1H412030焊接技术

1H412030焊接技术1H412031焊接材料与设备选用原则1.焊条的分类(1)按药皮成分可分为：不定型，氧化钛型、氧化铁型、钛钙型、低氢钾型、低氢钠型、纤维类型、石墨型、钛铁矿型、盐基型等十大类。(2)按焊渣性质可分为：酸性焊条、碱性焊条两大类。酸性焊条对水、铁锈的敏感性不大；电弧稳定，可用交流或直流施焊；焊接电流较大；合金元素过度效果差；熔深较浅，焊缝成型好；熔渣成玻璃状，脱渣较方便；焊缝的常、低温冲击韧性一般；焊缝的抗裂性较差；焊缝含氢量比较高，影响塑性；焊接时烟尘较少。碱性焊条氧化性弱；焊缝的冲击值比酸性焊条高；焊缝合金元素多；对锈、水、油污等敏感性大。不易产生热裂纹。(3)按焊条用途可分为：结构钢焊条、钼及钼合金焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、低温钢焊条、铸铁焊条、镍及镍合金焊条、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条和特殊用途焊条等十大类。（4）按特殊性能分为：超低氢焊条、低尘低毒焊条、立向下焊条、底层焊条、铁粉高效焊条、抗潮焊条、水下焊焊条、重力焊焊条、仰焊焊条等。2.焊条的选用原则（1）考虑焊缝金属的力学性能和化学成分：对于普通结构钢，通常要求焊缝金属与母材等强度，应选用熔敷金属抗拉强度等于或稍高于母材的焊条。对于合金结构钢有时还要求合金成分与母材相同或接近。在焊接结构刚性大、接头应力高、焊缝易产生裂纹的不利情况下，应考虑选用比母材强度低的焊条。当母材中碳、硫、磷等元索的含量偏高时，焊缝中易产生裂纹，应选用抗裂性能好的低氢型焊条。（2）考虑焊接构件的使用性能和工作条件：对承受动载荷和冲击载荷的焊件，除满足强度要求外，主要应保证焊缝金属具有较高的塑性和韧性，可选用塑、韧性指标较高低氢型焊条.接触腐蚀介质的焊件，应根据介质的性质及腐蚀特征选用不锈钢类焊条或其他耐腐蚀焊条。在高温、低温、耐磨或其他特殊条件下工作的焊件，应选用相应的耐热钢、低温钢、堆焊或其他特殊用途焊条。(3)考虑焊接结构特点及受力条件：对结构形状复杂、刚性大的厚大焊件，在焊接过程中，冷却速度快，收缩应力大，易产生裂纹，应选用抗裂性好、韧性好、塑性高、氢裂纹倾向低的焊条。如低氢型焊条、超低氢型焊条和高韧性焊条。(4)考虑施焊条件：当焊件的焊接部位不能翻转时，应选用适用于全位置焊接的焊条。对受力不大、焊接部位难以清理的焊件，应选用对铁锈、氧化皮、油污不敏感的酸性焊条。没有直流焊机时，必须选用可交、直流两用的焊条。在狭小或通风条件差的场合，在满足使用性能要求的条件下，应选用酸性焊条或低尘焊条。(5)考虑生产效率和经济性：在酸性焊条和碱性焊条都可满足要求时，应尽量选用酸性焊条。对焊接工作量大的结构，有条件时应尽量选用高效率焊条，如铁粉焊条、重力焊条、底层焊条、立向下焊条和高效不锈钢焊条等。这不仅有利于生产率的提高，而且也有利于焊接质量的稳定和提高。3.焊剂的分类(1)按制造方法可分为熔炼焊剂、烧结焊剂、粘结焊剂三大类。(2)按化学成分可分为高猛焊剂、中锰焊剂、低锰焊剂和无锰焊剂。(3)按化学特种可分为酸性焊剂、碱性焊剂、中性焊剂。(4)按焊剂用途可分为埋弧焊剂和电渣焊剂。4.焊剂使用的注意事项：(1)焊剂应放在干燥的库房内。库房内应装有去湿机，控制室内湿度，防止焊剂受潮，影响焊接质量。(2)焊剂使用前应按说明书所规定的参数进行烘焙，通常在250〜300°C：烘焙2h。5.埋弧焊机特性1)埋弧焊机分为自动焊机和半自动焊机两大类。生产效率高、焊接质量好、劳动条件好。2)埋弧焊是依靠颗粒状焊剂堆积形成保护条件，主要适用于平位置（俯位）焊接。3)难以焊接铝、钛等氧化性强的金属及其合金。4)适用于长缝的焊接。5)不适合焊接薄板。6.钨极氩弧焊机特性1)氩气能充分而有效地保护金属熔池不被氧化，焊缝致密，机械性能好。2)明弧焊，观察方便，操作容易。3)穿透性好，内外无熔渣，无飞溅，成形美观，适用于有清洁要求的焊件。4)电弧热集中，热影响区小，焊件变形小。5)容易实现机械化和自动化。7.熔化极气体保护焊机特性1）CO2气体保护焊生产效率高、成本低、焊接应力变形小、焊接质量高、操作简便。但飞溅较大、弧光辐射强、很难用交流电源焊接、设备复杂。有风不能施焊（环境风速达到或超过2m/s，在没有采取防风措施的情况下，不能施焊），不能焊接易氧化的有色金属。2）熔化极氩弧焊的焊丝既作为电极又作为填充金属，焊接电流密度可以提高，热量利用率高，熔深和焊速大大增加，生产率比手工钨极氩弧焊提高3〜5倍，最适合焊接铝、镁、铜及其合金、不锈钢和稀有金属中厚板的焊接。1H412032焊接方法与工艺评定1.电弧焊以电极与工件之间燃烧的电弧作为热源，是目前应用最广泛的焊接方法。2.焊条电弧焊以外部涂有涂料的焊条作为电极及填充金属，电弧在焊条端部和被焊工件表面之间燃烧，熔化焊条和母材形成焊缝。涂料在电弧作用下产生气体，保护电弧，又产生熔渣覆盖在熔池表面，防止熔化金属与周围气体相互作用，又向熔池添加合金元素，改善焊缝金属性能。3.埋弧焊以连续送进的焊丝作为电极和填充金属。焊接时，在焊接区上面覆盖一层颗粒状焊剂，电弧在焊剂层下燃烧，将焊丝端部和局部母材熔化，形成焊缝。埋弧焊可以采用较大焊接电流，其最大优点是焊接速度高，焊缝质量好，特别适合于焊接大型工件的直缝和环缝。4.钨极气体保护焊（1）属于不（非）熔化极气体保护电弧焊，是利用钨极与工件之间的电弧使金属熔化而形成焊缝。焊接中钨极不熔化，只起电极作用，电焊炬的喷嘴送进氩气或氦气起保护电弧和熔池作用，还可根据需要另外添加填充（焊丝）金属。是连接薄板金属和打底焊的一种极好方法。（2）属于不（非）熔化极电弧焊，它是利用电极和工件之间的压缩电弧（转移电弧）实现焊接，电极常用钨极，产生等离子弧的等离子气可用氩气、氮气、氦气或其中两者的混合气，焊接可添加或不添加金属。等离子电弧挺直，能量密度大，电弧穿透能力强。焊接时产生的小孔效应，对一定厚度内的金属可不开坡口对接，生产效率高，焊缝质量好。5.熔化极气体保护电弧焊是利用连续送进的焊丝与工件之间燃烧的电弧作为热源，利用电焊炬喷嘴喷出的气体来保护电弧进行焊接。熔化极气保焊的保护气体有氩气、氮气、CO2或这些气体的混合气体。以氩气、氮气为保护气体的称熔化极惰性气体保护焊，以惰性气体和氧化性气体(O2、CO2)的混合气体或CO2或O2+CO2的混合气体作为保护气时，称为熔化极活性气体保护焊。熔化极气体保护焊的优点是可以方便地进行各种位置焊接，焊接速度快、熔敷率较高。6.药芯焊丝电弧焊属于熔化极气体保护焊的一种类型，也是利用连续送进的焊丝与工件间的电弧作为热源的，焊丝芯部装有各种成分药粉。焊接时外加气体主要是CO2，药粉受热分解熔化，起到造气、造渣、保护熔池、渗合金及稳弧作用。若不另加保护气体时，叫自保护药芯焊丝电弧焊。7.焊接工艺评定及其作用1)焊接工艺评定：在产品正式焊接以前，对初步拟定的焊接工艺细则卡或其他规程中的焊接工艺进行的验证性试验。即按准备采用的焊接工艺，在接近实际生产条件下，制成材料、工艺参数等均与产品相同的模拟焊接试板，并按产品的技术条件对试板进行检验。2)若全部有关指标符合技术要求，则证明初步拟定的焊接工艺是可行的，此时即可根据焊接工艺评定报告编制正式的焊接工艺细则卡，用以指导实际产品的焊接。3)若检验项目指标中有一项不合格，则表明该焊接工艺不能用于生产，需作相应修改或重新拟定后，再做焊接工艺评定试验。4)焊接工艺评定作用：用于验证和评定焊接工艺方案的正确性，其评定报告不直接指导生产，是焊接工艺细则（卡）的支持文件，同一焊接工艺评定报告可作为几份焊接工艺卡的依据。8.拟定焊接方式，需要考虑的因素主要包括：(1)母材的物理特性(2)母材的化学特性(3)焊缝的受力状况(4)待焊部件的几何形状(5)焊接位置9.焊接工艺评定要求一般要求（1）焊接工艺评定应以可靠的钢材焊接性能为依据，并在工程施焊之前完成。焊接工艺评定所用的焊接参数，原则上是根据被焊钢材的焊接性试验结果来确定的，尤其是热输入、预热温度及后热温度。（2）焊接工艺评定所用的设备、仪表应处于正常工作状态，钢材、焊接材料必须符合相应标准，由本单位技能熟练的焊接人员使用本单位焊接设备焊接试件。（3）主持评定工作和对焊接及试验结果进行综合评定的人员应是焊接工程师。（4）完成评定后资料应汇总，由焊接工程师确认评定结果。（5）经审查批准后的评定资料可在同一质量管理体系内通用。例如，对压力容器焊接工艺评定的基本要求有：从焊缝处的部位来讲，受压壳体上的纵、环焊缝，法兰、接管、管板上的焊缝和受压元件上的点固焊、吊装焊、组装焊点及耐蚀堆焊层等均要求进行焊接工艺评定。评定时分别按对接焊缝、角焊缝和堆焊焊缝三种方式制备试板。其中对接焊缝试板要进行外观检查、射线探伤（无损探伤）、拉伸试验和冲击试验等；耐蚀堆焊层试板要进行渗透探伤、弯曲试验和化学成分分析。10.评定规则（1）改变焊接方法必须重新评定；当变更焊接方法的任何一个工艺评定的重要因素时，须重新评定；当增加或变更焊接方法的任何一个工艺评定的补加因素时，按增加或变更的补加因素增焊冲击试件进行试验。（2）任一钢号母材评定合格的，可以用于同组别号的其他钢号母材；同类别号中，高组别号母材评定合格的，也适用于该组别号与低组别号的母材组成的焊接接头。（3）改变焊后热处理类别，须重新进行焊接工艺评定。（4）首次使用的国外钢材，必须进行工艺评定。（5）常用焊接方法中焊接材料、保护气体、线能量等条件改变时，需重新进行工艺评定。1H412033焊接应力与焊接变形及其控制1.焊接应力焊接过程中由于温度场的变化及焊件间的约束，在焊缝及附近区域产生的应力称为焊接应力。焊接过程中产生的应力超过材料的弹性极限，以致冷却后在焊件中留有未能消除的应力称为焊接残余应力。2.变形产生的机理焊接热输人引起材料局部加热，使焊缝区熔化，而溶池毗邻的高温区材料的热膨胀则受到周围材料的限制，受压产生变形在冷却过程中，已发生变形的这部分材料又受到周围材料的制约，不能自由收缩，在不同程度上又拉伸而产生变形。与此同时，熔池凝固，金属冷却收缩也产生了相应的收缩拉应力和变形。3.焊接残余应力的危害影响构件承受静载能力；造成结构脆性断裂；影响结构的疲劳强度；影响结构的刚度和稳定性；应力区易产生应力腐蚀和开裂；影响构件精度和尺寸的稳定性。4.降低焊接应力的措施工艺措施(1)采用较小的焊接线能量(2)合理安排装配焊接顺序(3)层间进行锤击(4)预热拉伸补偿焊缝收缩(机械拉伸或加热拉伸)(5)焊接高强钢时，选用塑性较好的焊条(6)采用整体预热(7)消氢处理(8)采用热处理的方法(9)利用振动法来消除焊接残余应力5.焊接变形的危害降低装配质量；影响外观质量，降低承载力；增加矫正工序，提高制造成本。6.预防焊接变形的措施采取合理的装配工艺措施（1）预留收缩余量法(2)反变形法(3)刚性固定法（4）合理选择装配程序7.采取合理的焊接工艺措施(1)合理的焊接方法。尽量用气体保护焊热源集中的焊接方法。不宜用焊条电弧焊，特别不宜选用气焊。(2)合理的焊接线能量。尽量减小焊接线能量的输人能有效地减小变形。(3)合理的焊接顺序和方向。(4)进行层间锤击（打底层不适于锤击）。1H412034焊接质量检验方法1.应立即停止焊接工作情况1)采用电弧焊焊接时，风速等于或大于8m/s;2)气体保护焊接时，风速等于或大于2m/s;3)相对湿度大于90%;4)采用低氢型焊条电弧焊时，风速等于或大于5m/s;5)下雨或下雪；6)管子焊接时未垫牢，管子悬空或处于外力作用下；7)打底焊时，施焊环境处于强振动或敲击工况中。2.焊后检验的内容焊后检验主要有：外观检验、致密性试验、强度试验、无损检测。.外观检验利用低倍放大镜或肉眼观察焊缝表面是否有咬边、夹渣、气孔、裂纹等表面缺陷。用焊接检验尺测量焊缝余高、焊瘤、凹陷、错口等。检验焊件是否变形。3.致密性试验（1）液体盛装试漏：不承压设备，直接盛装液体，试验焊缝致密性。（2）气密性试验：用压缩空气通入容器或管道内，焊缝外部涂肥皂水检查是否有鼓泡渗漏。（3）氨气试验：焊缝一侧通入氨气