天津博仕德焊工培訓教材

1、天津博仕德的機械制造有限公司電焊工培訓教材一·培訓目的：為提高焊工作業(yè)水平，拓寬員工的職業(yè)范圍 。本教材結合學員實際情況與工廠焊接生產特點編寫，主要介紹工廠常用焊接方法、母材及焊接材料知識、電弧焊設備、焊接符號、焊接工藝，以及焊接安全知識。通過培訓，使學員基本掌握焊工所要求的理論知識，經培訓可取得國家質量技術監(jiān)督局頒發(fā)的焊接合格證書。二·焊接定義，術語1·焊接定義：就是通過加熱或加壓，或兩者并用，并且用（或不用）填充材料，使焊件達到原子結合的一種加工方法。2·焊接電?。河珊附与娫垂┙o的，具有一定電壓的兩電極間或電極與焊件間，在氣體介質中產生的強烈而持久的

2、放電現象。焊接電弧的構造：焊接電弧的構造可劃分為三個區(qū)域:陰極區(qū)、陽極區(qū)、弧柱電弧的靜特性 三·金屬材料的分類及焊接性1·分類：鋼的分類方法很多，常用的是按化學成分、品質、冶煉方法、用途等分類。1）按化學成分，將鋼分為碳素鋼和合金鋼兩大類。碳素鋼按含碳量又分為低碳鋼（C<0.25%），中碳鋼（C=0.25-0.6%）高碳鋼（C>0.6%）2)按冶煉時脫氧方法分沸騰鋼、鎮(zhèn)靜鋼和半鎮(zhèn)靜鋼。3）按用途分，碳素結構鋼，用于工程結構件和機器零件，一般為低碳鋼。碳素工具鋼，用于刀具、量具、模具一般為高碳鋼。2·低碳鋼牌號1） 碳素結構鋼，Q235BF,第一部分為屈

3、服點；第二部分為屈服強度；第三部分為質量等級；第四部分為脫氧方法,F沸騰鋼b半鎮(zhèn)靜鋼Z鎮(zhèn)靜鋼。2） 優(yōu)質碳素結構鋼，用兩位數字表示，代表鋼平均含碳量質量的萬分比；20代表含碳量0.20%3） 專門用途的碳素鋼，在牌號尾部加用途，例如20g,20R4） 碳素工具鋼，在碳字拼音T后加數字表示平均含碳量質量的千分比；T12表示含碳量為1.2%3·合金鋼分類 1）按合金元素的加入量分為：低合金鋼-<5% 中合金鋼-5%10%高合金鋼>10%2）按鋼的組織分類；珠光體鋼、奧氏體鋼、鐵素體鋼、馬氏體鋼等3）按用途分；合金結構鋼、合金工具鋼、特殊性能合金鋼（耐熱鋼、耐酸剛、電工鋼）4）

4、按含主要合金元素分；鉻鋼、鉻鎳鋼、錳鋼、硅錳鋼。4·合金鋼牌號及表示方法合金鋼牌號按含碳量，合金元素種類很含量，質量級別和用途來編排。牌號首部用數字表明含碳量，低合金鋼、合金結構鋼用兩位數表示平均含碳量的萬分比；高合金鋼，不銹鋼，耐熱鋼用一位數字表示平均含碳量的千分比，含碳量小于0.1%時用0表示，含碳量小于0.03時用00表示；第二部分用元素符號表明鋼中的主要合金元素，含量由其后數字表明，當含量小于1.5%時不標數字；含量為1.5-2.49%時標數字2；含量為2.5-3.49%時標數字3.例如：16mn 09MnNiDR 00Gr18Ni9Ti5·焊接性 定義；是指鋼材在

5、采用一定的焊接方法、焊接材料、焊接規(guī)范及焊接結構形式的條件下，獲得優(yōu)質焊接接頭的難易程度。1）低碳鋼的焊接性 低碳鋼含碳量低，除含硅、錳外，不含其它元素，所以工藝焊接性好，又有一定的強度、塑性及韌性，可以滿足中低壓容器的使用要求。低碳鋼一般塑性較好，沒有淬硬傾向，對焊接加熱和冷卻不敏感，焊縫和熱影響區(qū)不易產生冷裂紋。一般焊前不許預熱，對大厚度和在低溫環(huán)境施焊時可適當預熱。平鎮(zhèn)靜鋼雜質少，偏析小，不易形成低熔點共晶，所以對熱裂紋不敏感?？刹捎媒恢绷麟娫?，全位置焊接，工藝簡單。2）低合金鋼的焊接性（ 碳當量） 有較高的強度，較好的塑性與韌性，工藝性能也較好。熱影響區(qū)的淬硬傾向 熱影響區(qū)有較大的淬硬

6、傾向，這是低合金鋼焊接的重點之一。這類鋼在焊接時熱影響區(qū)易出現馬氏體脆性組織，硬度明顯增高，塑性及韌性降低。形成原因；原材料及焊接結構因素、焊接工藝規(guī)程、焊接時的起始溫度。解決方法；提高焊接起始溫度、保證焊接質量的前提下采用較大焊接電流和較大直徑焊條以及較慢的焊接速度。焊接接頭的裂紋 焊接低合金鋼是最容易出現冷裂紋，即冷卻到300至室溫時。形成原因；焊縫和熱影響區(qū)的含氫量、熱影響區(qū)的淬硬傾向程度、焊接接頭的焊接應力大小。解決辦法;采用低氫型焊條嚴格烘干保溫、提高預熱溫度，采用后熱措施、選用合理的焊接順序，減少焊接變形和焊接應力、焊后消氫熱處理。3）奧氏體不銹鋼的焊接性 奧氏體不銹鋼的焊接性較好

7、，焊接時不需要采取特除的焊接工藝，但焊接工藝不當時容易出現晶間腐蝕及熱裂紋。晶間腐蝕 一般情況下是由于晶間貧鉻所致，不銹鋼長時間在450-850停留，鋼中的碳會向奧氏體晶界擴散，并在晶界處與鉻化合析出碳化鉻（Cr23C6）。這種貧鉻不能抵擋某些介質的腐蝕造成了晶間腐蝕。解決辦法；嚴格控制含碳量、添加穩(wěn)定劑、進行焊后熱處理后可將焊接接頭加熱到1050-1100進行固溶處理或將街頭加熱到850-900進行穩(wěn)定化處理、采用正確的焊接工藝，如采用小電流、大焊速、短弧、多層焊、強冷卻。熱裂紋 由于奧氏體不銹鋼導熱系數是低碳鋼的1/2，而膨脹系數比低碳鋼大50%左右，使焊縫區(qū)產生較大的溫差和收縮內應力，所

8、以產生熱裂紋。解決措施：減少母材和焊縫的含碳量、嚴格控制焊接規(guī)范，減小熔合比、用堿性焊條、強冷卻。四·焊接的接頭類型，坡口型式，焊縫組成1·焊接的接頭類型 通常分為對接接頭、搭接接頭、角接接頭及T字接頭等。2·坡口型式 坡口選擇因素;保證焊透、填充于焊縫的金屬盡量少、便于施焊，改善勞動條件、減少焊接變形量（對稱）。 型式有：不開坡口（對手工焊來說構件3mm以下，對埋弧焊來說14mm以下都不用開破口）、V型坡口（6-20）、X型坡口（12-60）、U型坡口(20-60)、雙U型坡口（40-60）。3·焊接接頭的組成 包括焊縫、熔合區(qū)、熱影響區(qū)。最薄弱的部分

9、是熔合區(qū)。五·焊接應力與變形 焊接應力；焊接結束后在結構內留存下來的不能立即消失的內應力統(tǒng)稱焊接應力。1·形成原因 由于焊接是對金屬進行局部的加熱和冷卻的過程，焊件上溫度分布不均勻，造成焊件金屬內部不均勻的膨脹和收縮，結果產生了焊接變形和應力。2·變形的種類 縱向收縮變形、橫向收縮變形、角變形、彎曲變形、波浪變形、扭曲變形、錯變變形。3·變性的危害 降低裝配質量、增加制造成本、減低結構的承載能力。4·控制焊接變形的措施 焊接結構的合理設計、預留收縮余量法、反變形法、剛性固定法、合理的裝配焊接順序、選擇合理的焊接方法和規(guī)范、捶擊法。5·

10、矯正焊接變形的方法 機械矯正法、火焰矯正法（點狀加熱法、線狀加熱矯正、三角形加熱矯正法）。六·焊接方法1·手工電弧焊（SMAW）1)焊條 組成；焊芯，即是電極又是填充金屬。藥皮，各種礦物質粉末和鐵合金粉末、有機物、化工制品等原料按一定比例配制壓涂在焊芯表面的涂料。藥皮的組成 穩(wěn)弧劑、造渣劑、造氣劑、脫氧劑、合金劑、粘結劑、增塑劑等。藥皮作用 確保電弧的穩(wěn)定燃燒、保護電弧和熔池防止氧化、進行冶金反應向焊縫金屬滲入合金元素去除硫磷控制焊縫化學成分、焊接時藥皮形成喇叭口狀，保證熔滴順利過渡。2）·焊條分類按藥皮的類型分鈦型、鈦鈣型、氧化鐵型、纖維素性、低氫鉀型、低氫鈉型

11、等。按化學成分和用途分碳鋼焊條、低合金焊條、不銹鋼焊條、鑄鐵焊條、銅及銅合金焊條等等。按焊條熔化后所形成的熔渣酸堿性分堿性焊條（熔堿度1.5）和酸性焊條（1.5）3）·焊條編號碳鋼和低合金鋼編法 字母E代表焊條，前兩位數字代表熔敷金屬抗拉強度的最小值，第三位表示焊條的焊接位置，0和1表示全位置焊接；2表示焊條適用于平焊和平角焊；4表示焊條適用于向下立焊，第三位和第四位數字組合表示焊接電流種類及藥皮類型。不銹鋼編號 字母E表示焊條；E后面的數字表示熔敷金屬化學成分分類代號；斷線-后面的兩位數字表示藥皮類型、焊接位置及焊接電流種類。4） 電焊焊接設備焊機 交流弧焊電源（弧焊變壓器）、直流

12、弧焊電源（弧焊整流器，弧焊發(fā)電機）、脈沖弧焊電源。對電源都有一個外特性，陡降外特性?？蛰d電壓要求，交流60-80V，直流50-90V.電焊鉗（一般有300A/500A），電纜（一般20米35mm2）、面罩、護目玻璃。5）手工電弧焊的特點 優(yōu)點； 設備簡單、工藝靈活（各種位置）、實用性強（各種金屬）、容易控制焊接變形。缺點；生產效率低、焊條效率低、清渣勞動量大、焊接質量受焊工層次操作水平影響大。6）焊接工藝參數焊接電流 在其他條件不變的前提下，增加焊接電流，焊接熔深及余高都增加，而容寬不變。計算公式；I=KD K=焊接經驗系數30-50D=焊條直徑焊接電壓 在其他條件不變的前提下，增加焊接電壓，

13、焊縫容寬顯著增加而熔深和余高略有減小。電壓和弧長大關系L=(0.5-1)D焊接速度 在其他條件不變的前提下，增加焊接速度焊縫的熔深和熔寬都明顯減小，速度的選擇與電流和電壓相匹配。焊絲直徑 焊接層數 盡量多層多道焊，合金鋼必須多層多道焊n=S/md S=板厚度 m=經驗系數（0.8-1.2） d=焊條直徑2·鎢極氬弧焊（GTAW）1) 定義；以氬氣作為保護氣體，以鎢極作為電極的氣體保護焊方法。2) 特點； 優(yōu)點；適用于各種金屬、適用于薄板焊接、熱量集中穿透力強變形小、明弧操作全位置焊接、電弧穩(wěn)定成形美觀。缺點；不能用于厚板效率低、成本高、設備和控制系統(tǒng)復雜。3) 焊接工藝參數 焊接電流

14、 根據所焊材質、厚度、接頭型式、施焊位置、鎢極直徑選擇。電源種類和極性 直流正接焊絲直徑 焊接形式、材質厚度、焊接電流焊接速度 焊速過快影響保護效果和焊縫成形外觀。壓氣流量 5-15L,過大產生不規(guī)則的急流影響電弧穩(wěn)定將空氣卷入電弧區(qū)。噴嘴直徑 6-12#，過小影響氣體流量產生急流，過大影響視線。鎢極伸出長度 3-4mm焊接電壓 與電流的關系U=10+0.04I 鎢極直徑 鎢極直徑電流（直流正接）2.4150-2503.2250-4003·二氧化碳氣體保護焊（GMAW）1）定義;以二氧化碳氣體作為保護氣體的電弧焊接方法，焊絲為電極，靠焊絲與工件之間產生電弧熱熔化焊絲和工件形成接頭。2

15、）優(yōu)點；成本低、質量好、生產率高（比手工大2-5倍）、操作性能好，明弧焊接。缺點；飛濺大、煙霧大、弧光強、焊縫成形不美觀、操作不當易產生氣孔、焊接設備復雜、只用于低碳鋼的焊接。3）工藝參數焊接直徑和牌號 牌號;H08Mn2Si(A)焊絲直徑焊件厚度施焊位置1.01.5-6各種位置1.22-121.66-25焊接電流 根據焊件厚度、焊絲直徑、焊接位置、熔滴過渡形式來決定。一般為100-230A焊接電壓 焊接電壓必須與焊接電流配合恰當，它的大小會影響到焊縫成形、熔深、飛濺、氣孔及焊接過程的穩(wěn)定性。一般為16-24V.焊接速度 焊速增加，焊縫的熔寬與熔深減小，容易產生咬邊和未熔合等缺陷，且氣體保護差

16、出現氣孔；焊速慢，生產效率低，焊接變形大，一般焊速為15-30m/h.焊絲伸出長度 焊絲伸出長度與焊絲直徑有關，一般為焊絲直徑的10倍，切不超過15mm.氣體流量 根據焊接電流、速度、焊絲伸出長度、噴嘴直徑等選擇。過大或過小都會影響保護效果，一般細絲為8-15L/min,粗絲為15-25L/min.電流極性 直流反接焊槍傾角 10-25°過大飛濺大，熔深減小熔寬增加。4·埋弧焊（SAW） 1）定義 埋弧焊時電弧是在一層顆粒狀的可熔化焊劑覆蓋下燃燒，電弧光不外露。埋弧焊由此得名2)焊絲焊劑 H08Mn2SiA HJ4313）優(yōu)點；采用的焊接電流大熱量集中熔深大其效率比手工焊大

17、5-10倍、焊劑和熔渣保護焊接區(qū)空氣難進入，高的焊速減小了熱影響區(qū)的尺寸，焊劑和熔渣的覆蓋減慢了焊縫的冷卻速度，這些都有利于焊接接頭的良好組織與性能、節(jié)省金屬材料和電能、勞動條件得到改善。缺點；設備復雜昂貴、接頭加工與裝配要求嚴格、焊接位置有限制一般只在平焊位置。4）工藝參數焊接電流 增加焊接電流熔深增加熔寬不變余高增加。焊接電壓 焊接電壓與電弧長度成正比，增加焊接電壓熔寬增加熔深和余高不變。焊接速度 焊速在40m/h之內，熔深通常隨焊速增大而增加焊絲直徑 一般在3-6mm焊絲直徑3.04.05.06.0電流范圍200-1000340-1100400-1300600-1600焊絲伸出長度 通常

18、為30-40mm,過大焊絲熔化過快熔深變淺余高增大。七·焊接缺陷，形成原因及防治措施1） 外部缺陷焊縫外形尺寸不符合要求 原因；焊接坡口不合適，裝配間隙不均勻、焊接規(guī)范不合適、從操作方法不當。措施；坡口加工符合設計要求，掌握好裝配間隙、選擇合適焊接工藝規(guī)范、提高操作者技能。焊瘤和下榻及下垂 原因；焊接電流過大、焊速太慢，焊接坡口鈍邊小、間隙大、運條不當操作不熟練。措施；正確擺動焊條、嚴格控制熔池溫度，仰立焊時比平焊時小10-15%?；】?原因；熄弧太快、電流過大、自動焊時沒有先停機在切斷電源。措施；注意收弧，正確選擇焊接電流和運條方法，利用引弧板，自動焊時先停機后關電源。凹坑 原因；

19、焊接時熔池過大溫度高，表面張力減小鐵水下垂、運條速度慢焊條角度不合適。措施；電流合適，控制熔池溫度正確運條。咬邊 原因；焊接電流大，溫度高，焊條角度不當及運條快。自動焊時焊接速度過快或不穩(wěn)熔寬變窄。角焊縫時焊條角度和電弧長度不合適及運條不穩(wěn)。措施；正確選擇焊接電流合理運條，掌握焊條角度穩(wěn)定弧長，自動焊時正確選擇焊接規(guī)范。2） 內部缺陷氣孔 原因；焊條或焊劑受潮未烘干，焊條藥皮脫落烘干溫度過高 ，焊口坡口有水、油、銹未清理，電流過小焊速過快熔池時間短氣體未逸出，焊接電流過大藥皮脫落空氣進入，焊件含碳量高焊條焊劑脫氧能力差，堿性焊條電弧過長保護能力差。措施；正確掌握焊條焊劑焊絲烘干溫度和時間，清理

20、坡口兩側油水銹，選擇合適的焊接電流電壓焊速，短弧操作。夾渣 原因；坡口角度小焊接電流小，藥皮成塊脫落沒完全融化，熔渣清理不干凈，運調方法不正確角度不對，熔渣和鐵水分不清。措施；正確選擇焊接規(guī)范，清理焊渣 烘干焊條。未熔合 原因；電流過小焊速過快，焊條偏吹，坡口有處有臟物。措施；選擇合適的焊接線能量確保焊透，正確掌握運條速度提高焊接技能，清理層間熔渣。未焊透 坡口角度小、根部間隙小、鈍邊過厚，焊接電流小、線能量小、焊接速度過快，雙面焊時清理不徹底。措施；選擇合適的破尺寸和裝配間隙，施焊時控制電弧停留時間合理運條，注意清根。裂紋 原因；有低熔點共晶體，焊接殘余應力，淬硬組織和擴散氫的存在和富集。措

21、施；控制焊縫中有害雜質的含量（S/P），采用多層多道焊，控制焊縫余高減少咬邊和根部未焊透以此減少焊接殘余應力。夾鎢 原因；電流過大端部熔化，氣體保護不良鎢極燒損，焊接時鎢極接觸熔池。措施；選擇合適的電流和鎢極直徑，氣體純度符合要求，防止鎢極接觸熔池和焊絲。金屬過熱和過燒 原因；電流過大焊速過慢在某處停留時間過長， 焊絲成分不合適。措施；正確選擇焊接線能量合理運條，采用合格的焊絲防止風大的場合焊接。3）焊接缺陷的危害 引起應力集中，減少設備使用壽命，造成脆斷。八·焊工的安全與防護1）預防處電的安全知識1、弧焊設備的外殼必須接地，而且接地線應牢靠，以免由于漏電而造成觸電事故。2、弧焊設備

22、的初級接線、修理和檢查應有電工進行焊工不可私自隨便拆修。次級接線由焊工進行連接。3、推拉電源閘刀時應戴好干燥的皮手套。4、焊鉗應有可靠的絕緣。中斷工作時，焊鉗應放在安全的地方，防止焊鉗與焊件之間產生短路而燒壞焊機。5、焊接時工作服，手套、絕緣鞋應保持干燥。6、在容器或狹小的工作場所施焊時，須兩人輪流操作，其中一人在外監(jiān)護，以防發(fā)生意外，立即切斷電源便于急救。7、在潮濕的地方工作時，應用干燥的木板或橡膠片等絕緣物坐墊板。8、在光線暗的地方，容器內操作或夜間工作時，使用的照明燈的電壓應不大于36伏。9、更換焊條時，不僅應帶好手套，而且應避免身體與焊件接觸。10、焊接電纜必須有完整的絕緣，不可將電纜

23、放在焊接電弧附近或 熱的焊縫金屬上，避免高溫而燒壞絕緣層；同時要避免碰 磨損。焊接電纜如有破損應立即進行修理或調換。2）預防火災和爆炸地安全知識 1、焊接前要認真檢查工作場地周圍是否有易燃、易爆物品（如棉紗、油漆、汽油、煤油、木屑、乙炔發(fā)生器等），如又依易燃、易爆物，應將這些物品搬離工作點5米以外。2、在高空作業(yè)時更應注意防止金屬火花飛濺而引起的火災。3、嚴禁在有壓力的容器和管道上進行焊接。4、焊補儲存過易燃物的容器（如汽油箱等）時。焊前必須將容器內介質放盡，并用堿水清洗內壁，再用壓縮空氣吹干，應將所有孔蓋打開，確認安全可靠方可焊接。5、焊條頭及焊后的焊件不能隨便亂扔，要妥善管理、更要不能扔在易燃、易爆物品的附近，以免發(fā)生火災。3）預防有害氣體和煙塵的安全知識1、焊接場地應有良好的通風，以排除煙塵和有害氣體。2、在容器內或狹小的地方焊接時應采用壓縮空氣通風。3、避免多名焊工擁擠在一起操作4）預防弧光輻射的安全知