焊接與切割基礎(chǔ)知

1、焊接與切割基礎(chǔ)知識(shí)焊接與切割基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)資料培訓(xùn)資料第一節(jié)第一節(jié) 焊接與切割概述焊接與切割概述 一、焊接與切割的基本原理及分類一、焊接與切割的基本原理及分類 (一)基本原理 焊接就是通過加熱或加壓，或兩者并用，并且使用焊接就是通過加熱或加壓，或兩者并用，并且使用或不用填充材料，使工件達(dá)到結(jié)合的方法。或不用填充材料，使工件達(dá)到結(jié)合的方法。 圖11 機(jī)械聯(lián)接圖12 永久性聯(lián)接焊接 為了獲得牢固的結(jié)合，在焊接過程中必須使被焊件彼此接近到原子間的力能夠相互作用的程度。為此，在焊接過程中，必須對(duì)需要結(jié)合的地方通過加熱使之熔化，或者通過加壓(或者先加熱到塑性狀態(tài)后再加壓)，使之造成原子或分子間的結(jié)合與擴(kuò)散

2、，從而達(dá)到不可拆卸的聯(lián)接。(二)焊接方法的分類 按照焊接過程中金屬所處的狀態(tài)及工藝的特 點(diǎn)，可以將焊接方法分為熔化焊、壓力焊和釬焊三大類。l 熔化焊是利用局部加熱的方法將聯(lián)接處的金屬加熱至熔化狀態(tài)而完成的焊接方法。 常見的氣焊、電弧焊、電渣焊、氣體保護(hù)焊、等離子弧焊等均屬于熔化焊的范疇。l壓力焊是利用焊接時(shí)施加一定壓力而完成焊接的方法。l這類焊接有兩種形式，一是將被焊金屬接觸部分加熱至塑性狀態(tài)或局部熔化狀態(tài)，燃后施加一定壓力，以使金屬原子間相互結(jié)合形成牢固的焊接接頭，如鍛焊、接觸焊，摩擦焊和氣壓焊等就是這種類型的壓力焊方法。 二是不進(jìn)行加熱，僅在被焊金屬接觸面上施加足夠大的壓力，借助于壓力所引

3、起的塑性變形，以使原子間相互接近而獲得牢固的壓擠接頭，這種壓力焊的方法有冷壓焊、爆炸焊等。 l釬焊是把比被焊金屬熔點(diǎn)低的釬料金屬加熱熔化至液態(tài)，然后使其滲透到被焊金屬接縫的間隙中而達(dá)到結(jié)合的方法。l焊接時(shí)被焊金屬處于固體狀態(tài)，工件只適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行加熱，沒有受到壓力的作用，僅依靠液態(tài)金屬與固態(tài)金屬之間的原子擴(kuò)散而形成牢固的焊接接頭。釬焊是一種古老的金屬永久聯(lián)接的工藝，但由于釬焊的金屬結(jié)合機(jī)理與熔焊和壓焊是不同的，并且具有一些特殊的性能，所以在現(xiàn)代焊接技術(shù)中仍占有一定的地位，常見的釬焊方法有烙鐵釬焊、火焰釬焊、感應(yīng)釬焊等多種方法。(三)切割的方法和分類按照金屬切割過程中加熱方法的不同大致可以把切割方法

4、分為火焰切割、電弧切割和冷切割三類。1火焰切割按加熱氣源的不同，分為以下幾種：(1)氣割氣割(即氧乙炔切割)是利用氧乙炔預(yù)熱火焰使金屬在純氧氣流中能夠劇烈燃燒，生成熔渣和放出大量熱量的原理而進(jìn)行的。(2)液化石油氣切割液化石油氣切割的原理與氣割相同。不同的是液化石油氣的燃燒特性與乙炔氣不同，所使用的割炬也有所不同：它擴(kuò)大了低壓氧噴嘴孔徑及燃料混合氣噴口截面，還擴(kuò)大了對(duì)吸管圓柱部分孔徑。(3)氫氧源切割利用水電解氫氧發(fā)生器，用直流電將水電解成氫氣和氧氣，其氣體比例恰好完全燃燒，溫度可達(dá)28003000，可以用于火焰加熱。(4)氧熔劑切割氧熔劑切割是在切割氧流中加入純鐵粉或其它熔劑，利用它們的燃燒

5、熱和廢渣作用實(shí)現(xiàn)氣割的方法為氧熔劑切割。2電弧切割電弧切割按生成電弧的不同可分為：(1)等離子弧切割等離子弧切割是利用高溫高速的強(qiáng)勁的等離子射流，將被切割金屬部熔化并隨即吹除、形成狹窄的切口而完成切割的方法。(2)碳弧氣割碳弧氣割是使用碳棒與工件之間產(chǎn)生的電弧將金屬熔化，并用壓縮空氣將其吹掉，實(shí)現(xiàn)切割的方法。3冷切割切割后工件相對(duì)變形小的切割方法有：(1)激光切割激光切割是利用激光束把材料穿透，并使激光束移動(dòng)而實(shí)現(xiàn)切割的方法。(2)水射流切割水射流切割是利用高壓換能泵產(chǎn)生出200400MPa的高壓水的水束動(dòng)能，來實(shí)現(xiàn)材料的切割。二、焊接與切割的發(fā)展概況及應(yīng)用二、焊接與切割的發(fā)展概況及應(yīng)用(一)

6、焊接與切割技術(shù)的發(fā)展概況我國是最早應(yīng)用焊接技術(shù)的國家之一。氣焊大約是在1892年前后出現(xiàn) ，在工業(yè)上未被廣泛采用。 1903年，氧氣一乙炔氣火焰被運(yùn)用到金屬焊接上去，奠定了氣焊技術(shù)的基礎(chǔ)。 20世紀(jì)初，作為焊接設(shè)備的正式產(chǎn)品手工電弧焊機(jī)問世。20年代后期電阻焊和40年代后期埋弧焊、惰性氣體保護(hù)焊相繼獲得應(yīng)用，50年代CO2氣電焊、電渣焊、摩擦焊、電子束焊、超聲波焊和60年代等離子弧焊、激光焊、光束焊相繼出現(xiàn)，使焊接技術(shù)達(dá)到了新的水平。近年來，太陽能焊機(jī)、冷壓焊機(jī)等新型焊接設(shè)備開始研制，特別是在焊接生產(chǎn)自動(dòng)化及電子計(jì)算機(jī)在焊接切割生產(chǎn)中的應(yīng)用方面有很大發(fā)展，將會(huì)使焊接切割技術(shù)的發(fā)展達(dá)到一個(gè)新階段

7、。(二)焊接與切割的應(yīng)用 焊接是一種應(yīng)用范圍很廣的金屬加工方法，與其它熱加工方法相比，它具有生產(chǎn)周期短、成本低，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)靈活，用材合理及能夠以小拼大等一系列優(yōu)點(diǎn)，從而在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。 三、學(xué)習(xí)焊接切割安全技術(shù)的必要性三、學(xué)習(xí)焊接切割安全技術(shù)的必要性 隨著生產(chǎn)的發(fā)展，焊接技術(shù)的應(yīng)用愈來愈廣泛，與此同時(shí)，伴隨出現(xiàn)的各種不安全、不衛(wèi)生的因素嚴(yán)重地威脅著焊工及其它生產(chǎn)人員的安全與健康。為切實(shí)保護(hù)工人的安全與健康，國家經(jīng)貿(mào)委于1999年發(fā)布的第13號(hào)主任令特種作業(yè)人員安全技術(shù)培訓(xùn)考核管理辦法和國家標(biāo)準(zhǔn)GB530685特種作業(yè)人員安全技術(shù)考核管理規(guī)則中都明確規(guī)定：金屬焊接(氣割)作業(yè)是特種作

8、業(yè)，直接從事特種作業(yè)者，稱特種作業(yè)人員。特種作業(yè)人員，必須進(jìn)行與工種相適應(yīng)的、專門的安全技術(shù)理論學(xué)習(xí)和實(shí)際操作訓(xùn)練，并經(jīng)考核合格取得國家經(jīng)貿(mào)委統(tǒng)一制作的安全技術(shù)操作證后方準(zhǔn)獨(dú)立作業(yè)。 職工在焊接切割工作過程中需要與各種易燃易爆氣體、壓力容器和電機(jī)電器接觸。焊接過程中會(huì)產(chǎn)生有毒氣體、有害粉塵、弧光輻射、高頻電磁場、噪聲和射線等。上述危害因素在一定條件下可能引起爆炸、火災(zāi)、燙傷、急性中毒(錳中毒)、血液疾病、電光性眼炎和皮膚病等職業(yè)病癥。此外還可能危及設(shè)備、廠房和周圍人員安全，給國家和企業(yè)帶來不應(yīng)有的損失。 隨著焊接新技術(shù)的不斷出現(xiàn)，勞動(dòng)保護(hù)的措施也要不斷地發(fā)展才能適應(yīng)安全工作的需要。焊接安全技術(shù)

9、研究的主要內(nèi)容是防火、防爆、防觸電以及在塵毒、磁場、輻射等條件下如何保障工人的身心健康實(shí)現(xiàn)安全操作。焊接工人只有詳細(xì)地了解焊接生產(chǎn)過程的特點(diǎn)和焊接工藝、工具及操作方法，才能深刻地理解和掌握焊接安全技術(shù)的措施，嚴(yán)格地執(zhí)行安全規(guī)程和實(shí)施防護(hù)措施，從而保證安全生產(chǎn)，避免發(fā)生事故。第二節(jié)第二節(jié) 金屬學(xué)及熱處理基本知識(shí)金屬學(xué)及熱處理基本知識(shí)一、金屬晶體結(jié)構(gòu)的一般知識(shí)一、金屬晶體結(jié)構(gòu)的一般知識(shí) 眾所周知，世界上的物質(zhì)都是由化學(xué)元素組成的，這些化學(xué)元素按性質(zhì)可分成兩大類： 第一大類是金屬，化學(xué)元素中有83種是金屬元素。固態(tài)金屬具有不透明、有光澤、有延展性、有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性等特性，并且隨著溫度的升高，金

10、屬的導(dǎo)電性降低，電阻率增大，這是金屬獨(dú)具的一個(gè)特點(diǎn)。常見的金屬元素有鐵、鋁、銅、鉻、鎳、鎢等。 第二大類是非金屬，化學(xué)元素中有22種，非金屬元素不具備金屬元素的特征。而且與金屬相反，隨著溫度的升高，非金屬的電阻率減小，導(dǎo)電性提高。常見的非金屬元素有碳、氧、氫、氮、硫、磷等。 我們所焊接的材料主要是金屬，尤其是鋼材，鋼材的性能不僅取決于鋼材的化學(xué)成分，而且取決于鋼材的組織，為了了解鋼材的組織及對(duì)性能的影響，我們必須先從晶體結(jié)構(gòu)講起。(一)晶體的特點(diǎn) 在晶體中，原子按一定規(guī)律排列得很整齊。在非晶體中，原子則是散亂分布著，至多有些局部的短程規(guī)則排列。食鹽、水結(jié)成的冰，都是晶體。一般的固態(tài)金屬及合金也

11、都是晶體。但并非所有固態(tài)物質(zhì)都是晶體。如玻璃、松香之類就不是晶體，而屬于非晶體。(二)典型的金屬晶體結(jié)構(gòu)金屬的原子按一定方式有規(guī)則地排列成一定空間幾何形狀的結(jié)晶格子，稱為晶格。 金屬的晶格常見的有體心立方晶格和面心立方晶格 。圖14 典型的金屬晶體結(jié)構(gòu)(a)體心立方晶格(b)面心立方晶格二、合金的組織、結(jié)構(gòu)及鐵碳合金的基本知識(shí)二、合金的組織、結(jié)構(gòu)及鐵碳合金的基本知識(shí)(一)合金的組織兩種或兩種以上的元素(其中至少一種是金屬元素)，組合成的金屬，叫做合金。根據(jù)兩種元素相互作用的關(guān)系，以及形成晶體結(jié)構(gòu)和顯微組織的特點(diǎn)可將合金的組織分為三類：(1)固溶體 圖15 固溶體示意圖(a)置換固溶體；(b)間

12、隙固溶體 固溶體是一種物質(zhì)的原子均勻地溶解在另一種物質(zhì)的晶格內(nèi)，形成單相晶體結(jié)構(gòu)。固溶體比純金屬硬度高、強(qiáng)度大。 (2)化合物 兩種元素的原子按一定比例相結(jié)合，具有新的晶體結(jié)構(gòu)，在晶格中各元素原子的相互位置是固定的，叫化合物。通?；衔锞哂休^高的硬度，低的塑性，脆性也較大。(3)機(jī)械混合物 固溶體和化合物均為單相的合金，若合金是由兩種不同的晶體結(jié)構(gòu)彼此機(jī)械混合組成，稱為機(jī)械混合物。它往往比單一的固溶體合金有更高的強(qiáng)度、硬度和耐磨性；塑性和壓力加工性能則較差。 (二)鋼中常見的顯微組織(1)鐵素體(F)(2)滲碳體(Fe3C) (3)珠光體(P) (4)奧氏體(A) (5)馬氏體(M) (6)魏

13、氏組織(二)鐵碳合金平衡狀態(tài)圖A1線 A3線 Acm線線 圖17 低碳鋼由高溫冷卻下來的組織變化示意圖以含碳02的低碳鋼為例，說明從液態(tài)冷卻到室溫過程中的組織變化。當(dāng)液態(tài)鋼冷卻至AC線時(shí)，開始凝固，從鋼液中生成奧氏體晶核，并不斷長大；當(dāng)溫度下降到AE線時(shí)，鋼液全部凝固為奧氏體；當(dāng)溫度下降到GS(A3)線時(shí)，從奧氏體中開始析出鐵素體晶核，并隨溫度的下降，晶核不斷長大；當(dāng)溫度下降到PSK(A1)線時(shí)，剩余未經(jīng)轉(zhuǎn)變的奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w；從A1下降至室溫，其組織為鐵素體+珠光體，不再變化 三、鋼的熱處理三、鋼的熱處理將金屬加熱到一定溫度，并保持一定時(shí)間，然后以一定的冷卻速度冷卻到室溫，這個(gè)過程稱為熱處

14、理。常用的熱處理工藝方法有以下幾種：(一)淬火將鋼(高碳鋼和中碳鋼等)加熱到A1(對(duì)過共析鋼)或A3(對(duì)亞共析鋼)以上3070，在此溫度下保持一段時(shí)間，使鋼的組織全部變成奧氏體，然后快速冷卻(水冷或油冷)，使奧氏體來不及分解和合金元素的擴(kuò)散而形成馬氏體組織，稱為淬火。淬火后可以提高鋼的硬度及耐磨性。在焊接中碳鋼和某些合金鋼時(shí)，熱影響區(qū)中可能發(fā)生淬火現(xiàn)象而變硬，易形成冷裂紋，這是在焊接過程中要設(shè)法防止的。(二)回火淬火后進(jìn)行回火，可以在保持一定強(qiáng)度的基礎(chǔ)上恢復(fù)鋼的韌性?；鼗饻囟仍贏1以下。按回火溫度的不同可分為低溫回火(150250)、中溫回火(350450)、高溫回火(500650)。低溫回火

15、后得到回火馬氏體組織，硬度稍有降低，韌性有所提高。中溫回火后得到回火屈氏體組織，提高了鋼的彈性極限和屈服強(qiáng)度，同時(shí)也有較好的韌性。高溫回火后得到回火索氏體組織，可消除內(nèi)應(yīng)力，降低鋼的強(qiáng)度和硬度，提高鋼的塑性和韌性。鋼在淬火后再進(jìn)行高溫回火，這一復(fù)合熱處理工藝稱為調(diào)質(zhì)。調(diào)質(zhì)能得到韌性和強(qiáng)度最好的配合，獲得良好的綜合力學(xué)性能。(三)正火將鋼加熱到A3或Acm以上5070，保溫后，在空氣中冷卻，稱為正火。許多碳素鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼經(jīng)正火后，各項(xiàng)力學(xué)性能均較好，可以細(xì)化晶粒，常用來作為最終熱處理。對(duì)于焊接結(jié)構(gòu)，經(jīng)正火后，能改善焊接接頭性能，可消除粗晶組織及組織不均勻等。(四)退火將鋼加熱到A3以上或A1

16、左右一定范圍的溫度，保溫一段時(shí)間后，隨爐緩慢而均勻地冷卻，稱為退火。退火可降低硬度，使材料便于切削加工，能消除內(nèi)應(yīng)力等。焊接結(jié)構(gòu)焊接以后會(huì)產(chǎn)生焊接殘余應(yīng)力，容易導(dǎo)致產(chǎn)生延遲裂紋，因此重要的焊接結(jié)構(gòu)焊后應(yīng)該進(jìn)行消除應(yīng)力退火處理。消除應(yīng)力退火屬于低溫退火，加熱溫度在A1以下，一般采用600650，保溫一段時(shí)間，然后隨爐緩慢冷卻。亦稱焊后熱處理。第三節(jié)第三節(jié) 常用金屬材料的一般知識(shí)常用金屬材料的一般知識(shí)一、金屬材料的性能一、金屬材料的性能金屬材料的性能通常包括物理性能、化學(xué)性能、力學(xué)性能和工藝性能等。 (一)金屬材料的物理化學(xué)性能1密度物質(zhì)單位體積所具有的質(zhì)量稱為密度，用符號(hào)P表示。利用密度的概念可

17、以幫助我們解決一系列實(shí)際問題，如計(jì)算毛坯的重量，鑒別金屬材料等。常用金屬材料的密度如下：鑄鋼為78gcm3，灰鑄鐵為72gcm3，鋼為89gcm3，黃銅為863gcm3，鋁為27gcm3。2導(dǎo)電性金屬傳導(dǎo)電流的能力叫做導(dǎo)電性。各種金屬的導(dǎo)電性各不相同，通常銀的導(dǎo)電性最好，其次是銅和鋁。3導(dǎo)熱性金屬傳導(dǎo)熱量的性能稱為導(dǎo)熱性。一般說導(dǎo)電性好的材料，其導(dǎo)熱性也好。若某些零件在使用中需要大量吸熱或散熱時(shí)，則要用導(dǎo)熱性好的材料。如凝汽器中的冷卻水管常用導(dǎo)熱性好的銅合金制造，以提高冷卻效果。4熱膨脹性金屬受熱時(shí)體積發(fā)生脹大的現(xiàn)象稱為金屬的熱膨脹。例如，被焊的工件由于受熱不均勻而產(chǎn)生不均勻的熱膨脹，就會(huì)導(dǎo)致

18、焊件的變形和焊接應(yīng)力。衡量熱膨脹性的指標(biāo)稱為熱膨脹系數(shù)。5抗氧化性金屬材料在高溫時(shí)抵抗氧化性氣氛腐蝕作用的能力稱為抗氧化性。熱力設(shè)備中的高溫部件，如鍋爐的過熱器、水冷壁管、汽輪機(jī)的汽缸、葉片等，易產(chǎn)生氧化腐蝕。一般用作過熱器管等材料的抗氧化腐蝕速度指標(biāo)控制在01mma。6耐腐蝕性金屬材料抵抗各種介質(zhì)(大氣、酸、堿、鹽等)侵蝕的能力稱為耐腐蝕性?；?、熱力設(shè)備中許多部件是在腐蝕條件下長期工作的，所以選材時(shí)必須考慮鋼材的耐腐蝕性。(二)金屬材料的力學(xué)性能金屬材料受外部負(fù)荷時(shí)，從開始受力直至材料破壞的全部過程中所呈現(xiàn)的力學(xué)特征，稱為力學(xué)性能。它是衡量金屬材料使用性能的重要指標(biāo)。力學(xué)性能主要包括強(qiáng)度、

19、塑性、硬度和韌性等。1強(qiáng)度金屬材料的強(qiáng)度性能表示金屬材料對(duì)變形和斷裂的抗力，它用單位截面上所受的力(稱為應(yīng)力)來表示。常用的強(qiáng)度指標(biāo)有屈服強(qiáng)度及抗拉強(qiáng)度等。(1)屈服強(qiáng)度 鋼材在拉伸過程中，當(dāng)拉應(yīng)力達(dá)到某一數(shù)值而不再增加時(shí)，其變形卻繼續(xù)增加，這個(gè)拉應(yīng)力值稱為屈服強(qiáng)度，以s表示。s值越高，材料的強(qiáng)度越高。(2)抗拉強(qiáng)度 金屬材料在破壞前所承受的最大拉應(yīng)力，以b表示。b值越大金屬材料抵抗斷裂的能力越大，強(qiáng)度越高。強(qiáng)度的單位是MPa(兆帕)。2塑性塑性是指金屬材料在外力作用下產(chǎn)生塑性變形的能力。表示金屬材料塑性性能有伸長率、斷面收縮率及冷彎角等。(1)伸長率 金屬材料受拉力作用破斷時(shí)，伸長量與原長度

20、的百分比叫做伸長率，以表示。式中 L0試樣的原標(biāo)定長度，mm； L1試樣拉斷后標(biāo)距部分的長度，mm。(2)斷面收縮率 金屬材料受拉力作用破斷時(shí)，拉斷處橫截面縮小的面積與原始截面積的百分比叫做斷面收縮率，以甲表示。式中 F試樣拉斷后，拉斷處橫截面面積，mm2； F0試樣標(biāo)距部分原始的橫截面面積，mm2。(3)冷彎角 冷彎角也叫彎曲角，一般是用長條形試件，根據(jù)不同的材質(zhì)、板厚，按規(guī)定的彎曲半徑進(jìn)行彎曲，在受拉面出現(xiàn)裂紋時(shí)試件與原始平面的夾角，叫做冷彎角，以表示。冷彎角越大，說明金屬材料的塑性越好。%100001LLL%10000FFF3沖擊韌性沖擊韌性是衡量金屬材料抵抗動(dòng)載荷或沖擊力的能力，沖擊試

21、驗(yàn)可以測定材料在突加載荷時(shí)對(duì)缺口的敏感性。沖擊值是沖擊韌性的一個(gè)指標(biāo)，以ak表示。ak值越大說明該材料的韌性越好。式中 Ak沖擊吸收功，J； F試驗(yàn)前試樣刻槽處的橫截面積，cm2； ak沖擊值，Jcm2。FAakk4硬度金屬材料抵抗表面變形的能力。常用的硬度有布氏硬度HB、洛氏硬度HR、維氏硬度HV三種。(三)金屬材料的工藝性能金屬材料的工藝性能是指承受各種冷熱加工的能力。1切削性能2鑄造性能3焊接性能 經(jīng)驗(yàn)證明：當(dāng)CE06時(shí)，鋼材的淬硬傾向強(qiáng)，屬于較難焊的材料，需采取較高的預(yù)熱溫度和嚴(yán)格的工藝措施。二、鋼材和有色金屬的分類、編號(hào)及性能二、鋼材和有色金屬的分類、編號(hào)及性能隨著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)

22、展，各種不同焊接結(jié)構(gòu)的金屬材料越來越多。為了保證焊接結(jié)構(gòu)安全可靠，焊工必須掌握常用金屬材料的基本性能和焊接特性。(一)鋼材的分類鋼和鐵是黑色金屬的兩大類，都是以鐵和碳為主要元素的合金。含碳量在211以下的鐵碳合金稱為鋼，含碳量211667的鐵碳合金稱為鑄鐵。1按化學(xué)成分分類(1)碳素鋼 這種鋼中除鐵以外，主要還含有碳、硅、錳、硫、磷等幾種元素，這些元素的總量一般不超過2。按含碳量多少，碳素鋼又可分為：1)低碳鋼 含碳量小于025。2)中碳鋼 含碳量為025060。3)高碳鋼 含碳量大于060。(2)合金鋼 這種鋼中除碳素鋼所含有的各元素外，尚還有其它一些元素，如鉻、鎳、鈦、鉬、鎢、釩、硼等。如

23、果碳素鋼中錳的含量超過08，或硅的含量超過05時(shí)，這種鋼也稱為合金鋼。根據(jù)合金元素的多少，合金鋼又可分為：普通低合金鋼(普低鋼)，合金元素總含量小于5；中合金鋼，合金元素總含量為510；高合金鋼，合金元素總含量大于10。2按用途分類(1)結(jié)構(gòu)鋼(2)工具鋼(3)特殊用途鋼 如不銹鋼、耐酸鋼、耐熱鋼、磁鋼等。3按品質(zhì)分類(1)普通鋼 含硫量不超過00450050，含磷量不超過0045。(2)優(yōu)質(zhì)鋼 含硫量不超過0030第四節(jié)第四節(jié) 焊接工藝基礎(chǔ)知識(shí)焊接工藝基礎(chǔ)知識(shí)一、焊接接頭的種類及接頭型式一、焊接接頭的種類及接頭型式焊接中，由于焊件的厚度、結(jié)構(gòu)及使用條件的不同，其接頭型式及坡口形式也不同。焊接

24、接頭型式有：對(duì)接接頭、T形接頭、角接接頭及搭接接頭等。(一)對(duì)接接頭兩件表面構(gòu)成大于或等于135，小于或等于180夾角的接頭，叫做對(duì)接接頭。在各種焊接結(jié)構(gòu)中它是采用最多的一種接頭型式。圖18 不同厚度板材的對(duì)接(a)單面削薄，(b)雙面削薄 鋼板厚度在6mm以下，除重要結(jié)構(gòu)外，一般不開坡口。 厚度不同的鋼板對(duì)接的兩板厚度差(1)不超過表12規(guī)定時(shí)，則焊縫坡口的基本形式與尺寸按較厚板的尺寸數(shù)據(jù)來選?。环駝t，應(yīng)在厚板上作出如圖18所示的單面或雙面削薄；其削薄長度L3(1)。 (二)角接接頭兩焊件端面間構(gòu)成大于30、小于135夾角的接頭，叫做角接接頭，見圖19。這種接頭受力狀況不太好，常用于不重要的

25、結(jié)構(gòu)中。圖19 角接接頭(a)I形坡口；(b)帶鈍邊單邊V形坡口(三)T形接頭一件之端面與另一件表面構(gòu)成直角或近似直角的接頭，叫做T形接頭，見圖110。 圖110 T形接頭(四)搭接接頭兩件部分重疊構(gòu)成的接頭叫搭接接頭。 搭接接頭根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式和對(duì)強(qiáng)度的要求，分為不開坡口、圓孔內(nèi)塞焊和長孔內(nèi)角焊三種形式，見圖111。 I形坡口的搭接接頭，一般用于厚度12mm以下的鋼板，其重疊部分2(1+2)，雙面焊接。這種接頭用于不重要的結(jié)構(gòu)中。當(dāng)遇到重疊部分的面積較大時(shí)，可根據(jù)板厚及強(qiáng)度要求，分別采用不同大小和數(shù)量的圓孔內(nèi)塞焊或長孔內(nèi)角焊的接頭型式 。 圖111 搭接接頭(a)I形坡口，(b)圓孔內(nèi)塞焊；(

26、c)長孔內(nèi)角焊二、焊縫坡口的基本形式與尺寸二、焊縫坡口的基本形式與尺寸(一)坡口形式 根據(jù)坡口的形狀，坡口分成I形(不開坡口)、V形、Y形、雙Y形、U形、雙U形、單邊V形、雙單邊Y形、J形等各種坡口形式。lV形和Y形坡口的加工和施焊方便(不必翻轉(zhuǎn)焊件)，但焊后容易產(chǎn)生角變形。l雙Y形坡口是在V形坡口的基礎(chǔ)上發(fā)展的。當(dāng)焊件厚度增大時(shí)，采用雙Y形代替V形坡口，在同樣厚度下，可減少焊縫金屬量約1/2，并且可對(duì)稱施焊，焊后的殘余變形較小。缺點(diǎn)是焊接過程中要翻轉(zhuǎn)焊件，在筒形焊件的內(nèi)部施焊，使勞動(dòng)條件變差。lU形坡口的填充金屬量在焊件厚度相同的條件下比V形坡口小得多，但這種坡口的加工較復(fù)雜。(二)坡口的幾

27、何尺寸(1)坡口面 待焊件上的坡口表面叫坡口面。(2)坡口面角度和坡口角度 待加工坡口的端面與坡口面之間的夾角叫坡口面角度，兩坡口面之間的夾角叫坡口角度，見圖112。(3)根部間隙 焊前在接頭根部之間預(yù)留的空隙叫根部間隙，見圖112。其作用在于打底焊時(shí)能保證根部焊透。根部間隙又叫裝配間隙。(4)鈍邊 焊件開坡口時(shí)，沿焊件接頭坡口根部的端面直邊部分叫鈍邊，見圖112。鈍邊的作用是防止根部燒穿。(5)根部半徑 在J形、U形坡口底部的圓角半徑叫根部半徑(見圖112)。它的作用是增大坡口根部的空間，以便焊透根部。圖112 坡口的幾何尺寸三、焊接位置種類三、焊接位置種類根據(jù)GBT337594焊接術(shù)語的規(guī)

28、 定，焊接位置，即熔焊時(shí)，焊件接縫所處的空間位置，可用焊縫傾角和焊縫轉(zhuǎn)角來表示。有平焊、立焊、橫焊和仰焊位置等。焊縫傾角，即焊縫軸線與水平面之間的夾角，見圖113。焊縫轉(zhuǎn)角，即焊縫中心線(焊根和蓋面層中心連線)水平參照面Y軸的夾角，見圖114。 圖113 焊縫傾角圖114 焊縫轉(zhuǎn)角 圖115 各種焊接位置(a)平焊 (b)橫焊 (c)立焊 (d)仰焊 (e)平角焊 (f)仰角焊(1)平焊位置 焊縫傾角0，焊縫轉(zhuǎn)角90的焊接位置，見圖115(a)。(2)橫焊位置 焊縫傾0180；焊縫轉(zhuǎn)角0，180的對(duì)接位置，見圖115(b)(3)立焊位置 焊縫傾角90(立向上)，270(立向下)的焊接位置，見圖115(c)。(4)仰焊位置 對(duì)接焊縫傾角0，180；轉(zhuǎn)角270的焊接位置，如圖115(d)。此外，對(duì)于角焊位置還規(guī)定了另外兩種焊接位置。 (5)平角焊位置 角焊縫傾角0，1