焊接基本知識(shí).

1、 焊接基本知識(shí)篇焊接基本知識(shí)篇 承壓類特種設(shè)備常用焊接方法承壓類特種設(shè)備常用焊接方法 焊接接頭焊接接頭 焊接應(yīng)力和變形焊接應(yīng)力和變形 承壓類特種設(shè)備常用鋼材的焊接承壓類特種設(shè)備常用鋼材的焊接 焊接焊接：通過：通過加熱或加壓加熱或加壓，或兩者并用或兩者并用，并且，并且用或不用填充材料用或不用填充材料，使得工件結(jié)合在，使得工件結(jié)合在一起的方法。焊接的一起的方法。焊接的分類：熔化焊、壓力焊、釬焊分類：熔化焊、壓力焊、釬焊。熔化焊熔化焊：利用熱源，使連接部位局部熔化為液體，再結(jié)晶成一體。微觀上：利用熱源，使連接部位局部熔化為液體，再結(jié)晶成一體。微觀上形成共形成共同晶粒同晶粒。壓力焊：利用摩擦、擴(kuò)散和加

2、壓等物理作用，使連接表面的原子相互接近晶格距壓力焊：利用摩擦、擴(kuò)散和加壓等物理作用，使連接表面的原子相互接近晶格距離，在固態(tài)下實(shí)現(xiàn)連接。微觀上形成共同晶粒。離，在固態(tài)下實(shí)現(xiàn)連接。微觀上形成共同晶粒。釬焊：將焊件和釬料加熱到低于焊件溫度而高于釬料溫度，使液態(tài)釬料潤濕焊件釬焊：將焊件和釬料加熱到低于焊件溫度而高于釬料溫度，使液態(tài)釬料潤濕焊件表面，冷卻后結(jié)晶形成一體。微觀上不形成共同晶粒。表面，冷卻后結(jié)晶形成一體。微觀上不形成共同晶粒。一、承壓類特種設(shè)備常用的焊接方法一、承壓類特種設(shè)備常用的焊接方法 承承壓類特種設(shè)備焊接壓類特種設(shè)備焊接大多采用熔化焊，方法有焊條電弧焊、埋弧焊、氣體保護(hù)大多采用熔化焊

3、，方法有焊條電弧焊、埋弧焊、氣體保護(hù)焊、電渣焊、等離子弧焊等。焊、電渣焊、等離子弧焊等。最常用為焊條電弧焊、埋弧焊、氣體保護(hù)焊最常用為焊條電弧焊、埋弧焊、氣體保護(hù)焊。（一）（一）焊條電弧焊（焊條電弧焊（SMAW）：）： 1 原理原理：利用：利用焊條和焊件之間的電弧熱焊條和焊件之間的電弧熱，將，將焊條及部分焊件熔化形成焊縫焊條及部分焊件熔化形成焊縫的連的連接方法。焊接過程中焊條藥皮熔化分解成氣體和熔渣，在接方法。焊接過程中焊條藥皮熔化分解成氣體和熔渣，在氣體和熔渣共同保護(hù)氣體和熔渣共同保護(hù)下，有效地排除了周圍空氣對(duì)熔化金屬的有害影響。通過高溫下熔化金屬與熔渣下，有效地排除了周圍空氣對(duì)熔化金屬的有

4、害影響。通過高溫下熔化金屬與熔渣之間的冶金反映，還原并凈化焊縫金屬，從而得到優(yōu)質(zhì)的焊縫。之間的冶金反映，還原并凈化焊縫金屬，從而得到優(yōu)質(zhì)的焊縫。 焊條電弧焊原理圖焊條電弧焊原理圖 實(shí)操圖實(shí)操圖 焊條電弧焊設(shè)備簡單，便于操作，焊條電弧焊設(shè)備簡單，便于操作，適用于適用于室內(nèi)外室內(nèi)外各種位置的焊接各種位置的焊接，可以焊接可以焊接碳碳鋼、低合金鋼、不銹鋼等鋼、低合金鋼、不銹鋼等各種材料各種材料，在承壓類特種設(shè)備制造與安裝中使用廣泛，在承壓類特種設(shè)備制造與安裝中使用廣泛，比如鋼板對(duì)接，接管與筒體、封頭的焊接，管子之間的焊接等。比如鋼板對(duì)接，接管與筒體、封頭的焊接，管子之間的焊接等。 缺點(diǎn)是生產(chǎn)效率低、勞

5、動(dòng)強(qiáng)度大、對(duì)焊工的技術(shù)水平要求較高等。缺點(diǎn)是生產(chǎn)效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、對(duì)焊工的技術(shù)水平要求較高等。2、焊條電弧焊設(shè)備焊條電弧焊設(shè)備 a、交流電焊機(jī)交流電焊機(jī)：也叫：也叫交流弧焊變壓器交流弧焊變壓器，在焊條電弧焊中應(yīng)用廣泛。其，在焊條電弧焊中應(yīng)用廣泛。其空載空載電壓為電壓為6080V，具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、效率高、節(jié)省電能和使用維護(hù)方便等，具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、效率高、節(jié)省電能和使用維護(hù)方便等特點(diǎn)。特點(diǎn)。 b、旋轉(zhuǎn)式直流電焊機(jī)：由發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)機(jī)組組成，焊接電流可在較大范、旋轉(zhuǎn)式直流電焊機(jī)：由發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)機(jī)組組成，焊接電流可在較大范圍內(nèi)均勻調(diào)節(jié)以滿足焊接工藝要求，電弧燃燒穩(wěn)定。圍內(nèi)均勻調(diào)節(jié)以滿足

6、焊接工藝要求，電弧燃燒穩(wěn)定。 c、硅整流式直流電焊機(jī)硅整流式直流電焊機(jī)：將工頻交流電整流變?yōu)橹绷麟姷暮笚l電弧焊設(shè)備。：將工頻交流電整流變?yōu)橹绷麟姷暮笚l電弧焊設(shè)備。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)。近些與旋轉(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)。近些年來，這種電焊機(jī)年來，這種電焊機(jī)正逐步替代了旋轉(zhuǎn)式直流電焊機(jī)正逐步替代了旋轉(zhuǎn)式直流電焊機(jī)。 直流電源的特點(diǎn)是直流電源的特點(diǎn)是電弧燃燒穩(wěn)定電弧燃燒穩(wěn)定。直流電源。直流電源分為正接、反接兩種分為正接、反接兩種接法。接法。正接正接是指工件接正極、焊條接負(fù)極是指工件接正極、焊條接負(fù)極；否則就是反接。在焊接

7、承壓類特種設(shè)備受壓部件；否則就是反接。在焊接承壓類特種設(shè)備受壓部件等重要結(jié)構(gòu)時(shí)，常選用低氫型焊條以保證質(zhì)量，這種焊條一般都要求采用直流反等重要結(jié)構(gòu)時(shí)，常選用低氫型焊條以保證質(zhì)量，這種焊條一般都要求采用直流反接電源。接電源。 交流電焊機(jī)交流電焊機(jī) 硅整流式直流電焊機(jī)硅整流式直流電焊機(jī)3、焊條電弧焊焊條焊條電弧焊焊條 由焊芯和藥皮組成。由焊芯和藥皮組成。 電焊條電焊條焊芯焊芯：焊條中被藥皮包覆的金屬芯。作用為：焊條中被藥皮包覆的金屬芯。作用為：a)作為電極產(chǎn)生電弧作為電極產(chǎn)生電?。籦)在電弧作用下熔化后，在電弧作用下熔化后，作為填充金屬與熔化了的母材混合形成焊縫作為填充金屬與熔化了的母材混合形成焊

8、縫。 B 藥皮藥皮：涂敷在焊芯表面的有效成分。作用為：涂敷在焊芯表面的有效成分。作用為： a)穩(wěn)弧穩(wěn)弧作用作用 藥皮中含有穩(wěn)弧物質(zhì)，可保證電弧穩(wěn)定燃燒。藥皮中含有穩(wěn)弧物質(zhì)，可保證電弧穩(wěn)定燃燒。 b)保護(hù)保護(hù)作用作用 藥皮熔化后產(chǎn)生大量氣體籠罩著電弧區(qū)和熔池，把熔化金屬與空氣隔絕開，藥皮熔化后產(chǎn)生大量氣體籠罩著電弧區(qū)和熔池，把熔化金屬與空氣隔絕開，熔渣冷卻后，在高溫焊縫表面上形成渣殼，可防止焊縫金屬表面金屬不被氧化并減緩冷熔渣冷卻后，在高溫焊縫表面上形成渣殼，可防止焊縫金屬表面金屬不被氧化并減緩冷卻速度，改善焊縫成形。卻速度，改善焊縫成形。 c)冶金冶金作用作用 藥皮中含有脫氧劑和合金劑，通過熔

9、渣與熔化金屬的化學(xué)反應(yīng)，可減少有藥皮中含有脫氧劑和合金劑，通過熔渣與熔化金屬的化學(xué)反應(yīng)，可減少有害物質(zhì)對(duì)焊縫金屬的危害，改善焊縫金屬的力學(xué)性能。害物質(zhì)對(duì)焊縫金屬的危害，改善焊縫金屬的力學(xué)性能。 d)摻合金摻合金 由于電弧的高溫作用，焊縫金屬中所含的某些合金元素被燒損，這樣會(huì)使得由于電弧的高溫作用，焊縫金屬中所含的某些合金元素被燒損，這樣會(huì)使得焊縫的力學(xué)性能降低。通過在藥皮中加入鐵合金或純合金元素，使之隨藥皮的熔化而過焊縫的力學(xué)性能降低。通過在藥皮中加入鐵合金或純合金元素，使之隨藥皮的熔化而過渡到焊縫金屬中去，以彌補(bǔ)合金元素?zé)龘p，提高焊縫金屬力學(xué)性能。渡到焊縫金屬中去，以彌補(bǔ)合金元素?zé)龘p，提高焊

10、縫金屬力學(xué)性能。 e)改善焊接工藝性能改善焊接工藝性能：調(diào)整藥皮成分，可改變藥皮的熔點(diǎn)和凝固溫：調(diào)整藥皮成分，可改變藥皮的熔點(diǎn)和凝固溫度，可適應(yīng)各種焊接位置需要。度，可適應(yīng)各種焊接位置需要。 C 焊條的種類焊條的種類 按照用途按照用途分為：碳鋼焊條、低合金鋼焊條、不銹鋼焊條、耐熱鋼焊分為：碳鋼焊條、低合金鋼焊條、不銹鋼焊條、耐熱鋼焊條、堆焊焊條、銅及銅合金焊條等；條、堆焊焊條、銅及銅合金焊條等； 按照按照藥皮熔化后所形成的藥皮熔化后所形成的熔渣的酸堿度熔渣的酸堿度不同分為：不同分為：酸性焊條（熔渣酸性焊條（熔渣堿度堿度1.5）兩大類。兩大類。酸性焊條酸性焊條藥皮中主要含有藥皮中主要含有SiO2

11、、MnO2等酸性氧化物及少量有機(jī)等酸性氧化物及少量有機(jī)物，氧化性較強(qiáng)，施焊時(shí)合金元素?zé)龘p大，焊縫金屬氧氮含量高，物，氧化性較強(qiáng)，施焊時(shí)合金元素?zé)龘p大，焊縫金屬氧氮含量高，焊縫力學(xué)性能差，尤其是沖擊韌性較低。焊縫力學(xué)性能差，尤其是沖擊韌性較低。難于脫硫脫磷，焊條抗裂性較差。酸性渣較粘難于脫硫脫磷，焊條抗裂性較差。酸性渣較粘，在冷卻過程中渣，在冷卻過程中渣的粘度逐漸增加（的粘度逐漸增加（長渣長渣）。）。但但焊條工藝性能良好，成形美觀，對(duì)銹、油、水分等敏感性不大，焊條工藝性能良好，成形美觀，對(duì)銹、油、水分等敏感性不大，抗氣孔能力強(qiáng)抗氣孔能力強(qiáng)。常用于一般構(gòu)件的焊接。常用于一般構(gòu)件的焊接。典型酸性焊條

12、牌號(hào)典型酸性焊條牌號(hào)J422（E4303）。）。堿性焊條堿性焊條藥皮中主要含有藥皮中主要含有CaCO3、CaF2等堿性氧化物，并含有較多鐵合等堿性氧化物，并含有較多鐵合金作為脫氧劑和滲合金劑，使焊條有足夠的脫氧能力。金作為脫氧劑和滲合金劑，使焊條有足夠的脫氧能力。堿性渣流動(dòng)性好堿性渣流動(dòng)性好，在冷卻過程中渣的粘度增加很快（，在冷卻過程中渣的粘度增加很快（短渣短渣），焊），焊縫金屬中含氫量低，也叫縫金屬中含氫量低，也叫“低氫焊條低氫焊條”。抗裂性好，焊縫金屬力學(xué)性能尤其是沖擊韌性較高抗裂性好，焊縫金屬力學(xué)性能尤其是沖擊韌性較高。缺點(diǎn)是對(duì)銹、油污、水分等較敏感，容易產(chǎn)生氣孔缺陷；電弧穩(wěn)缺點(diǎn)是對(duì)銹、

13、油污、水分等較敏感，容易產(chǎn)生氣孔缺陷；電弧穩(wěn)定性差，一般只適用于直流電定性差，一般只適用于直流電。多用于焊接多用于焊接重要結(jié)構(gòu)，高壓鍋爐和容器、壓力管道重要結(jié)構(gòu)，高壓鍋爐和容器、壓力管道焊接中常用。焊接中常用。典型牌號(hào)為典型牌號(hào)為J507（E5015）。）。4 、焊條電弧焊的焊接位置焊條電弧焊的焊接位置 基本焊接位置有平焊、立焊、橫焊、仰焊四種基本焊接位置有平焊、立焊、橫焊、仰焊四種。見下圖。見下圖。管子環(huán)焊縫的焊接位置管子環(huán)焊縫的焊接位置也有四種基本形式，即也有四種基本形式，即水平轉(zhuǎn)動(dòng)（水平轉(zhuǎn)動(dòng)（1G）、垂直固定（）、垂直固定（2G）、水）、水平固定（平固定（5G）、）、45位置（位置（6G

14、）。）。見下圖。見下圖。 管子對(duì)縫焊接位置圖5、焊條電弧焊焊接規(guī)范焊條電弧焊焊接規(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。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。包括焊接電流、包括焊接電流、電弧電壓、焊條種類和直徑、焊接速度、焊層數(shù)、焊道數(shù)電弧電壓、焊條種類和直徑、焊接速度、焊層數(shù)、焊道數(shù)等。等。1) 焊接電流焊接電流增大電流增大電流，會(huì)，會(huì)增大增大焊接焊接熔深熔深，提高效率。，提高效率。但但電流過大電流過大，會(huì)使焊條芯過熱，藥皮脫落，會(huì)使焊條芯過熱，藥皮脫落，會(huì)造成咬邊、燒穿會(huì)造成咬邊、燒穿等等缺陷。缺陷。但但電流過小電流過小，會(huì)造成未焊透、夾渣會(huì)造

15、成未焊透、夾渣等缺陷。等缺陷。 電流和熔深關(guān)系圖電流和熔深關(guān)系圖2)電弧電壓電弧電壓電壓越高電壓越高。熔熔化化寬寬度度越大越大。由電弧長度決定，由電弧長度決定，電弧越長，電壓越高電弧越長，電壓越高。焊條電弧焊時(shí)電壓不宜過高。焊條電弧焊時(shí)電壓不宜過高。3)焊條直徑焊條直徑根據(jù)焊件厚度來選擇，根據(jù)焊件厚度來選擇，工件越薄所用焊條越細(xì)工件越薄所用焊條越細(xì)。一般選一般選3.2、4.0、5.0mm。多層焊時(shí)第一層應(yīng)使用直徑不超過多層焊時(shí)第一層應(yīng)使用直徑不超過3.2mm的焊條。的焊條。d)焊接速度焊接速度通常，焊速不超過通常，焊速不超過10m/h，工件愈薄，焊速應(yīng)愈大。，工件愈薄，焊速應(yīng)愈大。e)焊接層數(shù)

16、焊接層數(shù)中厚度板（中厚度板（625mm）應(yīng)使用多層焊。）應(yīng)使用多層焊。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，層數(shù)大約是焊件厚度與焊條直徑之比。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，層數(shù)大約是焊件厚度與焊條直徑之比。6、焊條編號(hào)舉例、焊條編號(hào)舉例a)GB/T5117-2012非合金鋼及細(xì)晶粒鋼焊條非合金鋼及細(xì)晶粒鋼焊條 E 5 0 1 5前兩位，表示熔敷金屬抗拉前兩位，表示熔敷金屬抗拉強(qiáng)度的最小值為強(qiáng)度的最小值為490MPa。第三和四位，表示焊接電流第三和四位，表示焊接電流種類和藥皮類型，種類和藥皮類型，15表示低表示低氫型藥皮，直流反氫型藥皮，直流反接接第三位，表示焊接位置。第三位，表示焊接位置。0和和1表示全位置焊接；表示全位置焊接；2表

17、示適用于平焊和平角表示適用于平焊和平角焊；焊；4表示適于向下立焊。表示適于向下立焊。E表示焊條表示焊條b)GB/T5118-2012熱強(qiáng)鋼焊條熱強(qiáng)鋼焊條 E 5 0 1 8-A1前兩位，表示熔敷金屬前兩位，表示熔敷金屬抗拉強(qiáng)度的最小值為抗拉強(qiáng)度的最小值為490MPa。18表示低氫型藥皮，表示低氫型藥皮，交流或直流反交流或直流反接接1表示全位置焊接表示全位置焊接E表示焊條表示焊條A1表示熔敷金屬化學(xué)表示熔敷金屬化學(xué)成分分類代號(hào)成分分類代號(hào)6）焊條編號(hào)舉例）焊條編號(hào)舉例a)GB/T983-2012不銹鋼焊條不銹鋼焊條 E 3 0 8-16308表示熔敷金屬表示熔敷金屬化學(xué)成分分類代號(hào)。化學(xué)成分分類

18、代號(hào)。16表示金紅石型藥皮，表示金紅石型藥皮，直流反直流反接接1表示全位置焊接表示全位置焊接E表示焊條表示焊條（二）、（二）、埋弧焊（埋弧焊（SAW）1)特點(diǎn)特點(diǎn)焊接過程中，主要的焊接操作如引燃及熄滅電弧、送進(jìn)焊絲、移動(dòng)工件等工作都焊接過程中，主要的焊接操作如引燃及熄滅電弧、送進(jìn)焊絲、移動(dòng)工件等工作都由機(jī)械自動(dòng)完成。由機(jī)械自動(dòng)完成。電弧掩埋在焊劑層下面燃燒，電弧掩埋在焊劑層下面燃燒，弧光不可見弧光不可見。焊接材料通常為焊絲和焊劑焊接材料通常為焊絲和焊劑。埋弧焊原理圖2)、埋弧焊與焊條電弧焊相比、埋弧焊與焊條電弧焊相比優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)如下：如下：采用采用電流大，熔深大電流大，熔深大，生產(chǎn)效率高。，生產(chǎn)效

19、率高?？梢詫?shí)現(xiàn)可以實(shí)現(xiàn)高焊速高焊速，高焊速大大，高焊速大大減少熱影響區(qū)范圍減少熱影響區(qū)范圍；熱量集中，工件厚度熱量集中，工件厚度小時(shí)可以不開坡口小時(shí)可以不開坡口?；」獠豢梢姡附訜熿F少，勞動(dòng)條件改善明顯弧光不可見，焊接煙霧少，勞動(dòng)條件改善明顯。實(shí)操圖局限性局限性：設(shè)備昂貴，弧光不可見，對(duì)接頭加工與裝配要求嚴(yán)格；焊接位置：設(shè)備昂貴，弧光不可見，對(duì)接頭加工與裝配要求嚴(yán)格；焊接位置一般處于一般處于平焊平焊位置。位置。 常用于焊接長的直線焊縫及大直徑（常用于焊接長的直線焊縫及大直徑（500mm）圓筒容器環(huán)焊縫。）圓筒容器環(huán)焊縫。3)埋弧焊用焊絲與焊劑埋弧焊用焊絲與焊劑焊絲焊絲焊絲直徑焊絲直徑1.65m

20、m。前面加上前面加上“H”。如焊絲牌號(hào)。如焊絲牌號(hào)H08，H08A，H10Mn2SiA等。等。碳素鋼、低合金鋼碳素鋼、低合金鋼，主要是為，主要是為保證力學(xué)性能保證力學(xué)性能；CrMo鋼、不銹鋼鋼、不銹鋼，主要是，主要是保證化學(xué)成分與焊件相當(dāng)保證化學(xué)成分與焊件相當(dāng)；異種鋼異種鋼一般一般按強(qiáng)度級(jí)別較低的鋼種選擇焊絲按強(qiáng)度級(jí)別較低的鋼種選擇焊絲。焊劑焊劑焊接時(shí)形成熔渣和氣體，作用如同焊條中的藥皮焊接時(shí)形成熔渣和氣體，作用如同焊條中的藥皮。如焊劑如焊劑431，計(jì)為，計(jì)為HJ431。第一位數(shù)字表示氧化錳的平均含量，如第一位數(shù)字表示氧化錳的平均含量，如“4”表示含表示含MnO30%。第二位數(shù)字表示二氧化硅、

21、氟化鈣的平均含量，如第二位數(shù)字表示二氧化硅、氟化鈣的平均含量，如“3”表示高硅低氟型表示高硅低氟型（SiO230%,CaF210%）。）。末位數(shù)字表示同類焊劑的不同序號(hào)。末位數(shù)字表示同類焊劑的不同序號(hào)。承壓設(shè)備用焊接材料訂貨技術(shù)條件承壓設(shè)備用焊接材料訂貨技術(shù)條件第第4部分：埋弧焊鋼焊絲和焊劑部分：埋弧焊鋼焊絲和焊劑4）埋弧焊其他概念）埋弧焊其他概念成形系數(shù)成形系數(shù)：熔寬與熔深之比熔寬與熔深之比。成形系數(shù)較小時(shí)，焊縫形貌深而窄，雜質(zhì)不易浮出，易產(chǎn)生裂紋、氣孔、夾渣等缺陷。成形系數(shù)較小時(shí)，焊縫形貌深而窄，雜質(zhì)不易浮出，易產(chǎn)生裂紋、氣孔、夾渣等缺陷。一般將成形系數(shù)一般將成形系數(shù)控制在控制在1.32.

22、0。熔合比熔合比：母材在焊縫中所占的截面百分比母材在焊縫中所占的截面百分比。熔合比影響焊縫化學(xué)成分、力學(xué)性能和金相組織。熔合比影響焊縫化學(xué)成分、力學(xué)性能和金相組織。焊條電弧焊熔合比在焊條電弧焊熔合比在10%100%；埋弧焊熔合比在；埋弧焊熔合比在60%70%。焊絲直徑及伸出長度：焊絲直徑及伸出長度：直徑增大直徑增大，弧柱直徑增大，加熱范圍增大，弧柱直徑增大，加熱范圍增大，熔寬增大而熔深減小熔寬增大而熔深減小。焊絲伸出長度增大，熔深變小，余高增大焊絲伸出長度增大，熔深變小，余高增大。埋弧焊焊絲伸出長度一般為埋弧焊焊絲伸出長度一般為3040mm。（三）（三）氣體保護(hù)焊氣體保護(hù)焊1）分類）分類根據(jù)焊

23、接時(shí)電極是否熔化根據(jù)焊接時(shí)電極是否熔化，分為熔化極氣體保護(hù)焊（分為熔化極氣體保護(hù)焊（GMAW）和不熔化極氣體保護(hù)焊）和不熔化極氣體保護(hù)焊。熔化極氣體保護(hù)焊如二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊、熔化極氬弧焊等。熔化極氣體保護(hù)焊如二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊、熔化極氬弧焊等。不熔化極氣體保護(hù)焊不熔化極氣體保護(hù)焊如如鎢極氬弧焊鎢極氬弧焊（GTAW）、鎢極惰性氣體保護(hù)焊（）、鎢極惰性氣體保護(hù)焊（TIG）等。等。GTAW焊接GMAW設(shè)備2）特點(diǎn)特點(diǎn)明弧明弧焊接，工件焊接，工件變形小變形小，熔池可控熔池可控；用用惰性氣體作保護(hù)氣體惰性氣體作保護(hù)氣體時(shí)，時(shí)，可焊接各種活潑金屬可焊接各種活潑金屬或有色金屬及其合金；或有色金屬及其合金；

24、因因二氧化碳是氧化性氣體二氧化碳是氧化性氣體，高溫下氧化作用劇烈，不能焊接活潑金屬，一般，高溫下氧化作用劇烈，不能焊接活潑金屬，一般用用來焊接碳鋼、低合金鋼來焊接碳鋼、低合金鋼；3）鎢極氬弧焊（鎢極氬弧焊（GTAW）電極只發(fā)射電子產(chǎn)生電弧，本身不熔化電極只發(fā)射電子產(chǎn)生電弧，本身不熔化，通常采用熔點(diǎn)較高的釷鎢極等；，通常采用熔點(diǎn)較高的釷鎢極等；為防止鎢燒損，一般采用直流正接法為防止鎢燒損，一般采用直流正接法；在薄板、管子打底焊中多采用鎢極氬弧焊在薄板、管子打底焊中多采用鎢極氬弧焊。工件(接正)鎢極（接負(fù)）鎢極氬弧焊優(yōu)點(diǎn)鎢極氬弧焊優(yōu)點(diǎn)：適合于各種鋼材焊接，明弧，全位置，焊縫成形致密，美觀適合于各種

25、鋼材焊接，明弧，全位置，焊縫成形致密，美觀；缺點(diǎn)是氬氣成本高，控制系統(tǒng)復(fù)雜，只能焊薄壁工件缺點(diǎn)是氬氣成本高，控制系統(tǒng)復(fù)雜，只能焊薄壁工件；4）熔化極氣體保護(hù)焊（熔化極氣體保護(hù)焊（GMAW）（以二氧化碳?xì)獗：笧槔ㄒ远趸細(xì)獗：笧槔?以焊絲作為熔化電極，靠焊絲和工件之間的電弧熱熔化焊絲和部分工件實(shí)現(xiàn)焊接。以焊絲作為熔化電極，靠焊絲和工件之間的電弧熱熔化焊絲和部分工件實(shí)現(xiàn)焊接。特點(diǎn)：特點(diǎn)：成本低，接頭質(zhì)量好，生產(chǎn)率高，操作性能好成本低，接頭質(zhì)量好，生產(chǎn)率高，操作性能好等；等；飛濺大飛濺大，焊接，焊接煙霧大煙霧大，弧光強(qiáng)弧光強(qiáng)；二氧化碳為氧化性氣體，一般二氧化碳為氧化性氣體，一般只用來焊接碳鋼

26、、低合金鋼只用來焊接碳鋼、低合金鋼。二保焊原理圖（四）（四）等離子弧焊（等離子弧焊（PAW）為壓縮電弧，為壓縮電弧，電弧挺直，能量密度大電弧挺直，能量密度大，電弧穿透能力強(qiáng)。，電弧穿透能力強(qiáng)。焊接質(zhì)量高。焊接質(zhì)量高?？珊附痈鞣N金屬可焊接各種金屬。焊接設(shè)備復(fù)雜，焊接參數(shù)控制難度較大。焊接設(shè)備復(fù)雜，焊接參數(shù)控制難度較大。 (五五)、電渣焊（電渣焊（ESW）利用電流通過液體熔渣所產(chǎn)生的電阻熱實(shí)現(xiàn)焊接。利用電流通過液體熔渣所產(chǎn)生的電阻熱實(shí)現(xiàn)焊接。一般于垂直位置焊接。一般于垂直位置焊接。適合大厚度工件，因焊接時(shí)熱量大，無需開坡口。適合大厚度工件，因焊接時(shí)熱量大，無需開坡口。因焊接熱輸入大，高溫停留時(shí)間長

27、，接頭處易產(chǎn)生粗大組織，因焊接熱輸入大，高溫停留時(shí)間長，接頭處易產(chǎn)生粗大組織，焊后一般進(jìn)行細(xì)化晶粒焊后一般進(jìn)行細(xì)化晶粒處理，如正火處理，如正火等等。 電渣焊原理示意圖二、焊接接頭二、焊接接頭（一）、焊接接頭及坡口形式（一）、焊接接頭及坡口形式一般分為對(duì)接接頭、角接接頭、一般分為對(duì)接接頭、角接接頭、T型接頭、搭接接頭型接頭、搭接接頭。 常見接頭形式每種接頭形式，又有不同的坡口形式。每種接頭形式，又有不同的坡口形式。坡口形式有坡口形式有V型、型、U型型、I型（不開坡口）、型（不開坡口）、X型型（雙（雙V型）、型）、雙雙U型型、K型、型、J型等。型等。常見坡口形式1、接頭形式特點(diǎn)接頭形式特點(diǎn)對(duì)接接頭

28、形式最常見，對(duì)接接頭形式最常見，對(duì)接接頭處結(jié)構(gòu)基本是連續(xù)的，承載后應(yīng)力分布較對(duì)接接頭處結(jié)構(gòu)基本是連續(xù)的，承載后應(yīng)力分布較為均勻?yàn)榫鶆?。搭接接頭焊縫屬于角焊縫，接頭處結(jié)構(gòu)明顯不連續(xù)，承載后接頭受力復(fù)雜，搭接接頭焊縫屬于角焊縫，接頭處結(jié)構(gòu)明顯不連續(xù)，承載后接頭受力復(fù)雜，應(yīng)力集中較對(duì)接接頭嚴(yán)重得多，承壓設(shè)備一般不允許采用搭接接頭。應(yīng)力集中較對(duì)接接頭嚴(yán)重得多，承壓設(shè)備一般不允許采用搭接接頭。角接接頭和角接接頭和T型接頭，在接頭處的構(gòu)件結(jié)構(gòu)是不連續(xù)的，應(yīng)力集中較對(duì)接型接頭，在接頭處的構(gòu)件結(jié)構(gòu)是不連續(xù)的，應(yīng)力集中較對(duì)接接頭嚴(yán)重得多，承載后應(yīng)力分布復(fù)雜，但承壓設(shè)備很多時(shí)候避免不了該類接接頭嚴(yán)重得多，承載后應(yīng)

29、力分布復(fù)雜，但承壓設(shè)備很多時(shí)候避免不了該類接頭，一般來講承壓設(shè)備用角接接頭和頭，一般來講承壓設(shè)備用角接接頭和T型接頭都應(yīng)該開雙面坡口施焊。型接頭都應(yīng)該開雙面坡口施焊。2、坡口形式選擇的原則坡口形式選擇的原則保證焊透。保證焊透。填充金屬盡可能的少。填充金屬盡可能的少。方便施焊。方便施焊。盡量減少焊接變形量。盡量減少焊接變形量。以V型坡口為例，a:坡口角度，保證焊透和清渣；b:間隙，保證焊透；p:鈍邊，防止燒穿和焊瘤；：焊件板厚。超高壓、高壓鍋爐和壓力容器環(huán)縫焊接中常采用雙超高壓、高壓鍋爐和壓力容器環(huán)縫焊接中常采用雙U型坡口型坡口。低壓鍋爐和容器焊接多采用型和低壓鍋爐和容器焊接多采用型和X型坡口型

30、坡口。壓力管道焊接多采用壓力管道焊接多采用V型坡口型坡口。（二）、焊接接頭組成（二）、焊接接頭組成接頭組成：焊縫、熔合區(qū)和熱影響區(qū)接頭組成：焊縫、熔合區(qū)和熱影響區(qū)三部分。三部分。焊縫：構(gòu)件經(jīng)焊接后形成的結(jié)合部分，通常是由熔化的母材和焊材組成。焊縫：構(gòu)件經(jīng)焊接后形成的結(jié)合部分，通常是由熔化的母材和焊材組成。熔合區(qū)：焊縫焊材金屬與母材金屬交界的結(jié)合區(qū)域，又稱不完全熔化區(qū)。熔合區(qū)：焊縫焊材金屬與母材金屬交界的結(jié)合區(qū)域，又稱不完全熔化區(qū)。熱影響區(qū)熱影響區(qū)：焊接過程中，：焊接過程中，材料因受熱的影響（但未熔化）而發(fā)生金相組織材料因受熱的影響（但未熔化）而發(fā)生金相組織和力學(xué)性能變化的區(qū)域和力學(xué)性能變化的區(qū)

31、域。該區(qū)域的寬度與焊接方法、焊接工藝、焊件厚度等。該區(qū)域的寬度與焊接方法、焊接工藝、焊件厚度等有關(guān)。有關(guān)。與焊條電弧焊相比，埋弧焊采用大的焊接電流，電弧熱量集中，熔深大，但焊接熱與焊條電弧焊相比，埋弧焊采用大的焊接電流，電弧熱量集中，熔深大，但焊接熱影響區(qū)卻比焊條電弧焊小。影響區(qū)卻比焊條電弧焊小。（三）焊接接頭的組織和性能（三）焊接接頭的組織和性能焊接接頭中，焊接接頭中，焊縫金屬焊縫金屬是是由液態(tài)冷卻至常溫固態(tài)由液態(tài)冷卻至常溫固態(tài)的，期間的，期間經(jīng)歷了二次結(jié)晶過經(jīng)歷了二次結(jié)晶過程程，即從液相轉(zhuǎn)變?yōu)楣滔嗟模磸囊合噢D(zhuǎn)變?yōu)楣滔嗟囊淮谓Y(jié)晶過程一次結(jié)晶過程和在固相狀態(tài)下發(fā)生相變的和在固相狀態(tài)下發(fā)生相變

32、的二次結(jié)晶二次結(jié)晶過程過程。一次結(jié)晶由于冷卻速度快，焊縫金屬元素來不及擴(kuò)散，會(huì)產(chǎn)生化學(xué)成分不均的一次結(jié)晶由于冷卻速度快，焊縫金屬元素來不及擴(kuò)散，會(huì)產(chǎn)生化學(xué)成分不均的現(xiàn)象，稱為偏析?，F(xiàn)象，稱為偏析。碳鋼和低合金鋼的二次結(jié)晶組織是鐵素體加少量珠光體碳鋼和低合金鋼的二次結(jié)晶組織是鐵素體加少量珠光體。隨冷卻速度加快，珠。隨冷卻速度加快，珠光體含量增多、鐵素體含量減少，強(qiáng)度硬度增大，塑性韌性下降。光體含量增多、鐵素體含量減少，強(qiáng)度硬度增大，塑性韌性下降。耐熱鋼（耐熱鋼（Me5%Me5%）在焊前預(yù)熱焊后緩冷條件下，二次結(jié)晶組織為珠光體和部分）在焊前預(yù)熱焊后緩冷條件下，二次結(jié)晶組織為珠光體和部分淬硬組織。淬

33、硬組織。耐熱鋼（耐熱鋼（MeMe：5 59%9%）在焊前預(yù)熱焊后緩冷條件下，二次結(jié)晶組織為貝氏體，）在焊前預(yù)熱焊后緩冷條件下，二次結(jié)晶組織為貝氏體，也可能會(huì)出現(xiàn)馬氏體。也可能會(huì)出現(xiàn)馬氏體。耐熱鋼（耐熱鋼（MeMe：5 59%9%）在焊前預(yù)熱焊后緩冷條件下，二次結(jié)晶組織為貝氏體，）在焊前預(yù)熱焊后緩冷條件下，二次結(jié)晶組織為貝氏體，也可能會(huì)出現(xiàn)馬氏體。也可能會(huì)出現(xiàn)馬氏體。奧氏體不銹鋼二次結(jié)晶組織為奧氏體加少量鐵素體奧氏體不銹鋼二次結(jié)晶組織為奧氏體加少量鐵素體。由于焊縫金屬的化學(xué)成分較合理，二次結(jié)晶晶粒較細(xì)，因此焊縫部位的金由于焊縫金屬的化學(xué)成分較合理，二次結(jié)晶晶粒較細(xì)，因此焊縫部位的金屬具有較好的力

34、學(xué)性能，再加上余高使得焊縫部位受力截面增大，故焊接接屬具有較好的力學(xué)性能，再加上余高使得焊縫部位受力截面增大，故焊接接頭薄弱部位不在焊縫，而在熔合區(qū)及熱影響區(qū)。頭薄弱部位不在焊縫，而在熔合區(qū)及熱影響區(qū)。余高并不能增加整個(gè)接頭的強(qiáng)度余高并不能增加整個(gè)接頭的強(qiáng)度。余高的存在恰好落在熔合區(qū)和熱影響區(qū)余高的存在恰好落在熔合區(qū)和熱影響區(qū)粗晶區(qū)的交界不連續(xù)處，從而導(dǎo)致應(yīng)力集中使接頭的疲勞強(qiáng)度下降粗晶區(qū)的交界不連續(xù)處，從而導(dǎo)致應(yīng)力集中使接頭的疲勞強(qiáng)度下降。1、不易淬火鋼（低碳鋼和低合金鋼）熱影響區(qū)的組織和性能、不易淬火鋼（低碳鋼和低合金鋼）熱影響區(qū)的組織和性能1）熔合區(qū)熔合區(qū)：熔合線附近金屬到母材基體金屬的

35、過渡部分，溫度處于固相線與液相線之間，熔合線附近金屬到母材基體金屬的過渡部分，溫度處于固相線與液相線之間，該區(qū)金屬處于局部熔化狀態(tài)，晶粒粗大，冷卻后的組織和成分不均勻，屬于過熱該區(qū)金屬處于局部熔化狀態(tài)，晶粒粗大，冷卻后的組織和成分不均勻，屬于過熱組織。組織。 區(qū)域很窄，是裂紋和其他局部脆性破壞的區(qū)域很窄，是裂紋和其他局部脆性破壞的“發(fā)源地發(fā)源地”。2）過熱區(qū)過熱區(qū)：位于位于1100以上，晶粒粗大，冷卻后可能出現(xiàn)魏氏組織（鐵素體呈針狀不規(guī)以上，晶粒粗大，冷卻后可能出現(xiàn)魏氏組織（鐵素體呈針狀不規(guī)則交叉。則交叉。晶粒粗大程度與高溫停留時(shí)間一般呈正相關(guān)。晶粒粗大程度與高溫停留時(shí)間一般呈正相關(guān)。焊接速度

36、越快，過熱區(qū)越小。焊接速度越快，過熱區(qū)越小。焊后冷卻速度越快，強(qiáng)度硬度越高，塑性韌性越低。焊后冷卻速度越快，強(qiáng)度硬度越高，塑性韌性越低。 3）正火區(qū)正火區(qū)：位于位于AC31100 之間。之間。熱影響區(qū)中綜合性能最好的區(qū)域。低碳鋼加熱到這個(gè)區(qū)域后，鐵素體和珠光體熱影響區(qū)中綜合性能最好的區(qū)域。低碳鋼加熱到這個(gè)區(qū)域后，鐵素體和珠光體全部轉(zhuǎn)化為奧氏體，由于溫度不高，晶粒未長大，冷卻后得到細(xì)小的組織。全部轉(zhuǎn)化為奧氏體，由于溫度不高，晶粒未長大，冷卻后得到細(xì)小的組織。又叫細(xì)晶區(qū)又叫細(xì)晶區(qū)。 4）部分相變區(qū)部分相變區(qū)：位于位于AC1AC3之間。之間。對(duì)于低碳鋼來說，珠光體和部分鐵素體轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)小奧氏體，另一部

37、分未發(fā)生轉(zhuǎn)對(duì)于低碳鋼來說，珠光體和部分鐵素體轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)小奧氏體，另一部分未發(fā)生轉(zhuǎn)變的鐵素體，在升溫中晶粒變得更加粗大，冷卻后既有奧氏體轉(zhuǎn)變成的細(xì)小鐵素變的鐵素體，在升溫中晶粒變得更加粗大，冷卻后既有奧氏體轉(zhuǎn)變成的細(xì)小鐵素體和珠光體，也有未發(fā)生轉(zhuǎn)變的鐵素體，綜合性能較差。體和珠光體，也有未發(fā)生轉(zhuǎn)變的鐵素體，綜合性能較差。綜上，綜上，接頭中最薄弱部位位于熔合區(qū)和熱影響區(qū)粗晶區(qū)接頭中最薄弱部位位于熔合區(qū)和熱影響區(qū)粗晶區(qū)，該部位在結(jié)構(gòu)上也常是該部位在結(jié)構(gòu)上也常是不連續(xù)的，容易造成應(yīng)力集中，產(chǎn)生破壞不連續(xù)的，容易造成應(yīng)力集中，產(chǎn)生破壞，所以應(yīng)給予重點(diǎn)關(guān)注。，所以應(yīng)給予重點(diǎn)關(guān)注。2 2、易淬火鋼易淬火鋼（含

38、合金較多的高強(qiáng)鋼、（含合金較多的高強(qiáng)鋼、耐熱鋼）熱影響區(qū)的組織與性能耐熱鋼）熱影響區(qū)的組織與性能1)1)熔合區(qū)熔合區(qū)：同不易淬火鋼的熔合區(qū)。同不易淬火鋼的熔合區(qū)。 2)2)淬火區(qū)淬火區(qū)（55）：）：相當(dāng)不易淬火鋼的過熱區(qū)相當(dāng)不易淬火鋼的過熱區(qū)+ +正火區(qū)。正火區(qū)。3 3) )部分淬火區(qū)部分淬火區(qū)（66）：）：加熱溫度在加熱溫度在AC1AC1AC3AC3之間。加熱時(shí)鐵之間。加熱時(shí)鐵素體幾乎不變，珠光體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體；素體幾乎不變，珠光體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體；快冷過程中，奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體或索快冷過程中，奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體或索氏體或珠光體，組織呈現(xiàn)不均勻性。氏體或珠光體，組織呈現(xiàn)不均勻性。 4 4) )回火

39、區(qū)回火區(qū)（77）：）：加熱溫度低于加熱溫度低于AC1AC1，一般不產(chǎn)生組織，一般不產(chǎn)生組織變化。變化。三、焊接應(yīng)力與變形三、焊接應(yīng)力與變形焊接應(yīng)力的存在容易誘發(fā)裂紋的出現(xiàn)。焊接應(yīng)力的存在容易誘發(fā)裂紋的出現(xiàn)。焊接殘余應(yīng)力會(huì)影響設(shè)備的使用性能，可能產(chǎn)生疲勞破壞或應(yīng)力腐蝕破壞。焊接殘余應(yīng)力會(huì)影響設(shè)備的使用性能，可能產(chǎn)生疲勞破壞或應(yīng)力腐蝕破壞。（一）焊接應(yīng)力和變形的概念（一）焊接應(yīng)力和變形的概念焊接過程中，工件受電弧的不均勻加熱而產(chǎn)生的應(yīng)力與變形是暫時(shí)的。焊接過程中，工件受電弧的不均勻加熱而產(chǎn)生的應(yīng)力與變形是暫時(shí)的。當(dāng)工件當(dāng)工件冷卻后，仍然保留在工件上的應(yīng)力和變形叫焊接殘余應(yīng)力和焊接殘余變形冷卻后，仍

40、然保留在工件上的應(yīng)力和變形叫焊接殘余應(yīng)力和焊接殘余變形。1 1、焊接應(yīng)力分類、焊接應(yīng)力分類按引起原因：熱應(yīng)力和組織應(yīng)力。按引起原因：熱應(yīng)力和組織應(yīng)力。按存在時(shí)間：瞬時(shí)應(yīng)力和殘余應(yīng)力。按存在時(shí)間：瞬時(shí)應(yīng)力和殘余應(yīng)力。按作用方向：軸向應(yīng)力、環(huán)向應(yīng)力、徑向應(yīng)力。按作用方向：軸向應(yīng)力、環(huán)向應(yīng)力、徑向應(yīng)力。按空間方向：單向應(yīng)力、兩向應(yīng)力、三向應(yīng)力。按空間方向：單向應(yīng)力、兩向應(yīng)力、三向應(yīng)力。2 2、焊接變形分類、焊接變形分類（二）（二）焊接應(yīng)力與變形的形成焊接應(yīng)力與變形的形成1 1、焊件上溫度分布的不均勻焊件上溫度分布的不均勻由于電弧作用，焊件局部被加熱，形成很大溫度梯度，溫度高的區(qū)域要求由于電弧作用，焊

41、件局部被加熱，形成很大溫度梯度，溫度高的區(qū)域要求伸長量增大而受到約束形成壓應(yīng)力，溫度低的區(qū)域則形成拉應(yīng)力。伸長量增大而受到約束形成壓應(yīng)力，溫度低的區(qū)域則形成拉應(yīng)力。焊縫及近縫區(qū)在高溫時(shí)產(chǎn)生塑性變形，冷卻時(shí)便形成了殘余應(yīng)力。焊縫及近縫區(qū)在高溫時(shí)產(chǎn)生塑性變形，冷卻時(shí)便形成了殘余應(yīng)力。2 2、熔敷金屬的收縮熔敷金屬的收縮冷卻過程中，熔敷金屬要收縮，接頭金屬以外的區(qū)域則限制了它的收縮，冷卻過程中，熔敷金屬要收縮，接頭金屬以外的區(qū)域則限制了它的收縮，便在焊縫區(qū)形成了拉伸應(yīng)力，臨近焊縫的母材區(qū)則形成壓應(yīng)力。便在焊縫區(qū)形成了拉伸應(yīng)力，臨近焊縫的母材區(qū)則形成壓應(yīng)力。3、金相組織的轉(zhuǎn)變金相組織的轉(zhuǎn)變金相組織轉(zhuǎn)變

42、伴隨著體積的轉(zhuǎn)變，造成了內(nèi)應(yīng)力的不同，便對(duì)相鄰組織產(chǎn)生應(yīng)力作金相組織轉(zhuǎn)變伴隨著體積的轉(zhuǎn)變，造成了內(nèi)應(yīng)力的不同，便對(duì)相鄰組織產(chǎn)生應(yīng)力作用。用。4、焊件的剛性拘束焊件的剛性拘束板越厚，變形越小，焊后應(yīng)力越大板越厚，變形越小，焊后應(yīng)力越大。板越薄，變形越大，焊后應(yīng)力越小。板越薄，變形越大，焊后應(yīng)力越小。（三）、（三）、焊接應(yīng)力的控制措施焊接應(yīng)力的控制措施1、合理的焊接和裝配順序合理的焊接和裝配順序盡量使焊縫橫、縱向都能夠自由盡量使焊縫橫、縱向都能夠自由的收縮。的收縮。對(duì)稱焊。對(duì)稱焊。長焊縫采用跳焊法或分段退焊法。長焊縫采用跳焊法或分段退焊法。2 2、反變形法反變形法實(shí)驗(yàn)或計(jì)算確定焊后變形的大小實(shí)驗(yàn)或

43、計(jì)算確定焊后變形的大小和方向。和方向。焊前講工件預(yù)先斜直或彎曲成等焊前講工件預(yù)先斜直或彎曲成等值反向角度。值反向角度。3、加熱減應(yīng)區(qū)法、加熱減應(yīng)區(qū)法焊前選擇焊件的合理部位適焊前選擇焊件的合理部位適當(dāng)加熱，使得焊后冷卻時(shí)與焊當(dāng)加熱，使得焊后冷卻時(shí)與焊縫同時(shí)收縮?？p同時(shí)收縮。4 4、焊前預(yù)熱焊前預(yù)熱目的是減緩焊后冷卻速度。目的是減緩焊后冷卻速度。預(yù)熱溫度通常為預(yù)熱溫度通常為400400以下。以下。5 5、剛性固定法、剛性固定法采用工裝夾具或定位焊固定。采用工裝夾具或定位焊固定。可顯著減小但不能完全消除焊后殘余變形。可顯著減小但不能完全消除焊后殘余變形。（四）（四）消除焊接應(yīng)力的方法消除焊接應(yīng)力的方

44、法1、焊后熱處理（、焊后熱處理（PWHT）采取消應(yīng)力退火的方法將焊件整體或局部加熱到采取消應(yīng)力退火的方法將焊件整體或局部加熱到A1線以下，保溫至少線以下，保溫至少1h以以上再緩慢冷卻，以達(dá)到消除殘余應(yīng)力目的。上再緩慢冷卻，以達(dá)到消除殘余應(yīng)力目的。如如Q345R,PWHT溫度溫度62525，可消殘，可消殘8090%。金屬材料焊后理論最大殘余應(yīng)力為屈服點(diǎn)金屬材料焊后理論最大殘余應(yīng)力為屈服點(diǎn)Re。2、機(jī)械法機(jī)械法錘擊法。錘擊法。卷板機(jī)碾壓。卷板機(jī)碾壓。過載使產(chǎn)生塑變。過載使產(chǎn)生塑變。強(qiáng)度試驗(yàn)?zāi)芤欢ǔ潭壬舷负髿堄鄳?yīng)力。強(qiáng)度試驗(yàn)?zāi)芤欢ǔ潭壬舷负髿堄鄳?yīng)力。3、振動(dòng)法振動(dòng)法（五）焊接變形的矯正五）焊

45、接變形的矯正1、機(jī)械矯正（冷加工）、機(jī)械矯正（冷加工）利用壓力機(jī)、矯直機(jī)、輥床進(jìn)行矯正等。利用壓力機(jī)、矯直機(jī)、輥床進(jìn)行矯正等。薄板波浪變形一般用錘擊矯正。薄板波浪變形一般用錘擊矯正。2、火焰矯正（熱加工）、火焰矯正（熱加工）局部加熱焊件某些部位，使其受熱膨脹，受周圍冷態(tài)金屬制約引起長度方向被局部加熱焊件某些部位，使其受熱膨脹，受周圍冷態(tài)金屬制約引起長度方向被壓縮，冷卻時(shí)收縮而實(shí)現(xiàn)矯正。壓縮，冷卻時(shí)收縮而實(shí)現(xiàn)矯正。四、承壓特種設(shè)備常用鋼材的焊接四、承壓特種設(shè)備常用鋼材的焊接（一）鋼材的焊接性（一）鋼材的焊接性1 1、焊接性的含義焊接性的含義指指被焊鋼材在采用一定的焊接方法、焊接材料、焊接規(guī)范參數(shù)

46、及焊接被焊鋼材在采用一定的焊接方法、焊接材料、焊接規(guī)范參數(shù)及焊接結(jié)構(gòu)形式條件下，獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度結(jié)構(gòu)形式條件下，獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度。1 1）工藝焊接性工藝焊接性；接頭出現(xiàn)各種裂紋的可能性，也稱抗裂性。；接頭出現(xiàn)各種裂紋的可能性，也稱抗裂性。2 2）使用焊接性使用焊接性；接頭在使用中的可靠性，包括力學(xué)性能和化學(xué)特性（如；接頭在使用中的可靠性，包括力學(xué)性能和化學(xué)特性（如耐腐蝕性、耐熱性）等。耐腐蝕性、耐熱性）等。了解及評(píng)價(jià)材料的焊接性，是構(gòu)件設(shè)計(jì)及正確擬定合格焊接工藝的前了解及評(píng)價(jià)材料的焊接性，是構(gòu)件設(shè)計(jì)及正確擬定合格焊接工藝的前提，尤其是對(duì)于新材料而言更是如此。提，尤其是對(duì)于新

47、材料而言更是如此。2 2、焊接性的估算焊接性的估算鋼材的焊接性主要取決于碳和其他合金元素的含量，即主要取決于鋼材鋼材的焊接性主要取決于碳和其他合金元素的含量，即主要取決于鋼材的化學(xué)成分。的化學(xué)成分。碳元素含量增大，鋼材淬硬傾向增大。碳元素含量增大，鋼材淬硬傾向增大。工程上常用工程上常用碳當(dāng)量碳當(dāng)量CeqCeq估算鋼材焊接性估算鋼材焊接性，即以碳的百分含量為基礎(chǔ)，將其，即以碳的百分含量為基礎(chǔ)，將其他合金元素的含量折合成碳的含量，總和即為鋼的碳當(dāng)量。他合金元素的含量折合成碳的含量，總和即為鋼的碳當(dāng)量。IIWIIW（國際焊接學(xué)會(huì)）（國際焊接學(xué)會(huì)） CeqCeq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+

48、(Ni+Cu)/15(%)=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15(%)一般經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為，碳當(dāng)量一般經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為，碳當(dāng)量0.4%,0.6%,0.6%,鋼材淬硬傾向明顯，鋼材可焊性差，需采鋼材淬硬傾向明顯，鋼材可焊性差，需采取較高的預(yù)熱溫度和更嚴(yán)格的工藝措施。取較高的預(yù)熱溫度和更嚴(yán)格的工藝措施。但碳當(dāng)量計(jì)算的缺點(diǎn)是未考慮鋼材的含氫量和接頭拘束度（板厚、焊后但碳當(dāng)量計(jì)算的缺點(diǎn)是未考慮鋼材的含氫量和接頭拘束度（板厚、焊后應(yīng)力條件），因此除碳當(dāng)量估計(jì)之外，還應(yīng)進(jìn)行焊接性試驗(yàn)，作為制定焊應(yīng)力條件），因此除碳當(dāng)量估計(jì)之外，還應(yīng)進(jìn)行焊接性試驗(yàn)，作為制定焊接工藝的依據(jù)。接工藝的依據(jù)。鋼材碳當(dāng)量與最

49、低預(yù)熱溫度之間的關(guān)系鋼材碳當(dāng)量與最低預(yù)熱溫度之間的關(guān)系3 3、焊接性試驗(yàn)、焊接性試驗(yàn)1 1）焊接性試驗(yàn)的主要內(nèi)容焊接性試驗(yàn)的主要內(nèi)容焊接接頭的抗熱裂紋能力。焊接接頭的抗熱裂紋能力。焊接接頭的抗冷裂紋能力。焊接接頭的抗冷裂紋能力。焊接接頭的抗脆性轉(zhuǎn)變能力。焊接接頭的抗脆性轉(zhuǎn)變能力。 焊接接頭的使用性能能力焊接接頭的使用性能能力。 2 2）常見）常見剛性固體對(duì)接焊抗裂試驗(yàn)。剛性固體對(duì)接焊抗裂試驗(yàn)。斜斜Y Y坡口焊接抗裂紋試驗(yàn)（小鐵研試驗(yàn)）。坡口焊接抗裂紋試驗(yàn)（小鐵研試驗(yàn)）。十字接頭裂紋試驗(yàn)。十字接頭裂紋試驗(yàn)。 斜斜Y坡口試驗(yàn)坡口試驗(yàn)碳鋼和低合金鋼熱影響區(qū)碳鋼和低合金鋼熱影響區(qū)冷裂紋常用試驗(yàn)方法冷裂

50、紋常用試驗(yàn)方法4 4、焊接工藝評(píng)定焊接工藝評(píng)定定義定義為為驗(yàn)證所擬定的焊件焊接工藝的正確性驗(yàn)證所擬定的焊件焊接工藝的正確性而進(jìn)行的而進(jìn)行的試驗(yàn)過程及結(jié)果評(píng)價(jià)試驗(yàn)過程及結(jié)果評(píng)價(jià)。目的目的驗(yàn)證施焊單位擬定的焊接工藝是否正確。驗(yàn)證施焊單位擬定的焊接工藝是否正確。評(píng)價(jià)施焊單位是否有能力焊出合乎產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的焊接接頭。評(píng)價(jià)施焊單位是否有能力焊出合乎產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的焊接接頭。 要求要求預(yù)焊接工藝規(guī)程（預(yù)焊接工藝規(guī)程（pWPSpWPS）由施焊單位制定。）由施焊單位制定。 評(píng)定試件評(píng)定試件由施焊單位技能熟練的焊工施焊由施焊單位技能熟練的焊工施焊。焊接設(shè)備由施焊單位提供。焊接設(shè)備由施焊單位提供。承壓設(shè)備焊接工藝評(píng)定（承壓

51、設(shè)備焊接工藝評(píng)定（PQR）具體實(shí)施參照）具體實(shí)施參照NB/T47014（JB/T4708）承壓設(shè)備焊接工藝評(píng)定承壓設(shè)備焊接工藝評(píng)定（二）（二）控制焊接質(zhì)量的工藝措施控制焊接質(zhì)量的工藝措施1 1、預(yù)熱預(yù)熱可顯著降低焊后冷卻速度，減少淬硬組織的形成可顯著降低焊后冷卻速度，減少淬硬組織的形成。減少焊接區(qū)的溫度梯度，降低接頭內(nèi)應(yīng)力并使其分布均勻。減少焊接區(qū)的溫度梯度，降低接頭內(nèi)應(yīng)力并使其分布均勻。擴(kuò)大焊接區(qū)的溫度場，在較寬的區(qū)域處于塑性狀態(tài)，減弱了焊接應(yīng)力的不擴(kuò)大焊接區(qū)的溫度場，在較寬的區(qū)域處于塑性狀態(tài)，減弱了焊接應(yīng)力的不利影響。利影響。改善焊接區(qū)應(yīng)力集中部位，降低殘余應(yīng)力峰值。改善焊接區(qū)應(yīng)力集中部位

52、，降低殘余應(yīng)力峰值。 延長焊接區(qū)在延長焊接區(qū)在100100以上的停留時(shí)間，使氫逸出。以上的停留時(shí)間，使氫逸出。 預(yù)熱溫度一般選擇在預(yù)熱溫度一般選擇在5050250250。預(yù)熱溫度與環(huán)境溫度、焊接材料、坡口形式、。預(yù)熱溫度與環(huán)境溫度、焊接材料、坡口形式、焊縫金屬含氫量等有關(guān)。鋼材焊接所采取的焊縫金屬含氫量等有關(guān)。鋼材焊接所采取的預(yù)熱溫度通常由焊接性試驗(yàn)確定預(yù)熱溫度通常由焊接性試驗(yàn)確定，或采用經(jīng)驗(yàn)公式確定?；虿捎媒?jīng)驗(yàn)公式確定。 2 2、焊接能量參數(shù)、焊接能量參數(shù)焊接能量參數(shù)是指電弧電壓、焊接電流、焊接速度焊接能量參數(shù)是指電弧電壓、焊接電流、焊接速度。焊接線能量焊接線能量= =【（電弧電壓（電弧電壓

53、焊接電流）焊接電流） 效率因子效率因子】/ /焊接速度。焊接速度。焊接線能量影響焊縫和熱影響區(qū)的冷卻速度，由此也影響低合金鋼和中合金焊接線能量影響焊縫和熱影響區(qū)的冷卻速度，由此也影響低合金鋼和中合金鋼焊接接頭的淬硬程度、氫的擴(kuò)散程度和殘余應(yīng)力水平，最終影響冷裂紋傾向。鋼焊接接頭的淬硬程度、氫的擴(kuò)散程度和殘余應(yīng)力水平，最終影響冷裂紋傾向。1 1）低合金鋼焊接，適當(dāng)增大線能量是有好處的低合金鋼焊接，適當(dāng)增大線能量是有好處的。熱輸入高降低冷卻速度，提。熱輸入高降低冷卻速度，提高了接頭的抗裂性。但提高線能量必須注意避免奧氏體晶粒粗化，形成粗大馬高了接頭的抗裂性。但提高線能量必須注意避免奧氏體晶粒粗化，

54、形成粗大馬氏體將是非常有害的。對(duì)某些低合金鋼來說，過高熱輸入會(huì)降低韌性和強(qiáng)度水氏體將是非常有害的。對(duì)某些低合金鋼來說，過高熱輸入會(huì)降低韌性和強(qiáng)度水平。平。2 2）低合金低溫鋼焊接，要盡量采用小線能量，以防韌性降低低合金低溫鋼焊接，要盡量采用小線能量，以防韌性降低。3 3）鉻鎳奧氏體不銹鋼焊接鉻鎳奧氏體不銹鋼焊接，過高熱輸入過高熱輸入會(huì)擴(kuò)大敏化溫度區(qū)間并延長在高溫的會(huì)擴(kuò)大敏化溫度區(qū)間并延長在高溫的停留時(shí)間，從而停留時(shí)間，從而導(dǎo)致耐蝕性的降低導(dǎo)致耐蝕性的降低。含鈮鉻鎳奧氏體不銹鋼，熱輸入過高。含鈮鉻鎳奧氏體不銹鋼，熱輸入過高還會(huì)還會(huì)形成熱裂紋形成熱裂紋。3 3、多層多道焊多層多道焊多道焊時(shí)，開始焊

55、后一道時(shí)，前一焊道所具有的最低溫度，多道焊時(shí)，開始焊后一道時(shí)，前一焊道所具有的最低溫度，稱為層間溫度。稱為層間溫度。對(duì)于后一焊道而言，前一焊道具有對(duì)于后一焊道而言，前一焊道具有“預(yù)熱預(yù)熱”作用作用，層間溫度，層間溫度就相當(dāng)于預(yù)熱溫度；就相當(dāng)于預(yù)熱溫度；對(duì)前一焊道而言，后一焊道具有對(duì)前一焊道而言，后一焊道具有“后熱后熱”作用作用，能產(chǎn)生一定的熱處理效果。，能產(chǎn)生一定的熱處理效果。多層焊相對(duì)于只焊一層而言能顯著減少根部裂紋，但要控制多層焊相對(duì)于只焊一層而言能顯著減少根部裂紋，但要控制好預(yù)熱溫度（層間溫度）。好預(yù)熱溫度（層間溫度）。層間溫度并不是越高越好，比如層間溫度并不是越高越好，比如低溫鋼和鉻鎳

56、奧氏體不銹鋼低溫鋼和鉻鎳奧氏體不銹鋼都不希望層間溫度高，而是都不希望層間溫度高，而是都適用于小線能量，快速多道焊都適用于小線能量，快速多道焊。4 4、緊急后熱緊急后熱冷裂紋一般是在焊后產(chǎn)生，在冷裂紋產(chǎn)生之前及時(shí)熱處理，即冷裂紋一般是在焊后產(chǎn)生，在冷裂紋產(chǎn)生之前及時(shí)熱處理，即緊急后熱，對(duì)防止產(chǎn)生冷裂紋大有好處。緊急后熱，對(duì)防止產(chǎn)生冷裂紋大有好處。緊急后熱溫度一般在緊急后熱溫度一般在300300600600（高溫后熱），（高溫后熱），120120250 250 （低溫后熱）（低溫后熱） 。1 1）焊后及時(shí)后熱的有利作用）焊后及時(shí)后熱的有利作用減輕殘余應(yīng)力。減輕殘余應(yīng)力。降低擴(kuò)散氫。降低擴(kuò)散氫。減少

57、淬硬性。減少淬硬性。5 5、焊條烘烤和坡口清潔焊條烘烤和坡口清潔焊接過程，水分、油污等在高溫下會(huì)分解形成氫氣和一氧化碳等，造成氣孔。焊接過程，水分、油污等在高溫下會(huì)分解形成氫氣和一氧化碳等，造成氣孔。焊材庫保持干燥，相對(duì)濕度不大于焊材庫保持干燥，相對(duì)濕度不大于60%60%，溫度適宜大于，溫度適宜大于55；專人負(fù)責(zé)烘干、保管、發(fā)放及回收工作專人負(fù)責(zé)烘干、保管、發(fā)放及回收工作 。烘干：酸性焊條烘干：酸性焊條150150200 200 ，保溫，保溫1 12h,2h,堿性焊條堿性焊條350350450 450 ，保溫，保溫1 12h2h，低氫型可提高至，低氫型可提高至400400450 450 。烘烤

58、后應(yīng)保溫，保溫溫度烘烤后應(yīng)保溫，保溫溫度100100150 150 。焊條筒的適用：焊條筒在領(lǐng)用前應(yīng)用直流電加熱，一般在焊材庫設(shè)電源，焊焊條筒的適用：焊條筒在領(lǐng)用前應(yīng)用直流電加熱，一般在焊材庫設(shè)電源，焊接時(shí)應(yīng)接到焊機(jī)的直流電源上。接時(shí)應(yīng)接到焊機(jī)的直流電源上。焊條使用超過焊條使用超過4h4h后應(yīng)再次烘干后應(yīng)再次烘干。 焊條累計(jì)烘干次數(shù)不宜超過三次焊條累計(jì)烘干次數(shù)不宜超過三次。 （三）、（三）、低碳鋼的焊接低碳鋼的焊接低碳鋼碳含量低碳鋼碳含量0.25%0.25%。普通碳素鋼：普通碳素鋼：Q235BQ235B、Q235CQ235C。優(yōu)質(zhì)碳素鋼：優(yōu)質(zhì)碳素鋼：1010、2020鋼。鋼。專用碳素鋼：專用碳

59、素鋼：Q245RQ245R（20g20g和和20R20R）低碳鋼碳含量低，除低碳鋼碳含量低，除C C外，還含有少量的外，還含有少量的MnMn、SiSi、S S、P P雜質(zhì)，不含其他合金雜質(zhì)，不含其他合金元素。碳當(dāng)量元素。碳當(dāng)量0.4%,0.4%,工藝焊接性好。工藝焊接性好。低碳鋼焊縫組織：低碳鋼焊縫組織：F+F+少量少量P P。1 1、低碳鋼的焊接性、低碳鋼的焊接性1 1）有較好的塑性指標(biāo)，沒有淬硬傾向。）有較好的塑性指標(biāo)，沒有淬硬傾向。2 2）一般焊前不需預(yù)熱，但對(duì)大厚度工件和低溫焊接環(huán)境下可適當(dāng)預(yù)熱。）一般焊前不需預(yù)熱，但對(duì)大厚度工件和低溫焊接環(huán)境下可適當(dāng)預(yù)熱。3 3）可采用交、直流焊接電

60、源，適應(yīng)各種位置的焊接可采用交、直流焊接電源，適應(yīng)各種位置的焊接。4 4）如果焊接工藝選用不當(dāng)，可能會(huì)使熱影響區(qū)粗粒長大，出現(xiàn)魏氏組織；溫度）如果焊接工藝選用不當(dāng)，可能會(huì)使熱影響區(qū)粗粒長大，出現(xiàn)魏氏組織；溫度越高，熱影響區(qū)在高溫停留時(shí)間越長，晶粒長大越嚴(yán)重，沖擊韌性和斷面收縮越高，熱影響區(qū)在高溫停留時(shí)間越長，晶粒長大越嚴(yán)重，沖擊韌性和斷面收縮率指標(biāo)越低。率指標(biāo)越低。2 2、低碳鋼焊接方法和焊接材料、低碳鋼焊接方法和焊接材料低碳鋼幾乎可以用各種方法進(jìn)行焊接低碳鋼幾乎可以用各種方法進(jìn)行焊接，并都能獲得良好的焊接接頭。目前常，并都能獲得良好的焊接接頭。目前常用焊接方法：焊條電弧焊、氣體保護(hù)焊、電渣焊