焊接基础知识培训

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,焊接基本知识,第一节 焊接及其分类,在生产过程中，常常需要将两个或两个以上的零件连接在一起。连接方式一般有两种：,可拆卸连接：螺栓连接，键连接等,不可拆卸连接：铆接，焊接等,焊接：通过加热或加压，或者两者并用，并且用或,不用填充材料，使焊件达到原子结合的一种,加工方法。,一、焊接的优点,1、节省金属材料，减轻结构质量，具有良好的经济效益。,2、制造设备简单，简化加工与装配工序，生产周期短，生产效率高。,3、结构强度高，接头密封性好。,4、结构设计的灵活性大，安结构和工作地受力情况可优化配置材料。,5、焊接结构的外形平整，加工余量小。,6、焊接工艺过程容易实现机械化和自动化。,二、焊接的分类,金属焊接,熔 焊,钎 焊,压 焊,电 弧 焊,电 渣 焊,等离子 焊,电子束 焊,铝 热 焊,气 焊,激 光 焊,真空钎焊,锻 焊,爆 炸 焊,扩 散 焊,超声波 焊,电 阻 焊,气 压 焊,摩 擦 焊,烙铁钎焊,火焰钎焊,盐溶钎焊,电接触钎焊,炉中钎焊,高频钎焊,反应钎焊,焊条电弧焊,螺 柱 焊,等离子弧焊,氢 原 子 焊,埋 弧 焊,钨极氩弧焊,熔化极氩弧焊,气体保护焊,co,2,点 焊,缝 焊,对 焊,凸 焊,钎焊,：采用比母材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,材熔点的温度，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,的方法。,硬钎焊：450,软钎焊：450,熔焊：在焊接过程中，将焊接接头加热至熔化状态,不加压力完成的焊接方法。,1、电弧焊,a、焊条电弧焊,优点：,使用的设备比较简单,不需要辅助气体防护,操作灵活，适应性强,应用范围广,缺点：,对焊工操作技术要求高，焊工培训费用大,劳动条件差，强度大,生产效率低,不适于特殊金属以及薄板的焊接,b、埋弧焊,优 点：生产效率高，焊接质量好，改善劳动条件，,缺 点：不能进行全位置焊接，不适合焊接薄件,c、co,2,气体保护焊,CO2气体保护焊：简称CO2焊,是采用CO2气体作为保护介质，焊接时，CO2气体通过焊枪的喷嘴，沿焊丝周围喷射出来，在电弧周围形成气体保护层，机械地将焊接电弧及熔池与空气隔开，从而避免了有害气体的侵入，保证焊接过程的稳定，以获得优质的焊缝，其工作原理如图所示。,优点：成本低,焊缝质量好,生产效率高,适用范围广,便于实现自动化,缺点：焊缝成型较粗糙,飞溅大。,CO,2,焊机价格比焊条电弧焊机高。,焊接前准备时间较焊条电弧长。,室外作业抗风能力比焊条电弧焊弱。,压焊：焊接过程中，必须对方焊件施加压力（加热或不加热），这种焊接的方法称为压焊。,a、电阻焊,点焊是将焊件装配成搭接接头，并,压紧在两柱状电极之间，利用电阻热熔化,母材金属，形成焊点的电阻焊方法。,点焊主要用于薄板焊接。,缝焊的过程与点焊相似，只是以旋,转的圆盘状滚轮电极代替柱状电极，将焊,件装配成搭接或对接接头，并置于两滚,轮电极之间，滚轮加压焊件并转动，连,续或断续送电，形成一条连续焊缝的电,阻焊方法。缝焊主要用于焊接焊缝较为,规则、要求密封的结构，板厚一般3mm。,对焊是使焊件沿整个接触面焊合的电阻焊方法,。,凸焊是点焊的一种变型形式;在一个工件上有预制的凸点,。,第二节 焊接设备和工具,一、电弧焊机的型号及分类,1、电弧焊机型号,我国焊机型号按照GB/T 1024-1988电焊机型号编制方法编制。例如：ZXG-500表示具有下降外特性的硅弧焊整流器，额定焊接电流500A。,1,2,3,4,5,7,6,A:弧焊发电机,B:弧焊变压器,C:弧焊整流器,D:埋弧焊机,X:下降外特性,P:平特性,D:多特性,Z:自动焊,K:晶闸管整流器,G:硅整流器,L:铝绕组,C:弧焊柴油发电机,系列品种序号,基本规格,改进序号,T:热带用,TH:温热带用,TA:干热带用,G:高原用,2、电弧焊机的分类,直流弧焊机：产生直流电源的原理,交流弧焊机：是一种供电弧使用的降压变压器，,也称弧焊变压器。,酸性焊条交流,碱性焊条直流,弧焊发电机,弧焊整流器,二、常用电弧焊机,1、BX1330型弧焊变压器,B-焊接变压器,X-下降外特性,1 产品序列号,330-额定电流330A,工作原理与一般的变压器相同，增加一个活动铁心，以满足焊接工艺要求。,初级电压,220/380,接法, ,空载电压/V,70 60,电流调节范围/A,50-180 160-450,额定暂载率/%,65,额定焊接电流/A,330,额定工作电压/V,30,220V时初级电流/A,96,380V时初级电流/A,56,效率/%,80,功率因数,0.50,不同暂载率（ZZ）时的焊接电流/A,ZZ=100%,265,ZZ=65%,330,ZZ=55%,450,弧焊变压器的电流调节,粗调：可分两极，当连接片接位置时，电流5080A，接极时，电流160450A,细调：逆时针转动手柄，使活动铁心外移，则电流增大，反之，则电流减小。,使用注意事项,1、焊机应放在通风良好、干燥的地方。露天工作时，必须妥善盖好，以防雨雪及灰尘；,2、注意配电系统开关、熔丝、导线绝缘、导线截面及网络电源功率时候复合要求；,3、在焊机接入网络前，注意焊机工作电压是否与网络电源电压相符；,4、焊机外壳应有良好的接地；,5、合闸前，检查各部分接线是否正确、接头是否接触良好，,特别注意焊钳与焊件不得接触，以防短路。,合闸时，头部切勿正对闸刀，以防火花烧伤。,故,障,处,理,2、AX500型弧焊发电机,A-弧焊发电机，X-下降外特性，1 -序列号，500-额定电流500A,1)电流调节,粗调：通过改变接线位置,细调：调节焊机上端的可,调电阻，顺时针，电流，,逆时针，电流。,焊接发电机,空载电压/V,工作电压/V,电流调节范围/A,额定暂载率/%,额定功率/kW,额定焊接电流/A,60-90,40,120-600,65,20,500,电动机,额定功率/kW,额定转速/(rmin ),额定电压/V,额定电流/A,频率/Hz,功率因数,26,1450,220/380,88.2/50.9,50,0.88,-1,2）使用注意事项,注意外电源的电压和电动机相应的接线方法，外电压380V时，电动机应用“Y”接法；外电压为220V时应取“”接法。,对于长期不用的焊机，启用前应测试绝缘电阻，且阻值不低于0.5M欧姆，否则要干燥后使用。,焊机接入电源后第一次启动时，必须检查焊机的旋转方向，若与规定方向不符，应将三相电源中的任意两相调换。,应经常检查焊接电缆，如有破损，应及时包好。,故障处理,故障现象,产生原因,排除方法,电动机不启动并发出“嗡嗡”声,（1）三相熔丝中某一项烧,（2）电动机定子线圈短路,焊接过程中,电流不稳定,（1）焊接电缆与焊件接触不良,（2）电流调节的可移动部分随焊机震动而移动,（3）电刷与通铜头接触不良,焊机过热,（1）焊机过载,（2）发电机电枢线圈短路,（3）整流片短路,（4）整流片表面不洁净,3、ZXG300型弧焊整流器,Z-焊接整流器,X-降特性,G-硅整流元件,300-额定电流300A,1）电流调节,在焊机面板上进行,调节,主要技术参数,项目,单位,ZXG1-160,ZXG1-300,ZXG1-400,ZXG1-500,电源电压,V,380,380,380,380,相数,3,3,3,3,额定输入电流,A,16.4,36,41,49.5,额定输入容量,KVA,10.8,24,27,29,空载电压,V,60-70,70-80,60-70,60-70,工作电压,V,22-28,23-34,24-39,24-40,电流调节范围,A,40-192,60-360,100-480,100-500,额定焊接电流,A,160,300,400,500,额定负载持续率,%,60,60,60,60,重量,Kg,140,200,225,235,2）注意事项,焊前检查硅元件的冷却是否符合要求,为保持硅元件及其线路清洁，应定期用空气压缩机吹净焊机內的尘土,焊接工地不应有较大的震动，以防焊机铁心导磁性变坏影响工作能力,3）故障处理,故障现象,电流调节失灵,焊接电流不稳,焊接电压突然降低,电表无指示,可能产生原因,（1）控制绕组短路,（2）电流调节器接触不良,（3）控制整流元件被击穿,（1）主回路接触器抖动,（2）风压开关抖动,（3）控制回路接触不良,（1）主回路全部或部分短路,（2）整流元件被击穿,（3）控制回路短路,（1）电表或相应线路短路,（2）主回路出现故障,（3）饱和电抗器和交流绕组线断,排除方法,（1）消除短路,（2）使接触良好,（3）更换元件,（1）消除抖动,（2）使接触良好,（3）检修控制回路,（1）修复线路,（2）更换元件,（3）检查、修复控制回路,（1）修复电表,（2）排除故障,（3）排除故障,三、电焊常用工具、量具及辅助设备,1、常用工具,（1）焊钳，用以夹持焊条进行焊接的工具。,要求任何角度上都能迅速牢固的夹持不同,直径的焊条，而且质轻，导电良好，手柄绝缘隔热性好。,（2）焊接电缆。易弯曲曲，导电性良好，外表应有良好的绝缘层。切忌与刚焊完焊件接触，防止烧坏。,（3）焊接电缆线快速接头。快速方便的焊接电缆连接装置，采用导电性好、具有一定强度的锻制黄铜加工而成。,2、常用量具,钢直尺、钢圈尺、焊缝万能量规,3、辅助工具,（1）敲渣锤。提高清渣效率。0.5、0.7、1.5g,（2）錾子。用于清除焊渣，飞溅物和焊瘤,（3）钢丝刷。清除焊件表面铁锈、油污等,（4）锉刀。修理焊件坡口顿边、毛刺和焊件根部接头,（5）烘干箱。烘干焊条，控制温度要准确,（6）焊条保温桶。在施工现场便于携带可贮存少量焊条的保温容器,第三节 焊条,一、焊条的组成,焊条是指涂有药皮的供弧焊用的熔化电极。,焊芯,作为电弧焊的一个电极，与焊件之间导电形成电弧；在焊接过程中不断熔化，并过渡到移动的熔池中，与熔化的母材共同结晶形成焊缝；,焊条药皮,药皮的作用,a,）对熔池造成有效的气,渣联合保护；,b,）使熔池内金属液脱氧、,脱硫以及向熔池金属中渗,合金，提高焊缝的力学性能；,c,）起稳弧作用，以改善焊,接的工艺性。,药皮的组成,a）稳弧剂：主要使用易于电离的钾、钠、钙的化合物。b）造渣剂：形成熔渣覆盖在熔池表面，不让大气侵入熔池，且起冶金作用。c）造气剂：分解出CO和H,2,等气体包围在电弧和熔池周围，起到隔绝大气、保护熔滴和熔池的作用。d）脱氧剂：主要应用锰铁、硅铁、钛铁、铝铁和石墨等，脱去熔池中的氧。e）合金剂：主要应用锰铁、硅铁、铬铁、钼铁、钒铁和钨铁等铁合金。f）粘结剂：常用钾、钠水玻璃。,二、焊条的种类、型号及规格,焊条按用途分类（行业标准）,焊条按成分分类（国家标准）,类别,名称,代号,国家标准编号,名称,代号,一,结构钢焊条,J(结),GB5117-1995,碳钢焊条,E,二,钼和铬钼耐热钢焊条,R(热),GB5118-85,低合金钢焊条,三,低温钢焊条,W(温),四,不锈钢焊条,G(铬) A(奥),GB983-85,不锈钢焊条,五,堆焊焊条,D(堆),GB984-85,堆焊焊条,ED,六,铸铁焊条,Z(铸),GB10044-88,铸铁焊条,EZ,七,镍及镍合金焊条,Ni(镍),八,铜及铜合金焊条,T(铜),GB3670-83,铜及铜合金焊条,TCu,九,铝及铝合金焊条,L(铝),GB3669-83,铝及铝合金焊条,TAl,十,特殊用途焊条,TS(特),（2）按药皮类型分类：,酸性焊条（A）,碱性焊条（B）,金红石焊条（R）,纤维素焊条（C）,酸性焊条 碱性焊条,优点：具有良好的工艺性能，对油、水、锈不敏感,优点：焊缝含氢量较低，有益元素多，焊缝力学性能和抗裂性好,缺点：氧化性强，合金元素烧损大，焊缝塑、韧性不高，氢含量高，抗裂性能差,缺点：工艺性差，电弧稳定性差，对油、水、锈敏感，抗气孔性差,E4303（J422）,E5015（J507）,组成：酸性氧化物为主,组成：碱性氧化物、萤石、铁合金,电源：交直流电源均可,电源：直流电源,2、焊条型号的编制方法,表示药皮类型和允许使用电流种类(交流或直流)，其中：0、5分别属于高纤维素钠型和低氢钠型，规定必须采用直流电流反接，其它编号均可用交流或直流电源焊接,。,表示焊条适合的焊接位置(0、1表示可用于全位置焊接；2表示平焊和平角焊位；4用于向下立焊位)。,表示熔敷金属抗拉强度的最低保证值(常用42、50、55、60、70、75、85等，如E42表示,b,420MPa，E50表示,b,500MPa)。,表示焊条,抗拉强度420MPa,J422,药皮类型、电流种类、15酸性、6、7碱性,结构钢焊条,三、焊条的选用,（1）同种钢材焊接时焊条选用要点 考虑焊缝金属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、磷等元素的含量偏高时，焊缝中容易产生裂纹，应选用抗裂性能好的碱性低氢型焊条。 考虑焊接构件使用性能和工作条件对承受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冲击韧性和塑性，可选用塑、韧性指标较高的低氢型焊条。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接件，应选用相应的耐热钢、低温钢、堆焊或其他特殊用途焊条。 考虑焊接结构特点及受力条件对结构形状复杂、刚性大的厚大焊接件，由于焊接过程中产生很大的内应力，易使焊缝产生裂纹，应选用抗裂性能好的碱性低氢焊条。对受力不大、焊接部位难以清理干净的焊件，应选用对铁锈、氧化皮、油污不敏感的酸性焊条。对受条件限制不能翻转的焊件，应选用适于全位置焊接的焊条。 考虑施工条件和经济效益在满足产品使用性能要求的情况下，应选用工艺性好的酸性焊条。在狭小或通风条件差的场合，应选用酸性焊条或低尘焊条。对焊接工作量大的结构，有条件时应尽量采用高效率焊条，如铁粉焊条、高效率重力焊条等，或选用底层焊条立向下焊条之类的专用焊条，以提高焊接生产率。,（2）异种钢焊接时焊条选用要点 强度级别不同的碳钢+低合金钢（或低合金钢+低合金高强钢）一般要求焊缝金属或接头的强度不低于两种被焊金属的最低强度，选用的焊条熔敷金属的强度应能保证焊缝及接头的强度不低于强度较低铡母材的强度，同时焊缝金属的塑性和冲击韧性应不低于强度较高而塑性较差铡母材的性能。因此，可按两者之中强度级别较低的钢材选用焊条。但是，为了防止焊接裂纹，应按强度级别较高、焊接性较差的钢种确定焊接工艺，包括焊接规范、预热温度及焊后热处理等。 低合金钢+奥氏体不锈钢应按照对熔敷金属化学成分限定的数值来选用焊条，一般选用铬和镍含量较高的、塑性和抗裂性较好的Cr25-Ni13型奥氏体钢焊条，以避免因产生脆性淬硬组织而导致的裂纹。但应按焊接性较差的不锈钢确定焊接工艺及规范。 不锈复合钢板应考虑对基层、复层、过渡层的焊接要求选用三种不同性能的焊条。对基层（碳钢或低合金钢）的焊接，选用相应强度等级的结构钢焊条；复层直接与腐蚀介质接触，应选用相应成分的奥氏体不锈钢焊条。关键是过渡层（即复层与基层交界面）的焊接，必须考虑基体材料的稀释作用，应选用铬和镍含量较高、塑性和抗裂性好的Cr25-Ni13型奥氏体钢焊条。,四、焊条的存放与使用前的烘干,1、焊条的存储,（1）各类焊条必须分类、分牌号堆放，避免混乱。 （2）焊条必须存放在较干燥的仓库内，建议室温在18C以上，相对湿度小于50%。 （3）各类焊条存储时，必须离地面高300mm，离墙壁300mm以上存放，以免受潮。 （4）一般焊条一次出库量不能超过两天的用量，已经出库的焊条，必须要保管好。,2、焊条使用前的烘干,（1）酸性焊条对水分不敏感，而有机物金红石型焊条能容许有更高的含水量。所以要根据受潮的具体情况，在70-150C烘干一小时，存储时间短且包装良好，一般使用前可不烘干。 （2）碱性低氢型焊条在使用前必须烘干，以降低焊条的含氢量，防止气孔、裂纹等缺陷产生，一般烘干温度为350C一小时。不可将焊条在高温炉中突然放入或突然冷却，以免要皮干裂。对含氢量有特殊要求的，烘干温度应提高到400-500C，一至两个小时。经烘干的碱性焊条最好放入另一个温度控制在50-100C低温烘干箱中存放，并随用随取。 （3）烘干焊条时，每层焊条不能堆放太厚（一般1-3层）以免焊条烘干时受热不均和潮气不易排除。 （4）露天操作时，隔夜必须将焊条妥善保管、不允许露天存放，应该在低温箱中恒温存放，否则次日使用前必须重新烘干,第四节 焊接接头和焊缝符号,焊接接头：用焊接方法连接的接头。,焊缝区：,接头金属,及填充金属熔化后，又以较快的速度冷却凝固后形成。,熔合区：熔化区和非熔化区之间的过渡部分。,热影响区：被焊缝区的高温加热造成组织和性能改变的区域,。,一、焊接接头形式和焊缝形式,1、焊接接头形式,对接接头,：受力均匀，在静载和动载作用下都具有很高的强度，且外形平整美观，是应用最多的接头形式。但对焊前准备和装配要求较高。,角接接头,：通常只起连接作用，只能用来传递工作载荷。,搭接接头,：焊前准备简便，但受力时产生附加弯曲应力，降低了接头强度。,T形接头,：广泛采用在空间类焊件上，具有较高的强度，如船体结构中约70的焊缝采用了T形接头。,35,2、焊缝形式,空间位置：平焊缝、立焊缝、横焊缝和仰焊缝,结构形式：对接焊缝、角接焊缝及塞焊缝,断续情况：定位焊缝、连续焊缝及断续焊缝,二、焊缝符号：,在图样上焊缝形式、焊缝尺寸及焊接方法。,2、辅助符号：表示焊缝表面形状特征，加在基本符号旁边使用。,辅助符号的应用示例,3、补充符号：补充说明焊缝某些特征。,序号,名 称,示 意 图,符 号,说 明,1,带垫板符号,1),表示焊缝底部有垫板,2,三面焊缝符号,1),表示三面带有焊缝,3,周围焊缝符号,表示环绕工件周围焊缝,4,现场符号,表示在现场或工地上进行焊接,5,尾部符号,可以参照GB 5185标注焊接工艺方法等内容,补充符号应用示例,5、指引线,代号焊接方法1电弧焊,111手弧焊,114药芯焊丝电弧焊,12埋弧焊,13熔化极气体保护电弧焊,131MIG焊:熔化极惰性气体保护焊(含熔化极Ar弧焊)135MAG焊:熔化极非惰性气体保护焊(含CO2保护焊),14非熔化极气体保护电弧焊,141TIG焊:钨极惰性气体保护焊(含钨极Ar弧焊),142TIG点焊,代号焊接方法15等离子弧焊,2电阻焊,21点焊22缝焊23凸焊25电阻对焊,3气焊31氧-燃气焊311氧-乙炔焊312氧-丙烷焊,4压焊72电渣焊9钎焊,标注方法,箭头线相对焊缝的位置一般没有特殊要求，见图(a)、(b)。但是在标注V、J形焊缝时，箭头线应指向带有坡口一侧的工件，见图(c)、(d)。必要时，允许箭头线弯折一次,a如果焊缝在接头的箭头侧，则将基本符号标在基准线的实线侧，见图(a)；,b如果焊缝在接头的非箭头侧，则将基本符号标在基准线的虚线侧，见图(b)；,c标对称焊缝及双面焊缝时，可不加虚线，见图(c)、(d)。,焊缝尺寸符号,焊缝尺寸符号及数据的标注原则。,a焊缝横截面上的尺寸标在基本符号的左侧；,b焊缝长度方向尺寸标在基本符号的右侧；,c坡口角度，坡口面角度、根部间隙等尺寸标在基本符号的上侧或下侧1；,d相同焊缝数量符号标在尾部2；,e当需要标注的尺寸数据较多又不易分辨时，可在数据前面增加相应的尺寸符号。,当箭头线方向变化时，上述原则不变。,