船舶建造工藝之船舶焊接

船舶用結(jié)構(gòu)鋼焊接材料的選用原則一、選用焊接材料的基本原則二、船舶結(jié)構(gòu)鋼常用的幾種焊劑材料

三、焊接材料的使用與保管一、選用焊接材料的基本原則（一）焊條的選用原則（二）埋弧自動焊焊接材料的選用原則（三）二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊的焊接材料的選用原則

（一）焊條的選用原則焊條是由焊芯（金屬芯）和藥皮組成的。在焊條藥皮前端有45°左右的倒角，這是便于引弧。在尾部有一段裸焊芯，約占焊條總長1/16，便于焊鉗夾持并有利于導(dǎo)電。焊條直徑（實(shí)際指的是焊芯直徑）通常為2、2.5、3.2mm或3、4、5、5.8mm（或6mm）等幾種，常用的是Ф3.2、Ф4、Ф5三種，其長度一般在250～450mm之間。焊條的選用原則如下：1、考慮焊件的力學(xué)性能、化學(xué)成分（1）低碳鋼、中碳鋼和低合金鋼可按其強(qiáng)度等級來選用相應(yīng)強(qiáng)度的焊條；在焊接結(jié)構(gòu)剛性大，受力情況復(fù)雜時，應(yīng)選用比鋼材強(qiáng)度低一級的焊條。這樣，焊后可保證焊縫既有一定的強(qiáng)度，又能得到滿意的塑性，以避免因結(jié)構(gòu)剛性過大而使焊縫撕裂。（2）在焊條的強(qiáng)度確定后再次決定選用酸性還是堿性焊條時，主要取決于焊接結(jié)構(gòu)具體形狀的復(fù)雜性，鋼材厚度的大小，焊件載荷的情況和鋼材的抗裂性等。一般來說，對于塑性、沖擊韌性和抗裂性能要求較高，低溫條件下工作的焊縫都應(yīng)選用堿性焊條。當(dāng)受某種條件限制而無法清理低碳鋼焊件坡口處的鐵銹、油污和氧化皮等臟物時，應(yīng)選用對鐵銹、油污和氧化皮敏感性小，抗氣孔性能較強(qiáng)的酸性焊條。2、考慮焊件的工作條件與使用性能（1）對于工作環(huán)境有特定要求的焊件，應(yīng)選用相應(yīng)的焊條，如低溫鋼焊條，水下焊條等。（2）對珠光體耐熱鋼，一般選用與鋼材化學(xué)成分相似的焊條或根據(jù)焊件的工作溫度來選取。3、考慮簡化工藝、提高生產(chǎn)率、降低成本（1）薄板焊接或點(diǎn)焊須考慮使焊件不易燒穿且易引弧。（2）在滿足焊件使用性能和焊條操作性能的前提下，應(yīng)選用規(guī)格大、效率高的焊條。（3）在使用性能基本相同時，應(yīng)盡量選擇價格較低的焊條，降低焊接生產(chǎn)的成本。為了保證焊工的身體健康，在允許的情況下應(yīng)盡量多采用酸性焊條。焊劑的選用原則除了和前面焊條的選用原則相同之外還應(yīng)提到的是：埋弧焊的焊絲與手工電弧焊焊條的鋼芯，同屬于一個國家標(biāo)準(zhǔn)。按照焊絲的成分和用途，可分為碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼和不銹鋼三大類。埋弧焊所用的焊絲的要求，與焊條的鋼絲基本相同。常用的焊絲直徑為2、3、4、5mm和6mm。焊絲在使用時，表面要清潔，不應(yīng)有氧化皮、鐵銹及油污等雜質(zhì)。在焊接時，根據(jù)被焊材料來選用焊劑，并要配以合適的焊絲，方可得到化學(xué)成分和力學(xué)性能符合要求的焊縫金屬。在一般的低碳鋼、普通低合金鋼焊接中，為保證焊縫的綜合力學(xué)性能良好，并不要求其化學(xué)成分與焊件金屬完全相同，通常要求焊縫金屬的含碳量低，且含有適量的錳、硅等元素，以達(dá)到焊件所需的力學(xué)性能。焊接實(shí)踐證明，較為理想的焊縫金屬化學(xué)成分，其含碳量為0.1%～0.13%；含錳量為0.6%～0.9%；含硅量為0.15%～0.30%，這都要求我們依靠焊劑和焊絲的選配來實(shí)現(xiàn)。（二）埋弧自動焊焊接材料的選用原則（三）二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊的焊接材料選用原則

二氧化碳?xì)獗：钢械亩趸細(xì)怏w，純度應(yīng)該在99.5%以上，其含水量、含氮量均不超過0.1%，否則會降低焊的力學(xué)性能，焊縫易產(chǎn)生氣孔。為了確保焊縫的力學(xué)性能，并防止氣孔出現(xiàn)，與二氧化碳?xì)怏w相匹配的焊絲必須比焊件含有更多的Mn和Si等脫氧元素。此外，為減小飛濺，焊絲含碳量必須限制在0.1%以下。二氧化碳?xì)獗：傅暮附z直徑在0.5～5mm范圍內(nèi)，二氧化碳半自動焊的常用焊絲有Ф2.0、Ф2.5、Ф3.0、Ф4.0、Ф5.0mm。焊絲表面有鍍銅和不鍍銅兩種，鍍銅可防止生銹，有利于保存，并可改變焊絲的導(dǎo)電性及焊絲的穩(wěn)定性。焊絲在使用前應(yīng)適當(dāng)清除表面的油污和鐵銹。

二、船舶結(jié)構(gòu)鋼常用的幾種焊劑材料

（一）手工電弧焊焊條藥皮材料（二）埋弧自動焊焊劑材料（三）二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊的焊劑（一）手工電弧焊焊條藥皮材料焊條是涂有藥皮的并供手工電弧焊用的熔化電極，它由藥皮和焊芯兩部分組成。藥皮被壓涂在焊芯表面，在焊接過程中起著極為重要的作用。藥皮在焊接過程中起著復(fù)雜的冶金反應(yīng)和物理、化學(xué)變化，藥皮是決定焊縫質(zhì)量的主要因素之一。藥皮的作用（1）機(jī)械保護(hù)作用氣保護(hù)在焊接時，焊條藥皮熔化后產(chǎn)生大量的氣體，籠罩著電弧區(qū)和熔池，基本上把熔化金屬和空氣隔絕開來。這些氣體中絕大部分是還原氣體（CO、H2等），能在電弧區(qū)和熔池周圍形成一個很好的保護(hù)層，防止空氣中的氧、氮侵入，起到了保護(hù)熔化金屬的作用。渣保護(hù)焊接過程中藥皮被電弧高溫熔化后形成熔渣，覆蓋著熔滴和熔池金屬，這不僅隔絕空氣中的氧、氮，保護(hù)焊縫金屬，而且還能減緩焊縫的冷卻速度，促進(jìn)焊縫金屬中氣體的排出，減少生成氣孔的可能性，并能改善焊縫的成形和結(jié)晶。（2）冶金處理作用通過熔渣與熔化金屬冶金反應(yīng)，除去有毒雜質(zhì)（如氧、氫、硫、磷）和添加有益的合金元素，使焊縫獲得合乎要求的力學(xué)性能。（3）改善焊接工藝性能電弧穩(wěn)定燃燒、飛濺小、焊縫成形好、易脫渣和熔敷效率高等。在藥皮中加入低電離電位的物質(zhì)，來提高電弧燃燒的穩(wěn)定性。藥皮皮的的組組成成藥皮皮是是由由多多種種礦礦物物類類、、鐵鐵合合金金和和金金屬屬類類、、有有機(jī)機(jī)物物類類及及化化工工產(chǎn)產(chǎn)品品（（水水玻玻璃璃））等等原原料料組組成成。。一一種種焊焊條條藥藥皮皮的的配配方方中中，，組組成成物物多多達(dá)達(dá)七七、、八八種種之之多多。。藥皮皮的的組組成成物物按按照照在在焊焊接接中中的的作作用用包包括括以以下下幾幾種種：：穩(wěn)弧弧劑劑其作作用用主主要要是是改改善善焊焊條條引引弧弧性性能能和和提提高高焊焊接接電電弧弧穩(wěn)穩(wěn)定定性性。。造渣渣劑劑這類類藥藥皮皮組組成成物物能能熔熔成成一一定定密密度度的的熔熔渣渣浮浮于于液液體體金金屬屬表表面面，，使使空空氣氣不不能能侵侵入入，，并并具具有有一一定定的的粘粘度度和和透透氣氣性性及及與與熔熔池池金金屬屬進(jìn)進(jìn)行行必必需需的的冶冶金金反反應(yīng)應(yīng)能能力力，，確確保保焊焊縫縫金金屬屬的的質(zhì)質(zhì)量量和和成成形形美美觀觀。。造氣氣劑劑造氣氣劑劑的的主主要要作作用用是是造造成成保保護(hù)護(hù)氣氣體體，，同同時時也也有有利利于于熔熔滴滴過過渡渡。。脫氧劑脫氧劑的的主要作作用是對對熔渣和和焊縫金金屬脫氧氧。合金劑合金劑的的主要作作用是向向焊縫金金屬中摻摻入必要要的合金金成分。。稀釋劑稀釋劑的的主要作作用是降降低焊接接熔渣的的粘度，，增加熔熔渣的流流動性。。粘結(jié)劑粘結(jié)劑的的主要作作用是將將藥皮牢牢固地粘粘結(jié)在焊焊芯上。。增塑劑增塑劑的的主要作作用是改改善涂料料的塑性性和滑性性，使之之易于用用機(jī)械壓壓深在焊焊芯上。。（二）埋埋弧自動動焊焊劑劑材料焊劑的作作用是：：（1）焊焊接時覆覆蓋焊接接區(qū)，防防止空氣氣中氮、、氧等有有害氣體體侵入熔熔池，焊焊后熔渣渣覆蓋在在焊縫金金屬層上上，減緩緩了焊縫縫金屬的的冷卻速速度，改改善焊縫縫的結(jié)晶晶狀況及及氣體逸逸出的條條件，從從而減少少氣孔。。（2）對對焊縫金金屬摻入入合金，，改善焊焊縫的化化學(xué)成分分和提高高力學(xué)性性能。（3）防防止焊縫縫中產(chǎn)生生氣孔和和裂紋。。對焊劑的的要求是是：（1）與與焊絲配配合，能能保證焊焊縫金屬屬的化學(xué)學(xué)成分及及力學(xué)性性能都符符合要求求。（2）應(yīng)應(yīng)有良好好的焊接接工藝性性，即電電弧能穩(wěn)穩(wěn)定燃燒燒，脫渣渣容易，，焊縫成成形美觀觀。（3）應(yīng)應(yīng)有一定定的物理理性能，，且不易易吸潮。。在使用焊焊劑時要要注意的的是：（1）焊焊劑應(yīng)妥妥善運(yùn)輸輸防止破破損，應(yīng)應(yīng)存放在在干燥的的庫房內(nèi)內(nèi)，防止止受潮。。（2）焊焊前焊接接處應(yīng)清清除鐵銹銹及油污污。（3）使使用中回回收的焊焊劑，應(yīng)應(yīng)清除其其中的渣渣殼、碎碎粉及其其它雜物物，并與與新焊劑劑混勻后后使用。。（4）使使用直流流電源時時，一般般均采用用直流反反接。（三）二二氧化碳碳?xì)怏w保保護(hù)焊的的焊劑焊接用的的二氧化化碳一般般是將其其壓縮成成液體貯貯存于鋼鋼瓶內(nèi)，，以供使使用。二二氧化碳碳?xì)怏w的的涂色標(biāo)標(biāo)注為鉛鉛白色，，并標(biāo)有有“液化化二氧化化碳”字字樣。一般容量量為40L的氣氣瓶，可可裝25kg的的液態(tài)二二氧化碳碳，滿瓶瓶壓力約約為5～～7MPa。氣氣瓶內(nèi)的的壓力與與外界溫溫度有關(guān)關(guān)，其壓壓力隨著著外界溫溫度的升升高而增增大。因因此，二二氧化碳碳?xì)怏w不不準(zhǔn)靠近近熱源或或置于烈烈日下爆爆曬，以以防止發(fā)發(fā)生意外外。液態(tài)二氧氧化碳在在大氣壓壓力下的的沸點(diǎn)為為-78℃，所所以在常常溫下容容易氣化化，1kg液態(tài)態(tài)二氧化化碳可汽汽化成509L氣態(tài)的的二氧化化碳。液液態(tài)二氧氧化碳在在溫度高高于-11℃℃時比水水輕，可可溶解占占重量約約0.05%的的水。溶溶于液態(tài)態(tài)二氧化化碳中的的水分，，蒸發(fā)成成水汽混混入二氧氧化碳?xì)鈿怏w中，，影響二二氧化碳碳?xì)怏w的的純度。。氣瓶內(nèi)汽汽化的二二氧化碳碳?xì)怏w中中的含水水量，與與瓶內(nèi)的的壓力有有關(guān)，隨隨著使用用時間的的增長，，瓶內(nèi)壓壓力降低低，水汽汽增多。。當(dāng)壓力力降至0.98MPa時，二二氧化碳碳?xì)怏w中中含水量量大為增增加，便便不能繼繼續(xù)使用用。焊接用二氧化化碳?xì)怏w的純純度應(yīng)大于99.5%，，含水量，含含氮量均不應(yīng)應(yīng)超過0.1%，否則會會降低焊縫的的力學(xué)性能，，焊縫也易產(chǎn)產(chǎn)生氣孔。如如果二氧化碳碳?xì)怏w的純度度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)，可進(jìn)行提提純處理。三、焊接材料料的使用與保保管（一）手工電電弧焊焊條的的使用與保管管（二）焊絲和和焊劑的使用用與保管（一）手工電電弧焊焊條的的使用與保管管焊條的合理使使用①堿性低氫氫型焊條需經(jīng)經(jīng)250～350℃的溫溫度烘干不少少于2小時。。當(dāng)天用多少少烘干多少，，隨用隨取。。若烘好的焊焊條當(dāng)天未用用完，第二天天再用時仍需需重新烘干。②酸性焊條可可視受潮的具具體情況，經(jīng)經(jīng)70～150℃的溫度度烘干1～2小時。但氧氧化鈦纖維型型焊條的焙烘烘溫度不宜超超過100℃℃。③烘干焊條時時，不可將焊焊條突然放入入高溫中或突突然拿出冷卻卻，以防止藥藥皮因驟冷或或驟熱而產(chǎn)生生開裂、剝落落。④一般受潮的的焊條，焊芯芯上雖有輕微微銹斑，經(jīng)烘烘干后焊接時時，如未發(fā)現(xiàn)現(xiàn)藥皮成塊脫脫落現(xiàn)象，焊焊接時焊縫表表面無氣孔，，并不影響焊焊接接頭的機(jī)機(jī)械性能時，，可以使用（（在質(zhì)量要求求相當(dāng)高的產(chǎn)產(chǎn)品中不得使使用）。如受受潮嚴(yán)重，出出現(xiàn)焊芯