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焊接操作培训教程 二 一 年六月 目录 1 焊接基本知识 32 焊接相关术语 73 钢材基本知识 224 焊接材料 305 焊接工艺 376 产品焊接工艺要求 667 焊接缺陷 748 焊接质量检验 83 2 一 焊接基本知识 1 1定义 焊接是被焊工件的材质 同种或异种 通过加热或加压或两者并用 并且用或不用填充材料 使工件的材质达到原子间的结合而形成永久性连接的工艺过程 1 2能量来源 包括气体焰 电弧 激光 电子束 摩擦和超声波等 3 1 3焊接分类 4 1 4熔焊的特点 熔焊是在焊接过程中将工件接口加热至熔化状态 不加压力完成焊接的方法 熔焊时 热源将待焊两工件接口处迅速加热熔化 形成熔池 熔池随热源向前移动 冷却后形成连续焊缝而将两工件连接成为一体 在熔焊过程中 如果大气与高温的熔池直接接触 大气中的氧就会氧化金属和各种合金元素 大气中的氮 水蒸汽等进入熔池 还会在随后冷却过程中在焊缝中形成气孔 夹渣 裂纹等缺陷 恶化焊缝的质量和性能 5 1 5焊接示意图 6 二 焊接相关术语 2 1焊接方法 指特定的焊接方法 如埋弧焊 气保焊等 其含义包括该方法涉及的冶金 电 物理 化学及力学原则等内容 2 2熔焊 熔化焊 将待焊处的母材金属熔化以形成焊缝的焊接方法 2 3熔池 熔焊时在焊接热源下 焊件所形成的具有一定几何形状的液态金属部分 7 2 4焊接工艺 制造焊件所有关的加工方法和实施要求 包括焊接准备 材料选用 焊接方法选定 焊接参数 操作要求等 2 5焊接工艺规程 制造焊件所有关的加工和实践要求的细则文件 可保证由熟练焊工或操作工操作时质量的再现性2 6坡口 根据设计或工艺需要 在焊件的待焊部位加工并装配成一定几何形状的沟槽 8 2 7坡口角度 两坡口之间的夹角 2 8根部间隙 焊前在接头根部之间预留的空隙 2 9钝边 焊接开坡口时 沿焊件接头坡口根部的端面直边部分 9 2 10接头 由两个或两个以上零件要用焊接组合或已经焊合的接点 检验接头性能应考虑焊缝 熔合区 热影响区甚至母材等不同部位的相互影响 2 11焊缝 焊件经焊接后所形成的结合部分 2 12热影响区 焊接或切割过程中 材料因受热的影响 但未熔化 而发生金相组织和机械性能变化的区域 2 13熔合区 焊缝与母材交接的过渡区 即熔合线处微观显示的母材半熔化区 10 2 14接头设计 根据工作条件所确定的接头形式 坡口形式和尺寸以及焊缝尺寸等 2 15对接接头 两件表面构成大于或等于135 小于或等于180 夹角的接头 2 16角接接头 两件端部构成大于30 小于135 夹角的接头 2 17T形接头 一件之端面与另一件表面构成直角或近似直角的接头 2 18搭接接头 两件部分重叠构成的接头 11 12 13 14 15 2 19定位焊缝 焊前为装配和固定构件接缝的位置而焊接的短焊缝 2 20焊趾 焊缝表面与母材的交界处 2 21焊脚 角焊缝的横截面中 从一个直角面上的焊趾到另一个直角面表面的最小距离 2 22焊脚尺寸 在角焊缝横截面中画出的最大等腰直角三角形中直角边的长度 16 2 23余高 超出母材表面连线上面的那部分焊缝金属的最大高度 2 24弧坑 弧焊时 由于断弧或收弧不当 在焊道末端形成的低洼部分 2 25焊道 每一次熔焊所形成的一条单道焊缝 2 26焊层 多层焊时的每一个分层 每个焊层可由一条焊道或几条并排相搭的焊道所组成 17 2 27二氧化碳气体保护焊 利用CO2作为保护气体的气体保护焊 简称CO2焊 2 28焊接电弧 由电焊电源供给的 具有一定电压的两电极间或电极与母材间 在气体介质中产生的强烈而持久的放电现象 2 29保护气体流量 气体保护焊时 通过气路系统送往焊接区的保护气体的流量 通常用流量计进行计量 2 30引弧 弧焊时 引燃焊接电弧的过程 18 2 31焊接位置 熔焊时 焊件接缝所处的空间位置 可用焊缝倾角和焊缝转角来表示 有平焊 立焊 横焊和仰焊位置等 2 32焊缝倾角 焊缝轴线与水平面之间的夹角 2 33焊缝转角 焊缝中心线 焊根和盖面层中心连线 和水平参照面Y轴的夹角 2 34平焊位置 焊缝倾角0 焊缝转角90 的焊接位置 19 2 35横焊位置 焊缝倾角0 180 焊缝转角0 180 的对接位置 2 36立焊位置 焊缝倾角90 立向上 270 立向下 的焊接位置 2 37仰焊位置 对接焊缝倾角0 180 转角270 的焊接位置 2 38平角焊位置 角接焊缝倾角0 180 转角45 135 的角焊位置 2 39仰角焊位置 倾角0 180 转角225 315 的角焊位置 20 2 40平焊 在平焊位置进行的焊接 2 41横焊 在横焊焊位置进行的焊接 2 42立焊 在立焊位置进行的焊接 2 43仰焊 在仰焊位置进行的焊接 2 44船形焊 T形 十字形和角接接头处于平焊位置进行的焊接 2 45向上立焊 立焊时 热源自下向上进行的焊接 2 46向下立焊 立焊时 热源自上向下进行的焊接 2 47平角焊 在平角焊位置进行的焊接 2 48仰角焊 在仰角焊位置进行的焊接 2 49倾斜焊 焊件接缝置于倾斜位置 除平 横 立 仰焊位置以外 时进行的焊接 21 三 钢材基本知识 3 1焊接中涉及到钢材的基本性能包括 A 物理性能 密度 熔点 导电性 导热性 热膨胀性等 B 化学性能 耐腐蚀性 抗氧化性等 C 力学性能 强度 硬度 塑性 冲击韧性 疲劳 蠕变等 D 工艺性能 可段性 切削加工性 冷弯性 焊接性等 22 3 2物理性能 3 2 1密度 是指金属单位体积所具有的质量 即密度 质量 体积 单位是千克 立方米 kg m3 钢的密度7 85kg m3 3 2 2熔点 金属和合金从固态变液态时的温度 称为熔点 单位为开 K 或摄氏度 钢的熔点1400 1500 左右 23 3 3力学性能 3 3 1强度 金属材料在外力作用下抵抗变形和断裂的能力称为强度 材料强度常用指标有屈服强度和抗拉强度 A 屈服强度 钢材在拉伸过程中 当载荷不再增加甚至有所下降时 仍继续发生明显塑性变形的现象 称为屈服现象 材料产生屈服现象时的应力 称为屈服强度 用Re表示 单位是Mpa B 抗拉强度 金属材料拉伸时 材料在拉断前所承受的最大应力称为抗拉强度 用Rm表示 单位是Mpa 24 3 3 2塑性 金属材料在外力作用下产生永久变形 去除外力后不能恢复原状 但不会被破坏的能力 称为塑性 反映材料塑性的指标为断后伸长率和断面伸缩率 3 3 3冲击韧性 金属材料抵抗冲击负荷的能力称为冲击韧性 通常用冲击功AK表示 单位是焦耳 J 3 3 4硬度 材料抵抗外物压入其表面的能力称为硬度 它是反映材料弹性 强度 塑性等性能的综合指标 根据试验方法和适用范围 硬度可分为布氏 洛氏 维氏 肖氏等硬度 25 3 4工艺性能 3 4 1焊接性 可焊性 是指金属在特定结构和工艺条件下通过常用焊接方法获得预期质量要求的焊接接头的性能 焊接性一般根据焊接时产生的裂纹敏感性和焊缝区力学性能的变化来判断 评价钢材可焊性的方法很多 常用的方法是用碳当量法估算可焊性 碳当量法 是将钢中的各种合金元素对钢材焊接性能的影响程度 粗略地折算成碳的影响来评价焊接时产生冷裂纹倾向及脆化倾向的一种估算方法 26 3 4 2国际焊接学会推荐的碳当量计算公式 CE C Mn 6 Cr Mo V 5 Ni Cu 15 100 当CE0 6 时 可焊性差 27 3 5常用钢材牌号及标准对照表 28 2 6钢材牌号表示方法 Q345B钢材质量等级A B C D钢材屈服强度345MPa代表钢材屈服强度钢材质量等级中 A级无冲击功要求 B级冲击试验温度为 20 C级冲击试验温度为0 D级冲击试验温度为 20 29 四 焊接材料 4 1焊接方法与焊接材料 30 4 2焊条 4 2 1焊条的组成 由焊芯和压涂在焊芯表面的药皮组成 31 4 2 2焊芯是焊条中的金属芯部 焊芯在电弧高温作用下熔化 与焊件金属母材熔合形成焊缝 焊条的直径是按焊芯直径来确定的 常用焊芯直径 2 5 3 2 4等 4 2 3药皮的作用 主要有稳弧作用 造气作用 造渣保护作用 脱氧 去硫 去磷作用 渗合金作用 套筒保护作用 4 2 4焊条的酸碱性 焊条药皮中的氧化物多为酸性氧化物 称为酸性焊条 反之 药皮中含大量碱性氧化物同时 还含有氟化钙的焊条为碱性焊条 32 酸性焊条药皮中主要有TiO2 MnO2 FeO SiO2等氧化物 氧化性强 元素烧损量大 含氧 氮高 故机械性能差 又因酸性渣脱硫磷能力差 所以抗裂性能差 但其工艺性好 对油 锈 水不敏感 抗气孔能力强 可用交 直流电源 碱性焊条药皮中主要有CaF2 SiO2 MgCO3及大量铁合金 故脱氧能力强 脱硫脱磷能力也较强 故机械性能和抗裂性能均较好 但工艺性差 对油 锈和水敏感 易产生气孔 又因含有CaF2 影响电弧稳定 只能用直流电源施焊 碱性焊条含氢量低 故又称低氢焊条 33 4 2 5焊条牌号标示方法 碳钢焊条依国家标准 碳钢焊条 GB T5117 低合金钢焊条依国家标准 低合金钢焊条 GB T5118 规定的表示方法 根据熔敷金属的力学性能 化学成分 药皮类型 焊接位置和焊接电流种类划分的 例 E5515 G其中 E 表示焊条 55 表示熔敷金属抗拉强度的最小值为550MPA 1 表示焊条适用于全位置焊接 包括 0 2 表示适用于平焊及平角焊 4 表示焊条适用于向下立焊 15 表示焊条药皮类型为低氢钠型 采用直流反接电源 03 表示焊条药皮类型为钛钙型 采用交 直流 正 反接电源均可 G 表示熔敷金属化学成分分类代号 34 4 3气体保护焊用碳钢 低合金钢焊丝 根据 气体保护电弧焊用碳钢 低合金钢焊丝 GB T8110 2008 的规定 该类焊丝的型号是按熔敷金属的强度级别和化学成分类型命名的 焊丝型号的表示方法为ER 字母 ER 表示焊丝 ER后面的两位数字表示熔敷金属的最低抗拉强度 短划 后面的字母或数字表示焊丝化学成分的分类代号 例 ER50 6其中 ER 表示焊丝 50 表示熔敷金属的抗拉强度最小值为500MPA 6 表示焊丝化学成分的分类代号 35 4 4保护气体 4 4 1CO2气体性质 CO2气体是一种氧化性气体 在电弧高温作用下 CO2将分解成CO和原子态氧 CO2在标准状况下 相对密度为空气的1 5倍 由于它比空气重 因此能在熔池上方形成一层较好的保护层 防止空气进入熔池 焊接用的CO2气体必须有较高的纯度 一般要求不低于99 5 4 4 2混合气 常用混合气配比为Ar 70 80 CO2 20 30 目前我国常用的Ar80 CO220 混合气体既有氩弧的特点 又具有氧化性 同时改善了焊缝成形 又具有深圆弧状熔深 36 五 焊接工艺 37 5 1焊条电弧焊工艺 5 1 1焊条电弧焊的特点 1 工艺灵活 适应性强2 质量好3 易于分散应力和控制变形4 设备简单 维护方便 38 5 1 2焊接规范 A 焊条电弧焊的焊接规范通常包括焊条的牌号 焊条直径 电源种类与极性 焊接电流 电弧电压 焊接速度和焊接层数等内容 B 焊条电弧焊中 电弧电压由电弧长度决定 和焊接速度一样 一般由焊工根据情况灵活掌握 焊接层数 一般由设计图纸及规程规定 焊工可按具体情况作适当调整 39 C 焊条直径的选择从生产的角度出发 应尽可能的选择大直径的焊条 但是大直径的焊条也有不利因素 如易造成未焊透 焊肉堆积过高 全位置焊接困难 增加焊缝线能量等 所以必须按实际情况选择合适直径的焊条 焊件的厚度一般焊件的厚度越大 选用的焊条直径也越大 焊缝的位置在同样厚度条件下 平焊用的焊条直径可以比其它位置用的焊条直径大一些 立 横 仰焊位置的焊缝 最大直径一般不超过4mm 焊接固定位置管道环缝的焊条 为了便于各种位置的操作 宜采用小直径焊条 焊缝的层次在进行多层焊时 为了使根部焊透 对第一层焊接时应采用小直径焊条 以后各层可以根据焊件的厚度等其它因素进行选择 40 D 焊接电流的选择焊缝质量的好坏与焊接电流是否合适有密切的关系 电流过大时易形成咬边 烧穿 过热等缺陷 而电流过小 则会造成未焊透 夹渣 熔合不良的缺陷 所以必须选择适当电流 1 根据焊条直径选择焊接电流可按下述经验公式来选择 I 35 55 D式中 I 焊接电流 A D 焊条直径 2 根据焊缝位置选择在相同焊条直径的条件下 平焊时的焊接电流可大些 其他位置的焊接电流比平焊时小10 20 3 根据焊条类型选择在相同条件的情况下 碱性焊条使用的焊接电流一般可比酸性焊条小10 左右 否则焊缝中易产生气孔 4 根据焊道层次选择通常在打底焊时 特别是单面焊双面成形时 使用的焊接电流较小 便于操作和保证背面焊缝的质量 填充层时为提高效率 保证熔合良好 使用较大的焊接电流 盖面焊接时为防止咬边和获得较美观的焊缝 使用的焊接电流稍小些 41 E 判断电流大小的实际经验a 听声响焊接的时候可以从电弧的响声来判断电流的大小 b 看飞溅电流过大时 飞溅严重 电弧吹力大 爆裂声响大 可看到大颗粒的熔滴向外飞出 c 看焊条熔化情况电流过大时 当焊条熔化到半截以后 剩余焊条出现红热状况 甚至出现药皮脱落现象 d 看溶池形状在焊接过程中 观察溶池形状 调整操作方法是得到理想的焊缝形状常用的方法 e 看焊缝成形电流过大时 熔深大 焊缝宽而低 两边易产生咬边 焊波粗糙 电流过小时 焊缝窄而高 且两侧与母材金属熔合不良 电流适中时 焊缝两侧熔合良好 焊波成型美观 高度适中 过渡平滑 42 5 1 3焊条电弧焊的操作技术 1 引弧方法引弧一般有两种方法 划擦法和直击法 1 划擦法先将焊条末端对准焊缝 然后将手腕扭转一下 使焊条在焊件表面轻微划一下 动作有点象划火柴 用力不能过猛 2 直击法先将焊条末端对准焊缝 然后稍点一下手腕 使焊条轻轻碰一下焊件 随即将焊条提起引燃电弧 并迅速将电弧移至起头位置 并使电弧保持一定长度 开始焊接 43 2 焊条运动三个基本动作当引燃电弧进行施焊时 焊条要有三个方向的基本动作 送进 横向摆动 前移 1 送进焊条在电弧热的作用下 会逐渐熔化缩短 为了保持电弧的长度 必须将焊条朝着溶池方向逐渐送进 2 横向运动为了获得一定宽度的焊缝 焊条必须要有适当的横向摆动动作 其摆动的幅度与焊缝要求的宽度及焊条的直径有关 3 前移焊条沿着焊接方向向前移动 对焊缝的质量影响很大 44 3 起头 接头及收尾 1 焊缝的起头焊缝的起头就是指刚开始焊接的操作 因为焊件在未焊之前温度较低 引弧后电弧不能立即稳定下来 所以起头部分往往容易出现气孔 未焊透 宽度不够及焊缝堆积过高等缺陷 2 焊缝的接头在焊条电弧焊操作中 焊缝的接头是不可避免的 焊缝接头的好坏 不仅影响焊缝外观成形 也影响焊缝质量 3 焊缝的收尾指焊缝结束时的收尾 与每根焊条焊完时的熄弧不同 为了填满弧坑 一般采用以下三种操作方法 划圈收尾法 反复断弧收尾法 回焊收尾法 45 5 2 CO2气保焊工艺 5 2 1优点 CO2气保焊具有抗气孔能力强 适合薄板焊接 焊接过程中一般没有熔渣 熔池可见度好 适宜全位置焊接 热量集中 焊接热影响区窄 焊接变形小 生产效率高等优点 5 2 2缺点 抗风能力差 飞溅较大 设备易出现故障 要求维护能力强等 46 5 2 3工艺参数 A 焊丝直径 根据焊件厚度 焊缝空间位置及生产效率的要求等条件来选择 短路过渡焊接主要采用细焊丝 一般为 0 6 1 2 B 焊接电流 跟工件厚度 焊丝直径 施焊位置以及熔滴过渡形式有关 焊接电流对焊缝的熔深影响较大 不同直径的焊丝适用的电流见下表 47 焊丝直径与焊接电流的关系 48 C 电弧电压 是指从导电嘴到工件之间的电压 电弧电压的大小将影响焊接过程的稳定性 熔滴过渡特点 焊缝成形 焊接飞溅和冶金反应等 电弧电压一般根据焊丝直径 焊接电流等来选择 电弧电压对焊缝成形的影响非常明显 通常电弧电压高时熔深变浅 熔宽明显增加 余高减小 焊缝表面平坦 相反电弧电压低时 熔深变大 焊缝表面变得窄而高 49 D 焊接速度 在焊接电流和电弧电压一定的情况下 焊接速度加快时 焊缝的熔深 熔宽和余高均减小 成为凸形焊道 焊速进一步增加 在焊趾部出现咬边 速度过快时出现驼峰焊道 相反速度过慢时 焊道变宽 在焊趾部出现满溢 通常半自动焊时 焊速为15 40m h 自动焊时不超过90m h E 焊丝伸出长度 通常 焊丝伸出长度取决于焊丝直径 约以焊丝直径的10倍为宜 50 F 保护气体 气体保护焊时 保护效果不好将发生气孔 甚至使成形变坏 正常情况下 保护气体流量与焊接电流有关 在200A以下薄板焊接时为10 15L min 在200A以上厚板焊接时为15 25L min 影响保护效果的主要原因有风 气体流量不足 喷嘴与工件距离过大等 其中风的影响十分明显 当风力大时 应有防风措施 风速大于2m s 应停止施焊 G 电流极性 CO2气保焊一般采用直流反接 这时电弧稳定 焊接过程平稳 飞溅小 51 5 2 4焊前准备工作 5 2 4 1认真熟悉焊件有关图样 弄清焊接位置和技术要求 5 4 4 2焊前清理 应将焊件表面的油污 氧化皮及铁锈清理干净 可用手砂轮或钢丝刷将坡口两侧10mm内表面的油污 漆层 氧化皮及铁锈清理干净后 方可进行焊接 严禁带漆焊接 焊丝在焊接前应将表面油污清洗干净 干燥后使用 52 5 4 4 3坡口及装配间隙检查 焊接前需检查工件的坡口及装配质量 焊件的坡口及装配间隙应符合图样和技术标准 发现不符合要求时 应予以报废或返修 以保证焊接接头质量 5 4 4 4CO2气体保护焊 必须严格控制CO2气体含水量 其纯度必须大于99 5 为了保证焊接质量 焊前必须提高CO2气体纯度后方可使用 方法如下 a CO2钢瓶使用前需做倒立放水处理 即将钢瓶倒立静置1 2小时后 打开总阀把水放掉 B 经放水处理后的气瓶 直立静置1小时后 即可使用 53 5 4 4 5设备检查 a 电源线有无破损 b地线接地是否可靠 电源极性是否正确 一般采用直流反极性焊接 即焊件接负极 焊枪接正极 堆焊与补焊铸铁时可采用正极性焊接 地线与工件应接触良好 避免由于地线接触不良 产生不导电和电弧不稳的现象 c导电嘴是否良好 54 d焊丝及送丝机构是否可靠 焊丝在绕入焊丝盘时 应避免焊丝产生硬弯及中途折断 焊丝矫直轮调到合适位置 送丝轮压力要适当 压力过大 会加重电机负载和在焊丝上产生过深压痕 造成电机烧损和送丝中导电不良 压力过小容易打滑 影响焊接稳定 55 5 4 4 6气路检查 CO2气体保护气路系统包括CO2气瓶 预热器 减压阀 电磁气阀 流量计 使用前必须检查各连接处是否漏气 CO2气体是否畅通和均匀喷出 发现漏气或堵塞应及时维修 保证CO2气体以一定流量顺利地 均匀地从焊矩喷嘴中喷出 56 5 2 5焊接操作 5 2 5 1引弧 半自动CO2气保焊引弧 常采用短路引弧法 引弧时 先将焊枪喷嘴与工件保持正常距离 且使焊丝端头距工件表面2 4 然后按动开关 待送气 供电和送丝后 焊丝将与工件相碰短路引弧 结果必然产生一个反作用力 将焊枪推离工件 这时一定要握紧焊枪 保持距离 否则 易产生缺陷 重要产品焊接时 可采用引弧板 57 5 2 5 2运条 同焊条电弧焊运条方式一样 根据接头形式 装配间隙 焊缝位置 焊接电流 电压的大小及焊工技术水平等因素确定 常用的运条方法有以下几种 a 直线形运条法 b 直线往返运条法 c 锯齿形运条法 d 月牙形运条法 e 三角形运条法 斜三角形和正三角形 f 圆圈形运条法 正圆形和斜圆形 58 a 直线形运条法操作方法 保持一定的电弧长度 沿焊接方向作不摆动的前移 特点 电弧较稳定 熔深较大 但焊缝宽度小 使用范围 一般用于3 5 不开坡口的对接平焊缝 多层焊的第一层焊缝和多层多道焊 图示 59 b 直线往返运条法 操作方法 焊接时 焊材末端沿焊缝的纵向做来回的直线摆动 特点 焊接速度快 焊缝窄 散热快 适用范围 适用于薄板和接头间隙较大的多层焊的第一层焊缝 图示 60 c 锯齿形运条法 操作方法 焊接时 焊材末端作锯齿形连续摆动并向前移动 在焊缝两边稍停片刻以防止产生咬边 特点 摆动是为了达到必要的焊缝宽度以及便于控制熔化金属的流动 以获得较好的焊缝质量 适用范围 应用较广 适合于较厚钢板平焊及仰焊的对接接头 立焊的对接接头 角接接头的焊接 图示 61 d 月牙形运条法 操作方法 焊接时 焊材末端作月牙形左右摆动 摆动速度要根据焊缝的位置 接头形式 焊缝宽度 和电流电压大小而定 为保证焊缝两侧边缘能够熔透并防止产生咬边 必须在两侧作片刻停留 特点与适用范围基本同锯齿形运条法 但焊缝余高较大 图示 62 e 三角形运条法 操作方法 焊接时 焊材末端作连续三角形运动并向前移动 可分为斜三角形和正三角形两种运条方法 特点 正三角形运条法 一次能焊成较厚的焊缝截面 斜三角形运条法 能够借助焊材的运条运动来控制熔化金属量 使焊缝成型良好 适用范围 正三角形运条法只适用于开坡口的立焊和不开坡口的立角焊 斜三角形运条法适用于平焊 仰焊位置的角焊缝和开坡口的横焊缝 图示 斜三角形运条法正三角形运条法 63 圆圈形运条法操作方法 焊接时 焊材末端作连续圆圈形运动并向前移动 可分为斜圆形和正圆形两种运条方法 特点 正圆形运条法能使融化金属有足够高的温度 使溶解在熔池中的氢 氮等气体有足够的时间析出 同时便于熔渣上浮 斜圆形运条法能够控制融化金属的温度 避免下淌 有助于焊缝成形 适用范围 正圆形运条法适用于焊接较厚焊件开坡口的平焊缝 斜圆形运条法适用于平焊 仰焊位置的角焊缝和开坡口的横焊缝 图示 正圆形运条法斜圆形运条法 64 5 2 5 3收弧 焊接结束收弧时 释放开关 同时保持焊枪到工件距离不变 待停气后 再移开焊枪 5 2 5 4左焊法的要点半自动CO2气保焊通常都采用左焊法 从右向左焊接 左焊法有以下特点 a 容易观察焊接方向 看清焊缝 b 电弧不直接作用在母材上 熔深较浅 焊道平而宽 c 抗风能力强 保护效果好 65 六 产品焊接工艺要求 6 1钢材 主控项目为钢材的品种规格 性能应符合现行国家产品标准和设计要求 对进厂钢材应有合格证明文件 同时应进行进厂复验 a 对钢材的规格尺寸及允许偏差复验结果不得低于产品标准要求 b 钢材表面的锈蚀等级应符合GB8923规定的C级以上 c 钢材端面或断口处不应有分层 夹渣等缺陷 66 钢材表面锈蚀等级 67 6 2焊接材料 手工电弧焊时 焊接材料的品种 规格 性能等应符合现行国家标准和设计要求 根据碳素钢强度等级 Q235钢采用E43系列焊条 Q345钢采用E5003或E5015焊条 当采用E5015时 应采用直流电源 CO2气体保护焊时 采用型号ER50系列 所有用于生产的焊接材料必须具有合格证明文件及检验报告 焊条外观不得有药皮脱落 焊丝生锈等缺陷 68 6 3焊接规定 4 3 1焊工资格 焊接作业人员必须经过专门的基本理论和操作技能培训 考试合格并取得电网钢管结构焊工合格证书 焊工焊接的钢材种类 焊接方法和焊接位置等应与焊工本人考试合格的项目相符 4 3 2点焊 对构件的 级焊缝的点焊应由合格焊工承担 点焊焊道长度不低于30mm 间距150 200mm 69 6 3 3装配件焊接前准备及焊接注意事项 a 施焊前必须将焊接处的铁锈 油污 熔渣等清除干净 直至露出金属表面为止 b 装配件坡口和装配达不到要求时应由装配者返修后 方可施焊 c 施焊前应检查点焊质量 如有裂纹 气孔或夹渣等缺陷 则应铲除后 方可施焊 70 d 异种钢的焊接如低碳钢与低合金钢 不同强度等级的低合金钢焊接 应选用与较低强度等级钢材相匹配的焊条 e 低合金钢预热条件 预热温度100 150 a 板厚 16mm时 在 10 以下 b 板厚16 24mm时 在 5 以下 c 板厚24 40mm时 在0 以下 d 板厚 40mm时 均需预热 71 f 施焊前应制定焊接顺序 以保证使焊接构件的收缩应力和变形趋于最小 g 多道焊时 每一焊道焊接完成后应及时清理焊渣及表面飞溅物 发现影响焊接质量的缺陷时 应清除后方可施焊 收尾时不允许有较深弧坑存在 h 坡口底层焊道采用焊条手工电弧焊时宜使用不大于 4mm的焊条施焊 底层根部焊道的最小尺寸应适宜 但最大厚度不应超过6mm 72 i 电弧燃烧不稳 焊条性能不良 或发现裂纹及严重的气孔等缺陷时 应停止焊接 查明原因 采取措施后 方准继续焊接 j 所有焊缝均采用密封焊缝 k 焊后的构件 必须认真自检 并在焊缝附近打上自己的钢印 班组长及质检员检查合格后 方可进行移交 73 七 焊接缺陷 7 1定义 焊接过程中在焊接接头中产生的金属不连续 不致密或连接不良的现象 7 2引起原因 设计不合理 工艺不当 74 7 3缺陷分类 外部缺陷 焊缝成型不符合要求 焊缝尺寸不符合要求 焊接变形不符合要求 未填满 根部未焊透 咬边 焊瘤 烧穿 凹坑 表面气孔 表面裂纹等 内部缺陷 内部气孔 夹渣 未焊透 未熔合 内部裂纹 热裂纹 冷裂纹 再热裂纹 75 7 4常见焊接缺陷 未焊透 焊接时接头根部未完全熔透的现象 对对接焊缝也指焊缝深度未达到设计要求的现象 见图33 76 未熔合 熔焊时 焊道与母材之间或焊道与焊道之间 未完全熔化结合的部分 电焊点焊指母材与母材之间未完全熔化结合的部分 见图34 77 夹渣 焊后残留在焊缝中的焊渣 夹杂物 由于焊接冶金反应产生的 焊后残留在焊缝金属中的微观非金属杂质 如氧化物 硫化物等 气孔 焊接时 熔池中的气泡在凝固时未能逸处而留下来所形成的空穴 气孔可分为密集气孔 条虫状气孔和针状气孔等 78 咬边 由于焊接参数选择不当 或操作方法不正确 沿焊趾的母材部分产生的沟槽或凹陷 见图35焊瘤 焊接过程中 熔化金属流淌到焊缝之外未熔化的母材上所形成的金属瘤 见图36 79 烧穿 焊接过程中 熔化金属自坡口背面流出 形成穿孔的缺陷 凹坑 焊后在焊缝表面或焊缝背面形成的低于母材表面的局部低洼部分 见图37 80 未焊满 由于金属不足 在焊缝表面形成的连续或断续的沟槽 下塌 单面熔化焊时 由于焊接工艺不当 造成焊缝金属过量透过背面 而使焊缝正面塌陷 背面凸起的现象 见图38 81 焊接裂纹 在焊接应力及其他致脆因素共同作用下 焊接接头中局部地区的金属原子结合力遭到破坏而形成的新界面所产生的缝隙 它具有尖锐的缺口和大的长宽比的特征 热裂纹 焊接过程中 焊缝和热影响区金属冷却到固相线附近的高温区产生的焊接裂纹 弧坑裂纹 在弧坑中产生的热裂纹 冷裂纹 焊接接头冷却到较低温度下 对于钢来说在MS温度以下 时产生的焊接裂纹 82 八 焊接质量检验 8 1外观质量检验8 1 1目视检测 焊缝尺寸检测 对接焊缝余高及偏差 焊缝宽度及偏差 焊缝直线度 角焊缝尺寸及允许偏差 表面缺陷 未焊透 未焊满 根部收缩 咬边 裂纹 电弧擦伤 飞溅 表面气孔及表面夹渣 接头不良 角焊缝尺寸不足等 83 8 1 2外观检验一般采用焊缝检验尺 放大镜等器具用目视检验的方法进行 裂纹的检查应辅以5倍以上的放大镜并在合适的光照条件下进行 必要时可进行表面无损检测 84 8 1 3当出现下列情形之一时 应对焊缝进行表面无损检测 表面无损检测采用磁粉检测的方法 依据JB T4730 4的规定进行 a 焊缝外观检查发现裂纹时 应对该批同类焊缝且相同焊工施焊的焊缝进行100 的表面无损检测 b 焊缝外观检查怀疑有裂纹时 应对怀疑的部位进行表面无损检测 c 设计文件要求进行表面无损检测时 d 插入式连接的角焊缝 应进行100 的表面无损检测 85 焊缝尺寸要求 对接焊缝尺寸允许偏差角接焊缝尺寸允许偏差钢管T K和Y形节点的角焊缝焊脚尺寸焊缝最大宽度Bmax和最小宽度Bmin的差值焊缝边缘沿焊缝轴向的直线度f焊缝余高Cmax Cmin的允许偏差值不大于2 0 86 对接焊缝余高 焊缝焊缝表面宽度余高一级 二级 200 3 0一级 二级 200 4 0三级 200 3 5三级 200 5 0 87 焊脚尺寸 角焊缝焊脚尺寸hf值由设计文件注明 设计文件未作规定时 T K和Y形节点的角焊缝焊脚尺寸应符合表8的规定 角焊缝外形尺寸偏差应符合表9规定焊缝最大宽度Bmax和最小宽度Bmin的差值 在任意50mm焊缝长度范围内偏差值不大于4 0mm 整个焊缝长度范围内偏差值不大于5 0mm 焊缝宽度应符合表10的规定 88 表9角焊缝外形允许偏差 允许偏差 mm焊脚尺寸hfhf 6时 0 1 5 hf 6时 0 3 0角焊缝余高Chf 6时 0 1 5 hf 6时 0 3 0 90 表10焊缝宽度 91 图1I型坡口对接焊缝图2非I型坡口对接焊缝 焊缝直线度 在任意300mm连续焊缝长度内 焊缝边缘沿焊缝轴向的直线度f见图3示意 其值应符合表14的规定 表14焊缝边缘直线度偏差 93 焊缝边缘直线度测量 94 焊缝余高偏差 在焊缝任意25mm长度范围内 焊缝余高Cmax Cmin的允许偏差值不大于2 0 见图4示意 95 96 焊缝外观 焊缝外观质量应符合表12的规定 97 焊缝外观质量要求 观感外形均匀 成型较好 焊道与焊道 焊缝与母材金属间过渡较圆滑 焊渣和飞溅物应清除干净 8 2内部质量检验 8 2 1检验时机 焊接接头内部质量检验应在焊接完成24小时后进行 如果焊缝需要进行焊后热处理 则内部质量检验应在焊后热处理工作完成之后进行 8 2 2检验条件 外观质量检查合格或经修复 修磨合格后 方可进行内部质量检验 101 内部质量检验 8 2 3检验方法 设计要求全焊透的一 二级焊缝一般采用超声波检测的方法进行内部质量检验 当设计文件有要求或进行仲裁时 应采用射线检测的方法进行检验 超声波检验时 对钢管厚度大于8mm的对接焊缝按GB T11345的规定进行检验 对钢管厚度小于或等于8mm的对接焊缝按附录F的规定进行检验 且不得出现该附录中不允许的缺陷 射线检验按GB T3323的规定进行 102 8 2 4检验比例及等级 一 二级焊缝要求进行内部质量检验的比例 评定等级应符合表16的规定 要求达到二级焊缝质量要求的角焊缝进行外观质量检验 应满足表12 表15的要求 检验比例应按每条焊缝长度计算 且不小于200mm 103 表16焊缝内部质量检验要求 焊缝质量等级一级二级超声波检测评定等级 检验等级B级B级检测比例100 20 射线检测评定等级 检验等级B级B级检测比例100 20 104 缺陷超标 8 2 5二级焊缝无损检测发现有超标缺陷时 应对该条焊缝进行加倍抽检 如仍不合格 则应对该条焊缝全部进行检验 105 焊接质量大如天 几起焊接质量事故 2008年罕见的冰雪灾害对输电铁塔的结构 设计是个严峻考验 1979年吉林某化工厂液化气泄漏爆炸 死亡32人 伤54人 2004年9月河北武安75吨发电锅炉爆炸 死亡13人 受伤8人 直接损失500万 吉林石化2005年11月13日爆炸 提高质量 为了避免类似灾难性事故的再次发生 建设坚强的电网 对于电网建设的工作者来说 需要从下面几方面着手解决问题 1 提高铁塔主材的强度等级 选择性好能的钢材 2 研究铁塔用高强度材料的焊接性 优化焊接工艺 保证铁塔的焊接质量 3 提高质量管理人员技术水平 加强过程监督检验 保证质量体系正常运行 提高制造和安装质量 质量责任重千斤 随着输电线路等级的提高 焊接质量要求越来越严格 提高焊工的技能水平成为企业发展的重要技术保障 是提高焊接质量的保证 是奠定输电线路铁塔成功运行的基础 在制造过程中 在座的各位将来都要为每一座铁塔 每一道焊缝 每一根焊条的质量负责 成也焊接 败也焊接 你应该掂量自己肩头上的任务 搞好焊接质量技术工作 为建设一强三优电网而提高自己的技术水平 谢谢 希望通过大家的共同努力 使每个人的焊接技术得到快速提高 使公司产品的焊接质量进一步得到提高