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焊接基础知识,CO2气体保护焊,为提高本公司持证焊工的技术水平，根据公司产品生产的实际情况，对二氧化碳气体保护焊和焊接设备作专题分述，包括焊接设备及焊接接头的分类，各种位置的焊接技术，焊缝缺陷的处理，焊接变形和防止方法。焊接设备的选用，保养，故障处理。,影响焊接的因素,一.焊接三要素 优秀的操作者 合格的焊接材料 高品质的焊接设备 二.影响焊接质量的几个因数 1.材料因素 母材和焊材的成分。 2.工艺因素 焊接方法，坡口形式，加工质量，预热(板厚大于-36mm的Q345钢需预热120-150度)，后热措施，层间温度控制，装配质量，电源种类和极性。 3.工艺要求：焊接件所用材料应具有可焊性；焊缝的布置应有利于减少焊接应力和变形；焊接接头的形式、位置和尺寸应能满足焊接质量要求。 4.结构因素 设计时因考虑焊接接头应处于刚度较小的状态，避免出现截面突变，余高过大，交叉焊缝等引起应力集中。 5.使用条件 工作温度的高低，工作介质的种类，载荷性质等。为提高本公司持证焊工的技术水平，根据公司产品生产的实际情况，对二氧化碳气体保护焊和焊接设备作专题分述，包括焊接设备及焊接接头的分类，各种位置的焊接技术，焊缝缺陷的处理，焊接变形和防止方法。焊接设备的选用，保养，故障处理。,二氧化碳气体保护焊优缺点,优点 焊接速度快，引弧性能好，溶深大，焊接范围广，焊接质量好，溶敷效率高。 缺点 与手工焊比较：成型不够美观，焊接飞溅较大，抗风能力差，设备较复杂。为提高本公司持证焊工的技术水平，根据公司产品生产的实际情况，对二氧化碳气体保护焊和焊接设备作专题分述，包括焊接设备及焊接接头的分类，各种位置的焊接技术，焊缝缺陷的处理，焊接变形和防止方法。焊接设备的选用，保养，故障处理。,焊接接头的种类,搭接接头 搭接接头是由两块钢板的边缘重叠而成，两块钢板的搭头不能小于钢板厚度的一倍. 角接接头 角接接头是把两块钢板作“T”字型拼接，一般均应进行双面焊。 对接接头 对接接头是把两块钢板对拼而成。 对接接头焊件： 厚度4mm时，可不开坡口，接头间留间隙1.22mm。 412mm时，可开60的V型坡口。 1320mm时，可开60的X型坡口。 2060mm时，可开60单面U型坡口和双面U型坡口。 无论是单坡口和双坡口。要留钝边，同时应留间隙。,对接接头,对接接头,搭接接头 两块板料相叠，而在端部或侧面进行角焊，或加上塞焊缝、槽焊缝连接的接头称为搭接接头。 由于搭接接头中两钢板中心线不一致，受力时产生附加弯矩，会影响焊缝强度，因此，一般锅炉、压力容器的主要受压元件的焊缝都不用搭接形式。 由于搭接接头使构件形状发生较大的变化，所以应力集中要比对接接头的情况复杂得多，而且接头的应力分布极不均匀。 在搭接接头中，根据搭接角焊缝受力方向的不同，可以将搭接角焊缝分为正面角焊缝、侧面角焊缝和斜向角焊缝。,搭接接头除两钢板叠在端面或侧面焊接外，还有开槽焊和塞焊(圆孔和长孔)等。 开槽焊搭接接头：先将被连接件冲切成槽，然后用焊缝金属填满该槽，槽焊焊缝断面为矩形，其宽为被连接件厚度的两倍，开槽长度应比搭接长度稍短一些。,塞焊：是在被连接的钢板上钻孔来代替槽焊的槽，用焊缝金属将孔填满使两板连接起来，塞焊可分为圆孔内塞焊和长孔内塞焊两种。,角接接头 角接头多用于箱形构件，骑座式管接头和筒体的连接，小型锅炉中火筒和封头连接也属于这种形式。 与T形接头类似，单面焊的角接接头承受反向弯矩的能力极低，除了钢板很薄或不重要的结构外，一般都应开坡口两面焊，否则不能保证质量。,T形接头,坡口的基本形式 坡口：根据设计或工艺需要，在焊件的待焊部位加工成一定几何形状并经装配后构成的沟槽。 开坡口：用机械、火焰或电弧等加工坡口的过程。 开坡口的目的： （1）是为保证电弧能深入到焊缝根部使其焊透，并获得良好的焊缝成形以及便于清渣。 （2）对于合金钢来说，坡口还能起到调节母材金属和填充金属比例(即熔合比)的作用。,坡口类型 （1）根据板厚不同，对接焊缝的焊接边缘可分为卷边、平对或加工成为V形、X形、K形和U形等坡口。,对接焊缝坡口型式,（2）根据焊件厚度、结构形式及承载情况不同，角接接头和T形接头的坡口形式可分为I形、带钝边的单边V形坡口和K形坡口等。,角接和T形接头的坡口 a) I形 b) 单边V形（带钝边） c) K形（带钝边）,坡口的设计原则 坡口的形式和尺寸主要根据钢结构的板厚、选用的焊接方法、焊接位置和焊接工艺等来选择和设计。 1) 焊缝中填充的材料少； 2) 具有好的可焊性； 3) 坡口的形状应容易加工； 4) 便于调整焊接变形；,焊缝的基本形式： 焊缝：焊件经焊接后所形成的结合部分。 分类： 1、按空间位置可分为：平焊缝、横焊缝、立焊缝、仰焊缝 2、按结合方式可分为：对接焊缝、角焊缝、塞焊缝 3、按焊缝断续情况可分为：连续焊缝、断续焊缝 4、按承载方式可分为：工作焊缝、连系焊缝,焊缝是构成焊接接头的主体部分，对接接头焊缝、角接接头焊缝是焊缝的基本形式 。,焊接接头的设计中对焊缝质量的要求、焊缝尺寸大小、焊缝位置、工件厚度、几何尺寸、施工条件等不同，决定了在选择焊接方法和制定工艺时的多样性。 合理的焊接接头设计和选择不仅能保证钢结构的焊缝和整体的强度，还可以简化生产工艺，节省制造成本。,焊接缺陷（根部未熔合）,焊接缺陷（根部未熔合）,焊接缺陷（横向裂纹）,焊接缺陷（夹渣）,焊接缺陷（内部气孔）,焊接缺陷（焊缝下裂纹）,焊接缺陷（根部焊瘤）,焊接缺陷（夹珠）,焊接缺陷（咬肉）,焊接缺陷（咬肉）,焊接缺陷（烧穿）,焊接缺陷（中心线裂纹）,焊接过程使焊接接头具有以下力学特点 （1）焊接接头力学性能不均匀 由于焊接接头各区在焊接过程中进行着不同的焊接冶金过程，并经受不同的热循环和应变循环的作用，各区的组织和性能存在较大的差异，焊接接头组织的不均匀，造成了整个接头力学性能的不均匀。 （2）焊接接头工作应力分布不均匀，存在应力集中 由于焊接接头存在几何不连续性，致使其工作应力是不均匀的，存在应力集中。 当焊缝存在工艺缺陷，焊缝外形不合理或接头形式不合理时，将加剧应力集中程度，影响接头强度，特别是疲劳强度。 （3）由于焊接的不均匀加热，引起焊接残余应力及变形 焊接是局部加热的过程，电弧焊时，焊缝处最高温度可达到材料沸点，而离开焊缝处温度急剧下降，直至室温。这种不均匀温度场将在焊件中产生残余应力及变形。 （4）焊接接头具有较大的刚性 通过焊接，焊缝与构件组成整体，所以与铆接或胀接相比，焊接接头具有较大的刚性。,设计和选择焊接接头的主要因素： （1）保证焊接接头满足使用要求； （2）接头形式能保证选择的焊接方法正常施焊； （3）接头形式应尽量简单，尽量采用平焊和自动焊焊接方法，少采用仰焊和立焊，且最大应力尽量不设在焊缝上； （4）焊接工艺能保证焊接接头在设计温度和腐蚀介质中正常工作； （5）焊接变形和应力小，能满足施工要求所需的技术、人员和设备的条件； （6）尽量使焊缝设计成联系焊缝； （7）焊接接头便于检验； （8）焊接前的准备和焊接所需费用低； （9）对角焊缝不宜选择和设计过大的焊角尺寸，试验证明，大尺寸角焊缝的单位面积承载能力较低等。,二、T形接头 将相互垂直的被连接件用角焊缝连接起来的接头称为T形（十字）接头。 T形（十字）接头能承受各种方向的力和力矩。T形接头是各种箱型结构中最常见的接头形式，在压力容器制造中，插入式管子与筒体的连接、人孔加强圈与筒体的连接等也都属于这一类。 由于T形（十字）接头焊缝向母材过渡较急剧，接头在外力作用下力线扭曲很大，造成应力分布极不均匀、且比较复杂，在角焊缝根部和趾部都有很大的应力集中。保证焊透是降低T形接头应力集中的重要措施之一。,选择接头形式时，主要根据产品的结构，并综合考虑受力条件、加工成本等因素。 例如： 对接接头具有受力均匀、节省金属等优点，故应用最多。但是，对接接头对下料尺寸和组装的要求比较严格。 T形接头焊缝大多数情况下只承受较小的切应力或仅作为联系焊缝。 搭接接头对装配要求不高，也易于装配，但接头承载能力低，一般用在不重要的结构中。,电弧焊接头包括四个部分：焊缝、熔合区、热影响区、焊缝附近的母材。,a) b) 熔化焊焊接接头的组成： a)对接接头 b)搭接接头 1-焊缝金属 2-熔和线 3-热影响区 4-母材,焊缝布置的一般原则：,1.避开应力最大处； 2.焊缝远离加工面； 3.对称布置变形小； 4.焊缝布置求分散； 5.便于操作想周到； 6.尽量平焊效率高。,焊缝质量要求标准,焊接收缩量，纵向焊缝为1/1000，横向焊缝，板厚6mm时，为0.5mm,板厚6mm时，为1.5mm。板厚20-40mm时，为3mm。 一道焊焊得过宽，过厚的坏处 焊缝的余高： 按h 1+(0.050.15)xC 且h 3mm ， C 为焊缝宽度。 咬边：允许局部咬边，深度0.5mm，总长0.1L，L焊缝长度。 错边：错变量0.1板厚，不大于2mm。 塌陷：局部深度0.2+0.02板厚，且不大于0.5mm. 角焊缝的凸度：b-a 1+0.1a，不大于3mm。 角焊缝的凹度：b-a 0.3+0.05a，不大于1mm。 焊脚高度：0.5+0.15a，焊缝尺寸为6mm,偏差为0.7，焊缝尺寸为8mm，偏差为1。 焊缝整体外观质量：表面光洁，无明显缺陷。,焊缝的道数的确定,焊缝的道数根据焊缝的宽度和厚度确定，8mm的焊缝，可以一道焊完。8mm的焊缝，采用多层多道焊。 一道焊焊得过宽，过厚的坏处 易造成焊缝夹渣。 溶池温度过高，使焊缝的机械性能变坏。 易使焊缝的两边焊不透。 焊缝直线不易掌握，焊缝歪曲不直。 易使焊缝凹凸不平。 易使焊缝不规则，影响焊缝美观。 易咬边。 易增大件的变形。 焊缝收弧弧坑过大，造成弧坑裂纹.为提高本公司持证焊工的技术水平，根据公司产品生产的实际情况，对二氧化碳气体保护焊和焊接设备作专题分述，包括焊接设备及焊接接头的分类，各种位置的焊接技术，焊缝缺陷的处理，焊接变形和防止方法。焊接设备的选用，保养，故障处理。,焊接变形和防止方法,因为一个焊件在焊接过程中，各个部位所受的温度是不同的，必定会产生变形，因此控制焊件变形使其尽可能缩小在允许的范围之内是非常必要的。 焊接过程中防止变形的一些方法。 拉撑法 主要用于T型结构。 双T型结构焊后产生变形 用工艺板防止焊接变形 固定法 采用工装夹具把焊件固定。 反变形法: 根据焊件的变形方向，预先把焊件作反方向的拼装。 正确的焊接次序 分段反焊法，即顺着一个方向，一段一段的反焊，每段约100-300mm 跳焊反焊法，即顺着一个方向，一段交叉一段的反焊。 分中对称反焊法，即从一条焊缝的中间分头向两个焊接方向一段一段的反焊。 先横后纵焊接法,焊接变形和防止方法,两面对称焊接法 调整焊接规范减少变形： 打底焊选用小电流，反面则采用大电流，消除第一道焊缝产生的变形。 用相同的焊接规范，第一道焊后，反面则焊两道，消除变形。,二氧化碳气体保护焊主要规范参数,气体：纯度必须大于99.5%，在施焊过程中若瓶中压力降至1Mpa（10Kg/cm）时应更换气瓶。 焊丝：必须符合GB/8110-1995国家标准的要求。工艺性能应满使用要求。 干伸长度：焊丝从导电咀到工件的距离。 干伸长度：焊接电流300A时，干伸长度L=（10-15）倍焊丝直径。 干伸长度：焊接电流300A时，干伸长度L=（10-15）倍焊丝直径+5。 干伸长度对焊接的影响 过长时，气体保护效果不好，易产生气孔，引弧性能差，电弧不稳定，飞溅加大，熔深变浅，成型变坏。 过短时，看不清电弧，喷咀易被飞溅物堵塞，飞溅大，溶深变深，焊丝易与导电咀粘连。 焊接电流：实际上是调节送丝速度与熔化速度的平衡结果。,二氧化碳气体保护焊主要规范参数,焊接电压：提供焊丝熔化能量，电压越高，焊丝熔化速度越快。 因此：CO2焊机的焊接电流必须与焊接电压相匹配，即一定要保证送丝速度与焊接电压对焊丝的熔化能力一致，以保证电弧长度的稳定。 5.1 焊接电流 小于300A时，焊接电压=（0.04倍焊接电流+161.5） 5.2 焊接电流 大于300A时， 焊接电压=（0.04倍焊接电流+202.0） 焊接电压对焊接效果的影响： 5.3 电压偏高时： 弧长便长，飞溅颗粒变大，易产生气孔，焊道变平，熔深和余高变小。 5.4 电压偏底时： 焊丝插向母材，飞溅增大，焊道变窄，熔深和余高变大。 6.焊接速度：在焊接电流和焊接电压一定的情况下，焊接速度的选择应保证单位时间内给焊缝足够的热量。 极性： 反极性特点：电弧稳定，焊接过程平稳，飞溅小。 正极性特点：熔深较浅，成型不好，余高较大，飞溅很大，焊丝熔化速度快。只在堆焊时使用。,焊接常见的焊接缺陷,焊接时出现蛇形焊缝的原因：焊丝干伸长度过大，导电咀磨损严重，导电咀未紧固过松动，粗焊丝校直不良，送丝管阻力过大。 焊缝出现气孔的原因 CO气孔：焊丝不合格，工件含C量过大，气体不纯。 H气孔：焊丝和工件有油，锈，水等污物。 N气孔：主要原因是气体保护效果不好，风速大于3级以上，气体纯度不够，干伸长度过大，气体流量过小，气路被堵塞或漏气，电磁阀损坏，热塑管损坏，送丝管及枪管密封圈损坏，气筛损坏，喷咀内非溅物过度多，流量计冻结，未加热，焊接工艺规范不正确。,焊接常见的焊接缺陷,焊缝出现裂纹的原因 热裂纹：焊缝金属在凝固时产生的裂纹。焊缝中的纵向裂纹，弧坑裂纹及焊道下的裂纹多为热裂纹。产生的原因主要是焊丝及工件中含S量及杂质过高，焊接工艺规范不正确。解决方法：限制焊丝和工件中的有害杂质，特别是S。选择合适的焊接工艺参数，适当提高焊缝的成型系数，形成较宽较薄的焊缝，防止有害杂质在焊缝中性线处偏析，注意填满弧坑。 冷裂纹：在马氏体形成温度或200-300一下形成。焊缝中的横向裂纹，焊趾裂纹，根部裂纹，焊道下裂纹多为冷裂纹。产生的原因主要是钢材淬火倾向，残余应力及焊缝金属扩散氢含量。解决方法： 降低焊缝金属的扩散氢含量。焊丝和工件坡口必须清除油，锈，水等污物。采取预热，控制层间温度，后热，消除应力热处理和采取较大的焊接线能量等焊接工艺措施。,焊接操作基础,前进法特点：电弧推着熔池走，不直接作用在工件上，焊道平而宽，容易观察焊缝，气体保护效果好，熔深小，飞溅较大。适用于：薄板，V型坡口打底焊。 后退法特点：电弧躲着熔池走，直接作用在工件上，熔深大，容易观察焊缝，焊道窄而高，气体保护效果不太好。适用于：厚板，V型坡口第二道以上焊缝，药芯焊丝焊接。,焊接设备,CO2焊机的主要功能有： 缺相保护功能，电源电压波动补偿功能，电源输入瞬间过压保护功能，焊机空载延时节电功能，双重过热保护功能，提前送气，滞后停气功能，引弧慢送丝功能，引收，弧初期予置功能，丝经转换功能，药芯/实芯焊丝选择功能，手动送丝功能，回烧时间调节功能，FTT消熔球功能，输出端短路保护功能，气体检查/焊接功能，焊接电流检测功能，显示及过流保护功能。 2焊机的正确使用与维护保养 焊接电源，送丝机，焊枪，供气系统，供电系统，与外部环境。,焊接设备,常见故障的排除 1电源指示灯亮但无法焊接 按下焊枪开关交流接触器能否启动 （Yes）焊枪有慢送丝吗（NO）手动开关能送丝吗（NO）电机8A保险熔断，焊枪阻力大。 输出电缆连接正常吗，按要求连接电缆。 2 异常指示灯亮的处理方法 主要原因：超负荷工作，焊机内部温度过高。 异常指示灯亮后，焊机会自动停止焊接，请不要关闭焊机电源开关，利用机内冷却风扇降温，异常指示灯灭后，再冷却20分钟，以使焊机电源内部得到充分冷却。 重新开始焊接时，请务必缩短焊接时间或降低输出电流，否则重复报警，将缩短焊机使用寿命，甚至引起焊机故障或烧坏事故的发生。 3.按下焊枪开关有电压和气体输出，但不送丝 检查送丝电机是否转动（Yes）检查送丝机压臂压力调整是否适宜。（Yes）检查送丝软管是否堵塞或损坏，导电咀内经是否太小。 4.按下焊枪开关有电压，送丝正常，但无气体输出 查看气瓶和流量计是否有气体输出（Yes）按焊机气体检查开关看是否有气体输出（NO）查看线路板上的气阀保险（1A）是否熔断。六芯送丝控制电缆中的气阀控制线是否开路。如气阀动作，检查流量计到焊枪的气路。如气阀不动作，则气阀损坏。如以上检查均正常，线路板故障。,一般情况下，焊条电弧焊焊接6mm厚度的焊件和自动焊焊接14mm以下厚度的焊件时，可以不开坡口就可以得到合格的焊缝，但板间要留有一定的间隙，以保证熔敷金属填满熔池，确保焊透。 钢板超过上述厚度时，电弧不能熔透钢板，应考虑开坡口。,焊接工艺中的经验公式,1手工电弧焊电流计算：I=11 x d x d ，U=20+0.04xI。 d：焊条直径 适用于碳钢低合金钢酸性焊条。对于同直径的碱性焊条电流值要 小10-15%左右。 2埋弧自动焊：I=25x板厚+325，U=0.58x板厚+30 适用于碳钢低合金钢不开破口双面自动焊。 3CO2气体保护焊接： （1）焊接电流 小于300A时I=18xdxd U=0.04xI+161.5 （2）焊接电流 大于300A时I=-11xdxd+236d U=0.025xI+243 (焊接电流 大于300A时， 焊接电压=（0.04倍焊接电流+202.0） 适用于：（1）短路过渡形式，（2）颗粒过渡 4碳弧气刨电流计算：I=150+3xdxd,
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