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1、焊接工艺中级1分析一.职业道德意义:1.有利于推有利于推进进社会物社会物质质文明和精神文明建文明和精神文明建设设：社会主义职业道德是社会主义精神文明建设的一个重要突破口。社会主义精神文明建设的核心内容是思想道德建设，它要求从事职业活动的人们在遵纪守法的同时，还要自觉遵守职业道德，规范人们从事职业活动的行为，在推动社会主义物质文明建设的同时，提高人们的思想境界，创造良好的社会秩序，树立良好的社会道德风尚。所以说，自觉遵守职业道德，有利于推动社会主义物质文明和精神文明建设。2.有利于企有利于企业业的自身建的自身建设设和和发发展：展：企业的职业道德水平的提高，可以直接促进企业的自身建设和发展。因为一
2、个企业的信誉，要靠在本企业职工的职业道德来维护，这些人员的职业道德水平越高，这个企业就越能获得社会的信任。在社会主义社会中，每个人都是国家的主人，都在为国家的繁荣昌盛而劳动着，劳动者都应树立全新的道德意识。特别是在改革开放以来，社会生活发生了前所未有的变化，企业之间的交往都把对方的信誉看得更高。信誉被视为企业的生命，所以，员工们只有不断的提高职业道德标准，企业才能在激烈竞争中占据优势，有利于自身建设和发展。3.3.有利于个人的提高和发展：有利于个人的提高和发展：社会主义职业道德的本质，就是要求劳动者树立社会主义劳动态度，实行按劳取酬。劳动既是为社会服务，也是为个人谋生的手段。每个员工只有树立起
3、良好的职业道德，安心本职工作，不断的钻研业务，才能在市场经济条件下，实现高素质的劳动力流向搞效率的企业。只有树立良好的职业道德，不断提高自身职业技能，才能在劳动力市场供大于求、在优胜劣汰的竞争机制下立于不败之地。二.影响焊接质量的因素:1.1.焊接材料焊接材料:母材金属的化学成分、力学性能、表面状况油、水、銹等。都是影响焊缝裂纹的原因。2.焊接方法和工艺：焊接方法 的选择是在保证质量的前提下，具有较 高的生产率和较的生产成本。质量保证包括焊前准备、装配、焊接顺序、焊接线能量及层间温度的控制。三.检验：1.焊前检验：焊前检验：(1)材料证书与材料的核对，材料复检；(2)焊接工艺文件的确认；(3)
4、焊工资格证审查；(4)设备、焊接材料、环境的检查2.焊接过程检验：焊接过程检验：(1)焊接规范检查；(2)施工记录检查；(3)焊前预热检验(4)焊后热处理记录检查；(5)设备、焊接材料、环境的检查3.3.焊工检验：焊工检验：(1)通过安全培训，持有安全操作证书；(2)经相关技术考核，持有相应的合格证书，在证书认可的资格范围内，按工艺规程进行焊接生产操作；4.质量检查：质量检查：(1)有独立的资格机构；(2)检察人员按要求严格执行质量检查；(3)检查人员应对漏检、误检造成的质量事故负责。四四.焊接缺陷的种类及危害、检验的方法焊接缺陷的种类及危害、检验的方法:焊接结构，由于其具有整体性强、易出现焊
5、接缺陷的特点，因此，控制缺陷的产生，减少应力集中，是我们在实际工作中应注重的方面。接头的优良直接关系到结构能否安全使用、设备能否安全运行。焊接时在焊接接头中，存在的一些不符合设计或工艺要求缺陷，称为焊接缺陷。由于这些缺陷的产生，接头处会产生较大的应力集中，降低了接头的承载能力，易引起裂纹，在交变载荷的作用下，产生脆断，造成结构失效。1.焊接缺陷焊接缺陷:焊接缺陷是焊接过程中在焊接接头产生的金属不连续、焊接缺陷是焊接过程中在焊接接头产生的金属不连续、不致密或连续不良的现象。不致密或连续不良的现象。常见的焊接缺陷主要有：裂纹、未熔合、未焊透、夹渣、常见的焊接缺陷主要有：裂纹、未熔合、未焊透、夹渣、
6、气孔、咬边等。气孔、咬边等。2.焊接裂纹焊接裂纹:焊接裂纹是在焊接应力及其他致脆因素作用下，焊接接头中局部区域的原子结合力遭到破坏而形成的缝隙。具有尖锐的缺口和大的长宽比的特征。焊接裂纹多发生在焊缝金属中和焊接热影响区。危害较大，是最危险的一种缺陷，焊接结构的破坏事故大多是由裂纹引起的，因此，在焊接结构中不允许存在的。焊接裂纹可分为热裂纹、冷裂纹、再热裂纹、层状撕裂、应力腐蚀裂纹等等。其中冷裂纹由于在焊后几天或几个月产生，所以也称延迟裂纹。焊接热裂纹（1）焊接热裂纹产生的原因：焊接热裂纹也称结晶裂纹，是在焊缝金属凝固过程中，结晶偏析使杂质生成的低熔点共晶物富集于晶界，形成“液态薄膜”，其强度较
7、小，由于焊缝凝固收缩而受到拉应力造成开裂形成裂纹。其特征大多是在焊缝中心沿长度方向开裂，为纵向裂纹。断口表面有氧化色彩，低熔点共晶物大多为硫化物等。防止措施：减少及限制母材金属及焊接材料中的硫、磷等杂质的含量；加入一定的合金元素，改善焊缝金属的化学成分，细化焊缝金属的晶粒，提高塑性，减少偏析；减少焊接拉应力；采用预热和后热，减小焊缝的冷却速度；选用合理的焊接规范，适当提高焊缝成形系数。（2）焊接冷裂纹是由高强钢组成的焊接接头，焊缝金属冷却过程中，在MS 点附近或更低的温度区间产生的裂纹，称为冷裂纹。（3）冷裂纹不但产生于焊缝金属中，也可以产生在焊接热影响区，并且可以焊后立即出现，也有时几小时、
8、几天或更长时间才出现，具有延迟倾向，故称为延迟裂纹。其危害性更为严重。多发生在具有缺口效应的焊接热影响区或氢聚集的局部区域，氢是诱发延迟裂纹的最活跃的元素，因此，延迟裂纹又称为氢致裂纹。断裂时，断口表面无氧化色彩。冷裂纹常见的有：焊趾裂纹、焊道下裂纹、根部裂纹。焊趾裂纹起源于焊缝于母材交界处，裂纹经常与焊道平行，由焊趾表面开始向母材深处扩展。焊道下裂纹常发生在淬硬倾向较大、含氢量较高的焊接热影响区。一般情况下裂纹常与熔合线平行。焊根裂纹是延迟裂纹中较常见的一种，主要发生在含氢量较高、预热温度不足的情况下。起源于焊缝根部压力集中较大的部位。a-焊道下裂纹 b-焊趾裂纹 c-焊根裂纹防止的措施：合
9、理选用焊接材料，提高焊缝金属的塑性；烘干焊条、焊剂，认真清理焊缝区域的油污、水锈等杂质，减少氢的来源；焊前预热，焊后后热及缓冷，使融入焊缝金属中的扩散氢充分逸出，减小接头的冷却速度；采用合理的焊接规范，焊后热处理，改善接头的机械性能；尽量减小接头的焊接应力。冷裂纹产生的主要原因：焊接接头存在淬硬组织；由于扩散氢的富集，使接头性能脆化；接头中存在较大焊接拉应力。焊接时，焊接接头的根部未完全熔透而留下空隙的现象，称为未焊透。2.未焊透：未焊透：焊缝中心处未焊透焊缝根部未焊透产生的主要原因：焊接电流过小，焊速过快，造成熔深较浅；坡口尺寸及间隙尺寸不合理，钝边过大；电弧偏吹等因素的影响。未焊透的危害：
10、减少了焊缝的有效承载面积，大大的降低了焊缝的力学强度；在未焊透处，产生较大的应力集中，容易延伸为裂纹性缺陷，在交变载荷的作用下，焊缝极易开裂，导致结构破坏，是一种危险缺陷。3.未熔合：未熔合：焊道与母材之间、焊道与焊道之间未能熔化结合的部分称为未熔合。分为：侧壁未熔合、层间未熔合、焊缝根部未熔合。且往往伴有夹渣物。未熔合坡口未熔合未熔合产生的原因：与未焊透类似，焊接电流过小，焊速过快；运条手法不当，未充分摆动；焊缝未清理干净；焊接时产生了磁偏吹，造成电弧偏向焊缝一侧。危害：减小了焊缝的有效承载面积，产生较大的压力集中，类似裂纹，是危险缺陷之一。防止措施:保证焊接面的清洁，采用合理的焊接规范，防
11、止磁偏吹的产生，选用合理的运条方法，是防止未熔合的有效方法。4.夹渣夹渣：焊接时，残留在焊缝金属中的非金属的物质，称为非金属夹渣。含气孔的条渣群钨夹渣夹渣的危害：由于它的存在，削减了焊缝的有效的承载面积，且焊缝内部的夹渣物，存在着尖角或棱角的现象，造成较大的压力集中，在受力的焊缝中，降低了焊缝强度，往往是裂纹的起源，因此，过长的和密集的夹渣物，是不允许存在的。非金属夹渣物产生的原因：焊接电流过小，焊速过快；运条方法不当；坡口清理不干净；熔渣粘度太大等。防止措施：选择合适焊接规范；充分搅拌熔池金属，以利于熔渣上浮至焊缝金属表面；认真清理焊缝中的油污及氧化物等杂质。夹钨属于金属夹渣，钨极氩弧焊时，
12、由于钨极烧损，熔入焊缝中称为夹钨。产生的主要原因：焊接电流过大而钨极直径太小，氩气保护不良引起钨极烧损，钨极触及熔池或焊丝而剥落导致夹钨。5.咬边：咬边：焊接时，沿着焊趾的母材部位产生的凹陷或沟槽，称为咬边或咬肉。咬边咬边的危害：减少了母材的承载面积，在尖角处易产生较大的压力集中，是一种危害严重的表面缺陷。产生的原因：焊接规范过大，焊速过快，电弧过高，运条手法及角度不当，焊缝两侧停留的时间不当。防止的措施：选择合理的焊接参数，低弧操作，运条均匀，合适的焊接角度，努力提高焊接操作技术。6.气孔：气孔：焊接时，熔池中的气泡在液态金属凝固时未能及时逸出而残留在焊缝金属中形成的孔穴，称为气孔。链状气孔
13、密集性气孔 气孔分为氢气孔、一氧化碳气孔、氮气孔三类。气孔的危害：造成焊缝金属疏松，减小焊缝的有效截面积，使接头强度降低，产生压力集中。防止措施：严禁使用未烘干的焊条及焊剂，认真清理焊道和焊丝上的油污、水锈及氧化物，采用短弧操作，控制焊速，使气体充分逸出。7.其它缺陷：其它缺陷：蛇形焊道、角焊缝的焊脚焊偏、焊缝成形宽窄不均、波纹不均等。1、控制焊接缺陷的产生，保证焊接结构的制造质量；2、评定焊接制造工艺，改进焊接工艺，提高产品建造量；3、减少浪费，避免产品报废，降低制造成本；8.焊接质量检验的目的：焊接质量检验的目的：9.焊接质量检验分为破坏性检验与非破坏性检验：焊接质量检验分为破坏性检验与非
14、破坏性检验：非破坏性检验：外观检验、密性试验、无损探伤。五五.焊接方法选择焊接方法选择n n电弧焊在工业中应用最为普遍。手工电弧电弧焊在工业中应用最为普遍。手工电弧焊简便灵活、设备简单，适用于各种场合焊简便灵活、设备简单，适用于各种场合的焊接。但生产效率不高，对作业技术要的焊接。但生产效率不高，对作业技术要求高。埋弧焊、熔化极气体保护焊；容易求高。埋弧焊、熔化极气体保护焊；容易实现机械化、自动化，对操作技术要求不实现机械化、自动化，对操作技术要求不高，降低劳动强度，提高焊接质量和生产高，降低劳动强度，提高焊接质量和生产效率。氩弧焊：非熔化极气体保护焊；对效率。氩弧焊：非熔化极气体保护焊；对活泼
15、性金属有独特优点。在不锈钢、铝合活泼性金属有独特优点。在不锈钢、铝合金、铜合金、钛、等有色金属焊接中有良金、铜合金、钛、等有色金属焊接中有良好的效果。好的效果。1.手工电弧焊手工电弧焊:n n焊条电弧焊利用电弧放电产生的热量，熔化焊条焊条电弧焊利用电弧放电产生的热量，熔化焊条和焊件，从而获得牢固的焊接接头。和焊件，从而获得牢固的焊接接头。其特点：其特点：n n1.1.工艺灵活、实用性强。适用各种金属材料、各工艺灵活、实用性强。适用各种金属材料、各种厚度、各种结构形状及位置的焊接。种厚度、各种结构形状及位置的焊接。n n2.2.对焊接接头装配要求低。由于焊接过程中用手对焊接接头装配要求低。由于焊
16、接过程中用手工操作控制电弧长度、焊条角度、焊接速度等，工操作控制电弧长度、焊条角度、焊接速度等，因此对焊接接头装配尺寸相对降低因此对焊接接头装配尺寸相对降低n n3.3.通过改变工艺操作来控制焊接变形和改善接头通过改变工艺操作来控制焊接变形和改善接头应力状况。应力状况。n n4.4.焊条电弧焊设备简单，操作与维修方便。焊条电弧焊设备简单，操作与维修方便。n n5.5.生产效率低，劳动强度较大，操作技术水平要生产效率低，劳动强度较大，操作技术水平要求较高。求较高。2.焊接电弧的产生焊接电弧的产生:焊接电弧是由焊接电源供给的，具有一定电压的两电极间或电极与母材之间，在气体介质中产生的强烈而持久的放
17、电现象。焊接电弧产生必须具备三个条件：1空载电压 2导电粒子 3短路 空载电压：空载电压越高。越有利于引燃电弧和使电弧稳定燃烧，但从经济观点和安全角度考虑，又希望空载电压低一些。我国规定空载电压为：逆变焊机70-80v，弧焊整流器小于90v，弧焊变压器小于80v。3.焊接电弧的产生焊接电弧的产生:（1 1）导电粒子：）导电粒子：）导电粒子：）导电粒子：无论采用哪种方法引弧，都是为无论采用哪种方法引弧，都是为了在电极空间介质中，能产生足够的导电粒子用了在电极空间介质中，能产生足够的导电粒子用于传送电荷。于传送电荷。（2 2）短路：）短路：）短路：）短路：短路接触式引弧是焊条电弧焊常用的短路接触式
18、引弧是焊条电弧焊常用的引弧方法，主要有划擦法、直击法两种。在瞬时引弧方法，主要有划擦法、直击法两种。在瞬时短路过程中电流密度大短路过程中电流密度大 ，电阻热把焊条端部接触，电阻热把焊条端部接触处加热到接近熔化状态处加热到接近熔化状态 ，产生强烈的电子热发射，产生强烈的电子热发射和金属蒸汽。在合适的空载电压下，保证电弧能和金属蒸汽。在合适的空载电压下，保证电弧能顺利引燃。顺利引燃。（3 3）电弧静特性：）电弧静特性：）电弧静特性：）电弧静特性：在电极材料、气体介质和弧长在电极材料、气体介质和弧长一定的情况下，电弧稳定燃烧时，焊接电流与电一定的情况下，电弧稳定燃烧时，焊接电流与电弧电压变化的关系称
19、为电弧静特性。弧电压变化的关系称为电弧静特性。（4 4）焊接电源外特性：）焊接电源外特性：）焊接电源外特性：）焊接电源外特性：焊条电弧焊过程中，弧长焊条电弧焊过程中，弧长变化是经常发生的，为了保证焊接电流稳定，要变化是经常发生的，为了保证焊接电流稳定，要求焊接电源具有陡降的外特性。求焊接电源具有陡降的外特性。（5 5）电弧动特性：）电弧动特性：）电弧动特性：）电弧动特性：一定弧长，当电弧电流发生连一定弧长，当电弧电流发生连续快速变化时，电弧电压与焊接电流瞬时之间的续快速变化时，电弧电压与焊接电流瞬时之间的关系称为电弧动特性。关系称为电弧动特性。4.气体保护焊：气体保护焊：n n用外加气体作为电
20、弧介质保护电弧和焊区的电弧焊称为气用外加气体作为电弧介质保护电弧和焊区的电弧焊称为气体保护焊。体保护焊。n n气体保护焊的特点：气体保护焊的特点：气体保护焊的特点：气体保护焊的特点：（1 1）电弧和熔池的可见性好，焊接过程中可根据熔池情况）电弧和熔池的可见性好，焊接过程中可根据熔池情况调节焊接参数。调节焊接参数。（2 2）焊接过程操作方便，没有熔渣或很少有熔渣，焊后基）焊接过程操作方便，没有熔渣或很少有熔渣，焊后基本是不需清渣。本是不需清渣。（3 3）电弧在保护气流的压缩下热量集中，焊接速度较快，）电弧在保护气流的压缩下热量集中，焊接速度较快，熔池较小，热影响区窄，焊件焊后变形小。熔池较小，热
21、影响区窄，焊件焊后变形小。（4 4）有利于焊接过程的机械或和自动化，特别是空间位置）有利于焊接过程的机械或和自动化，特别是空间位置的机械化焊接。的机械化焊接。（5 5）焊接过程无飞溅或飞溅很小。）焊接过程无飞溅或飞溅很小。（6 6）可以焊接化学活泼性强和易形成高熔点氧化）可以焊接化学活泼性强和易形成高熔点氧化 膜的镁、铝、钛及其合金。膜的镁、铝、钛及其合金。（7 7）适宜薄板焊接。）适宜薄板焊接。（8 8）能进行脉冲焊接，以减少热输入。）能进行脉冲焊接，以减少热输入。（9 9）在室外作业时，需设挡风装置，否则气体保护）在室外作业时，需设挡风装置，否则气体保护效果不好，甚至很差。效果不好，甚至很
22、差。（1010）电弧的光辐射很强。）电弧的光辐射很强。（1111）焊接设备比较复杂，比焊条电弧焊设备价格）焊接设备比较复杂，比焊条电弧焊设备价格高。高。5.TIG焊：焊：（1 1）用纯钨、铈钨、钍钨作为电极的惰性气体保护焊，称）用纯钨、铈钨、钍钨作为电极的惰性气体保护焊，称为为TIGTIG焊。焊。（2 2）常用钍钨极、铈钨极。铈钨极电子发射能力强，引弧）常用钍钨极、铈钨极。铈钨极电子发射能力强，引弧电压低，电弧稳定性好，许用焊接电流大，耐烧损，放射电压低，电弧稳定性好，许用焊接电流大，耐烧损，放射物质少，所以推荐用铈钨极。物质少，所以推荐用铈钨极。（3 3）采用氩气做保护气体，氩气成本低、密度
23、大、保护效）采用氩气做保护气体，氩气成本低、密度大、保护效果好。果好。TIGTIG焊的特点：焊的特点：电弧在惰性气体保护中燃烧，电极及填充金属的末端和熔电弧在惰性气体保护中燃烧，电极及填充金属的末端和熔池均受到惰性气体的保护，免受空气的影响，防止氧化、池均受到惰性气体的保护，免受空气的影响，防止氧化、氮化的发生。氮化的发生。TIGTIG焊的优点焊的优点:（1 1）氩气能够隔绝空气保护钨极、熔池和焊缝不受氧化。）氩气能够隔绝空气保护钨极、熔池和焊缝不受氧化。氩气不溶于金属，不与金属发生反应，有良好的保护作用。氩气不溶于金属，不与金属发生反应，有良好的保护作用。（2 2）钨极氩弧稳定性好，当焊接电
24、流小于）钨极氩弧稳定性好，当焊接电流小于10A10A时电弧仍能时电弧仍能稳定燃烧，因此特别适合较薄工件焊接。稳定燃烧，因此特别适合较薄工件焊接。（3 3）由于热源和填充焊丝分别控制，热量调节方便，线能）由于热源和填充焊丝分别控制，热量调节方便，线能量容易控制，因此，适于全位置焊接，也容易实现单面焊量容易控制，因此，适于全位置焊接，也容易实现单面焊双面成型。双面成型。（4 4）由于填充焊丝不通过焊接电流，所以不会造成电弧电）由于填充焊丝不通过焊接电流，所以不会造成电弧电压和电流变化引起的飞溅现象，因此获得光滑的焊缝表面。压和电流变化引起的飞溅现象，因此获得光滑的焊缝表面。TIG TIG 焊的缺点
25、：焊的缺点：（1 1）熔深浅，熔敷速度小，生产效率低。）熔深浅，熔敷速度小，生产效率低。（2 2）电流过大时，钨极烧损严重，有夹钨现象发生。）电流过大时，钨极烧损严重，有夹钨现象发生。（3 3）生产成本比手工电弧焊、埋弧焊、）生产成本比手工电弧焊、埋弧焊、CO2CO2气体保护焊均气体保护焊均高。高。6.Co2气体保护焊气体保护焊:n n优点是：优点是：生产效率高、成本低、能耗好少、抗锈生产效率高、成本低、能耗好少、抗锈能力强，适用范围广，大量用于低碳钢、低合金能力强，适用范围广，大量用于低碳钢、低合金钢等黑色金属的焊接。它可以进行不同厚度工件钢等黑色金属的焊接。它可以进行不同厚度工件的各种的位
26、置的焊接，便于实现自动化生产，因的各种的位置的焊接，便于实现自动化生产，因此得到极为广泛的应用。此得到极为广泛的应用。n nCo2Co2气体保护焊的冶金特点：气体保护焊的冶金特点：Co2Co2高温分解成高温分解成coco和和o2,o2,氧分子分解成氧原子，原氧分子分解成氧原子，原子氧有强烈的氧化作用，氧化熔滴和熔池中的子氧有强烈的氧化作用，氧化熔滴和熔池中的FeFe、sisi、MnMn、C C、等元素，形成相应的氧化物、等元素，形成相应的氧化物FeOFeO、SiO2SiO2、MnOMnO、COCO等。产生的等。产生的SiO2SiO2、MnOMnO以熔以熔渣的形式浮出熔池，逸出到气相中。渣的形式
27、浮出熔池，逸出到气相中。n nFe eO则按分配率，一不部分浮出溶于渣中，另一部分溶于液态金属熔池和熔滴中。溶入液态金属中的Fe eO与金属中的C反应生成CO和Fe，CO在高温下急剧膨胀是产生熔滴爆炸、引起飞溅的重要原因，而熔池中的CO来不急逸出时便形成CO气孔。由此看来，CO2 2气体高温时强烈的氧化性，使CO2 2产生三方面的严重问题：合金元素烧损、CO气孔、飞溅。n n改善CO2电弧焊焊缝性能的重要方法是对FeO进行脱氧。具体措施就是在焊丝或药芯焊丝的药粉中加人足够的脱氧剂。可作为脱氧剂的常用元素有Si、Mn、AI、Ti等。这些脱氧剂单独使用效果不佳，所以要相互配合，如H08Mn2SiA
28、焊丝，它的Mn含量为1%2%，Si含量为1%左右，这样便于生成复合硅酸盐MnO、SiO2浮出熔池。n n为了减少气孔、飞溅，还应尽量减少焊丝中的C含量。C含量降低将使焊缝金属强度降低，为了弥补C减少带来的强度下降，需要增加其他的合金元素。对于一般的低碳钢、低合金钢，由于焊丝中Mn、Si含量高，是焊缝金属中Mn、Si增加足以弥补C的降低。对于高合金钢，如30CrMnSiA等需要在焊丝中增加强化元素，如Cr、Mo、V等。7.碳素钢的焊接碳素钢的焊接:n n碳素钢按含碳量的多少可分为：低碳钢、中碳钢、碳素钢按含碳量的多少可分为：低碳钢、中碳钢、高碳钢三类。高碳钢三类。n n低碳钢焊接性良好，一般不采
29、用特殊工艺措施，低碳钢焊接性良好，一般不采用特殊工艺措施，只有母材成分不合格，焊件刚性过大，焊接时环只有母材成分不合格，焊件刚性过大，焊接时环境温度过低等，才需要采取预热措施。境温度过低等，才需要采取预热措施。n n中碳钢的含碳量较高焊接过程中容易产生焊接缺中碳钢的含碳量较高焊接过程中容易产生焊接缺陷：接头脆化、热裂纹、冷裂纹、气孔等缺陷。陷：接头脆化、热裂纹、冷裂纹、气孔等缺陷。焊前预热是焊接中碳钢的主要工艺。预热温度的焊前预热是焊接中碳钢的主要工艺。预热温度的选择与含碳量、焊件尺寸、刚度有关。一般预热选择与含碳量、焊件尺寸、刚度有关。一般预热温度温度150150300300度度 n n高碳
30、钢的焊接：高碳钢含碳量较高，淬硬倾向和裂纹敏感性很大，属于焊接性差的钢种。高碳钢焊接过程中容易产生的缺陷是：接头脆化、裂纹、气孔等。高强钢焊前预热温度较高，一般在250400度，个别结构复杂、刚涂较大、焊缝较长的焊件预热温度高于400度。高碳钢多层多道焊接时，各焊层的层间温度应与预热温度等同。施焊结束后应立即将焊件炉中加热至600650度，然后缓冷。8.耐热钢的焊接耐热钢的焊接:n n具有热稳定性和热强性的钢，称为耐热钢。耐热具有热稳定性和热强性的钢，称为耐热钢。耐热钢与普通碳素钢相比较，有两个特殊的性能：高钢与普通碳素钢相比较，有两个特殊的性能：高温强度和高温抗氧化性。耐热钢按组织状态分类温
31、强度和高温抗氧化性。耐热钢按组织状态分类有：珠光体耐热钢、奥氏体耐热钢、马氏体耐热有：珠光体耐热钢、奥氏体耐热钢、马氏体耐热钢和铁素提耐钢四种。以珠光体耐热钢应用最为钢和铁素提耐钢四种。以珠光体耐热钢应用最为广泛。广泛。n n珠光体耐热钢由于含碳量及合金元素较多，焊缝珠光体耐热钢由于含碳量及合金元素较多，焊缝及热影响区容易出现淬硬组织，使塑性韧性降低及热影响区容易出现淬硬组织，使塑性韧性降低焊接性变差。当焊件刚度及接头应力较大时，容焊接性变差。当焊件刚度及接头应力较大时，容易产生冷裂纹。易产生冷裂纹。珠光体耐热钢：珠光体耐热钢：n n工艺措施：工艺措施：n n1 1按焊缝与母材化学成分及性能相
32、近的原则选用低按焊缝与母材化学成分及性能相近的原则选用低氢型焊接材料。氢型焊接材料。n n2 2焊前仔细清除焊件待焊处油、污、锈。焊前仔细清除焊件待焊处油、污、锈。n n3 3焊件焊前要预热，包括装配定位焊前的预热。焊件焊前要预热，包括装配定位焊前的预热。n n4 4焊接过程中层间温度应不低于预热温度。焊接过程中层间温度应不低于预热温度。n n5 5焊接过程应避免中断，尽量一次连续焊完。焊接过程应避免中断，尽量一次连续焊完。n n6 6焊后应缓冷，为了消除应力，焊后需要进行高温焊后应缓冷，为了消除应力，焊后需要进行高温回火。回火。n n7 7焊件、焊条应严格保持低氢状态。焊件、焊条应严格保持低
33、氢状态。9.不锈钢的焊接：(1)(1)焊接性：焊接性：焊接性：焊接性：A A、CrCr、TiTi等合金元素在焊接时极易氧化烧损。等合金元素在焊接时极易氧化烧损。B B、晶间腐蚀是、晶间腐蚀是18-818-8型钢极危险的一种破坏形式。型钢极危险的一种破坏形式。C C、Cr-NiCr-Ni不锈钢的应力腐蚀占湿态腐蚀事例的不锈钢的应力腐蚀占湿态腐蚀事例的50%50%，在化，在化工工程中用量最大的工工程中用量最大的18-818-8型和型和18-12Mo18-12Mo型不锈钢设备型不锈钢设备应力腐蚀可占不锈钢应力腐蚀事例应力腐蚀可占不锈钢应力腐蚀事例80%80%之多。之多。DD、焊接时容易出现热裂纹。、
34、焊接时容易出现热裂纹。E E、焊缝中容易产生气孔。、焊缝中容易产生气孔。F F、在熔合线附近被加热到、在熔合线附近被加热到13001300以上部位受到敏化温度重以上部位受到敏化温度重复加热，在腐蚀液中工作会发生刀状腐蚀。复加热，在腐蚀液中工作会发生刀状腐蚀。GG、18-818-8钢在钢在500875500875经一定时间加热后，会在焊缝中经一定时间加热后，会在焊缝中析出一种特殊性析出一种特殊性 .H H、焊接过程中、焊接变形大。、焊接过程中、焊接变形大。I I、焊条中焊芯电阻率大，焊条容易发红。、焊条中焊芯电阻率大，焊条容易发红。(2)(2)工艺措施：工艺措施：工艺措施：工艺措施：A A、用短
35、弧施焊，选用氧化性低的焊条，以稳定化元素、用短弧施焊，选用氧化性低的焊条，以稳定化元素NbNb代替代替TiTi渗合金。渗合金。B B、使焊缝金属呈奥氏体、使焊缝金属呈奥氏体+质量分数为质量分数为5%5%铁素体的双相组织，可减少和铁素体的双相组织，可减少和防热裂纹。防热裂纹。C C、焊前仔细清除待焊处油、污、锈、垢。、焊前仔细清除待焊处油、污、锈、垢。DD、采用直流反接电源、短弧、高速焊、尽量减少焊缝截面积，焊条不、采用直流反接电源、短弧、高速焊、尽量减少焊缝截面积，焊条不做横向摆动。做横向摆动。E E、焊接过程中，焊接处应采取强冷措施，减小焊接区在、焊接过程中，焊接处应采取强冷措施，减小焊接区
36、在450850450850停留时间。停留时间。F F、焊后进行固熔化热处理（加热至、焊后进行固熔化热处理（加热至1050110010501100，然后迅速冷却，然后迅速冷却，稳定奥氏体组织）防止产生晶间腐蚀。稳定奥氏体组织）防止产生晶间腐蚀。GG、多层焊时，层间温度、多层焊时，层间温度6060，每焊完一层焊缝，应仔细清除焊渣，每焊完一层焊缝，应仔细清除焊渣，与腐蚀介质接触的焊缝应最后施焊。与腐蚀介质接触的焊缝应最后施焊。H H、严禁在焊接点以外处引弧，引弧时要用引弧板，收弧时必须填满弧、严禁在焊接点以外处引弧，引弧时要用引弧板，收弧时必须填满弧坑。坑。I I、含有、含有NbNb、TiTi等稳定
37、化元素的不锈钢，焊后进行稳定化处理（等稳定化元素的不锈钢，焊后进行稳定化处理（850850950950保温保温2h2h）。）。GG、选用合适的焊接材料，可以减少热裂纹（如减少、选用合适的焊接材料，可以减少热裂纹（如减少C C、S S、P P，增加，增加CrCr、MoMo、MnMn、SiSi等元素）。等元素）。K K、母材、焊材应严格保持低氢状态。、母材、焊材应严格保持低氢状态。L L、合理选择焊接电流，焊接顺序及夹具刚性固体等措施，防止产生焊接、合理选择焊接电流，焊接顺序及夹具刚性固体等措施，防止产生焊接变形。变形。n n下料一般采用机械切割或等离子切割下料一般采用机械切割或等离子切割 n n
38、焊前坡口两侧焊前坡口两侧20-30mm20-30mm范围内，表面清理干净，范围内，表面清理干净，可用丙酮或酒精擦拭。可用丙酮或酒精擦拭。n n氩弧焊是焊接奥氏体不锈钢理想方法焊接过程中氩弧焊是焊接奥氏体不锈钢理想方法焊接过程中国金属元素烧损少，表面清洁无渣，焊缝成型好。国金属元素烧损少，表面清洁无渣，焊缝成型好。此外焊接热输入较低，特别适宜对过热敏感的奥此外焊接热输入较低，特别适宜对过热敏感的奥氏体不锈钢焊接。奥氏体不锈钢焊后原则上不进氏体不锈钢焊接。奥氏体不锈钢焊后原则上不进行热处理。只有接头产生脆化或要进一步提高其行热处理。只有接头产生脆化或要进一步提高其耐能力蚀时，才根据需要选择固溶处理
39、、稳定化耐能力蚀时，才根据需要选择固溶处理、稳定化处理或消除应力处理。处理或消除应力处理。热裂纹防止措施：热裂纹防止措施：n n严格控制硫、磷等有害元素。n n焊接时尽量减小熔池过热，采用小热输入，控制层间温度。10.铝及铝合金铝及铝合金TIG焊焊:特点：特点：特点：特点：（1)1)线膨胀系数大，比热大，是钢的线膨胀系数大，比热大，是钢的1 1倍；倍；(2(2）比热大，是钢的）比热大，是钢的2 2倍；倍；（3 3）密度小；）密度小；（4 4）晶型是面心立方，没有同素异构转变，塑性好，无低）晶型是面心立方，没有同素异构转变，塑性好，无低温脆性转变，但强度比较低。温脆性转变，但强度比较低。（5 5
40、）铝是活性元素，本身能脱氧，不象钢焊接过程中会形铝是活性元素，本身能脱氧，不象钢焊接过程中会形成成COCO或或CO2CO2气孔，所以主要是氢气孔。气孔，所以主要是氢气孔。（6 6）在焊接铝、铜、镍和铁时，铝产生气孔时所需的临界在焊接铝、铜、镍和铁时，铝产生气孔时所需的临界氢分压最低，所以容易产生气孔，纯铝的最低，所以纯铝氢分压最低，所以容易产生气孔，纯铝的最低，所以纯铝对气氛中的水分最为敏感。对气氛中的水分最为敏感。（7 7）铝的导热系数很大，在相同的工艺条件下，铝熔合区）铝的导热系数很大，在相同的工艺条件下，铝熔合区的冷却速度是高强钢的的冷却速度是高强钢的4747倍，不利于气泡的逸出。倍，不
41、利于气泡的逸出。n n焊接过程中容易出现的主要问题：（1 1）焊缝中容易产生气孔。）焊缝中容易产生气孔。（2 2）焊缝容易产生热裂纹。）焊缝容易产生热裂纹。（3 3）焊接过程中熔池表面极易氧化形成熔点高达）焊接过程中熔池表面极易氧化形成熔点高达20502050度的氧化物，阻碍熔池金属间的熔合。度的氧化物，阻碍熔池金属间的熔合。（4 4）氧化物以夹渣存在焊缝中，给焊接带来困难。）氧化物以夹渣存在焊缝中，给焊接带来困难。（5 5）铝在）铝在370370度时，强度仅有度时，强度仅有9.8MPa9.8MPa，容易出现，容易出现焊漏缺陷。焊漏缺陷。（6 6）铝熔化时没有明显的颜色变化，容易造成熔池）铝熔
42、化时没有明显的颜色变化，容易造成熔池温度过高使焊缝突然出现漏焊。温度过高使焊缝突然出现漏焊。六六.焊接应力与变形焊接应力与变形n n焊接过程是对焊件的局部进行高温加热使其达到熔化状态，随后快速冷却结晶而形成焊缝，因此在焊接构件中就产生了焊接应力与变形。焊接应力与变形直接影响焊接结构的制造质量及使用性能，焊接应力与变形过大时不仅给产品制造工艺增加困难，而且会导致产品报废，造成巨大经济损失。1.1.焊接应力的危害：焊接应力的危害：（1 1）在温度、金属组织状态及焊接结构拘束度等条件的相）在温度、金属组织状态及焊接结构拘束度等条件的相互作用下，当焊接应力达到一定值时，将会形成热裂纹、互作用下，当焊接
43、应力达到一定值时，将会形成热裂纹、冷裂纹以及在热裂纹。冷裂纹以及在热裂纹。（2 2）在腐蚀介质中工作的焊接构件，如果具有拉伸残余应）在腐蚀介质中工作的焊接构件，如果具有拉伸残余应力，就会造成构件产生应力腐蚀、应力开裂及低应力脆断。力，就会造成构件产生应力腐蚀、应力开裂及低应力脆断。（3 3）焊接结构中的残余应力与工作应力叠加时，增加构件）焊接结构中的残余应力与工作应力叠加时，增加构件所承受的应力水平，因而降低结构的承载能力将会造成该所承受的应力水平，因而降低结构的承载能力将会造成该区域的拉伸塑性变形。区域的拉伸塑性变形。（4 4）具有焊接应力的构件，如果经过焊后加工则会破坏内）具有焊接应力的构
44、件，如果经过焊后加工则会破坏内应力的平衡，引起焊接构件变形，影响构件尺寸。应力的平衡，引起焊接构件变形，影响构件尺寸。2.焊接应力与变形产生的原因：焊接应力与变形产生的原因：是焊接过程中经受了不均匀的加热和冷却。在焊是焊接过程中经受了不均匀的加热和冷却。在焊接构件中产生应力及尺寸、形态的变化。接构件中产生应力及尺寸、形态的变化。（1 1）焊件上个点的温度不同，并且差别很大。熔池）焊件上个点的温度不同，并且差别很大。熔池中的金属处于液体状态，温度在材料的熔点以上。中的金属处于液体状态，温度在材料的熔点以上。靠近熔池的区域温度也比较高，对于碳钢材料，靠近熔池的区域温度也比较高，对于碳钢材料，通常认
45、为超过通常认为超过600600度的区域完全丧失了弹性，也度的区域完全丧失了弹性，也就是焊缝及其附近超过就是焊缝及其附近超过600600度的区域处于热塑性度的区域处于热塑性状态。距离焊缝越远的区域，温度下降越多，直状态。距离焊缝越远的区域，温度下降越多，直至室温状态。因此，焊件的材料也是有热塑性状至室温状态。因此，焊件的材料也是有热塑性状态、半塑性状态过渡到弹性状态。态、半塑性状态过渡到弹性状态。（2 2）焊件是各点的加热及冷却也是不均匀的。在同）焊件是各点的加热及冷却也是不均匀的。在同一瞬时，焊件是各点的温度不同，而且各自的升一瞬时，焊件是各点的温度不同，而且各自的升温的趋势也不同。当靠近焊缝
46、区域处于降温时，温的趋势也不同。当靠近焊缝区域处于降温时，距焊缝较远的区域却处于升温过程。也就是说，距焊缝较远的区域却处于升温过程。也就是说，焊件上各点达到各自最高温的时间不同，靠近焊焊件上各点达到各自最高温的时间不同，靠近焊缝的区域比较早，远离焊缝的区域则比较迟一些。缝的区域比较早，远离焊缝的区域则比较迟一些。（3 3）焊件是的焊接温度场随着焊接热源的能量、焊）焊件是的焊接温度场随着焊接热源的能量、焊件的尺寸及形状、焊接参数以及被焊金属的热物件的尺寸及形状、焊接参数以及被焊金属的热物理性能而变化，因此这些因素也直接影响着焊件理性能而变化，因此这些因素也直接影响着焊件的焊接应力与变形。的焊接应
47、力与变形。3.焊接应力与变形的影响因素：焊接应力与变形的影响因素：（1 1）焊接工艺方法采用不同的焊接方法，如气焊、）焊接工艺方法采用不同的焊接方法，如气焊、焊条电弧焊、埋弧焊、气体保护焊等，所产生的焊条电弧焊、埋弧焊、气体保护焊等，所产生的焊接应力与变形情况也不相同。焊接应力与变形情况也不相同。（2 2）焊接电流、电弧电压、焊接速度等焊接参数的）焊接电流、电弧电压、焊接速度等焊接参数的不同，以及采用直通焊、跳焊或逆向分段焊等不不同，以及采用直通焊、跳焊或逆向分段焊等不同的施焊方法，对焊接应力与变形有着不同的影同的施焊方法，对焊接应力与变形有着不同的影响。响。（3 3）焊缝位置、尺寸及数量单层
48、焊或多层焊、坡口）焊缝位置、尺寸及数量单层焊或多层焊、坡口形式、焊缝及填充金属的多少以及焊缝的位置等，形式、焊缝及填充金属的多少以及焊缝的位置等，均对应力与变形有明显影响。均对应力与变形有明显影响。（4）金属材料不同，则热导率、热膨胀系数、比热容、表面散热系数等热物理性能也不同，使之产生的应力与变形也不同。（5）不同形状的焊件就会形成不同的焊接温度场，而且焊接的刚度及拘束也不同。因此，产生的焊接应力与变形也不同。（6）不同的装配焊接顺序、是否采用胎卡具进行焊接，都对焊件的刚度与拘束度有着重要的影响，因此直接影响着焊接应力与变形的数值。4.焊接应力调节：焊接应力调节：（1 1）在焊缝设计方面应当
49、尽量减少焊缝的数量及尺寸，采）在焊缝设计方面应当尽量减少焊缝的数量及尺寸，采用填充金属量少的坡口形式。用填充金属量少的坡口形式。（2 2）焊缝尽量避免三轴交叉的焊缝。）焊缝尽量避免三轴交叉的焊缝。（3 3）采用刚度较小的接头形式。）采用刚度较小的接头形式。（4 4）采用合理的焊接顺序及方向，先焊收缩量较大的焊缝，）采用合理的焊接顺序及方向，先焊收缩量较大的焊缝，是焊缝尽量能够自由收缩。在具有对接及角接焊缝的结构是焊缝尽量能够自由收缩。在具有对接及角接焊缝的结构中，应当先焊收缩量较大的对接焊缝。先焊工时受力较大中，应当先焊收缩量较大的对接焊缝。先焊工时受力较大的焊缝，是内应力合理分布。拼板时应先
50、焊错开的短焊缝，的焊缝，是内应力合理分布。拼板时应先焊错开的短焊缝，后焊直通的长焊缝使焊缝有较大的横向收缩余地。后焊直通的长焊缝使焊缝有较大的横向收缩余地。（5 5）焊接封闭焊缝或刚度较大的焊缝时，可以采用反变形）焊接封闭焊缝或刚度较大的焊缝时，可以采用反变形法来降低接头的刚度，以减小焊后的残余应力。法来降低接头的刚度，以减小焊后的残余应力。5.5.焊后消除内应力的方法：焊后消除内应力的方法：焊后消除内应力的方法：焊后消除内应力的方法：（1 1）整体高温回火，把焊件整体加热到一定温度、保温一）整体高温回火，把焊件整体加热到一定温度、保温一定时间，然后缓慢冷却。定时间，然后缓慢冷却。（2 2）局