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1、第一章第一章 金属材料和焊接材料金属材料和焊接材料 第一节 金属材料 金属材料包括黑色金属材料及有色金属材料。黑色金属材料包括铁、锰、铬及他们的合金。 1、黑色金属材料 1.1、铁包括生铁、可锻铸铁及工业纯铁。 1.2、钢根据脱氧程度分为沸腾钢、镇静钢以及半镇静钢。沸腾钢是脱氧不完全的钢，这种钢加工性能良好，缺点是：化学成份不均匀，抗腐蚀性和机械强度较差。镇静钢是脱氧完全的钢，化学成分均匀，力学性能也均匀，具有较好的焊接性和塑性，缺点是表面质量差。半镇静钢中等程度脱氧。1.3、碳钢碳钢也叫碳素钢，是含碳量小于2%的铁碳合金，按含碳量分为低碳钢（含C0.25%）、中碳钢（含C 0.250.6%）
2、和高碳钢（含C0.6%）。一般碳钢中含碳量越高则硬度越高，强度也越高，但塑性降低。1.4、普通低合金钢是一种含有少量合金元素（一般小于3%）的普通合金钢。这种钢的强度比较高，综合性能比较好。1.5、锅炉钢主要用来制造过热器、主蒸汽管和受热面用材料，对锅炉钢的性能要求主要是良好的焊接性能、一定的高温强度和耐碱性腐蚀、耐氧化等。含碳量一般在0.16-0.26%。 1.6、有色金属材料 有色金属一般分为轻有色金属、重有色金属、稀有金属、贵金属及半金属。轻有色金属包括铝、镁、钠等密度在4.5以下的有色金属，重有色金属包括铜、锌、铅等密度在4.5以上的有色金属，贵金属包括金、银等贵重金属，半金属指Si、
3、Se等，其物理化学性质介于金属与非金属之间。稀有金属通常指那些在自然界中含量很少、分散稀散或难从原料中提取的金属。如V、Li、Ti、Nb等。 2、钢铁产品牌号的表示方法 2.1、钢铁产品一般采用汉语拼音字母、化学元素符号及阿拉伯数字相结合的方法表示。拼音原则上取第一个字母。2.2碳素结构钢的表示：Q235-B.b Q表示屈服强度，235表示强度数字，B代表质量等级，b代表半镇静钢。2.3优质碳素结构钢：45A 45代表万分之几的平均含碳量，A表示质量等级，A代表优质。2.4合金钢：用数字或符号+元素代号+数字+A，前面的数字表示平均含碳量一般表示为万分之几，元素代号的数字表示平均合金的含量，平
4、均合金含量1.5%，钢号中仅标明元素，如10MnPNbRE；平均合金含量1.5%、2.5%、3.5%、23.5%时相应地写成2、3、424、，如20 Mn2B表示平均含锰量为2%；平均合金量为1.50%2.49%、2.50%3.49%、22.50%23.49%、时写成2、3、23等，最后标有符号“高”或“A”的钢号，表示磷和硫含量较低的高级优质钢。2.5不锈耐酸钢和耐热钢、1Cr13、0Cr13数字为千分之几（一个“0”表示含碳量0.09%；两个“0”表示0.03%）。3、中、外常用钢材牌号对照及允许长期使用温度St45.820G（450）SA-209T1a15Mo3（500）SA-213T1
5、215CrMo（550）SA-213T20.5Cr0.5Mo与15CrMo相似（550）SA-213T23钢102的改良型（600）SA-213T2410CrMo910的改良型（600）NF616P92（600）P91（593）NF12（650）P122HCM12A（620）12Cr1MoV（580）12Cr2MoVWTiB钢102（600）第二节 焊 材 1、焊条 按药皮主要成分分类：焊条药皮由多种原料组成，按其主要成分来确定焊条药皮的类型。例如药皮中含有30%以上的二氧化钛及20%以下的钙、镁碳酸盐时，称为钛钙型焊条。氧化钛型、钛铁矿型和氧化铁型焊条也有类似情况。唯有低氢型焊条例外，虽然根
6、据药皮中主要组成是碳酸盐和萤石，但却以焊缝金属中含氢量低为主要特征来命名。并且根据药皮粘结剂为钾水玻璃（或以钾为主的钾钠水玻璃）或钠水玻璃，又进一步分为钾型和钠型，称为低氢钾型焊条和低氢钠型焊条。 前者可用交、直流焊接电源，后者只能用直流电源。至于石墨型药皮，主要用于铸铁焊条及部分堆焊焊条；盐基型药皮，用于铝及铝合金等有色金属焊条。药皮中含多量铁粉的焊条，称为铁粉焊条。按照药皮的主要成分，进而分为铁粉钛型、铁粉钛铁矿型、铁粉钛钙型、铁粉氧化铁型及铁粉低氢型等，构成了铁粉焊条系列。铁粉焊条的熔敷效率高，工艺性能好。 按熔渣酸碱性分类：在实际生产中，常常将焊条分为两大类酸性焊条和碱性焊条。它们根据
7、熔渣中酸性氧化物和碱性氧化物的比例来划分，如果焊条药皮以酸性氧化物为主要成分，则称为酸性焊条，如钛型焊条、钛钙型焊条、钛铁矿型焊条和氧化铁型焊条；如果焊条药皮以碱性氧化物为主要成分，则称为碱性焊条，如低氢型焊条。（1）碳钢焊条型号举例如下：E 4 3 1 5E 表示焊条；4 3 表示熔敷金属抗拉强度的最小值；1 表示焊条适用于全位置的焊接；5 表示焊条药皮为低氢钠型，可采用直流反接焊接。（2）低合金钢焊条类型举例如下：E 55 1 5 - B3- V W BE 表示焊条；55 表示熔敷金属抗拉强度的最小值；1 表示焊条适用于全位置焊接；5 表示焊条药皮为低氢钠型，可采用直流反接焊接；B3表示熔
8、敷金属化学成分分类代号；V 表示熔敷金属中含有钒元素；W 表示熔敷金属中含有钨元素；B 表示熔敷金属中含有硼元素。（3）不锈钢焊条型号举例如下：E 1 -23 -13 Mo2 15E 表示焊条1 表示熔敷金属中含碳量不大于0.15%；23 表示熔敷金属中含铬量不大于0.15%； 13 表示熔敷金属中含镍量不大于0.15%； Mo2 表示熔敷金属中含钼量的近似值； 15 表示焊条为碱性药皮，适用于直流反接焊接。 （4）结构钢焊条 包括碳钢、低合金钢和耐大气、海水腐蚀钢焊条。结构钢焊条牌号以汉语拼音字母“J”（或“结”）表示。其后的两位数字表示熔敷金属抗拉强度的最小值等级。 结构钢焊条有特殊性能和
9、用途的，可在焊条牌号的后面加注拼音字母（一般不超过二个），如J 507XG、J507RH焊条。：“X”表示立向下焊，“G”表示管子， “H”表示超低氢。其他特殊用途的焊条如纯铁耐腐蚀焊条，以J350表示。5）耐热钢焊条耐热钢焊条又称钼和铬钼耐热钢焊条，其牌号以汉语拼音字母“R”（或“热”）表示。R后第一位数字表示熔敷金属化学成分等级；R后第二位数字表示同一熔敷金属主要化学成分等级中的不同编号，可按0、1、29顺序编排,以区别铬钼之外的其他成分的不同；R后第三位数字表示焊条药皮类型和焊接电源种类牌号表示举例如下：R 3 4 7R 耐热钢焊条；3 熔敷金属主要化学成分等级为含铬量约1%，含钼量约0
10、.5%；4 牌号分类编号为4；7 低氢钠型药皮，直流电源。（6）不锈钢焊条不锈钢焊条分两类：一类是以铬为主的铬不锈钢焊条，以汉语拼音字母“G”（或“铬”）表示；另一类是以铬镍为主的奥氏体铬镍不锈钢焊条，以“A”（或“奥”）表示；G或A后第二位数字表示同一熔敷金属主要化学成分等级中的不同编号，可按0、1、2 9顺序编排,以区另铬镍之外其他成分的不同；A或G 后第三位娄字表示焊条药皮类型和电源种类。焊条牌号举例：G 2 0 7G 铬不锈钢焊条；2 熔敷金属主要化学成分含Cr量约13%；0 分类编号为0；7 低氢钠型药皮，直流电源。 （7）常用焊材对照 J422E4303 J507E5015 R10
11、7E5015A1 R307E5515B2 R317E5515B2V R347E5515B3VWB R407E6015B3 A132/A137E0-19-10Nb第二章第二章 焊接设备焊接设备串联电抗器式弧焊变压器串联电抗器式弧焊变压器可分为分体式弧焊变压器（BX10100，BX10500）和同体式弧焊变压器（BX21000, BX22000其电抗器与变压器分用一个磁轨）二、增强漏磁式弧焊变压器增强漏磁式弧焊变压器可分为动圈式弧焊变压器（BX3300）、动铁心式弧焊变压器（BX1400，BX1500）及抽头式弧焊变压器（BX6120，BX6300）。动圈式初级绕组线圈不动，次级绕组线圈沿着杆上下
12、移动，间距越大，则漏磁感抗大，输出电流减少，反之则变大。配有一个转换开关。主要故障大部分是由转换开关的工作过程中转动而烧坏引起的。三、直流弧焊发电机（已淘汰，因噪音大、重量大、耗电强）裂极式弧焊发电机 AX320A AXD320四、焊机编号第一位表示焊接种类A表示直流 B交流 Z整流式弧焊机 M埋弧焊机第二位表示焊机外特性X下降 P平特性 D多用特性第三位表示焊机的附加特性阿拉伯数字表示焊机的系列品种序号，最后一个数字为额定焊接电流整流式焊机整流式焊机可分为硅整流、晶闸管弧焊电源、晶体管弧焊电源和弧焊逆变器弧焊电源硅整流以硅二极管作为弧焊整流器元件缺点：可调的焊接工业参数少，调节不灵活，受电网
13、电压波动大。其优点：与直流弧焊发电机比较，结构简单、坚固、耐用、噪音小及维修方便ZPG200 ZPG500晶闸管弧焊电源优点：整流控制调节好，具有开闭电源回路的功能，动特性好、可无波调节、电源输入功率小、电流电压调节范围大、多电网及周围温度波动影响少。缺点：波纹系数大、电弧稳定性有影响、电路较复杂。ZPK250 ZX5250 ZX5400晶体管弧焊电源（硅整流的发展产品）弧焊逆变器优点1高效节能、功率因素为0.99， 2重量轻、体积小为传统的1/51/10， 3良好动特性或弧焊特性， 4调节速度快，无级调节， 5具有多种外特性能适应各种弧焊方法的需要， 6可用微机或单旋钮控制调节，可用于手工电
14、弧焊、气体保护焊（脉冲、半自动）、等离子弧焊、埋弧焊、管状焊丝电弧焊等多种弧焊方法。ZX7250 （晶闸管）LHL315 （晶体管）ZX6160 ZXC63场效应管式 矩形波交流弧焊电源 矩形波交流弧焊电源可分为：1晶闸管电抗式2逆变式3数字开关4饱和电抗器式七、脉冲弧焊电源种类：1单相整流式2磁放大器3晶闸管式4晶体管式5逆变式特点：1提供周期性变化脉冲式焊接电流，便于对电弧功率和熔池大小进行控制。2可调的焊接工艺参数多，特别是后三种脉冲电源，基值电流大小、脉冲电流中峰值、脉冲频率、脉冲电流宽度比上升率、下降率。主要用于对热输入敏感性大的高合金或稀有金属焊接、全自动、管道自动焊、单面焊双面成
15、型和封底焊。熔化极气体保护焊 当焊丝直径较细时，可用等速送丝系统宜用平特性弧焊电源 当焊丝直径（）1.6mm）较粗时，应用变速送丝系统及缓降特性弧焊电源 平特性电源空载电压为4050V,陡降特性空载电压为6070V。CO2焊机 YM200/350/500KR1VTA MAG/自动焊机 由焊接电源、送丝控制电缆、焊接机头、焊枪、贮气瓶、加热功能流量计及接地电缆组成。焊接电源上有收弧电流调整、电压调整，收弧有元转换开关，供气焊接/检查转换开关，焊丝药心/实心转换开关，丝径选择转换开关，电源通断开关。焊接机头由送丝轮导丝轮电流电压调整旋钮、矫正轮（调整送丝压力）、调节螺栓、压臂、送丝导嘴。接母材端
16、+接焊接机头焊枪由导丝管、喷嘴、导电嘴、栓头、气筛、栓体等组成。第三章第三章 焊焊 接接 工工 艺艺 焊接工艺，实质上就是焊接工作程序和操作技艺的统称。焊接工作程序包括焊前准备、焊前预热、点固焊、正式施焊、焊后热处理及焊缝质量检验等一系列的施焊步骤；而操作技艺则指具体的焊接操作技巧、技术要求和质量标准。 从焊接工艺的含义看，作为一名焊工不但要熟悉焊接全过程，还要具备熟练、高超的焊接操作技艺水平，并依照焊接规程、焊接作业指导和有关的焊接技术要求施焊，方能获得优良的焊接接头。 一般要求为便于叙述，本节从焊接施工步骤（加以介绍，以后各节与其相关的内容，也不重复赘述。一 焊接过程的要求1严禁在被焊工件
17、表面引燃电弧、试验电流。2 任何管子、管道焊缝施工时，不得采取单层焊缝完成，最少为两层。3根层焊缝应有一定的厚度，一般要求为3毫米，焊接第二层时，应避免击穿根层焊缝。4应合理地安排焊接层数，表面层前一层焊缝（填槽层）应填至与管子外壁齐平或稍低于表面，并保持原坡口边缘的完整，以保证表面层成形完好。5每层焊缝施焊完毕后，应立即敲掉焊缝表面的焊渣，检查焊缝有无表露缺陷，如无，再继续施焊次层。 二 焊后的要求 1 每道焊口焊完后，应将表面上的焊渣和飞溅等杂物清除干净，仔细检查焊缝外表面有无缺陷，如有，应及时剔除补焊。 2焊接接头无论出现何种超标缺陷，可进行补焊。第四章第四章 焊焊 接接 缺缺 陷陷 焊
18、接过程中，由于多种原因，往往在焊接接头产生焊接缺陷，这是人们所不希望的。了解焊接缺陷的特征和它的产生原因，对采取相应的预防措施和处理方法，提高焊接质量是十分有益的。第一节 焊接缺陷的种类焊接的常见缺陷有裂纹、未焊透、未熔合、气孔、夹渣和表面缺陷等。一 裂纹裂纹是带有锐利尖角缺口的缺陷。在所有焊接缺陷中它是最严重的。通常分为三大类：热裂纹、冷裂纹、和再热裂纹。1 热裂纹热裂纹是指金属在高温下（从凝固温度范围附近至A，以上）所产生的裂纹，有时又称高温裂纹。2 冷裂纹冷裂纹是指在焊后（A3以下温度）冷却过程中产生的裂纹。这种裂纹常在焊后一段时间发生，所以也称延迟裂纹。3 再热裂纹再热裂纹指一些含钒、
19、铬、钼、硼等多元合金高强钢或耐热钢，经受一次焊接热循环后，在再次热循环过程中（如消除应力退火、层多道焊、高温下工作等）焊接接头所产生的裂纹。二 未焊透及未熔合未焊透及未熔合是金属之间未被焊接热能量充分熔化所造成的缺陷，根据产生的部位，它们的含义是有区别的。未焊透是指焊道根部未熔化的缺陷；未溶合是指坡口边缘及焊道层间的未熔化缺陷。三 夹渣所谓夹渣，即是焊缝金属中含有的非焊缝金属杂质物。由于坡口角过小，熔渣粘度大，熔渣浮不出熔池表面残留在焊缝中，这是造成夹渣的基本原因。四 气孔气孔是焊缝金属中具有一定形状（圆球、条状、椭圆体等）的孔洞性缺陷。根据气孔的部位可分为表面气孔和内部气孔两种；根据分布特征
20、可分为单个气孔、连续气孔（链条式气孔）和密集气孔等多种。五 表面缺陷表面缺陷是指在焊缝表面以肉眼可直接观察到的缺陷：如气孔（缩孔或砂眼）、表面裂纹、咬边、满溢（覆盖）、焊瘤、根部内凹（塌腰）、弧坑、烧焦（过烧）、电弧擦伤等。1 咬边咬边是焊缝两侧与基本金属交界的表面被烧熔后而未填满的凹槽。它可成点状、或长短不等的线状形态出现。2 满溢（覆盖）满溢是流敷（覆盖）在坡口两侧末熔化金属上的熔敷金属。满溢与焊瘤不同，形似类同，但实际上与基本金属没有熔合，是一种应注意的缺陷。3 焊瘤把正常焊缝内表面上显得多余的金属凸出叫做焊瘤。焊瘤内部往往含有其他缺陷。4 根部内凹根部内凹习惯称呼塌腰。这种缺陷在第一道
21、焊缝得背面出现，它是低于基本金属表面的凹陷。仰焊焊缝这种缺陷最为显著。5 弧坑弧坑是操作过程中（尤其是停弧时）在焊道表面所留下的凹陷。这种凹陷常伴随着裂纹、缩孔、夹渣等缺陷，因此是一种非常有害的焊接缺陷。6 电弧擦伤焊件表面留下地电弧疤痕叫做电弧擦伤。这种缺陷是由于偶然不慎、或工艺粗糙，随便引弧；或把线与工件接触引起短路电弧而造成的。电弧擦伤与其他焊接缺陷一样，应该引起施工中的注意。7 过烧过烧常称烧焦。在焊道金属中，或在焊缝表面上，发黑发渣的金属即为过烧。它是焊缝金属受长时间的焊接高温作用，晶粒长大，晶粒边界强烈氧化的结果。这种缺陷一般发生在气焊和氩弧焊打底的焊道上。8 焊缝外形尺寸不符合要
22、求焊缝外形尺寸不符合要求的原因是工艺技术不高和不作认真检查，因此需要在提高技艺的基础下，养成注意焊缝成形的良好作风，加强焊后自检工作。第五章第五章 焊焊 接接 安安 全全 技技 术术 从事焊接工作经常与各种易燃易爆、压力容器和电器设备接触，焊接过程中又存在有害气体、粉尘、弧光辐射、高频电磁场、噪声和射线等对人体与环境不利的因素，稍有疏忽就会发生爆炸、火灾、烫伤、触电等工伤事故，也容易引起人身中毒、尘肺、电光性眼炎及皮肤等职业病患。但只要采取有效防范措施，避免和杜绝焊接事故的发生是可能的。1.1焊接用电防护安全电焊机的输入电压一般为220V或380V，电焊机的空栽电压一般在90V以下，电的伤害有
23、两种，即电击和电伤。电伤主要是对人体外部造成的局部伤害；电击是指人体有电流通过，导致局部或全身触电。电击伤害程度与通过人体电流大小、接触时间、通过途径和人体的健康状况等因素有关。根据工作场所的危险程度规定：交流12V为潮湿地带安全电压，36V为干燥地区安全电压，水下焊接作业安全电压为3V。1.1.1电击伤害的原因（1）焊工更换焊条或接触焊把带电部分，身体某部位和地面或部件之间（金属容器内）隔离不好及在潮湿地带焊接。（2）身体某部位碰到裸露带电的接头、导线。（3）交流电焊机的一次线圈和二次线圈的绝缘损坏，身体某部位碰到二次线路的裸露部分，同时又无可靠的保护接地。（4）电焊机外壳漏电，人碰到焊机外
24、壳。1.1.2预防焊接触电事故的一般措施在电焊操作中为防止人体触及带电体，一般采取绝缘屏护、间隔、自动断电和个人防护等安全措施。 个人防护由于电焊设备的空载电压超过安全电压值的2-5倍，触电危险性时常存在，除采取安全措施外，还必须加强焊工在工作中防止触电的个人防护。个人防护用具包括：绝缘手套、绝缘胶鞋、完好的工作服和绝缘垫等。 触电的紧急救护发生触电事故时，应注意的事项切勿惊慌失措，立即使触电者脱离带电体，并注意救护者自身安装。及时对触电者施行急救措施，并请医生救治.2使触电者脱离电源的措施有： （1） 立即切断电源开关或用绝缘钳子切断电源线。（2） 如来不及切断电源时,救护人员可用干燥的绝缘
25、物(如干衣服、手套、绳子、木板等)，将带电体拉开。（3） 触电者紧握带电体时，可用干燥木把工具切断电源，或用木板等绝缘物插入触电者身下,隔断电源。（4）触电者脱离电源的，要防止摔伤，高人作业尤应注意。3触电者脱离电源后，应尽可能在现场抢救（1）、若触电者失去知觉，但心脏尚在跳动，并有微弱呼吸时，应使触电者舒适地平卧，四周不得围人，保持空气畅通。解体触电者的上衣，以利呼吸，磨擦全身，使期发热（冬天注意保暖）。（2）、若发现触电者呼吸困难，抽筋恶习现象，甚至心脏跳动或呼吸停止时，应立即进行人工氧合，用人工的方法恢复心脏跳动和呼吸，同时，速请医生诊治。 12电焊弧光防护安全1.2.1电弧焊的过程中，
26、不仅有强烈而炙热的可见光，而且还有看不见的红外线和紫外线，如不注重防护，将造成弧光伤害。一般而言，焊接电流越大，对人体的伤害程度越严重；人体离弧光越近，对人体伤害越严重；为了防止弧光对人体眼睛和皮肤的伤害，电焊工应配齐满足防护要求的用具，基本防护用具有：面罩、护目镜片、电焊手套和工作服等。1.2.2电光性眼炎为电焊常见的暂性病患，为减少病痛，使患者能得到及时医治，一般采用以下方法：奶汁点治法（人奶、牛奶皆可）、冷敷治法、热烤治法。1.3金属烟尘和有害气体防护安全焊接操作中会产生大量的金属烟尘，主要来源于金属元素的蒸发，焊条药皮的蒸发和氧化。焊条烟尘的成分非常复杂，不同焊接方法所产生的烟尘成分及
27、危害也不相同，但对人体有危害是肯定的。有害气体是经过呼吸道进入人体的，能引起人体中毒。 1.3.1防护措施 1.3.1.1改革工艺和焊条 为改善焊工的工作环境与条件，应尽量采用先进的自动焊接设备和工艺取代手工电弧焊；其次应改革焊条制作的组成成分，以使电焊烟尘的有害物质降至最底。 1.3.1.2改善工作场所环境条件 室内作业时，要求车间宽敞，空气自然流动条件良好；在施焊空间小的环境，应设置通风设备，及时排出电焊烟尘。 1.3.1.3加强个人防护措施 个人防护主要是眼、耳、口、鼻、身等各方面的有效防护，为了防止电焊烟尘和烟气吸入人体，对焊工一般配有防护口罩。 1.3.1.4搞好卫生保健 对工作场所应定期检查，测定焊接作业环境烟尘量的浓度，对通风不良的焊接场所进行手工电弧焊时，可适当缩短工作时间并定期进行身体检查。