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焊接检验与质量管理培训一、焊接的基础知识二、焊接缺陷的分类三、焊接检验一、焊接的基础知识焊接技术的历史沿革焊接技术发展史:始于商朝焊接技术是随着金属的应用而出现的，古代的焊接方法主要是铸焊、钎焊和锻焊。中国商朝制造的铁刃铜钺，就是铁与铜的铸焊件，其表面铜与铁的熔合线婉蜒曲折，接合良好。春秋战国时期曾侯乙墓中的建鼓铜座上有许多盘龙，是分段钎焊连接而成的。经分析，所用的与现代软钎料成分相近。战国时期制造的刀剑，刀刃为钢，刀背为熟铁，一般是经过加热锻焊而成的。据明朝宋应星所著《天工开物》一书记载：中国古代将铜和铁一起入炉加热，经锻打制造刀、斧；用黄泥或筛细的陈久壁土撒在接口上，分段煅焊大型船锚。中世纪，在叙利亚大马士革也曾用锻焊制造兵器。古代焊接技术长期停留在铸焊、锻焊和钎焊的水平上，使用的热源都是炉火，温度低、能量不集中，无法用于大截面、长焊缝工件的焊接，只能用以制作装饰品、简单的工具和武器。19世纪初，英国的戴维斯发现电弧和氧乙炔焰两种能局部熔化金属的高温热源；1885～1887年,俄国的别纳尔多斯发明碳极电弧焊钳；1900年又出现了铝热焊.20世纪初，碳极电弧焊和气焊得到应用，同时还出现了薄药皮焊条电弧焊，电弧比较稳定，焊接熔池受到熔渣保护，焊接质量得到提高，使手工电弧焊进入实用阶段，电弧焊从20年代起成为一种重要的焊接方法。在此期间，美国的诺布尔利用电弧电压控制焊条送给速度，制成自动电弧焊机，从而成为焊接机械化、自动化的开端。1930年美国的罗宾诺夫发明使用焊丝和焊剂的埋弧焊，焊接机械化得到进一步发展。40年代，为适应铝、镁合金和合金钢焊接的需要，钨极和熔化极惰性气体保护焊相继问世。1951年苏联的巴顿电焊研究所创造电渣焊，成为大厚度工件的高效焊接法。1953年，苏联的柳巴夫斯基等人发明二氧化碳气体保护焊，促进了气体保护电弧焊的应用和发展，如出现了混合气体保护焊、药芯焊丝气渣联合保护焊和自保护电弧焊等。1957年美国的盖奇发明等离子弧焊；40年代德国和法国发明的电子束焊，也在50年代得到实用和进一步发展；60年代又出现激光焊等离子、电子束和激光焊接方法的出现，标志着高能量密度熔焊的新发展，大大改善了材料的焊接性，使许多难以用其他方法焊接的材料和结构得以焊接。其他的焊接技术还有1887年，美国的汤普森发明电阻焊，并用于薄板的点焊和缝焊；缝焊是压焊中最早的半机械化焊接方法，随着缝焊过程的进行，工件被两滚轮推送前进；二十世纪世纪20年代开始使用闪光对焊方法焊接棒材和链条。至此电阻焊进入实用阶段。1956年，美国的琼斯发明超声波焊；苏联的丘季科夫发明摩擦焊；1959年，美国斯坦福研究所研究成功爆炸焊；50年代末苏联又制成真空扩散焊设备。焊接在现代工业生产中具有十分重要地作用，在制造大型结构或复杂地机器部件时，更显优越，因为它可以用化大为小，化复杂为简单地方法准备坯料，然后用逐次装配焊接地方法拼小成大，这是其他工艺方法难以做到的。焊接概述1、焊接的应用航空领域汽车制造动车组制造现场水水冷壁焊接造船行业的自动化焊接水下焊接利用加热或加压或二者并用的方法，将两种或两种以上的同种或异种材料，通过原子或分子之间的结合和扩散连接成一体的工艺过程。焊接的定义应用：（1）制造金属结构件，承压设备；（2）制造机器零件和工具；（3）修复。焊接在承压类特种设备制造中也占有重要的地位。焊接质量对承压类特种设备的产品质量和使用安全可靠性有直接影响。许多承压类特种设备事故源于焊接缺陷，因此，对承压类特种设备无损检测人员来说，掌握焊接知识是非常必要的。焊接应用概述优点：（1）节省材料，减轻质量，生产成本低；（2）简化复杂零件和大型零件的加工工艺，缩短加工周期；（3）适应性好；可实现特殊结构的生产及不同材料间的连接成型；（4）整体性好，具有良好的气密性、水密性；（5）降低劳动强度，改善劳动条件。不足：①结构无可拆性。②焊接时局部加热，焊接接头的组织和性能与母材相比发生变化，产生焊接残余应力和焊接变形。③焊接缺陷的隐蔽性，易导致焊接结构的意外破坏。2、焊接特点（1）熔化焊将待焊处母材金属熔化以形成焊缝的焊接方法称为熔焊。（2）压力焊焊接过程中，必须对焊件施加压力（加热或加热），以完成焊接的方法称为压力焊。（3）钎焊钎焊是硬钎焊和软钎焊的总称。采用比母材金属熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点、低于母材溶化温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。3、焊接分类按焊缝的空间位置不同可分为：１、平焊：水平面的焊接。２、立焊：垂直平面，垂直方向上的焊接。３、横焊：垂直平面，水平方向上的焊接。４、仰焊：倒悬平面，水平方向上的焊接。Ⅰ.平焊：手工平焊影像明显可见的均匀分布的焊条运行波纹，成形较规正，其波纹图形如同水的波纹一样。Ⅱ.立焊：手工立焊影像明显可见鱼鳞状三角波纹，有时呈三角沟槽，成形较规正。Ⅲ.横焊：手工横焊影像明显可见焊道与焊道之间的沟槽，横焊时，焊条不上下摆动，故无运条的波纹。Ⅳ.仰焊：手工仰焊，由于焊条摆动方式与平、立、横均不相同，其影像无平、立、横的运条波纹，如同许多个圆饼形纹组成的焊缝影像，黑度不均匀，若其背面为平焊缝，则还可见不太明显的平焊波纹。手工电弧焊埋弧自动焊氩弧焊熔化极气体保护焊等离子弧焊电渣焊承压类特种设备常用的焊接方法氩弧焊的特点及应用可焊接各种钢材、有色金属和合金，焊接质量优良。可全位置自动焊接。焊接热影响区小，焊件不易变形电弧稳定，焊缝致密，成型美观。氩气贵，设备复杂，焊接成本高。氩弧焊主要用于易氧化的有色金属和合金钢的焊接,如铝、镁、钛及其合金、耐热钢、不锈钢等。适用于单面焊双面成形，如打底焊和管子焊接；钨极氩弧焊还适用于薄板焊接。一、氩弧焊熔化极气体保护焊：熔化极惰性气体保护焊ArHeAr+He熔化极活性气体保护焊Ar+Co2Ar+O2Ar+CO2+O2CO2气体保护焊CO2CO2+O2（GMAW）活性气体：高温时能分解出并与金属起化学反应或溶解于液态金属的气体。焊接中常用的有二氧化碳以及含有二氧化碳、氧的混合气体等。氩气是一种惰性气体，它既不与金属起化学作用，也不溶解于液态金属中。氩气+氧气，目的是增加保护气体的氧化性，细化熔滴，可消除电弧的漂移，改善熔池的流动性和电弧的稳定性。1.定义：利用CO2作为保护气体的气体保护焊，简称CO2焊。CO2气体CO2气体密度大，高温体积膨胀大，保护效果好。但CO2在高温下易分解为CO和O，导致合金元素的氧化，熔池金属的飞溅和CO气孔。焊接用CO2纯度要大于99.8%。(二)CO2气体保护焊CO2气体保护焊示意图CO2焊接时的飞溅CO2+Fe=FeO+CO↑FeO进入熔池和熔滴，与熔池和熔滴中的碳反应：FeO+C=Fe+CO生成的CO在熔池和熔滴内体积急剧膨胀而爆破，导致飞溅。防止飞溅的措施、CO2焊常用H08Mn2SiA焊丝来进行脱氧，合金化。采用短路过渡和细颗粒过渡。为使电弧稳定，飞溅少，CO2焊采用直流反接。采用含硅、锰、钛、铝的焊丝，防止铁的氧化。采用药芯焊丝。2.二氧化碳焊特点焊接成本低；焊接热影响区小，焊件不易变形，焊接质量好；电流密度大，生产效率高；操作性能好，适于全位置焊接；焊后不用清渣，又是明弧，便于监视和控制；采用大电流时，飞溅大，烟雾多；电弧气氛具有较强的氧化性，需采取含有脱氧剂的焊丝。CO2焊成本低，生产率高，焊缝质量较好，主要用于低碳钢和低合金结构钢焊接，适用于各种厚度。应用CO2气体保护焊需要克服：氧化碳问题、气孔问题、飞溅问题。1.定义：借助水冷喷嘴对电弧的拘束作用，利用机械压缩效应（电弧通过喷嘴细小孔道时的被迫收缩）、热压缩效应（在冷气流的强迫冷却下，带电粒子流〈离子和电子〉往弧柱中心集中）和电磁收缩效应（弧柱带电粒子的电流线为平行电流线，相互磁场作用使电流线产生相互吸引而收缩）将电弧压缩为细小的等离子体，获得较高能量密度的等离子弧进行焊接的方法称为等离子弧焊。三、等离子弧焊等离子弧焊一、焊接接头形式焊接接头形式一般由被焊接两金属件的相互结构位置来决定，通常分为对接接头、搭接接头、角接接头及T字接头等。这四种接头形式中，对接接头节省材料，容易保证质量，应力分布均匀，应用最为广泛，但焊前准备及装配质量要求较高；搭接接头两焊件不在同一平面上，浪费金属且受力时将产生附加应力，适于薄板焊件焊件；角接接头在构成直角连接时采用，一般只起连接作用而不承受工作载荷；T形接头是结构非直线连接中应用最广泛的连接形式。在结构焊接时具体采用哪种形式焊接接头，主要根据焊件结构形状、使用要求、焊件厚度进行选择；另外还应考虑坡口加工难易程度，焊接方法的种类等其它因素的要求。焊接接头1：焊缝的基本搭接形式一、对接：二、搭接：三、直角接：四、T形接头：五、斜角接：2：焊缝的基本坡口形状序号简图坡口形式焊接符号1I形坡口2K形坡口3V形坡口4X形坡口5Y形坡口6X形（带钝边）7斜V形坡口8斜Y形坡口9搭接（三面焊）10U形坡口U焊缝的表示方法（1）、焊缝的结构形式用焊缝代号来表示，焊缝代号主要由：基本符号、辅助符号、补充符号、指引线和焊缝尺寸等组成。常见焊缝的基本符号如表7-1所示，它用来说明焊缝横截面的形状，线宽为标注字符高度的1/10，如字高为3.5mm，则符号线宽为0.35mm。辅助符号见表7-2所示，它是表示焊缝表面形状的符号，如凸起或凹下等；补充符号见表7-3所示，它是用来表示焊缝的范围等特征的符号。表7-1常用焊缝基本符号表7-2焊缝的辅助符号4、焊接符号一、焊接符号定义：是指在图样上标注焊接方法、焊缝形式和焊缝尺寸等技术内容的符号；二、焊接符号的组成：（一）、焊缝符号：1.基本符号：表示焊缝横断面形状的符号。2.辅助符号：表示焊缝表面形状的符号。3.补充符号：为了补充说明焊缝的某些特征而采用的符号（二）、指引线：由箭头线和基准线组成。（三）、焊缝尺寸符号：表示焊缝形状尺寸的符号。三、焊缝符号在图样上的标准位置说明：在标准中对焊缝符号、尺寸符号和尺寸数值在指引线上的标注位置有明确的规定，绘制焊接图时必须严格遵守。将符号和数值相对基准线的标注位置分为A~G七个区。各区相对基准线的位置固定，不论标注的箭头线方向如何变化，它们相对基准线的位置不会改变。焊缝符号的基本标注格式P、钝边H、坡口深度K、焊脚尺寸h、余高S、焊缝有效厚度R、根部半径c、焊缝宽度d、熔核直径α、坡口角度β、坡口面角度b、根部间隙A区：属主要功能区：标注基本符号、特殊符号、补充符号中的垫板符号，辅助符号中的平面、凸面、凹面符号；B区：属补充功能区：布置在A区的上方或下方，标注焊缝尺寸中的坡口角度α，坡口面角度β和根部间隙b；C区：在基本符号的左侧，标注焊缝横截面上的尺寸符号和数值，如钝边p、坡口深度H、焊角尺寸K、余高h、焊缝有效厚度S、根部半径R、焊缝宽度C和熔核直径d；D区：在基本符号的右侧，标注交错焊缝符号，标注焊缝的纵向（长度方向）尺寸数值，如焊缝段数n值、焊缝长度l值和焊缝间距e值；E区：标注补充符号中的三面焊缝符号；F区：标注补充符号中的现场焊缝符号和周围焊缝符号；G区：标注补充符号中的尾部符号，在尾部符号后标注相同焊缝条数N值，焊接方法代号、焊缝质量和检测要求。四、常用焊接方法在图样的表示代号：见下表代号焊接方法代号焊接方法135熔化极非惰性气体保护电弧焊（CO2）141钨极惰性气体保护焊21点焊114药芯焊丝电弧焊111焊条电弧焊12埋弧焊131熔化极惰性气体保护电弧焊4压力焊1电弧焊311氧乙炔焊2电阻焊52激光焊3气焊15等离子弧焊五、举例：（例1）表示：焊高3，交错焊接，焊缝长50，间隔30，现场配焊。表示：焊点直径5，焊点数量10，间隔30，焊接方法为点焊。例2：表示：焊高为3，周围满焊，采用CO2气体保护焊进行接，共有5处。例3：◆焊接缺陷的分类焊接缺陷、1、焊缝成形不良2、残余应力变形3、未焊透一、成形缺陷4、咬边5、焊瘤6、烧穿7、凹陷1、裂纹二、接合缺陷2、气孔3、未熔