焊接技術(shù)及應(yīng)用（惠媛媛） 課件 第一單元 焊接專業(yè)理論

第一單元焊接專業(yè)理論第一節(jié)焊接概論第二節(jié)電弧焊基礎(chǔ)第三節(jié)焊接工藝基礎(chǔ)第四節(jié)焊接安全知識(shí)第五節(jié)焊接缺陷及焊接檢驗(yàn)第一單元焊接專業(yè)理論第一節(jié)焊接概論第一單元焊接專業(yè)理論焊接是指通過(guò)適當(dāng)?shù)奈锢砘瘜W(xué)過(guò)程(加熱或加壓)，使兩個(gè)分離的工件產(chǎn)生原子(或分子)之間結(jié)合力而連成一體的加工方法。一、焊接方法的分類焊接方法可分為三大類：熔焊、壓焊和釬焊。熔焊是將焊接接頭加熱至熔化狀態(tài)而不加壓力的一類焊接方法。其中電弧焊、氣焊應(yīng)用最為廣泛。壓焊是對(duì)焊件施加壓力，加熱或不加熱的焊接方法。其中電阻焊應(yīng)用較多。釬焊是采用熔點(diǎn)比焊件金屬低的釬料，將焊件和釬料加熱到高于釬料的熔點(diǎn)而焊件金屬不熔化，利用毛細(xì)作用使液態(tài)釬料填充接頭間隙，與母材原子相互擴(kuò)散的焊接方法。如銅焊等。熔焊、壓焊和釬焊三類焊接方法，依據(jù)其工藝特點(diǎn)又可將每一類分成若干種不同的焊接方法，如圖1-1所示。第一單元焊接專業(yè)理論第一單元焊接專業(yè)理論二、焊接的特點(diǎn)及應(yīng)用當(dāng)今世界已大量應(yīng)用焊接方法制造各種金屬構(gòu)件。焊接方法得到普遍的重視并獲得迅速發(fā)展，它與機(jī)械連接法相比具有以下特點(diǎn)：焊接質(zhì)量好。焊縫具有良好的力學(xué)性能，能耐高溫、高壓、低溫，并具有良好的氣密性、導(dǎo)電性、耐腐蝕性和耐磨性等；焊接結(jié)構(gòu)剛性大，整體性好。焊接適用性強(qiáng)。焊接可以較方便地將不同形狀與厚度的型材相連接；可以制成雙金屬結(jié)構(gòu)；可以實(shí)現(xiàn)鑄、焊結(jié)合件，鍛、焊結(jié)合件，沖壓、焊結(jié)合件，以致實(shí)現(xiàn)鑄、鍛、焊結(jié)合件等；焊接工作場(chǎng)地不受限制，可在場(chǎng)內(nèi)、外進(jìn)行施工。省工省料成本低，生產(chǎn)率高。采用焊接連接金屬，一般比鉚接節(jié)省金屬材料10%～20%。焊接加工快、工時(shí)少、勞動(dòng)條件較好，生產(chǎn)周期短，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化生產(chǎn)。第一單元焊接專業(yè)理論焊接設(shè)備投資少。焊接生產(chǎn)不需要大型、貴重的設(shè)備，因此投產(chǎn)快，效率高，同時(shí)更換產(chǎn)品靈活方便，并能較快地組織不同批量、不同結(jié)構(gòu)件的生產(chǎn)。焊接也存在一些問(wèn)題，例如焊后零件不可拆，更換修理不方便；如果焊接工藝不當(dāng)，焊接接頭的組織和性能會(huì)變差；焊后工件存在殘余應(yīng)力和變形，影響了產(chǎn)品質(zhì)量和安全性；容易形成各種焊接缺陷，如應(yīng)力集中、裂紋、引起脆斷等。但只要合理地選用材料、合理選擇焊接工藝、精心操作，以及進(jìn)行嚴(yán)格的科學(xué)管理，就可以將焊接問(wèn)題、焊接缺陷的嚴(yán)重程度和危害性降到最低限度，保證焊件結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和使用壽命。第一單元焊接專業(yè)理論第二節(jié)電弧焊基礎(chǔ)第一單元焊接專業(yè)理論★知識(shí)點(diǎn)1焊接電弧的物理本質(zhì)一、焊接電弧的定義焊接電弧是一種氣體放電現(xiàn)象，它是帶電粒子通過(guò)兩電極之間氣體空間的一種導(dǎo)電過(guò)程。氣體導(dǎo)電必須具備的兩個(gè)條件是：①兩電極之間有帶電粒子；②兩電極之間有電場(chǎng)。電弧放電的主要特點(diǎn)是電流最大、電壓最低、溫度最高、發(fā)光最強(qiáng)。二、焊接電弧的結(jié)構(gòu)焊接電弧的結(jié)構(gòu)如圖1-2所示。第一單元焊接專業(yè)理論三、電弧中帶電粒子的產(chǎn)生電弧兩極間帶電粒子產(chǎn)生的來(lái)源有：中性氣體粒子的電離、金屬電極發(fā)射電子、負(fù)離子形成等。其中氣體電離和陰極發(fā)射電子是電弧中產(chǎn)生帶電粒子的兩個(gè)基本物理過(guò)程。1．氣體的電離電離在外加能量作用下，使中性的氣體分子或原子分離成電子和正離子的過(guò)程稱為氣體電離。第一電離能第一電離能是指中性氣體粒子失去第一個(gè)電子所需的最小外加能量。電弧焊中的氣體粒子電離現(xiàn)象主要是一次電離。第一單元焊接專業(yè)理論電離難易程度當(dāng)其他條件(如氣體的解離性能、熱物理性能等)一定時(shí)，氣體電離電壓的大小反映了帶電粒子產(chǎn)生的難易程度。電離電壓低，表示帶電粒子容易產(chǎn)生，有利于電弧導(dǎo)電；相反，電離電壓高表示帶電粒子難以產(chǎn)生，電弧導(dǎo)電困難。電離種類根據(jù)外加能量來(lái)源的不同，氣體電離種類可分為以下幾種：(1)熱電離。氣體粒子受熱的作用而產(chǎn)生電離的過(guò)程稱為熱電離。它實(shí)質(zhì)上是由于氣體粒子的熱運(yùn)動(dòng)形成頻繁而激烈的碰撞產(chǎn)生的一種電離過(guò)程。電離度的影響因素：熱電離的電離度與溫度、氣體壓力及氣體的電離電壓有關(guān)。隨著溫度的升高，氣體壓力的減小及電離電壓的降低，電離度隨之增加，電弧中帶電粒子數(shù)增加，電弧的穩(wěn)定性增強(qiáng)。第一單元焊接專業(yè)理論場(chǎng)致電離。在兩電極間的電場(chǎng)作用下，氣體中的帶電粒子被加速，電能將轉(zhuǎn)換為帶電粒子的動(dòng)能。當(dāng)帶電粒子的動(dòng)能增加到一定數(shù)值時(shí)，則可能與中性粒子發(fā)生非彈性碰撞而使之產(chǎn)生電離，這種電離稱為場(chǎng)致電離。光電離。中性氣體粒子受到光輻射的作用而產(chǎn)生的電離過(guò)程稱為光電離。光電離只是電弧中產(chǎn)生帶電粒子的一種次要途徑。2．陰極電子發(fā)射1)電子發(fā)射陰極中的自由電子受到一定的外加能量作用時(shí)，從陰極表面逸出的過(guò)程稱為電子發(fā)射。電子從陰極表面逸出需要能量，1個(gè)電子從金屬表面逸出所需要的最低外加能量稱為逸出功(Aw)，單位是電子伏。因電子電量為常數(shù)e，故通常用逸出電壓(Uw)來(lái)表示，Uw=Aw/e，單位為V。逸出功的大小受電極材料種類及表面狀態(tài)的影響。當(dāng)金屬表面存在氧化物時(shí)逸出功都會(huì)減小。第一單元焊接專業(yè)理論2)陰極斑點(diǎn)陰極表面通?？梢杂^察到發(fā)出爍亮的區(qū)域，這個(gè)區(qū)域稱為陰極斑點(diǎn)。它是發(fā)射電子最集中的區(qū)域，即電流最集中流過(guò)的區(qū)域?！瓣帢O破碎”的作用是指：當(dāng)采用鋼、銅、鋁等材料作陰極時(shí)(通常稱為冷陰極)，其斑點(diǎn)在陰極表面作不規(guī)則的游動(dòng)，甚至可觀察到幾個(gè)斑點(diǎn)同時(shí)存在；由于金屬氧化物的逸出功比純金屬低，因而氧化物處容易發(fā)射電子；氧化物發(fā)射電子的同時(shí)自身被破壞，因而陰極斑點(diǎn)有清除氧化物的作用。陰極表面某處氧化物被清除后另一處氧化物就成為集中發(fā)射電子的所在。于是，斑點(diǎn)游動(dòng)力圖尋找在一定條件下最容易發(fā)射電子的氧化物。如果電弧在惰性氣體中燃燒，陰極上某處氧化物被清除后不再生成新的氧化物，陰極斑點(diǎn)移向有氧化物的地方，接著又將該處氧化物清除。這樣就會(huì)在陰極表面的一定區(qū)域內(nèi)將氧化物清除干凈，顯露出金屬本色。這種現(xiàn)象稱為“陰極清理”作用或“陰極破碎”作用。第一單元焊接專業(yè)理論3)電子發(fā)射的類型根據(jù)外加能量形式的不同，電子發(fā)射可分為以下四種類型：熱發(fā)射。陰極表面因受到熱的作用而使其內(nèi)部的自由電子熱運(yùn)動(dòng)速度加大，動(dòng)能增加，一部分電子動(dòng)能達(dá)到或超出逸出功時(shí)產(chǎn)生的電子發(fā)射現(xiàn)象稱為熱發(fā)射。場(chǎng)致發(fā)射。當(dāng)陰極表面空間存在一定強(qiáng)度的正電場(chǎng)時(shí)，陰極內(nèi)部的電子將受到電場(chǎng)力的作用。當(dāng)此力達(dá)到一定程度時(shí)電子便會(huì)逸出陰極表面，這種電子發(fā)射現(xiàn)象稱為場(chǎng)致發(fā)射。光發(fā)射。當(dāng)陰極表面受到光輻射作用時(shí)，陰極內(nèi)的自由電子能量達(dá)到一定程度而逸出陰極表面的現(xiàn)象稱為光發(fā)射。光發(fā)射在陰極電子發(fā)射中居次要地位。粒子碰撞發(fā)射。電弧中高速運(yùn)動(dòng)的粒子(主要是正離子)碰撞陰極時(shí)，把能量傳遞給陰極表面的電子，使電子能量增加而逸出陰極表面的現(xiàn)象稱為粒子碰撞發(fā)射。第一單元焊接專業(yè)理論四、帶電粒子的消失電弧導(dǎo)電過(guò)程中，在產(chǎn)生帶電粒子的同時(shí)，伴隨著帶電粒子的消失過(guò)程。在電弧穩(wěn)定燃燒時(shí)，二者是處于動(dòng)平衡狀態(tài)的。帶電粒子在電弧空間的消失主要有擴(kuò)散、復(fù)合兩種形式和電子結(jié)合成負(fù)離子等過(guò)程。第一單元焊接專業(yè)理論★知識(shí)點(diǎn)2焊接電弧的導(dǎo)電特性焊接電弧的導(dǎo)電特性是指參與電荷的運(yùn)動(dòng)并形成電流的帶電粒子在電弧中產(chǎn)生、運(yùn)動(dòng)和消失的過(guò)程。在焊接電弧的弧柱區(qū)、陰極區(qū)和陽(yáng)極區(qū)三個(gè)組成區(qū)域中，它們的導(dǎo)電特性是各不相同的。一、弧柱區(qū)的導(dǎo)電特性電弧穩(wěn)定燃燒時(shí)，弧柱與周圍氣體介質(zhì)處于熱平衡狀態(tài)。當(dāng)弧柱溫度很高時(shí)，可使其中的大部分中性粒子電離成電子和正離子。由于正離子和電子的空間密度相同，兩者的總電荷量相等，所以宏觀上看弧柱呈電中性。電弧等離子體：弧柱是包含大量電子、正離子等帶電粒子和中性粒子等聚合在一起的氣體狀態(tài)。這種狀態(tài)又稱為電弧等離子體。電弧等離子體雖然對(duì)外呈現(xiàn)電中性，但由于其內(nèi)部有大量電子和正離子等帶電粒子，所以具有良好的導(dǎo)電性能。第一單元焊接專業(yè)理論弧柱單位長(zhǎng)度上的電壓降(即電位梯度)稱為弧柱電場(chǎng)強(qiáng)度E。弧柱的導(dǎo)電性能好，則所要求的E值小。電場(chǎng)強(qiáng)度E和電流I的乘積EI，相當(dāng)于電源供給每單位弧長(zhǎng)的電功率，它將與弧柱的熱損失相平衡。由此可見(jiàn)：①電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小與電弧的氣體介質(zhì)有關(guān)；②E的大小將隨弧柱的熱損失情況而自行調(diào)整。最小電壓原理：弧柱在穩(wěn)定燃燒時(shí)，有一種使自身能量消耗最小的特性。即當(dāng)電流和電弧周圍條件一定時(shí)，穩(wěn)定燃燒的電弧將自動(dòng)選擇一個(gè)確定的導(dǎo)電截面，使電弧的能量消耗最小。當(dāng)電弧長(zhǎng)度也為定值時(shí)，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小即代表了電弧產(chǎn)熱量的大小，因此，能量消耗最小時(shí)的電場(chǎng)強(qiáng)度最低，即在固定弧長(zhǎng)上的電壓降最小，這就是最小電壓原理。二、陽(yáng)極區(qū)的導(dǎo)電特性陽(yáng)極區(qū)是指靠近陽(yáng)極的很小一個(gè)區(qū)域，在電弧中，它的主要作用是接受弧柱中送來(lái)的電子流，同時(shí)向弧柱提供所需要的正離子流。第一單元焊接專業(yè)理論陽(yáng)極斑點(diǎn)：在陽(yáng)極表面也可看到爍亮的區(qū)域，這個(gè)區(qū)域稱為陽(yáng)極斑點(diǎn)?；≈兴蛠?lái)的電子流，集中在此處進(jìn)入陽(yáng)極，再經(jīng)電源返回陰極。陽(yáng)極斑點(diǎn)的電流密度比陰極斑點(diǎn)的小，它的形態(tài)與電極材料及電流大小有關(guān)。由于金屬蒸氣的電離電壓比周圍氣體介質(zhì)的低，因而電離易在金屬蒸氣處發(fā)生。如果陽(yáng)極表面某一區(qū)域產(chǎn)生均勻的金屬熔化和蒸發(fā)，或這些區(qū)域的蒸發(fā)比其他區(qū)域更強(qiáng)烈，則這個(gè)區(qū)域便成為陽(yáng)極導(dǎo)電區(qū)。第一單元焊接專業(yè)理論★知識(shí)點(diǎn)3焊接電弧的工藝特性電弧焊以電弧為能源，主要利用其熱能及機(jī)械能。焊接電弧與熱能及機(jī)械能有關(guān)的工藝特性，主要包括電弧的熱能特性、電弧的力學(xué)特性、電弧的穩(wěn)定性等。一、電弧的熱能特性電弧的熱能特性是指電弧各部分的溫度分布。電弧各部分的溫度分布受電弧產(chǎn)熱特性的影響，電弧的三個(gè)組成區(qū)域產(chǎn)熱特性不同，溫度分布也有較大區(qū)別。電弧溫度的分布特點(diǎn)可從軸向和徑向兩個(gè)方面比較：在軸向上，陰極區(qū)和陽(yáng)極區(qū)的溫度較低，弧柱溫度較高(如圖1-3所示)；在徑向上，溫度分布規(guī)律為弧柱軸線上溫度高，沿徑向溫度逐漸降低(如圖1-4所示)。第一單元焊接專業(yè)理論第一單元焊接專業(yè)理論二、電弧的力學(xué)特性電弧力不僅直接影響焊件的熔深及熔滴過(guò)渡，而且也影響到熔池的攪拌、焊縫成形及金屬飛濺等，因此，對(duì)電弧力的利用和控制將直接影響焊縫質(zhì)量。電弧力主要包括電磁收縮力、等離子流力、斑點(diǎn)力等。1．電磁收縮力當(dāng)電流流過(guò)導(dǎo)體時(shí)，電流可看成是由許多相距很近的平行同向電流線組成的，這些電流線之間將產(chǎn)生相互吸引力。如果是可變形導(dǎo)體(液態(tài)或氣態(tài))，將使導(dǎo)體產(chǎn)生收縮，這種現(xiàn)象稱為電磁收縮效應(yīng)，如圖1-5所示，產(chǎn)生電磁收縮效應(yīng)的力稱為電磁收縮力。第一單元焊接專業(yè)理論2．等離子流力高溫氣體流動(dòng)時(shí)要求從電極上方補(bǔ)充新的氣體，形成有一定速度的連續(xù)氣流進(jìn)入電弧區(qū)。新加入的氣體被加熱和部分電離后，受軸向推力作用繼續(xù)沖向焊件，對(duì)熔池形成附加的壓力，如圖1-6所示。熔池這部分附加壓力是由高溫氣流(等離子氣流)的高速運(yùn)動(dòng)引起的，所以稱為等離子流力，也稱為電弧的電磁動(dòng)壓力。第一單元焊接專業(yè)理論3．斑點(diǎn)力電極上形成斑點(diǎn)時(shí)，由于斑點(diǎn)處受到帶電粒子的撞擊或金屬蒸發(fā)的反作用而對(duì)斑點(diǎn)產(chǎn)生的壓力，稱為斑點(diǎn)壓力或斑點(diǎn)力，如圖1-7所示。陰極斑點(diǎn)力比陽(yáng)極斑點(diǎn)力大，主要原因是：①陰極斑點(diǎn)承受正離子的撞擊，陽(yáng)極斑點(diǎn)承受電子的撞擊，而正離子的質(zhì)量遠(yuǎn)大于電子的質(zhì)量，且陰極壓降一般大于陽(yáng)極壓降，所以陰極斑點(diǎn)承受的撞擊遠(yuǎn)大于陽(yáng)極斑點(diǎn)；②陰極斑點(diǎn)的電流密度比陽(yáng)極斑點(diǎn)的電流密度大，金屬蒸發(fā)產(chǎn)生的反作用力也比陽(yáng)極斑點(diǎn)大。第一單元焊接專業(yè)理論三、焊接電弧的穩(wěn)定性焊接電弧的穩(wěn)定性是指電弧保持穩(wěn)定燃燒的程度。電弧焊過(guò)程中，當(dāng)電弧電壓和焊接電流為某一定值時(shí)，電弧放電可在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)連續(xù)進(jìn)行且穩(wěn)定燃燒的性能稱為電弧的穩(wěn)定性。電弧的穩(wěn)定燃燒是保證焊接質(zhì)量的一個(gè)重要因素，因此維持電弧的穩(wěn)定性是非常重要的。電弧的穩(wěn)定性除受操作人員技術(shù)熟練程度影響外，還與下列因素有關(guān)。1．焊接電流隨著焊接電流的增大，電弧的引燃電壓就降低；同時(shí)，隨著焊接電流的增大，自然斷弧的最大弧長(zhǎng)也增大。所以焊接電流越大，電弧燃燒越穩(wěn)定。第一單元焊接專業(yè)理論2．磁偏吹電弧在其自身磁場(chǎng)作用下具有一定的挺直性，使電弧盡量保持在焊絲(條)的軸線方向上，即使當(dāng)焊絲(條)與焊件有一定傾角時(shí)，電弧仍將保持指向焊絲(條)軸線方向，而不垂直于焊件表面，如圖1-8(a)所示。但在實(shí)際焊接中，由于多種因素的影響，電弧周圍磁力線均勻分布的狀況被破壞，使電弧偏離焊絲(條)軸線方向，這種現(xiàn)象稱為磁偏吹，如圖1-8(b)、(c)、(d)所示。一旦產(chǎn)生磁偏吹，電弧軸線就難以對(duì)準(zhǔn)焊縫中心，這將導(dǎo)致焊縫成形不規(guī)則，影響焊接質(zhì)量。引起磁偏吹的根本原因主要有：導(dǎo)線接線位置。電弧附近的鐵磁物體。第一單元焊接專業(yè)理論3．其他影響因素電弧長(zhǎng)度對(duì)電弧的穩(wěn)定性也有較大的影響，如果電弧太長(zhǎng)，電弧就會(huì)發(fā)生劇烈擺動(dòng)，從而破壞了焊接電弧的穩(wěn)定性，而且飛濺也增大。焊接處如有油漆、油脂、水分和銹層等存在時(shí)，也會(huì)影響電弧燃燒的穩(wěn)定性。此外，強(qiáng)風(fēng)、氣流等因素也會(huì)造成電弧偏吹，同樣會(huì)使電弧燃燒不穩(wěn)定。因此焊前做好焊件坡口表面及附近區(qū)域的清理工作十分重要。焊接中除選擇并保持合適的電弧長(zhǎng)度外，還應(yīng)選擇合適的操作場(chǎng)所，使外界對(duì)電弧穩(wěn)定性的影響盡可能降低。第一單元焊接專業(yè)理論第三節(jié)焊接工藝基礎(chǔ)第一單元焊接專業(yè)理論★知識(shí)點(diǎn)1焊接接頭的種類及接頭形式用焊接方法連接的接頭稱為焊接接頭(簡(jiǎn)稱為接頭)。它由焊縫、熔合區(qū)、熱影響區(qū)及其鄰近的母材組成，如圖1-9所示。在焊接結(jié)構(gòu)中焊接接頭起兩方面的作用，第一是連接作用，即把兩焊件連接成一個(gè)整體；第二是傳力作用，即傳遞焊件所承受的載荷。第一單元焊接專業(yè)理論根據(jù)GB/T3375—94《焊接名詞術(shù)語(yǔ)》中的規(guī)定，焊接接頭可分為10種類型，如圖1-10所示。其中以對(duì)接接頭和T形接頭應(yīng)用最為普遍。第一單元焊接專業(yè)理論一、對(duì)接接頭兩件表面構(gòu)成大于或等于135°，小于或等于180°夾角的接頭，叫做對(duì)接接頭。在各種焊接結(jié)構(gòu)中它是采用最多的一種接頭形式。厚度不同的鋼板對(duì)接的兩板厚度差(δ-δ1)不超過(guò)表1-1規(guī)定時(shí)，則焊縫坡口的基本形式與尺寸按較厚板的尺寸數(shù)據(jù)來(lái)選??；否則，應(yīng)在厚板上作出如圖1-11所示的單面或雙面削薄，其削薄長(zhǎng)度L≥3(δ-δ1)。第一單元焊接專業(yè)理論二、角接接頭兩焊件端面間構(gòu)成大于30°、小于135°夾角的接頭，叫做角接接頭，見(jiàn)圖1-12。這種接頭受力狀況不太好，常用于不重要的結(jié)構(gòu)中。三、T形接頭一件之端面與另一件表面構(gòu)成直角或近似直角的接頭，叫做T形接頭，見(jiàn)圖1-13。第一單元焊接專業(yè)理論四、搭接接頭兩件部分重疊構(gòu)成的接頭叫搭接接頭，搭接接頭根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式和對(duì)強(qiáng)度的要求，分為I形坡口(不開(kāi)坡口)、圓孔內(nèi)塞焊和長(zhǎng)孔內(nèi)角焊三種形式，見(jiàn)圖1-14。第一單元焊接專業(yè)理論★知識(shí)點(diǎn)2焊縫坡口的基本形式與尺寸根據(jù)設(shè)計(jì)或工藝需要，將焊件的待焊部位加工成一定幾何形狀的溝槽稱為坡口。開(kāi)坡口的目的是為了得到在焊件厚度上全部焊透的焊縫。一、坡口形式坡口的形式由GB985—88《氣焊、手工電弧焊及氣體保護(hù)焊焊縫坡口的基本形式與尺寸》、GB986—88《埋弧焊焊縫坡口的基本形式及尺寸》做了規(guī)定：根據(jù)坡口的形狀，坡口分成I形(不開(kāi)坡口)、V形、Y形、雙Y形、U形、雙U形、單邊V形、雙單邊Y形、J形等各種坡口形式，如圖1-15所示。V形和Y形坡口的加工和施焊方便(不必翻轉(zhuǎn)焊件)，但焊后容易產(chǎn)生角變形。雙Y形坡口是在V形坡口的基礎(chǔ)上發(fā)展的。當(dāng)焊件厚度增大時(shí)，采用雙Y形代替V形坡口，在同樣厚度下，可減少焊縫金屬量約1/2，并且可對(duì)稱施焊，焊后的殘余變形較小。第一單元焊接專業(yè)理論U形坡口的填充金屬量在焊件厚度相同的條件下比V形坡口小得多，但這種坡口的加工較復(fù)雜。第一單元焊接專業(yè)理論二、坡口的幾何尺寸1．坡口面待焊件上的坡口表面叫坡口面。2．坡口面角度和坡口角度待加工坡口的端面與坡口面之間的夾角叫坡口面角度，兩坡口面之間的夾角叫坡口角度，見(jiàn)圖1-16。3．根部間隙焊前在接頭根部之間預(yù)留的空隙叫根部間隙，見(jiàn)圖1-16。根部間隙又叫裝配間隙。根部間隙的作用在于焊接底層焊道時(shí)，能保證根部可以焊透。因此，根部間隙太小時(shí)，將在根部產(chǎn)生焊不透現(xiàn)象；但太大的根部間隙，又會(huì)使根部燒穿，形成焊瘤。第一單元焊接專業(yè)理論鈍邊焊件開(kāi)坡口時(shí)，沿焊件接頭坡口根部的端面直邊部分叫鈍邊，見(jiàn)圖1-16。鈍邊的作用是防止根部燒穿。但鈍邊值太大，又會(huì)使根部焊不透。根部半徑在J形、U形坡口底部的圓角半徑叫根部半徑(見(jiàn)圖1-16)。它的作用是增大坡口根部的空間，使焊條能夠伸入根部，以便焊透根部。第一單元焊接專業(yè)理論★知識(shí)點(diǎn)3焊接位置種類根據(jù)GB／T3375—94《焊接術(shù)語(yǔ)》的規(guī)定，焊接位置，即熔焊時(shí)，焊件接縫所處的空間位置，可用焊縫傾角和焊縫轉(zhuǎn)角來(lái)表示。有平焊、立焊、橫焊和仰焊位置等。焊縫傾角，即焊縫軸線與水平面之間的夾角，見(jiàn)圖1-17。焊縫轉(zhuǎn)角，即焊縫中心線(焊根和蓋面層中心連線)和水平參照面y軸的夾角，見(jiàn)圖1-18。第一單元焊接專業(yè)理論一、平焊位置平焊位置：如圖1-19(a)所示。二、橫焊位置橫焊位置：如圖1-19(b)所示。三、立焊位置立焊位置：如圖1-19(c)所示。四、仰焊位置仰焊位置：如圖1-19(d)所示。五、平角焊位置平角焊位置：如圖1-19(e)所示。第一單元焊接專業(yè)理論六、仰角焊位置仰角焊位置：如圖圖1-19(f)所示。在平焊位置、橫焊位置、立焊位置、仰焊位置進(jìn)行的焊接分別稱為平焊、橫焊、立焊、仰焊。T形、十字形和角接接頭處于平焊位置進(jìn)行的焊接稱為船形焊。在工程上常用的水平固定管的焊接，由于在管子360°的焊接中，有仰焊、立焊、平焊，所以稱全位置焊接。當(dāng)焊件接縫置于傾斜位置(除平、橫、立、仰焊位置以外)時(shí)進(jìn)行的焊接稱為傾斜焊。第一單元焊接專業(yè)理論★知識(shí)點(diǎn)4焊縫形式及形狀尺寸一、焊縫形式焊縫按不同分類方法可分為下列幾種形式：1．按焊縫結(jié)合形式分類根據(jù)GB/T

3375—94的規(guī)定，按焊縫結(jié)合形式，分為對(duì)接焊縫、角焊縫、塞焊縫、槽焊縫和端接焊縫五種。1)對(duì)接焊縫構(gòu)成對(duì)接接頭的焊縫稱為對(duì)接焊縫。對(duì)接焊縫可以由對(duì)接接頭形成，也可以由T形接頭(十字接頭)形成，后者是指開(kāi)坡口后進(jìn)行全焊透焊接而焊腳為零的焊縫，見(jiàn)圖1-20。第一單元焊接專業(yè)理論2)角焊縫沿兩直交或近直交零件的交線所焊接的焊縫為角焊縫，見(jiàn)圖1-21。同時(shí)由對(duì)接焊縫和角焊縫組成的焊縫稱為組合焊縫，T形接頭(十字接頭)開(kāi)坡口后進(jìn)行全焊透焊接并且具有一定焊腳的焊縫，即為組合焊縫，坡口內(nèi)的焊縫為對(duì)接焊縫，坡口外連接兩焊件的焊縫為角焊縫，見(jiàn)圖1-22。第一單元焊接專業(yè)理論塞焊縫兩零件相疊，其中一塊開(kāi)圓孔，在圓孔中焊接兩板所形成的焊縫為塞焊縫，見(jiàn)圖1-23(a)，只在孔內(nèi)焊角焊縫者不稱為塞焊。端接焊縫端接焊縫是構(gòu)成端接接頭所形成的焊縫，見(jiàn)圖1-23(b)。5)槽焊縫兩板相疊，其中一塊開(kāi)長(zhǎng)孔，在長(zhǎng)孔中焊接兩板的焊縫為槽焊縫，只焊角焊縫者不稱為槽焊。第一單元焊接專業(yè)理論2．按施焊時(shí)焊縫在空間所處位置分類按施焊時(shí)焊縫在空間所處位置分為平焊縫、立焊縫、橫焊縫及仰焊縫四種形式。3．按焊縫斷續(xù)情況分類按焊縫斷續(xù)情況分為連續(xù)焊縫和斷續(xù)焊縫兩種形式。斷續(xù)焊縫又分為交錯(cuò)式和并列式兩種(圖1-24)，焊縫尺寸除注明焊腳K外，還注明斷續(xù)焊縫中每一段焊縫的長(zhǎng)度l和間距e，并以符號(hào)“Z”表示交錯(cuò)式焊縫。第一單元焊接專業(yè)理論二、焊縫的形狀尺寸焊縫的形狀用一系列幾何尺寸來(lái)表示，不同形式的焊縫，其形狀參數(shù)也不一樣。1．焊縫寬度焊縫表面與母材的交界處叫焊趾。焊縫表面兩焊趾之間的距離叫焊縫寬度，如圖1-25所示。第一單元焊接專業(yè)理論2．余高超出母材表面焊趾連線上面的那部分焊縫金屬的最大高度稱為余高，見(jiàn)圖1-26。第一單元焊接專業(yè)理論3．熔深在焊接接頭橫截面上，母材或前道焊縫熔化的深度叫熔深，見(jiàn)圖1-27。第一單元焊接專業(yè)理論4．焊縫厚度在焊縫橫截面中，從焊縫正面到焊縫背面的距離稱為焊縫厚度，見(jiàn)圖1-28。5．焊腳角焊縫的橫截面中，從一個(gè)直角面上的焊趾到另一個(gè)直角面表面的最小距離稱為焊腳。在角焊縫的橫截面中畫出的最大等腰直角三角形中直角邊的長(zhǎng)度叫焊腳尺寸，見(jiàn)圖1-28。第一單元焊接專業(yè)理論6．焊縫成形系數(shù)熔焊時(shí)，在單道焊縫橫截面上焊縫寬度(B)與焊縫計(jì)算厚度(H)的比值(=B/H)稱為焊縫成形系數(shù)，見(jiàn)圖1-29。7．熔合比熔合比是指熔焊時(shí)，被熔化的母材在焊道金屬中所占的百分比。第一單元焊接專業(yè)理論★知識(shí)點(diǎn)5焊縫符號(hào)表示法焊縫符號(hào)一般由基本符號(hào)和指引線組成，必要時(shí)還可以加上輔助符號(hào)、補(bǔ)充符號(hào)和焊縫尺寸符號(hào)等。一、焊縫符號(hào)根據(jù)GB324—88《焊縫符號(hào)表示法》的規(guī)定，焊縫符號(hào)可以分為以下幾種。1．基本符號(hào)基本符號(hào)是表示焊縫橫截面形狀的符號(hào)，見(jiàn)表1-3。第一單元焊接專業(yè)理論2．輔助符號(hào)輔助符號(hào)是表示焊縫表面形狀特征的符號(hào)，見(jiàn)表1-4。輔助符號(hào)的應(yīng)用示例見(jiàn)表1-5。不需要確切地說(shuō)明焊縫表面的形狀時(shí)，可以不用輔助符號(hào)。第一單元焊接專業(yè)理論3．補(bǔ)充符號(hào)補(bǔ)充符號(hào)是為了補(bǔ)充說(shuō)明焊縫的某些特征而采用的符號(hào)，見(jiàn)表1-6。第一單元焊接專業(yè)理論二、焊縫符號(hào)在圖紙上的位置1．基本要求完整的焊縫表示方法除了上述基本符號(hào)、輔助符號(hào)、補(bǔ)充符號(hào)以外，還包括指引線、焊縫尺寸符號(hào)及數(shù)據(jù)。指引線一般由帶有箭頭的指引線(簡(jiǎn)稱箭頭線)和兩條基準(zhǔn)線(一條為實(shí)線，另一條為虛線)兩部分組成，如圖1-30所示。第一單元焊接專業(yè)理論2．箭頭線和接頭的關(guān)系圖1-31和圖1-32給出的示例說(shuō)明下列術(shù)語(yǔ)的含義。第一單元焊接專業(yè)理論3．箭頭線的位置箭頭線相對(duì)焊縫的位置一般沒(méi)有特殊要求，見(jiàn)圖1-33(a)、(b)。但是在標(biāo)注單邊V、單邊Y、J形焊縫時(shí)，箭頭線應(yīng)指向帶有坡口一側(cè)的工件，見(jiàn)圖1-33(c)、(d)。必要時(shí)，允許箭頭線彎折一次。4．基準(zhǔn)線的位置基準(zhǔn)線的虛線可以畫在基準(zhǔn)線的實(shí)線下側(cè)或上側(cè)?；鶞?zhǔn)線一般應(yīng)與圖樣的底邊相平行，但在特殊條件下亦可與底邊相垂直。第一單元焊接專業(yè)理論5．基本符號(hào)相對(duì)基準(zhǔn)線的位置基本符號(hào)相對(duì)基準(zhǔn)線的位置見(jiàn)圖1-34(a)、(b)、(c)、(d)；標(biāo)注對(duì)稱焊縫及雙面焊縫時(shí)，不加虛線。第一單元焊接專業(yè)理論三、焊縫尺寸符號(hào)及其標(biāo)注位置1．焊縫尺寸符號(hào)焊縫尺寸符號(hào)，見(jiàn)表1-8。第一單元焊接專業(yè)理論2．焊縫尺寸符號(hào)及數(shù)據(jù)標(biāo)注原則焊縫尺寸符號(hào)及數(shù)據(jù)的標(biāo)注原則，如圖1-35所示。3．關(guān)于尺寸符號(hào)的說(shuō)明在基本符號(hào)的右側(cè)無(wú)任何標(biāo)注且又無(wú)其他說(shuō)明時(shí)，表示焊縫在工件的整個(gè)長(zhǎng)度上是連續(xù)的。在基本符號(hào)的左側(cè)無(wú)任何標(biāo)注且又無(wú)其他說(shuō)明時(shí)，表示對(duì)接焊縫要完全焊透。塞焊縫、槽焊縫帶有斜邊時(shí)，應(yīng)該標(biāo)注孔底部的尺寸。第一單元焊接專業(yè)理論★知識(shí)點(diǎn)6焊接方法在圖樣上的表示根據(jù)《金屬焊接及釬焊方法在圖樣上的表示代號(hào)》中的規(guī)定，焊接方法用特定的數(shù)字表示方法。幾種主要焊接方法的數(shù)字表示方法，見(jiàn)表1-9。表中同時(shí)列出了舊標(biāo)準(zhǔn)GB324—64焊接方法的字母表示，以作對(duì)照。第一單元焊接專業(yè)理論★知識(shí)點(diǎn)7焊接工藝參數(shù)及其對(duì)焊縫形狀的影響焊接時(shí)，為保證焊接質(zhì)量而選定的各項(xiàng)參數(shù)的總稱叫焊接工藝參數(shù)。一、焊接電流當(dāng)其他條件不變時(shí)，增加焊接電流，焊縫厚度和余高都增加，而焊縫寬度則幾乎保持不變(或略有增加)，如圖1-37所示，這是埋弧自動(dòng)焊時(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。分析這些現(xiàn)象的原因是：焊接電流增加時(shí)，電弧的熱量增加，因此熔池體積和弧坑深度都隨電流而增加，所以冷卻下來(lái)后，焊縫厚度就增加。焊接電流增加時(shí)，焊絲的熔化量也增加，因此焊縫的余高也隨之增加。如果采用不填絲的鎢極氬弧焊，則余高就不會(huì)增加。第一單元焊接專業(yè)理論(3)焊接電流增加時(shí)，一方面是電弧截面略有增加，導(dǎo)致熔寬增加；另一方面是電流增加促使弧坑深度增加。由于電壓沒(méi)有改變，所以弧長(zhǎng)也不變，導(dǎo)致電弧潛入熔池，使電弧擺動(dòng)范圍縮小，則促使熔寬減少。由于兩者共同的作用，所以實(shí)際上熔寬幾乎保持不變。第一單元焊接專業(yè)理論二、電弧電壓當(dāng)其他條件不變時(shí)，電弧電壓增長(zhǎng)，焊縫寬度顯著增加而焊縫厚度和余高將略有減少，見(jiàn)圖1-38。電流是決定焊縫厚度的主要因素，而電壓則是影響焊縫寬度的主要因素。因此，為得到良好的焊縫形狀，即得到符合要求的焊縫成形系數(shù)，這兩個(gè)因素是互相制約的，即一定的電流要配合一定的電壓，不應(yīng)該將一個(gè)參數(shù)在大范圍內(nèi)任意變動(dòng)。第一單元焊接專業(yè)理論三、焊接速度焊接速度對(duì)焊縫厚度和焊縫寬度有明顯的影響。當(dāng)焊接速度增加時(shí)，焊縫厚度和焊縫寬度都大為下降，見(jiàn)圖1-39。第一單元焊接專業(yè)理論四、其他工藝參數(shù)及因素對(duì)焊縫形狀的影響電極直徑和焊絲外伸長(zhǎng)當(dāng)其他條件不變時(shí)，減小電極(焊絲)直徑不僅使電弧截面減小，而且還減小了電弧的擺動(dòng)范圍，所以焊縫厚度和焊縫寬度都將減小。焊絲外伸長(zhǎng)是指從焊絲與導(dǎo)電嘴的接觸點(diǎn)到焊絲末端的長(zhǎng)度，即焊絲上通電部分的長(zhǎng)度。當(dāng)電流在焊絲的外伸長(zhǎng)上通過(guò)時(shí)，將產(chǎn)生電阻熱。因此，當(dāng)焊絲外伸長(zhǎng)增加時(shí)，電阻熱也將增加，焊絲熔化加快，因此余高增加。焊絲直徑愈小或材料電阻率愈大時(shí)，這種影響愈明顯。電極(焊絲)傾角焊接時(shí)，電極(焊絲)相對(duì)于焊接方向可以傾斜一個(gè)角度。當(dāng)電極(焊絲)的傾角順著焊接方向時(shí)叫后傾；逆著焊接方向時(shí)叫前傾，見(jiàn)圖1-40(a)、(b)。電極(焊絲)前傾時(shí)，電弧力對(duì)熔池液體金屬后排作用減弱，熔池底部液體第一單元焊接專業(yè)理論金屬增厚了，阻礙了電弧對(duì)熔池底部母材的加熱，故焊縫厚度減小。同時(shí)，電弧對(duì)熔池前部未熔化母材預(yù)熱作用加強(qiáng)，因此焊縫寬度增加，余高減小。前傾角度愈小，這一影響愈明顯，見(jiàn)圖1-40(c)。電極(焊絲)后傾時(shí)，情況與上述相反。第一單元焊接專業(yè)理論3．焊件傾角焊件相對(duì)水平面傾斜時(shí)，焊縫的形狀可因焊接方向不同而有明顯差別。焊件傾斜后，焊接方法可分為兩種：從高處往低處焊稱為下坡焊；從低處往高處焊稱為上坡焊，如圖1-41所示。第一單元焊接專業(yè)理論4．坡口形狀當(dāng)其他條件不變時(shí)，增加坡口深度和寬度時(shí)，焊縫厚度略有增加，焊縫寬度略有增加，而余高顯著減小，見(jiàn)圖1-42。5．焊劑埋弧焊時(shí)，焊劑的成分、密度、顆粒度及堆積高度均對(duì)焊縫形狀有一定影響。當(dāng)其他條件相同時(shí)，穩(wěn)弧性較差的焊劑焊縫厚度較大、而焊縫寬度較小。焊劑密度小，顆粒度大或堆積高度減小時(shí)，由于電弧四周壓力降低，弧柱體積膨脹，電弧擺動(dòng)范圍擴(kuò)大，因此焊縫厚度減小、焊縫寬度增加、余高略為減小。此外，熔渣粘度對(duì)焊縫表面成形有很大影響，若粘度過(guò)大，使熔渣的透氣性不良，熔池結(jié)晶時(shí)所排出的氣體無(wú)法通過(guò)熔渣排除，則會(huì)使第一單元焊接專業(yè)理論焊縫表面形成許多凹坑，成形惡化。6．保護(hù)氣體成分氣體保護(hù)焊時(shí)，保護(hù)氣體的成分以及與此密切相關(guān)的熔滴過(guò)渡形式對(duì)焊縫形狀有明顯影響。采用不同保護(hù)氣體進(jìn)行熔化極氣體保護(hù)焊直流反接時(shí)，焊縫形狀的變化如圖1-43所示。7．母材的化學(xué)成分母材的化學(xué)成分不同，在其他工藝因素不變的情況下，焊縫形狀不一樣，這一點(diǎn)在氬弧焊時(shí)特別明顯。第一單元焊接專業(yè)理論★知識(shí)點(diǎn)8焊接工程圖的表達(dá)方法一、焊縫表示法1．焊縫畫法在技術(shù)圖樣中一般采用GB324—88規(guī)定的焊縫符號(hào)法表示焊縫。需要在圖樣上簡(jiǎn)易地繪制焊縫時(shí)，可以用視圖、剖視圖、斷面圖表示，也可以用軸測(cè)圖示意表示。圖樣中的可見(jiàn)焊縫可以用圓弧、直線表示(這些線段可以徒手繪制)，也允許采用粗線(粗線寬度的2倍)表示焊縫。具體要求如下：在垂直于焊縫的視圖或剖視圖中，一般應(yīng)畫出焊縫的形式并涂黑；在平行于焊縫的視圖中一般采用粗線表示可見(jiàn)的焊縫，也可用柵線段表示(可徒手繪制，細(xì)實(shí)線)。但在同一圖樣中，應(yīng)采用同一畫法。第一單元焊接專業(yè)理論2．焊縫的標(biāo)注焊縫的結(jié)構(gòu)形式焊縫的結(jié)構(gòu)形式用焊縫代號(hào)來(lái)表示，焊縫代號(hào)主要由基本符號(hào)、輔助符號(hào)、補(bǔ)充符號(hào)、指引線和焊縫尺寸等組成。它被用來(lái)說(shuō)明焊縫橫截面的形狀、尺寸，線寬為標(biāo)注字符高度的1/10。指引線指引線采用細(xì)實(shí)線繪制，一般由帶箭頭的指引線(稱為箭頭線)和兩條基準(zhǔn)線(其中一條為實(shí)線，另一條為虛線，基準(zhǔn)線一般與圖紙標(biāo)題欄的長(zhǎng)邊平行，必要時(shí)可以加上尾部(90°夾角的兩條細(xì)實(shí)線))組成，如圖1-44所示。第一單元焊接專業(yè)理論3)標(biāo)注標(biāo)注時(shí)，箭頭線對(duì)于焊縫的位置一般沒(méi)有特殊的要求。當(dāng)箭頭線直接指向焊縫時(shí)，可以指向焊縫的正面或反面。但當(dāng)標(biāo)注單邊V形焊縫、帶鈍邊的單邊V形焊縫、帶鈍邊的單邊J形焊縫時(shí)，箭頭線應(yīng)當(dāng)指向有坡口一側(cè)的工件，如圖1-45所示?；鶞?zhǔn)線的虛線也可以畫在基準(zhǔn)線實(shí)線的上方，如圖1-45(c)所示V形焊縫在視圖中不可見(jiàn)的一側(cè)，標(biāo)在上下都一樣，一定是符號(hào)中有虛線的一側(cè)。第一單元焊接專業(yè)理論當(dāng)箭頭線直接指向焊縫時(shí)，基本符號(hào)應(yīng)標(biāo)注在實(shí)線側(cè)，如圖1-45中的U形焊縫符號(hào)和圖1-46中的角焊縫符號(hào)。當(dāng)箭頭線指向焊縫的另一側(cè)時(shí)，基本符號(hào)應(yīng)標(biāo)注在基準(zhǔn)線的虛線側(cè)，如圖1-45(c)中的V形焊縫的標(biāo)注以及圖1-47中下方的角焊縫。標(biāo)注對(duì)稱焊縫和雙面焊縫時(shí)，基準(zhǔn)線中的虛線可省略，如圖1-47所示。第一單元焊接專業(yè)理論4)焊縫尺寸符號(hào)焊縫尺寸符號(hào)為：α、β、γ、P、H、K、h、S、R、c、d、n、l、e等。各字母代號(hào)含義如圖1-48所示。第一單元焊接專業(yè)理論二、符號(hào)說(shuō)明圖1-49為焊縫符號(hào)說(shuō)明。第一單元焊接專業(yè)理論三、焊接裝配圖焊接裝配圖是一種不可拆卸的裝配，許多大型的設(shè)備都采用這種裝配方法。焊接裝配圖與一般的裝配圖編號(hào)、明細(xì)表、視圖等表達(dá)方法相同，不同的是有些簡(jiǎn)單的焊接裝配圖直接標(biāo)注所有裝配件的詳細(xì)尺寸，不再設(shè)計(jì)每一個(gè)小的零件結(jié)構(gòu)，裝配圖充當(dāng)了零件圖的功能。當(dāng)然也可以完全按照裝配圖、零件圖的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。第一單元焊接專業(yè)理論第四節(jié)焊接安全知識(shí)第一單元焊接專業(yè)理論★知識(shí)點(diǎn)1觸電觸電事故是指人體觸及帶電體，導(dǎo)致電流通過(guò)人體的電氣事故。一、電流對(duì)人體的危害電流對(duì)人體的危害有電擊、電傷和電磁生理傷害三種。二、觸電的類型按照人體觸及帶電體的方式和電流通過(guò)人體的途徑，觸電可分為單相觸電、兩相觸電、跨步電壓觸電和高壓觸電四種類型。1．單相觸電當(dāng)站在地面或者其他接地導(dǎo)體上的人，其身體某一部位觸及一相帶電體時(shí)而發(fā)生的觸電事故，稱為單相觸電。大部分焊接觸電事故都是單相觸電。第一單元焊接專業(yè)理論兩相觸電當(dāng)人體兩處同時(shí)觸及電源的任何兩相帶電體時(shí)而發(fā)生的觸電事故，稱為兩相觸電。兩相觸電時(shí)，觸電者所觸及的電壓是220

V或380

V，觸電危險(xiǎn)性很大?？绮诫妷河|電當(dāng)帶電體接地，有電流流入地下時(shí)，電流在接地點(diǎn)周圍地面產(chǎn)生電壓降，人在接地點(diǎn)周圍，兩腳之間出現(xiàn)的電壓即為跨步電壓，由此引起的觸電事故稱為跨步電壓觸電。在檢查高壓設(shè)備接地故障時(shí)，室內(nèi)不得接近故障接地點(diǎn)4

m以內(nèi)，室外不得接近故障接地點(diǎn)8

m以內(nèi)，進(jìn)入上述范圍的人員必須穿絕緣鞋。高壓觸電在1000

V以上的高壓電氣設(shè)備上，當(dāng)人體過(guò)分接近帶電體時(shí)，高壓電能使空氣擊穿，電流流過(guò)人體，同時(shí)還伴有電弧產(chǎn)生，將觸電者燒傷的觸電事故，稱為高壓觸電。高壓觸電事故能使觸電者致殘甚至死亡。第一單元焊接專業(yè)理論★知識(shí)點(diǎn)2弧光輻射電弧光中有三種對(duì)人體有害的光線，即紫外線、紅外線和強(qiáng)烈的可見(jiàn)光線。一、紫外線紫外線的波長(zhǎng)為180～400

μm。焊條電弧焊形成的紫外線波長(zhǎng)一般在230

μm左右，氬弧焊時(shí)紫外線輻射光譜在390

μm以下。紫外線照射可引起皮炎、彌漫性紅斑，有時(shí)出現(xiàn)小水泡、滲出液和水腫，有灼燒發(fā)癢的感覺(jué)，甚至蛻皮。過(guò)度照射會(huì)引起眼睛的急性角膜炎，又稱為電光性眼炎。二、紅外線紅外線的波長(zhǎng)是760～15

000

μm，焊條電弧焊時(shí)，可以產(chǎn)生全部上述波長(zhǎng)的紅外線。眼睛長(zhǎng)期在短波紅外線的照射下，會(huì)產(chǎn)生紅外線白內(nèi)障和視網(wǎng)膜灼傷。第一單元焊接專業(yè)理論三、可見(jiàn)光線焊接電弧的可見(jiàn)光線光度，比正常情況下肉眼所承受的光度高1萬(wàn)倍以上，眼睛受到可見(jiàn)光照射時(shí)，有疼痛感，一時(shí)看不清東西，通常叫電弧“晃眼”，短時(shí)間喪失勞動(dòng)力，但不久即可恢復(fù)。但需注意，長(zhǎng)時(shí)間照射可見(jiàn)光線會(huì)引起視力下降。★知識(shí)點(diǎn)3焊接煙塵焊接煙塵的濃度及成分主要取決于焊接方法、焊接材料及焊接參數(shù)。焊接煙塵可造成焊工塵肺、錳中毒和金屬煙熱等危害。一、焊工塵肺焊工塵肺是焊接煙塵及有毒氣體被焊工吸入超過(guò)一定量時(shí)，引起肺組織彌漫性、纖維化病變所致的疾病。第一單元焊接專業(yè)理論二、錳中毒焊接過(guò)程中，錳蒸氣在空氣中能很快氧化成灰色的一氧化錳及紅色的四氧化三錳煙霧，長(zhǎng)期吸入超過(guò)允許濃度的錳及其化合物的微粒和蒸氣，將患上職業(yè)性錳中毒。三、金屬煙熱金屬煙熱反應(yīng)是焊接煙塵中的氧化鐵、氧化錳微粒和氟化物等物質(zhì)通過(guò)上呼吸道進(jìn)入末梢細(xì)支氣管和肺泡，再進(jìn)入體內(nèi)。第一單元焊接專業(yè)理論★知識(shí)點(diǎn)4有毒氣體焊接或切割作業(yè)中，由于電弧的輻射作用，會(huì)產(chǎn)生臭氧、氮氧化物、一氧化碳、二氧化碳和氟化氫等有害氣體。一、臭氧空氣中的氧，在短波紫外線的激發(fā)下，被大量地破壞生成臭氧。臭氧具有刺激性，是一種淡藍(lán)色的有毒氣體。焊條電弧焊產(chǎn)生臭氧濃度較低，氬弧焊、等離子弧焊產(chǎn)生臭氧量多。人體超量吸入臭氧時(shí)，會(huì)引起咳嗽、胸悶、

乏力、頭暈和全身酸痛等，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引起支氣管炎。二、氮氧化物電焊煙氣中的氮氧化物主要為焊接過(guò)程中焊接電弧高溫使空氣中的氧、氮分子重新組合而形成的二氧化氮和一氧化氮。人體吸入氮氧化物后容易引起激烈咳嗽，出現(xiàn)全身無(wú)力和呼吸困難等癥狀。第一單元焊接專業(yè)理論三、一氧化碳一氧化碳?xì)怏w是無(wú)色、無(wú)臭、無(wú)刺激性的窒息性氣體，一氧化碳經(jīng)肺泡進(jìn)入血液，與血紅蛋白結(jié)合，使組織缺氧。另外，一氧化碳直接抑制細(xì)胞內(nèi)呼吸，造成內(nèi)窒息。各種明弧焊都會(huì)產(chǎn)生一氧化碳?xì)怏w，其中二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊的一氧化碳?xì)鉂舛茸罡摺Ｋ?、氟化氫堿性焊條在焊接過(guò)程中，會(huì)有氟化物產(chǎn)生，焊工長(zhǎng)期吸入氟化物氣體，對(duì)眼、鼻和呼吸道黏膜產(chǎn)生刺激，引起鼻腔和黏膜充血、干燥及鼻腔潰瘍，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)發(fā)生支氣管炎及肺炎。長(zhǎng)期接觸氟化氫可導(dǎo)致骨質(zhì)病變，形成骨硬化，尤其以脊柱、骨盆等軀干骨最為顯著。第一單元焊接專業(yè)理論★知識(shí)點(diǎn)5其他有害因素一、噪聲在無(wú)防護(hù)的情況下，噪聲會(huì)引起聽(tīng)覺(jué)障礙、噪聲性外傷、耳聾等癥狀。長(zhǎng)期接觸噪聲會(huì)引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)和血液等系統(tǒng)失調(diào)，出現(xiàn)厭倦、煩躁、血壓升高、心跳過(guò)速等癥狀。此外，噪聲還會(huì)引起內(nèi)分泌失調(diào)、流產(chǎn)和其他內(nèi)分泌腺功能紊亂現(xiàn)象。二、射線在鎢極氬弧焊和等離子弧焊時(shí)，使用的電極是釷鎢電極，其中釷是天然放射性物質(zhì)，能放出α、β、γ三種射線。焊接過(guò)程中，其危害形式是釷及其衰變產(chǎn)物的煙塵被吸入人體后，很難排除體外，因而形成體內(nèi)照射，三種射線中γ射線穿透較強(qiáng)，危害最大。人體長(zhǎng)期受放射性照射，或放射性物質(zhì)經(jīng)常少量進(jìn)入體內(nèi)積蓄，可造成中樞神經(jīng)系統(tǒng)、造血器官和消化系統(tǒng)疾病。第一單元焊接專業(yè)理論三、高頻電磁場(chǎng)在非熔化極氬弧焊和等離子弧焊割作業(yè)時(shí)，常用高頻振蕩器激發(fā)引燃電弧，有的交流氬弧焊機(jī)也用高頻振蕩器來(lái)穩(wěn)定電弧。人體在高頻電磁場(chǎng)的作用下，能吸收一定的輻射能量，產(chǎn)生生物學(xué)效應(yīng)(熱作用)。焊工長(zhǎng)期接觸高頻電磁場(chǎng)，能引起自主神經(jīng)功能紊亂和神經(jīng)衰弱，表現(xiàn)為全身不適、頭暈、疲乏、食欲不振、失眠及血壓偏低等癥狀。高頻電還會(huì)使焊工產(chǎn)生一定的麻電現(xiàn)象，這在高空作業(yè)時(shí)是非常危險(xiǎn)的，所以在高空焊

割作業(yè)過(guò)程中，不準(zhǔn)使用高頻振蕩器。四、熔渣及飛濺金屬焊接熔渣及飛濺金屬在冷卻前有1000℃以上的高溫，如不加強(qiáng)防護(hù)，會(huì)燙傷皮膚和眼睛。第一單元焊接專業(yè)理論★知識(shí)點(diǎn)6焊接安全生產(chǎn)技術(shù)一、安全用電目前，我國(guó)焊條電弧焊電源的空載電壓一般為50～90

V；氬弧焊、二氧化碳焊電源的空載電壓為65

V左右；埋弧焊電源的空載電壓一般為70～90V；等離子弧切割電源的空載電壓高達(dá)300～450V，所有焊接電源均為輸入電壓220/380

V、50

Hz的工頻交流電，因此，觸電的危險(xiǎn)性較大。1．焊接觸電原因1)直接觸電直接觸及焊接設(shè)備或靠近高壓電網(wǎng)及電氣設(shè)備而發(fā)生的觸電，稱為直接觸電。發(fā)生直接觸電的主要原因有：(1)更換焊條、電極或焊接時(shí)，焊工赤手或身體接觸到焊條、焊鉗或焊槍的帶電部分，而腳或身體其他部位與地或焊件之間無(wú)絕緣防護(hù)。第一單元焊接專業(yè)理論焊工在金屬容器、管道、鍋爐、船艙或金屬結(jié)構(gòu)內(nèi)部施工時(shí)，沒(méi)有絕緣防護(hù)或絕緣防護(hù)用品不合格。焊工身體大量出汗或在陰雨天和潮濕的地方進(jìn)行焊接作業(yè)時(shí)，沒(méi)有穿戴絕緣防護(hù)用品或絕緣防護(hù)用品不合格。帶電接線、帶電調(diào)節(jié)焊接電流或帶電移動(dòng)焊接設(shè)備。登高作業(yè)時(shí)，身體觸及低壓線路或靠近高壓電網(wǎng)。2)間接觸電觸及意外帶電體所發(fā)生的觸電，稱為間接觸電。意外帶電體是指正常情況下不帶電，但由于絕緣損壞或電氣設(shè)備發(fā)生故障等原因而帶電的導(dǎo)體。發(fā)生間接觸電的原因有：焊接設(shè)備的絕緣意外燒損或機(jī)械損傷，導(dǎo)致絕緣損傷部位碰到焊接設(shè)備外殼，人體觸及外殼而引起觸電。焊機(jī)的相線及零線接錯(cuò)，使外殼帶電。第一單元焊接專業(yè)理論焊接過(guò)程中，人體觸及絕緣破損的電纜、膠木電閘帶電部分等。利用廠房的金屬結(jié)構(gòu)、軌道、管道、天車吊鉤或其他金屬材料拼接件，作為焊接回路而發(fā)生的觸電事故。3．安全電壓與焊工安全用電注意事項(xiàng)在比較干燥而觸電危險(xiǎn)性較大的工作環(huán)境中，安全電壓為30～45

V(我國(guó)規(guī)定安全電壓為36

V)；在潮濕而觸電危險(xiǎn)性較大的環(huán)境中，安全電壓為19.5

V，(我國(guó)規(guī)定為12

V)；在水下或其他由于觸電會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重二次事故的工作環(huán)境中，安全電壓為3.25

V(國(guó)際電工標(biāo)準(zhǔn)會(huì)議規(guī)定為2.5

V)。焊接生產(chǎn)中，焊工安全用電注意事項(xiàng)為：焊機(jī)的外殼必須可靠接地或接零，以免由于漏電而造成觸電事故。工作時(shí)必須穿絕緣鞋，戴絕緣手套、穿工作服，絕緣鞋、手套、工作服應(yīng)保持干燥。在推拉電閘時(shí)，必須單手側(cè)向操作。如雙手進(jìn)行，一旦發(fā)生觸電，電流會(huì)通過(guò)人體心臟形成回路，造成觸電者迅速死亡。除此之外，拉閘時(shí)面部不要對(duì)著閘刀，以免推拉閘刀時(shí)，可能發(fā)生電弧火花而灼傷臉部。第一單元焊接專業(yè)理論焊鉗應(yīng)有可靠的絕緣，終斷工作時(shí)，焊鉗要放在絕緣的地方，以防止焊鉗與工件產(chǎn)生短路而燒毀焊機(jī)。禁止在帶電的情況下接地線、維修焊鉗。在容器內(nèi)焊接時(shí)，應(yīng)采用12

V的照明燈，登高作業(yè)不準(zhǔn)將電纜線纏在焊工身上或搭在肩上。更換焊條時(shí)，焊工必須戴好絕緣手套，對(duì)于空載電壓和焊接電壓較高的焊接操作和在潮濕環(huán)境操作時(shí)，焊工應(yīng)使用絕緣橡膠襯墊，以確保焊工與工件絕緣。在容器、船艙內(nèi)或其他狹小工作場(chǎng)所焊接時(shí)，需兩人輪換操作，其中一個(gè)留守在外面監(jiān)護(hù)，以防發(fā)生意外時(shí)，立即切斷電源便于急救。焊接電纜必須有完整的絕緣，不可將電纜放在焊接電弧的附近或熾熱的焊縫金屬上，避免高溫?zé)龎慕^緣層，同時(shí)，也要避免碰撞磨損。焊接電纜如有破損應(yīng)立即進(jìn)行修理或更換。第一單元焊接專業(yè)理論(9)熟悉和掌握安全用電的基本知識(shí)、預(yù)防觸電及觸電后急救方法等知識(shí)，嚴(yán)格遵守有關(guān)部門規(guī)定的安全措施，防止觸電事故發(fā)生。二、防火防爆焊接時(shí)，由于電弧及氣體火焰溫度較高，而且焊接過(guò)程中有大量的金屬飛濺物，若稍有疏忽大意，就有可能引起火災(zāi)及爆炸事故。因此焊工在工作時(shí)，必須采取下列安全措施，以防止火災(zāi)及爆炸事故的發(fā)生。在企業(yè)規(guī)定的禁火區(qū)內(nèi)，不準(zhǔn)焊接，需要焊接時(shí)，必須把焊件移到指定的動(dòng)火區(qū)內(nèi)或在安全區(qū)內(nèi)進(jìn)行。焊接作業(yè)點(diǎn)的可燃、易燃物料，與焊接作業(yè)點(diǎn)的火源距離不小于10

m。焊接、切割作業(yè)時(shí)，如附近墻體和地面上留有孔、洞、縫隙以及運(yùn)輸帶聯(lián)通孔口等，對(duì)其都應(yīng)采取封閉或屏蔽措施。焊接、切割地點(diǎn)堆存大量易燃物料，而又不可能采取有效防護(hù)措施時(shí)，禁止焊接、切割作業(yè)。第一單元焊接專業(yè)理論焊接、切割作業(yè)時(shí)，可能形成易燃、易爆蒸氣或聚集爆炸型粉塵時(shí)，禁止焊接、切割作業(yè)。在有易燃、易爆物的車間、場(chǎng)所或煤氣管、乙炔管(瓶)附近焊接時(shí)，必須采取嚴(yán)密措施，防止火星飛濺引起火災(zāi)。焊接密閉空心工件時(shí)，必須留有出氣孔，焊接管子時(shí)，管子兩端不準(zhǔn)堵塞。對(duì)受壓容器、密閉容器、各種油桶和管道、沾有可燃物質(zhì)的工件進(jìn)行焊接時(shí)，必須事先進(jìn)行檢查，并經(jīng)過(guò)沖洗除掉有毒、有害、易燃、易爆物質(zhì)，解除容器及管道壓力，消除容器密閉狀態(tài)后，再進(jìn)行焊接。不準(zhǔn)在手把或接地線裸露情況下進(jìn)行焊接，也不準(zhǔn)將二次回路線亂接亂搭。焊接、切割車間或工作現(xiàn)場(chǎng)，必須配有足夠的水源、干砂、滅火工具和滅火器材。存放的滅火器應(yīng)該是有效的，合格的。焊條頭及焊后的焊件不能隨便亂扔，要妥善管理，更不能扔在易燃易爆物品的附近，以免發(fā)生火災(zāi)。第一單元焊接專業(yè)理論(12)應(yīng)會(huì)根據(jù)撲救的物料燃燒性能，正確選用滅火器材。三、預(yù)防有害氣體和煙塵的措施焊接時(shí)，焊工周圍的空氣常被一些有害氣體及粉塵所污染，如氧化錳、氧化鋅、氟化氫、一氧化碳和金屬蒸氣等。焊工長(zhǎng)期呼吸這些煙塵和氣體，對(duì)身體健康是不利的，因此應(yīng)采取下列措施。焊接場(chǎng)地應(yīng)有良好的通風(fēng)，焊接區(qū)的通風(fēng)是排出煙塵和有毒氣體的有效措施，通風(fēng)的方式有以下幾種。①全面機(jī)械通風(fēng)。在焊接車間內(nèi)安裝數(shù)臺(tái)軸流式風(fēng)機(jī)向外排風(fēng)，使車間內(nèi)經(jīng)常更換新鮮空氣。②局部機(jī)械通風(fēng)。在焊接工位安裝小型通風(fēng)機(jī)械，進(jìn)行送風(fēng)或排風(fēng)。③充分利用自然通風(fēng)。正確調(diào)節(jié)車間的側(cè)窗和天窗，加強(qiáng)自然通風(fēng)。在容器內(nèi)或雙層底艙等狹小的地方焊接時(shí)，應(yīng)注意通風(fēng)排氣工作。通風(fēng)應(yīng)用壓縮空氣，嚴(yán)禁使用氧氣。合理組織勞動(dòng)布局，避免多名焊工擁擠在一起操作。第一單元焊接專業(yè)理論(4)盡量多采用焊接專機(jī)或自動(dòng)焊設(shè)備。四、預(yù)防弧光輻射的措施電弧輻射主要產(chǎn)生可見(jiàn)光、紅外線、紫外線三種射線。過(guò)強(qiáng)的可見(jiàn)光耀眼炫目，紫外線對(duì)眼睛和皮膚有較大的刺激性，它能引起電光性眼炎。皮膚受到紫外線照射時(shí)，先是癢、發(fā)紅、觸痛，以后變黑、脫皮。如果工作時(shí)注意防護(hù)，以上癥狀是不會(huì)發(fā)生的。預(yù)防弧光輻射應(yīng)采取下列措施：焊工必須使用電焊防護(hù)玻璃面罩。面罩應(yīng)該輕便、成形合適、耐熱、不導(dǎo)電、不導(dǎo)熱、不漏光。焊工工作時(shí)，應(yīng)該穿白色帆布工作服，防止弧光灼傷皮膚。操作引弧時(shí)，焊工應(yīng)該注意周圍工人，以免強(qiáng)烈的弧光傷害他人。在廠房?jī)?nèi)和人多的區(qū)域進(jìn)行焊接時(shí)，盡可能使用屏風(fēng)板，以免周圍人受到弧光傷害。第一單元焊接專業(yè)理論★知識(shí)點(diǎn)7焊接生產(chǎn)安全檢查為確保焊接生產(chǎn)安全進(jìn)行，不出現(xiàn)各類事故，所以焊前應(yīng)該進(jìn)行與焊接生產(chǎn)有關(guān)的安全檢查。一、焊接生產(chǎn)場(chǎng)地的安全檢查焊接場(chǎng)地檢查的必要性焊接過(guò)程中，由于生產(chǎn)場(chǎng)地不符合安全要求而釀成的火災(zāi)、爆炸事故和觸電事故時(shí)有發(fā)生，往往造成設(shè)備毀壞和人員傷亡的嚴(yán)重后果，其破壞性和危害性很大。為了確保焊接生產(chǎn)順利進(jìn)行，防患于未然，必須對(duì)焊接場(chǎng)地的安全性進(jìn)行檢查。焊接場(chǎng)地的類型焊接作業(yè)場(chǎng)地一般有兩類：一類是正常結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的焊接場(chǎng)地，如車間等；另一類是現(xiàn)場(chǎng)檢修、搶修工作場(chǎng)地。第一單元焊接專業(yè)理論3．焊接場(chǎng)地檢查的內(nèi)容檢查焊接與切割作業(yè)點(diǎn)的設(shè)備、工具、材料是否排列整齊。不得亂堆亂放。檢查焊接場(chǎng)地是否保持必要的通道，且車輛通道寬度不小于3m；人行通道不小于1.5m。檢查所有氣焊膠管、焊接電纜線是否互相纏繞，如有纏線，必須分開(kāi)；氣瓶用后是否已移出工作場(chǎng)地，在工作場(chǎng)地各種氣瓶不得隨便橫躺豎放。檢查焊工作業(yè)面積是否足夠，焊工作業(yè)面積不應(yīng)小于4m2；地面應(yīng)干燥；工作場(chǎng)地要有良好的自然采光或局部照明，以保證工作面照度達(dá)到50～100

lx。檢查焊割場(chǎng)地周圍10

m范圍內(nèi)，各類可燃易爆物品是否清除干凈。如不能清除干凈，應(yīng)采取可靠的安全措施如用水噴濕或用防火蓋板、濕麻袋、石棉布等覆蓋。放在焊割場(chǎng)地附近的可燃材料需預(yù)先采取安全措施以隔絕火星。第一單元焊接專業(yè)理論室內(nèi)作業(yè)應(yīng)檢查通風(fēng)是否良好。多點(diǎn)焊接作業(yè)或與其他工種混合作業(yè)時(shí)，各工位間應(yīng)設(shè)防護(hù)屏。室外作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)要檢查如下內(nèi)容：登高作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)是否符合安全要求；在地溝、坑道、檢查井、管段和半封閉地段等處作業(yè)時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格檢查有無(wú)爆炸和中毒危險(xiǎn)，應(yīng)該用儀器(如測(cè)爆儀、有毒氣體分析儀)進(jìn)行檢驗(yàn)分析，禁止用明火或其他不安全的方法進(jìn)行檢查。對(duì)附近敞開(kāi)的孔洞和地溝，應(yīng)用石棉板蓋嚴(yán)，防止火花進(jìn)入。對(duì)焊接切割場(chǎng)地檢查要做到：仔細(xì)觀察環(huán)境，針對(duì)各類情況、認(rèn)真加強(qiáng)防護(hù)。第一單元焊接專業(yè)理論二、焊接用工具、夾具的安全檢查焊接前應(yīng)該對(duì)以下工具、夾具進(jìn)行安全檢查：電焊鉗。焊接前應(yīng)檢查電焊鉗與焊接電纜接頭處是否牢固。兩者接觸不牢固，焊接時(shí)將影響電流的傳導(dǎo)，甚至?xí)蚧鸹?。另外，接觸不良，將使接頭處產(chǎn)生較大的接觸電阻，造成電焊鉗發(fā)熱、變燙，影響焊工的操作。要檢查鉗口是否完好，有無(wú)破損，以免影響焊條的夾持。面罩和護(hù)目鏡片。主要檢查面罩和護(hù)目鏡片是否遮擋嚴(yán)密，有無(wú)漏光的現(xiàn)象。角向磨光機(jī)。要檢查砂輪轉(zhuǎn)動(dòng)是否正常，有沒(méi)有漏電的現(xiàn)象；砂輪片是否已經(jīng)緊固牢固，是否有裂紋、破損，要杜絕使用過(guò)程中砂輪碎片飛出傷人。錘子。要檢查錘頭是否松動(dòng)，避免在打擊中錘頭甩出傷人。扁鏟、鏨子。應(yīng)檢查其邊緣有無(wú)飛刺、裂痕，若有應(yīng)及時(shí)清除，防止使用中碎塊飛出傷人。第一單元焊接專業(yè)理論(6)夾具。各類夾具，特別是帶有螺釘?shù)膴A具，要檢查其上的螺釘是否轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，若已銹蝕則應(yīng)除銹，并加以潤(rùn)滑。否則使用中會(huì)失去作用。第一單元焊接專業(yè)理論第五節(jié)焊接缺陷及焊接檢驗(yàn)第一單元焊接專業(yè)理論★知識(shí)點(diǎn)1常見(jiàn)的焊接缺陷及防止方法常見(jiàn)的焊接缺陷有焊縫表面尺寸不符合要求、焊接裂紋、氣孔、咬邊、未焊透、未熔合、夾渣、焊瘤、塌陷、燒穿等。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要求，均屬于焊縫表面尺寸不符合要求。1．產(chǎn)生原因焊件坡口角度不對(duì)，裝配間隙不均勻，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)造成該種缺陷。第一單元焊接專業(yè)理論2．防止方法選擇適當(dāng)?shù)钠驴诮嵌群脱b配間隙，正確選擇焊接工藝參數(shù)，特別是焊接電流值，采用恰當(dāng)運(yùn)條手法和角度，以保證焊縫成形均勻一致。二、焊接裂紋在焊接應(yīng)力及其他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。第一單元焊接專業(yè)理論產(chǎn)生原因熱裂紋是由于熔池冷卻結(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。防止方法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。采用預(yù)熱的方法以降低冷卻速度，改善應(yīng)力狀況。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。控制焊縫形狀，盡量避免得到深而窄的焊縫。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。第一單元焊接專業(yè)理論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)(200～300℃)，產(chǎn)生的焊接裂紋叫冷裂紋。產(chǎn)生原因冷裂紋主要發(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。防止方法焊前按規(guī)定要求嚴(yán)格烘干焊條、焊劑，以減少氫的來(lái)源。采用低氫型堿性焊條和焊劑。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。焊前預(yù)熱。第一單元焊接專業(yè)理論后熱：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。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)力熱處理或其他加熱過(guò)程如多層焊時(shí))而產(chǎn)生的裂紋，叫再熱裂紋。產(chǎn)生原因再熱裂紋一般發(fā)生在熔點(diǎn)線附近，即被加熱至1200～1350℃的區(qū)域中，對(duì)于低合金高強(qiáng)度鋼大致為580～650℃。防止方法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；第一單元焊接專業(yè)理論最后在焊接過(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。產(chǎn)生原因產(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。防止方法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。第一單元焊接專業(yè)理論三、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)生原因鐵銹和水分。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。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。焊條種類。堿性焊條比酸性焊條對(duì)鐵銹和水分的敏感程度大得多，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。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，則生成氣第一單元焊接專業(yè)理論孔的傾向顯著加大。(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10

mm，埋弧自動(dòng)焊兩側(cè)各20

mm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。1．產(chǎn)生原因咬邊的產(chǎn)生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５谝粏卧附訉I(yè)理論2．防止方法防止咬邊的產(chǎn)生一般要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。1．產(chǎn)生原因未焊透的產(chǎn)生原因主要有：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??；焊條或焊絲角度不正確，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；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。第一單元焊接專業(yè)理論2．防止方法防止未焊透需要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。1．產(chǎn)生原因未熔合的產(chǎn)生原因主要是層間清渣不干凈，焊接電流太小，焊條偏心，焊條擺動(dòng)幅度太窄等。2．防止方法防止未熔合一般采用的方法是加強(qiáng)層間清渣，正確選擇焊接電流，注意焊條擺動(dòng)等。第一單元焊接專業(yè)理論七、夾渣焊后殘留在焊縫中的熔渣叫夾渣。1．產(chǎn)生原因夾渣的產(chǎn)生原因有：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．防止方法防止夾渣的一般方法有：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。第一單元焊接專業(yè)理論1．產(chǎn)生的原因焊瘤產(chǎn)生的原因主要是操作不熟練和運(yùn)條角度不當(dāng)。2．防止方法防止焊瘤產(chǎn)生的方法主要是提高操作的技術(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。此外，要嚴(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。塌陷的產(chǎn)生往往是由于裝配間隙或焊接電流過(guò)大所致。第一單元焊接專業(yè)理論十、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。背面的凹坑通常叫內(nèi)凹。凹坑會(huì)減少焊縫的工作截面。凹坑的產(chǎn)生主要是由于電弧拉得過(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)生原因燒穿產(chǎn)生的原因是對(duì)焊件加熱過(guò)多。2．防止方法防止燒穿的方法有：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，還可以采用襯墊、焊劑墊、自熔墊或使用脈沖電流防止燒穿。第一單元焊接專業(yè)理論★知識(shí)點(diǎn)2焊接檢驗(yàn)焊接檢驗(yàn)是對(duì)焊接工藝的驗(yàn)證過(guò)程，貫穿于整個(gè)焊接生產(chǎn)過(guò)程中。一、焊接檢驗(yàn)階段在不同階段，焊接檢驗(yàn)的目的也各不相同。按不同的焊接檢驗(yàn)階段，可將焊接檢驗(yàn)分為焊前檢驗(yàn)、焊接過(guò)程中的檢驗(yàn)和焊后檢驗(yàn)。1．焊前檢驗(yàn)焊前檢驗(yàn)主要是檢查技術(shù)文件是否完整齊全，原材料的質(zhì)量是否可靠，焊接設(shè)備和焊工的資格是否符合要求。焊前檢驗(yàn)可以減少和降低產(chǎn)生焊接缺陷的各種影響因素，對(duì)預(yù)防焊接缺陷的產(chǎn)生具有重要意義。焊前檢驗(yàn)包括：(1)所用焊接材料和母材的檢查和驗(yàn)收。第一單元焊接專業(yè)理論檢查焊接材料及母材的牌號(hào)和規(guī)格、焊接坡口形式及尺寸是否與焊接工藝文件的要求一致，焊前清理和焊前預(yù)熱是否符合規(guī)定，焊接設(shè)備的運(yùn)行是否正常等。生產(chǎn)前焊接試樣檢驗(yàn)，即在產(chǎn)品部件焊接前，應(yīng)對(duì)試樣進(jìn)行斷口或接頭的力學(xué)性能等試驗(yàn)，試驗(yàn)合格后，才能焊接產(chǎn)品。2．焊接過(guò)程中的焊接檢驗(yàn)焊接過(guò)程中的檢驗(yàn)主要是對(duì)焊接工藝的執(zhí)行進(jìn)行檢查，可以防止和及時(shí)發(fā)現(xiàn)焊接缺陷的產(chǎn)生，若出現(xiàn)焊接缺陷，也可以及時(shí)分析缺陷產(chǎn)生的原因，采取必要的糾正措施，保證工件在制造過(guò)程中的質(zhì)量。焊接過(guò)程中的檢驗(yàn)包括：焊接工藝檢查，包括焊接參數(shù)和層間溫度的檢查等。焊道的外觀質(zhì)量檢查和各種無(wú)損檢測(cè)。第一單元焊接專業(yè)理論3．焊后檢驗(yàn)焊后檢驗(yàn)是在全部焊接工作完成后，對(duì)焊接接頭進(jìn)行的成品檢驗(yàn)。焊后檢驗(yàn)是為了保證所制造的產(chǎn)品各項(xiàng)性能指標(biāo)完全滿足該產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求，是保證焊接結(jié)構(gòu)獲得可靠產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段。焊后檢驗(yàn)包括：接頭的外觀質(zhì)量檢驗(yàn)，包括目視檢查、著色檢測(cè)、磁粉檢測(cè)等。接頭的內(nèi)部質(zhì)量檢驗(yàn)，一般采用超聲波檢測(cè)和射線檢測(cè)。接頭和整體結(jié)構(gòu)的耐壓檢驗(yàn)和密封性檢驗(yàn)。產(chǎn)品試板的理化試驗(yàn)和力學(xué)性能檢驗(yàn)等。第一單元焊接專業(yè)理論二、焊接檢驗(yàn)的分類常用的焊接檢驗(yàn)方法分非破壞性檢驗(yàn)和破壞性檢驗(yàn)兩大類。1．破壞性檢驗(yàn)破壞性檢驗(yàn)包括力學(xué)性能試驗(yàn)、化學(xué)分析、金相檢驗(yàn)和焊接性試驗(yàn)。產(chǎn)前通過(guò)焊接性試驗(yàn)試板、焊接工藝評(píng)定試板和產(chǎn)前試件進(jìn)行破壞性檢驗(yàn)；產(chǎn)后通過(guò)產(chǎn)品試板對(duì)焊接接頭進(jìn)行破壞性檢驗(yàn)。2．非破壞性檢驗(yàn)非破壞性試驗(yàn)包括外觀檢驗(yàn)、無(wú)損檢驗(yàn)和焊縫鐵素體含量測(cè)定等檢驗(yàn)，檢驗(yàn)對(duì)象可以是產(chǎn)品焊接接頭，也可以是焊接試板；耐壓試驗(yàn)和密封性試驗(yàn)的檢驗(yàn)對(duì)象為產(chǎn)品整體或產(chǎn)品部件。第一單元焊接專業(yè)理論三、焊接接頭的破壞性檢驗(yàn)1．焊接接頭力學(xué)性能試驗(yàn)力學(xué)性能試驗(yàn)用來(lái)測(cè)定焊接材料、焊縫熔敷金屬和焊接接頭在不同載荷作用下的強(qiáng)度、塑性和韌性。焊接接頭包括母材金屬、焊縫熔敷金屬和熱影響區(qū)三個(gè)部分，焊接接頭具有金相組織和化學(xué)成分的不均勻性，從而導(dǎo)致力學(xué)性能的不均勻性。焊接接頭力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果與焊縫在焊接接頭中的位置和方向有一定關(guān)系。焊接接頭力學(xué)性能試件取樣方法：焊接接頭拉伸、彎曲、沖擊等取樣方法部位見(jiàn)圖1-51。第一單元焊接專業(yè)理論1)焊接接頭拉伸試驗(yàn)焊接接頭的拉伸試驗(yàn)應(yīng)按GB/T2651《焊接接頭拉伸試驗(yàn)方法》的規(guī)定進(jìn)行。該標(biāo)準(zhǔn)適用于熔焊和壓焊的焊接接頭。焊縫及熔敷金屬拉伸試驗(yàn)應(yīng)按GB/T2652《焊縫及熔敷金屬拉伸試驗(yàn)方法》的規(guī)定進(jìn)行。(1)接頭拉伸試樣的形狀有板狀試樣、整管試樣和圓形試樣三種，見(jiàn)圖1-52，應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)要求予以選用。第一單元焊接專業(yè)理論焊接接頭的拉伸試驗(yàn)一般都采用橫向試樣。當(dāng)焊縫金屬的強(qiáng)度超過(guò)母材金屬，縮頸和破壞會(huì)發(fā)生在母材金屬區(qū)。若焊縫金屬?gòu)?qiáng)度遠(yuǎn)低于母材，塑性應(yīng)變集中在焊縫內(nèi)發(fā)生，在這種情況下，局部應(yīng)變測(cè)得的斷后伸長(zhǎng)率將比正常標(biāo)距低。所以橫向焊接接頭拉伸試驗(yàn)只可以評(píng)定接頭的抗拉強(qiáng)度Rm(MPa)，不能評(píng)定接頭的屈服強(qiáng)度和斷后伸長(zhǎng)率。焊接接頭的拉伸試驗(yàn)還可發(fā)現(xiàn)斷口處有無(wú)氣孔、裂紋、夾渣或其他焊接缺陷。焊縫及熔敷金屬拉伸試樣應(yīng)從焊接試件上縱向(垂直于焊縫軸線方向)截取，見(jiàn)表1-12。加工完成后，試樣的平行長(zhǎng)度應(yīng)全部由焊縫金屬組成。通過(guò)試驗(yàn)可獲得焊縫金屬抗拉強(qiáng)度Rm(MPa)、屈服強(qiáng)度Rel(MPa)、斷后伸長(zhǎng)

率A(%)和斷面收縮率Z(%)。此外，在斷口處可檢查有無(wú)氣孔、裂紋、夾渣或其他焊接缺陷。第一單元焊接專業(yè)理論2)焊接接頭彎曲及壓扁試驗(yàn)焊接接頭彎曲及壓扁試驗(yàn)按照GB/T2653《焊接接頭彎曲試驗(yàn)方法》的規(guī)定進(jìn)行。該標(biāo)準(zhǔn)適用于熔焊和壓焊的焊接接頭。第一單元焊接專業(yè)理論試驗(yàn)?zāi)康模涸趪?guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了金屬材料焊接接頭的彎曲及壓扁試驗(yàn)是對(duì)焊接接頭進(jìn)行橫向正彎及背彎、橫向側(cè)彎、縱向正彎及背彎、管材壓扁等試驗(yàn)，從而確定接頭拉伸面上的塑性和缺陷。焊接接頭正彎是指受拉面是焊縫正面的彎曲；背彎是指受拉面是焊縫背面的彎曲，主要是檢驗(yàn)焊縫根部的焊接質(zhì)量；而側(cè)彎是指受拉面是焊縫縱剖面的彎曲，檢驗(yàn)焊縫與母材間的結(jié)合強(qiáng)度，以及多層焊時(shí)的層間缺陷。試樣制備：焊接接頭的彎曲試樣按試樣長(zhǎng)度與焊縫軸線的相對(duì)位置可分為橫彎試樣、縱彎試樣；按彎曲試樣受拉面在焊縫中的位置可分為正彎試樣、背彎試樣和側(cè)彎試樣。橫彎試樣即焊縫軸線與試樣縱軸垂直的彎曲試樣。縱彎試樣即焊縫軸線與試樣縱軸平行的彎曲試樣。正彎試樣即試樣受拉面為焊縫正面的彎曲試樣。對(duì)于雙面不對(duì)稱焊縫，正彎試樣的受拉面為焊縫最大寬度面；對(duì)于雙面對(duì)稱焊縫，先焊面為正面。正彎試樣用以考核焊縫的塑性及熔合線的接合質(zhì)量。第一單元焊接專業(yè)理論背彎試樣即試樣受拉面為焊縫背面的彎曲試樣。背彎試樣用以考核單面焊縫，如管子對(duì)接、小直徑容器縱、環(huán)縫的根部焊接質(zhì)量。側(cè)彎試樣即試樣受拉面為焊縫縱剖面的彎曲試樣。側(cè)彎試樣用以考核焊層與母材金屬之間的結(jié)合強(qiáng)度，堆焊過(guò)渡層、雙金屬接頭過(guò)渡層以及異種鋼焊接接頭的脆性、多層焊的層間缺陷。彎曲試樣按照GB/T2653《焊接接頭彎曲試驗(yàn)方法》規(guī)定的加工方法和加工尺寸進(jìn)行制作，使其形狀符合要求。彎曲試樣圖如圖1-53所示。焊縫的正背面均應(yīng)采用機(jī)械加工的方法修整，使之與母材原始表面平齊。第一單元焊接專業(yè)理論3)焊接接頭沖擊試驗(yàn)焊接接頭沖擊試驗(yàn)是以GB/T2650《焊接接頭沖擊試驗(yàn)方法》為依據(jù)進(jìn)行的。GB/T2650《焊接接頭沖擊試驗(yàn)方法》規(guī)定了金屬材料焊接接頭夏比沖擊試驗(yàn)方法，用以測(cè)定焊接接頭各區(qū)域的沖擊功吸收。沖擊試樣的截取如圖1-54所示。第一單元焊接專業(yè)理論將規(guī)定幾何形狀的缺口試樣置于試驗(yàn)機(jī)兩支座之間，缺口背向打擊面放置，用擺錘依次打擊試樣，測(cè)定試樣的吸收能量。該試驗(yàn)可以測(cè)定焊縫、熔合線、熱影響區(qū)和母材在突加載荷作用時(shí)對(duì)缺口的敏感性、沖擊吸收能量K(J)。沖擊試樣應(yīng)采用機(jī)械加工或磨削方法制備，加工過(guò)程中要避免表面硬化或過(guò)熱。尤其是避免缺口附近發(fā)生加工硬化。4)焊接接頭及堆焊金屬硬度試驗(yàn)法硬度是指焊接接頭抵抗局部變形或表面損傷的能力。由于硬度和強(qiáng)度有一定的關(guān)系，可以通過(guò)測(cè)定焊縫和熱影響區(qū)的硬度，間接估算材料的強(qiáng)度，并比較焊接接頭各個(gè)區(qū)域的性能差別和熱影響區(qū)的淬硬