特鋼檢修部電焊工培訓(xùn)課件

特鋼檢修部電焊工培訓(xùn)教程2015年5月

培訓(xùn)提綱前言第一節(jié)焊接的基本原理第二節(jié)焊條電弧焊第三節(jié)手弧焊的工藝特點(diǎn)

第四節(jié)各種焊接位置操作要點(diǎn)

第五節(jié)電弧焊常見(jiàn)焊接缺陷防止方法

第六節(jié)手弧焊常見(jiàn)焊接缺陷的產(chǎn)生原因及危害

第七節(jié)金屬結(jié)構(gòu)焊接工藝

何為焊接？焊接是通過(guò)加熱或加壓，或兩者并用，并且用或不用填充材料，使工件達(dá)到結(jié)合的一種方法。1）.熔焊將待焊處母材金屬熔化以形成焊縫的焊接方法稱為熔焊。2）.壓焊焊接過(guò)程中，必須對(duì)焊件施加壓力（加熱或加熱），以完成焊接的方法稱為壓焊。3）.釬焊釬焊是硬釬焊和軟釬焊的總稱。采用比母材金屬熔點(diǎn)低的金屬材料作釬料，將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點(diǎn)、低于母材溶化溫度，利用液態(tài)釬料潤(rùn)濕母材，填充接頭間隙并與母材相互擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)連接焊件的方法。前言焊接分類：一、

焊接的實(shí)質(zhì)焊接的實(shí)質(zhì)是使兩個(gè)分離的物體通過(guò)加熱或加壓，或兩者并用，在用或不用填充材料的條件下借助于原子間或分子間的聯(lián)系與質(zhì)點(diǎn)的擴(kuò)散作用形成一個(gè)整體的過(guò)程。1.焊接電弧由焊接電源供給、具有一定電壓的兩極間或電極與母材間，在氣體介質(zhì)中產(chǎn)生的強(qiáng)烈而持久的放電現(xiàn)象稱為焊接電弧。電弧燃燒后，弧柱中充滿了高溫電離氣體，放出大量的熱能和強(qiáng)烈的光。焊接電弧由陰極區(qū)、陽(yáng)極區(qū)和弧柱三部分組成。如圖3-1所示。陰極區(qū)是電弧緊靠負(fù)電極的區(qū)域，陰極區(qū)很窄，約為0.1um-0.01um，溫度約為2400K。陽(yáng)極區(qū)是指電弧緊靠正電極的區(qū)域，陽(yáng)極區(qū)較陰極區(qū)寬，約為10um-1um，溫度約為2600K。電弧陽(yáng)極區(qū)和陰極區(qū)之間的部分稱為弧柱，弧柱區(qū)溫度最高，可達(dá)6000K-8000K。焊接電弧兩端間（指電極端頭和熔池表面間）的最短距離稱為弧長(zhǎng)。第一節(jié)

焊接的基本原理圖11-1焊接電弧示意圖2.焊接的冶金特點(diǎn)1）熔池中冶金反應(yīng)不充分，化學(xué)成分有較大的不均勻性，常常發(fā)生偏析、夾雜等缺陷。2）在高溫電弧作用下，氧、氫、氮等氣體分子吸收電弧熱量而分解成化學(xué)性質(zhì)十分活潑的原子或離子狀態(tài)，它們很容易溶解在液體金屬之中，造成氣孔、氧化、脆化和其它缺陷。3）在熔劑或藥皮中加入比鐵氧化能力強(qiáng)的硅鐵、錳鐵等物質(zhì)，除起到滲入合金作用、補(bǔ)充燒損元素外，亦可起到脫氧作用。4）焊縫中硫或磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)0.04%時(shí)，極易產(chǎn)生裂紋。因此，應(yīng)選用含硫、磷低的焊接原材料，并通過(guò)在焊劑或藥皮中加石灰石、氟石等脫硫脫磷，以保證焊縫質(zhì)量。圖1-2低碳鋼焊接熱影響區(qū)的組織變化二、

焊接熱過(guò)程對(duì)焊接接頭組織、性能的影響（一）焊接熱循環(huán)焊接時(shí)，電弧沿焊件逐漸移動(dòng)并對(duì)焊件進(jìn)行局部加熱。焊件經(jīng)焊接后所形成的結(jié)合部分稱為焊縫。焊縫及其鄰近區(qū)域的總稱叫焊縫區(qū)。在焊接過(guò)程中，焊縫區(qū)金屬?gòu)某乇患訜岬阶罡邷囟?，然后再逐漸冷卻到常溫。由于焊件上各點(diǎn)所處的位置不同，其被加熱的最高溫度亦不相同；而熱量的傳遞需要一定的時(shí)間，故各點(diǎn)達(dá)到其最高溫度的時(shí)間亦不相同。在焊接熱源作用下，焊件上某點(diǎn)的溫度隨時(shí)間變化的過(guò)程稱為焊接熱循環(huán)。(二)焊縫區(qū)的金屬組織與性能1.焊縫金屬區(qū)焊縫金屬區(qū)指在焊接接頭橫截面上測(cè)量的焊縫金屬的區(qū)域。熔焊時(shí)，是指由焊縫表面和熔合線所包圍的區(qū)域；電阻焊時(shí)，是指焊后形成的熔核部分。焊接加熱時(shí)，焊縫金屬區(qū)的溫度在液相線以上，母材金屬和填充金屬熔化后共同形成液態(tài)熔池。冷卻結(jié)晶是以熔池和母材交界處半熔化狀態(tài)的母材金屬晶粒為結(jié)晶核心，沿著垂直于散熱面的反方向生長(zhǎng)，成為柱狀晶的鑄態(tài)組織。2.熔合區(qū)焊縫與母材交接的過(guò)渡區(qū)，即熔合線處微觀顯示的母材半熔化區(qū)。此區(qū)是焊縫和母材金屬的交界區(qū)，溫度在固相線和液相線之間，焊接過(guò)程中母材金屬部分熔化，故亦稱半熔化區(qū)。熔化的金屬凝固成鑄態(tài)組織，未熔化的金屬因加熱溫度過(guò)高成過(guò)熱粗晶，其塑性和韌性明顯變差，容易產(chǎn)生裂紋和脆性破壞。雖然此區(qū)只有0.1mm-0.4mm，但它對(duì)焊接接頭的性能影響很大，是焊接接頭的危險(xiǎn)區(qū)域之一。3.熱影響區(qū)是焊接或切割過(guò)程中，材料因受熱的影響（但未熔化）而發(fā)生金相組織和力學(xué)性能變化的區(qū)域。按其組織特征又可分為以下四個(gè)區(qū)域：（1）過(guò)熱區(qū)指焊接熱影響區(qū)中，具有過(guò)熱組織或晶粒顯著粗大的區(qū)域。此區(qū)的溫度范圍為固相線至1100℃，因加熱溫度過(guò)高，奧氏體晶粒急劇長(zhǎng)大，使其塑性明顯下降，尤其是沖擊韌度下降20％-30％，對(duì)于易淬火鋼，此區(qū)脆性更大，是熱影響區(qū)中性能最差的部位。焊接剛度大的結(jié)構(gòu)件，此區(qū)容易產(chǎn)生裂紋。（2）細(xì)晶區(qū)此區(qū)溫度范圍為Ac3以上，而尚未達(dá)到過(guò)熱溫度。由于焊后為空冷，相當(dāng)于熱處理后的正火組織，亦稱正火區(qū)。此區(qū)的力學(xué)性能優(yōu)于母材金屬。（3）不完全重結(jié)晶區(qū)此區(qū)溫度范圍為Ac3至Ac1之間。在此區(qū)間珠光體已轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，部分鐵素體深入奧氏體，尚未溶入奧氏體的鐵素體晶粒不斷長(zhǎng)大?？绽鋾r(shí)，奧氏體又折出較細(xì)的鐵素體，到Ar1線時(shí)，殘余奧氏體直接轉(zhuǎn)變?yōu)楣参鼋M織珠光體，未深入奧氏體的鐵素體卻將粗大晶粒保持下來(lái)，亦稱部分相變區(qū)。該區(qū)金相組織很不均勻，力學(xué)性能較差。（4）再結(jié)晶區(qū)此區(qū)溫度范圍在Ac1至500℃-450℃之間。焊前經(jīng)過(guò)冷變形加工的焊件，由于母材中有晶格畸變及碎晶組織，當(dāng)加熱到該溫度時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生回復(fù)及再結(jié)晶而細(xì)化，其力學(xué)性能提高。焊前未經(jīng)冷加工變形的焊件不存在再結(jié)晶區(qū)。圖1－3平板焊接過(guò)程中的應(yīng)力與變形形成原理示意圖(三)焊接裂紋與焊接變形的形式焊接時(shí)，在任何情況下焊接應(yīng)力總是存在的。當(dāng)焊接應(yīng)力超過(guò)該材料相應(yīng)溫度的屈服應(yīng)力時(shí)，焊件將產(chǎn)生變形；超過(guò)材料的斷裂應(yīng)力時(shí)，焊件將會(huì)產(chǎn)生裂紋甚至斷裂。焊接裂紋包括縱向裂紋、橫向裂紋、內(nèi)部裂紋、根部裂紋等；焊接變形的基本形式有角變形、彎曲變形、波浪變形、收縮變形、扭曲變形、錯(cuò)邊變形等，見(jiàn)圖11-4。圖11-4焊接變形形式(a)圖11-4焊接變形形式(b)圖11-4焊接變形形式(c)圖11-4焊接變形形式(d)(四)預(yù)防和減小焊接應(yīng)力及焊接變形的措施1.合理設(shè)計(jì)焊接結(jié)構(gòu)盡量減少焊縫及焊縫的長(zhǎng)度和截面積，并盡量使結(jié)構(gòu)中的所有焊縫對(duì)稱，避免交叉焊縫等，詳見(jiàn)焊接結(jié)構(gòu)工藝性一節(jié)。2.焊前預(yù)熱焊前對(duì)焊件預(yù)熱，可減少焊件各部分的溫差，對(duì)減小焊接應(yīng)力與變形較為有效。重要焊件可整體預(yù)熱，還有局部預(yù)熱即焊前選擇焊件的合理部位局部加熱使其伸長(zhǎng)，焊后冷卻時(shí)，加熱區(qū)與焊縫同時(shí)收縮。3.反變形法根據(jù)實(shí)驗(yàn)或計(jì)算，確定工件焊后產(chǎn)生變形的方向和大小，焊前將工件預(yù)先斜置或彎曲成等值反向角度，以期達(dá)到焊后與所要求的工件角度正好吻合。4.剛性固定法采用工裝夾具或定位焊固定，此法可顯著減小但不能完全消除焊后殘余變形。5.選擇合理的焊接順序應(yīng)盡量使焊縫的縱向和橫向都能自由收縮，避免交叉焊縫處應(yīng)力過(guò)大產(chǎn)生裂紋；采用對(duì)稱焊接順序以減小變形；長(zhǎng)焊縫可采用分段退焊法或跳焊法。6.錘擊焊縫法用圓頭小錘對(duì)焊后紅熱的焊縫金屬進(jìn)行均勻適度錘擊，以延伸變形，補(bǔ)償其收縮，同時(shí)釋放出部分能量，減小焊接應(yīng)力和變形。7.強(qiáng)迫冷卻法將焊縫區(qū)的熱量迅速散掉，使焊接時(shí)金屬受熱面積減小，此法又稱散熱法。8.焊后熱處理采取去應(yīng)力退火的方法將焊件整體或局部加熱到600℃-650℃，保溫一定時(shí)間后（不小于1h）緩慢冷卻，這樣可消除焊接余應(yīng)力80％-90％。(五)接變形的矯正1.機(jī)械矯正法即用機(jī)械的方法將變形矯正過(guò)來(lái)，生產(chǎn)中常用的設(shè)備有輥床、壓力機(jī)、矯直機(jī)等；薄板焊接最常見(jiàn)的變形為波浪變形，其矯正較難，一般用錘擊法進(jìn)行矯正2.火焰矯正法采用局部加熱焊件的某些部位，使其受熱時(shí)膨脹，受周圍冷金屬制約引起長(zhǎng)度方向被壓縮，冷卻時(shí)收縮而矯正變形。電弧焊是利用電弧作為熱源的熔焊方法，簡(jiǎn)稱弧焊。焊條電弧焊是用手工操縱焊條進(jìn)行焊接的電弧焊方法。焊條電弧焊具有設(shè)備簡(jiǎn)單，操作靈活，成本低等優(yōu)點(diǎn)，且焊接性好，對(duì)焊接接頭的裝配尺寸無(wú)特殊要求，可在各種條件下進(jìn)行各種位置的焊接，是生產(chǎn)中應(yīng)用最廣的焊接方法。但焊條電弧焊時(shí)有強(qiáng)烈弧光和煙塵污染，勞動(dòng)條件差，生產(chǎn)率低，對(duì)工人技術(shù)水平要求較高，焊接質(zhì)量不夠穩(wěn)定。因此，主要應(yīng)用于單件小批量生產(chǎn)中焊接碳素鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼、耐熱鋼和對(duì)鑄鐵的補(bǔ)焊等。適宜板厚為3mm-20mm。一、焊條電弧焊電源二、焊條三、焊條電弧焊接工藝規(guī)范第二節(jié)

焊條電弧焊一、

焊條電弧焊電源1.電源的要求焊條電弧焊電源應(yīng)具有適當(dāng)?shù)目蛰d電壓和較高的引弧電壓，以利于引弧，保證安全；當(dāng)電弧穩(wěn)定燃燒時(shí)，焊接電流增大，電弧電壓應(yīng)急劇下降；還應(yīng)保證焊條與焊件短路時(shí)，短路電流不應(yīng)太大；同時(shí)焊接電流應(yīng)能靈活調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同的焊件及焊條的要求。2.電源種類（1）交流弧焊機(jī)它是一種特殊的降壓變壓器，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、噪聲小、成本低等優(yōu)點(diǎn)，但電弧穩(wěn)定性較差。（2）直流弧焊機(jī)直流弧焊機(jī)有弧焊發(fā)電機(jī)（由一臺(tái)三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和一臺(tái)直流弧焊發(fā)電機(jī)組成）和焊接整流器（整流式直流弧焊機(jī)）兩種類型。二、

焊條1、焊條的組成和作用

焊條是涂有藥皮的供焊條電弧焊用的熔化電極，由藥皮和焊芯兩部分組成。

焊芯在焊接過(guò)程中既是導(dǎo)電的電極，同時(shí)本身又溶化作為填充金屬，與熔化的母材共同形成焊縫金屬；藥皮是壓涂在焊芯表面的涂料層，主要作用是在焊接過(guò)程中造氣，起保護(hù)作用，防止空氣進(jìn)入焊縫；同時(shí)具有冶金作用，如脫氧、脫硫、脫磷和滲合金等；并具有穩(wěn)弧、脫渣等作用，以保證焊條具有良好的工藝性能，形成美觀的焊縫。2.焊條的分類(1)焊條按熔渣的化學(xué)性質(zhì)分為兩大類

1）酸性焊條溶渣呈酸性，藥皮中含大量SiO2、TiO2、MnO等氧化物。2）堿性焊條熔渣呈堿性，藥皮的主要成分為CaCo3和CaF2。(2)焊條按用途可分為十一大類碳鋼焊條、低合金鋼焊條、鉬和鉻鉬耐熱鋼焊條、低溫鋼焊條、不銹鋼焊條、堆焊焊條、鑄鐵焊條、鎳及鎳合金焊條、銅及銅合金焊條、鋁及鋁合金焊條、特殊用途焊條。(3)焊條型號(hào)由國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)分別規(guī)定各類焊條的型號(hào)編制方法。如標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定碳鋼焊條型號(hào)為"E××××"，其中，字母"E"表示焊條；前二位數(shù)字表示熔敷金屬抗拉強(qiáng)度的最小值；第三位數(shù)字表示焊接位置，"0"及"1"表示焊條適用于全位置（平焊、立焊、橫焊、仰焊）焊接，"2"為平焊及平角焊，"4"表示焊條適用于向下立焊；第三位和第四位數(shù)字組合時(shí)表示焊接電流種類及藥皮類型。在第四位數(shù)字后附加"R"表示耐吸潮焊條；附加"M"表示耐吸潮和力學(xué)性能有特殊規(guī)定的焊條；附加"-1"表示沖擊性能有特殊規(guī)定的焊條。3.焊條的選用（1）按強(qiáng)度等級(jí)和化學(xué)成分選用

1）焊接一般結(jié)構(gòu)，如低碳鋼、低合金鋼結(jié)構(gòu)件時(shí)，一般選與焊件強(qiáng)度等級(jí)相同的焊條，而不考慮化學(xué)成分相同或相近。2）焊接異種結(jié)構(gòu)鋼時(shí)，按強(qiáng)度等級(jí)低的鋼種選用焊條。3）焊接特殊性能鋼種，如不銹鋼、耐熱鋼時(shí)，應(yīng)選用與焊件化學(xué)成分相同或相近的特種焊條。4）焊件碳、硫、磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)較大時(shí)，應(yīng)選用堿性焊條。5）焊接鑄造碳鋼或合金鋼時(shí)，因?yàn)樘己秃辖鹪氐馁|(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，而且多數(shù)鑄件厚度、剛度較大，形狀復(fù)雜，故一般選用堿性焊條。（2）按焊件的工況條件選用焊條

1）焊接承受動(dòng)載、交變載荷及沖擊載荷的結(jié)構(gòu)件時(shí)，應(yīng)選用堿性焊條。2）焊接承受靜載的結(jié)構(gòu)件時(shí)，應(yīng)選用酸性焊條。3）焊接表面帶有油、銹、污等難以清理的結(jié)構(gòu)件時(shí)，應(yīng)選用酸性焊條。4）焊接在特殊條件，如在腐蝕介質(zhì)、高溫等條件下工作的結(jié)構(gòu)件時(shí)，應(yīng)選用特殊用途焊條。（3）按焊件形狀、剛度及焊接位置選用焊條1）厚度、剛度大、形狀復(fù)雜的結(jié)構(gòu)件，應(yīng)選用堿性焊條。2）厚度、剛度不大，形狀一般，尤其是均可采用平焊結(jié)構(gòu)件，應(yīng)選用適當(dāng)?shù)乃嵝院笚l。3）除平焊外，立焊、橫焊、仰焊等焊接位置的結(jié)構(gòu)件應(yīng)選用全位置焊條。三、

焊條電弧焊接工藝規(guī)范1.焊條直徑的選擇焊條直徑主要取決于焊件厚度、接頭形式、焊縫位置、焊層（道）數(shù)等因素。根據(jù)焊件厚度平焊時(shí)焊條的選用原則：一般當(dāng)焊件板厚t≤4mm時(shí)，焊條直徑d=t；當(dāng)t>4mm時(shí)，常采用多層焊，焊條直徑為4mm-6mm。2.焊接電流的選擇焊接電流大小根據(jù)焊條直徑來(lái)選擇。焊接電流選擇亦可用經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行估算，估算公式為：I=Kd，式中I-焊接電流（A）；d-焊條直徑（mm）；K-經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，常取30-40（A/mm）。第三節(jié)手弧焊的工藝特點(diǎn)一、優(yōu)點(diǎn)(1)工藝靈活、適應(yīng)性強(qiáng)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(jié)構(gòu)形狀的焊接。(2)質(zhì)量好與氣焊及埋弧焊相比，金相組織細(xì)，熱影響區(qū)小，接頭性能好。(3)易于通過(guò)工藝調(diào)整(如對(duì)稱焊等)來(lái)控制變形和改善應(yīng)力。(4)設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便。二、缺點(diǎn)(1)對(duì)焊工要求高，焊工的操作技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)直接影響產(chǎn)品質(zhì)量的好壞。(2)勞動(dòng)條件差焊工在工作時(shí)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(chǎn)率低受焊工體質(zhì)的影響，焊接工藝參數(shù)選擇較小，故生產(chǎn)率低。三、適用范圍在造船、鍋爐及壓力客器、機(jī)械制造、建筑結(jié)構(gòu)、化工設(shè)備等制造維修行業(yè)中都廣泛使用手工電弧焊。第四節(jié)各種焊接位置操作要點(diǎn)所謂焊接位置指焊接時(shí)焊件接縫所處的空間位置。根據(jù)焊縫傾角和焊縫轉(zhuǎn)角的不同，有平焊、立焊、橫焊和仰焊等焊。

添加標(biāo)題一、平焊

平焊分為對(duì)接平焊、角接平焊、搭接平焊等。1、對(duì)接平焊對(duì)接平焊一般分為不開(kāi)坡口的和開(kāi)坡口的對(duì)接平焊兩種。當(dāng)板厚小于6ram時(shí)，不開(kāi)坡口；當(dāng)焊件厚度等于或大于6mm時(shí)，應(yīng)開(kāi)坡口。(1)不開(kāi)坡口的對(duì)接平焊，詳見(jiàn)圖6—1。焊接正面焊縫時(shí)宜用3～4mm焊條短弧焊接，使熔深達(dá)到焊件厚度的2／3左右，焊縫寬度為5～8mm，加強(qiáng)高應(yīng)小于1.5mm。反面焊縫用直徑為3mm的焊條，可用稍大的電流焊接。對(duì)于重要的焊縫，在焊反面焊縫前，必須鏟除焊根。在焊接時(shí)焊條的角度見(jiàn)圖6—2。圖6—1不開(kāi)坡口的對(duì)接

圖6—2對(duì)接平焊的焊條角度

多層焊時(shí)，第一層打底焊道應(yīng)采用小直徑焊條，運(yùn)條方法應(yīng)視間隙的大小而定。間隙小時(shí)可用直線形運(yùn)條法，間隙大時(shí)可用直線往復(fù)式運(yùn)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(yùn)條法，進(jìn)行短弧焊。以后備層均可用鋸齒形運(yùn)條法，并且擺動(dòng)范圍應(yīng)逐漸加寬，擺動(dòng)到坡口兩邊時(shí)，應(yīng)稍作停留，防止出現(xiàn)熔合不良、夾渣等缺陷。應(yīng)注意每層焊縫不能過(guò)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(yīng)相反，其接頭也應(yīng)相互錯(cuò)開(kāi)，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(zhì)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(shí)，采用直線運(yùn)條法。(2)開(kāi)坡口的對(duì)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2、角接平焊角接平焊形成的焊縫為角焊縫，詳見(jiàn)圖6—5。角焊縫接焊腳尺寸(在角焊縫中畫(huà)出的最大等腰三角形中直角邊的長(zhǎng)度)的大小采用單層焊、多層焊和多層多道焊。當(dāng)焊腳尺寸小于6mm時(shí)的焊縫用單層焊，采用4mm的焊條；焊腳尺寸為6～8mm時(shí)，用多層焊，采用4～5mm的焊條；焊腳尺寸大于8mm時(shí)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(chǎn)率。對(duì)多層多道焊，在焊接第一道焊縫時(shí)，應(yīng)用較大電流，以得到較大的溶深；焊第二道焊縫時(shí)，由于焊件溫度升高，應(yīng)用較小的電流和較快的焊速，以防止垂直板產(chǎn)生咬邊現(xiàn)象。焊條的角度隨每一道焊縫的位置不同而有所不同，詳見(jiàn)圖6—6。角接平焊的運(yùn)條手法，第一層(打底焊)一般不做橫向擺動(dòng)外可以采用圓圈形、三角形、鋸齒形和直線形。在實(shí)際生產(chǎn)中，如焊件能翻動(dòng)時(shí)，應(yīng)盡可能把焊件放成船形位置進(jìn)行焊接，見(jiàn)圖6—7。船形位置焊接可避免產(chǎn)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(chǎn)率。運(yùn)條手法可用月牙行或鋸齒形。

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

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

二、立焊

立焊是焊接垂直平面上垂直方向的焊縫。由于在重力的作用下，焊條熔化所形成的焊滴和熔池中的熔化金屬要往下淌，就會(huì)使焊縫成型困難，不如平焊美觀，對(duì)初學(xué)者比起平焊操作有一定的難度。實(shí)施立焊應(yīng)注意以下問(wèn)題：1、在選擇焊條直徑和電流強(qiáng)度時(shí)都應(yīng)比平焊小，立焊時(shí)選的電流強(qiáng)度可比平焊小10％～15％，以避免過(guò)多的熔化金屬下淌；其次，應(yīng)采用短弧焊接法，避免因電弧過(guò)長(zhǎng)所造成的熔滴下淌及嚴(yán)重飛濺。2、焊條的運(yùn)動(dòng)。立焊的操作要領(lǐng)如下：在立焊過(guò)程中眼睛和手要協(xié)調(diào)配合，采用長(zhǎng)短電弧交替起落焊接法。當(dāng)電弧向上抬高時(shí)，電弧自然拉長(zhǎng)些，但不應(yīng)超過(guò)6mm；電弧自然下降在接近冷卻的熔池邊緣時(shí)，瞬間恢復(fù)短弧。電弧縱向移動(dòng)的速度應(yīng)依據(jù)電流大小及熔池冷卻情況而定，其上下移動(dòng)的間距一般不超過(guò)12mm，詳見(jiàn)圖6—9。焊條與焊縫中心線夾角應(yīng)保持在60°～80°，并保持焊條左右方向夾角相等。焊條的運(yùn)條手法要依據(jù)焊縫的熔寬來(lái)決定。3、焊工的操作姿勢(shì)。立焊的操作根據(jù)焊縫與焊工距離的不同，一般采用胳臂有依托和無(wú)依托兩種姿勢(shì)。有依托，即胳臂大臂輕輕地貼在上體的肋部或大腿、膝蓋位置，隨著焊條的熔化和縮短，胳臂自然地前伸，起到調(diào)節(jié)的作用。用有依托的姿勢(shì)焊接時(shí)，比較牢靠、省力。無(wú)依托，即把胳臂半伸開(kāi)或全伸開(kāi)，懸空操作，這需要靠胳臂的伸縮來(lái)調(diào)節(jié)焊條的位置。胳臂活動(dòng)范圍大，操作難度也較大立焊時(shí)焊工的操作姿勢(shì)見(jiàn)圖6—10。4、握焊鉗的方式。握焊鉗的方式，常有正握式(如圖6—11a、b)和反握式(如圖6—11c)兩種。圖6—11a是一般立焊時(shí)常用的握焊鉗方式。當(dāng)遇到較低的焊接部位和不好施焊的位置時(shí)，常用圖6—11b的握焊鉗方式，也有采用圖6—11c的握焊鉗方式，立焊分為對(duì)接立焊和立角焊。圖6—11握焊鉗的姿勢(shì)（1）對(duì)接立焊。對(duì)接立焊除了要控制熔化金屬不下淌外，還要求焊縫保持平直。為操作方便，常使用小直徑焊條和較小的焊接電流，并采用短弧焊接法。對(duì)于不開(kāi)坡口的對(duì)接立焊，當(dāng)焊接薄板時(shí)，容易產(chǎn)生燒穿、咬肉和變形等缺陷。此時(shí)對(duì)接立焊采用自下而上和自上而下兩種焊接方法，后一種方法也稱立向下焊。在采用自下而上的方法時(shí)，如選用堿性焊條，焊條直徑為2.5或3.2mm，焊接電流均應(yīng)較平焊小。采用短弧焊接，可使熔滴過(guò)渡的距離縮短，操作容易，并有利于避免燒穿，縮小受熱面積，減小變形運(yùn)條手法可用直線形、月牙形或鋸齒形等。在操作中，當(dāng)觀察到有咬肉等缺陷時(shí)，焊條可在咬肉部位稍微停一會(huì)兒，然后再抬起電弧。如發(fā)現(xiàn)有熔化金屬下淌，焊縫成型不良的部分應(yīng)立即鏟去，一般可用電弧吹掉后再向上焊接。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有燒穿時(shí)應(yīng)停止焊接，將燒穿部位焊補(bǔ)后，再進(jìn)行焊接。立向下焊時(shí)應(yīng)采用立向下焊焊條。當(dāng)采用酸性焊條時(shí)，也必須用小直徑焊條，并注意焊條的角度，一般采用長(zhǎng)電弧焊接法。在操作中應(yīng)注意觀察焊縫的中心線、焊接熔池和焊條的起落位置。由于酸性焊條為長(zhǎng)渣，所以要求焊條擺動(dòng)的速度快而且準(zhǔn)確。焊條的擺動(dòng)方法，是以焊縫中心線為準(zhǔn)，從左右兩側(cè)往中間作半圓形擺動(dòng)。對(duì)于開(kāi)坡口的對(duì)接立焊，坡口的形式有V形或U形等，一般采用多層焊，層數(shù)多少根據(jù)焊件厚度而定。一定要注意每一層焊縫的成型，詳見(jiàn)圖6—12a。如果焊縫不平，中間高兩側(cè)低，甚至形成尖角，如圖6—12b，則不僅給清渣帶來(lái)困難，而且因成型不良造成夾渣、未焊透等缺陷。

開(kāi)坡口的對(duì)接立焊可分三個(gè)環(huán)節(jié)1)封底焊，就是正面的第一道焊縫。焊接時(shí)應(yīng)選用直徑較小的焊條和較小的焊接電流。對(duì)厚板可采用小三角形運(yùn)條法，對(duì)中板或較薄板，可采用小月牙形或跳弧運(yùn)條法。在封底焊時(shí)，一定要保證焊縫質(zhì)量，尤其注意避免產(chǎn)生氣孔如果在第一層焊縫產(chǎn)生了氣孔就會(huì)自下而上的柱狀貫穿氣孔。焊接厚板時(shí)，采用逐步退焊法，每段長(zhǎng)度不宜過(guò)長(zhǎng)，應(yīng)按每根焊條可能焊接的長(zhǎng)度來(lái)計(jì)算。圖6—12開(kāi)坡口對(duì)接立焊的成型2)中間層焊縫焊接，主要是填滿焊縫。為提高生產(chǎn)效率可采用月牙形運(yùn)條，焊接時(shí)應(yīng)避免產(chǎn)生未熔合、夾渣等缺陷。接近表面的一層焊縫的焊接非常重要，一方面要將以前各層焊縫凸凹不平的加以平整，為表層焊縫打好基礎(chǔ)；另一方面，這層焊縫一般比板面低lmm左右，而且焊縫中間應(yīng)有些凹以保證表層焊縫成型美觀。3)表層焊縫焊接，即多層焊的最外層焊縫應(yīng)滿足焊縫外觀尺寸要求。運(yùn)條手法可按要求的焊縫的余高加以選擇。如要求稍高時(shí)，焊條可作月牙形擺動(dòng)，如要求稍平整時(shí)焊條可作鋸齒形或不等八字形擺動(dòng)。在焊接時(shí)應(yīng)注意，運(yùn)條的速度必須均勻一致。當(dāng)焊條在焊縫兩邊時(shí)，要將電弧進(jìn)一步縮短，并應(yīng)稍微停留，這樣有利于熔滴的過(guò)渡和減少電弧的輻射面積，可以防止產(chǎn)生咬肉等缺陷。不等八字形運(yùn)條法，詳見(jiàn)圖6—13。當(dāng)焊縫要求較寬的情況下，如采用月牙形或鋸條形手法時(shí)，一次擺動(dòng)往往達(dá)不到焊縫邊緣良好的熔合，采用八字形運(yùn)條法能得到較寬的焊波，焊縫表面是魚(yú)鱗狀的花紋。焊接時(shí)自左向右把熔滴放置在焊縫寬度的1／3處，稍微停頓一下，接著把焊條抬高并引到焊縫的2／3處，再向焊縫右邊瞬間劃弧以后，將焊條降落到焊縫的2／3處，瞬間變成短弧，停頓一下，使熔化金屬與前面焊坡熔合好，然后把焊條抬高向左引到焊縫寬度的1／3處……。這種有規(guī)律的運(yùn)條方法要求焊條有節(jié)奏地均勻擺動(dòng)，擺動(dòng)時(shí)要快而穩(wěn)，熔滴下落的位置要準(zhǔn)確。（2）立角焊縫的焊接。立角焊時(shí)應(yīng)注意以下問(wèn)題：1)焊條的位置。為了使兩塊鋼板能均勻受熱，保證熔深和提高工效，在立角焊時(shí)應(yīng)注意焊條的位置和傾斜角度。當(dāng)被焊的兩塊鋼板厚度相等時(shí)，焊條與兩塊鋼板的夾角左右相等，并根據(jù)不同的板厚來(lái)改變夾角大小，焊條與焊縫中心線的夾角保持60°～80°圖6—13不等八字運(yùn)條法2)熔化金屬的控制。立角焊操作的關(guān)鍵是如何控制熔化金屬，要求焊接時(shí)精神集中，注意觀察金屬的冷卻情況，焊條要根據(jù)熔化金屬的冷卻情況有節(jié)奏地?cái)[動(dòng)。在立角焊的過(guò)程中，當(dāng)引弧后焊出第一個(gè)焊坡時(shí)電弧應(yīng)較快地提高；當(dāng)看到熔池瞬間冷卻成一個(gè)暗紅點(diǎn)時(shí)，電弧又下降到弧坑處，并使熔滴凝固在前面已形成的焊波z／3處，然后電弧再抬高。如果前一熔滴未冷卻到一定的程度，就過(guò)急地下降焊條，會(huì)造成熔化金屬下淌；而當(dāng)焊條下降動(dòng)作過(guò)慢時(shí)，又會(huì)造成熔滴之間熔合不良。如果焊條放置的位置不對(duì)，會(huì)使焊坡脫節(jié)影響焊縫的美觀和焊接質(zhì)量。3)焊條的擺動(dòng)。應(yīng)根據(jù)不同的板厚和焊腳尺寸的要求，選用適當(dāng)?shù)倪\(yùn)條手法。對(duì)焊腳尺寸較小的焊縫可采用直線往復(fù)運(yùn)條手法；對(duì)焊腳尺寸要求較大的焊縫可采用月牙形、三角形、鋸齒形等運(yùn)條手法，詳見(jiàn)圖6—14。4)局部間隙過(guò)大的焊接方法。對(duì)立角焊縫當(dāng)不要求焊透或遇到局部間隙超過(guò)焊條直徑時(shí)，可預(yù)先采用下行焊的方法使熔化金屬把過(guò)大的間隙填滿后，再進(jìn)行正常焊接。這樣做可以提高工效，并大大減少金屬的飛濺和電弧偏吹。三、橫焊橫焊是焊接垂直或傾斜平面上水平方向的焊縫，橫焊時(shí)，由于重力作用，熔化金屬容易下淌而產(chǎn)生各種缺陷，如圖6—15。因此采用短弧焊接，并且選用較細(xì)的焊條和較小的焊接電流及適當(dāng)?shù)倪\(yùn)條手法。1、不開(kāi)坡口的對(duì)接橫焊。不開(kāi)坡口的對(duì)接橫焊當(dāng)板厚為3—5mm時(shí)應(yīng)采用雙面焊。正面焊時(shí)焊條直徑宜為3．2～4mm，焊條與下板成75°～80°，如圖6—16。當(dāng)焊件較薄時(shí)，用直線往復(fù)形運(yùn)條法，

這樣可借焊條向前移動(dòng)的機(jī)會(huì)使熔池得到冷卻，這樣熔池中的熔化金屬就有機(jī)會(huì)凝固，防止燒穿。當(dāng)焊件較厚時(shí)，可采用短弧直線形或小斜圓圈形運(yùn)條手法，如圖6—17，以得到合適的熔深。焊接速度應(yīng)稍快并均勻，避免焊條的熔化金屬過(guò)多地聚集在某一點(diǎn)上，形成焊瘤和在焊縫上部咬邊，而影響焊縫成型。反面封底焊時(shí)，應(yīng)選用細(xì)焊條，焊接電流應(yīng)稍大，一般選平焊用的焊接電流強(qiáng)度，用直線運(yùn)條法進(jìn)行焊接。2、開(kāi)坡口的對(duì)接橫焊。對(duì)接橫焊坡口加工如圖6—18的形狀。一般下板不開(kāi)坡口，或下板所開(kāi)坡口角度小于上板，這樣有利于焊縫成形。開(kāi)坡口對(duì)接橫焊縫如圖6—19。在焊第一道焊縫時(shí)，應(yīng)選用細(xì)焊條，一般為3mm，運(yùn)條手法可根據(jù)接頭的間隙大小來(lái)決定，當(dāng)間隙大時(shí)，宜采用直線往復(fù)形運(yùn)條法。第二道用3～4mm的焊條。

橫焊的運(yùn)條手法采用斜圓圈形運(yùn)條手法，如圖6—20。在旋焊過(guò)程中，應(yīng)保持較短的電弧長(zhǎng)度和均勻的焊接速度。為了有效地防止焊縫表面咬邊和下面產(chǎn)生熔化金屬下淌現(xiàn)象，每個(gè)斜圓圈形與焊縫中心的斜度不得大于45°。當(dāng)焊條末端運(yùn)到斜圓圈上面時(shí)，電弧應(yīng)更短，并稍停片刻，使較多的熔化金屬過(guò)渡到焊縫上去。然后緩慢將電弧引到焊縫的下邊，即原先電弧停留的旁邊，如圖6—21所示，這樣做能有效地避免各種缺陷使焊縫成型良好。當(dāng)橫焊板厚大于8mm時(shí)，應(yīng)采用多層多道焊，這樣可以較好地避免由于熔化金屬下淌造成的焊瘤。運(yùn)條手法用直線形，并應(yīng)始終保持短弧和適當(dāng)?shù)暮附铀俣?，同時(shí)焊條的角度也要根據(jù)焊縫的位置來(lái)調(diào)節(jié)，如圖6—22。焊條直徑可用3.2～4mm。在施焊過(guò)程中，焊縫排列順序如圖6—22。四、仰焊

仰焊是幾種焊接位置中焊接最困難的一種，由于仰焊時(shí)熔池倒懸在焊件下面，使焊縫成型困難。同時(shí)在施焊中，常發(fā)生熔渣超前現(xiàn)象，因此在運(yùn)條方面要比平焊、立焊、橫焊困難。當(dāng)焊件厚度為4mm左右時(shí)，仰焊可采用不開(kāi)坡口的對(duì)接焊，焊條直徑為3.2mm，焊條與焊縫兩側(cè)成90°，與焊接方向保持80o～90o，如圖6—23。在整個(gè)施焊過(guò)程中，焊條要保持在上述位置均勻地運(yùn)條。運(yùn)條手法可采用直線形和直線往復(fù)形，直線形用于焊接間隙小的接頭，直線往復(fù)形可用于間隙稍大的接頭。焊接電流不應(yīng)過(guò)小，否則就得不到足夠的熔深并且電弧不穩(wěn)，操作難以掌握而且焊縫質(zhì)量也難以保證。

當(dāng)焊件厚度大于5mm時(shí)，對(duì)接仰焊均開(kāi)坡口。對(duì)于開(kāi)坡口的對(duì)接仰焊的第一層焊縫，宜用直線形或直線往復(fù)形運(yùn)象方法。焊縫表面要平直，不允許出現(xiàn)凸形。第二層以后均宜用鋸齒形或月牙形運(yùn)條手法，如圖6—24。在進(jìn)行仰焊時(shí)不論采用哪種運(yùn)條手法，均應(yīng)形成較薄的焊道。圖6—25為開(kāi)坡口對(duì)接仰焊時(shí)，多層多道焊焊縫的排列順序，并且焊條的角度應(yīng)根據(jù)每一道的位置作相應(yīng)的調(diào)整，以有利于熔滴金屬的過(guò)渡和能獲得較好的焊縫成型為原則。第五節(jié)電弧焊常見(jiàn)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(guò)大或過(guò)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(jiàn)圖6—26。1、產(chǎn)生原因焊件坡口角度不對(duì)，裝配間隙不均焊接速度不當(dāng)或運(yùn)條手法不正確，焊條和角度選擇不當(dāng)或改變，加上埋弧焊焊接工藝選擇不正確等都會(huì)造成焊件缺陷。2、防止方法選擇適當(dāng)?shù)钠驴诮嵌群脱b配間隙；正擇焊接工藝參數(shù)，特別是焊接電流值，采用恰當(dāng)運(yùn)條方法和角度，以保證焊縫成形均勻一致。二、焊接裂紋在焊接應(yīng)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(jié)合力遭到破壞而形成的新界面所產(chǎn)生的縫隙叫焊接裂紋。它具有尖銳的缺口和大的長(zhǎng)寬比特征。1、熱裂紋的產(chǎn)生原因與防止方法焊接過(guò)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(chǎn)生的焊接裂紋叫熱裂紋。(1)產(chǎn)生原因是由于熔池冷卻結(jié)晶時(shí)，受到的拉應(yīng)力作用，而凝固時(shí)，低熔點(diǎn)共晶體形成的液態(tài)薄層共同作用的結(jié)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(zhì)的含量即碳、硫、磷的含量，減少熔池中低熔點(diǎn)共晶體的形成。②預(yù)熱：以降低冷卻速度，改善應(yīng)力狀況。③采用堿性焊條，因?yàn)閴A性焊條的熔渣具有較強(qiáng)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、電動(dòng)機(jī)修后的一般性試驗(yàn)修理后的電動(dòng)機(jī)為保證其檢修質(zhì)量，應(yīng)做以下的檢查和試驗(yàn)。1、修后裝配質(zhì)量檢查軸承蓋及端蓋螺栓是否擰緊，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)是否靈活，軸伸部分是否有明顯的偏擺。繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)還應(yīng)檢查電刷裝配情況是否符合要求。在確認(rèn)電動(dòng)機(jī)一般情況良好后，才能進(jìn)行試驗(yàn)。2、絕緣電阻的測(cè)定修復(fù)后的電動(dòng)機(jī)絕緣電阻的測(cè)定一般在室溫下進(jìn)行。額定工作電壓在500V以下的電動(dòng)機(jī)，用500V搖表測(cè)定其相間絕緣和繞組對(duì)地絕緣。小修后的絕緣電阻應(yīng)不小于0.5MΩ，大修更換繞組后的絕緣電阻一般不低于5MΩ。3、空載電流的測(cè)定試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)在電動(dòng)機(jī)定子繞組上加三相平衡的額定電壓，且電動(dòng)機(jī)不帶負(fù)荷，測(cè)得的電動(dòng)機(jī)任意一相空載電流與三相電流平均值的偏差不得大于10%，試驗(yàn)時(shí)間為1h。試驗(yàn)時(shí)可檢查定子鐵心是否過(guò)熱或溫升不均勻，軸承溫度是否正常，傾聽(tīng)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)和運(yùn)行有無(wú)異常響聲。4、耐壓試驗(yàn)電動(dòng)機(jī)大修后，應(yīng)進(jìn)行繞組對(duì)機(jī)殼及繞組相間的絕緣強(qiáng)度（即耐壓）試驗(yàn)。對(duì)額定功率為1kw的電動(dòng)機(jī)，且額定電壓為380V，其試驗(yàn)電壓為交流50Hz，有效值為1760V。對(duì)額定功率小于1KW的電動(dòng)機(jī)，額定電壓為380V，其試驗(yàn)電壓有效值為1260V。

第五節(jié)電刷的更換及調(diào)整電刷是電機(jī)固定部分與轉(zhuǎn)動(dòng)部分導(dǎo)電的過(guò)渡部件。電刷工作時(shí)，不僅有負(fù)荷電流通過(guò)，而且還要保持與滑環(huán)表面良好的接觸和滑動(dòng)。因此，要求電刷應(yīng)具有足夠的載流能力和耐磨的力學(xué)性能。為保持電刷良好的電氣性能和力學(xué)性能，在檢查、更換和調(diào)整電刷時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。一、注意檢查電刷磨損情況，在正常壓力下工作的電刷，隨著電刷的磨損，彈簧壓力會(huì)逐漸減弱，應(yīng)調(diào)整壓力彈簧予以補(bǔ)償。而電刷磨損超過(guò)新電刷長(zhǎng)度的60％時(shí)，要及時(shí)更換。更換電刷時(shí)，應(yīng)盡量選用原電刷牌號(hào)及尺寸。電刷停止運(yùn)行時(shí)，應(yīng)仔細(xì)檢查滑環(huán)表面，若表面不平不清潔，應(yīng)及時(shí)修理清潔滑環(huán)，以保證滑環(huán)與電刷的良好接觸。二、更換電刷時(shí)，應(yīng)將電刷與滑環(huán)表面用0號(hào)砂布研磨光滑，使接觸面積達(dá)到電刷截面積的75％以上。刷握與滑環(huán)的距離應(yīng)為2～4mm。三、更換后的電刷在刷握那應(yīng)能上下自由移動(dòng)，當(dāng)不能太松而搖晃。6～12mm的電刷在旋轉(zhuǎn)方向上游隙為0.1～0.2mm；12mm以上的電刷游隙為0.15～0.4mm。四、測(cè)量電刷壓力。用彈簧秤測(cè)量各個(gè)壓力時(shí)，一般電刷壓力為15～25kPa，同一刷架上的電刷壓力差值不應(yīng)超過(guò)10％目測(cè)檢查調(diào)整時(shí)，把電刷壓力調(diào)整到不冒火花，電刷不在刷握里跳動(dòng)，摩擦聲很低即可。五、更換電刷時(shí)，應(yīng)檢查電刷的軟銅線是否牢固完整，若軟銅線折斷股數(shù)超過(guò)總股數(shù)的1/3，應(yīng)更換新電刷線。2、冷裂紋的產(chǎn)生原因及防止方法焊接接頭冷卻到較低溫度時(shí)(對(duì)鋼來(lái)說(shuō)在Ms溫度以下或200℃～300℃)，產(chǎn)生的焊接裂紋叫冷裂紋。(1)產(chǎn)生原因主要發(fā)生在中碳鋼、低合金和中合金高強(qiáng)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(guò)程中產(chǎn)生了較大的拘束應(yīng)力。(2)防止方法從減少這三個(gè)因素的影響和作用著手。1)焊前按規(guī)定要求嚴(yán)格烘干焊條、焊劑，以減少氫的來(lái)源。2)采用低氫型堿性焊條和焊劑。3)焊接淬硬性較強(qiáng)的低合金高強(qiáng)度鋼時(shí)，采用奧氏體不銹鋼焊條。4)焊前預(yù)熱。5)后熱焊后立即將焊件的全部(或局部)進(jìn)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(yīng)力的作用。6)適當(dāng)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。3、再熱裂紋的產(chǎn)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(yīng)力熱處理或其它加熱過(guò)程如多層焊時(shí))而產(chǎn)生的裂紋，叫再熱裂紋。再熱裂紋一般發(fā)生在熔點(diǎn)線附近，被加熱至1200℃～1350℃的區(qū)域中，產(chǎn)生的加熱溫度對(duì)低合金高強(qiáng)度鋼大致為580℃～650℃。當(dāng)鋼中含鉻、鉬、釩等合金元素較多時(shí)，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(jié)構(gòu)鋼焊接殘余應(yīng)力；最后在焊接過(guò)程中采取減少焊接應(yīng)力的工藝措施，如使用小直徑焊條，小參數(shù)焊接，焊接時(shí)不擺動(dòng)焊條等。4、層狀撕裂的產(chǎn)生原因與防止方法焊接時(shí)焊接構(gòu)件中沿鋼板軋層形成的階梯狀的裂紋叫層狀撕裂，見(jiàn)圖6～27。產(chǎn)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(yīng)力作用下(圖中箭頭)，在夾雜物的邊緣產(chǎn)生應(yīng)力集中，當(dāng)應(yīng)力超過(guò)一定數(shù)值時(shí)，某些部位的夾雜物首先開(kāi)裂并擴(kuò)展，以后這種開(kāi)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(yán)格控制鋼材的含硫量，在與焊縫相連接的鋼材表面預(yù)先堆焊幾層低強(qiáng)度焊縫和采用強(qiáng)度級(jí)別較低的焊接材料。三、氣孔焊接時(shí)，熔池中的氣泡在凝固時(shí)未能逸出，殘存下來(lái)形成的空穴叫氣孔。1、產(chǎn)生原因(1)鐵銹和水分對(duì)熔池一方面有氧化作用，另一方面又帶來(lái)大量的氫。(2)焊接方法埋弧焊時(shí)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(duì)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(chǎn)生氣孔。(4)電流種類和極性當(dāng)采用未經(jīng)很好烘干的焊條進(jìn)行焊接時(shí)，使用交流電源，焊縫最易出現(xiàn)氣孔；直流正接氣孔傾向較??；直流反接氣孔傾向最小。采用堿性焊條時(shí)，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(shù)焊接速度增加，焊接電流增大，電弧電壓升高都會(huì)使氣孔傾向增加。2、防止方法(1)對(duì)手弧焊焊縫兩側(cè)各10mm，埋弧自動(dòng)焊兩側(cè)各20mm內(nèi)，仔細(xì)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(yán)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(shù)，使用堿性焊條焊接時(shí)，一定要短弧焊。四、咬邊由于焊接參數(shù)選擇不當(dāng)，或操作工藝不正確，沿焊趾的母材部位產(chǎn)生的溝槽或凹陷叫咬邊，如圖6—28所示。1、產(chǎn)生原因主要是由于焊接工藝參數(shù)選擇不當(dāng)，焊接電流太大，電弧過(guò)長(zhǎng)，運(yùn)條速度和焊條角度不適當(dāng)?shù)取?、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(zhǎng)，掌握正確的運(yùn)條方法和運(yùn)條角度。埋弧焊時(shí)一般不會(huì)產(chǎn)生咬邊。五、未焊透焊接時(shí)接頭根部未完全熔透的現(xiàn)象叫未焊透。見(jiàn)圖6—29。1、產(chǎn)生原因焊縫坡口鈍邊過(guò)大，坡口角度太小，焊根未清理干凈，間隙太?。缓笚l或焊絲角度不正確，電流過(guò)小，速度過(guò)快，弧長(zhǎng)過(guò)大；焊接時(shí)有磁偏吹現(xiàn)象；或電流過(guò)大，焊件金屬尚未充分加熱時(shí)，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(dá)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(rèn)真操作，防止焊偏等。六、未熔合熔焊時(shí)，焊道與母材之間或焊道與焊道之間，未完全熔化結(jié)合的部分叫未熔合，如圖6—30所示。1、產(chǎn)生原因?qū)娱g清渣不干凈，焊接電流太小，焊條偏心，焊條擺動(dòng)幅度太窄等。2、防止方法加強(qiáng)層間清渣，正確選擇焊接電流，注意焊條擺動(dòng)等。七、夾渣焊后殘留在焊縫中的熔渣叫夾渣，見(jiàn)圖6—311、產(chǎn)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(guò)快，使熔渣來(lái)不及浮起；多層焊時(shí)，清渣不干凈；焊縫成形系數(shù)過(guò)小以及手弧焊時(shí)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(yùn)條角度，焊件坡口角度不宜過(guò)小，多層焊時(shí)，認(rèn)真做好清渣工作等。八、焊瘤焊接過(guò)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(jiàn)圖6—32。1、產(chǎn)生的原因操作不熟練和運(yùn)條角度不當(dāng)。2、防止方法提高操作的技術(shù)水平。正確選擇焊接工藝參數(shù)，靈活調(diào)整焊條角度，裝配間隙不宜過(guò)大。嚴(yán)格控制熔池溫度，不使其過(guò)高。九、塌陷單面熔化焊時(shí)，由于焊接工藝選擇不當(dāng)，造成焊縫金屬過(guò)量透過(guò)背面，而使焊縫正面塌陷、背面凸起的現(xiàn)象叫塌陷。見(jiàn)圖6—33。產(chǎn)生的原因塌陷往往是由于裝配間隙或焊接電流過(guò)大所致。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(jiàn)圖6—34面的凹坑通常叫內(nèi)凹。凹坑會(huì)減少焊縫的工作截面。產(chǎn)生的原因電弧拉得過(guò)長(zhǎng)，焊條傾角不當(dāng)和裝配間隙太大等。十一、燒穿焊接過(guò)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(chǎn)生的原因?qū)讣訜徇^(guò)甚。2、防止方法正確選擇焊接電流和焊接速度，嚴(yán)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(hù)焊時(shí)，由鎢極進(jìn)入到焊縫中的鎢粒叫夾鎢。夾鎢的性質(zhì)相當(dāng)于夾渣。1、產(chǎn)生原因主要是焊接電流過(guò)大，使鎢極端頭熔化，焊接過(guò)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。第六節(jié)手弧焊常見(jiàn)焊接缺陷的產(chǎn)生原因及危害焊接缺陷按其在焊縫中的位置，可分為內(nèi)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(nèi)部缺陷主要包括未焊透、內(nèi)部氣孔、內(nèi)部裂紋、夾渣等。內(nèi)部缺陷位于焊縫內(nèi)部，須用無(wú)損探傷法或用破壞性試驗(yàn)才能發(fā)現(xiàn)。下面分別敘述各種焊接缺陷的特征、產(chǎn)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(guò)高和不足等。焊縫尺寸過(guò)小會(huì)降低焊接接頭的承載能力；焊縫尺寸過(guò)大會(huì)增加焊接工作量，使焊接殘余應(yīng)力和焊接變形增加，并會(huì)造成應(yīng)力集中。焊接坡口角度不當(dāng)或裝配間隙不均勻、焊接電流過(guò)大或過(guò)小、運(yùn)條方式或速度及焊角角度不當(dāng)?shù)染鶗?huì)造成焊縫尺寸不符合要求。2、咬邊由于焊接參數(shù)選擇不當(dāng)，或操作工藝不正確，沿焊趾的母材部位產(chǎn)生的溝槽或凹陷即為咬邊，詳見(jiàn)圖6一35。3、焊瘤焊接過(guò)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(jiàn)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(yīng)力集中。對(duì)于管道接頭來(lái)說(shuō)，管道內(nèi)部的焊瘤還會(huì)使管內(nèi)的有效面積減少，嚴(yán)重時(shí)使管內(nèi)產(chǎn)生堵塞。焊縫間隙過(guò)大、焊條位置和運(yùn)條方法不正確、焊接電流過(guò)大或焊接速度太慢等均可引起焊瘤的產(chǎn)生。焊瘤常在立焊和仰焊時(shí)發(fā)生。4、燒穿焊接過(guò)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(jiàn)圖6—37。燒穿在手工電弧焊中，尤其是在焊接薄板時(shí)，是一種常見(jiàn)的缺陷。燒穿是一種不允許存在的焊接缺陷。產(chǎn)生燒穿的主要原因是焊接電流過(guò)大，焊接速度太低當(dāng)裝配間隙過(guò)大或鈍邊太薄時(shí)也會(huì)發(fā)生燒穿現(xiàn)象。為了防止燒穿，要正確設(shè)計(jì)焊接坡口，確保裝配質(zhì)量，選用適當(dāng)?shù)暮附庸に噮?shù)。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(shí)，可采用跳弧焊接法或斷續(xù)滅弧焊接法。4、燒穿焊接過(guò)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(jiàn)圖6—37。燒穿在手工電弧焊中，尤其是在焊接薄板時(shí)，是一種常見(jiàn)的缺陷。燒穿是一種不允許存在的焊接缺陷。產(chǎn)生燒穿的主要原因是焊接電流過(guò)大，焊接速度太低當(dāng)裝配間隙過(guò)大或鈍邊太薄時(shí)也會(huì)發(fā)生燒穿現(xiàn)象。為了防止燒穿，要正確設(shè)計(jì)焊接坡口，確保裝配質(zhì)量，選用適當(dāng)?shù)暮附庸に噮?shù)。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(shí)，可采用跳弧焊接法或斷續(xù)滅弧焊接法。5、未焊透焊接時(shí)接頭根部未完全熔透的現(xiàn)象稱為未焊透，如圖6—38。未焊透常出現(xiàn)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(jī)械性能降低，而且在未焊透處的缺口和端部形成應(yīng)力集中點(diǎn)，承載后會(huì)引起裂紋未焊透產(chǎn)生的原因是焊接電流太??；運(yùn)條速度太快；焊條角度不當(dāng)或電弧發(fā)生偏吹；坡口角度或?qū)陂g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(huì)引起未焊透的產(chǎn)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(cè)和焊層間的污物及熔渣；選用適當(dāng)?shù)暮附与娏骱秃附铀俣?；運(yùn)條時(shí)，應(yīng)隨時(shí)注意調(diào)正焊條的角度，特別是遇到磁偏吹和焊條偏心時(shí)，更要注意調(diào)整焊條角度，以使焊縫金屬和母材金屬得到充分熔合；對(duì)導(dǎo)熱快、散熱面積大的焊件，應(yīng)采取焊前預(yù)熱或焊接過(guò)程中加熱的措施。6、未熔合未熔合指焊接時(shí)，焊道與母材之間或焊道與焊道之間未完全熔化結(jié)合的部分；或指點(diǎn)焊時(shí)母材與母材之間未完全熔化結(jié)合的部分。詳見(jiàn)圖6—39。

未熔合產(chǎn)生的危害大致與未焊透相同。產(chǎn)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(cè)壁有銹垢和污物；焊層問(wèn)清渣不徹底等。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于母材表面的局部低洼部分，詳見(jiàn)圖6—40。塌陷指單面熔化焊時(shí)，由于焊接工藝不當(dāng)，造成焊縫金屬過(guò)量透過(guò)背面，使焊縫正面塌陷，背面凸起的現(xiàn)象，詳見(jiàn)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(xiàn)象即未焊滿。上述缺陷削弱了焊縫的有效截面，容易造成應(yīng)力集中并使焊縫的強(qiáng)度嚴(yán)重減弱。塌陷常在立焊和仰焊時(shí)產(chǎn)生，特別是管道的焊接，往往由于熔化金屬下墜出現(xiàn)這種缺陷。手工電弧焊應(yīng)注意在收弧的過(guò)程中，使焊條在熔池處作短時(shí)間的停留，或作環(huán)形運(yùn)條以避免在收弧處出現(xiàn)凹坑。

二、夾渣焊后殘留在焊縫中的熔渣稱為夾渣，詳見(jiàn)圖6—42。夾渣與夾雜物不同，夾雜物是由于焊接冶金反應(yīng)產(chǎn)生的，焊后殘留在焊縫金屬中的非金屬雜質(zhì)，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(zhǎng)。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(lái)。夾渣外形很不規(guī)則，大小相差也極懸殊，對(duì)接頭性能影響比較嚴(yán)重。夾渣會(huì)降低焊接接頭的塑性和韌性；夾渣的尖角處，造成應(yīng)力集中；特別是對(duì)于淬火傾向較大的焊縫金屬，容易在夾渣尖角處產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力而形成焊接裂紋。1、夾渣產(chǎn)生的原因熔渣未能上浮到熔池表面就會(huì)形成夾渣。夾渣產(chǎn)生的原因有：（1）在坡口邊緣有污物存在。定位焊和多層焊時(shí)，每層焊后沒(méi)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(huì)出現(xiàn)夾渣。（2）坡口太小，焊條直徑太粗，焊接電流過(guò)小，因而熔化金屬和熔渣由于熱量不足使其流動(dòng)性差，會(huì)使熔渣浮不上來(lái)造成夾渣。（3）焊接時(shí)，焊條的角度和運(yùn)條方法不恰當(dāng)，對(duì)熔渣和鐵水辨認(rèn)不清，把熔化金屬和熔渣混雜在一起。（4）冷卻速度過(guò)快，熔渣來(lái)不及上浮。（5）母材金屬和焊接材料的化學(xué)成分不當(dāng)，如當(dāng)熔渣內(nèi)含氧、氮、錳、硅等成分較多時(shí)，容易出現(xiàn)夾渣。（6）焊接電流過(guò)小，使熔池存在時(shí)間太短。（7）焊條藥皮成塊脫落而未熔化，焊條偏心，電弧無(wú)吹力磁偏吹等。2、防止夾渣產(chǎn)生的措施（1）認(rèn)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(dāng)?shù)卦黾雍附与娏鳎苊馊刍饘倮鋮s過(guò)快，必要時(shí)把電弧縮短，并增加電弧停留時(shí)間，使熔化金屬和熔渣分離良好。（3）根據(jù)熔化情況，隨時(shí)調(diào)整焊條角度和運(yùn)條方法。焊條橫向擺動(dòng)幅度不宜過(guò)大，在焊接過(guò)程中始終應(yīng)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(diào)整焊條藥皮或焊劑的化學(xué)成分，降低熔渣的熔點(diǎn)和粘度，能有效地防止夾渣。三、氣孔1、氣孔的形成焊接時(shí)，熔池中的氣泡在凝固時(shí)未能逸出而殘留下來(lái)所形成的空穴稱為氣孔。氣孔可分為密集氣孔、條蟲(chóng)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?dú)獾?。氣孔可能產(chǎn)生在焊縫表面或隱藏在焊縫內(nèi)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(dá)3mm。2、氣孔對(duì)焊縫性能的影響氣孔對(duì)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(jī)械性能下降，而且破壞了焊縫的致密性，容易造成泄漏。條蟲(chóng)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(yīng)力集中，致使焊縫的塑性降低。因此在重要的焊件中對(duì)氣孔應(yīng)嚴(yán)格地控制。3、防止氣孔產(chǎn)生的措施為防止氣孔的產(chǎn)生，應(yīng)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(yīng)在焊前清除焊件坡口面及兩側(cè)的水分、銹、油污及防腐底漆。在焊接材料方面，手工電弧焊時(shí)，如果焊條藥皮受潮、變質(zhì)、剝落、焊芯生銹等，都會(huì)產(chǎn)生氣孔。焊條焊前烘干對(duì)防止氣孔的產(chǎn)生，十分關(guān)鍵。一般說(shuō)，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(duì)于低氫型堿性焊條，要求藥皮的水分含量不得超過(guò)0.1％。氣體保護(hù)焊時(shí)，保護(hù)氣體的純度必須符合要求。（2）在焊接工藝方面，手工電弧焊時(shí)，焊接電流不能過(guò)大否則，焊條發(fā)紅，藥皮提前分解，保護(hù)作用將會(huì)失去。焊接速度不能太快。對(duì)于堿性焊條，要采用短弧進(jìn)行焊接，防止有害氣體侵入。當(dāng)發(fā)現(xiàn)焊條有偏心時(shí)，要及時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)或傾斜焊條。焊接復(fù)雜的工件時(shí)，要注意控制磁偏吹，因?yàn)榇牌禃?huì)破壞保護(hù)產(chǎn)生氣孔。焊前預(yù)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(yùn)條速度不應(yīng)過(guò)快，焊接過(guò)程中不要斷弧，保證引弧處、接頭處、收弧處的焊接質(zhì)量，在焊接時(shí)避免風(fēng)吹雨打等均能防止氣孔產(chǎn)生。實(shí)踐證明，焊接時(shí)極性對(duì)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(shí)介于兩者之間。4、二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊時(shí)氣孔的產(chǎn)生及防止方法二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊時(shí)，由于在焊接熔池表面上沒(méi)有熔渣覆蓋，同時(shí)二氧化碳?xì)饬鲗?duì)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(xiàn)氣孔。二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊產(chǎn)生氣孔的氣體來(lái)源、氣孔類型及防止方法有以下三方面：1）一氧化碳?xì)饪?。?dāng)焊絲中的硅、錳脫氧元素含量不足時(shí)，熔池中生成的一氧化碳?xì)怏w不能完全從熔池中逸出，便形成了一氧化碳?xì)饪?。通常一氧化碳?xì)饪桩a(chǎn)生在焊縫內(nèi)部，為蟲(chóng)狀，其表面比較光滑，并沿結(jié)晶方向分布。（2）氮?dú)饪住怏w保護(hù)焊時(shí)，氮?dú)馍钊肴鄢氐脑蛴?，噴嘴孔徑過(guò)大、氣體流量太小、噴嘴與焊件間距離太遠(yuǎn)、焊速太快等。氮?dú)饪状蠖喑啥殉霈F(xiàn)，形狀與蜂窩相似。（3）氫氣孔。由于二氧化碳?xì)怏w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(xiàn)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(nèi)壁，在個(gè)別情況下氫氣孔也會(huì)在焊縫內(nèi)部產(chǎn)生，形狀為圓形小球狀。氣體保護(hù)焊時(shí)，主要是保證保護(hù)氣流對(duì)焊縫金屬具有良好的保護(hù)作用。焊接速度太快時(shí)，熔池尾部有可能處于噴嘴的保護(hù)區(qū)以外。手工鎢極氬弧焊填加焊絲時(shí)，已受熱的絲端頭要在保護(hù)范圍之內(nèi)停留，防止產(chǎn)生氧化。第七節(jié)金屬結(jié)構(gòu)焊接工藝

焊接是現(xiàn)代制造金屬結(jié)構(gòu)的基本工藝方法。金屬結(jié)構(gòu)大部分是用板、型鋼、管材等焊成，焊接的金屬結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)度和剛度高、結(jié)構(gòu)重量輕、施工簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。但也存在下述問(wèn)題：一是在整個(gè)結(jié)構(gòu)中，由于各部位的受力情況不同，所以對(duì)焊縫的要求也不一樣。二是焊接殘余應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)的承載能力有一定的影響，殘余應(yīng)力的逐步松弛，又會(huì)引起結(jié)構(gòu)的尺寸與形狀的變化，給組裝帶來(lái)很多困難，嚴(yán)重的可能影響結(jié)構(gòu)的使用。三是如果結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和焊接工藝不當(dāng)，有可能造成結(jié)構(gòu)有很大的應(yīng)力集中，使在動(dòng)載荷或低溫條件下工作的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生脆斷。針對(duì)以上問(wèn)題，在金屬結(jié)構(gòu)的焊接前應(yīng)首先充分做好焊前的準(zhǔn)備工作，并根據(jù)各種長(zhǎng)度的焊縫確定正確的焊接方法，在金屬結(jié)構(gòu)的焊接中，根據(jù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)采用適當(dāng)?shù)暮附庸に嚒Ｒ?、焊前的?zhǔn)備工作焊前的準(zhǔn)備工作做得好壞，與焊接金屬結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品質(zhì)量有著密切的關(guān)系。焊前的準(zhǔn)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(zhì)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(jiàn)本章第二節(jié)一般焊接規(guī)范相應(yīng)內(nèi)容。1、材料的準(zhǔn)備母材(焊件材料)的質(zhì)量必須符合設(shè)計(jì)圖紙的要求。母材應(yīng)具有出廠合格證。如果焊件材料的性能成分不清楚，應(yīng)通過(guò)化學(xué)分析和機(jī)械性能試驗(yàn)來(lái)鑒定。根據(jù)焊件的材質(zhì)來(lái)確定母材是否需要預(yù)熱；來(lái)選擇合適的焊條；還要根據(jù)母材的材質(zhì)來(lái)確定焊接生產(chǎn)的工藝等。焊接材料(焊條)的選擇首先要適合母材的性質(zhì)，在選擇焊接材料時(shí)要特別注意以下三點(diǎn)：（1）焊接材料必須滿足金屬結(jié)構(gòu)產(chǎn)品設(shè)計(jì)對(duì)焊接接頭機(jī)械性能、工作條件(溫度、介質(zhì)、承載)的要求。（2）焊接材料應(yīng)根據(jù)母材的可焊性選擇，以保證獲得優(yōu)質(zhì)、無(wú)缺陷的焊接接頭。（3）選擇焊接材料，還要根據(jù)焊接結(jié)構(gòu)的具體情況、施工條件等，從提高生產(chǎn)率和降低成本出發(fā)來(lái)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(chǎn)效率，還能獲得優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。例如，通過(guò)使用焊接夾具使接頭處于平焊位置，所焊出的產(chǎn)品的焊縫既漂亮，又不容易產(chǎn)生缺陷，還能提高生產(chǎn)效率。總之，在焊接尺寸和形狀相同的產(chǎn)品時(shí)，如果采用夾具固定并組裝起來(lái)焊接，要比一個(gè)一個(gè)地進(jìn)行測(cè)量、進(jìn)行定位焊、再進(jìn)行焊接的方法，效率高、制造精度均勻一致。3、焊接接頭裝配質(zhì)量的檢查在焊前的準(zhǔn)備工作中，裝配時(shí)應(yīng)對(duì)坡口和焊接接頭部位的精度進(jìn)行檢查。如果坡口過(guò)于狹窄，則可能產(chǎn)生未焊透，使接頭的使用性能降低；如果坡口過(guò)寬，則焊后變形明顯，而且消耗材料多、工時(shí)多，不經(jīng)濟(jì)。結(jié)構(gòu)在裝配時(shí)，還應(yīng)檢查裝配間隙、錯(cuò)邊量等是否符合圖紙和工藝文件的要求。如果發(fā)現(xiàn)不符合要求的坡口和接頭，要采取措施進(jìn)行補(bǔ)救和修正。對(duì)于接頭裝配間隙過(guò)大時(shí)，絕對(duì)不允許采用填充金屬的錯(cuò)誤方法進(jìn)行修補(bǔ)，如圖6—43

圖6—44為角接頭裝配間隙過(guò)大時(shí)的修補(bǔ)方法，圖6—44a為角接頭間隙超過(guò)規(guī)定間隙1．5mm時(shí)的修補(bǔ)方法；圖6—44b為間隙接近4mm時(shí)，應(yīng)加大焊腳尺寸；當(dāng)角接頭間隙超過(guò)4mm時(shí)，就應(yīng)使用墊板修復(fù)如圖6—44c。對(duì)接接頭的修補(bǔ)方法，詳見(jiàn)圖6—45。4、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(shí)容易引起氣孔等缺陷，所以必須清理干凈。在多層焊接時(shí)，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(shí)，可用氣焊槍烘烤，并用鋼絲刷清除。對(duì)于鐵銹和軋制氧化皮等，可采用噴砂清除或采取用砂輪機(jī)研磨的方法來(lái)去除，并在坡口面上涂上10～20um(1／1000mm)對(duì)焊接不會(huì)造成缺陷的防銹涂料。5、定位焊定位焊又稱點(diǎn)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(zhì)量好壞及位置、長(zhǎng)度是否合適，會(huì)直接影響正式焊縫的質(zhì)量和焊件的變形豹大小。點(diǎn)固焊實(shí)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(duì)焊工技術(shù)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(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1）定位焊縫短小，起頭和收尾部位很接近，因而容易產(chǎn)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(yīng)避免在焊件的端部、角部等容易引起應(yīng)力集中的地方。3）定位焊所用的焊條要用正式焊接時(shí)技術(shù)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(xì)(3．2～4mm)焊接電流比正式焊接時(shí)大10％～15％。4）焊接淬硬傾向較大的低合金高強(qiáng)鋼和耐熱鋼時(shí)，焊定位焊縫也應(yīng)預(yù)熱，而且預(yù)熱溫度與焊正式焊縫時(shí)相同，并且應(yīng)盡可能避免直接在坡口內(nèi)焊接定位焊縫，可采用拉緊板、定位鑲塊等進(jìn)行組裝，正式焊接后在拆除這些工藝件以后應(yīng)把焊點(diǎn)磨平，并檢查有無(wú)表面裂紋。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離)、長(zhǎng)度和間距可參照表6—1。當(dāng)有起重需要時(shí)焊縫長(zhǎng)度可適當(dāng)加長(zhǎng)。二、各種長(zhǎng)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(nèi)的焊縫為中等長(zhǎng)度焊縫；焊縫長(zhǎng)度在1000mm以上為長(zhǎng)焊縫。在焊接金屬結(jié)構(gòu)時(shí)，為減小金屬結(jié)構(gòu)的變形，當(dāng)焊縫長(zhǎng)度不同時(shí)，采用的焊接順序也就有所不同。現(xiàn)將各種常用的焊接方法說(shuō)明如下：1、直通焊接法對(duì)于短焊縫的焊接一般采用直通焊接法。即從焊縫起點(diǎn)起焊，一直焊到終點(diǎn)，焊接方向始終保持不變。2、對(duì)稱焊法對(duì)稱焊法(見(jiàn)圖6—46)一般適用于中等長(zhǎng)度焊縫的焊接。即以焊縫的中點(diǎn)為起點(diǎn)，交替向兩端進(jìn)行直通焊。對(duì)稱焊法的主要目的是為了減小焊接變形。3、分段退焊法分段退焊法(見(jiàn)圖6—47)主要適用于中等長(zhǎng)度焊縫的焊接。分段退焊法應(yīng)注意第一段焊縫的起焊處要略低些，在下一段焊縫收弧時(shí)，就會(huì)形成平滑的接頭。分段退焊法的關(guān)鍵在于預(yù)留距離要掌握合適，每一段預(yù)留長(zhǎng)度最好等于一根焊條所焊的焊縫長(zhǎng)度，以節(jié)約焊條。4、分中逐步退焊法分中逐步退焊法(見(jiàn)圖6—48)適用于長(zhǎng)焊縫的焊接。即從焊縫中點(diǎn)向兩端逐步退焊。此法應(yīng)用較為廣泛，可由兩名焊工對(duì)稱焊接。5、跳焊法跳焊法(見(jiàn)圖6—49)適用于長(zhǎng)焊縫的焊接。其特點(diǎn)是朝著一個(gè)方向進(jìn)行間斷焊接，要求每段長(zhǎng)度以200～250mm為宜。、交替焊法交替焊法(見(jiàn)圖6—50)的基本原理是選擇焊件溫度最低的位置進(jìn)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(diǎn)是焊工要不斷地移動(dòng)焊接位置。交替焊法適用于長(zhǎng)焊縫的焊接。長(zhǎng)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(zhǎng)焊縫的焊接方法。三、梁的焊接工藝1、不帶肋板工字梁及其它對(duì)稱結(jié)構(gòu)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(wèn)題。對(duì)于工字梁的焊接，最好在焊前對(duì)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(jìn)行焊接。對(duì)于腹板的上下兩端應(yīng)開(kāi)出坡口。在焊接的過(guò)程中必須按照正確的裝配和焊接順序來(lái)控制變形。圖6—52中的數(shù)字表示施焊焊接順序，如果由一個(gè)焊工旋焊時(shí)，應(yīng)先焊焊縫1，然后翻轉(zhuǎn)工件焊接焊縫2、3，最后再翻轉(zhuǎn)回原位置焊接焊縫4。若由兩個(gè)焊工同時(shí)施焊時(shí)，則由一個(gè)焊工焊接焊縫2，另一個(gè)焊工焊接焊縫3，焊完后翻轉(zhuǎn)工件，用同樣的方法焊接焊縫1和4。焊接時(shí)，應(yīng)根據(jù)焊縫長(zhǎng)度選擇正確的焊接方法，一般應(yīng)從焊縫的中點(diǎn)處向兩側(cè)施焊，均采用分段退焊法。2、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(jié)構(gòu)以肋板作為分段范圍，不論大小和長(zhǎng)短，應(yīng)一律從中部開(kāi)始焊接。在每一分段范圍內(nèi)應(yīng)按圖6—54所示的1、2、……8的順序進(jìn)行焊接，其中1、4、5、7焊縫較長(zhǎng)，最好采用分段退焊法。在旋焊時(shí)，首先按以上敘述焊接I范圍內(nèi)全部焊縫，然后翻轉(zhuǎn)工件焊接另一面的相對(duì)位置Ⅱ的全部焊縫。依次焊接Ⅲ、IV、V、Ⅵ……直至Ⅺ、Ⅺ。嚴(yán)格按照以上焊接順序旋焊，則焊接應(yīng)力分散，達(dá)到變形較小的效果。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時(shí)，應(yīng)首先把梁焊接在支撐牛腿上，然后把側(cè)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(huì)發(fā)生位移和脫空。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(duì)裝配好。然后按圖6—55a所示的焊接順序1—2—3—4，進(jìn)行焊接。在焊接每一道焊縫時(shí)，為了減小焊接變形必須進(jìn)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(shí)交錯(cuò)進(jìn)行的。為了減少變形，可用90°龍門(mén)板夾固進(jìn)行焊接。2、雙工字鋼柱的焊接定位焊(點(diǎn)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(qiáng)板1、2、3。翻過(guò)去再焊背面的加強(qiáng)板I、Ⅱ、Ⅲ……。跳焊完后，翻過(guò)來(lái)再焊背面的加強(qiáng)板4、5……，再翻過(guò)去焊接1、2、3對(duì)面的加強(qiáng)板。這樣反復(fù)翻轉(zhuǎn)兩次就完成了整個(gè)焊接過(guò)程。上述焊接過(guò)程，跳焊距離應(yīng)根據(jù)柱的長(zhǎng)短和加強(qiáng)板的多少每隔兩塊或三塊塊加強(qiáng)板焊一塊，同時(shí)必須要求兩面交錯(cuò)進(jìn)行焊接。五、桁架的焊接工藝桁架焊接工藝的關(guān)鍵問(wèn)題是：從工藝上保證桁架能夠適應(yīng)載荷的變化，滿足對(duì)桁架的強(qiáng)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(duì)桁架的安裝和使用的要求。桁架的焊接工藝要點(diǎn)如下：1、焊縫的高度和長(zhǎng)度應(yīng)按圖紙施焊，裝配誤差要小，接頭清理干凈，保證焊接質(zhì)量。2、上、下弦接點(diǎn)的焊接要分散，采取跳焊法，如圖6—57所示的鋼結(jié)構(gòu)房蓋，應(yīng)按①、②、③、……接點(diǎn)順序進(jìn)行焊接。3、由于在結(jié)點(diǎn)處焊縫密集，焊接應(yīng)力集中，應(yīng)采用分散應(yīng)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(duì)于其中較長(zhǎng)的焊縫1、2，應(yīng)從中間開(kāi)始向兩側(cè)進(jìn)行施焊。第六節(jié)管焊接工藝

管道在各類裝置和設(shè)備中使用數(shù)量很大，管道焊接質(zhì)量的好壞，直接影響到裝置或設(shè)備的安全和正常運(yùn)轉(zhuǎn)。一、管道焊接接頭準(zhǔn)備只能從單面進(jìn)行手工電弧焊的管道，容易出現(xiàn)焊縫的根部缺陷。一般較重要的管道中常見(jiàn)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(lái)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(yùn)條方便、視野清楚、容易焊透、易于掌握，所以應(yīng)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(yīng)力較大，故在生產(chǎn)實(shí)際中，當(dāng)管壁厚度大于16mm時(shí)，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(yán)格的焊口，如主蒸氣管、給水管等，見(jiàn)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(diǎn)，但因坡口帶圓弧，加工較困難。3、雙V型坡口雙V型坡口把管壁分成兩層，靠?jī)?nèi)壁10mm壁厚為V型坡口；10mm以上的外壁部分為10°～15°的小坡口，內(nèi)外層用R5圓弧過(guò)渡，如圖6—58c。這種坡口型式具有以上兩種坡口的優(yōu)點(diǎn)，但加工復(fù)雜。雙V型坡口由于它在同壁厚的各種坡口中，填充金屬最少，焊接速度快，熱應(yīng)力小，在較重要的厚壁管道焊接中得到應(yīng)用。以上各種管道的坡口均應(yīng)清理干凈，內(nèi)壁平齊，管道焊接接頭離彎頭或三通的距離必須符合有關(guān)技術(shù)規(guī)定。二、水平位置管道的轉(zhuǎn)動(dòng)焊接管道采用轉(zhuǎn)動(dòng)焊接，操作簡(jiǎn)便、生產(chǎn)率高、易保證質(zhì)量。焊接操作要領(lǐng)如下：1、裝配與點(diǎn)固焊裝配時(shí)要求坡口端面的不平度小于0.5mm，焊口拼裝錯(cuò)邊不得大于1mm，對(duì)口處的彎曲度不得大于1／400。定位焊時(shí)，如管徑≤φ70mm，只需在管子對(duì)稱的兩側(cè)點(diǎn)焊定位；管徑大可點(diǎn)焊蘭點(diǎn)或更多焊點(diǎn)。當(dāng)管壁厚度≤5mm時(shí)點(diǎn)焊焊肉厚度可與管壁齊平，若管壁厚度大于5mm時(shí)，點(diǎn)焊焊肉厚度約5mm。點(diǎn)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(zhuǎn)動(dòng)焊，為了使根部易熔透，運(yùn)條范圍應(yīng)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(dòng)的小月牙形。對(duì)于厚壁管子，為防止因轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的振動(dòng)而使焊口根部出現(xiàn)裂縫，在對(duì)口前應(yīng)把管子放在平整的轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)或滾杠上。焊接時(shí)每一焊段焊兩層后方可轉(zhuǎn)動(dòng)一次。同時(shí)要求點(diǎn)固焊縫必須有足夠的強(qiáng)度，并且靠焊口的兩個(gè)支點(diǎn)間距不應(yīng)大于管徑的1.5～2倍，如圖6—603、多層焊的其它各層焊接方法轉(zhuǎn)動(dòng)焊的多層焊接，運(yùn)條范圍選擇在平焊部位。焊條在垂直中心線兩測(cè)15°～20°范圍內(nèi)運(yùn)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(dòng)，這樣可得到整齊美觀的焊縫。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(shí)，熔化金屬有向下墜落的趨勢(shì)；而在立焊及過(guò)渡到平焊位置時(shí)，則有向管子內(nèi)部滴落的傾向，因而有時(shí)熔透不均、產(chǎn)生焊瘤和外觀不整齊的現(xiàn)象；在仰焊時(shí)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(shí)必須使用合適的電流；自立焊過(guò)渡到平焊的部位，往往由于操作不當(dāng)而產(chǎn)生氣孔、裂縫等缺陷。水平固定管道的焊接操作要領(lǐng)如下：1、裝配與點(diǎn)固焊組裝時(shí)，管道軸線必須對(duì)正，以免形成彎折的接頭；因先在下面焊接，應(yīng)考慮到焊縫在冷卻時(shí)會(huì)發(fā)生收縮，對(duì)于較大直徑的應(yīng)使平焊部位的對(duì)口間隙大于仰焊部位。點(diǎn)固焊與管道轉(zhuǎn)動(dòng)焊的焊接方法相同。2、根部施焊在旋工現(xiàn)場(chǎng)不帶墊圈的V型坡口對(duì)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(jiàn)圖6—62。沿垂直中心線將管子截面分成相等的兩半，順次進(jìn)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(gè)接頭。兩半焊接法的操作要領(lǐng)是首先修正點(diǎn)固焊焊口，在仰焊縫的坡口邊上引弧至焊縫間隙內(nèi)，用長(zhǎng)弧烤熱起焊處，經(jīng)過(guò)3～5s預(yù)熱后，迅速壓短電弧熔化