊接不带垫圈的管子转动焊，为了使根部易熔透，运条范围应选择在立焊部位，如图659。操作手法采用直线形或稍加摆动的小月牙形。对于厚壁管子，为防止因转动时的振动而使焊口根部出现裂缝，在对口前应把管子放在平整的转动台或滚杠上。焊接时每一焊段焊两层后方可转动一次。同时要求点固焊缝必须有足够的强度，并且靠焊口的两个支点间距不应大于管径的1.52倍，如图660 3、多层焊的其它

48、各层焊接方法 转动焊的多层焊接，运条范围选择在平焊部位。焊条在垂直中心线两测1520范围内运条，并且焊条与垂直中心线成30角。采用月牙形手法，压住电弧作横向摆动，这样可得到整齐美观的焊缝。三、水平固定管道的焊接三、水平固定管道的焊接水平固定管道的焊接，由于焊条位置变化很大，操作较困难；仰焊时，熔化金属有向下坠落的趋势；而在立焊及过渡到平焊位置时，则有向管子内部滴落的倾向，因而有时熔透不均、产生焊瘤和外观不整齐的现象；在仰焊时为了使熔化金属能熔化到坡口中去，主要靠电弧吹力，所以需增大焊接电流，但焊接电流较大使熔池面积增加，熔化金属容易下坠，故在仰焊时必须使用合适的电流；自立焊过渡到平焊的部位，往

49、往由于操作不当而产生气孔、裂缝等缺陷。水平固定管道的焊接操作要领如下：1、装配与点固焊 组装时，管道轴线必须对正，以免形成弯折的接头；因先在下面焊接，应考虑到焊缝在冷却时会发生收缩，对于较大直径的应使平焊部位的对口间隙大于仰焊部位。点固焊与管道转动焊的焊接方法相同。2、根部施焊 在旋工现场不带垫圈的V型坡口对接焊比较普遍。一般焊接方法有两种，一种是分两半焊接，此法较常用；第二种是顺着管子圆周焊接。（1）两半焊接法，详见图662。沿垂直中心线将管子截面分成相等的两半，顺次进行仰、立、平三种位置的焊接。这种方法能保证熔化金属和熔渣很好地分离，透度比较容易控制，在仰焊和平焊处形成两个接头。两半焊接法

50、的操作要领是首先修正点固焊焊口，在仰焊缝的坡口边上引弧至焊缝间隙内，用长弧烤热起焊处，经过35s预热后，迅速压短电弧熔化根部间隙进行施焊。在仰焊至斜仰焊位置运条时，必须保证半打穿状态，至斜立焊及平焊位置，可用顶弧焊接。其运条角度变化过程及位置如图663。为了便于焊接仰焊及平焊接头，焊接前一半时，在仰焊位置的起焊点及平焊部位的终焊点都必须超过管子的半周，超越垂直中心线510mm，如图为使根部焊透均匀，焊条在仰焊及斜仰悍点焊位置时尽可能不作或少作横向摆动；在立焊及平焊位置时可作幅度不大的反半月牙形横向摆动。当运条至点固焊焊缝接头处，应减慢焊条前移速度，以便熔穿接头处根部的间隙保证接头部分充分熔透。