金屬結(jié)構(gòu)焊接工藝

1、金屬結(jié)構(gòu)焊接工藝金屬結(jié)構(gòu)焊接工藝2007.10.21第二章第二章 焊接電弧及弧焊電源焊接電弧及弧焊電源 第一節(jié)第一節(jié) 焊接電弧的定義與弧焊電源焊接電弧的定義與弧焊電源的特性的特性n焊接電弧的定義 n產(chǎn)生焊接電弧的方法 接觸短路引弧法 ：焊條電弧焊、埋弧自動(dòng)焊、熔化極氣體保護(hù)焊 高頻高壓引弧法 ：手工鎢極氬弧焊 脈沖引弧法 第一節(jié)第一節(jié) 焊接電弧的定義與弧焊電源焊接電弧的定義與弧焊電源的特性的特性n電弧的靜特性曲線：U-In電弧長(zhǎng)度對(duì)電弧靜特性曲線的影響 第一節(jié)第一節(jié) 焊接電弧的定義與弧焊電源焊接電弧的定義與弧焊電源的特性的特性n焊接電弧的穩(wěn)定性 n焊接電弧穩(wěn)定性的影響因素 焊接電源的種類(lèi)與電源

2、極性的接法 焊條藥皮 氣流 電弧偏吹（磁偏吹 ）第一節(jié)第一節(jié) 焊接電弧的定義與弧焊電源焊接電弧的定義與弧焊電源的特性的特性n減少或防止焊接電弧磁偏吹的措施 1、盡量使用交流弧焊電源2、用擋板遮擋，對(duì)電弧進(jìn)行保護(hù)3、在焊接間隙較大的對(duì)接焊縫下面加墊板4、在焊縫兩端各加一小塊附加鋼板（引入板及引出板5、采用短弧焊接6、適當(dāng)調(diào)整焊條角度7、適當(dāng)?shù)馗淖兒讣辖拥鼐€的部位8、焊對(duì)接拼板或角焊縫時(shí)采用分段退焊第二節(jié)第二節(jié) 焊接電弧的溫度分布及極性焊接電弧的溫度分布及極性n焊接電弧的結(jié)構(gòu)和溫度 第二節(jié)第二節(jié) 焊接電弧的溫度分布及極性焊接電弧的溫度分布及極性n焊接電弧電源輸出端的極性 焊接時(shí)的極性：正接和反接

3、 焊接時(shí)極性的應(yīng)用 n通過(guò)觀察電弧的形態(tài)來(lái)判別電源的極性第三節(jié)第三節(jié) 常用弧焊電源的種類(lèi)及選用常用弧焊電源的種類(lèi)及選用原則原則n空載電壓（U0）：電弧穩(wěn)定燃燒、經(jīng)濟(jì)性、安全性 n短路電流（Id）：n外特性 ：下降的外特性n動(dòng)特性：表示電源對(duì)負(fù)載突變的反應(yīng)能力 n調(diào)節(jié)特性 ：較大范圍、均勻、靈活 225. 1IIId第三節(jié)第三節(jié) 常用弧焊電源的種類(lèi)及選用常用弧焊電源的種類(lèi)及選用原則原則n對(duì)弧焊電源的基本要求 ：合適的空載電壓和短路電流、下降的外特性、良好的動(dòng)特性和靈活的調(diào)節(jié)特性。 第三節(jié)第三節(jié) 常用弧焊電源的種類(lèi)及選用常用弧焊電源的種類(lèi)及選用原則原則n弧焊電源的分類(lèi) 項(xiàng)目弧焊發(fā)電機(jī)弧焊整流器弧焊

4、變壓器電流種類(lèi)直 流直 流交 流電弧穩(wěn)定性好好較 差磁偏吹較 大較 大很 小構(gòu)造與維修較 繁較簡(jiǎn)單簡(jiǎn) 單噪 聲大很小較 小供 電三相供電一般為三相供電單相供電功率因素較 高較 高較 低空載損耗較 大較 小小成 本高較 高低重 量較 重較 輕輕第三節(jié)第三節(jié) 常用弧焊電源的種類(lèi)及選用常用弧焊電源的種類(lèi)及選用原則原則n弧焊電源型號(hào)的編制1、大類(lèi)名稱(chēng)2、小類(lèi)名稱(chēng) 3、附加特性4、系列品種序號(hào)5、基本規(guī)格6、改進(jìn)序號(hào)7、特殊環(huán)境n舉例ZXG1-400：Z表示大類(lèi)弧焊整流器；X表示小類(lèi)下降外特性；G表示附加特性硅整流器；1表示系列品種序號(hào)；400表示基本規(guī)格，即額定焊接電流為400A。第三節(jié)第三節(jié) 常用弧

5、焊電源的種類(lèi)及選用常用弧焊電源的種類(lèi)及選用原則原則n負(fù)載持續(xù)率n額定電流：額定負(fù)載持續(xù)率負(fù)荷狀態(tài)下允許的最大焊接電流值。n使用焊機(jī)時(shí)，不得超過(guò)銘牌上所規(guī)定的不同負(fù)載持續(xù)率下允許使用的焊接電流 。%100選定的工作周期電源有負(fù)載的時(shí)間選定的工作周期中弧焊負(fù)載持續(xù)率第三節(jié)第三節(jié) 常用弧焊電源的種類(lèi)及選用常用弧焊電源的種類(lèi)及選用原則原則n焊接電源的選擇原則焊接工藝與技術(shù) 良好的經(jīng)濟(jì)效果 現(xiàn)場(chǎng)的使用條件 n焊接電源的選擇方法 電源種類(lèi) 電源容量 第三節(jié)第三節(jié) 常用弧焊電源的種類(lèi)及選用常用弧焊電源的種類(lèi)及選用原則原則n使用與維護(hù)注意事項(xiàng) 使用前檢查 空載狀態(tài)下啟動(dòng) 啟動(dòng)正常后才能操作使用 焊接電流和連續(xù)

6、工作時(shí)間應(yīng)符合銘牌規(guī)定 注意工作環(huán)境 建立操作規(guī)程和定期維修制度 1.發(fā)現(xiàn)故障，應(yīng)立即切斷電源，分析原因請(qǐng)專(zhuān)職電工及時(shí)排除與修理 第四節(jié)第四節(jié) 逆變式弧焊電源簡(jiǎn)介逆變式弧焊電源簡(jiǎn)介n逆變：直流電變?yōu)榻涣髟僮優(yōu)橹绷鞯倪^(guò)程。n廣泛應(yīng)用于手工鎢極氬弧焊，熔化極氣體保護(hù)焊，焊條電弧焊及等離子弧切割機(jī)等 。 第四節(jié)第四節(jié) 逆變式弧焊電源簡(jiǎn)介逆變式弧焊電源簡(jiǎn)介n逆變式弧焊電源的特點(diǎn) 整機(jī)復(fù)雜度及成本的提高，收益大大增加主變壓器的體積大小 節(jié)能效果明顯 電弧指向性、電弧穩(wěn)定性和動(dòng)、靜特性好飛濺小，焊接過(guò)程穩(wěn)定維修方便 第三章第三章 焊接接頭及焊縫形式焊接接頭及焊縫形式第一節(jié)第一節(jié) 焊接接頭的形式焊接接頭的形

7、式n焊接接頭的組成n焊接接頭的形式a）對(duì)接接頭 b）T形接頭 c）角接接頭 d）搭接接頭第二節(jié)第二節(jié) 焊縫的形式焊縫的形式n按結(jié)合形式分對(duì)接焊縫角焊縫塞焊縫端接焊縫 n按焊縫斷續(xù)情況分 連續(xù)焊縫斷續(xù)焊縫 第二節(jié)第二節(jié) 焊縫的形式焊縫的形式n焊縫的形狀和尺寸 第二節(jié)第二節(jié) 焊縫的形式焊縫的形式n焊接工藝參數(shù)對(duì)焊縫形狀的影響 增加焊接電流，則焊縫厚度和余高都增加，而焊縫寬度幾乎保持不變。電弧電壓增大，焊縫寬度顯著增加，而焊縫厚度和余高將略有減小。焊接電流直接影響焊接過(guò)程的穩(wěn)定性和焊縫的成形。焊接速度增加時(shí)，焊縫寬度和厚度都大為下降 。其他因素：焊接方法、焊條的類(lèi)型、電源的種類(lèi)及極性、氣體保護(hù)焊中的

8、氣體成分、熔滴過(guò)度形式等 。第三節(jié)第三節(jié) 坡口形狀與加工方法坡口形狀與加工方法n坡口的形式 a）I形坡口 b）V形坡口 c）X形坡口 d）U形坡口 第三節(jié)第三節(jié) 坡口形狀與加工方法坡口形狀與加工方法n坡口的加工1、圓形工件的坡口，可采用專(zhuān)用工具如銑管機(jī)或精加工車(chē)削。2、板狀直線坡口可用刨邊機(jī)或刨床。3、U形坡口，應(yīng)用專(zhuān)用的成形刀具或?qū)Ｓ勉娤鞯毒摺?、碳弧氣刨也可加工坡口，但要注意材料的淬硬傾向。5、目前也用氧-乙炔火焰加工坡口，大都采用自動(dòng)或半自動(dòng)氧-乙炔切割機(jī)。手工的氧-乙炔火焰切割的坡口質(zhì)量差，焊接時(shí)有影響，常用手提式砂輪機(jī)修整。 第四節(jié)第四節(jié) 常用焊縫符號(hào)常用焊縫符號(hào)n焊縫符號(hào) 一般由基

9、本符號(hào)與指引線組成，必要時(shí)還可加上輔助符號(hào)，補(bǔ)充符號(hào)和焊縫尺寸符號(hào)。n機(jī)械制圖方法表示第四章第四章 常用電弧焊工藝常用電弧焊工藝第一節(jié)第一節(jié) 焊條電弧焊焊條電弧焊n焊條電弧焊的特點(diǎn) 1、設(shè)備簡(jiǎn)單，成本低，便于現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)、保養(yǎng)，便于移動(dòng)，安裝方便，操作簡(jiǎn)單。2、工藝靈活，適應(yīng)性強(qiáng)。3、勞動(dòng)強(qiáng)度高，生產(chǎn)效率低。 第一節(jié)第一節(jié) 焊條電弧焊焊條電弧焊n焊條電弧焊的工具 焊條電弧焊常用的工具有焊鉗、焊接電纜、面罩、清渣工具、焊條保溫筒和一些輔助工具。 n護(hù)目鏡片 n角向磨光機(jī)n敲渣錘 第一節(jié)第一節(jié) 焊條電弧焊焊條電弧焊n焊條電弧焊主要焊接參數(shù) n電源種類(lèi)和極性 n焊條直徑 n焊接電流 I=(3555)dn

10、電弧電壓 n焊接速度 第一節(jié)第一節(jié) 焊條電弧焊焊條電弧焊n焊條的三個(gè)基本動(dòng)作 朝熔池方向逐漸送進(jìn) 焊條沿焊接方向移動(dòng) 焊條的橫向擺動(dòng) 第一節(jié)第一節(jié) 焊條電弧焊焊條電弧焊n焊條電弧焊的運(yùn)條方法 第一節(jié)第一節(jié) 焊條電弧焊焊條電弧焊n焊道的連接 第一節(jié)第一節(jié) 焊條電弧焊焊條電弧焊n焊道的收尾 劃圈收尾法 反復(fù)斷弧收尾法 回焊收弧法 第一節(jié)第一節(jié) 焊條電弧焊焊條電弧焊n焊接熱輸入 q 單位長(zhǎng)度焊縫的熱輸入（J/cm） I 焊接電流（A） U 電弧電壓（V） v 焊接速度（mm/s）vUIq第一節(jié)第一節(jié) 焊條電弧焊焊條電弧焊n焊接層（道）數(shù) a) 多層焊 b) 多層多道焊第二節(jié)第二節(jié) 埋弧焊埋弧焊n主要

11、焊接參數(shù)焊接電流電弧電壓焊接速度焊絲直徑焊絲伸出長(zhǎng)度其他：電源極性、坡口形狀及根部間隙、焊絲的傾角等 第二節(jié)第二節(jié) 埋弧焊埋弧焊n焊接參數(shù)的選擇1、查表法 查閱資料，根據(jù)類(lèi)似情況的焊接參數(shù)作為確定新的焊接參數(shù)的依據(jù)。2、經(jīng)驗(yàn)法 根據(jù)實(shí)踐積累的經(jīng)驗(yàn)確定新的焊接參數(shù)。3、試驗(yàn)法 通過(guò)在焊接試件上做的焊接試樣來(lái)確定最佳的焊接參數(shù)。第三節(jié)第三節(jié) CO2氣體保護(hù)焊氣體保護(hù)焊 nCO2氣體保護(hù)焊機(jī)的組成1、焊接電源2、送絲系統(tǒng)3、焊槍4、供氣系統(tǒng) 5、控制系統(tǒng) 第三節(jié)第三節(jié) CO2氣體保護(hù)焊氣體保護(hù)焊 n主要焊接工藝要素焊絲直徑焊接電流電弧電壓焊接速度焊絲伸出長(zhǎng)度CO2氣體流量值回路電感值 其他：焊槍傾角

12、，坡口角度及焊接位置等 第四節(jié)第四節(jié) 手工鎢極氬弧焊手工鎢極氬弧焊 n特點(diǎn) 有效地隔絕空氣的侵入易于控制弧長(zhǎng)且穩(wěn)定焊接熱輸入易于調(diào)節(jié)，進(jìn)行各種位置的焊接生產(chǎn)效率低、成本高 第四節(jié)第四節(jié) 手工鎢極氬弧焊手工鎢極氬弧焊 n手工鎢極氬弧焊設(shè)備 焊接電源焊接控制系統(tǒng)焊槍供氣系統(tǒng)供水系統(tǒng)第四節(jié)第四節(jié) 手工鎢極氬弧焊手工鎢極氬弧焊 n手工鎢極氬弧焊工藝 電源種類(lèi)、極性及焊接電源 焊接電流 焊前清理 坡口形式 鎢極直徑與形狀 氬氣保護(hù)效果 第四節(jié)第四節(jié) 手工鎢極氬弧焊手工鎢極氬弧焊 n手工鎢極氬弧焊在鋼結(jié)構(gòu)焊接中對(duì)重要的構(gòu)件節(jié)點(diǎn)焊縫焊趾的超標(biāo)咬邊進(jìn)行重熔補(bǔ)焊返修，能起到事半功倍的效果。第五節(jié)第五節(jié) 等離子弧

13、焊等離子弧焊n等離子弧的產(chǎn)生方法：由自由電弧壓縮而成，又稱(chēng)壓縮電弧。n三種壓縮效應(yīng)：機(jī)械壓縮效應(yīng)、熱壓縮效應(yīng)、電磁壓縮效應(yīng)n三種形式：非轉(zhuǎn)移弧 、轉(zhuǎn)移型弧 、聯(lián)合弧 第五節(jié)第五節(jié) 等離子弧焊等離子弧焊n等離子弧焊設(shè)備 電源引弧裝置焊槍噴嘴 第五節(jié)第五節(jié) 等離子弧焊等離子弧焊n等離子弧焊工藝 電極與極性 氣體 焊接參數(shù) ：氣流量 、焊接電流 、焊接速度 、噴嘴與工件的距離 第五節(jié)第五節(jié) 等離子弧焊等離子弧焊n使用范圍及常見(jiàn)缺陷電極與極性 1、操作方式：適用于手工和自動(dòng)兩種，可連續(xù)或斷續(xù)焊接。2、被焊金屬：碳鋼、低合金鋼、不銹鋼、銅及其合金，鈦及其合金等。3、焊接位置：手工操作可進(jìn)行全位置焊接，自

14、動(dòng)等離子弧焊通常是平焊或橫焊位置。4、可焊厚度：最適宜用于薄板，最薄可焊0.01mm的金屬薄片，超過(guò)8mm厚度的材料，從經(jīng)濟(jì)上考慮不宜用等離子弧焊。5、等離子弧焊的常見(jiàn)缺陷是咬邊與氣孔等。第五章第五章 鋼材及焊接材料基本知識(shí)鋼材及焊接材料基本知識(shí)第一節(jié)第一節(jié) 鋼材基本知識(shí)鋼材基本知識(shí)n碳素結(jié)構(gòu)鋼 ：分類(lèi)、性能、牌號(hào)n優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 ：用途、牌號(hào)n低合金高強(qiáng)度鋼 ：性能、牌號(hào)第二節(jié)第二節(jié) 焊條焊條n焊條的組成 n焊條的分類(lèi) n焊條型號(hào)與牌號(hào) 焊條型號(hào)是國(guó)家規(guī)定的各類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)焊條，如E4315 等。E表示焊條，第1、2位表示熔敷金屬最小抗拉強(qiáng)度，第3位數(shù)字表示焊條的焊接位置，第3、4位數(shù)字表示焊接電流

15、種類(lèi)及藥皮類(lèi)型。 焊條牌號(hào)是有關(guān)部門(mén)或廠家實(shí)際生產(chǎn)的焊條產(chǎn)品樣本上的編號(hào)，如J427 等。J為結(jié)構(gòu)鋼焊條，第3個(gè)數(shù)字代表藥皮類(lèi)型和焊接電流要求，第1、2數(shù)代表焊縫金屬的抗拉強(qiáng)度 。 第二節(jié)第二節(jié) 焊條焊條n焊條的保管 1、各類(lèi)焊條必須分類(lèi)，分牌號(hào)存放，以免混亂。2、焊條須貯存在通風(fēng)良好而干燥的倉(cāng)庫(kù)內(nèi)。倉(cāng)庫(kù)溫度5，相對(duì)濕度60%（應(yīng)設(shè)置溫度計(jì)和濕度計(jì)）。3、 焊條必須墊高0.3m以上分層堆放。距墻應(yīng)大于0.3M，達(dá)到空氣流通，以免受潮。4、搬運(yùn)堆放應(yīng)小心藥皮脫落。5、 包裝用品是為了防止焊條受潮，最好隨用隨拆。6、焊條長(zhǎng)期保存，應(yīng)定期抽驗(yàn)，確認(rèn)是否變質(zhì)。第二節(jié)第二節(jié) 焊條焊條n焊條的使用 1、一

16、根焊條一次用完。焊條殘留有藥皮部分20mm，以免浪費(fèi)。2、使用前應(yīng)烘焙：酸性焊條在100150烘干21小時(shí)，堿性焊條在300350，烘干21小時(shí)。3、 焊條藥皮上不可沾上油污，以免產(chǎn)生氣孔。第三節(jié)第三節(jié) 焊絲與焊劑焊絲與焊劑n焊絲 ：分類(lèi)、規(guī)格、型號(hào)與牌號(hào)、保管與使用n焊劑 ：作用、分類(lèi)、牌號(hào)、使用與保管第四節(jié)第四節(jié) 氣體保護(hù)焊用氣體及鎢極氣體保護(hù)焊用氣體及鎢極n二氧化碳：來(lái)源廣、價(jià)格便宜 。用于焊接的CO2氣體的體積分?jǐn)?shù)(CO2)99.5%。其中水分和乙醇的體積分?jǐn)?shù)要求小于0.05%。CO2氣體中的含水量是影響焊接質(zhì)量的關(guān)鍵，水分多容易產(chǎn)生氣孔，裂紋等缺陷。實(shí)際施焊時(shí)應(yīng)采取措施減少或消除CO

17、2氣中的水分。 n氬氣：是一種理想的保護(hù)氣體。焊接用氬氣純度（Ar）應(yīng)達(dá)到99.99%。電弧穩(wěn)定，很適合于手工焊接。n鎢極：純鎢極很少采用。鈰鎢極是使用得最多的一種電極，熱量集中，幾乎沒(méi)有放射性，故可盡量使用。 第五節(jié)第五節(jié) 母材與焊接材料的匹配母材與焊接材料的匹配 n總的原則：在確保一定的塑性、韌性的前提下滿足焊接結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。n首先考慮母材的力學(xué)性能和化學(xué)成分。低碳鋼、低合金高強(qiáng)度鋼在焊接時(shí)，一般應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，按強(qiáng)度等級(jí)來(lái)選用焊材。焊條電弧焊時(shí)，焊條的抗拉強(qiáng)度與母材相同或稍高于母材。但對(duì)某些裂紋敏感性較高的鋼種，或整體性大，鋼性強(qiáng)的焊接結(jié)構(gòu)。為了提高焊接接頭的抗裂能力，焊條的抗拉強(qiáng)度以稍低于母材為宜。n對(duì)同一強(qiáng)度等級(jí)的酸性焊條和堿性焊條，應(yīng)根據(jù)焊件的