焊接基礎(chǔ)知識培訓(xùn)(圖文并茂_詳細(xì)全面).ppt

焊接基礎(chǔ)知識,焊接在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中具有十分重要地作用，在制造大型結(jié)構(gòu)或復(fù)雜地機(jī)器部件時(shí)，更顯優(yōu)越，因?yàn)樗梢杂没鬄樾?，化?fù)雜為簡單地方法準(zhǔn)備坯料，然后用逐次裝配焊接地方法拼小成大，這是其他工藝方法難以做到的。,焊接概述,水冷壁焊接,汽車制造,動(dòng)車組制造現(xiàn)場,造船行業(yè)的自動(dòng)化焊接,水下焊接,利用加熱或加壓或二者并用的方法，將兩種或兩種以上的同種或異種材料，通過原子或分子之間的結(jié)合和擴(kuò)散連接成一體的工藝過程。,焊接,優(yōu)點(diǎn)：（1）節(jié)省材料，減輕質(zhì)量，生產(chǎn)成本低；（2）簡化復(fù)雜零件和大型零件的加工工藝，縮短加工周期；（3）適應(yīng)性好；可實(shí)現(xiàn)特殊結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)及不同材料間的連接成型；（4）整體性好，具有良好的氣密性、水密性；（5）降低勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件。不足：結(jié)構(gòu)無可拆性。焊接時(shí)局部加熱，焊接接頭的組織和性能與母材相比發(fā)生變化，產(chǎn)生焊接殘余應(yīng)力和焊接變形。焊接缺陷的隱蔽性，易導(dǎo)致焊接結(jié)構(gòu)的意外破壞。,焊接特點(diǎn),應(yīng)用：（1）制造金屬結(jié)構(gòu)件，承壓設(shè)備；（2）制造機(jī)器零件和工具；（3）修復(fù)。焊接在承壓類特種設(shè)備制造中也占有重要的地位。焊接質(zhì)量對承壓類特種設(shè)備的產(chǎn)品質(zhì)量和使用安全可靠性有直接影響。許多承壓類特種設(shè)備事故源于焊接缺陷，因此，對承壓類特種設(shè)備無損檢測人員來說，掌握焊接知識是非常必要的。,焊接應(yīng)用概述,承壓類特種設(shè)備常用焊接方法焊接接頭焊接缺陷焊接應(yīng)力與變形承壓類特種設(shè)備常用鋼材的焊接,（1）熔化焊將待焊處母材金屬熔化以形成焊縫的焊接方法稱為熔焊。（2）壓力焊焊接過程中，必須對焊件施加壓力（加熱或加熱），以完成焊接的方法稱為壓力焊。（3）釬焊釬焊是硬釬焊和軟釬焊的總稱。采用比母材金屬熔點(diǎn)低的金屬材料作釬料，將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點(diǎn)、低于母材溶化溫度，利用液態(tài)釬料潤濕母材，填充接頭間隙并與母材相互擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)連接焊件的方法。,1.焊接分類,焊接分類,按焊縫的空間位置不同可分為：、平焊：水平面的焊接。、立焊：垂直平面，垂直方向上的焊接。、橫焊：垂直平面，水平方向上的焊接。、仰焊：倒懸平面，水平方向上的焊接。,.平焊：手工平焊影像明顯可見的均勻分布的焊條運(yùn)行波紋，成形較規(guī)正，其波紋圖形如同水的波紋一樣。,.立焊：手工立焊影像明顯可見魚鱗狀三角波紋，有時(shí)呈三角溝槽，成形較規(guī)正。,.橫焊：手工橫焊影像明顯可見焊道與焊道之間的溝槽，橫焊時(shí)，焊條不上下擺動(dòng)，故無運(yùn)條的波紋。,.仰焊：手工仰焊，由于焊條擺動(dòng)方式與平、立、橫均不相同，其影像無平、立、橫的運(yùn)條波紋，如同許多個(gè)圓餅形紋組成的焊縫影像，黑度不均勻，若其背面為平焊縫，則還可見不太明顯的平焊波紋。,2.熔焊原理及過程,熔焊的本質(zhì)及特點(diǎn)熔化焊的本質(zhì)是小熔池熔煉與鑄造，是金屬熔化與結(jié)晶的過程。熔池存在時(shí)間短，溫度高；冶金過程進(jìn)行不充分，氧化嚴(yán)重；熱影響區(qū)大。冷卻速度快，結(jié)晶后易生成粗大的柱狀晶。,熱源能量要集中，溫度要高。以保證金屬快速熔化，減小熱影響區(qū)。滿足要求的熱源有電弧、等離子弧、電渣熱、電子束和激光。熔池的保護(hù)可用渣保護(hù)、氣保護(hù)和渣-氣聯(lián)合保護(hù)。以防止氧化，并進(jìn)行脫氧、脫硫和脫磷，給熔池過渡合金元素。填充金屬保證焊縫填滿及給焊縫帶入有益的合金元素，并達(dá)到力學(xué)性能和其它性能的要求，主要有焊芯和焊絲。,熔化焊的三要素,承壓類特種設(shè)備常用的焊接方法,手工電弧焊埋弧自動(dòng)焊氬弧焊二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊等離子弧焊電渣焊,手工電弧焊,手工電弧焊是利用焊條與工件之間的電弧熱，將焊條和部分工件熔化而形成焊縫的焊接方法,電弧區(qū)域熱量分布：陽極區(qū)43，弧柱區(qū)21，陰極區(qū)36,手工電弧焊具有設(shè)備簡單，操作靈活，成本低等優(yōu)點(diǎn)，且焊接性好，對焊接接頭的裝配尺寸無特殊要求，可在各種條件下進(jìn)行各種位置的焊接，適于多種鋼材和有色金屬等是生產(chǎn)中應(yīng)用最廣的焊接方法。,手工電弧焊的特點(diǎn),手工電弧焊時(shí)有強(qiáng)烈弧光和煙塵污染，焊接質(zhì)量不夠穩(wěn)定，焊縫短而不連續(xù)，焊縫寬度不均，勞動(dòng)條件差，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)率低，對工人技術(shù)水平要求較高。,一、焊條電弧焊電源,1.手工電弧焊電源基本要求手工電弧焊電源應(yīng)具有適當(dāng)?shù)目蛰d電壓和較高的引弧電壓，以利于引弧，保證安全；當(dāng)電弧穩(wěn)定燃燒時(shí)，焊接電流增大，電弧電壓應(yīng)急劇下降；還應(yīng)保證焊條與焊件短路時(shí)，短路電流不應(yīng)太大；同時(shí)焊接電流應(yīng)能靈活調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同的焊件及焊條的要求。2.電源的種類常用的手工電弧焊電源根據(jù)輸出電流類型分為直流電焊機(jī)和交流電焊機(jī),手工電弧焊設(shè)備,2.電源種類（1）交流弧焊機(jī)它是一種特殊的降壓變壓器，具有結(jié)構(gòu)簡單、噪聲小、成本低，效率高，使用和維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，是手工電弧焊中應(yīng)用最廣泛的一種供電設(shè)備。但是需注意：交流弧焊機(jī)電弧穩(wěn)定性較差。,手工電弧焊,手工電弧焊,（2）直流弧焊機(jī)1）旋轉(zhuǎn)式直流電焊機(jī)：由一臺三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和一臺直流弧焊發(fā)電機(jī)組成。焊接電流可在較大范圍內(nèi)均勻調(diào)節(jié)以滿足焊接工藝的要求。2）硅整流式直流電焊機(jī):多采用硅整流元件，與旋轉(zhuǎn)式直流電焊機(jī)相比具有噪聲小，效率高，用料少，成本低等優(yōu)點(diǎn)，正逐步代替旋轉(zhuǎn)式直流電焊機(jī),直流電焊機(jī)的特點(diǎn)是直流電弧燃燒穩(wěn)定，所以用小電流焊接時(shí)常選用。在焊接合金鋼、不銹鋼等材質(zhì)工件時(shí)，也常選用直流電源。直流電源根據(jù)接工件電極的不同，分為正接和反接兩種接法。直流正接是指工件接正極，焊條接負(fù)極（厚板、酸性焊條）。直流反接是指工件接負(fù)極，焊條接正極（薄板、堿性低氫焊條、低合金鋼和鋁合金）。,手工電弧焊,正接和反接時(shí)，焊接電弧的形狀不一樣。顯然，只有采用直流焊接電源時(shí)，才有正接和反接兩種接線法，交流焊接電源由于正、負(fù)極在不斷地交替，所以不存在極性問題。焊件極性的選擇原則：1、焊條電弧焊使用堿性低氫焊條時(shí)，一律采用反接。若采用正接，則電弧燃燒不穩(wěn)定電弧聲音很暴燥，發(fā)出強(qiáng)烈的嘶嘶聲飛濺很大，并且極容易產(chǎn)生氣孔。使用酸性焊條時(shí)，極性對電弧的穩(wěn)定燃燒影響不大。同樣道理，埋弧焊若使用直流電源施焊時(shí)，一般也采用反接。2、鎢極氬弧焊焊接鋼、黃銅時(shí)，一律采用正接。因?yàn)殛帢O的發(fā)熱量遠(yuǎn)小于陽極，所以用直流正接電源時(shí)，鎢極接負(fù)極，發(fā)熱量小，不易過熱，鎢極壽命長，同樣直徑的鎢極可以采用較大的焊接電流。同時(shí)正接時(shí)，焊件為陽極發(fā)熱量大，因此熔深大，生產(chǎn)率高。,三.焊條,；,焊條焊條的組成焊芯作為電極，傳導(dǎo)焊接電流，產(chǎn)生電弧作為填充金屬，與熔化的母材金屬共同組成焊縫金屬添加合金元素藥皮改善焊接工藝性能易于引弧和再引弧，穩(wěn)弧性好，減少飛濺，使焊縫成形美觀；機(jī)械保護(hù)作用氣保護(hù)和渣保護(hù)冶金處理作用去除有害雜質(zhì)（如O.H.S.P等），添加有益元素,焊芯中各合金元素對焊接的影響1)碳(C)碳是鋼中的主要合金元素，當(dāng)含碳量增加時(shí)，鋼的強(qiáng)度、硬度明顯提高，而塑性降低。在焊接過程中，碳起到一定的脫氧作用，在電弧高溫作用下與氧發(fā)生化合作用，生成一氧化碳和二氧化碳?xì)怏w，將電弧區(qū)和熔池周圍空氣排除，防止空氣中的氧、氮有害氣體對熔池產(chǎn)生的不良影響，減少焊縫金屬中氧和氮的含量。若含碳量過高，還原作用劇烈，會(huì)引起較大的飛濺和氣孔?？紤]到碳對鋼的淬硬性及其對裂紋敏感性增加的影響，低碳鋼焊芯的含碳量一般0.1。2)錳(Mn)錳在鋼中是一種較好的合金劑，隨著錳含量的增加，其強(qiáng)度和韌性會(huì)有所提高。在焊接過程中，錳也是一種較好的脫氧劑，能減少焊縫中氧的含量。錳與硫化合形成硫化錳浮于熔渣中，從而減少焊縫熱裂紋傾向。因此一般碳素結(jié)構(gòu)鋼焊芯的含錳量為0.300.55，焊接某些特殊用途的鋼絲，其含錳量高達(dá)170一2.10。,3)硅(Si)硅也是一種較好的合金劑，在鋼中加入適量的硅能提高鋼的屈服強(qiáng)度、彈性及抗酸性能；若含量過高，則降低塑性和韌性。在焊接過程中，硅也具有較好的脫氧能力，與氧形成二氧化硅，但它會(huì)提高渣的粘度，易促進(jìn)非金屬夾雜物生成。4)鉻(Cr）鉻能夠提高鋼的硬度、耐磨性和耐腐蝕性。對于低碳鋼來說，鉻便是一種偶然的雜質(zhì)。鉻的主要冶金特征是易于急劇氧化，形成難熔的氧化物三氧化二鉻(Cr203)，從而增加了焊縫金屬夾雜物的可能性。三氧化二鉻過渡到熔渣后，能使熔渣粘度提高，流動(dòng)性降低。5)鎳(NO鎳對鋼的韌性有比較顯著的效果，一般低溫沖擊值要求較高時(shí)，適當(dāng)摻入一些鎳。6)硫（S）硫是一種有害雜質(zhì)，隨著硫含量的增加，將增大焊縫的熱裂紋傾向，因此焊芯中硫的含量不得大于0.04。在焊接重要結(jié)構(gòu)時(shí)，硫含量不得大于0.03。7)磷(P)磷是一種有害雜質(zhì)，隨著含量的增加，將增大焊縫的冷裂紋傾向。,4.焊條的分類(1)焊條按熔渣的化學(xué)性質(zhì)分為兩大類酸性焊條溶渣呈酸性(熔渣堿度1.5)，藥皮的主要成分為CaCO3、CaF2、CaSiO3和MgCO3等堿性氧化物。優(yōu)點(diǎn)：抗裂性能好，特別是沖擊韌度較高。承壓類特種設(shè)備制造中廣泛使用堿性焊條缺點(diǎn)：對銹、油、水分較敏感，容易產(chǎn)生氣孔缺陷，電弧穩(wěn)定性差，脫渣性不好，發(fā)塵量大。,手工電弧焊,(2)焊條按用途可分為十一大類碳鋼焊條、低合金鋼焊條、鉬和鉻鉬耐熱鋼焊條、低溫鋼焊條、不銹鋼焊條、堆焊焊條、鑄鐵焊條、鎳及鎳合金焊條、銅及銅合金焊條、鋁及鋁合金焊條、特殊用途焊條。,手工電弧焊,按照焊條藥皮的主要化學(xué)成分來分類，可以將電焊條分為：氧化鈦型焊條、氧化鈦鈣型焊條、鈦鐵礦型焊條、氧化鐵型焊條、纖維素型焊條（分為高纖維素鈉型（采用直流反接）、高纖維素鉀型兩類）、低氫型焊條（分為低氫鈉型、低氫鉀型和鐵粉低氫型等）、石墨型焊條及鹽基型焊條。按性能分類的焊條，都是根據(jù)其特殊使用性能而制造的專用焊條，如超低氫焊條、低塵低毒焊條、立向下焊條、躺焊焊條、打底層焊條、高效鐵粉焊條、防潮焊條、水下焊條、重力焊條等。,5.焊條型號由國家標(biāo)準(zhǔn)分別規(guī)定各類焊條的型號編制方法。如標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定碳鋼焊條型號為“E”，其中，字母“E”表示焊條；前二位數(shù)字表示熔敷金屬抗拉強(qiáng)度的最小值；第三位數(shù)字表示焊接位置，“0”及“1”表示焊條適用于全位置（平焊、立焊、橫焊、仰焊）焊接，“2”為平焊及平角焊，“4”表示焊條適用于向下立焊；第三位和第四位數(shù)字組合時(shí)表示焊接電流種類及藥皮類型。在第四位數(shù)字后附加R表示耐吸潮焊條；附加M表示耐吸潮和力學(xué)性能有特殊規(guī)定的焊條；附加-1表示沖擊性能有特殊規(guī)定的焊條。,手工電弧焊,6.焊條的選用（1）按強(qiáng)度等級和化學(xué)成分選用焊接一般結(jié)構(gòu)，如低碳鋼、低合金鋼結(jié)構(gòu)件時(shí)，一般選與焊件強(qiáng)度等級相同的焊條，而不考慮化學(xué)成分相同或相近。焊接異種結(jié)構(gòu)鋼時(shí)，按強(qiáng)度等級低的鋼種選用焊條。焊接特殊性能鋼種，如不銹鋼、耐熱鋼時(shí)，應(yīng)選用與焊件化學(xué)成分相同或相近的特種焊條。焊件碳、硫、磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)較大時(shí)，應(yīng)選用堿性焊條。焊接鑄造碳鋼或合金鋼時(shí)，因?yàn)樘己秃辖鹪氐馁|(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，而且多數(shù)鑄件厚度、剛度較大，形狀復(fù)雜，故一般選用堿性焊條。,手工電弧焊,（2）按焊件的工況條件選用焊條焊接承受動(dòng)載、交變載荷及沖擊載荷的結(jié)構(gòu)件時(shí)，應(yīng)選用堿性焊條。焊接承受靜載的結(jié)構(gòu)件時(shí)，應(yīng)選用酸性焊條。焊接表面帶有油、銹、污等難以清理的結(jié)構(gòu)件時(shí)，應(yīng)選用酸性焊條。焊接在特殊條件，如在腐蝕介質(zhì)、高溫等條件下工作的結(jié)構(gòu)件時(shí)，應(yīng)選用特殊用途焊條。,手工電弧焊,（3）按焊件形狀、剛度及焊接位置選用焊條厚度、剛度大、形狀復(fù)雜的結(jié)構(gòu)件，應(yīng)選用堿性焊條。厚度、剛度不大，形狀一般，尤其是均可采用平焊結(jié)構(gòu)件，應(yīng)選用適當(dāng)?shù)乃嵝院笚l。除平焊外，立焊、橫焊、仰焊等焊接位置的結(jié)構(gòu)件應(yīng)選用全位置焊條。,手工電弧焊,異種鋼焊接時(shí)焊條選用要點(diǎn)：強(qiáng)度級別不同的碳鋼+低合金鋼（或低合金鋼+低合金高強(qiáng)鋼）一般要求焊縫金屬或接頭的強(qiáng)度不低于兩種被焊金屬的最低強(qiáng)度，選用的焊條熔敷金屬的強(qiáng)度應(yīng)能保證焊縫及接頭的強(qiáng)度不低于強(qiáng)度較低側(cè)母材的強(qiáng)度，同時(shí)焊縫金屬的塑性和沖擊韌性應(yīng)不低于強(qiáng)度較高而塑性較差側(cè)母材的性能。因此，可按兩者之中強(qiáng)度級別較低的鋼材選用焊條。但是，為了防止焊接裂紋，應(yīng)按強(qiáng)度級別較高、焊接性較差的鋼種確定焊接工藝，包括焊接規(guī)范、預(yù)熱溫度及焊后熱處理等。,低合金鋼+奧氏體不銹鋼應(yīng)按照對熔敷金屬化學(xué)成分限定的數(shù)值來選用焊條，一般選用鉻和鎳含量較高的、塑性和抗裂性較好的Cr25-Ni13型奧氏體鋼焊條，以避免因產(chǎn)生脆性淬硬組織而導(dǎo)致的裂紋。但應(yīng)按焊接性較差的不銹鋼確定焊接工藝及規(guī)范。不銹復(fù)合鋼板應(yīng)考慮對基層、復(fù)層、過渡層的焊接要求選用三種不同性能的焊條。對基層（碳鋼或低合金鋼）的焊接，選用相應(yīng)強(qiáng)度等級的結(jié)構(gòu)鋼焊條；復(fù)層直接與腐蝕介質(zhì)接觸，應(yīng)選用相應(yīng)成分的奧氏體不銹鋼焊條。關(guān)鍵是過渡層（即復(fù)層與基層交界面）的焊接，必須考慮基體材料的稀釋作用，應(yīng)選用鉻和鎳含量較高、塑性和抗裂性好的Cr25-Ni13型奧氏體鋼焊條。,四、手工電弧焊焊接工藝規(guī)范,焊接規(guī)范是影響焊接質(zhì)量和焊接生產(chǎn)率的各個(gè)焊接工藝參數(shù)的總稱。手工電弧焊時(shí)，焊接規(guī)范主要包括焊接電流、電弧電壓、焊條種類和直徑、焊機(jī)種類和極性、焊接速度、焊接層數(shù)等。其中焊接電流主要影響焊縫的熔深，電弧電壓主要影響焊縫的熔化寬度。,手工電弧焊,埋弧焊,1.定義埋弧自動(dòng)焊是利用專門的機(jī)械設(shè)備自動(dòng)完成手工電弧焊中的引燃電弧、送進(jìn)焊條以及移動(dòng)電弧等焊接動(dòng)作，并使電弧在較厚焊劑下燃燒的熔化焊。2.焊接過程如下圖所示，埋弧焊的焊接過程可概括為：自動(dòng)送絲；引?。缓竸┳詣?dòng)下料；焊機(jī)勻速運(yùn)動(dòng)；電弧在焊劑下燃燒。,埋弧自動(dòng)焊接過程（焊縫剖面圖）,埋弧焊,焊絲與焊劑,熔煉焊劑：在熔煉爐中制備，成分均勻，適于大量生產(chǎn)；陶瓷焊劑：利用粉末冶金工藝制備，顆粒強(qiáng)度低。,優(yōu)點(diǎn)：1、焊接質(zhì)量高且穩(wěn)定；2、熔深大，節(jié)省焊接材料；3、無弧光，無金屬飛濺，焊接煙霧少；4、自動(dòng)化操作，生產(chǎn)效率高。5、在有風(fēng)的環(huán)境中焊接時(shí)，埋弧焊的保護(hù)效果勝過其它焊接方法缺點(diǎn)：1、設(shè)備昂貴，工藝復(fù)雜，主要適用于水平位置、長的直線焊縫和圓筒形工件的縱、環(huán)焊縫的批量生產(chǎn)。2、不適合焊接薄板3、難以用來焊接鋁、鈦等氧化性強(qiáng)的金屬及其合金4、不能直接觀察電弧和坡口的對中，容易焊偏,埋弧自動(dòng)焊的特點(diǎn),埋弧焊的焊前準(zhǔn)備板厚小于14mm時(shí)，可不開坡口；板厚為1422mm時(shí)，應(yīng)開Y型坡口；板厚為2250mm時(shí)，可開雙Y型或U型坡口。Y型和雙Y型坡口的角度為5060。,埋弧焊,焊縫間隙應(yīng)均勻，焊直縫時(shí)，應(yīng)安裝引弧板和熄弧板，以防止起弧和熄弧時(shí)產(chǎn)生的氣孔、夾雜、縮孔、縮松等缺陷進(jìn)入工件焊縫之中,埋弧焊,平板對接焊一般采用雙面焊，可不留間隙直接進(jìn)行雙面焊接，也可采用打底焊或焊劑墊或墊板。為提高生產(chǎn)率，也可采用水冷銅成型底板進(jìn)行單面焊雙面成型。,環(huán)焊縫焊接環(huán)焊縫時(shí)，焊絲起弧點(diǎn)應(yīng)與環(huán)的中心線偏離一距離e，以防止熔池金屬的流淌。一般偏離距離為2040mm，直徑小于250mm的環(huán)縫一般不采用埋弧自動(dòng)焊。,多絲埋弧焊同時(shí)有兩個(gè)以上焊絲一起焊接，焊接速度高，焊縫成型好。前一電弧保證熔深，后續(xù)電弧調(diào)節(jié)熔寬，使熔池形狀及焊縫成型較為合理。,埋弧焊,埋弧焊的應(yīng)用埋弧焊主要用于壓力容器的環(huán)縫焊和直縫焊，鍋爐冷卻壁的長直焊縫焊接，船舶和潛艇殼體的焊接，起重機(jī)械（行車）和冶金機(jī)械（高爐爐身）的焊接。,埋弧焊,三、氣體保護(hù)電弧焊,用外加氣體作為電弧介質(zhì)并保護(hù)電弧和焊接區(qū)的電弧焊，簡稱氣體保護(hù)焊。（一）氬弧焊定義：氬弧焊是使用氬氣作為保護(hù)氣體的氣體保護(hù)焊。根據(jù)電極是否熔化分為不熔化極氬弧焊（鎢極氬弧焊）和熔化極氬弧焊,注：氬氣氬氣為惰性氣體，高溫下不溶入液態(tài)金屬，也不與金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此，氬氣是一種理想的保護(hù)氣體。由于氬弧溫度高，因此一旦引燃，電弧就很穩(wěn)定。氬弧焊一般要求氬氣純度達(dá)99.9%，我國生產(chǎn)的工業(yè)純氬，其純度可達(dá)99.9%，完全合乎氬弧焊的要求。氬弧焊對焊前的除油、去銹、去水等準(zhǔn)備工作要求嚴(yán)格，否則就會(huì)影響焊縫質(zhì)量。,鎢極氬弧焊以鎢釷合金和鎢鈰合金為陰極，利用鎢合金熔點(diǎn)高，發(fā)射電子能力強(qiáng)，陰極產(chǎn)熱少，鎢極壽命長的特點(diǎn)，形成不熔化極氬弧焊。,氣體保護(hù)電弧焊,氣體保護(hù)電弧焊,特點(diǎn)鎢極不熔化適用于焊接厚度為6mm以下的薄板或打底焊一般不采用直流反接焊接鋁、鎂及其合金時(shí)，則采用交流電源或直流反接熔深淺，生產(chǎn)率低,氣體保護(hù)電弧焊,熔化極氬弧焊以焊絲為一電極（正極），工件為另一電極（負(fù)極），焊絲熔滴通常呈很細(xì)顆粒的“噴射過渡”進(jìn)入熔池，所用電流比較大，生產(chǎn)率高。板厚8mm以上的鋁容器。為使電弧穩(wěn)定，熔化極氬弧焊通常采用直流反接，這對于焊鋁工件正好有“陰極破碎”作用。,氣體保護(hù)電弧焊,熔化極氬弧焊,特點(diǎn)幾乎可焊接所有金屬，尤其適合鋁、銅及其合金以及不銹鋼等材料焊接時(shí)幾乎沒有氧化燒損，只有少量的蒸發(fā)損失，冶金過程比較簡單勞動(dòng)生產(chǎn)率高M(jìn)IG焊可直流反接，焊接鋁、鎂等金屬時(shí)有良好的陰極霧化作用成本比TIG焊低有可能取代TIG焊MIG焊焊接鋁及鋁合金時(shí)，可以采取亞射流熔滴過渡方式提高接頭質(zhì)量對焊絲及母材表面的油污、鐵銹等較為敏感，容易產(chǎn)生氣孔,氣體保護(hù)電弧焊,氬弧焊的特點(diǎn)及應(yīng)用可焊接各種鋼材、有色金屬和合金，焊接質(zhì)量優(yōu)良?？扇恢米詣?dòng)焊接。焊接熱影響區(qū)小，焊件不易變形電弧穩(wěn)定，焊縫致密，成型美觀。氬氣貴，設(shè)備復(fù)雜，焊接成本高。氬弧焊主要用于易氧化的有色金屬和合金鋼的焊接,如鋁、鎂、鈦及其合金、耐熱鋼、不銹鋼等。適用于單面焊雙面成形，如打底焊和管子焊接；鎢極氬弧焊還適用于薄板焊接。,氣體保護(hù)電弧焊,1.定義：利用CO2作為保護(hù)氣體的氣體保護(hù)焊，簡稱CO2焊。CO2氣體CO2氣體密度大，高溫體積膨脹大，保護(hù)效果好。但CO2在高溫下易分解為CO和O，導(dǎo)致合金元素的氧化，熔池金屬的飛濺和CO氣孔。焊接用CO2純度要大于99.8%。,(二)CO2氣體保護(hù)焊,(二)CO2氣體保護(hù)焊,CO2氣體保護(hù)焊示意圖,CO2焊時(shí)的飛濺CO2+Fe=FeO+COFeO進(jìn)入熔池和熔滴，與熔池和熔滴中的碳反應(yīng)：FeO+C=Fe+CO生成的CO在熔池和熔滴內(nèi)體積急劇膨脹而爆破，導(dǎo)致飛濺。防止飛濺的措施,CO2焊常用H08Mn2SiA焊絲來進(jìn)行脫氧，合金化。采用短路過渡和細(xì)顆粒過渡。為使電弧穩(wěn)定，飛濺少，CO2焊采用直流反接。采用含硅、錳、鈦、鋁的焊絲，防止鐵的氧化。采用藥芯焊絲。,氣體保護(hù)電弧焊,2.二氧化碳焊特點(diǎn)焊接成本低；焊接熱影響區(qū)小，焊件不易變形，焊接質(zhì)量好；電流密度大，生產(chǎn)效率高；操作性能好，適于全位置焊接；焊后不用清渣，又是明弧，便于監(jiān)視和控制；采用大電流時(shí)，飛濺大，煙霧多；電弧氣氛具有較強(qiáng)的氧化性，需采取含有脫氧劑的焊絲。CO2焊成本低，生產(chǎn)率高，焊縫質(zhì)量較好，主要用于低碳鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼焊接，適用于各種厚度。應(yīng)用CO2氣體保護(hù)焊需要克服：氧化碳問題、氣孔問題、飛濺問題。,氣體保護(hù)電弧焊,氣體保護(hù)電弧焊,與手弧焊、埋弧焊相比，氣體保護(hù)電弧焊有以下特點(diǎn)：不采用藥皮焊條，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、半自動(dòng)化提高生產(chǎn)率熱量集中，熱影響區(qū)小，焊接變形小明弧焊，電弧和熔池的加熱熔化情況清晰可見，便于操作和控制焊縫表面沒有渣，厚件多層焊時(shí)可節(jié)省大量的層間清渣工作，生產(chǎn)率高、產(chǎn)生夾渣等焊縫缺陷的可能性少容易實(shí)現(xiàn)全位置焊接焊接質(zhì)量高適用范圍廣,四、等離子弧焊,1.定義：借助水冷噴嘴對電弧的拘束作用，利用機(jī)械壓縮效應(yīng)（電弧通過噴嘴細(xì)小孔道時(shí)的被迫收縮）、熱壓縮效應(yīng)（在冷氣流的強(qiáng)迫冷卻下，帶電粒子流離子和電子往弧柱中心集中）和電磁收縮效應(yīng)（弧柱帶電粒子的電流線為平行電流線，相互磁場作用使電流線產(chǎn)生相互吸引而收縮）將電弧壓縮為細(xì)小的等離子體，獲得較高能量密度的等離子弧進(jìn)行焊接的方法稱為等離子弧焊。,等離子弧能量密度大（105106W/cm2），弧柱溫度高（24000K以上），穿透能力強(qiáng)。1012mm厚鋼材可不開坡口，一次焊透雙面成型，焊接速度快，生產(chǎn)率高，應(yīng)力變形小。電流小到0.1A時(shí)，電弧仍能穩(wěn)定燃燒，能保持良好的挺直度與方向性，所以可焊接很薄的箔材。等離子弧焊接在生產(chǎn)中已廣泛應(yīng)用，特別是國防工業(yè)及尖端技術(shù)所用的銅合金、合金鋼、鎢、鉬、鈷、鈦等金屬的焊接。如鈦合金導(dǎo)彈殼體、波紋管及膜盒、微型繼電器、電容器的外殼封焊以及飛機(jī)上一些薄壁容器均可用等離子弧焊接。但等離子弧焊接設(shè)備比較復(fù)雜，氣體耗量大，只宜于室內(nèi)焊接。,等離子弧特點(diǎn)和應(yīng)用,等離子弧焊,五、電渣焊,1.定義：利用電流通過熔渣時(shí)產(chǎn)生的電阻熱加熱和熔化焊絲和母材來進(jìn)行焊接的一種熔化焊方法。分為絲極、板極、熔嘴和熔管電渣焊。,2.電渣焊特點(diǎn)宜在垂直位置焊接適于大厚度件焊接，生產(chǎn)率高，焊接材料消耗少渣池對被焊件有較好預(yù)熱作用，不易出現(xiàn)淬硬組織高溫停留時(shí)間長，組織粗大，焊后必須進(jìn)行正火和回火熱處理焊縫成形系數(shù)調(diào)節(jié)范圍大，有利于防止熱裂紋的產(chǎn)生,五、電渣焊,3.應(yīng)用電渣焊適用于板厚40mm以上結(jié)構(gòu)的焊接。一般用于直焊縫焊接。目前電渣焊已在我國水輪機(jī)、水壓機(jī)、軋鋼機(jī)、重型機(jī)械、鍋爐制造、石油化工等大型設(shè)備制造中得到廣泛使用。電渣焊除焊接碳鋼、低合金、中合金鋼和高合金鋼以及鑄鐵外，也可用來焊接鋁及鋁合金、鎂合金、鈦及鈦合金和銅。,五、電渣焊,承壓類特種設(shè)備常用焊接方法焊接接頭焊接缺陷焊接應(yīng)力與變形承壓類特種設(shè)備常用鋼材的焊接,焊接接頭,一、焊接接頭形式焊接接頭形式一般由被焊接兩金屬件的相互結(jié)構(gòu)位置來決定，通常分為對接接頭、搭接接頭、角接接頭及T字接頭等。這四種接頭形式中，對接接頭節(jié)省材料，容易保證質(zhì)量，應(yīng)力分布均勻，應(yīng)用最為廣泛，但焊前準(zhǔn)備及裝配質(zhì)量要求較高；搭接接頭兩焊件不在同一平面上，浪費(fèi)金屬且受力時(shí)將產(chǎn)生附加應(yīng)力，適于薄板焊件焊件；角接接頭在構(gòu)成直角連接時(shí)采用，一般只起連接作用而不承受工作載荷；T形接頭是結(jié)構(gòu)非直線連接中應(yīng)用最廣泛的連接形式。在結(jié)構(gòu)焊接時(shí)具體采用哪種形式焊接接頭，主要根據(jù)焊件結(jié)構(gòu)形狀、使用要求、焊件厚度進(jìn)行選擇；另外還應(yīng)考慮坡口加工難易程度，焊接方法的種類等其它因素的要求。,每種接頭形式下又有不同的坡口形式。根據(jù)設(shè)計(jì)或工藝需要，在焊件的待焊部位加工并裝配成一定幾何形狀的溝槽稱為坡口。各種溝槽的形式參見GBT337594焊接術(shù)語。坡口形式的選擇主要考慮以下因素：保證焊透填充于焊縫部位的金屬盡量少便于施焊，改善勞動(dòng)條件，如圓筒件，筒內(nèi)焊接量應(yīng)盡量少減少焊接變形量,焊接接頭,1.對接接頭,將兩金屬件放置于同一平面（或曲面內(nèi)），使其邊緣相對，沿邊緣直線（或曲線）進(jìn)行焊接的接頭叫對接接頭。對接接頭是最常見，最合理接頭形式。承壓類特種設(shè)備多采用對接接頭。,I形，一般用于薄板V形，加工方便，耗焊材，角變形大，單面施焊X形，加工復(fù)雜，雙面施焊，角變形小，焊材損耗少U形，加工復(fù)雜，焊材損耗少，角變形較大雙U形，加工復(fù)雜，焊材損耗少，角變形小,用焊條電弧焊焊接板厚在6mm以下的對接焊縫時(shí)，一般可用I型坡口直接焊接，但當(dāng)焊接厚度大于3mm的構(gòu)件時(shí)，需開坡口；板厚在6mm26mm時(shí)，常開單面坡口；板厚在12mm60mm時(shí)，常開雙面坡口。單面坡口的可焊性較好，但焊條消耗量大，且焊后易產(chǎn)生角變形；雙面坡口受熱均勻，變形較小，焊條消耗量也小，但必須兩面施焊，有時(shí)受構(gòu)件結(jié)構(gòu)限制，不易實(shí)施。埋弧焊的接頭形式與焊條電弧焊基本相同，但由于埋弧焊選用的電流大、熔深大，所以在板厚小于12mm時(shí)可直接采用I形坡口單面施焊，板厚小于24mm時(shí)可直接采用I形坡口雙面施焊，焊更厚構(gòu)件時(shí)需開坡口。,焊接接頭,兩塊板料相疊，而在端部或側(cè)面角焊的接頭稱搭接接頭。搭接接頭不需開坡口，裝配要求較松，受力情況復(fù)雜，接頭應(yīng)力集中嚴(yán)重，承壓類特種設(shè)備一般不允許用搭接結(jié)構(gòu)。,2.搭接接頭,大型立式儲罐的罐底板等一般采用搭接結(jié)構(gòu),3.角接接頭及T字接頭,兩構(gòu)件成直角或一定角度，而在其連接邊緣焊接的接頭稱角接接頭。兩構(gòu)件成T字形焊接在一起的接頭，叫T字接頭。,角接接頭和T字接頭，常用于特種設(shè)備接管、法蘭、夾套、管板、管子和凸緣等焊接。,二.焊接接頭的組成,熔焊熱源的高溫集中熔化焊縫區(qū)金屬，并向工件金屬傳導(dǎo)熱量，必然引起焊縫及附近區(qū)域金屬的組織和性能發(fā)生變化。焊縫區(qū)在焊接接頭橫截面上測量的焊縫金屬的區(qū)域。熔合區(qū)熔合線兩側(cè)有一個(gè)很窄的焊縫與熱影響區(qū)的過渡區(qū)。熱影響區(qū)-受焊接熱循環(huán)的影響，焊縫附近的母材因焊接熱作用發(fā)生組織或性能變化的區(qū)域。,二.特點(diǎn),焊接熱源特點(diǎn)：加熱溫度高（熱處理加熱溫度以上100-200）加熱速度快(是熱處理加熱速度的幾十倍甚至幾百倍)高溫停留時(shí)間短(手工焊停留時(shí)間最大20秒,埋弧自動(dòng)焊時(shí)30-100秒)自然冷卻（熱處理可根據(jù)要求控制冷卻速度或在冷卻過程中不同階段進(jìn)行保溫)局部加熱(隨熱源的移動(dòng),局部加熱地區(qū)的范圍也移動(dòng)),焊接結(jié)構(gòu)鋼根據(jù)熱處理特性不同分為兩類:淬火鋼,不易淬火鋼,分別講述淬火鋼和不易淬火鋼的組織分布。1.不易淬火鋼:如低碳鋼,某些不易淬硬的低合金鋼,如16Mn.15MoV.15MnTi等,焊接接頭,1.不易淬火鋼熱影響區(qū),焊縫區(qū)：結(jié)晶從熔池壁向中心推進(jìn)，形成柱狀的鑄態(tài)組織。與基體金屬性能接近，但熔池中心易出現(xiàn)雜質(zhì)、疏松等。熔合區(qū)(不完全熔化區(qū))：未熔化的過熱組織和部分熔化的結(jié)晶鑄態(tài)組織。雖然此區(qū)只有0.1mm-0.4mm，但它是焊接接頭的危險(xiǎn)區(qū)域之一。過熱區(qū)（粗晶粒區(qū)）：高溫影響，晶粒粗大。塑性和韌性下降，顯著影響焊件接頭性能。正火區(qū)（重結(jié)晶區(qū)）：最高加熱溫度比Ac3稍高，晶粒重結(jié)晶細(xì)化，獲得正火組織。機(jī)械性能改善。部分相變區(qū)：最高加熱溫度比Ac1Ac3稍高，珠光體和部分鐵素體重結(jié)晶細(xì)化。晶粒大小不均，機(jī)械性能稍差。,1.不易淬火鋼熱影響區(qū),2.易淬火鋼熱影響區(qū),易淬火鋼，如高強(qiáng)鋼，耐熱鋼，此類鋼熱影響區(qū)的組織分布與母材焊前熱處理有關(guān)。焊前熱處理：退火,正火,調(diào)質(zhì)(淬火+高回火)熔合區(qū)：同不易淬火鋼（完全）淬火區(qū)：加熱溫度AC3至熔點(diǎn)間，相當(dāng)于不易淬火鋼過熱區(qū)加正火區(qū)，組織從粗大馬氏體過渡到細(xì)小馬氏體不完全淬火區(qū)：AC1-AC3，馬氏體+鐵素體組織回火區(qū)：焊前退火，不發(fā)生組織變化；焊前調(diào)質(zhì)處理，獲得回火組織,16Mn鋼焊接接頭機(jī)械性能曲線1一熔化區(qū)2一過熱區(qū)3-完全重結(jié)晶區(qū)4一不完全重結(jié)晶區(qū)5一再結(jié)晶區(qū)6一藍(lán)脆區(qū),一般，低碳鋼焊件的熱影響區(qū)較窄，危害性較小，焊后可直接使用；對于碳素鋼和低合金鋼焊件，焊后可進(jìn)行正火處理，細(xì)化晶粒，改善機(jī)械性能；對于無法進(jìn)行熱處理的焊件，則需正確選擇焊接方法和工藝條件，來減小熱影響區(qū)的范圍。,焊接接頭,承壓類特種設(shè)備常用焊接方法焊接接頭焊接缺陷焊接應(yīng)力與變形承壓類特種設(shè)備常用鋼材的焊接,焊接過程的特點(diǎn),焊接與煉鋼相似，是一個(gè)冶煉過程。但這個(gè)過程比煉鋼的時(shí)間短得多，有它自己的一些特點(diǎn)。一、溫度高以手工電弧焊為例，其電弧溫度高達(dá)60008000，使焊件與電焊條之間發(fā)生強(qiáng)烈熔化和蒸發(fā)(熔滴的平均溫度達(dá)18002400)，外界的氣體(如：N2、02、H2等)大量的分解溶入熔池，其數(shù)量比煉鋼要大很多倍，那么凝固后的金屬，有可能產(chǎn)生氣孔，使機(jī)械性能下降。二、溫差大焊接是局部加熱，從冷態(tài)開始至加熱熔化，熔池的溫度可達(dá)1700以上，其周圍又是冷態(tài)金屬，兩者溫度差巨大，從而使構(gòu)件產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力和變形，嚴(yán)重者可能產(chǎn)生裂紋，以至斷裂。,三、熔池小，冷卻快由于熔池休積小，手工電弧焊只有8l0mm3，自動(dòng)焊大一些，也不過930mm3，焊縫金屬從熔化到凝固只有幾秒鐘，平均冷卻速度約在4100/秒，比鑄錠冷卻速高1000倍，在這樣短的時(shí)間內(nèi)，冶金反應(yīng)是不平衡，也就是說是不完善的。因而，焊縫金屬的成份分布不均勻，偏析較大。四、組織差別大焊接時(shí)，溫度高，液體金屬蒸發(fā)，化學(xué)元素的燒損，有些元素在焊縫金屬和基本金屬之間相互擴(kuò)散，近縫區(qū)段所處的溫度又不同，冷卻后焊接接頭的顯微組織差別極大，明顯的影響焊接接頭性能。,焊接過程的特點(diǎn),焊接缺陷的危害性,正是由于焊接過程的上述特點(diǎn)，導(dǎo)致該區(qū)域焊接缺陷的產(chǎn)生。焊接缺陷對鍋爐壓力容器安全運(yùn)行的危害是巨大的，主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：1）由于缺陷的存在，減少了焊縫的承載截面積，削弱了拉伸強(qiáng)度。2）由于缺陷形成缺口，缺口尖端會(huì)發(fā)生應(yīng)力集中和脆化現(xiàn)像，容易產(chǎn)生裂絞并擴(kuò)展。3）缺陷可能穿透筒壁，發(fā)生泄漏，影響致密性。,焊接缺陷的分類,焊接缺陷從宏觀上看，可分為：裂紋未熔合未焊透夾渣氣孔形狀缺陷（又稱焊縫金屬表面缺陷或叫接頭的幾何尺寸缺陷，如咬邊，焊瘤等。）,焊接缺陷的分類,1.裂紋（焊接裂紋）：在焊接應(yīng)力及其它致脆因素共同作用下，焊接接頭中局部地區(qū)的金屬原子結(jié)合力遭到破壞而形成的新界面而產(chǎn)生縫隙，稱為焊接裂紋。它具有尖銳的缺口和大的長寬比特征。裂紋是焊接缺陷中危害性最大的一種，焊接結(jié)構(gòu)的破壞大部分是由于裂紋造成。裂紋是一種面積型缺陷，具有三維尺寸的缺陷稱為體積型缺陷，具有二維尺寸（第三維尺寸極?。┑娜毕莘Q為面積型缺陷，它的出現(xiàn)將顯著減少承載截面積，更嚴(yán)重的是裂紋端部形成尖銳缺口，應(yīng)力高度集中，很容易擴(kuò)展導(dǎo)致破壞。,焊接缺陷的分類,產(chǎn)生機(jī)理：冶金因素指的是由于焊縫產(chǎn)生不同程度的物理與化學(xué)狀態(tài)的不均勻，如低熔共晶組成元素S、P、Si等發(fā)生偏析、富集導(dǎo)致的熱裂紋。此外，在熱影響區(qū)金屬中，快速加熱和冷卻使金屬中的空位濃度增加，同時(shí)由于材料的淬硬傾向，降低材料的抗裂性能，在一定的力學(xué)因素下，這些都是生成裂紋的冶金因素。力學(xué)因素由于快熱快冷產(chǎn)生了不均勻的組織區(qū)域，由于熱應(yīng)變不均勻而導(dǎo)至不同區(qū)域產(chǎn)生不同的應(yīng)力，造成焊接接頭金屬處于復(fù)雜的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)。內(nèi)在的熱應(yīng)力、組織應(yīng)力和外加的拘束應(yīng)力，以及應(yīng)力集中相疊加構(gòu)成了導(dǎo)致接頭金屬開裂的力學(xué)條件。,按其方向可分為縱向裂紋、橫向裂紋，輻射狀（星狀）裂紋。按發(fā)生的部位可分為根部裂紋、弧坑裂紋，熔合區(qū)裂紋、焊趾裂紋及熱響裂紋。按產(chǎn)生的溫度可分為熱裂紋（如結(jié)晶裂紋、液化裂紋等）、冷裂紋（如氫致裂紋、層狀撕裂等）以及再熱裂紋。,焊接缺陷的分類,冷裂紋：焊接接頭冷卻到較低溫度時(shí)(對于鋼來說在MS溫度，即奧氏體開始轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體的溫度以下)產(chǎn)生的焊接裂紋。最主要、最常見的冷裂紋為延遲裂紋（即在焊后延遲一段時(shí)間才發(fā)生的裂紋-因?yàn)闅涫亲罨钴S的誘發(fā)因素，而氫在金屬中擴(kuò)散、聚集和誘發(fā)裂紋需要一定的時(shí)間）。冷裂紋主要產(chǎn)生在熱影響區(qū)和焊縫的根部，基本上與焊縫軸線垂直。冷裂紋是無分叉的純裂紋，電子顯微鏡斷口檢查發(fā)現(xiàn)，它是一種穿晶型裂紋或穿晶與沿晶混合型裂紋，在淬硬性較大鋼中，一般是沿晶裂紋，而在淬硬性低的鋼中，則是穿晶裂紋。,冷裂紋產(chǎn)生原因：焊接接頭存在淬硬組織，性能脆化；擴(kuò)散氫含量較高，使接頭性能脆化，并聚集在焊接缺陷處形成大量氫分子，造成非常大的局部壓力；存在較大的焊接拉應(yīng)力。冷裂紋的預(yù)防措施：用堿性焊條，減少焊縫金屬中氫含量、提高焊縫金屬塑性；減少氫來源，焊材要烘干，接頭要清潔（無油、銹、水）；避免產(chǎn)生淬硬組織，焊前預(yù)熱、焊后緩冷；降低焊接應(yīng)力，采用合理的工藝規(guī)范，焊后熱處理等；焊后立即進(jìn)行消氫處理（即加熱到250左右，保溫，使焊縫金屬中的擴(kuò)散氫逸出金屬表面）。,焊接缺陷的分類,熱裂紋：焊接過程中，焊縫和熱影響區(qū)金屬冷卻到固相線附近的高溫區(qū)產(chǎn)生的裂紋。按裂紋產(chǎn)生的機(jī)理、形態(tài)和溫度區(qū)間不同，焊接熱裂紋可分為:凝固裂紋，液化裂紋，多邊化裂紋和失塑裂紋4種熱裂紋產(chǎn)生的部位：焊接熱裂紋通常產(chǎn)生于焊縫金屬內(nèi)，也可能在焊接熔合線鄰近的熱影響區(qū)組織內(nèi)(母材金屬)，發(fā)生在弧坑中的熱裂紋往往是星狀的。,熱裂紋產(chǎn)生的原因：焊縫中低熔點(diǎn)共晶組成元素S、P、Si等發(fā)生偏析、富集，導(dǎo)致大量低熔點(diǎn)的共晶物聚集于晶界上,在冷卻結(jié)晶過程中,焊縫收縮而產(chǎn)生拉力,使焊縫在高溫時(shí)沿晶界開裂，從而產(chǎn)生熱裂紋。熱裂紋的預(yù)防措施冶金方面：控制焊縫化學(xué)成分，嚴(yán)格控制會(huì)形成低熔點(diǎn)共晶的雜質(zhì)元素含量；改變焊縫組織狀態(tài)，細(xì)化晶粒。工藝方面：控制焊縫形狀，從焊接構(gòu)件設(shè)計(jì)和焊接工藝上設(shè)法盡量減少在脆性溫度區(qū)間的拉伸應(yīng)變；合理選用焊接材料（一般選用具有較強(qiáng)脫硫能力的堿性焊條和焊劑）；制定合理的焊接工藝規(guī)范，選擇合理的焊接方向和焊接順序；使用引弧板，盡量減少焊接熱作用。,再熱裂紋：焊后焊件在一定溫度范圍內(nèi)再次加熱（消除應(yīng)力熱處理或其它加熱過程）而產(chǎn)生的裂紋。再熱裂紋產(chǎn)生的部位：通常在熔合線附近的粗晶區(qū)中，從焊趾部位開始，延向細(xì)晶區(qū)停止。再熱裂紋產(chǎn)生的原因：鋼中碳化物形成元素Cr、Mo、V等的沉淀強(qiáng)化造成的晶內(nèi)二次強(qiáng)化作用。再熱裂紋機(jī)理：焊接時(shí)，熔合線附近的熱影響區(qū)金屬被加熱到1300以上的高溫，此時(shí)碳化物相繼分解，碳化物形成元素Cr、Mo、V等溶于奧氏體中。在快冷過程中，上述元素來不及析出而以過飽和的形式保留在奧氏體中。焊后再次加熱時(shí)，在溫度作用下碳化物從固溶體中析出，在原奧氏體晶粒內(nèi)呈彌散分布，使晶粒明顯強(qiáng)化，即晶粒強(qiáng)度升高，變形困難。由于應(yīng)力松馳而產(chǎn)生的塑性變形就會(huì)集中在強(qiáng)度較低的晶界，使之產(chǎn)生滑移，晶界移滑往往顯示出很低的抗變形能力，從而導(dǎo)致晶界開裂。,防止產(chǎn)生再熱裂紋的方法：母材及焊接材料的選用。預(yù)熱預(yù)熱溫度為200450。若焊后能及時(shí)后熱，可適當(dāng)降低預(yù)熱溫度。例如，18MnMoNb鋼焊后在180熱處理2h，預(yù)熱溫度可降低至180。焊接線能量的控制。一般來說，增大線能量可以降低拘束力，能使再熱裂紋傾向有所減??；若線能量大得使奧氏體晶粒粗化嚴(yán)重，則促使再熱裂紋傾向增大。應(yīng)用低強(qiáng)度焊縫,使焊縫強(qiáng)度低于母材以增高其塑性變形能力。減少焊接應(yīng)力,合理地安排焊接順序、減少余高、避免咬邊及根部未焊透等缺陷以減少焊接應(yīng)力。,焊接缺陷的危害性丶分類及辨認(rèn),2.未熔合是指熔焊時(shí)，焊道與母材之間或焊道與焊道之間，未完全熔化結(jié)合的部分。點(diǎn)焊時(shí)母材與母材之間未完全熔化結(jié)合的部分。未熔合可分為坡口未熔合、焊道之間未熔合（包括層間未熔合）、焊縫根部未熔合。按其間成分不同，可分為白色未熔合（純氣隙、不含夾渣）、黑色未熔合（含夾渣的）。,焊接缺陷的危害性丶分類及辨認(rèn),產(chǎn)生機(jī)理：a.電流太小或焊速過快（線能量不夠）；b.電流太大，使焊條大半根發(fā)紅而熔化太快，母材還未到熔化溫度便覆蓋上去。c.坡口有油污、銹蝕；d.焊件散熱速度太快，或起焊處溫度低；e.操作不當(dāng)或磁偏吹，焊條偏弧等。未熔合：是一種類似于裂紋的極其危險(xiǎn)的缺陷。未熔合本身就是一種虛焊，在交變載荷工作狀態(tài)下，應(yīng)力集中，極易開裂，是最危險(xiǎn)缺陷之一。,焊接缺陷的危害性丶分類及辨認(rèn),3.未焊透焊接時(shí)接頭根部未完全熔透的現(xiàn)象，也就是焊件的間隙或鈍邊未被熔化而留下的間隙，或是母材金屬之間沒有熔化，焊縫熔敷金屬?zèng)]有進(jìn)入接頭的根部造成的缺陷。未焊透可分為雙面焊未焊透和單面焊未焊透兩種1.單V坡口未焊透2X坡口未焊透3無坡口未焊透,焊接缺陷的危害性丶分類及辨認(rèn),產(chǎn)生未焊透缺陷的主要原因焊接電流過小，焊接速度過快；坡口角度太小；根部鈍邊太厚；間隙太??；焊條角度不當(dāng)；電弧太長或偏吹（偏?。┑?。未焊透的危害性未焊透也是一種比較危險(xiǎn)的缺陷，其危害性取決于缺陷的形狀、深度和長度。它除降低焊縫的強(qiáng)度外，也容易在未焊透區(qū)域延伸成裂紋，導(dǎo)致材料斷裂，尤其連續(xù)未焊透更是一種危險(xiǎn)缺陷。,焊接缺陷的危害性丶分類及辨認(rèn),4夾渣夾渣是指焊縫金屬中殘留有外來固體物質(zhì)所形成的缺陷，以及焊后殘留在焊縫中的金屬顆粒。夾渣是焊接過程中比較容易產(chǎn)生的缺陷，通常尤以殘留在焊縫金屬中的熔劑形成的夾渣最為常見。熔劑夾渣：是指焊條藥皮或焊劑不溶物而產(chǎn)生的夾渣物。金屬夾渣：是指焊縫金屬中殘留的金屬顆粒。如：鎢金屬。夾渣在焊縫中的形狀有：單個(gè)點(diǎn)狀?yuàn)A渣、條狀?yuàn)A渣、鏈狀?yuàn)A渣和密集夾渣等。,焊接缺陷的危害性丶分類及辨認(rèn),按形態(tài)：夾渣可分為點(diǎn)狀?yuàn)A渣、塊狀?yuàn)A渣、條狀?yuàn)A渣等。單個(gè)點(diǎn)狀?yuàn)A渣條狀?yuàn)A渣,焊接缺陷的危害性丶分類及辨認(rèn),產(chǎn)生非金屬夾渣的主要原因：焊接電流太小，焊接速度太快：熔池金屬凝固過快；運(yùn)條不正確；鐵水與熔渣分離不好；層間清渣不徹底等。產(chǎn)生金屬夾渣的主要原因：焊接電流過大或鎢極直徑太小，氬氣保護(hù)不良引起鎢極燒損，鎢極觸及熔池或焊絲而剝落。夾渣的危害性：夾渣是一種體積型缺陷，容易被射線照相檢出。夾渣會(huì)減少焊縫受力截面。夾渣的棱角容易引起應(yīng)力集中，成為交變載荷下的疲勞源。,焊接缺陷的危害性丶分類及辨認(rèn),5.氣孔氣孔是指焊接時(shí)，熔池中的氣泡在凝固時(shí)未能逸出，而殘留下來所形成的空穴。氣孔可分為條蟲狀氣孔、針孔、柱孔，按分布可分為密集氣孔，鏈孔等。氣孔產(chǎn)生部位和形狀氣孔分內(nèi)氣孔和外氣孔兩種：小的很小，在顯微鏡下才能看到，大的可達(dá)6mm以上。氣孔是由于氣體熔解于液態(tài)金屬內(nèi)，在冷卻中金屬熔解度降低，部分氣體企圖進(jìn)入大氣，但遇到金屬結(jié)晶的阻力，使它不能順利的逸出而殘留于金屬內(nèi)，形成了內(nèi)氣孔，或逸在表面形成外氣孔。,焊接缺陷的危害性丶分類及辨認(rèn),氣孔在焊縫中的分布；有的是單個(gè)氣孔，有的是成群狀或鏈狀氣孔等等。如焊縫中的單個(gè)球形氣孔。大量氣孔在焊縫金屬中比較均勻地分布。焊縫中局部密集氣孔。單個(gè)球狀氣孔均布?xì)饪酌芗瘹饪?焊接缺陷的危害性丶分類及辨認(rèn),與焊縫軸線平行的鏈狀氣孔。長度方向與焊縫軸線近似平行的非球形的長氣孔。,焊接缺陷的危害性丶分類及辨認(rèn),由于氣體上浮引起的管狀孔穴、蟲形孔穴的位置和形狀是由固化的形式和氣體的來源決定的，通常它們是成群或單個(gè)出現(xiàn)并且成人字形分布。,焊接缺陷的危害性丶分類及辨認(rèn),產(chǎn)生氣孔的主要原因：基本金屬或填充材料表面有銹、油等未清干凈。焊條及熔劑沒有充分烘干。電弧能量過小或焊速度過快。焊縫金屬脫氧不足。氣孔的危害焊縫中由于氣孔的殘留，必然減少焊縫金屬的有效截面，從而使焊接接頭的強(qiáng)度降低。特別是密集氣孔會(huì)使焊縫不致密，降低接頭塑性和引起構(gòu)件的焊縫處泄漏。氣孔與裂紋和未焊透比較，它的危害性要差一些，所以標(biāo)準(zhǔn)中允許限量存在。但是，要力求焊縫無氣孔或盡量減少氣孔數(shù)量。,焊接缺陷的危害性丶分類及辨認(rèn),6形狀缺陷表面缺陷，屬于外觀檢查的范圍。射線照相標(biāo)準(zhǔn)一般均規(guī)定：焊縫經(jīng)表面檢驗(yàn)合格后才能進(jìn)行射線照相。但是，有時(shí)一些未經(jīng)外觀檢驗(yàn)或外觀檢驗(yàn)不合格的焊縫也進(jìn)行了射線照相；有些構(gòu)件的某些焊縫難以進(jìn)行外觀檢查的，如帶墊板管件、液化石油氣鋼瓶環(huán)焊縫、無人孔的小容器合縫、鍋爐聯(lián)箱最后組裝的環(huán)焊縫等等這些焊縫的內(nèi)凹和內(nèi)咬邊，都需要無損探傷才能綜合評定。形狀缺陷是指焊縫金屬表面成形不良或其他原因造成的缺陷，包括咬邊、燒穿，根部內(nèi)凹，收縮溝、弧坑、焊瘤，未焊滿，搭接不良等。,焊接缺陷的危害性丶分類及辨認(rèn),咬邊：沿焊趾的母材部位被電弧熔化時(shí)所成的溝槽或凹陷，稱咬邊，它有連續(xù)和斷續(xù)之分。在底片的焊縫邊緣（焊趾處），靠母材側(cè)呈現(xiàn)出粗短的黑色條狀影像。黑度不均勻，輪廓不明顯，形狀不規(guī)則，兩端無尖角。咬邊可為焊趾咬邊和根部（包部帶墊板的焊根內(nèi)咬邊）咬邊，如圖32所示。凹坑（內(nèi)凹）：焊后焊縫表面或背面（根部）所形成低于母材的局部低洼部分，稱為凹坑（根部稱內(nèi)凹），在底片上的焊縫影像中多呈現(xiàn)為不規(guī)則的圓形黑化區(qū)域，黑度是由邊緣向中心逐漸增大，輪廓不清晰，如圖33所示。,焊接缺陷的危害性丶分類及辨認(rèn),收縮溝（含縮根）：焊縫金屬收縮過程中，沿背面焊道的兩側(cè)或中間形成的根部收縮溝槽或縮根。在底片焊縫根部焊道影像兩側(cè)或焊道中間出現(xiàn)的，黑度不均勻，輪廓欠清晰，外形呈米粒狀的黑色影像，如圖34所示,焊接缺陷的危害性丶分類及辨認(rèn),燒穿：焊接過程中，熔化金屬由焊縫背面流出后所形成的空洞，稱燒穿。它可分為完全燒穿（背面可見洞穴）和不完全燒穿（背面僅能見凸起的鼓皰），在底片的焊縫焊接時(shí)流影像中，其形貌多為不規(guī)正的圓形，黑度大而不均勻，輪廓清晰的影像，燒穿大多伴隨塌漏同生。如圖35、36所示。焊瘤：即熔敷金屬在到焊縫在焊縫接頭對口，由于厚度不同或內(nèi)徑不等（橢圓度）造成的錯(cuò)口而引起的，大多出現(xiàn)在管子的對接環(huán)縫中。在底片上的主要特征是在焊根的一側(cè)出現(xiàn)直線性較強(qiáng)的（明顯可見鈍邊加工痕跡）黑線。輪廓清晰，黑度不均勻，從焊根的焊趾線向焊縫中心是逐漸減小，直至邊界消失?？亢父纬傻暮诰€，是之外的母材表面而未與母材熔合在一起所形成的球狀金屬物。在底片上多出現(xiàn)在焊趾線（并覆蓋焊趾）外側(cè)光滑完整的白色半圓形的影像，焊瘤與母材之間為層狀未熔合，瘤中常伴有密集氣孔。如圖37所示。,焊接缺陷的危害性丶分類及辨認(rèn),錯(cuò)口：常發(fā)生邊蝕效應(yīng)所至，如圖38所示,焊接接頭質(zhì)量檢驗(yàn)的內(nèi)容和方法,焊接質(zhì)量檢驗(yàn)的方法,焊接接頭的非破壞性試驗(yàn)方法,外觀檢查焊縫的外形尺寸是否合格有無焊縫外氣孔、咬邊、滿溢及焊接裂紋等表面缺陷表面及近表面缺陷的檢查滲透探傷著色法熒光法磁粉探傷,焊接接頭的非破壞性試驗(yàn)方法,焊接接頭的非破壞性試驗(yàn)方法,焊接接頭的非破壞性試驗(yàn)方法,內(nèi)部缺陷的檢查射線探傷X射線射線高能射線超聲波探傷,焊接接頭的非破壞性試驗(yàn)方法,射線探傷原理,焊接接頭的非破壞性試驗(yàn)方法,超聲波探傷原理,影響探傷靈敏性的因素超聲波波長和頻率探傷儀的盲區(qū)工件探傷面光潔度,焊接接頭的非破壞性試驗(yàn)方法,壓力容器焊接接頭強(qiáng)度試驗(yàn)水壓試驗(yàn)氣壓試驗(yàn)致密性檢查（泄漏試驗(yàn)）氣密性試驗(yàn)氨滲漏試驗(yàn)煤油滲漏試驗(yàn)真空試漏法,焊接接頭的破壞性試驗(yàn)方法,力學(xué)性能試驗(yàn)拉伸試驗(yàn)彎曲試驗(yàn)沖擊試驗(yàn)硬度試驗(yàn)金相檢驗(yàn)宏觀分析微觀分析化學(xué)分析晶間腐蝕試驗(yàn),承壓類特種設(shè)備常用焊接方法焊接接頭焊接缺陷焊接應(yīng)力與變形承壓類特種設(shè)備常用鋼材的焊接,焊接時(shí)，焊件各部分冷熱不均，受熱部位產(chǎn)生拉應(yīng)力，未受熱部位則產(chǎn)生壓應(yīng)力。當(dāng)應(yīng)力達(dá)到一定程度，焊件出現(xiàn)變形。,對焊焊縫的應(yīng)力分布,邊緣焊的變形,焊接應(yīng)力與變形產(chǎn)生的原因：焊接過程的加熱和冷卻受到周圍冷金屬的拘束，不能自由膨脹和收縮。,焊接變形和焊接應(yīng)力,平板焊接過程中的應(yīng)力與變形形成原理示意圖,焊接變形和焊接應(yīng)力,焊件焊后的變形形式主要有：尺寸收縮、角變形、彎曲變形、扭曲變形、波浪變形等。,焊接變形和焊接應(yīng)力,焊接變形與應(yīng)力的危害工件焊接后產(chǎn)生變形和應(yīng)力對結(jié)構(gòu)的制造和使用會(huì)產(chǎn)生不利影響。產(chǎn)生焊接變形，可能使焊接結(jié)構(gòu)尺寸不合要求，組裝困難，間隙大小不一致等，從而影響焊件質(zhì)量。焊接殘余應(yīng)力會(huì)增加工件工作時(shí)的內(nèi)應(yīng)力，降低承載能力；還會(huì)引起裂紋，甚至造成脆斷，應(yīng)力的存在會(huì)誘發(fā)應(yīng)力腐蝕裂紋。殘余應(yīng)力是一種不穩(wěn)定狀態(tài)，在一定條件下會(huì)衰減而產(chǎn)生一定的變形，使構(gòu)件尺寸不穩(wěn)定，所以減少和防止焊接變形和應(yīng)力是十分必要的。,焊接變形和焊接應(yīng)力,焊接應(yīng)力的防止,采取合理的裝配和焊接順序，使焊縫能夠自由地收縮，以減少應(yīng)力。而圖b因先焊焊縫1導(dǎo)致對焊縫2的拘束度增加，而增大殘余應(yīng)力。,采用小能量，多層焊，也可減少焊縫應(yīng)力。,焊前預(yù)熱可以減少工件溫差，也能減少殘余應(yīng)力。,熱處理法：焊后進(jìn)行消除應(yīng)力的退火可消除殘余應(yīng)力。機(jī)械法：當(dāng)焊縫還處在較高溫度時(shí)，錘擊焊縫使金屬伸長，也能減少焊接殘余應(yīng)力。振動(dòng)法：低頻振動(dòng)消應(yīng)力,焊接應(yīng)力的消除,焊縫對稱布置,采用反變形方法,焊接變形的防止及消除,采用對稱焊和分段倒退焊,采用多層多道焊，能減少焊接變形,焊接變形的防止及消除,采用焊前剛性固定組裝焊接，限制產(chǎn)生焊接變形，但這樣會(huì)產(chǎn)生較大的焊接應(yīng)力。采用定位焊組裝也可防止焊接變形。,焊接變形的防止及消除,嚴(yán)重的焊接變形應(yīng)消除，常采用機(jī)械矯正法，通常只適于塑性好的低碳鋼和普通低合金鋼。,焊接變形的防止及消除,火焰矯正法是利用火焰加熱的熱變形方法，一般也僅適用于塑性好，且無淬硬傾向的材料。,焊接變形的防止及消除,承壓類特種設(shè)備常用焊接方法焊接接頭焊接應(yīng)力與變形承壓類特種設(shè)備常用鋼材的焊接,一、鋼材的焊接性二、碳素鋼的焊接三、低合金鋼的焊接四、不銹鋼的焊接,承壓類特種設(shè)備常用鋼材的焊接,焊接性：采用一定焊接方法、焊接材料、工藝參數(shù)及結(jié)構(gòu)形式的條件下，獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度，即其對焊接加工的適應(yīng)性。焊接性一般包括兩個(gè)方面：工藝焊接性：主要指在給定的焊接工藝條件下，形成完好焊接接頭的能力，特別是接頭對產(chǎn)生裂紋的敏感性，也稱抗裂性；使用焊接性：在給定的焊接工藝條件下，焊接接頭在使用條件下安