初級電焊工培訓課件

培訓提綱第一節(jié)手弧焊的工藝特點

第二節(jié)水平焊接位置操作要點

第三節(jié)單面焊雙面成形水平位置焊第三節(jié)電弧焊常見焊接缺陷防止方法

第四節(jié)手弧焊常見焊接缺陷的產生原因及危害

第五節(jié)金屬結構焊接工藝

培訓提綱第一節(jié)手弧焊的工藝特點1第一節(jié)手弧焊的工藝特點一、優(yōu)點(1)工藝靈活、適應性強適用于碳鋼、低合金鋼、耐熱鋼、低溫鋼和不銹鋼等各種材料的平、立、橫、仰各種位置以及不同厚度、結構形狀的焊接。(2)質量好與氣焊及埋弧焊相比，金相組織細，熱影響區(qū)小，接頭性能好。(3)易于通過工藝調整(如對稱焊等)來控制變形和改善應力。(4)設備簡單、操作方便。二、缺點(1)對焊工要求高，焊工的操作技術和經驗直接影響產品質量的好壞。(2)勞動條件差焊工在工作時必須手腦并用，精神高度集中，而且還要受到高溫烘烤，有毒、煙、塵和金屬蒸氣的危害。(3)生產率低受焊工體質的影響，焊接工藝參數選擇較小，故生產率低。三、適用范圍在造船、鍋爐及壓力客器、機械制造、建筑結構、化工設備等制造維修行業(yè)中都廣泛使用手工電弧焊。第一節(jié)手弧焊的工藝特點一、優(yōu)點2第二節(jié)各種焊接位置操作要點所謂焊接位置指焊接時焊件接縫所處的空間位置。根據焊縫傾角和焊縫轉角的不同，有平焊、立焊、橫焊和仰焊等焊。

第二節(jié)各種焊接位置操作要點所謂焊接位置指焊接時焊件接縫所處3多層焊時，第一層打底焊道應采用小直徑焊條，運條方法應視間隙的大小而定。間隙小時可用直線形運條法，間隙大時可用直線往復式運條法，以防燒穿。第二層焊道，可用直徑較大的焊條，用直線形或小鋸齒形運條法，進行短弧焊。以后備層均可用鋸齒形運條法，并且擺動范圍應逐漸加寬，擺動到坡口兩邊時，應稍作停留，防止出現熔合不良、夾渣等缺陷。應注意每層焊縫不能過厚，否則使焊渣流向熔池前面，造成焊接困難。各層之間的焊接方向應相反，其接頭也應相互錯開，每焊完一層焊縫，要把表面焊渣和飛濺等清除干凈后才能焊下一層，以保證焊縫質量和減小變形。多層多道焊的焊接方法與多層焊相似，焊接時，采用直線運條法。(2)開坡口的對接平焊，坡口有V型和X型?？刹捎枚鄬雍阜ㄈ鐖D6—3和多層多道焊法如圖6—4。圖6—3多層焊

圖6—4多層多道焊多層焊時，第一層打底焊道應采用小直徑焊條，運條方法應視間隙的42、角接平焊角接平焊形成的焊縫為角焊縫，詳見圖6—5。角焊縫接焊腳尺寸(在角焊縫中畫出的最大等腰三角形中直角邊的長度)的大小采用單層焊、多層焊和多層多道焊。當焊腳尺寸小于6mm時的焊縫用單層焊，采用4mm的焊條；焊腳尺寸為6～8mm時，用多層焊，采用4～5mm的焊條；焊腳尺寸大于8mm時用多層多道焊。焊條直徑的選擇，一般焊腳尺寸小于14mm，用直徑4mm的焊條；焊腳尺寸大于14mm，用直徑5mm的焊條，便于操作并提高生產率。對多層多道焊，在焊接第一道焊縫時，應用較大電流，以得到較大的溶深；焊第二道焊縫時，由于焊件溫度升高，應用較小的電流和較快的焊速，以防止垂直板產生咬邊現象。焊條的角度隨每一道焊縫的位置不同而有所不同，詳見圖6—6。角接平焊的運條手法，第一層(打底焊)一般不做橫向擺動外可以采用圓圈形、三角形、鋸齒形和直線形。在實際生產中，如焊件能翻動時，應盡可能把焊件放成船形位置進行焊接，見圖6—7。船形位置焊接可避免產生咬邊等缺陷，焊縫美觀平整，又有利于使用大直徑焊條和用大的焊接電流，提高生產率。運條手法可用月牙行或鋸齒形。

2、角接平焊角接平焊形成的焊縫為角焊縫，詳見圖6—5。角焊縫5圖6—5角焊縫

圖6—6焊條的角度隨每道焊縫位置的改變

圖6—7船行位置焊接

圖6—5角焊縫圖6—6焊條的角度隨每道焊縫位置的改變63、搭接平焊搭接平焊形成的焊縫為一種填角焊縫。焊接時焊條與下板表面間的角度應隨下板的厚度增大而增大詳見圖6—8。焊條與焊接方向的角度以75°～85°為宜。當焊腳尺寸為6mm時，用4～5mm焊條，用斜圓圈形運條法進單道焊。當焊腳尺寸為6～8mm時，采用多層焊，焊第一層用4～5mm焊條，以直線形運條為宜；第二層用5mm焊條，運條方法為斜圓圈形。當焊腳大于8mm時，采用多層多道焊，較多層焊容易掌握。搭接平焊除以上說明外其它方面與一般角焊縫焊接相同，開始焊接時電流可大些，當焊件溫度升高后，電流可小些，以防板邊緣熔化過多而咬邊，確保焊縫成型良好。圖6—8搭接平焊的焊條角度

3、搭接平焊搭接平焊形成的焊縫為一種填角焊縫。焊接時焊條與下7單面焊雙面成形水平位置焊一.定義:

在坡口一側進行焊接，除了在坡口內側形成良好的焊縫，同時在背面形成完好的、符合工藝要求的焊縫，這種焊接工藝方法，就稱為單面焊雙面成形。

單面焊雙面成形水平位置焊一.定義:8二。應用范圍

在實際生產中，有很多這樣的產品，如小直徑的容器、管道、以及背面難以施焊的重要結構件，除了對焊縫的內部質量有嚴格的要求外，還對焊縫的外觀有嚴格的要求，這時，就必須使用這樣的焊接方法，才能滿足工藝的要求。現在，這項焊接工藝方法已經成為我國檢驗鍋爐壓力容器焊接的主要項目。二。應用范圍在實際生產中，有很多這樣的產品，如小9三。操作方法1.焊前準備及清理焊件尺寸：125x300x102件單邊坡口30度

坡口預留鈍邊2MM焊件材料：Q235焊條：E43032.5毫米3.2毫米清理：將坡口兩側20MM用鋼絲刷或砂輪機打磨除銹，露出金屬光澤。三。操作方法清理：將坡口兩側20MM用鋼絲刷或砂輪機打磨除銹102.定位：

在坡口內側定位點固，預留間隙3~4MM。定位位置在焊件兩側20MM范圍內，兩點定位，定位的焊條與正式施焊的焊條相同。定位后預留反變形。2034工藝參數：

電流：打底層為80~100A，填充及蓋面層為120~160A2.定位：2034工藝參數：11四.正式施焊1.打底焊：

打底層焊接是至關重要的，因為它將關系到背面的成形質量以及焊件根部的內部質量。所以，在焊接時，對施焊者的基本功要求極高。

具體操作方法：采用連弧焊接，短弧。運條方法可采用直線往復型或鋸齒型。焊接時，熔池清晰、明亮，運條速度均勻。起頭：在定位點前引弧后焊條退至定位點，產生熔池后運條至間隙處下壓，當聽到“撲”的一聲后，這表示電弧已經擊穿試件根部，并產生熔孔。這時上提焊條，保持焊條與試件之間2~4MM，然后做鋸齒型或直線往復型運條，直至焊條終了。

四.正式施焊1.打底焊：12接頭：

接頭時與起焊相似，需充分熔化前一個熔池，并做下壓的動作，擊穿根部并產生熔孔，保證接頭質量。收尾：

收尾時，要填滿弧坑，并避免熔池金屬下淌。層間清理：

在清理時，用鋼絲刷將焊趾處的藥渣刷凈，以免在填充時造成缺陷。難點：接頭時電弧擊穿根部的時機掌握和熔孔的形狀及大小。接頭：難點：132.填充層的焊接：

填充層選用3.2MM焊條，需兩遍焊接完成。在焊接時，可用鋸齒型或月牙型運條方法，電流可調至145~180A，大電流的好處是可以將打底焊時產生的部分缺陷以及層間清理時未清理干凈的藥渣溶出，并便于保持良好的焊縫成型，便于蓋面層的焊接。2.填充層的焊接：143.蓋面層的焊接：

蓋面層焊接時選用3.2MM焊條，電流應相應減小到135~160A。以便于控制熔池溫度，保持熔池形狀，保證焊縫余高。在焊接時，采用鋸齒型運條，在接頭時可采用回焊強迫成型法，以利于焊縫的成型美觀，焊波均勻。在收尾時，填滿弧坑。難點：

熔池形狀的保持，接頭的質量。3.蓋面層的焊接：15五.總結：

這種焊接方法對施焊者的基本功要求以及焊接時的應變能力有較高要求，并要求施焊者在焊接過程中做到膽大、心細、手法熟練，所以，在平時的練習中，要做到多練多想多問，活學活用。只有這樣，才能真正掌握這項較高難度的焊接工藝方法。五.總結：16第三節(jié)電弧焊常見焊接缺陷防止方法一、焊縫表面尺寸不符合要求

焊縫表面高低不平、焊縫寬窄不齊、尺寸過大或過小、角焊縫單邊以及焊腳尺寸不符合均屬于焊縫表面尺寸不符合要求，見圖6—26。1、產生原因

焊件坡口角度不對，裝配間隙不均焊接速度不當或運條手法不正確，焊條和角度選擇不當或改變，加上埋弧焊焊接工藝選擇不正確等都會造成焊件缺陷。2、防止方法

選擇適當的坡口角度和裝配間隙；正擇焊接工藝參數，特別是焊接電流值，采用恰當運條方法和角度，以保證焊縫成形均勻一致。

第三節(jié)電弧焊常見焊接缺陷防止方法17二、焊接裂紋在焊接應力及其它致脆因素的共同作用下，焊接接頭局部地區(qū)的金屬原子結合力遭到破壞而形成的新界面所產生的縫隙叫焊接裂紋。它具有尖銳的缺口和大的長寬比特征。1、熱裂紋的產生原因與防止方法

焊接過程中，焊縫和熱影響區(qū)金屬冷卻到固相線附近的高溫區(qū)產生的焊接裂紋叫熱裂紋。(1)產生原因

是由于熔池冷卻結晶時，受到的拉應力作用，而凝固時，低熔點共晶體形成的液態(tài)薄層共同作用的結果。增大任何一方面的作用，都能促使形成熱裂紋。(2)防止方法①控制焊縫中的有害雜質的含量即碳、硫、磷的含量，減少熔池中低熔點共晶體的形成。②預熱：以降低冷卻速度，改善應力狀況。③采用堿性焊條，因為堿性焊條的熔渣具有較強脫硫、脫磷的能力。④控制焊縫形狀，盡量避免得到深而窄的焊縫。⑤采用收弧板，將弧坑引至焊件外面，即使發(fā)生弧坑裂紋，也不影響焊件本身。二、焊接裂紋182、冷裂紋的產生原因及防止方法

焊接接頭冷卻到較低溫度時度以下產生的焊接裂紋叫冷裂紋。(1)產生原因

主要發(fā)生在中碳鋼、低合金和中合金高強度鋼中。原因是焊材本身具有較大的淬硬傾向，焊接熔池中溶解了多量的氫，以及焊接接頭在焊接過程中產生了較大的拘束應力。(2)防止方法

從減少這三個因素的影響和作用著手。1)焊前按規(guī)定要求嚴格烘干焊條、焊劑，以減少氫的來源。2)采用低氫型堿性焊條和焊劑。3)焊接淬硬性較強的低合金高強度鋼時，采用奧氏體不銹鋼焊條。4)焊前預熱。5)后熱

焊后立即將焊件的全部(或局部)進行加熱或保溫、緩冷的工藝措施叫后熱。后熱能使焊接接頭中的氫有效地逸出，所以是防止延遲裂紋的重要措施。但后熱加熱溫度低，不能起到消除應力的作用。6)適當增加焊接電流，減慢焊接速度，可減慢熱影響區(qū)冷卻速度，防止形成淬硬組織。2、冷裂紋的產生原因及防止方法焊接接頭冷卻到較低溫度時度193、再熱裂紋的產生原因與防止方法焊后焊件在一定溫度范圍再次加熱(消除應力熱處理或其它加熱過程如多層焊時)而產生的裂紋，叫再熱裂紋。再熱裂紋一般發(fā)生在熔點線附近，被加熱至1200℃～1350℃的區(qū)域中，產生的加熱溫度對低合金高強度鋼大致為580℃～650℃。當鋼中含鉻、鉬、釩等合金元素較多時，再熱裂紋的傾向增加。防止再熱裂紋的措施，第一是控制母材中鉻、鉬、釩等合金元素的含量；第二是減少結構鋼焊接殘余應力；最后在焊接過程中采取減少焊接應力的工藝措施，如使用小直徑焊條，小參數焊接，焊接時不擺動焊條等。4、層狀撕裂的產生原因與防止方法

焊接時焊接構件中沿鋼板軋層形成的階梯狀的裂紋叫層狀撕裂，見圖6～27。

產生層狀撕裂的原因是：軋制鋼板中存在著硫化物、氧化物和硅酸鹽等非金屬夾雜物，在垂直于厚度方向的焊接應力作用下(圖中箭頭)，在夾雜物的邊緣產生應力集中，當應力超過一定數值時，某些部位的夾雜物首先開裂并擴展，以后這種開裂在各層之間相繼發(fā)生，連成一體，形成層狀撕裂的階梯形。防止層狀撕裂的措施是嚴格控制鋼材的含硫量，在與焊縫相連接的鋼材表面預先堆焊幾層低強度焊縫和采用強度級別較低的焊接材料。3、再熱裂紋的產生原因與防止方法焊后焊件在一定溫度范圍再次加20三、氣孔焊接時，熔池中的氣泡在凝固時未能逸出，殘存下來形成的空穴叫氣孔。1、產生原因(1)鐵銹和水分

對熔池一方面有氧化作用，另一方面又帶來大量的氫。(2)焊接方法

埋弧焊時由于焊縫大，焊縫厚度深，氣體從熔池中逸出困難，故生成氣孔的傾向比手弧焊大得多。(3)焊條種類

堿性焊條比酸性焊條對鐵銹和水分的敏感大得多，即在同樣的鐵銹和水分含量下，堿性焊條十分容易產生氣孔。(4)電流種類和極性

當采用未經很好烘干的焊條進行焊接時，使用交流電源，焊縫最易出現氣孔；直流正接氣孔傾向較?。恢绷鞣唇託饪變A向最小。采用堿性焊條時，一定要用直流反接，如果使用直流正接，則生成氣孔的傾向顯著加大。(5)焊接工藝參數

焊接速度增加，焊接電流增大，電弧電壓升高都會使氣孔傾向增加。三、氣孔212、防止方法(1)對手弧焊焊縫兩側各10mm，埋弧自動焊兩側各20mm內，仔細清除焊件表面上的鐵銹等污物。(2)焊條、焊劑在焊前按規(guī)定嚴格烘干，并存放于保溫桶中，做到隨用隨取。(3)采用合適的焊接工藝參數，使用堿性焊條焊接時，一定要短弧焊。四、咬邊由于焊接參數選擇不當，或操作工藝不正確，沿焊趾的母材部位產生的溝槽或凹陷叫咬邊，如圖6—28所示。1、產生原因

主要是由于焊接工藝參數選擇不當，焊接電流太大，電弧過長，運條速度和焊條角度不適當等。2、防止方法

選擇正確的焊接電流及焊接速度，電弧不能拉得太長，掌握正確的運條方法和運條角度。埋弧焊時一般不會產生咬邊。2、防止方法22五、未焊透焊接時接頭根部未完全熔透的現象叫未焊透。見圖6—29。1、產生原因

焊縫坡口鈍邊過大，坡口角度太小，焊根未清理干凈，間隙太小；焊條或焊絲角度不正確，電流過小，速度過快，弧長過大；焊接時有磁偏吹現象；或電流過大，焊件金屬尚未充分加熱時，焊條已急劇熔化；層間或母材邊緣的鐵銹、氧化皮及油污等未清除干凈，焊接位置不佳，焊接可達性不好等。

2、防止方法正確選用和加工坡口尺寸，保證必須的裝配間隙，正確選用焊接電流和焊接速度，認真操作，防止焊偏等。五、未焊透23六、未熔合熔焊時，焊道與母材之間或焊道與焊道之間，未完全熔化結合的部分叫未熔合，如圖6—30所示。1、產生原因層間清渣不干凈，焊接電流太小，焊條偏心，焊條擺動幅度太窄等。

2、防止方法加強層間清渣，正確選擇焊接電流，注意焊條擺動等。七、夾渣

焊后殘留在焊縫中的熔渣叫夾渣，見圖6—311、產生原因

焊接電流太小，以致液態(tài)金屬和熔渣分不清；焊接速度過快，使熔渣來不及浮起；多層焊時，清渣不干凈；焊縫成形系數過小以及手弧焊時焊條角度不正確等。

2、防止方法

采用具有良好工藝性能的焊條，正確選用焊接電流和運條角度，焊件坡口角度不宜過小，多層焊時，認真做好清渣工作等。六、未熔合24八、焊瘤焊接過程中，熔化金屬流淌到焊縫之外未熔化的母材上，所形成的金屬瘤叫焊瘤。見圖6—32。1、產生的原因

操作不熟練和運條角度不當。2、防止方法

提高操作的技術水平。正確選擇焊接工藝參數，靈活調整焊條角度，裝配間隙不宜過大。嚴格控制熔池溫度，不使其過高。九、塌陷單面熔化焊時，由于焊接工藝選擇不當，造成焊縫金屬過量透過背面，而使焊縫正面塌陷、背面凸起的現象叫塌陷。見圖6—33。產生的原因

塌陷往往是由于裝配間隙或焊接電流過大所致。八、焊瘤25十、凹坑焊后在焊縫表面或焊縫背面形成的低于母材表面的局部低洼部分叫凹坑。見圖6—34面的凹坑通常叫內凹。凹坑會減少焊縫的工作截面。產生的原因

電弧拉得過長，焊條傾角不當和裝配間隙太大等。十一、燒穿焊接過程中，熔化金屬自坡口背面流出，形成穿孔的缺陷叫燒穿。1、產生的原因

對焊件加熱過甚。2、防止方法

正確選擇焊接電流和焊接速度，嚴格控制焊件的裝配間隙。另外，還可采用襯墊、焊劑墊、自熔墊或使用脈沖電流防止燒穿。十二、夾鎢鎢極惰性氣體保護焊時，由鎢極進入到焊縫中的鎢粒叫夾鎢。夾鎢的性質相當于夾渣。1、產生原因

主要是焊接電流過大，使鎢極端頭熔化，焊接過程中鎢極與熔池接觸以采用接觸短路法引弧等。2、防止方法

降低焊接電流，采用高頻引弧。十、凹坑26第四節(jié)手弧焊常見焊接缺陷的產生原因及危害焊接缺陷按其在焊縫中的位置，可分為內部缺陷和外部缺陷兩大類。外部缺陷位于焊縫的外表面，直接或用低倍的放大鏡就能看到。外部缺陷主要包括焊縫尺寸不符合要求、咬邊、焊瘤、塌陷、表面氣孔、表面裂紋、燒穿等；內部缺陷主要包括未焊透、內部氣孔、內部裂紋、夾渣等。內部缺陷位于焊縫內部，須用無損探傷法或用破壞性試驗才能發(fā)現。下面分別敘述各種焊接缺陷的特征、產生原因和防止措施。一、焊縫形狀方面的缺陷1、焊縫尺寸不符合要求

主要指焊縫高低不平、寬窄不一，余高過高和不足等。焊縫尺寸過小會降低焊接接頭的承載能力；焊縫尺寸過大會增加焊接工作量，使焊接殘余應力和焊接變形增加，并會造成應力集中。焊接坡口角度不當或裝配間隙不均勻、焊接電流過大或過小、運條方式或速度及焊角角度不當等均會造成焊縫尺寸不符合要求。2、咬邊

由于焊接參數選擇不當，或操作工藝不正確，沿焊趾的母材部位產生的溝槽或凹陷即為咬邊，詳見圖6一35。第四節(jié)手弧焊常見焊接缺陷的產生原因及危害273、焊瘤

焊接過程中，熔化金屬流淌到焊縫之外未熔化的母材上所形成的金屬瘤即為焊瘤，詳見圖6—36。

焊瘤不僅影響焊縫外表的美觀，而且焊瘤下面常有未焊透缺陷，易造成應力集中。對于管道接頭來說，管道內部的焊瘤還會使管內的有效面積減少，嚴重時使管內產生堵塞。焊縫間隙過大、焊條位置和運條方法不正確、焊接電流過大或焊接速度太慢等均可引起焊瘤的產生。焊瘤常在立焊和仰焊時發(fā)生。4、燒穿

焊接過程中，熔化金屬自坡口背面流出，形成穿孔的缺陷稱為燒穿，詳見圖6—37。燒穿在手工電弧焊中，尤其是在焊接薄板時，是一種常見的缺陷。燒穿是一種不允許存在的焊接缺陷。產生燒穿的主要原因是焊接電流過大，焊接速度太低當裝配間隙過大或鈍邊太薄時也會發(fā)生燒穿現象。為了防止燒穿，要正確設計焊接坡口，確保裝配質量，選用適當的焊接工藝參數。單面焊可采用加銅墊板或焊劑墊等辦法防止熔化金屬下塌及燒穿。手工電弧焊焊接薄板時，可采用跳弧焊接法或斷續(xù)滅弧焊接法。3、焊瘤焊接過程中，熔化金屬流淌到焊縫之外未熔化的母材上284、燒穿在焊接過程中，熔化金屬自坡口背面流出，形成穿孔的缺陷稱為燒穿，詳見圖6—37。燒穿在手工電弧焊中，尤其是在焊接薄板時，是一種常見的缺陷。燒穿是一種不允許存在的焊接缺陷。產生燒穿的主要原因是焊接電流過大，焊接速度太低當裝配間隙過大或鈍邊太薄時也會發(fā)生燒穿現象。為了防止燒穿，要正確設計焊接坡口，確保裝配質量，選用適當的焊接工藝參數。單面焊可采用加銅墊板或焊劑墊等辦法防止熔化金屬下塌及燒穿。手工電弧焊焊接薄板時，可采用跳弧焊接法或斷續(xù)滅弧焊接法。5、未焊透

焊接時接頭根部未完全熔透的現象稱為未焊透，如圖6—38。

未焊透常出現在單面焊的根部和雙面焊的中部。未焊透不僅使焊接接頭的機械性能降低，而且在未焊透處的缺口和端部形成應力集中點，承載后會引起裂紋

未焊透產生的原因是焊接電流太?。贿\條速度太快；焊條角度不當或電弧發(fā)生偏吹；坡口角度或對口間隙太?。缓讣崽?；氧化物和熔渣等阻礙了金屬間充分的熔合等。凡是造成焊條金屬

和基本金屬不能充分熔合的因素都會引起未焊透的產生。

防止未焊透的措施包括：正確選擇坡口型式和裝配間隙，并清除掉坡口兩側和焊層間的污物及熔渣；選用適當的焊接電流和焊接速度；運條時，應隨時注意調正焊條的角度，特別是遇到磁偏吹和焊條偏心時，更要注意調整焊條角度，以使焊縫金屬和母材金屬得到充分熔合；對導熱快、散熱面積大的焊件，應采取焊前預熱或焊接過程中加熱的措施。4、燒穿在焊接過程中，熔化金屬自坡口背面流出，形成穿孔的296、未熔合

未熔合指焊接時，焊道與母材之間或焊道與焊道之間未完全熔化結合的部分；或指點焊時母材與母材之間未完全熔化結合的部分。詳見圖6—39。

未熔合產生的危害大致與未焊透相同。產生未熔合的原因有：焊接線能量太低；電弧發(fā)生偏吹；坡口側壁有銹垢和污物；焊層問清渣不徹底等。6、未熔合未熔合指焊接時，焊道與母材之間或焊道與焊道之間307、凹坑、塌陷及未焊滿

凹坑指在焊縫表面或焊縫背面形成的低于母材表面的局部低洼部分，詳見圖6—40。塌陷指單面熔化焊時，由于焊接工藝不當，造成焊縫金屬過量透過背面，使焊縫正面塌陷，背面凸起的現象，詳見圖6—41。

由于填充金屬不足，在焊縫表面形成的連續(xù)或斷續(xù)的溝槽，這種現象即未焊滿。上述缺陷削弱了焊縫的有效截面，容易造成應力集中并使焊縫的強度嚴重減弱。塌陷常在立焊和仰焊時產生，特別是管道的焊接，往往由于熔化金屬下墜出現這種缺陷。手工電弧焊應注意在收弧的過程中，使焊條在熔池處作短時間的停留，或作環(huán)形運條以避免在收弧處出現凹坑。

7、凹坑、塌陷及未焊滿凹坑指在焊縫表面或焊縫背面形成的低31二、夾渣焊后殘留在焊縫中的熔渣稱為夾渣，詳見圖6—42。夾渣與夾雜物不同，夾雜物是由于焊接冶金反應產生的，焊后殘留在焊縫金屬中的非金屬雜質，如氧化物、硫化物、硅酸鹽等。夾雜物尺寸很小，呈分散分布。夾渣一般尺寸較大。常為一毫米至幾毫米長。夾渣在金相試樣磨片上可直接觀察到，用射線探傷也可檢查出來。夾渣外形很不規(guī)則，大小相差也極懸殊，對接頭性能影響比較嚴重。夾渣會降低焊接接頭的塑性和韌性；夾渣的尖角處，造成應力集中；特別是對于淬火傾向較大的焊縫金屬，容易在夾渣尖角處產生很大的內應力而形成焊接裂紋。1、夾渣產生的原因

熔渣未能上浮到熔池表面就會形成夾渣。夾渣產生的原因有：（1）在坡口邊緣有污物存在。定位焊和多層焊時，每層焊后沒將熔渣清凈，尤其是堿性焊條脫渣性較差，如果下層熔渣未清理干凈，就會出現夾渣。（2）坡口太小，焊條直徑太粗，焊接電流過小，因而熔化金屬和熔渣由于熱量不足使其流動性差，會使熔渣浮不上來造成夾渣。（3）焊接時，焊條的角度和運條方法不恰當，對熔渣和鐵水辨認不清，把熔化金屬和熔渣混雜在一起。二、夾渣32（4）冷卻速度過快，熔渣來不及上浮。（5）母材金屬和焊接材料的化學成分不當，如當熔渣內含氧、氮、錳、硅等成分較多時，容易出現夾渣。（6）焊接電流過小，使熔池存在時間太短。（7）焊條藥皮成塊脫落而未熔化，焊條偏心，電弧無吹力磁偏吹等。2、防止夾渣產生的措施（1）認真將坡口及焊層間的熔渣清理干凈，并將凹凸處鏟平，然后施焊。（2）適當地增加焊接電流，避免熔化金屬冷卻過快，必要時把電弧縮短，并增加電弧停留時間，使熔化金屬和熔渣分離良好。（3）根據熔化情況，隨時調整焊條角度和運條方法。焊條橫向擺動幅度不宜過大，在焊接過程中始終應保持輪廓清晰的焊接熔池，使熔渣上浮到鐵水表面，防止熔渣混雜在熔化金屬中或流到熔池前面而引起夾渣。（4）正確選擇母材和焊接材料；調整焊條藥皮或焊劑的化學成分，降低熔渣的熔點和粘度，能有效地防止夾渣。（4）冷卻速度過快，熔渣來不及上浮。33三、氣孔1、氣孔的形成

焊接時，熔池中的氣泡在凝固時未能逸出而殘留下來所形成的空穴稱為氣孔。氣孔可分為密集氣孔、條蟲狀氣孔和針狀氣孔等。焊縫中形成氣孔的氣體主要是氫氣、一氧化碳、氮氣等。氣孔可能產生在焊縫表面或隱藏在焊縫內部深處。小的氣孔要在顯微鏡下才能看到，大的氣孔直徑可達3mm。2、氣孔對焊縫性能的影響

氣孔對焊縫的性能有較大影響，它不僅使焊縫的有效工作截面減少，使焊縫機械性能下降，而且破壞了焊縫的致密性，容易造成泄漏。條蟲狀氣孔和針狀氣孔比圓形氣孔危害性更大，在這種氣孔的邊緣有可能發(fā)生應力集中，致使焊縫的塑性降低。因此在重要的焊件中對氣孔應嚴格地控制。3、防止氣孔產生的措施

為防止氣孔的產生，應從母材方面、焊接材料方面和焊接工藝等方面采取措施。（1）在母材方面，應在焊前清除焊件坡口面及兩側的水分、銹、油污及防腐底漆。在焊接材料方面，手工電弧焊時，如果焊條藥皮受潮、變質、剝落、焊芯生銹等，都會產生氣孔。焊條焊前烘干對防止氣孔的產生，十分關鍵。一般說，酸性焊條抗氣孔性好，要求酸性焊條藥皮的含水量不得大于4％。對于低氫型堿性焊條，要求藥皮的水分含量不得超過0.1％。氣體保護焊時，保護氣體的純度必須符合要求。三、氣孔34（2）在焊接工藝方面，手工電弧焊時，焊接電流不能過大否則，焊條發(fā)紅，藥皮提前分解，保護作用將會失去。焊接速度不能太快。對于堿性焊條，要采用短弧進行焊接，防止有害氣體侵入。當發(fā)現焊條有偏心時，要及時轉動或傾斜焊條。焊接復雜的工件時，要注意控制磁偏吹，因為磁偏吹會破壞保護產生氣孔。焊前預熱可以減慢熔池的冷卻速度，有利于氣體的浮出。選擇正確的焊接規(guī)范，運條速度不應過快，焊接過程中不要斷弧，保證引弧處、接頭處、收弧處的焊接質量，在焊接時避免風吹雨打等均能防止氣孔產生。

實踐證明，焊接時極性對氣孔有一定的影響，直流反接的氣孔傾向小，直流正接的氣孔傾向大，交流時介于兩者之間。4、二氧化碳氣體保護焊時氣孔的產生及防止方法

二氧化碳氣體保護焊時，由于在焊接熔池表面上沒有熔渣覆蓋，同時二氧化碳氣流對熔池又有較大的冷卻作用，使熔池凝固較快，不利于氣體在溶池凝固前逸出，因而容易出現氣孔。二氧化碳氣體保護焊產生氣孔的氣體來源、氣孔類型及防止方法有以下三方面：

1）一氧化碳氣孔。當焊絲中的硅、錳脫氧元素含量不足時，熔池中生成的一氧化碳氣體不能完全從熔池中逸出，便形成了一氧化碳氣孔。通常一氧化碳氣孔產生在焊縫內部，為蟲狀，其表面比較光滑，并沿結晶方向分布。（2）在焊接工藝方面，手工電弧焊時，焊接電流不能過大否則，焊35（2）氮氣孔。氣體保護焊時，氮氣深入熔池的原因有，噴嘴孔徑過大、氣體流量太小、噴嘴與焊件間距離太遠、焊速太快等。氮氣孔大多成堆出現，形狀與蜂窩相似。（3）氫氣孔。由于二氧化碳氣體不純，焊件和焊絲表面有鐵銹、油污和水氣，使熔池中溶入大量的氫氣。氫氣孔大多出現在焊縫表面，其斷面呈螺釘狀或針狀，從焊縫表面觀察呈圓喇叭口形，在氣孔四周有光滑的內壁，在個別情況下氫氣孔也會在焊縫內部產生，形狀為圓形小球狀。

氣體保護焊時，主要是保證保護氣流對焊縫金屬具有良好的保護作用。焊接速度太快時，熔池尾部有可能處于噴嘴的保護區(qū)以外。手工鎢極氬弧焊填加焊絲時，已受熱的絲端頭要在保護范圍之內停留，防止產生氧化。

（2）氮氣孔。氣體保護焊時，氮氣深入熔池的原因有，噴嘴孔徑過36第五節(jié)金屬結構焊接工藝

焊接是現代制造金屬結構的基本工藝方法。金屬結構大部分是用板、型鋼、管材等焊成，焊接的金屬結構具有強度和剛度高、結構重量輕、施工簡便等優(yōu)點。但也存在下述問題：一是在整個結構中，由于各部位的受力情況不同，所以對焊縫的要求也不一樣。二是焊接殘余應力對結構的承載能力有一定的影響，殘余應力的逐步松弛，又會引起結構的尺寸與形狀的變化，給組裝帶來很多困難，嚴重的可能影響結構的使用。

三是如果結構設計和焊接工藝不當，有可能造成結構有很大的應力集中，使在動載荷或低溫條件下工作的結構產生脆斷。針對以上問題，在金屬結構的焊接前應首先充分做好焊前的準備工作，并根據各種長度的焊縫確定正確的焊接方法，在金屬結構的焊接中，根據結構的特點采用適當的焊接工藝。一、焊前的準備工作

焊前的準備工作做得好壞，與焊接金屬結構的產品質量有著密切的關系。焊前的準備工作包括正確選擇焊接規(guī)范、母材和焊接材料(電焊條)的選用、焊接用夾具的選用、裝配質量的檢查、坡口的選用及加工和清理、定位焊等。其中正確選擇焊接規(guī)范可參見本章第二節(jié)一般焊接規(guī)范相應內容。第五節(jié)金屬結構焊接工藝

371、材料的準備

母材(焊件材料)的質量必須符合設計圖紙的要求。母材應具有出廠合格證。如果焊件材料的性能成分不清楚，應通過化學分析和機械性能試驗來鑒定。根據焊件的材質來確定母材是否需要預熱；來選擇合適的焊條；還要根據母材的材質來確定焊接生產的工藝等。焊接材料(焊條)的選擇首先要適合母材的性質，在選擇焊接材料時要特別注意以下三點：（1）焊接材料必須滿足金屬結構產品設計對焊接接頭機械性能、工作條件(溫度、介質、承載)的要求。（2）焊接材料應根據母材的可焊性選擇，以保證獲得優(yōu)質、無缺陷的焊接接頭。（3）選擇焊接材料，還要根據焊接結構的具體情況、施工條件等，從提高生產率和降低成本出發(fā)來選擇。2、焊接夾具的選用

使用合理的焊接夾具，不但能提高生產效率，還能獲得優(yōu)質的產品。例如，通過使用焊接夾具使接頭處于平焊位置，所焊出的產品的焊縫既漂亮，又不容易產生缺陷，還能提高生產效率。總之，在焊接尺寸和形狀相同的產品時，如果采用夾具固定并組裝起來焊接，要比一個一個地進行測量、進行定位焊、再進行焊接的方法，效率高、制造精度均勻一致。1、材料的準備母材(焊件材料)的質量必須符合設計圖紙的要383、焊接接頭裝配質量的檢查在焊前的準備工作中，裝配時應對坡口和焊接接頭部位的精度進行檢查。如果坡口過于狹窄，則可能產生未焊透，使接頭的使用性能降低；如果坡口過寬，則焊后變形明顯，而且消耗材料多、工時多，不經濟。

結構在裝配時，還應檢查裝配間隙、錯邊量等是否符合圖紙和工藝文件的要求。如果發(fā)現不符

合要求的坡口和接頭，要采取措施進行補救和修正。對于接頭裝配間隙過大時，絕對不允許采用填充金屬的錯誤方法進行修補，如圖6—43

圖6—44為角接頭裝配間隙過大時的修補方法，圖6—44a為角接頭間隙超過規(guī)定間隙1．5mm時的修補方法；圖6—44b為間隙接近4mm時，應加大焊腳尺寸；當角接頭間隙超過4mm時，就應使用墊板修復如圖6—44c。對接接頭的修補方法，詳見圖6—45。3、焊接接頭裝配質量的檢查在焊前的準備工作中，裝配時應對394、清理工作

接頭表面上的銹、水分、油、涂料、軋制氧化皮等，在焊接時容易引起氣孔等缺陷，所以必須清理干凈。在多層焊接時，必須使用鋼絲刷等工具把每一層焊縫的焊渣清理干凈。

如果接頭表面有油和水分時，可用氣焊槍烘烤，并用鋼絲刷清除。對于鐵銹和軋制氧化皮等，可采用噴砂清除或采取用砂輪機研磨的方法來去除，并在坡口面上涂上10～20um(1／1000mm)對焊接不會造成缺陷的防銹涂料。4、清理工作接頭表面上的銹、水分、油、涂料、軋制氧化皮405、定位焊

定位焊又稱點固焊。定位焊縫起到在正式接之前把焊件組裝成整體的作用，定位焊縫要做為正式焊縫的一部分而被保留在焊件之中，所以，其質量好壞及位置、長度是否合適，會直接影響正式焊縫的質量和焊件的變形豹大小。點固焊實際上比正式焊接顯得更為重要，因此，定位焊縫所用的焊條及對焊工技術水平的要求與正式焊縫一樣，甚至更高些。在焊接定位焊縫時，應注意以下幾點：

1）定位焊縫短小，起頭和收尾部位很接近，因而容易產生始端未焊透，收尾部分有裂縫缺陷。要求在正式焊接之前必須把有缺陷的定位焊縫剔除重焊。2）定位焊縫應避免在焊件的端部、角部等容易引起應力集中的地方。3）定位焊所用的焊條要用正式焊接時技術文件中所規(guī)定用的焊條。焊條的直徑比正式焊接的焊條細(3．2～4mm)焊接電流比正式焊接時大10％～15％。4）焊接淬硬傾向較大的低合金高強鋼和耐熱鋼時，焊定位焊縫也應預熱，而且預熱溫度與焊正式焊縫時相同，并且應盡可能避免直接在坡口內焊接定位焊縫，可采用拉緊板、定位鑲塊等進行組裝，正式焊接后在拆除這些工藝件以后應把焊點磨平，并檢查有無表面裂紋。5、定位焊定位焊又稱點固焊。定位焊縫起到在正式接之前把焊416、定位焊縫的厚度(在焊縫橫截面中，從焊縫正面到焊縫背面的距離)、長度和間距可參照表6—1。當有起重需要時焊縫長度可適當加長。6、定位焊縫的厚度(在焊縫橫截面中，從焊縫正面到焊縫背面的距42二、各種長度焊縫的焊接方法一般在500mm以下的焊縫為短焊縫；在500～1000mm以內的焊縫為中等長度焊縫；焊縫長度在1000mm以上為長焊縫。在焊接金屬結構時，為減小金屬結構的變形，當焊縫長度不同時，采用的焊接順序也就有所不同。現將各種常用的焊接方法說明如下：1、直通焊接法

對于短焊縫的焊接一般采用直通焊接法。即從焊縫起點起焊，一直焊到終點，焊接方向始終保持不變。2、對稱焊法

對稱焊法(見圖6—46)一般適用于中等長度焊縫的焊接。即以焊縫的中點為起點，交替向兩端進行直通焊。對稱焊法的主要目的是為了減小焊接變形。二、各種長度焊縫的焊接方法433、分段退焊法

分段退焊法(見圖6—47)主要適用于中等長度焊縫的焊接。分段退焊法應注意第一段焊縫的起焊處要略低些，在下一段焊縫收弧時，就會形成平滑的接頭。分段退焊法的關鍵在于預留距離要掌握合適，每一段預留長度最好等于一根焊條所焊的焊縫長度，以節(jié)約焊條。4、分中逐步退焊法

分中逐步退焊法(見圖6—48)適用于長焊縫的焊接。即從焊縫中點向兩端逐步退焊。此法應用較為廣泛，可由兩名焊工對稱焊接。

5、跳焊法

跳焊法(見圖6—49)適用于長焊縫的焊接。其特點是朝著一個方向進行間斷焊接，要求每段長度以200～250mm為宜。3、分段退焊法分段退焊法(見圖6—47)主要適用于中等長44、交替焊法

交替焊法(見圖6—50)的基本原理是選擇焊件溫度最低的位置進行焊接，使焊件溫度分布均勻，有利于減小焊接變形。和此法的缺點是焊工要不斷地移動焊接位置。交替焊法適用于長焊縫的焊接。長焊縫的焊接方法較多，但都是為了減小焊接變形圖6—51所示為處于傾斜位置的長焊縫的焊接方法。、交替焊法交替焊法(見圖6—50)的基本原理是選擇焊件溫45三、梁的焊接工藝1、不帶肋板工字梁及其它對稱結構的焊接圖6—51所示分別為不帶肋板的工字梁和箱形斷面梁，這種梁的焊接必須考慮到變形問題。對于工字梁的焊接，最好在焊前對上下翼板用壓床壓出與焊接相反的反變形，或使焊件在剛性固定下進行焊接。對于腹板的上下兩端應開出坡口。在焊接的過程中必須按照正確的裝配和焊接順序來控制變形。圖6—52中的數字表示施焊焊接順序，如果由一個焊工旋焊時，應先焊焊縫1，然后翻轉工件焊接焊縫2、3，最后再翻轉回原位置焊接焊縫4。若由兩個焊工同時施焊時，則由一個焊工焊接焊縫2，另一個焊工焊接焊縫3，焊完后翻轉工件，用同樣的方法焊接焊縫1和4。焊接時，應根據焊縫長度選擇正確的焊接方法，一般應從焊縫的中點處向兩側施焊，均采用分段退焊法。三、梁的焊接工藝462、帶肋板的工字梁的焊接

帶肋板的工字梁如圖6—53所示。這種結構以肋板作為分段范圍，不論大小和長短，應一律從中部開始焊接。

在每一分段范圍內應按圖6—54所示的1、2、……8的順序進行焊接，其中1、4、5、7焊縫較長，最好采用分段退焊法。在旋焊時，首先按以上敘述焊接I范圍內全部焊縫，然后翻轉工件焊接另一面的相對位置Ⅱ的全部焊縫。依次焊接Ⅲ、IV、V、Ⅵ……直至Ⅺ、Ⅺ。嚴格按照以上焊接順序旋焊，則焊接應力分散，達到變形較小的效果。2、帶肋板的工字梁的焊接帶肋板的工字梁如圖6—53所示473、梁柱的安裝焊接如圖6—54所示，把箱形斷面梁安裝到立柱上時，應首先把梁焊接在支撐牛腿上，然后把側面的連接板焊接到梁與柱上，最后把上面的連接板焊到梁與柱上。這樣能使梁貼緊牛腿，不會發(fā)生位移和脫空。3、梁柱的安裝焊接如圖6—54所示，把箱形斷面梁安裝到立柱上48四、柱的焊接工藝

1、十字形鋼柱的焊接

十字形鋼柱是用三塊鋼板拼焊而成的，如圖6—55。首先將板I、Ⅱ與板Ⅲ組對裝配好。然后按圖6—55a所示的焊接順序1—2—3—4，進行焊接。在焊接每一道焊縫時，為了減小焊接變形必須進行分段焊接，即焊一段空一段。還必須指出，十字鋼柱的焊接與工字柱焊接不同，焊接板I和板Ⅱ是同時交錯進行的。為了減少變形，可用90°龍門板夾固進行焊接。2、雙工字鋼柱的焊接

定位焊(點固焊)好以后，其焊接順序如圖6—56所示。首先用跳焊法焊接正面的加強板1、2、3。翻過去再焊背面的加強板I、Ⅱ、Ⅲ……。跳焊完后，翻過來再焊背面的加強板4、5……，再翻過去焊接1、2、3對面的加強板。這樣反復翻轉兩次就完成了整個焊接過程。

上述焊接過程，跳焊距離應根據柱的長短和加強板的多少每隔兩塊或三塊塊加強板焊一塊，同時必須要求兩面交錯進行焊接。四、柱的焊接工藝49五、桁架的焊接工藝桁架焊接工藝的關鍵問題是：從工藝上保證桁架能夠適應載荷的變化，滿足對桁架的強度要求；在施焊中按照正確的焊接順序和焊接方法，控制其變形量，滿足對桁架的安裝和使用的要求。桁架的焊接工藝要點如下：1、焊縫的高度和長度應按圖紙施焊，裝配誤差要小，接頭清理干凈，保證焊接質量。2、上、下弦接點的焊接要分散，采取跳焊法，如圖6—57所示的鋼結構房蓋，應按①、②、③、……接點順序進行焊接。3、由于在結點處焊縫密集，焊接應力集中，應采用分散應力的焊接方法。如圖6—57b所示，先焊主要焊縫1、2和3、4然后再焊斜縫5、6和7、8。對于其中較長的焊縫1、2，應從中間開始向兩側進行施焊。五、桁架的焊接工藝50第六節(jié)管焊接工藝

管道在各類裝置和設備中使用數量很大，管道焊接質量的好壞，直接影響到裝置或設備的安全和正常運轉。一、管道焊接接頭準備只能從單面進行手工電弧焊的管道，容易出現焊縫的根部缺陷。一般較重要的管道中常見的坡口型式有V型、U型和雙V型三種基本類型，如圖6—58所示。1、Ｖ型坡口在管子端部加工成30°～35°斜邊，由兩端口合起來形成，如圖6—58a。由于Ｖ型坡口加工方便坡口形狀上大下小、運條方便、視野清楚、容易焊透、易于掌握，所以應用得較多。但由于此種坡口外張角較大，填充金屬較多，故焊接殘余應力較大，故在生產實際中，當管壁厚度大于16mm時，一般不再采用V型坡口。2、U型坡口

U型坡口適用于管壁厚度大于16mm，要求嚴格的焊口，如主蒸氣管、給水管等，見圖6—58b。這種坡口型式在各種位置上均具有操作方便，掌握容易，填充金屬少等優(yōu)點，但因坡口帶圓弧，加工較困難。第六節(jié)管焊接工藝

51二、水平位置管道的轉動焊接管道采用轉動焊接，操作簡便、生產率高、易保證質量。焊接操作要領如下：

1、裝配與點固焊裝配時要求坡口端面的不平度小于0.5mm，焊口拼裝錯邊不得大于1mm，對口處的彎曲度不得大于1／400。定位焊時，如管徑≤φ70mm，只需在管子對稱的兩側點焊定位；管徑大可點焊蘭點或更多焊點。當管壁厚度≤5mm時點焊焊肉厚度可與管壁齊平，若管壁厚度大于5mm時，點焊焊肉厚度約5mm。點焊焊肉的兩端必須修成緩坡形。2、根部的焊接不帶墊圈的管子轉動焊，為了使根部易熔透，運條范圍應選擇在立焊部位，如圖6—59。操作手法采用直線形或稍加擺動的小月牙形。對于厚壁管子，為防止因轉動時的振動而使焊口根部出現裂縫，在對口前應把管子放在平整的轉動臺或滾杠上。焊接時每一焊段焊兩層后方可轉動一次。同時要求點固焊縫必須有足夠的強度，并且靠焊口的兩個支點間距不應大于管徑的1.5～2倍，如圖6—60二、水平位置管道的轉動焊接523、多層焊的其它各層焊接方法

轉動焊的多層焊接，運條范圍選擇在平焊部位。焊條在垂直中心線兩測15°～20°范圍內運條，并且焊條與垂直中心線成30°角。采用月牙形手法，壓住電弧作橫向擺動，這樣可得到整齊美觀的焊縫。3、多層焊的其它各層焊接方法轉動焊的多層焊接，運條范圍選53三、水平固定管道的焊接水平固定管道的焊接，由于焊條位置變化很大，操作較困難；仰焊時，熔化金屬有向下墜落的趨勢；而在立焊及過渡到平焊位置時，則有向管子內部滴落的傾向，因而有時熔透不均、產生焊瘤和外觀不整齊的現象；在仰焊時為了使熔化金屬能熔化到坡口中去，主要靠電弧吹力，所以需增大焊接電流，但焊接電流較大使熔池面積增加，熔化金屬容易下墜，故在仰焊時必須使用合適的電流；自立焊過渡到平焊的部位，往往由于操作不當而產生氣孔、裂縫等缺陷。水平固定管道的焊接操作要領如下：1、裝配與點固焊

組裝時，管道軸線必須對正，以免形成彎折的接頭；因先在下面焊接，應考慮到焊縫在冷卻時會發(fā)生收縮，對于較大直徑的應使平焊部位的對口間隙大于仰焊部位。點固焊與管道轉動焊的焊接方法相同。2、根部施焊

在旋工現場不帶墊圈的V型坡口對接焊比較普遍。一般焊接方法有兩種，一種是分兩半焊接，此法較常用；第二種是順著管子圓周焊接。（1）兩半焊接法，詳見圖6—62。沿垂直中心線將管子截面分成相等的兩半，順次進行仰、立、平三種位置的焊接。這種方法能保證熔化金屬和熔渣很好地分離，透度比較容易控制，在仰焊和平焊處形成兩個接頭。兩半焊接法的操作要領是首先修正點固焊焊口，在仰焊縫的坡口邊上引弧至焊縫間隙內，用長弧烤熱起焊處，經過3～5s預熱后，迅速壓短電弧熔化根部間隙進行施焊。在仰焊至斜仰焊位置運條時，必須保證半打穿狀態(tài)，至斜立焊及平焊位置，可用頂弧焊接。其運條角度變化過程及位置如圖6—63。為了便于焊接仰焊及平焊接頭，焊接前一半時，在仰焊位置的起焊點及平焊部位的終焊點都必須超過管子的半周，超越垂直中心線5～10mm，如圖三、水平固定管道的焊接54初級電焊工培訓課件55為使根部焊透均勻，焊條在仰焊及斜仰悍點焊位置時盡可能不作或少作橫向擺動；在立焊及平焊位置時可作幅度不大的反半月牙形橫向擺動。當運條至點固焊焊縫接頭處，應減慢焊條前移速度，以便熔穿接頭處根部的間隙保證接頭部分充分熔透。當運條至平焊部位時，必須填滿熔池后再熄弧。焊接后半圈與前半圈的仰焊縫接頭時，應把起焊處的原焊縫用電弧割去一部分(約10mm長)，這樣既割除了可能存在的缺陷，又形成了緩坡型割槽，便于接頭。先從超越接頭中心約lOmm的焊縫上引弧，用長弧烤熱接頭部分，如圖6—65a。當運條至接頭中心時立即拉平焊條壓住熔化金屬，依靠為使根部焊透均勻，焊條在仰焊及斜仰悍點焊位置時盡可能不作或少56

電弧吹力把液體金屬推走而形成一緩坡型割槽，如圖6—65b、c、d。焊條至接頭中心切勿滅弧，必須將焊條向上頂一下以打穿未熔化或有夾渣的根部，使接頭完全熔合。對重要管道或使用低氫焊條焊接時，可用鑿、銼等工具把仰焊接頭處修成緩坡，然后再施焊。

對于平焊接頭，也要先修成緩坡，選用適中的焊接電流值，當運條至斜立焊(立平焊)位置時采取頂弧焊，使焊條前傾，并稍作橫向擺動，如圖6—66；當距接頭外3～5mm而將要封閉時，絕不可滅弧。接頭封閉時應把焊條向里壓一下，此時可聽到電弧打穿根部的“啪喇”聲，并在接頭處來回

擺動，保證充分熔合、填滿弧坑，然后引弧到坡口一側熄弧。

與點固焊焊接相接時的接頭也應采用上述的方法。換焊條時的接頭，有兩種方法。第一種是在熔池保持紅熱狀態(tài)時，迅速從熔池前面引弧至熔池中心接頭，如圖6—67。這種方法接頭比較平整，但要求動作敏捷、運條靈活。第二種方法是熔池已完全凝固，有可能存在弧坑、氣孔、裂縫等缺陷，這時應用電弧割槽或手工修理后再施焊。電弧吹力把液體金屬推走而形成一緩坡型割槽，如圖657(2)沿管周焊接法。主要用在對焊接質量要求不高的薄壁管的焊接。其操作方法是：以斜立焊位置為起焊點，如圖6—68．在自下而上的運條過程中最好不要滅弧，焊條端部托住熔化金屬采取頂弧焊接。在平焊—立焊—斜仰焊的幾段焊接過程中，焊條應幾乎處在與管周相切的位置。當由斜仰焊進入仰焊時，，焊條可逐步偏于垂直。在仰焊—立焊—平焊的幾段焊接過程中，運條方法與兩半焊接法的后半圈相同，最后在斜立焊位置閉合。

由于沿管周焊接法有一半是自下而上的運條過程中最好不要滅弧，焊條端部托住熔化金屬采取頂弧焊接。在平焊一立焊一斜仰焊的幾段焊接過程中，焊條應幾乎處在與管周相切的位置。當由斜仰焊進入自上而下運條，熔化金屬有下墜趨勢，所以熔深淺，透度不易控制，而且熔化金屬與熔渣也不易分離，焊縫容易產生夾渣等缺陷，但由于采用此法運條速度快、有較高的生產率。(2)沿管周焊接法。主要用在對焊接質量要求不高的薄壁管的焊583、其它各層的焊接多層焊時，其它各層的焊接也應分為兩半進行施焊，操作要領也基本與相應位置的根部的焊接方法相似，但還應注意以下問題：（1）為消除底層焊縫中隱藏的缺陷，在外層焊縫施焊時應選用較大的電流，并適當控制運條，達到既不產生嚴重咬邊，又能熔化掉底層焊縫中隱藏的缺陷。（2）為使焊縫成型美觀，當焊接外部第二層焊縫時，仰焊部位運條速度要快，以形成厚度較薄、中部下凹的焊縫，如圖6—69a；平焊時運條應緩慢，以形成略為肥厚而中間稍有凸起的焊縫，如圖6—69b；必要時在平焊部位可補焊一道焊縫，如圖6—69c。以上做法的目的是使整個環(huán)形焊縫的高度一致。3）當對口間隙不寬時，仰焊部位的起焊點可以選擇在焊道中央，如果對口間隙很寬，則應從坡口一側起焊。從焊道中央起焊時的接頭方法是：3、其它各層的焊接多層焊時，其它各層的焊接也應分為兩半進行59起焊。在越過中線10～15mm處引弧預熱，電弧不宜壓短，直線運條，速度稍快。至接頭中心處開始橫向擺動，如圖6—70。(2)接頭。管周另一半焊接時，先在如圖6—70A點的對稱部位A′點引弧預熱，電弧稍長，運條稍快，坡口兩側停留時間比焊縫中間要長。在接頭處焊波要較薄，避免形成焊瘤。從坡口一側起焊時的接頭方法，基本與上述相似。因焊點在坡l：l邊上，接頭處的焊波是斜交的，如圖6—70。四、垂直固定管道的焊接

垂直固定管道的焊接，其焊縫處于環(huán)向水平位置，與鋼板的橫焊基本相似。在焊接時要求下坡口能托住熔池，不至使熔化金屬流失；防止熔化金屬因自重下淌，呈淚珠狀，要控制好焊波成型；多層焊時，防止層間未焊透和夾渣。垂直固定管道對口兩側管徑不等時，一般應保證沿圓周方向的錯開1mm大小均等，絕對避免

起焊。在越過中線10～15mm處引弧預熱，電弧不宜壓短，直線60偏于一側的錯口，如圖6—72。當錯口值很大時，就無法焊透，在根部必然產生咬肉缺陷，造成應力集中，導致焊縫根部破裂。為使焊口對正，管子端面應垂直于管子軸線。在焊接之前，坡口及兩側10mm范圍內應清除銹污，露出金屬光澤。點固焊的焊點的修理與鋼板橫焊時相同，點固焊的部位和焊點數與管子轉動焊時相同。根部焊接與橫焊的基本操作方法一致。焊接時，焊條的角度和焊接方法詳見圖6—73，當焊條回到始焊處接頭時，焊條轉過相應角度，聽到有擊穿聲后，焊條略加擺動，填滿弧坑后收弧。初級電焊工培訓課件61

其它各層的焊接與橫焊的基本操作方法一致。若單人焊接較大直徑管道時，如果沿圓周連續(xù)施焊則變形較大，這時必須采用反向分段跳焊法來焊接，如圖6—74。五、傾斜固定管道的焊接

這種管子的焊接方法是水平固定管道焊接方法和垂直固定管道焊接方法的結合，當管子的傾斜角度大于45°時主要采用垂直固定管道的焊接方法，如圖6—75a；當管子的傾斜角度小于45°時主要采用水平固定管道的焊接方法，如圖5—73b。其它各層的焊接與橫焊的基本操作方法一致。若單人焊62

對口要求及點固焊與水平固定管道相同。根部施焊，應分兩半焊接，由于管子傾斜，熔化金屬有從坡口上墜落的趨勢，施焊時焊條應偏于垂直位置(圖6—76)，其它與水平固定管道的焊接相同。

其它各層焊接，當管子傾角大于45°時，分兩半焊成，每層焊縫運條方式與根部焊接相似，可作水平方向的橫向擺動；當管子傾角小于45°時，則可與水平固定管道的焊接一樣進行。為了不使熔化金屬下墜，焊條在坡1：1下側的停留時間比上側略長。一般在傾斜管道的焊接中，管子的傾斜角度無論大小，在工藝上應一律要求焊波呈水平或接近水平方向即焊條偏于垂直位置，并在水平線

上左右擺動，否則焊縫成型不良。對口要求及點固焊與水平固定管道相同。根部施焊，應63仰焊及平焊接頭可按下述方法施焊：1、仰焊接頭，起焊點均超過管子半圓的10～20mm，橫向擺動的幅度自仰焊至立焊部位越來越小，在接近平焊處擺幅再次增大。為防止熔化金屬偏墜，折線運條方向也需要隨之改變，如圖6—77。接頭時，從A′點起焊，電弧略長，擺幅自A點至A點逐漸增大，如圖6—78。2、平焊接頭比仰焊接頭容易操作，為了防止咬邊，應選用較小的焊接電流，焊條在上側停留時間應略長，如圖6—79。仰焊及平焊接頭可按下述方法施焊：64思考題手弧焊的工藝特點？各種焊接位置操作要點？焊縫表面尺寸不符合要求？焊前的準備工作？管焊接工藝？

思考題65謝謝大家謝謝大家66

培訓提綱第一節(jié)手弧焊的工藝特點

第二節(jié)水平焊接位置操作要點

第三節(jié)單面焊雙面成形水平位置焊第三節(jié)電弧焊常見焊接缺陷防止方法

第四節(jié)手弧焊常見焊接缺陷的產生原因及危害

第五節(jié)金屬結構焊接工藝

培訓提綱第一節(jié)手弧焊的工藝特點67第一節(jié)手弧焊的工藝特點一、優(yōu)點(1)工藝靈活、適應性強適用于碳鋼、低合金鋼、耐熱鋼、低溫鋼和不銹鋼等各種材料的平、立、橫、仰各種位置以及不同厚度、結構形狀的焊接。(2)質量好與氣焊及埋弧焊相比，金相組織細，熱影響區(qū)小，接頭性能好。(3)易于通過工藝調整(如對稱焊等)來控制變形和改善應力。(4)設備簡單、操作方便。二、缺點(1)對焊工要求高，焊工的操作技術和經驗直接影響產品質量的好壞。(2)勞動條件差焊工在工作時必須手腦并用，精神高度集中，而且還要受到高溫烘烤，有毒、煙、塵和金屬蒸氣的危害。(3)生產率低受焊工體質的影響，焊接工藝參數選擇較小，故生產率低。三、適用范圍在造船、鍋爐及壓力客器、機械制造、建筑結構、化工設備等制造維修行業(yè)中都廣泛使用手工電弧焊。第一節(jié)手弧焊的工藝特點一、優(yōu)點68第二節(jié)各種焊接位置操作要點所謂焊接位置指焊接時焊件接縫所處的空間位置。根據焊縫傾角和焊縫轉角的不同，有平焊、立焊、橫焊和仰焊等焊。

第二節(jié)各種焊接位置操作要點所謂焊接位置指焊接時焊件接縫所處69多層焊時，第一層打底焊道應采用小直徑焊條，運條方法應視間隙的大小而定。間隙小時可用直線形運條法，間隙大時可用直線往復式運條法，以防燒穿。第二層焊道，可用直徑較大的焊條，用直線形或小鋸齒形運條法，進行短弧焊。以后備層均可用鋸齒形運條法，并且擺動范圍應逐漸加寬，擺動到坡口兩邊時，應稍作停留，防止出現熔合不良、夾渣等缺陷。應注意每層焊縫不能過厚，否則使焊渣流向熔池前面，造成焊接困難。各層之間的焊接方向應相反，其接頭也應相互錯開，每焊完一層焊縫，要把表面焊渣和飛濺等清除干凈后才能焊下一層，以保證焊縫質量和減小變形。多層多道焊的焊接方法與多層焊相似，焊接時，采用直線運條法。(2)開坡口的對接平焊，坡口有V型和X型。可采用多層焊法如圖6—3和多層多道焊法如圖6—4。圖6—3多層焊

圖6—4多層多道焊多層焊時，第一層打底焊道應采用小直徑焊條，運條方法應視間隙的702、角接平焊角接平焊形成的焊縫為角焊縫，詳見圖6—5。角焊縫接焊腳尺寸(在角焊縫中畫出的最大等腰三角形中直角邊的長度)的大小采用單層焊、多層焊和多層多道焊。當焊腳尺寸小于6mm時的焊縫用單層焊，采用4mm的焊條；焊腳尺寸為6～8mm時，用多層焊，采用4～5mm的焊條；焊腳尺寸大于8mm時用多層多道焊。焊條直徑的選擇，一般焊腳尺寸小于14mm，用直徑4mm的焊條；焊腳尺寸大于14mm，用直徑5mm的焊條，便于操作并提高生產率。對多層多道焊，在焊接第一道焊縫時，應用較大電流，以得到較大的溶深；焊第二道焊縫時，由于焊件溫度升高，應用較小的電流和較快的焊速，以防止垂直板產生咬邊現象。焊條的角度隨每一道焊縫的位置不同而有所不同，詳見圖6—6。角接平焊的運條手法，第一層(打底焊)一般不做橫向擺動外可以采用圓圈形、三角形、鋸齒形和直線形。在實際生產中，如焊件能翻動時，應盡可能把焊件放成船形位置進行焊接，見圖6—7。船形位置焊接可避免產生咬邊等缺陷，焊縫美觀平整，又有利于使用大直徑焊條和用大的焊接電流，提高生產率。運條手法可用月牙行或鋸齒形。

2、角接平焊角接平焊形成的焊縫為角焊縫，詳見圖6—5。角焊縫71圖6—5角焊縫

圖6—6焊條的角度隨每道焊縫位置的改變

圖6—7船行位置焊接

圖6—5角焊縫圖6—6焊條的角度隨每道焊縫位置的改變723、搭接平焊搭接平焊形成的焊縫為一種填角焊縫。焊接時焊條與下板表面間的角度應隨下板的厚度增大而增大詳見圖6—8。焊條與焊接方向的角度以75°～85°為宜。當焊腳尺寸為6mm時，用4～5mm焊條，用斜圓圈形運條法進單道焊。當焊腳尺寸為6～8mm時，采用多層焊，焊第一層用4～5mm焊條，以直線形運條為宜；第二層用5mm焊條，運條方法為斜圓圈形。當焊腳大于8mm時，采用多層多道焊，較多層焊容易掌握。搭接平焊除以上說明外其它方面與一般角焊縫焊接相同，開始焊接時電流可大些，當焊件溫度升高后，電流可小些，以防板邊緣熔化過多而咬邊，確保焊縫成型良好。圖6—8搭接平焊的焊條角度

3、搭接平焊搭接平焊形成的焊縫為一種填角焊縫。焊接時焊條與下73單面焊雙面成形水平位置焊一.定義:

在坡口一側進行焊接，除了在坡口內側形成良好的焊縫，同時在背面形成完好的、符合工藝要求的焊縫，這種焊接工藝方法，就稱為單面焊雙面成形。

單面焊雙面成形水平位置焊一.定義:74二。應用范圍

在實際生產中，有很多這樣的產品，如小直徑的容器、管道、以及背面難以施焊的重要結構件，除了對焊縫的內部質量有嚴格的要求外，還對焊縫的外觀有嚴格的要求，這時，就必須使用這樣的焊接方法，才能滿足工藝的要求?，F在，這項焊接工藝方法已經成為我國檢驗鍋爐壓力容器焊接的主要項目。二。應用范圍在實際生產中，有很多這樣的產品，如小75三。操作方法1.焊前準備及清理焊件尺寸：125x300x102件單邊坡口30度

坡口預留鈍邊2MM焊件材料：Q235焊條：E43032.5毫米3.2毫米清理：將坡口兩側20MM用鋼絲刷或砂輪機打磨除銹，露出金屬光澤。三。操作方法清理：將坡口兩側20MM用鋼絲刷或砂輪機打磨除銹762.定位：

在坡口內側定位點固，預留間隙3~4MM。定位位置在焊件兩側20MM范圍內，兩點定位，定位的焊條與正式施焊的焊條相同。定位后預留反變形。2034工藝參數：

電流：打底層為80~100A，填充及蓋面層為120~160A2.定位：2034工藝參數：77四.正式施焊1.打底焊：

打底層焊接是至關重要的，因為它將關系到背面的成形質量以及焊件根部的內部質量。所以，在焊接時，對施焊者的基本功要求極高。

具體操作方法：采用連弧焊接，短弧。運條方法可采用直線往復型或鋸齒型。焊接時，熔池清晰、明亮，運條速度均勻。起頭：在定位點前引弧后焊條退至定位點，產生熔池后運條至間隙處下壓，當聽到“撲”的一聲后，這表示電弧已經擊穿試件根部，并產生熔孔。這時上提焊條，保持焊條與試件之間2~4MM，然后做鋸齒型或直線往復型運條，直至焊條終了。

四.正式施焊1.打底焊：78接頭：

接頭時與起焊相似，需充分熔化前一個熔池，并做下壓的動作，擊穿根部并產生熔孔，保證接頭質量。收尾：

收尾時，要填滿弧坑，并避免熔池金屬下淌。層間清理：

在清理時，用鋼絲刷將焊趾處的藥渣刷凈，以免在填充時造成缺陷。難點：接頭時電弧擊穿根部的時機掌握和熔孔的形狀及大小。接頭：難點：792.填充層的焊接：

填充層選用3.2MM焊條，需兩遍焊接完成。在焊接時，可用鋸齒型或月牙型運條方法，電流可調至145~180A，大電流的好處是可以將打底焊時產生的部分缺陷以及層間清理時未清理干凈的藥渣溶出，并便于保持良好的焊縫成型，便于蓋面層的焊接。2.填充層的焊接：803.蓋面層的焊接：

蓋面層焊接時選用3.2MM焊條，電流應相應減小到135~160A。以便于控制熔池溫度，保持熔池形狀，保證焊縫余高。在焊接時，采用鋸齒型運條，在接頭時可采用回焊強迫成型法，以利于焊縫的成型美觀，焊波均勻。在收尾時，填滿弧坑。難點：

熔池形狀的保持，接頭的質量。3.蓋面層的焊接：81五.總結：

這種焊接方法對施焊者的基本功要求以及焊接時的應變能力有較高要求，并要求施焊者在焊接過程中做到膽大、心細、手法熟練，所以，在平時的練習中，要做到多練多想多問，活學活用。只有這樣，才能真正掌握這項較高難度的焊接工藝方法。五.總結：82第三節(jié)電弧焊常見焊接缺陷防止方法一、焊縫表面尺寸不符合要求

焊縫表面高低不平、焊縫寬窄不齊、尺寸過大或過小、角焊縫單邊以及焊腳尺寸不符合均屬于焊縫表面尺寸不符合要求，見圖6—26。1、產生原因

焊件坡口角度不對，裝配間隙不均焊接速度不當或運條手法不正確，焊條和角度選擇不當或改變，加上埋弧焊焊接工藝選擇不正確等都會造成焊件缺陷。2、防止方法

選擇適當的坡口角度和裝配間隙；正擇焊接工藝參數，特別是焊接電流值，采用恰當運條方法和角度，以保證焊縫成形均勻一致。

第三節(jié)電弧焊常見焊接缺陷防止方法83二、焊接裂紋在焊接應力及其它致脆因素的共同作用下，焊接接頭局部地區(qū)的金屬原子結合力遭到破壞而形成的新界面所產生的縫隙叫焊接裂紋。它具有尖銳的缺口和大的長寬比特征。1、熱裂紋的產生原因與防止方法

焊接過程中，焊縫和熱影響區(qū)金屬冷卻到固相線附近的高溫區(qū)產生的焊接裂紋叫熱裂紋。(1)產生原因

是由于熔池冷卻結晶時，受到的拉應力作用，而凝固時，低熔點共晶體形成的液態(tài)薄層共同作用的結果。增大任何一方面的作用，都能促使形成熱裂紋。(2)防止方法①控制焊縫中的有害雜質的含量即碳、硫、磷的含量，減少熔池中低熔點共晶體的形成。②預熱：以降低冷卻速度，改善應力狀況。③采用堿性焊條，因為堿性焊條的熔渣具有較強脫硫、脫磷的能力。④控制焊縫形狀，盡量避免得到深而窄的焊縫。⑤采用收弧板，將弧坑引至焊件外面，即使發(fā)生弧坑裂紋，也不影響焊件本身。二、焊接裂紋842、冷裂紋的產生原因及防止方法

焊接接頭冷卻到較低溫度時度以下產生的焊接裂紋叫冷裂紋。(1)產生原因

主要發(fā)生在中碳鋼、低合金和中合金高強度鋼中。原因是焊材本身具有較大的淬硬傾向，焊接熔池中溶解了多量的氫，以及焊接接頭在焊接過程中產生了較大的拘束應力。(2)防止方法

從減少這三個因素的影響和作用著手。1)焊前按規(guī)定要求嚴格烘干焊條、焊劑，以減少氫的來源。2)采用低氫型堿性焊條和焊劑。3)焊接淬硬性較強的低合金高強度鋼時，采用奧氏體不銹鋼焊條。4)焊前預熱。5)后熱

焊后立即將焊件的全部(或局部)進行加熱或保溫、緩冷的工藝措施叫后熱。后熱能使焊接接頭中的氫有效地逸出，所以是防止延遲裂紋的重要措施。但后熱加熱溫度低，不能起到消除應力的作用。6)適當增加焊接電流，減慢焊接速度，可減慢熱影響區(qū)冷卻速度，防止形成淬硬組織。2、冷裂紋的產生原因及防止方法焊接接頭冷卻到較低溫度時度853、再熱裂紋的產生原因與防止方法焊后焊件在一定溫度范圍再次加熱(消除應力熱處理或其它加熱過程如多層焊時)而產生的裂紋，叫再熱裂紋。再熱裂紋一般發(fā)生在熔點線附近，被加熱至1200℃～1350℃的區(qū)域中，產生的加熱溫度對低合金高強度鋼大致為580℃～650℃。當鋼中含鉻、鉬、釩等合金元素較多時，再熱裂紋的傾向增加。防止再熱裂紋的措施，第一是控制母材中鉻、鉬、釩等合金元素的含量；第二是減少結構鋼焊接殘余應力；最后在焊接過程中采取減少焊接應力的工藝措施，如使用小直徑焊條，小參數焊接，焊接時不擺動焊條等。4、層狀撕裂的產生原因與防止方法

焊接時焊接構件中沿鋼板軋層形成的階梯狀的裂紋叫層狀撕裂，見圖6～27。

產生層狀撕裂的原因是：軋制鋼板中存在著硫化物、氧化物和硅酸鹽等非金屬夾雜物，在垂直于厚度方向的焊接應力作用下(圖中箭頭)，在夾雜物的邊緣產生應力集中，當應力超過一定數值時，某些部位的夾雜物首先開裂并擴展，以后這種開裂在各層之間相繼發(fā)生，連成一體，形成層狀撕裂的階梯形。防止層狀撕裂的措施是嚴格控制鋼材的含硫量，在與焊縫相連接的鋼材表面預先堆焊幾層低強度焊縫和采用強度級別較低的焊接材料。3、再熱裂紋的產生原因與防止方法焊后焊件在一定溫度范圍再次加86三、氣孔焊接時，熔池中的氣泡在凝固時未能逸出，殘存下來形成的空穴叫氣孔。1、產生原因(1)鐵銹和水分

對熔池一方面有氧化作用，另一方面又帶來大量的氫。(2)焊接方法

埋弧焊時由于焊縫大，焊縫厚度深，氣體從熔池中逸出困難，故生成氣孔的傾向比手弧焊大得多。(3)焊條種類

堿性焊條比酸性焊條對鐵銹和水分的敏感大得多，即在同樣的鐵銹和水分含量下，堿性焊條十分容易產生氣孔。(4)電流種類和極性

當采用未經很好烘干