焊接技術(shù)培訓(xùn)教材

焊接技術(shù)培訓(xùn)教材第1頁(yè)/共184頁(yè)前言：焊接的啟迪

在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的當(dāng)今時(shí)代，焊接已經(jīng)成功地完成了自身的蛻變。很少有人注意到這個(gè)過(guò)程何時(shí)開(kāi)始，何時(shí)結(jié)束。但它確確實(shí)實(shí)地發(fā)生在過(guò)去的某個(gè)時(shí)段。識(shí)融合在焊接之中。第2頁(yè)/共184頁(yè)

我們今天面對(duì)著這樣一個(gè)事實(shí)：焊接已經(jīng)從一種傳統(tǒng)的熱加工技藝發(fā)展到了集材料、冶金、結(jié)構(gòu)、力學(xué)、電子等多門類科學(xué)為一體的工程工藝學(xué)科。而且，隨著相關(guān)學(xué)科技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，不斷有新的知識(shí)融合在焊接之中。第3頁(yè)/共184頁(yè)

焊接技術(shù)已經(jīng)成為發(fā)展工程結(jié)構(gòu)強(qiáng)有力的技術(shù)手段，已經(jīng)得到廣泛的承認(rèn)和信賴，焊接技術(shù)應(yīng)用于焊接結(jié)構(gòu)，概括起來(lái)致少有兩個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)。1：焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)容易實(shí)現(xiàn)“高效益、低成本”的要求。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有很大的靈活性，可以充分運(yùn)用現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)設(shè)計(jì)原理、能導(dǎo)致新型結(jié)構(gòu)的廣泛使用?？梢杂行У毓?jié)省材料，費(fèi)用低，在經(jīng)濟(jì)方面有明顯的優(yōu)越性。制造安裝的速度快，能實(shí)應(yīng)迅速變化的市坊需要。第4頁(yè)/共184頁(yè)2：焊接結(jié)構(gòu)的安全性得到信賴。焊接連接技術(shù)與焊接科學(xué)的形成，是多學(xué)科交融和相互滲透的結(jié)果。新材料的發(fā)展帶來(lái)連接技術(shù)新概念，促進(jìn)新型焊接設(shè)備的發(fā)展，推動(dòng)新技術(shù)的應(yīng)用，又促進(jìn)新材料的發(fā)展。焊接技術(shù)水平不斷發(fā)展提高，為高效優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)焊接結(jié)構(gòu)提供了重要基礎(chǔ)。焊接冶金理論日益發(fā)展完善，為改進(jìn)工程材料和完善配套的焊接材料，取得顯著的進(jìn)展，已可保證焊接質(zhì)量能完全滿足產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求。焊接結(jié)構(gòu)理論的發(fā)展，使得設(shè)計(jì)更具有合理性，而焊接結(jié)構(gòu)的緊密性和較大的剛度，可使焊接結(jié)構(gòu)能更準(zhǔn)確地符合設(shè)計(jì)規(guī)定，第5頁(yè)/共184頁(yè)3：焊接結(jié)構(gòu)破壞事故的啟示

日本機(jī)械工程學(xué)會(huì)在60年代統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，在當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平下，事故的原因中由于施工不當(dāng)?shù)恼?2％；設(shè)計(jì)不良的原因占32％；材料不良的原因占24％。在事故中，疲癆破壞占61％；脆性斷裂占15％；因焊接裂紋引起的事故占13％；腐蝕疲癆占32％。而IIW第XIII委員會(huì)調(diào)查表明，疲癆破壞由于設(shè)計(jì)不良引起的占54％。顯然對(duì)于正確設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，在當(dāng)今焊接技術(shù)的水平下，不致于發(fā)生不應(yīng)有的各種破壞事故。

但是，偶然失誤以致造成不良后果還是不能絕對(duì)避免的。第6頁(yè)/共184頁(yè)

依據(jù)資料報(bào)道：美國(guó)在第二次世界大戰(zhàn)期間建造的船舶失效事故調(diào)查結(jié)果表明；50％的斷裂源于結(jié)構(gòu)不連續(xù)處，包括結(jié)構(gòu)斷面的突然變化，焊縫轉(zhuǎn)折及拐彎處。此外，破斷多數(shù)從焊接接頭的裂紋、咬邊、熔合不良、未焊透等缺陷處以及HAZ的缺陷和火焰切割鋼板時(shí)冶金缺陷處發(fā)生?？梢哉J(rèn)為，斷裂均發(fā)源于嚴(yán)重的應(yīng)力集中區(qū)。還應(yīng)指出，不少的缺裂部位處于焊縫的引弧點(diǎn)，包括非重要受力焊縫的引弧點(diǎn)。

第7頁(yè)/共184頁(yè)

調(diào)查結(jié)果還表明，材料的無(wú)延性轉(zhuǎn)變溫度（零塑性上轉(zhuǎn)變溫度即：鋼材的脆性轉(zhuǎn)變溫度），其數(shù)值高于運(yùn)營(yíng)環(huán)境溫度，引發(fā)脆性斷裂。此外，焊接殘余應(yīng)力的有害作用亦不可忽視。第8頁(yè)/共184頁(yè)第一章：緒論

在當(dāng)今工業(yè)社會(huì)，沒(méi)有哪一種連接技術(shù)像焊接那樣被如此廣泛、如此普遍地應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域，以焊接作為主要連接手段的工程已遍及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)方面,通常包括：機(jī)械制造、航天航空、建筑鋼結(jié)構(gòu)、船舶、橋梁、電子器件及設(shè)備等。焊接技術(shù)以其獨(dú)特的優(yōu)越性已經(jīng)成為了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱技術(shù)。第9頁(yè)/共184頁(yè)第一節(jié)：什么是焊接焊接是通過(guò)加熱或加壓，或兩者并用，用或不用填充材料，使工件達(dá)到原子結(jié)合且不可拆卸的永久連接的一種加工方法。通常包括熔焊、壓焊和釬焊等。焊接連接的兩個(gè)物體：金屬：同種或異種，狹義上的焊接，冶金結(jié)合。非金屬：金屬+陶瓷，塑料焊接，物理、化學(xué)結(jié)合；廣義上的焊接。第10頁(yè)/共184頁(yè)古代焊接工藝的發(fā)展

焊接技術(shù)是隨著銅鐵等金屬的冶煉生產(chǎn)、各種熱源的應(yīng)用而出現(xiàn)的。第二節(jié)：焊接技術(shù)發(fā)

展歷史第11頁(yè)/共184頁(yè)古代焊接技術(shù)特點(diǎn)古代焊接技術(shù)長(zhǎng)期停留在鑄焊、鍛焊、釬焊和鉚焊的水平上，使用的熱源都是爐火，溫度低、能量不集中，無(wú)法用于大截面、長(zhǎng)焊縫工件的焊接，只能用以制作裝飾品、簡(jiǎn)單的工具、生活器具和武器。古代焊接方法鉚焊鍛焊釬焊鑄焊古代焊接工藝的發(fā)展焊接技術(shù)發(fā)展歷史第12頁(yè)/共184頁(yè)

據(jù)明朝宋應(yīng)星所著《天工開(kāi)物》一書記載：中國(guó)古代將銅和鐵一起入爐加熱，經(jīng)鍛打制造刀、斧；用黃泥或篩細(xì)的陳久壁土撒在接口上，分段煅焊大型船錨。中世紀(jì)，在敘利亞大馬士革也曾用鍛焊制造兵器?！短旃ら_(kāi)物》錘錨圖古代焊接工藝的發(fā)展焊接技術(shù)發(fā)展歷史第13頁(yè)/共184頁(yè)中國(guó)商朝制造的鐵刃銅鉞，就是鐵與銅的鑄焊件，其表面銅與鐵的熔合線婉蜒曲折，接合良好。春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期曾侯乙墓中的建鼓銅座上有許多盤龍，是分段釬焊連接而成的。經(jīng)分析，所用的與現(xiàn)代軟釬料成分相近。戰(zhàn)國(guó)時(shí)期制造的刀劍，刀刃為鋼，刀背為熟鐵，一般是經(jīng)過(guò)加熱鍛焊而成的。鍛焊、釬焊的銅車馬古代焊接工藝的發(fā)展焊接技術(shù)發(fā)展歷史第14頁(yè)/共184頁(yè)現(xiàn)代焊接方法熔焊壓焊釬焊氣焊激光焊電子束焊電渣焊鋁熱焊電弧焊電阻點(diǎn)（縫）焊摩擦焊擴(kuò)散焊爆炸焊超聲波焊冷壓焊電阻對(duì)焊火焰釬焊感應(yīng)釬焊爐中釬焊鹽浴釬焊電子束釬焊熔化極螺柱焊CO2焊埋弧焊（SAW)氬弧焊（MIG)手工電弧焊非熔化極等離子弧焊（PWA)原子氫焊鎢極氬弧焊（TIG)必要條件：熔化、相互熔合必要條件：加熱或不加熱，但必須加壓必要條件：靠第三種低熔點(diǎn)的金屬加熱熔化填充接縫形成接頭第三節(jié)：現(xiàn)代焊接方法分類第15頁(yè)/共184頁(yè)第四節(jié)：建筑鋼結(jié)構(gòu)主要工藝流程第16頁(yè)/共184頁(yè)1、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；2、鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)；3、鋼結(jié)構(gòu)使用鋼材的復(fù)檢；4、鋼結(jié)構(gòu)使用焊材的復(fù)檢；5、焊接工藝評(píng)定（PQR）Weldingprocedurequalification；6、《焊接專項(xiàng)方案》編制（WPS）Specialweldingplan；7、鋼結(jié)構(gòu)號(hào)料放樣；8、鋼結(jié)構(gòu)下料；9、鋼結(jié)構(gòu)組裝；第17頁(yè)/共184頁(yè)10、鋼結(jié)構(gòu)焊接（在焊接階段之后進(jìn)行NDT）；11、鋼結(jié)構(gòu)的一次涂裝；12、鋼結(jié)構(gòu)拼裝；13、鋼結(jié)構(gòu)安裝；14、鋼結(jié)構(gòu)安裝階段的焊接（在焊接階段之后進(jìn)行NDT）；15、鋼結(jié)構(gòu)二次涂裝。從鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)開(kāi)始，焊接應(yīng)用技術(shù)貫穿上述13個(gè)階段（鋼結(jié)構(gòu)的涂裝可以除外），顯而易見(jiàn)，焊接應(yīng)用技術(shù)對(duì)整個(gè)業(yè)務(wù)流程起到?jīng)Q定性的作用。其重要性可謂：“成也焊接、敗也焊接”。第18頁(yè)/共184頁(yè)多學(xué)，方得立身本；多思，方得謀事之策；多辨，方得為人之法；多做，方得濟(jì)世之績(jī)！第19頁(yè)/共184頁(yè)第二章：鋼結(jié)構(gòu)常用焊接技術(shù)

據(jù)統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)：我國(guó)焊接結(jié)構(gòu)用鋼將占鋼產(chǎn)量的50％左右，鋼鐵工業(yè)的發(fā)展給我國(guó)焊接行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造了很大的發(fā)展空間。據(jù)此推斷在近十年內(nèi)仍是焊接行業(yè)發(fā)展的黃金時(shí)段因此斷言：同焊接應(yīng)用技術(shù)密不可分的鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)是不折不扣的朝陽(yáng)工業(yè)。第20頁(yè)/共184頁(yè)第一節(jié)（SMAW）定義與原理

焊條電弧焊（SMAW）是利用焊條與工件之間燃燒的電弧熔化焊條端部和工件，在焊條端部迅速熔化的金屬以細(xì)小熔滴經(jīng)弧柱過(guò)渡到工件局部熔化的金屬中，并與之融合一起形成熔池，隨著電弧向前移動(dòng)，熔池的液態(tài)金屬逐步冷卻結(jié)晶而形成焊縫。焊接過(guò)程中，焊條芯是焊縫組成部分；焊條的藥皮經(jīng)高溫分解和熔化而生成氣體和熔渣，對(duì)金屬熔滴和熔池起防止大氣污染的保護(hù)作用和冶金反應(yīng)作用；（某些藥皮加入金屬粉末為焊縫提供附加的填充金屬）。電弧中心溫度在5000℃以上，電弧電壓在16~40V范圍，焊接電流在20~500A之間。第21頁(yè)/共184頁(yè)一、

焊條電弧焊（SMAW）圖示：第22頁(yè)/共184頁(yè)1.焊芯2.藥皮3.氣體4.電弧5.焊件6.熔渣第23頁(yè)/共184頁(yè)二、（SMAW）工藝特點(diǎn)：（一）、焊條電弧焊設(shè)備簡(jiǎn)單，操作靈活方便，適應(yīng)性強(qiáng)，可達(dá)性好，不受場(chǎng)地和焊接位置的限制，在焊條能達(dá)到的位置一般都能施焊，這些都是被廣泛使用的原因。（二）、可焊金屬材料廣，除難熔或極易氧化的金屬外，大部分工業(yè)用的金屬均能焊接；（三）、待焊接頭裝配要求低，但對(duì)焊工操作要求高，焊接質(zhì)量在一定程度上取決于焊工的操作水平；（四）、勞動(dòng)條件差，熔敷速度慢，生產(chǎn)率低。因所用焊條尺寸一般已固定，其直徑在1.6~5mm范圍，長(zhǎng)度在200~450mm之間，焊接電流一般在500A以下。每焊完一根焊條，必須更換焊條，并殘留一段焊條頭，而未被充分利用，焊后還須清渣，故生產(chǎn)率低。第24頁(yè)/共184頁(yè)三、SMAW焊接冶金過(guò)程特點(diǎn)：

（一）、冶金溫度高：容易造成合金元素的燒損與蒸發(fā)；

（二）、冶金過(guò)程短：焊接時(shí)，由于焊接熔池體積小(一般2～3cm3)，冷卻速度快，液態(tài)停留時(shí)間短(熔池從形成到凝固約10s)，各種化學(xué)反應(yīng)無(wú)法達(dá)到平衡狀態(tài)，在焊縫中會(huì)出現(xiàn)化學(xué)成分不均勻的偏析現(xiàn)象。

（三）、冶金條件差：焊接熔池一般暴露在空氣中，熔池周圍的氣體、鐵銹、油污等在電弧的高溫下，將分解成原子態(tài)的氧、氮等，極易同金屬元素產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。反應(yīng)生成的氧化物、氮化物混入焊縫中，使焊縫的力學(xué)性能下降；空氣中水分分解成氫原子，在焊縫中產(chǎn)生氣孔、裂縫等缺陷，會(huì)出現(xiàn)“氫脆”現(xiàn)象。

第25頁(yè)/共184頁(yè)上述情況將嚴(yán)重影響焊接質(zhì)量，因此，必須采取有效措施來(lái)保護(hù)焊接區(qū)，防止周圍有害氣體侵入金屬熔池。（四）、對(duì)焊接電源的基本要求1、具有陡降的特性；2、具有一定的空載電壓以滿足引弧的需要，一般為50～90V；3、限制適當(dāng)?shù)亩搪冯娏?，以保證焊接過(guò)程頻繁短路時(shí)，電流不致無(wú)限增大而燒毀電源。短路電流一般不超過(guò)工作電流的1.25～2倍。常用焊接電源的類型有交流弧焊機(jī)、直流弧焊機(jī)和交、直流兩用弧焊機(jī)。第26頁(yè)/共184頁(yè)四、SMAW單面焊雙面成形技術(shù)：?jiǎn)蚊婧鸽p面成形技術(shù)，是鍋爐、壓力容器焊工應(yīng)熟練掌握的操作技能。也是在某些重要焊接結(jié)構(gòu)制造過(guò)程中，既要求焊透而又無(wú)法在背面進(jìn)行清根和重新焊接所必須采用的焊接技術(shù)。在單面焊雙面成形操作過(guò)程中，不需要采取任何輔助措施，只是坡口根部在進(jìn)行組裝定位焊時(shí)，應(yīng)按焊接時(shí)不同操作手法留出不同的間隙，當(dāng)在坡口的正面用普通焊條進(jìn)行焊接時(shí)，就會(huì)在坡口的正、背兩面都能得到均勻整齊、成形良好，符合質(zhì)量要求的焊縫，這種特殊的焊接操作被稱為單面焊雙面成形。第27頁(yè)/共184頁(yè)五、SMAW對(duì)焊條的基本要求：1、滿足焊接接頭的使用性能要求：是焊縫金屬具有滿足使用條件下的力學(xué)性能和其它物理性能與化學(xué)性能。對(duì)于結(jié)構(gòu)鋼用焊條，必須使焊縫具有足夠的強(qiáng)度和韌性；對(duì)于不銹鋼和耐熱鋼的焊條，除了要求焊縫金屬能有必要的強(qiáng)度和韌性外，還必須具有足夠的耐蝕性和耐熱性，確保焊縫金屬在工作期內(nèi)安全可靠。2、滿足焊縫工藝性能要求：焊條應(yīng)具有良好的抗氣孔性和抗裂紋的能力；焊接過(guò)程步容易發(fā)生夾渣或焊縫成型不良等工藝缺陷；飛濺小，電弧穩(wěn)定；能適應(yīng)各種位置焊接的需要；脫渣性好，生產(chǎn)效率高；低煙塵和低毒等。3、自身具有好的內(nèi)外質(zhì)量：藥粉混合均勻，藥皮粘結(jié)牢靠，表面光潔、無(wú)裂紋、脫落和起泡等缺陷；磨頭磨尾圓整干凈，尺寸符合要求，焊芯無(wú)銹蝕；具有一定的耐濕性，有識(shí)別焊條的標(biāo)志等。4、低的制造成本。第28頁(yè)/共184頁(yè)六、焊條的分類：1、按用途分類按用途分類可以分為一下幾種：碳鋼焊條、低合金鋼焊條、鉬和鉻鉬耐熱鋼焊條、不銹鋼焊條、堆焊焊條、低溫鋼焊條、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、特殊用途焊條等。2、按熔渣性質(zhì)分類主要是按熔渣的堿度，即熔渣中堿性氧化物與酸性氧化物進(jìn)行劃分，焊條有堿性和酸性兩大類。第29頁(yè)/共184頁(yè)（1）酸性焊條藥皮中含有大量SiO2、TiO2等酸性氧化物及一定數(shù)量的碳酸鹽，其熔渣堿度小于1，酸性焊條的工藝性能好，可以采用交流或直流電源進(jìn)行焊接，熔渣流動(dòng)性好，易于脫渣、焊縫外表面美觀；因藥皮中含有較多硅酸鹽，氧化鐵和氧化鈦等，氧化性較強(qiáng)，焊接時(shí)合金元素?zé)龘p較多，因而熔敷金屬的塑性和韌性較低，有利于熔池中氣體逸出，所以不容易產(chǎn)生鐵銹、油脂及水造成的氣孔，鈦型焊條、鈦鈣型焊條、鈦鐵型焊條、氧化鐵型焊條，均屬于酸性焊條。第30頁(yè)/共184頁(yè)（2）堿性焊條藥皮中含有大量的如大理石、螢石等的堿性造渣物，并含有一定數(shù)量的脫氧劑和合成劑。焊條主要靠碳酸鹽（如大理石中的碳酸鈣等）分解出的CO2作為保護(hù)氣體，在弧柱氣氛中氫的分壓較低，而且螢石中氟化鈣在高溫時(shí)與氫結(jié)合氟化氫，從而降低了焊縫中的含氫量，故堿性焊條又稱為低氫焊條。堿性渣中氧化鈣數(shù)量多，熔渣脫硫能力強(qiáng)，熔敷金屬抗熱裂性能較好；由于焊縫金屬中氧和氫含量低，非金屬夾雜物較少，故具有較高的塑性和韌性，以及較好的抗冷裂性能；但是由于藥皮中含有較多的氟化鈣，影響氣體電離，所以堿性焊條一般要求采用直流電源，用反接法焊接，只有當(dāng)藥皮中加有穩(wěn)弧劑后才可以采用交流電源焊接。

堿性焊條一般用于重要焊接結(jié)構(gòu)，如承受動(dòng)載或剛性較大的結(jié)構(gòu)，這是因?yàn)楹缚p金屬的力學(xué)性能好，尤其沖擊韌性高。缺點(diǎn)是焊接時(shí)產(chǎn)生氣孔的傾向較大，對(duì)油、水、銹等很敏感，用前高溫（300~500℃）烘干；脫渣性能差。第31頁(yè)/共184頁(yè)第二節(jié)：氣體保護(hù)焊概論第32頁(yè)/共184頁(yè)一、氣體保護(hù)焊的特點(diǎn)

氣體保護(hù)焊與其他焊接方法相比，具有以下特點(diǎn)；（一）、屬于明弧焊方法，又沒(méi)有熔渣覆蓋熔池，便于觀察熔池和焊接區(qū)。電弧和熔池的可見(jiàn)性好，焊接過(guò)程中可根據(jù)熔池情況調(diào)節(jié)焊接參數(shù)。（二）、氣體保護(hù)焊是一種高效、節(jié)能、節(jié)材的焊接方法，焊接過(guò)程操作方便、沒(méi)有熔渣或很少熔渣，焊后清渣容易。不必象手弧焊那樣每焊一道即要清渣，因而減少了輔助時(shí)間，提高了工效，也不用換焊條，防止了因扔掉焊條頭對(duì)材料的浪費(fèi)。（三）、電弧在保護(hù)氣體的壓縮下熱量集中，焊接速度較快，熔池較小、HAZ較窄，焊后變形小。第33頁(yè)/共184頁(yè)（四）、有利于實(shí)現(xiàn)厚板焊接過(guò)程機(jī)械化，自動(dòng)化，特別是空間位置機(jī)械化焊接。（五）、可以焊接化學(xué)活潑性強(qiáng)和易形成高熔點(diǎn)氧化膜的鎂、鋁、鈦及其合金。。（六）、適宜薄板焊接。（七）、能進(jìn)行脈沖焊接，以減少熱輸入。（八）、防風(fēng)性能較差。保護(hù)氣流的抗風(fēng)能力有限。在施工現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，如因通風(fēng)干擾較大，需采取相應(yīng)的防風(fēng)措施。（九）、電弧的光幅射很強(qiáng)。在窄小空間部位及可達(dá)性差的地方焊接時(shí)，不如手弧焊靈便。第34頁(yè)/共184頁(yè)氣體保護(hù)焊方法分類第35頁(yè)/共184頁(yè)熔化極惰性氣體保護(hù)電弧焊簡(jiǎn)稱MIG焊（MetalInertGasArcWelding）、熔化極活性氣體保護(hù)電弧焊簡(jiǎn)稱為MAG焊（MetalActiveGasArcWelding）。鎢極氬弧焊和鎢極氦弧焊屬于非熔化極（鎢極）惰性氣體保護(hù)電弧焊，簡(jiǎn)稱TIG焊（TungstenInertGasWelding）。第36頁(yè)/共184頁(yè)在此需要說(shuō)明兩點(diǎn)：一是如前所述MAG焊為活性氣體保護(hù)焊，但習(xí)慣上均稱為混合氣體保護(hù)焊。二是藥芯焊絲自保護(hù)電弧焊不能歸類為氣體保護(hù)焊，但因?yàn)樗幮竞附z又有采用氣體保護(hù)的，故為敘述方便，通常都將藥芯焊絲自保護(hù)焊方法也放在氣體保護(hù)焊篇章加以介紹。另外，在熔化氣體保護(hù)焊方面，還可以根據(jù)其電弧特性，特別是是熔滴過(guò)渡形式分為短路電弧焊、潛弧焊、射流電弧焊、脈沖電弧焊以及大電流電弧焊等方法見(jiàn)表第37頁(yè)/共184頁(yè)第38頁(yè)/共184頁(yè)富氬氣體和純二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊熔深對(duì)照第39頁(yè)/共184頁(yè)二、熔化極氣體保護(hù)焊（MAG）示意圖

熔化極氣體保護(hù)焊示意圖1-焊接電源 2-焊絲盤3-送絲輪4-送絲電機(jī)5-導(dǎo)電嘴6-噴嘴7-電弧8-母材9-熔池10-焊縫金屬11-焊絲12-保護(hù)氣第40頁(yè)/共184頁(yè)三、非熔化極氣體保護(hù)焊（TIG）示意圖1-填絲2-保護(hù)氣體3-噴嘴4-鎢極5-鎢極夾頭6-焊接電源7-焊縫金屬8-電弧9-熔池10-母材第41頁(yè)/共184頁(yè)四、TIG焊、MIG焊工藝的發(fā)展TIG焊：鎢極惰性氣體保護(hù)電弧焊

1930年發(fā)明，1940獲得應(yīng)用。MIG焊：熔化極惰性氣體保護(hù)電弧焊

發(fā)明于TIG之后第42頁(yè)/共184頁(yè)五、溶化氣體保護(hù)焊電弧熔滴過(guò)渡特性

短路電弧焊法：通常采用細(xì)絲，焊接電流較小，因其熔滴過(guò)渡形態(tài)為短路過(guò)渡而得名，特別適合薄板和空間位置的焊接。射流電弧焊法：其熔滴特別細(xì)小，是沿焊絲軸向射向熔池。熔滴過(guò)渡過(guò)程極為穩(wěn)定。采用氬氣，或是CO2含量不超過(guò)25%的富氬混合氣體，或是O2含量不超過(guò)5%的富氬混合氣體，都可以實(shí)現(xiàn)射流電弧焊。第43頁(yè)/共184頁(yè)脈沖電弧焊法：是通過(guò)特殊的焊接電源提供脈沖電流而進(jìn)行焊接的，這種方法也特別適于薄板和空間位置的焊接。潛弧焊法：是CO2焊中在大電流范圍內(nèi)采用的一種方法，由于電弧盡量潛入熔池，有利于防止產(chǎn)生飛濺。大電流電弧焊法：通常稱為大電流MIG焊，此種方法適合于厚板的高效率焊接。今年來(lái)得到了迅速的發(fā)展。特別是鋁及鋁合金的焊接施工中，大電流MIG焊方法的高效率的特點(diǎn)更為突出。第44頁(yè)/共184頁(yè)六、CO2氣體保護(hù)焊（GMAW、FCAW-G）1、生產(chǎn)效率高。采用較粗的焊絲（焊絲直徑≥Φ1.6mm）焊接時(shí)，可以使用較大的電流，實(shí)現(xiàn)射滴過(guò)渡。電流密度可達(dá)（100~300）A/mm2。焊絲的熔化系數(shù)大，母材的熔透深度大。另外，這種方法基本上沒(méi)有熔渣，一般不需要清渣，從而節(jié)省了許多輔助時(shí)間，因此可以較大地提高焊接生產(chǎn)效率。2、焊接變形小。電流密度高，熱量集中，受熱面積小，故此工件焊后變形小，特別是焊接薄板時(shí)，往往不需要焊后校形工序。3、是一種低氫型焊接方法，焊縫含氫量很低，所以在焊接低合金鋼時(shí)不易產(chǎn)生冷裂紋。4、采用短路過(guò)渡方式焊接時(shí)，有利于全位置及其他位置的焊接。第45頁(yè)/共184頁(yè)5、此種方法屬于明弧焊，電弧可見(jiàn)性好，采用半自動(dòng)焊接法進(jìn)行曲線焊縫和空間位置焊縫的焊接十分方便。6、操作簡(jiǎn)單，容易掌握。7、焊接飛濺較大是其不足之處。8、CO2氣體保護(hù)焊的應(yīng)用范圍：CO2氣體保護(hù)焊是目前廣泛的一種弧焊方法，可以用于汽車、船舶、管道、機(jī)車車輛、集裝箱、礦山及工程機(jī)械、電站設(shè)備、建筑等金屬結(jié)構(gòu)的焊接生產(chǎn)。從被焊件材質(zhì)上看，CO2氣體保護(hù)焊可以焊接碳鋼和低合金鋼。從工件厚度上看，從薄板到厚板都可以焊接，采用細(xì)絲、短路過(guò)渡的方法，可以焊接薄板；采用粗絲、射滴過(guò)渡的方法，可以焊接中、厚板。

從焊接位置上看，可以進(jìn)行全位置、平焊、橫角焊及其他空間位置的焊接。第46頁(yè)/共184頁(yè)

（一）、CO2氣體保護(hù)焊氣體CO2是略有氣體的無(wú)色氣體，在不加壓力下冷卻時(shí)，氣體將直接變成固體干冰；升高溫度，固態(tài)CO2又直接變成氣體。CO2氣體在加壓的情況下即變成無(wú)色液體，且該液體的比重隨溫度的變化而變化：當(dāng)溫度低于-11℃時(shí)，它比水重；當(dāng)溫度高于-11℃時(shí)，它比水輕。液態(tài)CO2的沸點(diǎn)很低，為-78℃.在0℃和一個(gè)大氣壓下，1KgCO2液體可蒸發(fā)為509升CO2氣體。通常容積為40L的標(biāo)準(zhǔn)鋼瓶可以灌入25Kg液態(tài)CO2。第47頁(yè)/共184頁(yè)

低于1.0Mpa的CO2氣瓶中的氣體就不應(yīng)再用來(lái)焊接。焊接用CO2氣體的純度應(yīng)當(dāng)較高，一般不應(yīng)低于99.5%，有些優(yōu)質(zhì)接頭的焊接則要求CO2的純度不低于99.8%，露點(diǎn)低于-40℃.

在焊接現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)于純度偏低的CO2氣體，采取下列提純措施。對(duì)減少氣體中的水分是有效的：（1）、將氣瓶倒立靜止1h~2h，以便瓶?jī)?nèi)自由狀態(tài)的水分沉積到瓶口部位。然后打開(kāi)閥門，放水2-3次，每次可間隔30min左右。（2）、然后將鋼瓶正置約2h，在放氣2min~3min，以除去頂部之雜氣。（3）、在氣路系統(tǒng)中設(shè)立2-3個(gè)干燥器，并注意經(jīng)常更換干燥劑（硅膠或脫水硫酸銅）。第48頁(yè)/共184頁(yè)（二）、CO2氣體保護(hù)焊用焊絲

1、內(nèi)在質(zhì)量①、CO2焊絲在化學(xué)成分上應(yīng)含有適量的Si、Mn等脫氧元素，這是針對(duì)前面已經(jīng)介紹過(guò)CO2氣體保護(hù)焊時(shí)電弧氣氛中氧化性較強(qiáng)所必須采取的措施。同時(shí)為增強(qiáng)抗氮?dú)饪椎哪芰?，可加入Ti、Al等合金元素，因?yàn)榉N類元素不僅可進(jìn)一步增強(qiáng)脫氧能力，而且起到強(qiáng)烈地固定氮的作用，有利于提供抗氣孔能力。②、焊絲中的C含量不宜太高。由前所述焊接過(guò)程中C被氧化生成CO是引起氣孔和飛濺的重要原因，故C含量應(yīng)適當(dāng)。③、針對(duì)不同的母材采用不同的焊絲，要求不同種類的焊絲其合金元素要適當(dāng)，以確保相應(yīng)焊接接頭的強(qiáng)度要求。第49頁(yè)/共184頁(yè)2、外部質(zhì)量①、焊絲表面要清潔，應(yīng)去除拉拔生產(chǎn)過(guò)程中附著于焊絲表面的潤(rùn)滑劑，油污等。②、焊絲表面通常是鍍銅的。其作用有三：一是防止生銹，便于保存；二是改善導(dǎo)電性；三是減小送絲阻力。對(duì)焊絲銅鍍層的要求一是牢固，二是不能太厚。鍍層如不牢固，在送絲軟管中會(huì)脫落，以致堵塞軟管，增加送絲阻力，使焊接過(guò)程不穩(wěn)。鍍層過(guò)厚，會(huì)使焊縫金屬增銅，降低其力學(xué)性能。③、焊絲應(yīng)規(guī)則層繞成盤，以便于使用，同時(shí)焊絲不允許有彎折處，否則會(huì)影響送絲穩(wěn)定性。④、焊絲應(yīng)具有一定的硬度，過(guò)軟的焊絲當(dāng)送絲阻力稍大時(shí)即送絲不穩(wěn)，影響焊接質(zhì)量，細(xì)焊絲尤其如此。第50頁(yè)/共184頁(yè)

（二）、常用鋼種的焊絲選擇

例如：10、20、16Mn、15MnV鋼等。對(duì)于通常使用的低碳鋼和低合金鋼，可選用H08Mn2SiA、H08MnSiA等。如要求不高時(shí)，也可選用不帶“A”的焊絲?？傊?，此類焊絲適用于焊接低碳鋼σs≤490Mpa的低合金鋼。如果鋼材的強(qiáng)度等級(jí)要求較高，可采用含Mo的焊絲，如H10MnSiMo等。如果是低溫條件下使用的焊接結(jié)構(gòu)，可選用HS-50T、HS-60、HS-70C等焊絲。第51頁(yè)/共184頁(yè)

低合金鋼氣體保護(hù)焊實(shí)心焊絲熔敷金屬?zèng)_擊性能要求

（GB/T8110-1995）焊絲類型溫度/℃AKV/JER49-1室溫≥47ER50-2-29≥27ER50-3-18≥27ER50-4，ER50-5不要求ER50-6，ER50-7，ER55-D2-Ti，ER55-D2-29≥27ER55-C1-46≥27ER55-C2-62ER55-C3-73ER69-1，ER69-2-51≥68ER69-3-20≥35ER76-1-51≥68ER83-1第52頁(yè)/共184頁(yè)低合金鋼氣體保護(hù)焊實(shí)心焊絲熔敷金屬拉伸性能要求（GB/T8110-1995）焊絲類型保護(hù)氣體拉伸強(qiáng)度/MPa屈服強(qiáng)度/MPa延伸率（%）ER49-1CO2≥490≥372≥20ER50-2，ER50-3，ER50-4，ER50-5，ER50-6，ER50-7≥500≥420≥22ER55-D2-Ti，ER55-D2≥550≥470≥17ER55-C1，ER55-C2，ER55-C3Ar+1~5%O2≥24ER69-1，ER69-2Ar+2%O2≥690610~700≥16ER69-3CO2ER76-1Ar+2%O2≥760660~740≥15ER83-1≥830730~840≥14第53頁(yè)/共184頁(yè)第二節(jié)：埋弧焊（SAW）

埋弧焊（SAW）是在一定大小顆粒的焊劑層下，由焊絲和工件之間放電而產(chǎn)生的電弧熱，使焊絲的端部及工件的局部熔化，形成熔池，熔池金屬凝固后即形成焊縫。第54頁(yè)/共184頁(yè)埋弧焊的優(yōu)點(diǎn)1、埋弧焊可以相當(dāng)高的焊接速度和高的熔敷率完成厚度實(shí)際上不受限制的對(duì)接、角接和搭接接頭，多絲埋弧焊特別適用于厚板接頭和表明堆焊；2、單絲或多絲埋弧焊可以單面焊雙面成形工藝完成厚度20mm以下直邊對(duì)接接頭、或以雙面焊完成40mm以上的直邊對(duì)接和單V形坡口對(duì)接接頭，可以取得相當(dāng)高的經(jīng)濟(jì)效益；3、利用焊劑對(duì)焊縫金屬脫氧還原反應(yīng)以及滲合金作用，可以獲得力學(xué)性能優(yōu)良、致密性高的優(yōu)質(zhì)焊縫金屬。焊縫金屬的性能容易通過(guò)焊劑和焊絲的選配任意調(diào)整。第55頁(yè)/共184頁(yè)4、埋弧焊過(guò)程中的焊絲的熔化不產(chǎn)生任何飛濺，焊縫表面光潔，焊后無(wú)需修磨焊縫表面，省略輔助工序；5、埋弧焊過(guò)程無(wú)弧光刺激，焊工可集中注意力操作，焊接質(zhì)量易于保證；同時(shí)勞動(dòng)條件得到改善；6、埋弧焊易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化操作，焊接過(guò)程穩(wěn)定，焊接參數(shù)調(diào)整范圍廣，可以適應(yīng)各種形狀工件的焊接。7、埋弧焊可在風(fēng)力較大的露天場(chǎng)地施焊。第56頁(yè)/共184頁(yè)埋弧焊的缺點(diǎn)1、焊接設(shè)備占地面積較大，一次投資費(fèi)用較高；并需采用處理焊絲、焊劑的輔助設(shè)備裝置；2、每層焊道焊接后必須清除焊渣，增加了輔助時(shí)間。如清渣不仔細(xì)，容易使焊縫產(chǎn)生夾渣之類的缺陷。3、埋弧焊只能在平焊或橫焊位置下進(jìn)行，對(duì)工件的傾斜度亦有嚴(yán)格的限制，否則焊劑和焊接熔池難以保持。第57頁(yè)/共184頁(yè)埋弧焊的適用范圍

所有牌號(hào)的低碳鋼，Wc〈0.6%〉的中碳鋼，各種低合金高強(qiáng)度鋼、耐熱鋼、耐侯鋼、低溫用鋼、各種鉻鋼和鉻鎳不銹鋼、高合金耐熱鋼和鎳基合金等。淬硬性較高的高碳鋼、馬氏體時(shí)效鋼；銅及其合金也可采用埋弧焊焊接，但必須采取特殊的焊接工藝才能保證接頭的質(zhì)量。埋弧焊還可用于不銹耐蝕、硬質(zhì)耐磨金屬的表面堆焊。第58頁(yè)/共184頁(yè)

鑄鐵、奧氏體錳鋼、高碳工具鋼、鋁和鎂及其合金尚不能采用埋弧焊進(jìn)行焊接。埋弧焊是各工業(yè)部門應(yīng)用最廣泛的機(jī)械焊接方法之一，特別是在建筑鋼結(jié)構(gòu)、船舶制造、發(fā)電設(shè)備、鍋爐壓力容器、大型管道、機(jī)車車輛、重型機(jī)械、橋梁及煉油化工裝備生產(chǎn)中已成為主導(dǎo)焊接工藝。對(duì)上列焊接結(jié)構(gòu)制造行業(yè)的發(fā)展起到了積極的推動(dòng)作用。第59頁(yè)/共184頁(yè)一、埋弧焊（SAW）原理：

埋弧焊是利用電弧熱作為熔化金屬的熱源，熔渣是由覆蓋在焊接坡口區(qū)的焊劑形成的。當(dāng)焊絲與母材之間施加電壓并相互接觸引燃電弧后，電弧熱將焊絲端部及電弧區(qū)周圍的焊劑及母材熔化，形成金屬熔滴、熔池及熔渣。金屬熔池受到浮于表面的熔渣和焊劑蒸汽的保護(hù)而不與空氣接觸，避免氮、氫、氧有害氣體侵入。隨著焊絲向焊接坡口前方移動(dòng)，熔池冷卻后成焊殼。第60頁(yè)/共184頁(yè)埋弧焊接裝置示意圖1—焊劑漏斗2—送絲機(jī)構(gòu)3—焊絲4—焊絲盤5—導(dǎo)電嘴6—控制箱7—弧焊電源8—焊劑9—焊件第61頁(yè)/共184頁(yè)

埋弧焊接基本原理1—電弧2—母材3—焊劑4—焊絲5—焊劑漏嘴6—導(dǎo)電嘴7—熔渣8—金屬熔池9—渣殼10—焊縫

在一定大小顆粒的焊劑層下，由焊絲和工件之間放電而產(chǎn)生的電弧熱，使焊絲的端部及工件的局部熔化，形成熔池，熔池金屬凝固后即形成焊縫。第62頁(yè)/共184頁(yè)二、埋弧焊（SAW）特點(diǎn)：1、生產(chǎn)效率高：

焊接時(shí)采用的粗焊絲，大電流密度，熔深大，減少了坡口尺寸和填充金屬量。

2、焊接質(zhì)量高：埋弧焊時(shí)，焊劑和熔渣能有效地防止空氣侵入熔池而免受污染，還可以降低焊縫冷卻速度，從而提高接頭力學(xué)性能；由于焊接工藝參數(shù)可以通過(guò)自動(dòng)調(diào)節(jié)保持穩(wěn)定，焊縫表面光潔平直，焊縫金屬地化學(xué)和力學(xué)性能均勻而穩(wěn)定。3、節(jié)省焊接材料和能源：較厚地焊件不開(kāi)坡口也能熔透，焊絲量顯著減少，省去開(kāi)坡口和填充坡口所需的能源和時(shí)間。4、勞動(dòng)條件好：焊接過(guò)程地機(jī)械化和自動(dòng)化，焊工勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低；沒(méi)有弧光對(duì)焊工地有害作用焊接時(shí)放出的煙塵和有害氣體少，改善了焊工勞動(dòng)條件。第63頁(yè)/共184頁(yè)第64頁(yè)/共184頁(yè)三、埋弧焊工藝方法及分類第65頁(yè)/共184頁(yè)（一）單絲焊接法第66頁(yè)/共184頁(yè)

單絲焊可分細(xì)絲焊和粗絲焊。焊絲直徑2.5mm以下為細(xì)絲，直徑2.5mm以上為粗絲。粗絲埋弧焊通常用于自動(dòng)焊或機(jī)械化焊接。多半配用緩降外特性電源和弧壓控制送絲系統(tǒng)。當(dāng)焊接電流大于600A時(shí)，配用恒壓電源和等速送絲系統(tǒng)，同樣可獲得穩(wěn)定的焊接過(guò)程。粗絲埋弧焊可使用高達(dá)1000A的大電流，獲得高達(dá)20kg/h以上的高熔敷率。因此主要用于20mm以上的鋼板焊接。另外，利用粗絲大電流深熔的特點(diǎn)，可以一次焊透20mm以上的I形坡口對(duì)接縫，從而進(jìn)一步提高了焊接效率。第67頁(yè)/共184頁(yè)

細(xì)絲埋弧焊通常配用恒壓電源和等速送絲系統(tǒng)，電弧長(zhǎng)度的控制靠恒壓電源弧長(zhǎng)變化時(shí)電流快速升降產(chǎn)生的自調(diào)節(jié)作用。細(xì)絲埋弧焊主要用于薄板的焊接，可以獲得高的焊接速度和光滑平整的焊縫外形，最高焊接速度可達(dá)200m/h，在這種情況下，對(duì)焊接設(shè)備和接頭跟蹤的精度提出了嚴(yán)格的要求。細(xì)絲埋弧焊也經(jīng)常用于手工埋弧焊，焊劑通過(guò)軟管由壓縮空氣送至焊接區(qū)，焊炬或由焊工手動(dòng)操作或夾持在機(jī)架上或小車上完成焊接過(guò)程。焊接角焊縫時(shí)一般在焊炬前裝上導(dǎo)向輪，以使焊絲對(duì)準(zhǔn)焊縫，形成兩側(cè)熔合良好的角焊縫。第68頁(yè)/共184頁(yè)（二）加大焊絲伸出長(zhǎng)度焊接法第69頁(yè)/共184頁(yè)埋弧焊時(shí)的焊絲伸出長(zhǎng)度較短（25～35mm），可以使用較大的焊接電流，而不致使焊絲受電阻熱發(fā)紅，影響焊接質(zhì)量。但如果控制恰當(dāng)，也可利用加大焊絲伸出長(zhǎng)度而產(chǎn)生的電阻熱加速焊絲的熔化速度，即提高了熔敷率。當(dāng)焊接電流通過(guò)從焊嘴伸出的一段焊絲時(shí)產(chǎn)生的電阻熱H，可按下式計(jì)算：

H=I×ILρ/D式中I——電流；

L——焊絲伸出長(zhǎng)度；

ρ——焊絲的電阻率；

D——焊絲直徑。第70頁(yè)/共184頁(yè)焊絲對(duì)接觸的準(zhǔn)確對(duì)中

組合式焊嘴，即在導(dǎo)電嘴前加設(shè)絕緣導(dǎo)絲嘴，以使電弧以上的一段焊絲長(zhǎng)度縮短至25mm-30mm。便于焊絲準(zhǔn)確對(duì)中。第71頁(yè)/共184頁(yè)（三）、熱絲埋弧焊接法第72頁(yè)/共184頁(yè)（四）、多絲埋弧焊接法1、并聯(lián)焊絲焊接法第73頁(yè)/共184頁(yè)2、串聯(lián)電弧焊接法第74頁(yè)/共184頁(yè)3、SAW并、串聯(lián)焊接特點(diǎn)并聯(lián)焊絲焊接法是將兩根或多跟焊絲并聯(lián)于同一臺(tái)電源進(jìn)行焊接，以提高熔敷率和焊接速度，電源與焊絲的連接方法如圖所示。采用直流電源時(shí)，二根焊絲的電弧會(huì)相互吸引集中于一個(gè)焊接熔池上。直流反接法可獲得最大的熔深。二根焊絲可按

橫向于焊接方向或縱向于焊接方向排列。焊絲橫向與焊接方向，亦稱并列焊絲，可獲得淺的熔深和低的稀釋率。焊絲縱向排列，亦稱串列焊絲，可獲得較高的焊接速度，其焊道具有與單絲焊相似的形狀。并列焊絲法主要用于表面堆焊，焊絲也可作橫向擺動(dòng)，以進(jìn)一步降低稀釋率和熱輸入。對(duì)于堆焊，為達(dá)到較高的熔敷率，通常采用直流正接法。串列焊絲法用于連接焊，焊接速度約比單絲焊高1.5倍。第75頁(yè)/共184頁(yè)3、多絲多電源埋弧焊第76頁(yè)/共184頁(yè)多絲多電源埋弧焊與單絲埋弧焊相比

其主要優(yōu)點(diǎn)是焊接速度可成倍地提高，顯著地提高厚板的焊接效率。此外，三絲焊時(shí)，每根焊絲可有不同的作用，例如，前置焊絲選用大電流和低電壓，以達(dá)到深熔的目的，中間焊絲選用比前置焊絲小的電流，使熔深略有增加并改善焊道的成形，而最后一根后置焊絲選用更低的電流和較高的電壓，以形成平整光滑的焊道外形第77頁(yè)/共184頁(yè)第78頁(yè)/共184頁(yè)

雙絲焊和三絲焊時(shí)焊絲的間距和焊絲與工件表面夾角和按圖選擇。前置焊絲通常垂直于鋼板表面或稍作后拖，以獲得最佳的熔深，中間焊絲可垂直于鋼板或向前傾斜，這樣可減少對(duì)焊接熔池的攪動(dòng)。后置焊絲一般向前傾斜，以獲得平滑的焊道表面。第79頁(yè)/共184頁(yè)4、窄間隙埋弧焊

窄間隙埋弧焊時(shí)的焊頭位置必須首先解決兩個(gè)技術(shù)關(guān)鍵。第一必須研制出在窄縫內(nèi)脫渣良好的埋弧焊焊劑；第二必須采用焊頭能自動(dòng)跟蹤接縫的焊接設(shè)備，以保證每層焊道與側(cè)壁的良好熔合。第80頁(yè)/共184頁(yè)埋弧焊接時(shí)，當(dāng)板厚超過(guò)20mm時(shí)，為保證根部和側(cè)壁熔透，通常采用開(kāi)坡口（V形、U形等）焊接，隨著板厚的增加，坡口的體積也隨之增加，單位長(zhǎng)度上的焊縫金屬填充量急劇增加，不僅焊接效率降低，而且焊材消耗量明顯增加如所示。第81頁(yè)/共184頁(yè)

窄間隙埋弧焊的工藝方案發(fā)展了窄間隙埋弧焊，即在寬度14-20mm的窄間隙內(nèi)完成整個(gè)焊接接頭的焊接，以節(jié)省焊接材料的消耗并縮短焊接時(shí)間。第82頁(yè)/共184頁(yè)四、埋弧焊用焊劑

埋弧焊接時(shí)，電弧在一層較厚的焊劑層下燃燒，部分焊劑的電弧熱作用下立即熔化，形成液態(tài)熔渣，包圍了整個(gè)焊接區(qū)和液態(tài)熔池，隔絕了周圍的空氣，產(chǎn)生了良好的保護(hù)作用，焊縫金屬的WN僅為0.002%，（用優(yōu)質(zhì)藥皮焊條焊接的焊縫金屬WN為0.02%～0.03%），故埋弧焊焊縫具有較高的致密性和純度。第83頁(yè)/共184頁(yè)（一）、埋弧焊劑的分類1、按用途分類

焊劑按焊接的鋼種可分為：碳鋼埋弧焊焊劑、合金鋼焊劑、不銹鋼埋焊劑，銅及銅合金埋弧焊焊劑和不銹鋼及鎳基合金埋弧堆焊用焊劑；焊劑按適用的焊絲直徑分細(xì)焊絲（φ1.6～φ2.5mm）埋弧焊焊劑和粗焊絲埋弧焊焊劑；按焊接位置可分平焊位置埋弧焊焊劑和強(qiáng)迫成形焊劑；按特殊的用途可分高速埋弧焊焊劑，窄間隙埋弧焊焊劑，多絲埋弧焊焊劑和帶級(jí)堆焊埋弧焊焊劑等。第84頁(yè)/共184頁(yè)2、按化學(xué)組分分類

埋弧焊焊劑按其組分中酸性氧化物和堿性氧化物的比例可分為酸性焊劑和堿性焊劑（K堿性系數(shù)）即：K＞1為酸性焊劑，K＜1則為堿性焊劑。焊劑的堿度愈高，合金元素的滲合率愈高，焊縫金屬的純度亦愈高，缺口沖擊韌度也隨之提高。按焊劑中的SiO2含量可將其分成低硅焊劑和高硅焊劑。WSiO2在35%以下者稱低硅焊劑；WSiO2大于40%者稱高硅焊劑。按焊劑中的錳含量可分無(wú)錳焊劑和有錳焊劑。焊劑中WMn小于1%者為無(wú)錳焊劑，含錳量超過(guò)此值者為有錳焊劑。第85頁(yè)/共184頁(yè)3、按焊劑的制造方法分類

按制造方法焊劑可分為熔煉焊劑和燒結(jié)焊劑二種。熔煉焊劑是將爐料組成物按一定的配比在電爐或火焰爐內(nèi)熔煉后制成的。而燒結(jié)焊劑是配料粉碎成粉末再用粘結(jié)劑粘合成顆粒焙燒制成。這二種焊劑在工業(yè)生產(chǎn)中已普遍采用。4、按焊劑的物理特性分類焊劑在熔化狀態(tài)熔渣的粘度隨溫度的降低而急劇增加的熔渣稱為短渣，粘度隨溫度降低緩慢變化的熔渣稱為長(zhǎng)渣。短渣焊劑焊接工藝性能好，利于脫渣和焊縫成形。長(zhǎng)渣焊劑則相反。第86頁(yè)/共184頁(yè)5、按焊劑顆粒構(gòu)造分類

按焊劑顆粒構(gòu)造可分為玻璃狀焊劑和浮石狀焊劑。玻璃狀焊劑顆粒呈透明的彩色，而浮石狀焊劑為不透明的多孔體。玻璃狀焊劑的堆散重量高于1.4g/cm3，而浮石狀焊劑則不到1g/cm3，因此，玻璃狀焊劑能更好地隔離焊接區(qū)不受空氣的侵入。第87頁(yè)/共184頁(yè)（二）對(duì)焊劑性能的基本要求1、保證焊縫金屬具有符合要求的化學(xué)成分和力學(xué)性能；2、保證電弧穩(wěn)定燃燒，焊接冶金反應(yīng)充分；3、保證焊縫金屬內(nèi)不產(chǎn)生裂紋和氣孔；4、保證焊縫成形良好；5、保證熔渣的脫渣性良好；6、保證焊接過(guò)程有害氣體析出最少。第88頁(yè)/共184頁(yè)（三）、埋弧焊焊劑選擇

選擇碳鋼埋弧焊焊劑時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)焊件的鋼種和配用的焊絲種類。并遵循下列原則：1）采用沸騰鋼焊絲，如H08A和H08MnA等焊絲焊接時(shí)，必須采用高錳高硅焊劑，如HJ43X系列的焊劑，以保證焊縫金屬通過(guò)冶金反應(yīng)得到必要的硅錳滲合金，形成致密的具有足夠強(qiáng)度和韌性的焊縫金屬。2）焊接對(duì)接接頭韌性要求較高的厚板時(shí)，應(yīng)選用中錳中硅焊接（如HJ350、SJ301等）和H10Mn2高錳焊絲。直接由焊絲向焊縫金屬滲錳，并通過(guò)焊劑中SiO2的還原反應(yīng)，使焊縫金屬適量滲硅，可以獲得沖擊韌度較高的焊縫金屬。第89頁(yè)/共184頁(yè)3）對(duì)于中板對(duì)接大電流不開(kāi)坡口單面焊工藝，應(yīng)選擇氧化性較高的高錳高硅焊劑配H08A或H08MnA低碳焊絲，以便盡量降低焊縫金屬的碳含量，提高抗裂性。4）對(duì)于工件表面銹蝕較多的焊接接頭，應(yīng)選擇抗銹能力較強(qiáng)的SJ501焊劑并按強(qiáng)度要求選擇相應(yīng)牌號(hào)的焊絲。5）薄板高速埋弧焊應(yīng)選用SJ501燒結(jié)焊接配相應(yīng)強(qiáng)度等級(jí)的焊絲。在這種情況下，對(duì)接頭的強(qiáng)度和韌性一般無(wú)特殊要求，主要考慮在高的焊接速度下保證焊縫良好的成型和熔合。第90頁(yè)/共184頁(yè)

低合金鋼埋弧焊焊劑的選擇原則由于鋼材的強(qiáng)度較高，對(duì)淬硬較敏感，接頭熱影響區(qū)和焊縫金屬對(duì)冷裂紋或氫致延遲裂紋的傾向較高。雖然埋弧焊的熱循環(huán)有利于防止冷裂紋的產(chǎn)生，但在厚板的焊接中由于焊縫殘余應(yīng)力高，加上氫在焊縫中逐層積累，仍容易產(chǎn)生氫致延遲裂紋。因此在低合金鋼埋弧焊時(shí)首先應(yīng)選擇堿度較高的低氫型HJ25X系列焊劑。因這些焊劑均為低錳中硅焊劑，在焊接冶金反應(yīng)中，Si和Mn還原滲合金的作用不強(qiáng)，這樣必須采用硅含量適中的合金焊絲，如H08MnMo、H08Mn2Mo、H08CrMoA等。

第91頁(yè)/共184頁(yè)

其次為保證接頭的強(qiáng)度和韌性不低于母材的相應(yīng)指標(biāo)，亦選用硅錳還原反應(yīng)較弱的高堿度焊劑，如HJ250和SJ101焊劑，在這種焊劑下焊接的焊縫金屬純度較高，非金屬夾雜物較少，接頭的韌性易于保證。在低合金鋼厚板多層多道焊時(shí)，應(yīng)選用脫渣性良好的焊劑，由于高堿度熔煉焊劑的脫渣性不良，而高堿度的燒結(jié)焊劑卻具有良好的脫渣性，因此，在這種應(yīng)用場(chǎng)合多半選用燒結(jié)焊劑。第92頁(yè)/共184頁(yè)不銹鋼埋弧焊焊劑的選擇原則不銹鋼埋弧焊時(shí)，焊劑的主要任務(wù)是防止合金元素的過(guò)量燒損，因此應(yīng)首先選用氧化性低的焊劑，我國(guó)常用的不銹鋼埋弧焊用熔煉型焊劑為HJ260低錳高硅中氟型焊劑，因焊劑仍有一定的氧化性，故需配用鉻鎳含量較高的鉻鎳鋼焊絲。

HJ150、172型焊劑亦可用于不銹鋼的埋弧焊，這類焊劑雖氧化性較低，合金元素?zé)龘p較少，但焊接工藝性能尚佳，脫渣性能不良，故很少用于不銹鋼厚板多層多道焊工藝。

SJ103氟堿型燒結(jié)焊劑，不僅能保證焊縫金屬具有足夠的Cr、Mo、Ni合金含量，而且具有良好的工藝性，脫渣良好，焊縫成型美觀。第93頁(yè)/共184頁(yè)（四）、焊劑的儲(chǔ)存與烘干

埋弧焊焊劑在大氣中存放時(shí)，會(huì)吸收水分。焊劑中的水分是焊縫產(chǎn)生氣孔和冷裂紋的主要原因，故應(yīng)控制在0.1%以下。熔煉焊劑與燒結(jié)焊劑的吸潮性不同，燒結(jié)焊劑的吸潮性比熔煉焊劑高得多，如圖所示。因此，燒結(jié)焊接在使用前應(yīng)按產(chǎn)品說(shuō)明書的規(guī)定溫度進(jìn)行烘干。熔煉焊劑也有一定的吸潮性，如在大氣中長(zhǎng)時(shí)間存放時(shí)，水分含量亦會(huì)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。因此，熔煉焊劑同樣應(yīng)注意焊前的烘干。第94頁(yè)/共184頁(yè)

熔煉焊劑和燒結(jié)焊劑的吸潮性

第95頁(yè)/共184頁(yè)（五）、焊接工藝參數(shù)對(duì)焊縫成形的影響

影響焊縫成形的主要因素是：

1、焊接電流；2、電弧電壓；3、焊接速度；4、電源種類及其極性。第96頁(yè)/共184頁(yè)1、焊接電流

焊接電流是決定焊絲熔化速度、熔透深度和母材熔化量的最重要的參數(shù)。焊接電流對(duì)熔透深度影響最大，焊接電流與熔透深度幾乎是直線正比關(guān)系。圖5-27示出I形對(duì)接焊和Y形坡口對(duì)接焊時(shí)，焊接電流和熔透深度的關(guān)系曲線。如以數(shù)學(xué)式表示：

H=kmI式中H——熔透深度

Km——熔透系數(shù)

I——焊接電流（A）。熔深系數(shù)km取決于焊絲直徑和電流種類。對(duì)于Φ2mm直徑的焊絲。Km=1.0-1.7，對(duì)于Φ5mm焊絲，km=0.7-3，采用交流電埋弧焊時(shí)，km一般在1.1-1.3范圍之內(nèi)。第97頁(yè)/共184頁(yè)焊接電流對(duì)焊縫橫截面形狀和熔深的影響a）不同焊接電流時(shí)焊縫橫截面形狀b）焊接電流與焊縫尺寸的關(guān)系H—熔深B—焊縫寬度a—余高第98頁(yè)/共184頁(yè)2、電弧電壓

電弧電壓與電弧長(zhǎng)度成正比關(guān)系。在其他參數(shù)不變的條件下，隨著電弧電壓的提高，焊縫的寬度明顯增大，而熔深和余高則略有減小。電弧電壓過(guò)高時(shí)，會(huì)形成淺而寬的焊道，從而導(dǎo)致未焊透和咬邊等缺陷的產(chǎn)生。此外焊劑的熔化量增多，使焊波表面粗糙，脫渣困難。降低電弧電壓，能提高電弧的挺度，增大熔深。但電弧電壓過(guò)低，會(huì)形成高而窄的焊道，使邊緣熔合不良。為獲得成形良好的焊道，電弧電壓與焊接電流應(yīng)相互匹配。當(dāng)焊接電流加大時(shí)，電弧電壓應(yīng)相應(yīng)提高。第99頁(yè)/共184頁(yè)電弧電壓對(duì)焊縫形狀的影響a）不同電弧電壓時(shí)焊縫橫截面形狀b）電弧電壓對(duì)焊縫尺寸的影響B(tài)—熔寬H—熔深a—余高第100頁(yè)/共184頁(yè)3、焊接速度

焊接速度決定了每單位焊縫長(zhǎng)度上的熱輸入能量，在其他參數(shù)不變的條件下，提高焊接速度，單位長(zhǎng)度焊縫上的熱輸入能量和填充金屬量減少。因而使熔深、熔寬及余高都相應(yīng)地減小。第101頁(yè)/共184頁(yè)焊接速度對(duì)焊縫形狀的影響B(tài)—熔寬H—熔深a）余高橫截面為蘑菇形焊縫及裂紋分布部位第102頁(yè)/共184頁(yè)

焊接速度太快，會(huì)產(chǎn)生咬邊和氣孔等缺陷，焊道外形惡化。如焊接速度太慢，可能引起燒穿。如電弧電壓同時(shí)較高，則可能導(dǎo)致橫截面呈蘑菇形焊縫。而這種形狀的焊縫對(duì)人字形裂紋或液化裂紋敏感。右圖示出這種焊縫中產(chǎn)生的典型凝固裂紋。此外，還會(huì)因熔池尺寸過(guò)大而形成表面粗糙的焊縫。為此，焊接速度應(yīng)與所選定的焊接電流，電弧電壓適當(dāng)匹配。右圖橫截面為蘑菇形焊縫及裂紋分布部位第103頁(yè)/共184頁(yè)4、焊接電流及其極性

采用直流電源進(jìn)行埋弧焊，與交流電源相比，能更好地控制焊道形狀、熔深，且引弧容易，以直流反接（焊絲接正極）焊接時(shí)，可獲得最大的熔深和最佳的焊縫表面。以直流正接（焊絲接負(fù)極）焊接時(shí)，焊絲熔化速度要比反接高35%，使焊縫余高，熔深變淺。因?yàn)樵谡訒r(shí)，電弧最大的熱量集中于焊絲的頂端。直流正接法埋弧焊可用于要求淺熔深的材料焊接以及表面堆焊。為獲得成形良好的焊道，直流正接發(fā)焊接時(shí)，應(yīng)適當(dāng)提高電弧電壓。第104頁(yè)/共184頁(yè)（六）、其他工藝參數(shù)對(duì)焊縫成形的影響

其他工藝參數(shù)對(duì)焊縫成形也有一定的影響。這些參數(shù)有：1、焊絲伸出長(zhǎng)度；2、焊劑粒度和堆散高度；3、焊絲傾角和偏移量。4、其它第105頁(yè)/共184頁(yè)1、焊絲伸出長(zhǎng)度焊絲的熔化速度由電弧熱和電阻熱共同決定的。電阻熱是指伸出導(dǎo)電嘴一段焊絲通過(guò)焊接電流時(shí)產(chǎn)生的加熱量（I2R），因此焊絲的熔化速度與伸出長(zhǎng)度的電阻加熱成正比，伸出長(zhǎng)度越長(zhǎng)，電阻熱愈大，熔化速度愉快。當(dāng)電流密度高于125A/mm2時(shí)，焊絲伸出長(zhǎng)度對(duì)焊縫形狀的影響變得更大。在較低的電弧電壓下，增加伸出長(zhǎng)度，焊道寬度變窄、熔深減小、余高增加。在焊接電流保持不變的情況下，加長(zhǎng)焊絲伸出長(zhǎng)度，可使熔化速度提高25%~50%。因此，為保持良好的焊道成形，加長(zhǎng)焊絲伸出長(zhǎng)度時(shí)，應(yīng)適當(dāng)提高電弧電壓和焊接速度。在不要求較大熔深的情況下，可利用加長(zhǎng)伸出長(zhǎng)度來(lái)提高焊接效率，而在要求較大熔深時(shí)不推薦加長(zhǎng)焊絲伸出長(zhǎng)度。第106頁(yè)/共184頁(yè)焊絲伸出長(zhǎng)度的電阻加熱與焊絲熔化速度的關(guān)系第107頁(yè)/共184頁(yè)

為保證焊縫成形良好，對(duì)于不同的焊絲直徑推薦以下最佳焊絲伸出長(zhǎng)度和最大伸出長(zhǎng)度。（1）、對(duì)于直徑Φ2.0、Φ2.5和Φ3.0mm焊絲，最佳伸出長(zhǎng)度為30mm-50mm，最大焊絲伸出長(zhǎng)度為75mm。（2）、對(duì)于直徑Φ4、Φ5和Φ6mm的焊絲，最佳焊絲伸出長(zhǎng)度為50mm-80mm，最大焊絲伸出長(zhǎng)度為125mm。第108頁(yè)/共184頁(yè)2、焊劑粒度和堆散高度

焊劑粒度和堆散高度對(duì)焊道的成形也有一定的影響，焊劑粒度通常以過(guò)篩的目數(shù)表示。例如8×48表示90%-95%的顆粒能通過(guò)每英寸8孔的篩，2%-5%的顆粒能通過(guò)每英寸48孔的篩。焊劑粒度應(yīng)根據(jù)所使用的焊接電流來(lái)選擇，細(xì)顆粒焊劑適用于大的焊接電流，能獲得較大的熔深和寬而平坦的焊縫表面。如在低電流下使用細(xì)顆粒焊劑。因焊劑層密封性較好，氣體不易逸出，而在焊縫表面留下斑點(diǎn)。相反，如在大電流下使用粗顆粒焊劑，則因焊劑層保護(hù)不良而在焊縫表面形成凹坑或出現(xiàn)粗糙的波紋。第109頁(yè)/共184頁(yè)

焊劑堆密度太薄或太厚都會(huì)在焊縫表面引起斑點(diǎn)、凹坑、氣孔并改變焊道的形狀。焊劑堆密度太薄，電弧不能完全埋入焊劑中，電弧燃燒不穩(wěn)定且出現(xiàn)閃光、熱量不集中，降低焊縫熔透深度。如焊劑堆散層太厚、電弧受到熔渣殼的物理約束，而形成外形凹凸不平的焊縫，但熔透深度增加。因此焊劑層的厚度應(yīng)加以控制，使電弧不再閃光，同時(shí)又能使氣體從焊絲周圍均勻逸出為準(zhǔn)。按照焊絲直徑所使用的焊接電流，焊劑層的堆散高度通常在25mm~40mm范圍內(nèi)，焊絲直接愈大、電流愈高，堆散高度應(yīng)相應(yīng)加大。第110頁(yè)/共184頁(yè)3、焊絲傾角和偏移量

焊絲的傾角對(duì)焊道的成形有明顯的影響，焊絲相對(duì)于焊接方向可作向前傾斜和向后傾斜。順著焊接方向傾斜稱為前傾。背著焊接方向傾斜稱為后傾。焊絲前傾時(shí)，電弧大部分熱量集中于焊接熔池，電弧吹力使熔池向后推移，因而形成熔透深、余高大、熔寬窄的焊道，而焊絲后傾時(shí)，電弧熱量大部分集中于未熔化的母材，從而形成熔深淺、余高小、熔寬大的焊道。第111頁(yè)/共184頁(yè)環(huán)縫焊時(shí)焊絲的位置對(duì)焊道成形的影響（1、2、3為焊絲位置）1—焊道明顯下凹，熔深最淺2—焊道平整、美觀易脫渣

3—明顯凸鼓，熔深最大第112頁(yè)/共184頁(yè)4、工件的傾斜

在埋弧焊過(guò)程中，工件的傾斜對(duì)焊道的成形也有一定的影響。埋弧自動(dòng)焊大多是在平焊位置進(jìn)行的，但在某些特殊應(yīng)用場(chǎng)合必須在工件略作傾斜的條件下進(jìn)行焊接。當(dāng)工件傾斜方向與焊接方向一致時(shí)，稱為下坡焊。相反，則稱為上坡焊。下坡焊時(shí)，工件的傾斜度愈大，焊道中間下凹，熔深減小，焊縫寬度增大，焊道邊緣可能出現(xiàn)未熔合。上坡焊時(shí)，工件的傾斜度對(duì)焊道成形的影響與下坡焊相反。工件傾斜愈大，熔深和余高隨之增大。而熔寬則減小。

薄板告訴埋弧焊時(shí)，將工件傾斜15°，可防止燒穿，焊道成形良好。厚板焊接時(shí)，因焊接熔池體積增大，工件傾斜度應(yīng)相應(yīng)減小。上坡焊時(shí)，當(dāng)焊接電流達(dá)到800A，工件的傾斜度不應(yīng)大于6°，否則焊道成形就會(huì)失控。第113頁(yè)/共184頁(yè)5、底層焊道鈍邊尺寸對(duì)U形坡口底層埋弧焊縫裂紋的影響a）容易產(chǎn)生熱裂紋b）不易產(chǎn)生熱裂紋

第114頁(yè)/共184頁(yè)

在一些組合式焊接坡口中，如不對(duì)稱雙V形坡口。V-U形坡口或U-V形坡口以及不對(duì)稱雙U形坡口等，通常采用手工電弧焊、氣體保護(hù)焊或藥芯焊絲氣體保護(hù)焊等方法完成底層焊縫的焊接。這種底層焊縫成為從另一方面進(jìn)行埋弧焊的支托。底層焊縫的厚度，即不對(duì)稱雙面坡口中小坡口的深度按照正面焊縫埋弧焊參數(shù)來(lái)確定，既要雙面焊縫之間的完全熔透，又要避免燒穿。在這種情況下，雙面坡口之間的鈍邊時(shí)很重要的坡口參數(shù)。加大鈍邊尺寸可降低燒穿的幾率，減少填充金屬量，但焊縫中母材的比例增高，使母材中大量雜質(zhì)混入焊縫，導(dǎo)致裂紋等缺陷的產(chǎn)生。圖示出修正鈍邊尺寸可有效地防止底層埋弧焊焊縫中的結(jié)晶裂紋。第115頁(yè)/共184頁(yè)6、焊劑墊

熱固化焊劑襯帶的結(jié)構(gòu)及安裝方法a）熱固化焊劑襯帶結(jié)構(gòu)b）焊劑襯帶安裝方法第116頁(yè)/共184頁(yè)

焊劑墊是單面焊雙面成形埋弧焊中應(yīng)用比較廣的一種襯墊，焊劑墊通常由焊劑槽、加壓元件、支架三部分組成，焊劑槽可用薄板卷制而成，使其有一定的柔性、便于在頂緊力的作用下與焊件背面貼緊。焊劑槽中充滿顆粒度較細(xì)的焊劑，焊劑層下亦可放些紙屑，以增加焊劑層的彈性。加壓元件通常采用橡皮軟管或橡皮膜，通以0.3MPa~0.6MPa的壓縮空氣，焊劑墊支架可采用型鋼或薄板壓制而成。第117頁(yè)/共184頁(yè)7、埋弧焊接頭和坡口形式

埋弧焊接頭和坡口形式的設(shè)計(jì)應(yīng)允許利用埋弧焊接熔深、高熔敷率的特點(diǎn)。焊接接頭設(shè)計(jì)應(yīng)首先保證結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度要求，即焊縫應(yīng)具有足夠的熔深和厚度；其次是考慮經(jīng)濟(jì)性，即在保證熔透的前提下，盡量減少焊接坡口的填充金屬量，縮短焊接時(shí)間。從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)出發(fā)，埋弧焊接頭應(yīng)盡量不開(kāi)坡口，或少開(kāi)坡口。因埋弧焊可使用高達(dá)2000A的焊接電流，單面焊熔深可達(dá)18mm~20mm，因此，在40mm以下的鋼板，可采用I形直邊對(duì)接形式進(jìn)行埋弧自動(dòng)焊而獲得全熔透的對(duì)接縫。第118頁(yè)/共184頁(yè)

但這種高效焊接法在實(shí)際生產(chǎn)中受到各種限制。首先，普通結(jié)構(gòu)鋼厚板不可避免存在雜質(zhì)的偏析，提高了深熔焊縫熱裂紋的敏感性。其次，采用大電流焊接時(shí)，焊接線能量大大超過(guò)各種鋼材所容許的極限，不僅使焊縫金屬結(jié)晶粗大，而且熱影響區(qū)晶粒急劇長(zhǎng)大，這兩個(gè)區(qū)域金屬?zèng)_擊韌性明顯下降。因此，這種工藝只能用于對(duì)接頭質(zhì)量要求不高，或無(wú)沖擊韌性要求的焊接結(jié)構(gòu)中。第119頁(yè)/共184頁(yè)8、焊絲位置的調(diào)整

焊絲與接縫的相對(duì)位置a）正確b）不正確c）正確第120頁(yè)/共184頁(yè)

角焊縫橫焊時(shí)焊絲的正確位置g—焊絲中心線至焊縫中心線的間距d—焊絲直徑K-—焊腳第121頁(yè)/共184頁(yè)船形位置焊接時(shí)的焊絲位置a）正確位置b）深熔焊焊絲位置第122頁(yè)/共184頁(yè)厚壁深坡口焊縫中焊絲在坡口內(nèi)的正確位置（焊絲與坡口側(cè)壁間距G=焊絲直徑D）第123頁(yè)/共184頁(yè)壓力容器厚壁筒身縱縫雙絲埋弧焊中焊絲的排列與位置第124頁(yè)/共184頁(yè)大型工字板梁角焊縫船形位置和橫焊位置焊絲的排列與位置第125頁(yè)/共184頁(yè)第四節(jié)電渣焊（ESW）

電渣焊是一種50年代開(kāi)始應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的熔焊化方法，它可以“以小拼大”，將較小的鑄件、鍛件、鋼板拼焊成大型機(jī)械產(chǎn)品零部件。在大厚度焊接結(jié)構(gòu)的焊接中，具有生產(chǎn)率高、自動(dòng)化程度高、工人勞動(dòng)強(qiáng)度低等優(yōu)點(diǎn)，最近，廣泛用于BOX結(jié)構(gòu)的筋板的焊接；電渣焊優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)一樣突出，由于焊縫和HAZ晶粒粗大，沖擊韌性低的缺點(diǎn)，在建筑鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域內(nèi)逐漸受到限制。第126頁(yè)/共184頁(yè)

電渣焊過(guò)程示意圖1－焊件2－金屬熔池3－渣池4－導(dǎo)電嘴5－焊絲6－水冷強(qiáng)迫成形裝置7－引出板8－熔滴9－焊縫10－起焊槽第127頁(yè)/共184頁(yè)（一）、電渣焊特點(diǎn)

電渣焊再工藝上具有如下特點(diǎn)，它是一種機(jī)械焊接方法，在焊接接頭多用I形坡口，處于立焊位置，即焊縫軸線處在垂直或接近垂直的位置下施焊，除環(huán)縫外，焊接時(shí)，焊件是固定的。焊接開(kāi)始以后就連續(xù)焊到結(jié)束，中間不能停頓。焊縫的凝固過(guò)程是從底部向上進(jìn)行，在凝固的焊縫金屬上面總有熔化金屬，而熔化金屬始終有高溫熔渣覆蓋。沒(méi)有電弧，焊接過(guò)程平穩(wěn)且無(wú)飛濺。具有高的熔敷率，從而可以單道焊非常厚的截面。第128頁(yè)/共184頁(yè)與其他熔焊方法比較，電渣焊具有下列優(yōu)點(diǎn)：（一）、可以一次焊接很厚的工件，從而可以提高焊接生產(chǎn)率。理論上能焊接的板厚無(wú)限的，但實(shí)際上要受到設(shè)備、電源容量和操作技術(shù)等方面限制，常焊的板厚約在13～500mm。（二）、厚的工件也不需開(kāi)坡口，只要兩工件之間有一定裝配間隙即可，因而可以節(jié)約大量填充金屬和加工時(shí)間。（三）、由于處在立焊位置，金屬熔池上始終存在著一定體積的高溫熔池，使熔池中的氣體和雜質(zhì)較易析出，故一般不易產(chǎn)生氣孔和夾渣等缺陷。又由于焊接速度緩慢，其熱源的熱量集中程度遠(yuǎn)比電弧焊為弱，所以使近縫區(qū)加熱和冷卻速度緩慢，這對(duì)于焊接易淬火的鋼種，減少了近縫區(qū)產(chǎn)生淬火裂縫的可能性。焊接中碳鋼和低合金鋼時(shí)均可不預(yù)熱。第129頁(yè)/共184頁(yè)（四）、由于母材熔深較易調(diào)整和控制，所以使焊縫金屬中的填充金屬和母材金屬的比例可在很大范圍內(nèi)調(diào)整，這對(duì)于調(diào)整焊縫金屬的化學(xué)成分及降低有害雜質(zhì)具有特殊意義。由于電渣焊熱源的特點(diǎn)和焊接速度緩慢，也存在著一個(gè)很大的缺點(diǎn)，即焊縫金屬和近縫區(qū)在高溫（1000℃以上）停留時(shí)間長(zhǎng)，易引起晶粒粗大，產(chǎn)生過(guò)熱組織，造成焊接接頭沖擊韌度降低，所以對(duì)某些鋼種焊后一般都要求進(jìn)行正火或回火熱處理，這對(duì)于大型工件來(lái)說(shuō)是比較困難的。如何提高電渣焊在焊態(tài)時(shí)的接頭沖擊韌度是當(dāng)前電渣焊技術(shù)發(fā)展中的一個(gè)重要課題。第130頁(yè)/共184頁(yè)一、絲極電渣焊（ESW-WE）1－導(dǎo)軌2－焊機(jī)機(jī)頭3－工件4－導(dǎo)電嘴5－渣池6－金屬熔池7－水冷成形滑塊第131頁(yè)/共184頁(yè)二、熔嘴電渣焊（ESW-MN）1－電源2－引出板

3－焊絲4－熔嘴鋼管5－熔嘴夾持架6－絕緣板

7－工件8－熔嘴鋼板9－水冷成形滑塊10－熔池

11－金屬熔池12－焊縫13－起焊槽第132頁(yè)/共184頁(yè)管極電渣焊示意圖1－焊絲2－送絲滾輪3－管極夾持機(jī)構(gòu)4－管極鋼管5－管極涂料6－工件7－水冷卻成形滑塊第133頁(yè)/共184頁(yè)三、板極電渣焊（ESW-BE）

14321－板極2－焊件

3－強(qiáng)迫成形裝置4－電源第134頁(yè)/共184頁(yè)四、電渣焊的適用范圍1、可焊接的范圍主要用于鋼材或鐵鎳合金的焊接。其中低碳鋼和中碳鋼很容易焊接。由于冷卻緩慢，也適于焊接高碳鋼和鑄鐵。采取適當(dāng)措施也可以焊接低合金鋼、不銹鋼和鎳基合金等。2、可焊接的厚度一般宜焊接板厚在30mm以上，小于30mm的板在經(jīng)濟(jì)上就不如埋弧焊和氣電立焊。電渣焊雖沒(méi)有厚度上限，但受設(shè)備條件限制，絲極電渣一般可焊板厚達(dá)400mm，更大厚度則用板極電渣焊和熔嘴電渣焊，其厚度可達(dá)成1m。目前世界上已焊成焊縫厚度為3m的錘座。3、可焊接的接頭等厚板之間的對(duì)接接頭最易焊，也最常用。其次是T形接頭、角接頭和十字接頭。4、可焊接的結(jié)構(gòu)應(yīng)用最多的是厚板結(jié)構(gòu)，其次是大截面結(jié)構(gòu)、圓筒形結(jié)構(gòu)和變截面結(jié)構(gòu)（包括具有曲線或曲面焊縫的結(jié)構(gòu)）。這些結(jié)構(gòu)在機(jī)器制造、重型機(jī)械、鍋爐壓力容器、船舶、高層建筑等工業(yè)部門中經(jīng)常遇到。第135頁(yè)/共184頁(yè)第五節(jié)栓釘焊（SW）

相對(duì)于其他焊接工藝而言，栓釘焊技術(shù)（SW）在國(guó)內(nèi)應(yīng)用的時(shí)間較晚，最初采用的時(shí)間大約是80年代初期，當(dāng)時(shí)所用設(shè)備材料均從國(guó)外進(jìn)口。隨著我國(guó)建筑鋼結(jié)構(gòu)的高速發(fā)展，栓釘焊的應(yīng)用領(lǐng)域也在逐漸拓寬，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于建筑鋼結(jié)構(gòu)、橋梁、電站、電氣設(shè)備、控制系統(tǒng)等許多方面，從而帶動(dòng)了栓釘焊接工藝、設(shè)備、材料的發(fā)展。目前、我國(guó)已經(jīng)能獨(dú)立開(kāi)發(fā)栓釘焊接工藝所需的一切設(shè)備和材料，有的達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平；但從發(fā)展的角度上看，我國(guó)對(duì)栓釘焊工藝、設(shè)備研究重視不夠，特別是基礎(chǔ)知識(shí)的普及有較大差距，在一定程度和一定范圍內(nèi)影響了栓釘焊接技術(shù)（SW）的應(yīng)用，進(jìn)而影響其技術(shù)進(jìn)步。第136頁(yè)/共184頁(yè)一、電弧栓釘焊設(shè)備第137頁(yè)/共184頁(yè)（一）、母材第138頁(yè)/共184頁(yè)電弧栓釘焊時(shí)推薦的最小鋼板厚度

第139頁(yè)/共184頁(yè)（二）、

螺柱螺柱的外形必須是焊槍能夾持并順利地進(jìn)行焊接，其端徑受母材厚度限制，其范圍已示于表第140頁(yè)/共184頁(yè)栓釘焊柱端焊劑固定方法a）包覆顆粒b）圖層c）鑲嵌固體焊劑d）套固體焊劑第141頁(yè)/共184頁(yè)鋁螺柱端做成尖端，以利于引弧，但不需加焊劑。為防止焊縫金屬氧化并穩(wěn)定電弧需用惰性氣體保護(hù)。螺柱待焊底端多為圓形，亦有用方形或矩形。矩形螺柱端的寬厚比不應(yīng)大于5。螺柱的長(zhǎng)度必須考慮焊接過(guò)程產(chǎn)生的縮短量。因?yàn)楹附訒r(shí)螺柱和母材金屬熔化，隨后熔化金屬?gòu)慕宇^處被擠出，所以螺柱總長(zhǎng)度要縮短。表7-4給出了縮短量的典型值。第142頁(yè)/共184頁(yè)螺柱的長(zhǎng)度必須考慮焊接過(guò)程產(chǎn)生的縮短量。因?yàn)楹附訒r(shí)螺柱和母材金屬熔化，隨后熔化金屬?gòu)慕宇^處被擠出，所以螺柱總長(zhǎng)度要縮短。表給出了縮短量的典型值。第143頁(yè)/共184頁(yè)（三）、

套圈

套圈的作用是：①施焊時(shí)將電弧熱集中于焊接區(qū)；②阻止空氣進(jìn)入焊接區(qū)，減少熔化金屬氧化；③將熔化金屬限定在焊接區(qū)內(nèi)；④遮擋弧光。套圈有消耗型和半永久型兩種，前者為一次性使用，多用陶質(zhì)材料制成，焊后易于碎除。后者可在一定次數(shù)上重復(fù)使用，直至焊接質(zhì)量變得不合要求前更換。一次性使用套圈焊后不必經(jīng)螺柱上滑出。故螺柱的外形不受限制，廣為應(yīng)用。套圈為圓柱性，底面與母材的待焊表面相配并做除鋸齒形，以便焊接區(qū)排出氣體，其內(nèi)部形狀和尺寸應(yīng)能容納因擠出熔化金屬而在螺柱底端形成的角焊縫。第144頁(yè)/共184頁(yè)二、電弧栓釘焊接過(guò)程示意圖1－準(zhǔn)備（壓緊）2－提升起弧3－栓釘下送4－焊接結(jié)束第145頁(yè)/共184頁(yè)三、電弧栓釘焊焊槍結(jié)構(gòu)1－夾頭2－彈簧3－鐵芯4－電磁線圈5－槍體6－焊接電纜7－控制電線8－按鈕9－支桿10－腳蓋第146頁(yè)/共184頁(yè)四、電弧栓釘焊接工藝

栓釘焊接施工中，除應(yīng)滿足本規(guī)程第四章和現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《電弧螺柱焊用圓柱頭焊釘》GB/T10433的要求外，尚應(yīng)符合下列要求：1、焊接前栓釘不得帶有油污，兩端不得有銹蝕，否則應(yīng)在施工前采用化學(xué)或機(jī)械方法進(jìn)行清除。2、

瓷環(huán)應(yīng)保持干燥狀態(tài)，如受潮則應(yīng)在使用前經(jīng)120～150℃烘干2小時(shí)。3、母材或樓承鋼板表面如存在水、氧化皮、銹蝕、油漆、油污、水泥灰渣等雜質(zhì)，應(yīng)清除干凈。第147頁(yè)/共184頁(yè)（一）焊接環(huán)境焊接作業(yè)區(qū)域的相對(duì)濕度不得大于90％。當(dāng)焊件表面潮濕或有冰雪覆蓋時(shí)，應(yīng)采取加熱去濕除潮措施。焊接作業(yè)環(huán)境溫度低于0℃時(shí)，應(yīng)將構(gòu)件焊接區(qū)域內(nèi)大于或等于三倍鋼板厚度且不小于100㎜范圍內(nèi)的母材加熱到50℃以上。第148頁(yè)/共184頁(yè)（二）焊前準(zhǔn)備栓釘焊接時(shí)，應(yīng)配備具有與其焊接難度相當(dāng)?shù)暮附映肿C人員，嚴(yán)禁無(wú)證人員上崗。栓釘焊接前，應(yīng)有針對(duì)性的進(jìn)行焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)。焊接前由栓釘焊工對(duì)栓釘進(jìn)行檢查，保證無(wú)銹蝕、氧化皮、油脂、受潮及其他會(huì)對(duì)焊接質(zhì)量造成影響的缺陷。在栓釘施焊處的母材附近不應(yīng)有氧化皮、銹、油漆或潮濕等影響焊接質(zhì)量的有害物質(zhì)，且母材表面施焊處不得有水分，如有水分必須用氣焊烤干燥。第149頁(yè)/共184頁(yè)焊接用的陶瓷護(hù)圈應(yīng)保持干燥，陶瓷護(hù)圈在使用前進(jìn)行烘干，烘干溫度為