焊接知識培訓教程

1、焊接知識培訓教程焊接知識培訓教程焊接工藝制定與質(zhì)量控制焊接基本常識 1.焊接電弧的定義：電弧是一種氣體放電現(xiàn)象，它是在兩個電極之間的空氣間隙中產(chǎn)生持久而強烈的放電現(xiàn)象。 2.焊條和焊絲是焊接回路中的一個組成部分，在焊接過程中，它不僅可以導電，同時還起著填充金屬的作用。 3.各種氣體對焊縫的影響：氮、氫、氧都是促使焊縫產(chǎn)生氣孔的主要原因，是提高焊縫 金屬強度，降低塑性和韌性的元素。1 不與氮發(fā)生作用的金屬如銅、鎳，用氮化物作為保護氣體可提高焊縫塑性、提高電弧穩(wěn)定性。 氫的來源：焊條藥皮、焊劑中的水分、藥皮中的有機物、焊件和焊絲表面的水分。 氧與碳發(fā)生反應產(chǎn)生不溶于金屬的CO，形成氣孔，但有時為了

2、減少焊縫含氧量，改善電弧特性，獲得必要的熔渣物理化學性能，在焊接材料中加入一定量的氧化劑。2 4.焊接應力和變形：焊接中所提到的焊接應力和變形一般情況下都指殘余應力和殘余變形。包括內(nèi)力、應力、內(nèi)應力、焊接應力、焊接變形、彈性變形、塑性變形、焊接殘余應力、焊接殘余變形等。 5.焊接方法：手工電弧焊、氣體保護焊（包括熔化極和非熔化極氣體保護焊）、埋弧焊、摩擦焊、電子束焊、激光焊等。3 焊接材料的選用 碳素鋼、低合金鋼和高強度鋼等同一鋼材的焊接，其焊接材料應按與母材等強度原則選用，且焊縫金屬的抗拉強度不應超過母材標準規(guī)定的抗拉強度的上限值。 不銹鋼應按與母材化學成分相當原則選擇。 不同強度的母材和不

3、同化學成分的母材相焊，本著就低強度選擇。 4 6.焊接常用術語 焊接熱影響區(qū)：焊接過程中，材料因受熱影響（但未熔化）而發(fā)生金相組織和機械性能變化的區(qū)域。 焊接熱輸入：焊接熱源輸給單位長度焊縫的焊接熱能稱為熱輸入（線能量）。電流、電壓、速度。 預熱和層間溫度：預熱的目的是為了降低焊接接頭的冷卻速度，減少淬硬傾向，防止產(chǎn)生裂紋?？刂茖娱g溫度是為了降低冷卻速度，促進氫逸出焊接區(qū)，有利于防止延遲裂紋哈熱影響區(qū)過熱 5 裂紋：在焊接應力及其他致脆因素的共同作用下，焊接接頭中局部區(qū)域的金屬原子結(jié)合遭到破壞，形成了新界面造成的縫隙。 氣孔：熔池中的氣泡在焊縫金屬凝固過程中未能及時逸出，殘留在焊縫金屬中形成的

4、空穴。 夾渣：殘留在焊縫中的熔渣。 未熔合：在焊縫金屬和母材之間或焊道金屬與焊道金屬之間未完全熔合的部位。 6 咬邊：因焊接電流過大和焊接操作欠佳在焊縫的焊趾或焊根處造成的溝槽。 飛濺：在熔焊過程中，熔化金屬的顆粒和熔渣會向周圍飛散，這種現(xiàn)象稱為飛濺。 焊接結(jié)構中存在的焊接缺陷會明顯降低結(jié)構的承載性能，焊接缺陷的存在，減小了焊接接頭的有效承載截面，造成了局部應力集中，在服役過程中有可能演變成裂紋源，降低焊接結(jié)構的耐蝕性和疲勞壽命。 7焊接工藝的制定 1.焊接工藝評定試驗方法，可分為直接法和間接法。 2.編制工藝評定焊接試驗方案時應注意的問題。 2.1覆蓋范圍：鋼材的種類、焊材的種類、焊位的要求

5、、焊接方法、氣體種類及比例、焊透要求、焊絲直徑（或焊條）的要求、預熱及熱處理、鈍邊厚度及坡口角度等。8 2.2焊接工藝評定與現(xiàn)場生產(chǎn)狀況的適應性包括工件變形程度、施焊位置、焊接參數(shù)、留量范圍、環(huán)境等因素。 2.3對焊縫拘束度等級分類： 3.焊接工藝編制方面 3.1編制原則 應按照合同技術條件，圖紙及相應標準的要求，依據(jù)合格的焊接工藝評定來編制焊接工藝。 9 3.2編制焊接工藝要考慮的因素 3.2.1焊接操作人員的可靠性 3.2.2焊接操作的可能性 3.2.3鋼材種類決定焊前預熱、焊后處理、焊接材料種類。 3.2.4必須依據(jù)焊接工藝評定制定焊接參數(shù) ，同產(chǎn)品的焊接工藝規(guī)程也是該產(chǎn)品的焊接作業(yè)指導

6、書，二者為同一概念。 10 3.2.5焊前準備，包括坡口角度形式、焊條（焊絲、焊劑）處理、預熱措施、襯墊方式、熱輸入、定位焊、環(huán)境溫度等。 3.2.6焊接 應考慮焊接施工現(xiàn)場是否采取有效的防護措施、焊接高強度鋼時應嚴格控制熱輸入、對有預熱要求的焊件，每條焊縫應盡可能一次焊完，必須中斷的應采取相應的措施、坡口內(nèi)引弧避免打弧擦傷11 母材（擦傷處最高硬度在HV380以上，導致母材硬化，產(chǎn)生冷裂紋）、高強度鋼應避免過大的熱輸入，采用多層多道焊接，便于細化晶粒和后續(xù)焊道的回火作用改善焊接接頭的沖擊韌性、依據(jù)母材厚度的不同決定焊縫的根部焊道或打底焊道、根據(jù)生產(chǎn)條件和產(chǎn)品的焊接質(zhì)量要求 ，焊接材料可采用埋

7、弧焊或氣體保護焊用焊絲。 12 3.2.7后熱 對冷裂紋敏感性較大的焊接件應采取后熱措施。焊接后熱有三種方法：一種是焊接結(jié)束后或焊完一條焊縫后，將焊件或焊接區(qū)加熱到150c-250c范圍內(nèi)保溫一定時間，稱之為低溫后熱；一種焊后消氫處理，即在300c-400c保溫一定時間，但焊后消氫處理對高強度鋼的性能可能帶來不利影響，一般不考慮，另一種就是 將焊件均勻加熱AC1點以下某一溫度 13 保溫一定時間后，隨爐冷卻到300c-400c后 空冷，其目的是改善接頭的組織和性能，消除部分焊接殘余應力。根據(jù)以上處理建議依據(jù)產(chǎn)品的母材種類和結(jié)構特點來選擇后熱方法。 水工金屬結(jié)構產(chǎn)品的焊后熱處理主要以消除焊接殘余

8、應力為目的。一般要求抗腐蝕的焊接結(jié)構或要求尺寸穩(wěn)定性的焊接結(jié)構、及冷裂紋傾向大的均需進行去應力處理 14 不推薦對高強度鋼焊件焊后采用消除應力熱處理。 可采用振動消除應力，是通過設計一個包括焊接結(jié)構件在內(nèi)的振動系統(tǒng)，使工件共振，在此過程中，金屬組織內(nèi)部產(chǎn)生微觀變形，使應力得到松弛，從而降低焊接殘余應力的目的。 15焊接質(zhì)量控制 1.焊前的質(zhì)量控制 現(xiàn)代焊接工程管理思想認為：“焊前準備好，等于已經(jīng)焊接了一半”，這充分表面焊前準備及各工序質(zhì)量控制的重要性。 1.1原材料的質(zhì)量控制：焊接生產(chǎn)中所用的主要材料是金屬材料和焊接材料。合格的金屬材料才能進入焊接現(xiàn)場。焊接材料的正確選用是保證焊接質(zhì)量的基本條

9、件。焊前應核對焊接材料的正確性、檢查焊接材 16 料的表面質(zhì)量、檢查焊接材料的工藝性處理是否符合要求。 1.2焊前各工序的質(zhì)量檢查 焊前各工序的加工質(zhì)量均對結(jié)構的外形尺寸及焊縫的質(zhì)量有直接或間接的影響。包括劃線、坡口加工質(zhì)量、裝配質(zhì)量的檢查。 1.2.0裝配質(zhì)量的檢查：零件之間的位置、焊縫位置、坡口形狀和方位、坡口清理質(zhì)量、定位焊縫質(zhì)量。 17 1.3.焊接工藝評定是焊前質(zhì)量控制的重要環(huán)節(jié)，屬于工藝質(zhì)量檢查范疇。焊接工藝評定就是按照擬定的焊接工藝，根據(jù)標準規(guī)定進行焊接和檢驗，測定焊接接頭是否具有要求的性能。經(jīng)過焊接工藝評定寫出工藝評定報告，結(jié)構實踐經(jīng)驗制定焊接工藝規(guī)程，作為焊接生產(chǎn)的依據(jù)。其目

10、的是評定施焊單位是否有能力焊出符合有關標準及產(chǎn)品技術條件所要求的焊接接頭。 18 凡是生產(chǎn)單位首次焊接用的鋼種，首次采用的焊接材料和焊接方法，依據(jù)改變已經(jīng)評定合格的焊接工藝且符合標準中規(guī)定需重新評定的要求是，均應在施焊前進行焊接工藝評定。 1.4焊工考核 焊工技術水平的高低決定是焊接質(zhì)量的重要因素。我國第一個焊工考試規(guī)則是1980年9月國家勞動總局發(fā)布的鍋爐壓力容器焊工考試規(guī)則。 19 2.焊接過程中的質(zhì)量控制 2.1環(huán)境對焊接質(zhì)量的影響：在無保護措施時下列情況禁止施焊：手工焊時風速大于10m/s、氣體保護焊時風速大于2m/s、相對濕度大于90、雨雪環(huán)境。不同鋼材其允許焊接的最低溫度規(guī)定為：低

11、碳鋼-20c、低合金鋼-10c、高合金鋼0c。 2.2焊接工藝執(zhí)行情況的監(jiān)控 包括焊接預熱施焊時焊接規(guī)范檢查、焊接后熱的檢查。 20 2.2.1焊接預熱的檢查主要是檢查預熱方法、預熱范圍和預熱溫度。預熱溫度可以略高于工藝條件所規(guī)定的溫度，以彌補因溫度差加大而增加的散熱損失。 2.2.2焊接規(guī)范的檢查 手工焊焊接規(guī)范在很大程度上是依靠焊工的熟練程度，通常只規(guī)定各焊層的焊條型號和直徑，電源種類和極性，而電流只規(guī)定一個變動幅度較大的范圍。 21 埋弧自動焊焊接規(guī)范包括焊接電流、電弧電壓、焊接速度、焊絲直徑。當采用滾輪架組焊環(huán)縫時，要檢查滾輪架轉(zhuǎn)速與該直徑的線速度是否符合要求。由于埋弧焊是通過機械裝置實現(xiàn)焊接過程的自動化，一旦調(diào)好各焊接參數(shù)，焊機將比較平穩(wěn)的運轉(zhuǎn)，因此焊接過程的開始，調(diào)整焊接規(guī)范比較重要。 22 氣體保護焊除各自對應于手工焊和埋弧焊相同的參數(shù)外，各種氣體保護焊所共同需要檢查的是保護氣體的流量及混合氣體的混合比，這一工藝指標對保證氣體保護焊接過程的正常進行是十分重要的。 2.2.3焊接后熱的檢查 后熱處理的主要目的是改善接頭的組織和性能，消除部分焊接殘余應力。 23 必須在焊縫完全冷卻之前，通常在100C以上及時加熱； 控制加熱溫度，過低消氫效果不佳，過高會產(chǎn)生回火脆性； 保持足夠的保溫時間，一般為3-4h； 要求焊縫每側(cè)的加熱寬度