造船焊接讲座幻灯片.ppt
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1、造船焊接讲座第1页,共44页,编辑于2022年,星期三绪论焊接基本理论几种常用的焊接方法坡口形式焊接顺序第2页,共44页,编辑于2022年,星期三绪论 随着科学技术的发展,焊接已成为金属加工的一门独立学科,并广泛用于航空、航天、原子能、化工、造船、海洋工程、电子、建筑、交通运输、电力、机械制造等部门。一、焊接方法的分类:目前生产中使用的焊接方法很多,按其基本特点可分成三大类。1、熔化焊 其特点是利用局部热源加热被焊金属的连接处及填充金属(有时可不加填充金属),使其溶化、互相熔合、冷却凝固形成永久连接。2、压焊 在加热或不加热的情况下,对焊接区施加一定压力使两个分离表面的金属原子接近到晶格距离,
2、形成金属键使两金属连为一体。3、钎焊 熔化的钎料(熔点低于钎件的熔点)对固体钎件浸润以保证液态钎料填满钎缝,液态钎料与连接件的表面由分子或原子相互扩散结合,冷凝后形成联为一体的接头。第3页,共44页,编辑于2022年,星期三焊接分类图:熔化焊压焊钎焊焊接电弧焊气焊碳极式金属极式氧-乙炔焊空气-乙炔焊氢-氧焊保护弧焊非保护弧焊非保护弧焊保护弧焊点焊电子束焊等离子焊埋弧焊惰性气体保护焊CO2气体保护焊电渣焊 锻焊冷压焊摩擦焊电阻焊扩散焊爆炸焊软钎焊硬钎焊第4页,共44页,编辑于2022年,星期三二、焊接结构的特点及其在造船业中的应用 造船业中以焊接代替铆接如同钢材代替木材一样是造船工业的一次划时代
3、的变革。自1921年世界上出现第一艘全焊结构的船舶(载重量为500吨)以来,焊接工作者通过大量的实践与研究使船舶焊接工艺得到成功和迅速发展。现在不仅完全代替了铆接,而且形成了较完整的船舶焊接工艺系统,为船舶建造向自动化、大型化、专业化发展提供了可靠的技术保证。a、焊接结构的优点:1、可节省大量金属材料2、可改变结构设计3、结构强度高4、焊接结构密封性好5、成本低6、改善生产劳动条件第5页,共44页,编辑于2022年,星期三b、焊接结构的不足:1、焊接结构的应力集中变化范围比铆接结构大。铆接结构的铆钉孔周围应力集中系数变化较小。焊接结构 中,焊缝不但起着类似铆钉的连接构件的作用,而且与基体金属连
4、接组成一个整体,在外力的作用下一起变形。在焊缝根部焊趾处尺寸平滑过渡差,应力集中较大,应力集中对结构的脆性断裂和疲劳寿命有很大影响,应采取合理的工艺和设计,减少焊接结构的应力集中,以提高其强度和寿命。2、焊接结构有较大的焊接应力和变形 绝大多数焊接方法都是采用局部加热,加之焊接构件的刚 性不可避免会产生内应力和变形。应力和变形不但能引起工艺缺陷,而且在一定条件下将影响结构的强度、刚度、受压稳定性及尺寸稳定性等。第6页,共44页,编辑于2022年,星期三3、焊接结构具有较大的性能不均匀性 焊接接头金属在焊接过程中经受了不同热循环、冶金过程,使焊接接头处的金属成分和组织与基体金属有差别,形成了一个
5、不均匀结构(其不均匀性远远超过铸件和锻件)。4、焊接接头的整体性 焊接结构是一整体,一方面油密、水密、气密性好;另一方面当构件产生裂纹会通过焊缝扩展到另一构件,裂纹一旦开始扩展便不易制止,而铆接接头往往可以起到限制裂纹扩展的作用。第7页,共44页,编辑于2022年,星期三焊接基本理论常用名词术语:常用名词术语:坡口:根据设计或工艺需要,在焊件的待焊部位加工的一 定几何形状的沟槽。单面坡口:只在焊件一面加工的坡口。双面坡口:在焊件两面均加工的坡口。坡口角度:两坡口面之间的夹角。钝边:焊件开坡口时,沿焊件厚度方向未开坡口的端面部 分。典型坡口示意图板厚 坡口角度钝边间隙第8页,共44页,编辑于20
6、22年,星期三焊趾:焊缝表面与母材的交界处。焊缝宽度:单道焊缝横截面中,两焊趾之间的距离。焊缝厚度:在焊缝横截面中,从焊缝正面到焊缝背面的距离。焊脚:角焊缝的横截面中,从一个焊件上的焊趾到另一个焊件 表面的最小距离。熔深:在焊接接头横截面上,母材熔化的深度。余高:超出表面焊趾连线上面的那部分焊缝金属的高度。焊道:每一次熔敷所形成的一条单道焊缝。焊层:多层焊时的每一个分层。每个焊层可由一条焊道或几条 并排相搭的焊道所组成。分段退焊:将焊件接缝划分成若干段,每段施焊方向与整条焊 缝增长方向相反的焊接方法。跳焊:将焊件接缝分成若干段,按预定次序和方向分段间隔施 焊,完成整条焊缝的焊接法。第9页,共4
7、4页,编辑于2022年,星期三焊接基本符号第10页,共44页,编辑于2022年,星期三焊缝辅助符号第11页,共44页,编辑于2022年,星期三第12页,共44页,编辑于2022年,星期三角焊缝:在钢结构的焊接制作中,最经常使用的焊缝型式是角焊缝。根据角焊缝的配置形式,可以将角焊缝分成颈部焊缝、侧面焊缝、端面焊缝、角接焊缝和腹板焊缝。一般角焊缝都采用等腰的焊缝形状,并可分为:一般应避免这种焊缝形状。它是不经济的并且具有最大的缺口效应。仅在角接焊缝时使用这种焊缝形状,甚至认为是有利的。施工中认为这种焊缝形状是最经济的,因为它不存在多余的焊缝体积。尽管存在小的外部缺口效应,但在主要承受静载荷的构件上
8、仍可使用这种焊缝形状。这种焊缝的焊缝体积大于平角焊缝的焊缝体积。凹形角焊缝具有最小的外部缺口效应,因此优先用于承受动载的构件中。它们多半只能在船形位置焊接时得到。第13页,共44页,编辑于2022年,星期三不等腰焊缝常用于端面焊缝的焊接,目的是减少缺口效应。第14页,共44页,编辑于2022年,星期三焊缝-焊接位置第15页,共44页,编辑于2022年,星期三对管子来讲:第16页,共44页,编辑于2022年,星期三极性:就是电流流动方向,当使用直流进行焊接时,是十分重要的。直流正接(工件接正极)及直流反接的接线方法见下图。有些直流的焊接电源备有开关装置,以便一旦需要时用来改变焊接电流的极性。直流
9、正接直流正接:直流正接可用于手工焊焊接所有的钢。其熔化速度与熔敷率高于直流反接,但熔深较浅而窄。由于直流正接的浅熔深能使薄零件的烧穿减到最少,故适于焊接缝隙或根部间隙过宽的接头,以及用于堆焊。直流反接:直流反接:对给定的焊接条件来说,直流反接所得的熔深最大。虽然焊接电流对熔深大小起决定作用,但是焊条以直流反接施焊时,其熔深比以直流正接或交流施焊的熔深更大一些。这个特点使直流反接比较适于焊接那些采用衬垫的坡口焊缝中的根部焊道,以及适用于除平焊以外其他焊接位置的焊缝中的根部焊道。第17页,共44页,编辑于2022年,星期三不同电流特性的相对熔深第18页,共44页,编辑于2022年,星期三交流电流:
10、交流电流是在有规则的周期中交变地兼有正接与反接两种极性。在每一周期中,电流从零开始,从一个方向升至其最大值,衰减至零;从相反的方向升至其最大值,并再衰减至零。与焊接电弧维持燃烧的同时,这些周期连续不断的重复着。以相同的电流值进行焊接时,用交流电的熔敷速度和熔深介于用直流正接和直流反接所得的之间。第19页,共44页,编辑于2022年,星期三手工电弧焊:电弧在熔化的电极和工件之间燃烧,电弧和焊接熔池通过焊条产生的气体和渣的保护防止空气的侵入。手工电弧焊灵活方便、设备简单是造船中广泛使用的焊接方法。第20页,共44页,编辑于2022年,星期三埋弧焊:不可见电弧在熔化的电极与工件之间或两个熔化电极之间
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