焊接工艺基础及方法课件

目目 录录金属材料金属材料 钢的分类及牌号钢的分类及牌号 一、定义 1、碳素钢 二、分类 2、普通合金钢 三、金属的性能焊接工艺及方法焊接工艺及方法 一、一、焊接方法的发展及其应用焊接方法的发展及其应用 二、焊接工艺基础知识 三、常用的焊接方法焊接接头焊接符号的表示方法目 录金属材料 1金属材料金属材料 一、定义 金属就是具有金属光泽、不透明、高塑性、良好的导电性和导热性以及固定熔点特征的结晶物质。二、分类 纯金属：单一元素 合金：两种或两种以上元素金属材料 一、定义2三、金属的性能：1、物理性能：比重 熔点 导电性 导热性 导磁性 热膨胀性三、金属的性能：32、机械性能（力学性能）：金属在外界机械力的作用下所反应出来的各种性能。强度塑性硬度冲击韧性疲劳2、机械性能（力学性能）：43、工艺性能：焊接性4、化学性能：3、工艺性能：焊接性返回5钢的分类及牌号钢的分类及牌号1、碳素钢：基本元素碳、硅、锰、硫、磷1）普通结构钢 例：Q235A F2）优质结构钢 例：203）工具钢 例：T 74）专用钢 例：H08A 20g钢的分类及牌号1、碳素钢：62、普通合金钢：合金总量3%16 Mn125 Mn2 V12、普通合金钢：合金总量3%返回7焊接工艺及方法焊接工艺及方法 一、一、焊接方法的发展及其应用焊接方法的发展及其应用 1、焊接的定义：、焊接的定义：焊焊接接是是指指通通过过适适当当的的物物理理化化学学过过程程使使两两个个分分离离的的固固态态物物体体产产生生原原子子（分分子子）间结合力而连接成一体的连接方法间结合力而连接成一体的连接方法。焊接工艺及方法81)1)焊接方法的发展焊接方法的发展焊接方法的发展焊接方法的发展ll18851885年俄国人别那尔道斯发明碳极电弧；年俄国人别那尔道斯发明碳极电弧；年俄国人别那尔道斯发明碳极电弧；年俄国人别那尔道斯发明碳极电弧；ll18921892年发现金属极电弧；年发现金属极电弧；年发现金属极电弧；年发现金属极电弧；ll19301930年出现薄皮、厚皮焊条；年出现薄皮、厚皮焊条；年出现薄皮、厚皮焊条；年出现薄皮、厚皮焊条；ll19501950年以后年以后年以后年以后 2)2)应用应用应用应用 应应应应用用用用于于于于现现现现代代代代一一一一切切切切机机机机器器器器制制制制造造造造行行行行业业业业，如如如如汽汽汽汽车车车车、船船船船舰舰舰舰、飞飞飞飞机机机机、航航航航天天天天、原原原原子子子子能能能能、石石石石油油油油化化化化工工工工、电电电电子子子子等等等等行行行行业业业业。连连连连接接接接的的的的物物物物体体体体包包包包括括括括金金金金属属属属（黑黑黑黑色色色色金金金金属属属属、有有有有色色色色金金金金属属属属）和和和和非非非非金金金金属属属属（石石石石墨墨墨墨、陶陶陶陶瓷瓷瓷瓷、玻璃、塑料等）玻璃、塑料等）玻璃、塑料等）玻璃、塑料等）1)焊接方法的发展93）焊接优越性：节约金属节约时间和劳动力焊接附加设备少改善劳动条件焊缝美观，结构整体性强坚固、严密3）焊接优越性：102.焊接方法的分类焊接方法的分类1）熔化焊接）熔化焊接:使被连接的构件表面局部加热熔化成液体，然后冷却结晶成一体的方法称为熔化焊接。如气焊、电弧焊、电渣焊、激光焊等。2.焊接方法的分类11 2）压力焊压力焊 利用摩擦、扩散和加压等物理作用克服两个连接表面的不平度，除去（挤走）氧化膜及其他污物，使两个连接表面的原子相互接近到晶格距离，从而实现在固态下的连接，这种连接都必须加压，所以称为压力焊。如摩擦焊、闪光焊等 12 3）钎焊）钎焊 利利用用某某些些熔熔点点低低于于被被连连接接构构件件熔熔点点的的熔熔化化金金属属（钎钎料料）作作连连接接的的媒媒介介物物在在连连接接界界面面的的流流散散浸浸润润作作用用，然然后后冷冷却却结结晶晶形形成成结结合合面面的的方方法法称称为为钎钎焊焊。如如火火焰焰钎钎焊焊、电电阻阻炉炉钎钎焊焊、盐浴钎焊等。盐浴钎焊等。133.各种焊接方法在行业的应用各种焊接方法在行业的应用设备制造：设备制造：方法较多，如埋弧焊、CO2气保焊、钨极氩弧焊、手工电弧焊等。安装和检修：安装和检修：以手工电弧焊为主。3.各种焊接方法在行业的应用设备制造：方法较多，如埋弧14 二、焊接工艺基础知识、焊接工艺基础知识 熔化焊定定义义：使使被被连连接接的的构构件件表表面面局局部部加加热热熔熔化化成成液液体体，然然后后冷冷却却结结晶晶成成一一体的方法称为熔化焊接体的方法称为熔化焊接。二、焊接工艺基础知识 熔化焊定义：使被连接的构件表面局部151 焊接电弧焊接电弧焊焊接接电电弧弧，实实质质上上就就是是在在一一定定的的条条件件下下，两两电电极极间间的的气气体体发发生生强强而而有有力力的的、持久的放电现象。持久的放电现象。1 焊接电弧焊接电弧，实质上就是在一定的条件下，两电极间161)电弧的产生电弧的产生 A 电极发射电子电极发射电子 发发射射形形式式分分为为热热发发射射、电电场场发发射射、光发射、碰撞发射。光发射、碰撞发射。B 气体的电离气体的电离 电电离离分分为为热热电电离离、光光电电离离和和碰碰撞撞电电离。离。1)电弧的产生 A 电极发射电子172）焊接电弧的组成）焊接电弧的组成A 阴阴极极区区：发发射射电电子子区区，温温度度为为22003600K，放热量占全电弧的放热量占全电弧的38%；B 弧弧柱柱区区：气气体体电电离离区区，温温度度为为50008000K，发热量占全电弧的发热量占全电弧的20%；C 阳阳极极区区：接接受受阴阴极极发发射射电电子子的的轰轰击击区区，温温度度为为4200K，发热量占全电弧的，发热量占全电弧的42%。2）焊接电弧的组成A 阴极区：发射电子区，温度为2200183）电弧的静特性）电弧的静特性 定定义义：在在电电极极材材料料、气气体体介介质质和和弧弧长长一一定定的的情情况况下下，电电弧弧电电压压与与焊焊接接电电流流之之间间的的关关系系叫叫电电弧弧的的静静特特性性。也也称称伏伏安安特特性。性。3）电弧的静特性 定义：在电极材料、气体19A 电弧的静特性曲线电弧的静特性曲线a-b 陡降段：电弧燃烧不稳定陡降段：电弧燃烧不稳定b-c 水平段：手弧焊和埋弧焊、钨极氩弧水平段：手弧焊和埋弧焊、钨极氩弧 焊焊c-d 上升段：熔化极气保焊（氩弧焊、上升段：熔化极气保焊（氩弧焊、CO2气保焊）气保焊）A 电弧的静特性曲线a-b 陡降段：电弧燃烧不稳定20焊接工艺基础及方法课件21B 电弧电压与弧长的关系电弧电压与弧长的关系 U=a+bL U-电弧电压 a-阴极与阳极电压降之和，即U阴+U阳（V）b-弧柱单位长度上的电压降（V/mm）L-弧柱长度（mm）B 电弧电压与弧长的关系 U=a22C C 影响电弧静特性的因素影响电弧静特性的因素 电弧长度的影响：弧长增加，电弧电压增加，曲线上移。周围气体种类的影响：如在氩气中加入50%的氦气，则电弧电压升高，曲线上移；周围气体介质压力的影响：气体压力越大，对电弧的冷却作用越强，则电弧电压升高，曲线上移；C 影响电弧静特性的因素 电弧长度的影响：弧长增加，电234 4）影响电弧稳定燃烧的因素）影响电弧稳定燃烧的因素A 焊接电源的影响 如外特性欠佳、空载电压过低、电源的极性等B 熔渣（焊条涂料）的影响 药皮成分电离电位的高低、药皮的厚度等；C 气流的影响D 焊件表面污物的影响F 电磁力的影响4）影响电弧稳定燃烧的因素A 焊接电源的影响 如外特性欠佳、24 电磁力的影响 电弧在电磁场的作用下，发生电弧偏离轴线 的现象，叫磁偏吹。可通过改变接线位置来控制，或改变焊条倾角或减小电流来减小影响。电磁力的影响25 5)焊接极性:定义:直流电弧焊或直流切割时,焊件与电源输出端正 负极的接法.正接:焊件(+)电极(-)反接:焊件(-)电极(+)应用:TIG方法等。5)焊接极性:262 2 熔化焊接熔化焊接1）熔化焊的特点A 热源是移动的；B 热源温度高而集中；C 受热金属体积小；D 凝固时间短；F 具有高的温度梯度；2 熔化焊接1）熔化焊的特点27G 化学反应不平衡；H 化学成分和金相组织发生变化；I 基本金属的组织变化G 化学反应不平衡；282 2）两个概念）两个概念 焊焊接接热热循循环环：热热源源沿沿被被焊焊工工件件按按一一定定方方向向移移动动时时，焊焊接接溶溶池池（焊焊缝缝）或近缝区某点温度随时间的变化。或近缝区某点温度随时间的变化。2）两个概念 29焊接工艺基础及方法课件30 焊接线能量：向单位长度焊缝内输入的热量称为焊接线能量。q=UI/v(J/cm)q 焊接线能量（焦耳/厘米)U 焊接电压（伏特）I 焊接电流（安培）V 焊接速度（厘米/秒）电弧有效热功率利用系数 手工：0,70.8;埋狐:0,850.95;钨极:0.5 焊接线能量：向单位长度焊缝内输入的热量称为焊接线能量31 3 3 焊条的熔化焊条的熔化 (1)焊条金属的加热电阻加热-辅助热源电弧加热-主要热源化学热 -仅占1-3%,可忽略(2)焊条金属的熔化过渡短路过渡颗粒状过渡射流过渡 3 焊条的熔化 (1)焊条金属的加热324 焊缝成形焊缝成形 H-熔深 B-熔宽 a-余高B/H-成形系数,影响裂纹和气孔的产生 Fm-母材金属在焊缝截面中所占的面积 FH-填充金属在焊缝截面中所占的面积r=Fm/(Fm+FH)-熔合比,决定焊缝的化学成分 机械性能 裂纹敏感性4 焊缝成形 H-熔深 B-335 焊接结晶过程焊接结晶过程 结晶结晶:液态金属在冷却过程中液态金属在冷却过程中,凝结成本身具有的晶体结构凝结成本身具有的晶体结构.(1)一次结晶一次结晶定义定义:形核形核过程过程 长大长大5 焊接结晶过程 结晶:液态金属在冷却过程中,34偏析:显微偏析 区域偏析 层状偏析偏析:35 对组织性能的影响:粗大柱状晶降低焊缝塑性 韧性 热裂纹倾向大 抗晶间腐蚀力下降改善措施 变质处理 振动结晶 对组织性能的影响:36(2)二次结晶定义:过程:改善措施:焊后热处理 多层焊接 锤击焊道 跟踪回火处理 (2)二次结晶返回37三三 常用的焊接方法常用的焊接方法 （一）手工电弧焊（焊条电弧焊）1、手工电弧焊的特点及应用 优点：A、设备简单；B、工艺灵活，适合各种位置下的焊接，对焊缝接头装配精度要求不高；C、适用性强，几乎可以焊接所有的钢种；D、容易控制形状复杂的工件的焊接变形。三 常用的焊接方法（一）手工电弧焊（焊条电弧焊）38缺点 A 对焊工要求高 B劳动条件差 C生产率低应用 广泛使用在造船锅炉,压力容器等等制造维修行业。缺点39、手工电弧焊的工艺参数、手工电弧焊的工艺参数 焊接工艺参数规范：焊接时，为保证焊接质量而选定的各个物理量 （）焊接电流：最重要的参数 焊条直径 焊接位置 焊接层次、手工电弧焊的工艺参数 焊接工艺参数规范40（）焊接电弧电压：重要的参数（）焊接速度：重要的参数（）焊条类型：较重要的参数（）焊机类型：次要的参数（）焊接层次：次要的参数（）焊接电弧电压：重要的参数41手工电弧焊工艺手工电弧焊工艺一、焊接规范：1、焊条：直径、牌号2、焊机3、焊接电流4、焊接电压5、焊接速度6、层道数手工电弧焊工艺一、焊接规范：42二、引弧 1、划擦法 2、接触法三、焊条倾角：1、板平焊 2、板立焊二、引弧43焊条偏心焊条偏心44三、焊条摆动方法：1、板平焊 2、板立焊四、焊缝的起弧、接头和收弧三、焊条摆动方法：45（二）埋弧焊 1、埋弧焊的特点及应用 优点：A 生产率高 B 改善劳动条件,降低劳动强度 C质量好 D节省材料和电能（二）埋弧焊 46缺点:A、设备复杂；B、只适合水平位置的焊接，C、难以焊接有色金属；D、容易出现气孔 E、不适合焊接薄板。应用 广泛使用在造船 锅炉等制造行业缺点:A、设备复杂；47、埋弧焊的工艺参数（）焊接电流：（）焊接电弧电压：（）焊接速度：、埋弧焊的工艺参数48（三）TIG焊 1、TIG焊的特点及应用原理:优点：A 保护效果好,焊缝质量高 B 操作容易,适用全位置焊,易于机械化 自动化 C热量集中,焊接应力变形小（三）TIG焊 49 缺点:A、成本高；B、引弧困难，C、对焊工危害较大。应用 广泛使用在高合金和有色合金的焊接上。缺点:A、成本高；50、TIGTIG焊的工艺参数焊的工艺参数（）焊接电流：（）焊接电流：（）焊接电弧电压：（）焊接电弧电压：（）焊接速度：（）焊接速度：（4）焊接电源种类及极性：）焊接电源种类及极性：（5）钨极直径：）钨极直径：（6）氩气流量：）氩气流量：、TIG焊的工艺参数51（三）（三）CO CO2 2焊焊 1 1、COCO2 2焊的特点及应用焊的特点及应用 特点特点:CO2 CO2的氧化性的氧化性 气孔气孔:CO N2 H2:CO N2 H2 抗冷裂性抗冷裂性 飞溅（富氩）飞溅（富氩）（三）CO2焊 52优点：A 保护效果较好,焊缝质量较高 B 明弧焊,操作容易,适用全位置焊,易于机械化 自动化 C热量集中,焊接应力变形小 D成本低缺点:A、飞溅大；B、易氧化。应用 广泛使用在汽车 管道等制造上.优点：A 保护效果较好,焊缝质量较高53、CO2焊的工艺参数（）焊接电流：（）焊接电弧电压：（）焊接速度：3 焊接设备 焊接电源 焊枪及送丝机构 供气系统 控制系统:提前送气、滞后停气、CO2焊的工艺参数54（四）电渣焊 1、电渣焊的特点及应用原理特点:A 劳动效率高；B、不易出现气孔等缺陷 C、成本低；D、只适合垂直位置的焊接，E、晶粒粗大。（四）电渣焊 1、电渣焊的特点及应用返回55接头型式接头型式接头型式接头型式图2-3焊接接头基本型式(GB985)a.对接接头 b.搭接接头 c.丁字接头 d.角接接头焊接接头一、焊接接头的基本形式接头型式图2-3焊接接头基本型式(GB985)焊接接头一、焊56图2-5 常见的丁字(十字)接头(有工作焊缝和联系焊缝之分)图2-5 常见的丁字(十字)接头57图2-6 常见的角接头图2-6 常见的角接头返回58二、接头空间位置：1、板件：平焊:1G立焊:2G横焊:3G仰焊:4G二、接头空间位置：592、管件：水平固定:2G垂直固定:5G倾斜固定：45度 6G2、管件：603、管板：水平固定:2FG垂直固定:5FG倾斜固定：45度 6FG3、管板：61三、坡口形式I型、V型、U型四、坡口尺寸：三、坡口形式62图2-4 对接焊缝典型坡口型式图2-4 对接焊缝典型坡口型式63五、接头的清理与检查：P695点五、接头的清理与检查：P69返回64焊接符号的表示方法焊接符号的表示方法 由基本符号和指引线组成，必要时加上辅助符号、补充符号和焊缝尺寸符号。GB324-88焊接符号的表示方法 由基本符号和指引线组65一、基本符号：焊缝横截面形状的符号一、基本符号：焊缝横截面形状的符号66二、辅助符号：表示焊缝表面形状特征的符号二、辅助符号：表示焊缝表面形状特征的符号67三、补充符号：说明焊缝的某些特征三、补充符号：说明焊缝的某些特征68四、符号在图纸上的位置四、符号在图纸上的位置69五、焊缝尺寸符号五、焊缝尺寸符号返回70锅炉压力容器压力管道焊工考试规则锅炉压力容器压力管道焊工考试规则71第一十三条：焊接操作技能考试应从焊接方法、试件材料、焊接材料及试件形式等方面进行考核。焊接方法及代号见表1，焊条类别代号及适用范围见表2，试件钢号分类及代号见表3，各种试件形式、位置及代号见表4，焊接要素及代号见表5。第一十三条：焊接操作技能考试应从焊接方法、试件材料、焊接材料72表表1 1焊接方法及代号焊接方法及代号焊接方法代号焊条电弧焊SMAW钨极气体保护焊GTAW熔化极气体保护焊GMAW（含药芯焊丝电弧焊FCAW）埋弧焊SAW表1焊接方法及代号焊接方法代号焊条电弧焊SMAW73（一）、“2002年考规”对八种焊接方法的焊工考试作出规定，除此以外的焊接方法都按四十三条规定进行考试。药芯焊丝电弧焊考试规定与熔化极气体保护焊相同，常用半自动与自动焊方式(实质上是手工焊与机械焊）。堆焊不能称为焊接方法，只是焊接方法的运用，各种焊接方法焊接操作技能考试规定也适用于堆焊的运用。对于焊接方法按“2002年考规”分为手工焊接和机械化焊接两种方法；（一）、“2002年考规”对八种焊接方法的焊工考试作出规定，74对焊工操作技能“2002年考规”分为手工和焊机操作技能两种。对试件对接形式分为板材对接焊缝、管材对接焊缝和管板角接头试件三种。焊接不锈钢复合钢之间焊缝及过渡焊缝的焊工，应取得耐蚀堆焊资格对焊工操作技能“2002年考规”分为手工和焊机操作技能75表表2 2焊条类别、代号及范围焊条类别、代号及范围焊条类别焊条类别代号相应型号牌号适用焊件的焊条范围钛钙型F1EXX03J422/J502F1纤维素型钛型F2EXX10J505GXF1、F2钛型、钛钙型F3EXXX(X)-16/-17G202F1、F3低氢型、碱性F3JEXX15/-16J427/J507R507/R307F1、F3、F3J钛型、钛钙F4EXXX(X)-16/-17A132/A302F4碱性F4JEXXX(X)-16/-17A137/A307F4、F4J表2焊条类别、代号及范围焊条类别焊条类别代号相应型号牌号适76.二、锅炉、压力容器和压力管道使用国产焊条所执行的国家标准有三个：GB/T9831995，GB/T51171995，GB/T51181995，行业标准一个：JB/T47472002。表2焊条代号、类别及适用范围F1钛钙型EXX03F1（J422、J502)GB/T5117 这类焊条为钛钙型，药皮中含30%以上的氧化钛和20%以下的钙或镁的碳酸盐.二、锅炉、压力容器和压力管道使用国产焊条所执行的国家标准有77矿，熔渣流动性良好，脱渣容易，电弧稳定熔池适中，飞溅少，焊波整齐。这类焊条适用于全位置焊接，焊接电流为交流或直流正、反接，主要焊接较重要的碳钢结构。F2F2纤维素型EXX10，EXX11，（GB/T5117）EXX10X，EXX11X，（GB/T5118）EXX10、EXX10X型焊条为高纤维素钠型药皮中纤维素含量较高，电弧稳定，焊接时有机物在电弧区分解产生大量的气体，保护熔敷金属，电弧吹力大，熔深较深。矿，熔渣流动性良好，脱渣容易，电弧稳定熔池适中，飞溅少，焊波78熔化速度快，熔渣少，脱渣容易，熔渣覆盖较差，通常限制采用大电流焊接。这类焊条适用于全位置焊接，特别适用于立焊、仰焊的多道焊和有较高射线检测要求的焊缝，也可用于向下立焊，焊接电流为直流反接。如J505GX（GB/T5118）适用焊件的焊条范围：F1、F2熔化速度快，熔渣少，脱渣容易，熔渣覆盖较差，通常限制采用大电79F3F3钛型、钛钙型型号：（GB/T983)EXXX（X）16型焊条（G202),药皮可以是碱性的，也可以是钛型或钛钙型。适用于交流或直流焊接，为了在交流施焊时获得良好的电弧稳定性，这类焊条药皮中一般都含有易电离元素如钾，直径不大于4.0mm的焊条可用于全位置焊接 。适用焊件的焊条范围：F1、F3。焊接工艺基础及方法课件80F3JF3J低氢型、碱性 GB/T5117 J426、J506、J507 GB/T5118J427、J507、J507RH GB/T983G20781EXX15、EXX15X型焊条，这类焊条为低氢钠型。药皮主要组成物是碳酸盐矿和萤石，碱度较高，熔渣流动性好，焊接工艺性能一般，焊波较粗，角焊缝略凸，熔深适中，脱渣性能好，焊接时要求焊条干燥，并采用短弧焊。这类焊条可全位置焊接，焊接电流为直流反接。这类焊条的熔敷金属具有良好的抗裂性能和力学性能。EXX15、EXX15X型焊条，这类焊条为低氢钠型。82 EXX16、EXX18X型焊条，这类焊条为低氢钾型药皮。在与EXX15、EXX15X型焊条药皮基本相似的基础上添加了稳弧剂，如钾水玻璃等，电弧稳定，工艺性能、焊接位置与EXX15型焊条相似，焊接电流为交流或直流反接。这类焊条的熔敷金属具有良好的抗裂性能和力学性能。适用焊件的焊条范围：F1、F3、F3J EXX16、EXX18X型焊条，这类焊条83F4F4钛型、钛钙型GB/T983EXXX（X）15EXXX（X）17（A132、A302）GB/T983F4J F4J GB/T983EXXX（X）15EXXX（X）17（A137）（A307）F4钛型、钛钙型GB/T98384上述三个焊条国家标准都是等效采用美国国家标准，所谓等效采用则是将国外标准的技术内容全部照搬，只是计量单位从英制改为中国习惯采用的公制。当焊工考试时若采用了美国焊条，便可直接按（2002考规）表表2 2的规定将美国焊条划入相应的类别中。GB/T983GB/T98319951995等效等效ANSI/AWSANSI/AWSA5.4A5.419921992不锈钢手工电弧焊焊条不锈钢手工电弧焊焊条GB/T5117GB/T511719951995等效等效ANSI/AWSANSI/AWSA5.1A5.119911991上述三个焊条国家标准都是等效采用美国国家标准，所谓等效采用85碳钢药皮电焊条规程碳钢药皮电焊条规程 GB/T5118 GB/T511819951995等效等效ANSI/AWSANSI/AWSA5.5A5.519811981低合金钢药皮电焊条规程低合金钢药皮电焊条规程三、试件母材钢号及代号见表3焊工焊接操作技能考试是要求焊工按照评定合格的焊接工艺施焊出没有超标缺陷的焊缝。从焊接缺陷角度出发，焊工焊接操作技能与母材钢号没有关系，对于焊条电弧焊，焊工焊接操作技能与药皮类别密切相关。但因钢材合金成分不同造成焊接性能不同，施焊时所采取的焊接工艺措施碳钢药皮电焊条规程86不一样，从焊接工艺复杂程度出发而将试件母材钢号进行分类，并制定出替代规则，手工焊焊工焊接操作技能也相应分成四个等级。不一样，从焊接工艺复杂程度出发而将试件母材钢号进行分类，并制87表表3 3试件钢号分类及代号表试件钢号分类及代号表类别代号典型钢号示例碳素钢Q195、Q215、Q235、10、20、20R、20G、20gHP245、HP265、L175、L210、S205低合金钢HP295、HP325、L245、L290、马氏体钢铁素体不锈钢奥氏体不锈钢、双相不锈钢表3试件钢号分类及代号表类别代号典型钢号示例碳88表表3 3中钢号都是锅炉、压力容器、压力管道和气瓶现行标准中所列钢号。GB66531994焊接气瓶用钢板中所列气瓶用钢的牌号都用“HP”打头，例如HP245、HP365。“245”表示钢材屈服点s 下限值。气瓶用钢的化学成分都有控制范围。89SY52971991石油天然气输送管道用直缝电阻焊钢管中所列的钢种等级都用“S”打头，例如S240、S480。“240表示该等级钢种的t0.5下限值，（规定总伸长应力即试样标距长度上产生0.5%的总伸长所需的拉应力）对于每个等级钢种化学成分都有控制范围。90“GB/T97111999石油天然气输送钢管交货技术条件中所列的钢种等级都用“L”打头，例如L175、L155。155”表示该等级钢种的Rt0.5下限值，对于每个等级钢种化学成分都有控制范围。碳素钢（类）：焊接性能良好，大多数情况下焊前不要求预热，焊后不要求后热，部分钢号因为没有冲击要求，因而也不需要控制线能量。低合金钢（类）：这类钢号焊前要求预热，焊后要求后热，而且有冲击“GB/T97111999石油天然气输送钢管交货技术91试验要求，因而要求控制线能量上限。马氏体钢、铁素体不锈钢（类）：这类钢焊接裂纹倾向较大，焊前不要求预热，焊后要进行热处理，焊接工艺要求严格，要求控制焊接线能量范围。1Co5Mo与1Co9Mo1是代表这一类别钢号，1Co5Mo钢供货状态的金相组织与热处理状态有关。即便退火供货时为珠光体，在焊后其焊缝与热影响区将出现马氏体组织，所以将它列入类。试验要求，因而要求控制线能量上限。92奥氏体不锈钢、双相不锈钢（类）：这类钢材用相应的焊条施焊时熔池不易摊开，熔滴过渡不暢特点与碳钢、低合金钢很不同，故另列一类。表3内所列钢号只是典型钢号示例，包含了锅炉、压力容器、压力管道标准中所列钢号。对于没有列入表3的钢号（例如新钢号、国外钢号）可根据第四十四条四十四条规定由焊工考委会将其列入相应类别中。对焊机操作工来讲，焊接操作技能考试是考核焊工掌握焊机能力，焊接过程“自动”奥氏体不锈钢、双相不锈钢（类）：93完成与钢号无关，焊机操作工用某一钢号经焊接操作技能考试合格后，则焊接所有钢号都可免除考试。表表4 4试件形式、位置及代号见图：完成与钢号无关，焊机操作工用某一钢号经焊接操作技能考试合格后94表表4 4试件形式、位置及代号试件形式、位置及代号试件形式试件位置代号板材对接焊缝平焊1G横焊2G立焊3G仰焊4G表4试件形式、位置及代号试件形式试件位置代号板材对接焊缝平95管材对接焊缝试件水平转动1G垂直固定2G向上焊水平固定向下焊5G5GX向上焊45固定向下焊6G6GX管材水平转动1G垂直固定2G5G5GX6G6GX96管板角接头试件水平转动2FRG垂直固定平焊2FG垂直固定仰焊4FG水平固定5FG45固定6FG管板角接头试件水平转动2FRG垂直固定平焊2FG垂直固定仰焊97第十四条焊接操作技能考试合格的焊工，当试件钢号或焊材变化时，属下列情况之一的不需重新进行焊接操作技能考试：（一）手工焊焊工采用某类别钢号经焊接操作技能考试合格后，焊接该类别其它钢号时；（二）手工焊焊工采用任一钢号，经焊接操作技能考试合格后，焊接该第十四条焊接操作技能考试合格的焊工，当试件钢号或焊材变化时，98类别钢号与类别代号较低钢号所组成的异种钢号焊接接头时；（三）除类外，手工焊焊工采用某类别任一钢号，经焊接操作技能考试合格后，焊接较低类别钢号时；（四）焊机操作工采用某类别任一钢号，经焊接操作技能考试合格后，焊接其它类别钢号时；（五）变更焊丝钢号（或型号）、类别钢号与类别代号较低钢号所组成的异种钢号焊接接头时；99药芯焊丝类型、焊剂型号、保护气体种类和钨极种类时；第十五条经焊接操作技能考试合格的焊工，属下列情况之一的，需重新进行焊接操作技能考试：、改变焊接方法；、在同一焊接方法中，手工焊考试合格，从事焊机操作工时；、在同一种焊接方法中，焊机操作药芯焊丝类型、焊剂型号、保护气体种类和钨极种类时；100考试合格，从事手工焊工作时；、表五中焊接要素（代号）01、02、03、04、06和08之一改变时；、焊件焊接位置超出表11规定的适用范围时。考试合格，从事手工焊工作时；101表表5 5焊接要素及代号焊接要素及代号 焊接要素要素代号手工焊钨极气体保护焊填充金属焊丝无01实芯02药芯03机械化焊钨极气体保护焊自动稳压系统有04无05自动跟踪系统有06无07每面坡口内焊道单道08多道09表5焊接要素及代号 焊接要素要素代号手工焊钨极气体保护焊102焊接要素实际上是影响焊工焊接操作技能的工艺因素和条件，增加表5焊接要素及代号是“2002年考规”特点，从表5可见，分两种情况：一是手工焊，只对钨极气体保护焊填充金属规定了三种情况（无焊丝、实芯、药芯焊丝）；二是机械化焊对钨极气体保护焊的自动稳压系统和其他焊接方法的自动跟踪系统及单道焊、多道焊重新考试规定。“表5中焊接要素（代号）01、02、03、04、06和08之一改变时”这一句话中说明 103 表5中共有9个焊接要素，只有上述6个焊接要素改变时，需要重新进行焊接操作技能考试，要素改变的含义是：01改变含义：手工钨极气体保护焊增加或取消填充金属焊丝。02改变含义：手工钨极气体保护焊从实芯填充金属焊丝变为药芯填充金属焊丝，或取消填充金属焊丝。03改变含义：手工钨极气体保护焊从药芯填充金属焊丝变为实芯填充金属焊丝，或取消填充金属焊丝。104 04改变含义：自动钨极气体保护焊取消自动稳压系统；06改变含义：所有机械化焊接方法取消自动跟踪系统。08改变含义：所有机械化焊接方法在每面坡口内从单道焊变为多道焊。焊缝金属中的焊层与焊道是两个概念，其定义可看GB/T33751994焊接术语，在图A所示焊缝中有四个焊层6条焊道，在图B所示焊缝中有两个焊层2个焊道。105图图图图B 表5中“08”和“09”是指“每面坡口内焊道”。如图C所示双面坡口的焊缝内，正面为单道，而背面为多道。图A图C图B 图A图C106第十六条焊接操作技能考试可以由一名焊工在同一试件上采用一种焊接方法进行，也可以由一名焊工在同一试件上采用不同焊接方法进行组合考试；或由两名（或以上）焊工在同一试件上采用相同或不同焊接方法进行组合考试。由三名（含三名）以上焊工的组合考试试件，厚度不得小于20mm。第十六条107例一、如16MnR，板厚12mm，平焊对接、一焊工用实芯焊丝，钨极气体保护焊打底2mm，焊条电弧焊用低氢型焊条盖面10mm。考试合格后，他即具有两个项目：GTAW1G-2-02SMAW1G（K）10F3J焊接工艺基础及方法课件108例二、一管板角接头试件，管外径为57，材质为20号钢，壁厚4mm；板厚12mm，材质为16MnR，垂直固定，一焊工用实芯焊丝钨极气体保护焊打底2mm，再用低氢型焊条电弧焊焊完，考试合格后，他即具有两个项目：GTAW/2FG2/5702SMAW/2FG（K）10/57F3J 例二、一管板角接头试件，管外径为57，材质为20号钢，壁109手工焊焊工进行焊接操作技能考试合格时，焊条熔敷金属成分和组织应与试件母材类同，不得用奥氏体不锈钢焊条或双相钢焊条焊接、类钢号。当使用GB/T983中的焊条进行耐蚀堆焊时，手工焊焊工采用某类别任一钢号作基层经操作技能考试合格后，在较低类别钢号上堆焊时不需重新进行焊接操作技能考试。手工焊焊工采用类中任一钢号经焊接操作技能考试合格后，当使用奥氏体不锈钢焊条或双相钢焊条焊接、类钢焊件时不需重新进行焊接操作技能考试。手工焊焊工进行焊接操作技能考试合格时，焊条熔敷金属成分和组织110第十七条第十七条考试试件试件形式各种试件形式如图所示，包括：对接焊缝试件、管板角接头试件、堆焊试件。管板角接头形式见图4。对接焊缝试件、管板角接头试件分带衬垫和不带衬垫两种。双面焊、部分焊透的对接焊缝和部分焊透的管板角接头均视为带衬垫。第十七条考试试件111焊接工艺基础及方法课件112113114115焊接操作技能考试试件分为：对接焊缝试件（下分板材对接焊缝试件和管材对接焊缝试件），管板角接头试件，和堆焊试件。对接焊缝是锅炉、压力容器、压力管道中最大量使用的焊缝形式，可将角焊缝看作坡口角度为90的对接焊缝，从焊工熔敷焊缝金属过程而言，角焊缝与对接焊缝是极其相似的，焊工采用对接焊缝试件经焊接操作技能考试合格后在一定条件下适用于焊接焊接操作技能考试试件分为：对接焊缝试件（下分板材对接焊缝试116角焊缝，“2002考规”中不再设角焊缝试件。角焊缝，“2002考规”中不再设角焊缝试件。117第十八条手工焊焊工采用对接焊缝试件，经焊接操作技能考试合格后，适用于焊件金属厚度范围见表7。t为每名焊工、每种焊接方法在试件上的对接焊缝金属厚度（余高不计），当某焊工用一种焊接方法考试且试件截面全焊透时，t与试件母材T相等。第十八条118表表7手工焊对接焊缝适用于对接焊手工焊对接焊缝适用于对接焊缝焊件焊缝金属厚度范围缝焊件焊缝金属厚度范围mm焊缝形式试件母材厚度T适用于焊件焊缝金属厚度最小值最大值对接焊缝 12不限2t 12不限不限（注）表7手工焊对接焊缝适用于对接焊缝焊件119注：t不得小于12mm，且焊缝不得少于3层例SMAW1G8F3J焊条电弧焊，材质、类，水平位置，焊缝金属厚度16mm,低氢型焊条施焊。（如果为T16则）GTAW 1G302手工钨极气体保护焊，实芯焊丝，材质、类，水平位置，焊缝金属厚度6mm。（如果为T6则）注：t不得小于12mm，且焊缝不得少于3层120、手工焊焊工采用管材对接焊缝试件，经焊接操作技能考试合格后，适用于管材对接焊缝焊件外径范围见表8；适用于焊缝金属厚度范围见表7。、手工焊焊工采用管材对接焊缝试件，经焊接操作技能考试合格后121表表8手工焊管材对接焊缝试件适用于对接焊手工焊管材对接焊缝试件适用于对接焊缝焊件外径范围缝焊件外径范围mm管材试件外径D适用于管材焊件外径范围最小值最大值25D不限25D7625不限7676不限300（注）76不限表8手工焊管材对接焊缝试件适用于对接焊缝焊件外径范围mm管122注：管材向下焊试件例：SMAW1G2/25F3J焊条电弧焊，材质、类，水平转动，焊缝金属厚度4mm,管外径25mmn。（对244.5的管？）GTAW1G2/2502手工钨极气体保护焊，实芯焊丝，材质、类，水平转动，焊缝金属厚度4mm,管外径25mmn。注：管材向下焊试件123、手工焊焊工采用管板角接头试件，经焊接操作技能考试合格后，适用于管板角接头焊件范围见表9，当某焊工用一种焊接方法考试且试件截面全焊透时，t与试件板材厚度S0相等。、手工焊焊工采用管板角接头试件，经焊接操作技能考试合格后124表表9手工焊管板角接头试件适用于管板手工焊管板角接头试件适用于管板角接头焊件范围角接头焊件范围mm管板角接头试件管外径D适用焊件范围管外径管壁厚度焊件焊缝金属厚度最小值最大值最小值最大值25D不限 不限不限当S012时2t当S0 12时（注）不限25D7625不限 不限7676不限 不限表9手工焊管板角接头试件适用于管板角接头焊件范围mm管板角接125注：当S012时，t应不小于12mm，且焊缝不得少于3层例SMAW/-2FG8/57F3J焊条电弧焊，类和类材料相焊，管574，管板角焊缝，焊缝金属厚度t16mm，焊条为低氢型。如果，或板厚18mm以上？例GTAW/-2FG-3/57-02 手工钨极气体保护焊，实芯焊丝，类和类材料相焊，管板角焊缝，焊缝金属厚度6mm。（如果？）注：当S012时，t应不小于12mm，且焊缝不得少于3层126、焊机操作工采用对接焊缝试件或管板角接头试件考试时，母材厚度T或S0自定，经焊接操作技能考试合格后，适用于焊件焊缝金属厚度不限。例SAW1G（K）07/08例 SAW1G（K）07/09例GTAW5FG（K）04/06/091.例 G TAW 5FG（K）05/07/09、焊机操作工采用对接焊缝试件或管板角接头试件考试时，母材厚127焊机操作工采用对接焊缝试件或管板角接头试件考试时，管外径自定，经焊接操作技能考试合格后，适用于管材对接焊缝焊件或管板角接头焊件管外径的最小值为试件外径，最大值不限。例GTAW5FG（K）04/06/09此时已看不出管径最小值，只能从焊工考试档案中才可查出D值焊机操作工采用对接焊缝试件或管板角接头试件考试时，管外径自128手工焊焊工和焊机操作工采用不带衬垫对接焊缝试件或管板角接头试件，经焊接操作技能考试合格后，分别适用于带衬垫对接焊缝试件或管板角接头试件；反之不适用。例按第十六条组合考试：材质16MnR，板厚12mm，平焊试件，用手工钨极氩弧焊打底，填充金属为实芯焊丝，焊缝金属厚度2mm，然后采用低氢型焊条手工焊填满坡口，项目代号为：手工焊焊工和焊机操作工采用不带衬垫对接焊缝试件或管板角接头129GTAW1G202和SMAW1G（K）10F3J则焊条电弧焊只能用于双面焊、部分焊透的对接焊缝。例管板角接头无衬垫水平固定试件，管材壁厚2mm,25mm,材质20号钢，板材厚度12mm，材质16MnR，采用手工钨极氩弧焊打底，填充金属为实芯焊丝，焊缝金属厚度为2mm，然后采用低氢型焊条手工焊填满坡口，项目代号为：GTAW1G202和130 GTAW/-2FG-2/25-02 SMAW-/-2FG(K)-10/25-F3J则焊条电弧焊只能用于双面焊、部分焊透的对接焊缝。手工焊焊工和焊机操作工采用对接焊缝试件或管板角接头试件，经焊接操作技能考试合格后，除规定需要重新考试时，适用于焊件角焊缝，且母材厚度和外径不限。上述“除规定需要重新考试除规定需要重新考试”的规定为：GTAW/-2FG-2/25-02131手工焊焊工：第十五条规定：手工焊考试合格从事焊机操作工表5中焊接要素01、02、03、04、06和08改变时焊条类别超出表2的规定：第十四条规定：第十九条规定：手工焊焊工：132第十八条、中关于管外径的规定。焊机操作工：第十五条规定内容：焊机操作考试合格，从事手工焊工作时。第十八条、中关于管外径的规定。133耐蚀堆焊试件各种焊接方法的焊接操作技能考试规定也适用于耐蚀堆焊。手工焊焊工和焊机操作工采用堆焊试件考试合格后，适用于焊件的堆焊层厚度不限，适用于焊件母材厚度范围见表10。耐蚀堆焊试件134表表1010堆焊试件适用母材厚度范堆焊试件适用母材厚度范围围mmmm堆焊试件母材厚度T适用于堆焊焊件母材厚度范围最小值最大值25T不限2525不限表10堆焊试件适用母材厚度范围mm堆焊试件母材厚度T适用于135焊接不锈钢复合钢的复层之间焊缝及过渡焊缝的焊工，应取得耐蚀堆焊资格例：有一复合钢板，基层材质为16MnR，板厚16mm，复合层为0Gr18Ni9，板厚3mm，平板对接，采用平焊位置、低氢型和碱性焊条施焊，所需焊工项目为：SMAW1G12F3JSMAW（N16）1G（K）F4JSMAW1G（K）12F4J焊接不锈钢复合钢的复层之间焊缝及过渡焊缝的焊工，应取得耐蚀136值得注意是表7、表8、表9、表11中试件厚度包括试件母材厚度和试件焊缝金属厚度。对于焊接操作技能考试来说是考核焊工堆敷焊缝金属时尽量不出或少出焊接缺陷能力，而不是考核在什么厚度试件坡口内施焊焊缝的能力，因此考核焊工焊接操作技能应按试件焊缝金属厚度考虑，而不是按试件母材厚度考虑。焊工在试件上可以不焊满坡口，为便于检验与结果评定通常焊满坡口，“2002考规”只依据试件值得注意是表7、表8、表9、表11中试件厚度包括试件母材厚137焊缝金属厚度来确定适应于焊件焊缝金属厚度范围。参照ASME第卷规定出手工焊试件合格后适应于焊件焊缝金属厚度范围见表7、表9。从焊工焊接操作技能考试目的出发，焊缝金属厚度越大，则焊工施焊道数与层数越多，产生焊接缺陷的几率也越大。因此，厚度大的焊缝金属考试合格了，焊接厚度小的焊缝金属焊件则可免除考试。焊缝金属厚度来确定适应于焊件焊缝金属厚度范围。138（十一）手工焊焊工和焊机操作工，采用对接焊缝试件或管板角接头试件，经焊接操作技能考试合格后，适用于焊件的焊接位置见表11。表11试件适用焊件焊接位置（十一）手工焊焊工和焊机操作工，采用对接焊缝试件或管板角接头139试件适用焊件范围对接焊缝位置角焊缝位置管板角接头焊件位置形式代号板材和外行大于600mm的管材外径600mm的管材板材对接焊缝1G、2G3G、4G管材对接焊缝1G、2G、5G、5XG、6G、6XG管板角接头2FG、2FRG4FG、5FG、6FG试件适用焊件范围对接焊缝位置角焊缝位置管板角接头焊件位140注：1.表中“立”表示向上立焊；向下立焊表示为：立向下。2.板材对接焊缝试件考试合格后，适用管材对接焊缝焊时，管外径应76mm。注：1.表中“立”表示向上立焊；向下立焊表示为：立向下。141表11试件适用焊件焊接位置表11规定实质是：对接焊缝试件适用对接焊缝、焊件角焊缝；管板角接头试件适用焊件角焊缝都只是指“焊缝位置”适用。管板角接头试件适用管板角接头焊件，只是指“焊缝位置”适用。执行表11时应注意下列各点：板材对接焊缝试件考试合格的焊工适应于600mm管材对接焊缝焊件，但焊件管材应D76mm，对于D76mm管材焊件焊工资格应按表8进行考试。表11试件适用焊件焊接位置142管材对接焊缝试件考试合格的焊工适应于焊件范围还要受到第十八条和对管材外径的规定限制。管板角接头试件考试合格的焊工适应于焊件范围还要受到第十八条和对管材外径的规定限制。对接焊缝试件、管板角接头试件适用于焊件角焊缝，适应的只是焊缝位置，角焊缝焊件母材厚度和焊缝尺寸管材对接焊缝试件考试合格的焊工适应于焊件范围还要受到第十八143不限，管材外径受到第十八条、规定限制。板材对接焊缝试件适用于板材或管材外径D76mm角焊缝焊件。管板角接头试件考试合格的焊工只适应于管板角接头焊件和焊件角焊缝，不适用于焊件对接焊缝。从表11中可以明确看出对接焊缝试件不能适用于管板角接头焊件；管板角接头试件不能适用于对接焊缝焊件。不限，管材外径受到第十八条、规定限制。板材对接焊缝试144 例如管子开坡口的管板角接头（图D），板子开坡口的管板角接头（图E）相比，虽然接头形式与位置相同，但图D接头中的对接焊缝为横焊缝；而图E接头中的对接焊缝为管板角焊缝。图D焊工持证项目为管子2G，而图E焊工持证项目为2FG。图D图E 例如管子开坡口的管板角接头（图D），板子开坡口的管板角接头145 图F与图G所示接头形式与位置相同，但图F接头中的对接焊缝为仰、立、平三种位置，而图F接头中的对接焊缝为立、横两种位置。图F为5G，而图为5FG。图F图G 图F与图G所示接头形式与位置相同，但图F接头中的对接焊缝146可见图D与图E，图F与图G接头形式与位置相同，但焊缝位置差别很大。对于图D所示管子开坡口的管板角接头实质上是管材对接焊缝试件加障碍物，如图I所示，因此采用管材对接焊缝试件考试合格的焊工便能够焊接相应位置的管子开坡口的管板角接头焊件，而不能焊接板子开坡口的管板角接头焊件。可见图D与图E，图F与图G接头形式与位置相同，但焊缝位置差别147图I图D图I图D148焊接操作技能考试规则汇总现将各种焊接方法需要重新进行焊接操作技能考试规则汇总如下：一、手工焊焊工手工焊焊工需要重新进行焊接操作技能考试规则见表10。表10手工焊焊工需要重新进行焊接操作技能考试规则焊接操作技能考试规则汇总149类别焊接操作工艺条件焊条电弧焊钨极气体保护焊熔化极气体保护焊药芯焊丝电弧焊接头有衬垫试件合格焊接没有衬垫试件母材1、焊件母材超出钢号类别的规定范围（表3）2、焊件管子外径超出试件所规定适应范围（表8、表9）3、堆焊焊件母材厚度超出规定范围（表10）填充材料1、增加或取消填充金属2、焊件焊缝金属厚度超出试件所规定的适应范围（表7、表8）3、焊条类别超出表2规定的范围4、填充金属从药芯焊丝变为实芯焊丝或反之焊接位置1、焊件焊接位置超出规定范围（表11)2、向下立焊变更为向上立焊或反之类别焊接操作工艺条件焊条电弧焊钨极气体保护焊熔化极气体保护焊150二、焊机操作工需要进行焊接操作技能考试规则如下：、改变焊接方法；钨极气体保护焊取消自动稳压系统；取消自动跟踪；焊件焊接位置超出规定范围；有衬垫试件考试合格的焊工焊接没有衬垫的焊件；从每面单道焊改为每面多道焊。二、焊机操作工需要进行焊接操作技能考试规则如下：151第三十七条焊工考试项目代号，应按每个焊工、每种焊接方法分别表示。手工焊焊工考试项目表示方法为：，其中：焊接方法代号，见表1，耐蚀堆焊代号加：（N及试件母材厚度）试件钢号分类代号，见表3，有色金属材料按相应标准规定的代号。异种钢用X/X表示。第三十七条焊工考试项目代号，应按每个焊工、每种焊接方法分别表152试件形式代号，见表4，带衬垫代号加：（K）试件焊缝金属厚度。试件外径。焊条类别代号，见表2。焊接要素代号，见表5。考试项目中不出现某项时，则不填。焊机操作工考试项目表示方法为：，其中：试件形式代号，见表4，带衬垫代号加：（K）153焊接方法代号，见表1，耐蚀堆焊代号加：（N及试件母材厚度）。试件形式代号，见表4，带衬垫代号加（K）焊接要素代号，见表5，存在两种以上要素时，用“/”分开。项目代号举例如下：教材P332焊接方法代号，见表1，耐蚀堆焊代号加：（N及试件母材厚度）154