焊工焊接理论知识培训.pptx
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1、目录目录前言前言一、一、焊接的认识焊接的认识结语结语1 1.焊前准备焊前准备2 2.焊接操作技术焊接操作技术四、四、焊接缺陷及防止措施焊接缺陷及防止措施1.1.电弧不稳电弧不稳2.2.焊道成形不良焊道成形不良3.3.气孔气孔4.4.裂纹裂纹二、二、焊接工艺知识焊接工艺知识三、三、焊接操作技术焊接操作技术五、焊接安全技术及劳动保护五、焊接安全技术及劳动保护六、六、COCO2 2气体保护焊应用实例气体保护焊应用实例第第1页页/共共71页页前言前言焊焊接接是是目目前前钢钢结结构构生生产产中中最最主主要要的的工工艺艺方方法法,其其加加工工工工艺艺是是通通过过金金属属物物理理性性质质变变化化把把各各种种
2、零零配配件件(半半成成品品构构件件及及配配件件)永永久久连连接接成成完完整整构构件件的的过程。过程。焊焊接接质质量量关关乎乎到到钢钢结结构构的的使使用用安安全全及及使使用用寿寿命命,对对于于钢钢结结构构制制作作尤尤为为重重要要。近近年年来来,随随着着钢钢结结构构的的不不断断发发展展,对对焊焊接接的的质质量量要要求求也也随随之之不不断断提提高高,因因此此,提提高高焊焊工工整整体体素素质质迫迫在在眉眉睫!睫!第第2页页/共共71页页一、焊接的认识一、焊接的认识焊焊接接就就是是通通过过加加热热或或加加压压,或或者者两两者者并并用用,用用或或不不用用填填充充材材料料,使使工工件件达达到到原原子子结结合
3、合的的一一种种加加工工方方法法。焊焊接接是是一一种种使使工工件件达达到到永永久久结结合合的的加加工工工工艺艺方方法法。根根据据金金属属在在焊焊接接过过程程中中所所处处的的状状态态及及工工艺艺特特点点不不同同,可可以以把把金金属属的的焊焊接接方方法法分分为为熔熔焊焊、压压焊焊和和钎钎焊焊三三大大类类。其其中中熔熔焊焊又又分分为为焊焊条条电电弧弧焊焊、气气焊焊、埋埋弧弧焊焊、氩氩弧弧焊焊等等。我我们们公公司司应应用用的的主主要要焊焊接接方方法法是是焊焊条条电电弧弧焊焊、二二氧氧化化碳碳气气体体保保护护焊焊、埋埋弧弧焊焊、电电渣渣焊和螺柱焊。焊和螺柱焊。图图1 1 焊接的分类焊接的分类第第3页页/共
4、共71页页二、焊接工艺知识二、焊接工艺知识此次课程主要是以此次课程主要是以COCO2 2气体保护焊为例,介绍一下焊接工艺知识。气体保护焊为例,介绍一下焊接工艺知识。COCO2 2气体保护焊是以活性气体气体保护焊是以活性气体COCO2 2作为保护气体的熔化极气体保护焊方法。其工作原理见图作为保护气体的熔化极气体保护焊方法。其工作原理见图COCO2 2气体保护焊的特点主要有如下几点:气体保护焊的特点主要有如下几点:1 1)生生产产效效率率高高。采采用用较较粗粗的的焊焊丝丝焊焊接接时时,可可以以使使用用较较大大的的电电流流,实实现现射射流流过过渡渡,焊焊丝丝的的熔熔化化系系数数大大,母母材材的的熔熔
5、透透深深度度大大。另另外外,这这种种方方法法基基本本上上没没有有熔熔渣渣,一一般般不不需需要要清清渣渣,从从而而节节省了许多辅助时间,因此可以较大地提高焊接生产效率。省了许多辅助时间,因此可以较大地提高焊接生产效率。2 2)焊接变形小。电流密度高,热量集中,受热面积小,故工件焊后变形小。)焊接变形小。电流密度高,热量集中,受热面积小,故工件焊后变形小。3 3)是一种低氢型焊接方法,焊缝含氢量很低,所以在焊接低合金钢时不易产生冷裂纹。)是一种低氢型焊接方法,焊缝含氢量很低,所以在焊接低合金钢时不易产生冷裂纹。4 4)采用短路过渡方式焊接时,有利于全位置及其他空间位置的焊接。)采用短路过渡方式焊接
6、时,有利于全位置及其他空间位置的焊接。5 5)此此种种方方法法属属于于明明弧弧焊焊,电电弧弧可可见见性性好好,采采用用半半自自动动焊焊接接法法进进行行曲曲线线焊焊缝缝和和空空间间位位置置焊焊缝的焊接十分方便。缝的焊接十分方便。6 6)操作简单,容易掌握。)操作简单,容易掌握。7 7)焊接飞溅较大是其不足之处。)焊接飞溅较大是其不足之处。1.CO1.CO2 2气体保护焊气体保护焊第第4页页/共共71页页二、焊接工艺知识二、焊接工艺知识采采用用焊焊接接的的方方法法连连接接的的接接头头称称为为焊焊接接接接头头。它它包包括括焊焊缝缝、熔熔合合区区和和热热影影响响区三部分。焊缝尺寸的表示方法如图区三部分
7、。焊缝尺寸的表示方法如图2 2所示。所示。2.2.焊接接头焊接接头C-C-焊缝宽度焊缝宽度 a-a-焊缝高度(余高)焊缝高度(余高)S-S-焊缝熔深焊缝熔深图图2 2 焊接接头焊接接头第第5页页/共共71页页二、焊接工艺知识二、焊接工艺知识焊焊接接的的接接头头形形式式,其其中中最最主主要要的的有有对对接接接接头头、角角接接接接头头、搭搭接接接接头头和和T T形形接接头四种,见图头四种,见图3 3所示。所示。2.2.焊接接头焊接接头a)a)对接接头对接接头 b)b)角接接头角接接头 c)c)搭接接头搭接接头 d)Td)T形接头形接头图图3 3 焊接的接头形式焊接的接头形式第第6页页/共共71页页
8、二、焊接工艺知识二、焊接工艺知识焊焊接接时时,焊焊缝缝所所处处的的空空间间位位置置称称为为焊焊接接位位置置。焊焊接接位位置置分分为为平平焊焊、横横焊焊、立焊和仰焊四种形式,见图立焊和仰焊四种形式,见图4 4所示。所示。3.3.焊接位置焊接位置(a)(a)平焊位置平焊位置 (b)(b)立焊位置立焊位置 (c)(c)横焊位置横焊位置 (d)(d)仰焊位置仰焊位置图图4 4 焊接位置焊接位置第第7页页/共共71页页二、焊接工艺知识二、焊接工艺知识坡坡口口的的作作用用是是为为了了保保证证焊焊缝缝根根部部焊焊透透,保保证证焊焊接接质质量量和和连连接接强强度度,同同时时调调整整基基本本金金属属与与填填充充
9、金金属属的的比比例例。根根据据设设计计和和工工艺艺的的需需要要,在在焊焊件件的的待待焊焊部部位位加加工工并并装装配配成成一一定定几几何何形形状的接头形式称为坡口。状的接头形式称为坡口。焊接接头坡口的基本形式有焊接接头坡口的基本形式有I I形坡口、形坡口、V V形坡口、形坡口、X X形坡口和形坡口和U U形坡口四种,见图形坡口四种,见图5 5所示。所示。1)I1)I形坡口形坡口用于较薄钢板的对接焊接,厚度在用于较薄钢板的对接焊接,厚度在5-6mm5-6mm一下的钢板可以采用一下的钢板可以采用I I形坡口。形坡口。2)V2)V形坡口形坡口形形状状简简单单,加加工工方方便便,是是最最常常用用的的坡坡
10、口口形形式式。常常用用于于厚厚度度在在6-40mm6-40mm工工件件的的焊焊接接。主主要要用于单面焊。用于单面焊。3)X3)X形坡口形坡口由于采用双面焊,焊后的残余变形较小,常用于厚度在由于采用双面焊,焊后的残余变形较小,常用于厚度在12-60mm12-60mm钢板的焊接。钢板的焊接。4)U4)U形坡口形坡口用于厚板焊接,焊缝变形小,但是用于厚板焊接,焊缝变形小,但是U U形坡口的加工困难,通常使用机械加工。形坡口的加工困难,通常使用机械加工。4.4.焊接坡口焊接坡口第第8页页/共共71页页二、焊接工艺知识二、焊接工艺知识坡坡口口的的选选择择原原则则:坡坡口口的的形形状状容容易易加加工工;焊
11、焊接接后后焊焊件件的的变变形形应应尽尽可可能能小小;要要保保证证焊焊件件焊焊透;焊接可达性好;尽可能节省金属材料,提高生产效率。透;焊接可达性好;尽可能节省金属材料,提高生产效率。对对坡坡口口钝钝边边和和间间隙隙的的要要求求:留留钝钝边边的的目目的的是是防防止止烧烧穿穿,留留根根部部间间隙隙的的目目的的是是保保证证焊焊透透。钝钝边边和和间间隙隙的的尺尺寸寸必必须须配配合合好好,应应根根据据焊焊缝缝位位置置、焊焊件件厚厚度度、坡坡口口形形式式及及操操作作方方法法进进行行合合理理选择。选择。4.4.焊接坡口焊接坡口(a)I(a)I形坡口形坡口 (b)V(b)V形坡口形坡口 (c)X(c)X形坡口形
12、坡口 (d)U(d)U形坡口形坡口图图5 5 焊接坡口焊接坡口第第9页页/共共71页页二、焊接工艺知识二、焊接工艺知识焊焊接接符符号号是是一一种种工工程程语语言言,能能简简单单、明明了了地地在在图图纸纸上上说说明明焊焊缝缝的的形形状状、几几何尺寸和焊接方法。我国的焊接符号是由国家标准何尺寸和焊接方法。我国的焊接符号是由国家标准GB 324GB 324规定的。规定的。焊焊接接符符号号一一般般是是由由基基本本符符合合和和指指引引线线组组成成,必必要要时时还还可可以以加加上上辅辅助助符符号号、补充符号和焊缝尺寸符号,见图补充符号和焊缝尺寸符号,见图6 6所示。所示。5.5.焊接符号焊接符号图图6 6
13、 焊接符号焊接符号符号含义:符号含义:4545指坡口角度为指坡口角度为45453 3指根部间隙尺寸为指根部间隙尺寸为3mm3mm2 2指钝边尺寸为指钝边尺寸为2mm2mm111111指使用焊条电弧焊焊接指使用焊条电弧焊焊接指周圈焊指周圈焊指背面加衬垫板指背面加衬垫板第第10页页/共共71页页二、焊接工艺知识二、焊接工艺知识CO2CO2气气体体保保护护焊焊有有三三种种熔熔滴滴过过渡渡形形式式:第第一一种种是是较较小小电电流流、较较低低电电弧弧电电压压下下的的短短路路过过渡渡;第第二二种种是是较较大大电电流流、较较高高电电弧弧电电压压下下的的射射流流过过渡渡(细细颗颗粒粒过过渡渡);第第三三种是介
14、于上述二者之间的半短路过渡(混合过渡)。种是介于上述二者之间的半短路过渡(混合过渡)。1)1)短路过渡短路过渡焊焊丝丝端端部部的的熔熔滴滴与与熔熔池池短短路路接接触触,由由于于强强烈烈过过热热和和电电磁磁收收缩缩力力的的作作用用使使其其爆爆断断,直接向熔池过渡的形式称为短路过渡。直接向熔池过渡的形式称为短路过渡。短路过渡是在较小焊接电流和较低电弧电压条件下发生的熔滴过渡形式。短路过渡是在较小焊接电流和较低电弧电压条件下发生的熔滴过渡形式。短短路路过过渡渡一一般般适适用用于于1.2mm1.2mm以以下下的的细细丝丝,最最稳稳定定的的电电弧弧电电压压范范围围比比较较窄窄,通通常为常为20V2V20
15、V2V的范围。的范围。短路过渡具有如下焊接特点:短路过渡具有如下焊接特点:a)a)焊接过程中伴随有少量飞溅;焊接过程中伴随有少量飞溅;b)b)焊道熔深较小而余高较大;焊道熔深较小而余高较大;c)c)焊接变形较小;焊接变形较小;d)d)适合于采用细丝(适合于采用细丝(1.2mm1.2mm)进行薄板及空间位置焊接。)进行薄板及空间位置焊接。6 6.熔滴过渡形式熔滴过渡形式第第11页页/共共71页页二、焊接工艺知识二、焊接工艺知识2)2)射滴过渡射滴过渡熔熔滴滴尺尺寸寸与与焊焊丝丝直直径径相相当当的的情情况况下下,以以较较高高的的速速度度通通过过电电弧弧空空间间的的过过渡渡形形式式称称为射滴过渡。为
16、射滴过渡。射滴过渡时较大焊接电流和较高电弧电压条件下发生的熔滴过渡形式。射滴过渡时较大焊接电流和较高电弧电压条件下发生的熔滴过渡形式。在在较较大大焊焊接接电电流流和和较较高高电电弧弧电电压压下下,随随着着电电流流的的增增加加,熔熔滴滴尺尺寸寸并并不不增增加加,反反而而缩缩小小,而而且且焊焊丝丝端端头头逐逐步步深深入入到到熔熔池池凹凹坑坑内内,熔熔滴滴过过渡渡形形式式转转为为接接近近轴轴向向过过渡渡的的所谓射滴过渡。所谓射滴过渡。射滴过渡时不再有短路现象发生,焊接过程较为稳定,焊接飞溅也比较小。射滴过渡时不再有短路现象发生,焊接过程较为稳定,焊接飞溅也比较小。射滴过渡具有如下焊接特点:射滴过渡具
17、有如下焊接特点:a)a)熔熔滴滴较较细细;b)b)过过渡渡频频率率较较高高,为为非非轴轴向向过过渡渡;c)c)焊焊道道熔熔深深较较大大;d)d)飞飞溅溅较较小小,成成形形较较好好;e)e)焊焊丝丝熔熔化化效效率率较较高高,适适于于采采用用粗粗丝丝(1.6mm1.6mm以以上上)进进行行中中厚厚板板的的焊焊接。接。6 6.熔滴过渡形式熔滴过渡形式第第12页页/共共71页页二、焊接工艺知识二、焊接工艺知识3)3)半短路过渡半短路过渡焊焊接接电电流流和和电电弧弧电电压压等等参参数数处处于于短短路路过过渡渡和和射射滴滴过过渡渡之之间间时时,或或者者说说采采用用中中等等工艺参数时,即可发生半短路过渡形式
18、。工艺参数时,即可发生半短路过渡形式。6 6.熔滴过渡形式熔滴过渡形式半半短短路路过过渡渡即即是是在在短短路路过过渡渡的的基基础础上上,再再增增加加焊焊接接电电流流和和电电弧弧电电压压,这这是是焊焊丝丝端端头头的的熔熔滴滴随随之之长长大大,短短路路次次数数减减少少,短短路路时时间间缩缩短短,非非短短路路过过渡渡的的比比例例增增加加,熔熔滴滴呈呈大大滴滴排排斥斥特特点点。这这是是一一种种短短路路过过渡渡与与非非短短路路过过渡渡相相混混合合的的过过渡渡形形式式,焊焊接接过过程程不不稳稳,飞飞溅溅也也较较大大,习习惯惯上上称称为为大大颗颗粒粒过过渡渡,生生产中一般不被采用。产中一般不被采用。a)a)
19、半短路过渡半短路过渡 b)b)射滴过渡射滴过渡图图7 7 射滴过渡及半短路过渡示意图射滴过渡及半短路过渡示意图第第13页页/共共71页页二、焊接工艺知识二、焊接工艺知识CO2CO2气气体体保保护护焊焊的的主主要要工工艺艺参参数数有有焊焊丝丝直直径径、焊焊接接电电流流、电电弧弧电电压压、焊接速度、气体流量、电流极性和焊丝伸出长度等等。焊接速度、气体流量、电流极性和焊丝伸出长度等等。(1)(1)焊丝直径焊丝直径CO2CO2气气体体保保护护焊焊所所用用焊焊丝丝直直径径范范围围较较宽宽,1.6mm1.6mm以以下下的的焊焊丝丝多多用用于于半半自自动动焊焊,超超过过1.6mm1.6mm的的焊焊丝丝多多用
20、用于于自自动动化化焊焊接接。通通常常根根据据工工件件的的板板厚厚和和焊焊接接位位置置来来选选择择焊焊丝丝直直径径,一一定定的的焊焊丝丝直直径径又又与与一一定定的的焊焊接接电电流流相相适适应应。我我们们公公司司常常用用的的焊焊丝丝直直径径为为1.2mm1.2mm,该该直直径径的的焊焊丝丝的的熔熔滴滴过过渡渡形式可为短路过渡和射滴过渡。可用于平焊和全位置焊接。形式可为短路过渡和射滴过渡。可用于平焊和全位置焊接。7 7.焊接工艺参数焊接工艺参数第第14页页/共共71页页二、焊接工艺知识二、焊接工艺知识(2)(2)焊接电流焊接电流焊焊接接电电流流是是影影响响焊焊接接质质量量的的重重要要工工艺艺参参数数
21、,它它的的大大小小主主要要取取决决于于送送丝丝速速度度,随随着着送送丝丝速速度度的的增增加加,焊焊接接电电流流也也增增加加。另另外外,焊焊接接电电流流的的大大小小还还与与焊焊丝丝伸伸长长、焊焊丝丝直直径径、气气体体成成分分等等有有关关,当当喷喷嘴嘴与与母母材材间间距距离离增增加加时时,焊焊丝丝伸伸长长增增加加,焊焊接接电电流流减减少少。焊焊接接电电流流对对焊焊缝缝的的熔熔深深和和焊焊缝缝成成形形均均有有较较大大影影响响。当当焊焊接接速速度度相相同同时时,随随着着焊焊接接电电流流的的增增加加,焊焊缝缝的的熔熔深深和和余余高高均均增增加加,而而焊焊缝缝宽宽度度增增加加不不多多。半半自自动动焊焊时时
22、,通通常常焊焊丝丝较较细细,因因而而焊焊丝丝线线能能量量较较低低,所所以以在在厚厚板板焊焊接接时时,为为保保证证熔熔深深和和坡坡口口面面的的良良好好熔熔合合,在在保保证证飞飞溅溅不不过过大大的的前前提提下下,应应尽尽可可能能采采用用稍稍高高些些的的焊焊接接电电流流。有有时时在在横横向向摆摆动动焊焊时时,焊焊枪枪于于焊焊趾趾处处略略作作停停留留,也也是是在在既既要要保保证证焊焊趾趾处处熔合良好,而又不能提高焊接电流的情况下,所采取的有效工艺措施。熔合良好,而又不能提高焊接电流的情况下,所采取的有效工艺措施。7 7.焊接工艺参数焊接工艺参数第第15页页/共共71页页二、焊接工艺知识二、焊接工艺知识
23、(3)(3)电弧电压电弧电压电电弧弧电电压压是是电电弧弧两两端端之之间间的的电电压压降降,在在气气体体保保护护焊焊中中可可认认为为是是导导电电嘴嘴到到工工件件之之间间的的电电压压。这这一一参参数数对对焊焊接接过过程程稳稳定定性性、熔熔滴滴过过渡渡、焊焊缝缝成成形形、焊焊接接飞飞溅溅等等均均有有重重要要影影响响。短短路路过过渡渡时时弧弧长长较较短短,随随着着弧弧长长的的增增加加,电电压压升升高高,飞飞溅溅也也随随之之增增多。多。可以根据所采用的焊接电流的大小,计算出电弧电压的近可以根据所采用的焊接电流的大小,计算出电弧电压的近视视值。值。如焊接电流在如焊接电流在200A200A以下,主要是短路过
24、渡,电弧电压可由下式计算:以下,主要是短路过渡,电弧电压可由下式计算:U=0.04I+162U=0.04I+162当焊接电流在当焊接电流在200A200A以上时,主要是射滴过渡,电弧电压可由下式计算:以上时,主要是射滴过渡,电弧电压可由下式计算:U=0.04I+202U=0.04I+202上上述述的的电电弧弧电电压压计计算算公公式式仅仅供供参参考考。电电弧弧电电压压升升高高,熔熔深深变变浅浅,熔熔宽宽增增加加,余高减小,焊趾平滑;相反,电弧电压降低,则熔深变大,焊缝变得窄而高。余高减小,焊趾平滑;相反,电弧电压降低,则熔深变大,焊缝变得窄而高。7 7.焊接工艺参数焊接工艺参数第第16页页/共共
25、71页页二、焊接工艺知识二、焊接工艺知识(4 4)焊接速度焊接速度焊焊接接速速度度与与电电弧弧电电压压和和焊焊接接电电流流之之间间,也也有有一一个个对对应应的的关关系系。在在一一定定的的电电弧弧电电压压和和焊焊接接电电流流下下,焊焊接接速速度度与与焊焊缝缝成成形形的的关关系系如如图图7 7和和图图8 8所所示示。由由图图可可见见,焊焊接接速速度度增增加加时时,焊焊缝缝的的熔熔深深、熔熔宽宽和和余余高高均均减减小小,即即成成为为凸凸起起焊焊道道。焊焊接接速速度度若若过过快快,易易出出现现咬咬边边缺缺陷陷。为为防防止止这这种种情情况况,应应适适当当增增加加焊焊接接电电流流、减减小小弧弧长长,并并使
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