焊接基础知识培训.doc
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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date焊接基础知识培训焊接基础知识培训 金属材料知识介绍0版本号版本说明编制人审核人批准人发布日期目录1焊接基础知识.3 1.1焊接方法分类.31.2 焊接电弧 .31.3焊条的组成和作用.41.4焊条的分类 .42. 几种常见的焊接方法. 53. 金属材料的焊接性能 .63.1焊接性能. .63.2影响焊接接头性能的因素.73.3不同钢材的焊接性能分析. 73.4焊接接头
2、的缺陷及防止措施.64焊接结构设计.104.1 焊接结构材料选择104.2 焊接结构的工艺性.105 焊接接口的形式和坡口12 5.1接口形式.125.2 坡口形式的选择 .131.焊接的基本知识1.1 焊接方法分类 定义:利用原子间的扩散与结合,使分离的金属材料牢固地连接起来,成为一个整体的过程。等离子弧焊气体保护焊手工电弧焊气 焊钎 焊 原子之间的扩散与结合,通常采用加热、加压或两者并用。可以用填充材料(或不用), 将金属加热到熔化状态。埋弧焊焊接方法分类:电弧焊 熔化焊 电渣焊 电子束焊基本焊接方法压力焊激光焊 1)熔焊: 将待焊处母材金属熔化以形成焊缝的焊接方法称为熔焊。 2)压焊:
3、焊接过程中,必须对焊件施加压力(加压或加热),以完成焊接的方法称为压焊。3)钎焊: 钎焊是硬钎焊和软钎焊的总称。采用比母材金属熔点低的金属材料作钎料,将焊件和钎料加热到高于钎料熔点、低于母材溶化温度,利用液态钎料润湿母材,填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。 1.2. 焊接电弧 由焊接电源供给、具有一定电压的两极间或电极与母材间,在气体介质中产生的强烈而持久放电现象称为焊接电弧。电弧燃烧后,弧柱中充满了高温电离气体, 放出大量的热能和强烈的光。焊接电弧由阴极区、阳极区和弧柱三部分组成。如图1-1所示。阴极区是电弧紧靠负电极的区域, 阴极区很窄,约为0.1um-0.01um,温度约为
4、2400K。阳极区是指电弧紧靠正电极的区域,阳极区较阴极区宽,约为10um-1um,温度约为2600K。电弧阳极区和阴极区之间的部分称为弧柱,弧柱区温度最高,可达6000K-8000K。焊接电弧两端间(指电极端头和熔池表面间)的最短距离称为弧长。1.3 . 焊条的组成和作用 定义:焊条是涂有药皮的供焊条电弧焊用的熔化电极,由药皮和焊芯两部分组成。 焊芯在焊接过程中既是导电的电极,同时本身又溶化作为填充金属,与熔化的母材共同形成焊缝金属; 药皮是压涂在焊芯表面的涂料层,主要作用是在焊接过程中造气,起保护作用,防止空气进入焊缝;同时具有冶金作用,如脱氧、脱硫、脱磷和渗合金等;并具有稳弧、脱渣等作用
5、,以保证焊条具有良好的工艺性能,形成美观的焊缝。1.4. 焊条的分类 (1) 焊条按熔渣的化学性质分为两大类 1)酸性焊条 :溶渣呈酸性,药皮中含大量SiO2、TiO2、MnO等氧化 物。由于焊缝金属中氧和氢含量较多,因而塑性、韧性较低,酸性焊条一般可以交直流两用。 2)碱性焊条 :熔渣呈碱性,药皮的主要成分为CaCo3和CaF2 ,并有较多的铁合金作为脱氧剂和渗合金剂,因此药皮具有足够的脱氧能力。用碱性焊条焊接时,由于焊缝中氧和氢含量较少,非金属夹杂物也较少,故具有较高的塑性和冲击韧性。一般焊接重要结构或刚性较大的结构,以及可焊性较差的钢材均采用碱性焊条 (2) 焊条按用途可分为十一大类 碳
6、钢焊条、低合金钢焊条、钼和铬钼耐热钢焊条、低温钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、铸铁焊条、镍及镍合金焊条、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条、特殊用途焊条。 (3) 焊条型号 由国家标准分别规定各类焊条的型号编制方法。如标准规定碳钢焊条型号为E,其中,字母E表示焊条;前二位数字表示熔敷金属抗拉强度的最小值;第三位数字表示焊接位置,0及1表示焊条适用于全位置(平焊、立焊、横焊、仰焊)焊接,2为平焊及平角焊,4表示焊条适用于向下立焊;第三位和第四位数字组合时表示焊接电流种类及药皮类型。在第四位数字后附加R表示耐吸潮焊条;附加M表示耐吸潮和力学性能有特殊规定的焊条;附加-1表示冲击性能有特殊规定的焊条。 举
7、例:如:E4315表示焊条;熔敷金属抗拉强度大于43kgf/mm2(420MPa);焊条适用于全位置焊接;该焊条药皮类型为低氢钠型,采用直流反接电源。2. 几种常用的焊接方法 电弧焊:在电极和焊体之间造成电弧,利用电弧所产生的热量将被焊金属和焊条金属熔化,并形成一种永久接头的过程,称为电弧焊。(1) 手工电弧焊 电弧焊:利用电弧作为热源的熔焊方法,简称弧焊。焊条电弧焊是用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法。焊条电弧焊具有设备简单,操作灵活,成本低等优点,且焊接性好,对焊接接头的装配尺寸无特殊要求,可在各种条件下进行各种位置的焊接,是生产中应用最广的焊接方法。但焊条电弧焊时有强烈弧光和烟尘污染,劳
8、动条件差,生产率低,对工人技术水平要求较高,焊接质量不够稳定。因此,主要应用于单件小批量生产中焊接碳素钢、低合金结构钢、不锈钢、耐热钢和对铸铁的补焊等。适宜板厚为3mm-20mm。 (2) 埋弧自动焊 定义:电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法称为埋弧焊。 特点: 1)生产率高; 2)焊接质量高、稳定; 3)节约金属材料; 4)改善劳动条件 应用:常用来焊接厚度为6mm-60mm的长直焊缝和较大直径(一般不小于250mm)的环形焊缝。(3) 气体保护电弧焊 用外加气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊,简称气体保护焊。 氩弧焊 定义:氩弧焊是使用氩气作为保护气体的气体保护焊。 特点: 1)焊件
9、不易氧化; 2)便于操作,容易实现全位置自动化; 3)焊接热影响区小,焊件不易变形; 4)焊缝致密,成形美观; 5)焊接成本高。 应用:主要用于焊接易氧化的有色金属和合金钢,如铝、镁、钛及其合金、耐热钢、不锈钢等。为了防止保护气流破环,氩弧焊只能在室内进行。 二氧化碳气体保护焊 定义:利用CO2作为保护气体的气体保护焊,简称CO2焊。 特点: 1)电流密度大,生产效率高; 2)焊接热影响区小,焊件不易变形; 3)焊缝氢的质量分数低,接头抗裂性好; 4)焊接成本低。 应用: 适合于各种位置的焊接,目前,CO2焊已在全国广泛普及,大有在短时间内取代焊条电弧焊的发展势头。3.金属材料的焊接性能3.1
10、. 焊接性能金属材料的焊接性能,又称为可焊性。是指金属材料在一定的工艺条件下通过焊接形成优质接头的性能。 金属的可焊性通常分为工艺可焊性和使用可焊性两大类: 1)工艺可焊性,主要指在一定的焊接条件下,焊接接头中出现各种裂纹及其它缺陷的可能性。 2)使用可焊性,主要指在一定的焊接工艺条件下,一定金属的焊接接头对使用要求的可靠性。包括焊接接头的机械性能(如强度、塑性、韧性、硬度以及抗裂纹扩展的能力等)和其它特殊性能(如耐热、耐腐蚀、耐低温、抗疲劳等)。 钢的可焊性主要决定于它的化学成分。含碳量越高,可焊性就越差,含碳量小于0.3%的碳钢、含碳量小于0.2%的普通低合金钢一般都具有良好的可焊性。 3
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