課題三 平對(duì)接焊

課題三平對(duì)接焊1任務(wù)引入：I型坡口平對(duì)接2任務(wù)分析：3平對(duì)接焊時(shí)，重點(diǎn)要考慮焊接工藝參數(shù)的選定，合理選用電源極性，采取措施克服電弧偏吹產(chǎn)生的影響，嚴(yán)格按照操作要領(lǐng)來(lái)進(jìn)行焊接，對(duì)單面焊雙面成形的焊接方法，要重點(diǎn)理解、掌握。4相關(guān)知識(shí)：一、焊接工藝參數(shù)：1、概念：指焊接時(shí)為保證焊接質(zhì)量而選定的各項(xiàng)參數(shù)的總稱。2、焊接工藝參數(shù)通常包括焊條的選擇、焊接電流、電弧電壓、焊接速度、焊接層數(shù)、線能量等。(1)焊條的選擇焊條牌號(hào)的選擇根據(jù)鋼材的化學(xué)成分、力學(xué)性能、工作環(huán)境等方面的要求綜合考慮。焊條直徑的選擇

手弧焊焊接工藝參數(shù)的選擇，一般先根據(jù)焊件的厚度選擇焊條直徑。焊條直徑的選擇還與焊接層數(shù)、接頭形式、焊接位置等有關(guān)，立焊、橫焊、開坡口多層焊的第一層施焊時(shí)應(yīng)選用直徑小一點(diǎn)的焊條。

56（2）焊接電流焊接電流與焊條直徑有關(guān)。

I=(30~60)d根據(jù)焊條直徑來(lái)選擇根據(jù)焊縫位置選擇根據(jù)焊條類型選擇根據(jù)焊接經(jīng)驗(yàn)選擇①焊接電流過(guò)大時(shí)②焊接電流過(guò)小時(shí)③合適的焊接電流7（3）電弧電壓手弧焊時(shí)的電弧電壓主要由電弧長(zhǎng)度來(lái)決定。電弧長(zhǎng)，電弧電壓就高；電弧短，電弧電壓就低（4）焊接速度

焊接速度指焊條沿焊縫方向向前移動(dòng)的速度。一般當(dāng)焊道的熔寬為焊條直徑的2倍時(shí)，焊速較適當(dāng)。（5)焊接層數(shù)

當(dāng)工件厚度較大時(shí)，需要采用多層焊接，以保證焊縫的力學(xué)性能。一般每層厚度為焊條直徑的0.8~1.2倍時(shí)，比較合適，生產(chǎn)率高且易控制。8（6）線能量指熔焊時(shí)，由焊接能源輸入給單位長(zhǎng)度焊縫上的能量。9一、焊接電源的極性：焊接前，應(yīng)該根據(jù)焊件所要求確定焊條的型號(hào)，再根據(jù)焊條型號(hào)選用弧焊電源。如果使用酸性焊條，可選用交流或直流弧焊電源。如果使用堿性焊條,則必須選用直流弧焊電源。在使用直流弧焊電源時(shí)，應(yīng)該考慮選擇電源極性的問(wèn)題。任務(wù)實(shí)施：101、正極性（正接）：

指焊條接電源的正極，電極（焊鉗）接電源的負(fù)極的接線方法。2、反極性（反接）：

指焊條接電源的負(fù)極，電極（焊鉗）接電源的正極的接線方法。（堿性焊條）11二、焊接電弧的偏吹1.定義：

由于氣流的干擾、磁場(chǎng)的作用或焊條的偏心，使電弧中心偏離電極軸線方向2.焊接電弧偏吹產(chǎn)生的原因：1）焊條偏心2）周圍氣流3）焊接電弧的磁偏吹

a：導(dǎo)線接線位置12b:鐵磁物質(zhì)

C:電弧運(yùn)動(dòng)到鋼板端部133.防止或減少焊接電弧偏吹的措施1）盡量使用交流電源2）調(diào)整焊條角度3）短弧焊接4）改變焊件上導(dǎo)線接線部位或焊件兩側(cè)同時(shí)接地線5）周圍不要有大的氣流。比如穿堂風(fēng)6）采用小電流焊接（焊接電流越大，磁偏吹越嚴(yán)重）14三、V形坡口的對(duì)接平位單面焊雙面成形單面焊雙面成形技術(shù)是以單面施焊的方式，獲得雙面成形焊縫的操作手法。1、工藝準(zhǔn)備(1)試件材料Q345低合金鋼板。(2)試件規(guī)格300mm×200mm×12mm,60±1°V形坡口。1516(3)焊接材料E5015焊條，直徑為3.2mm和4.0mm。(4)焊接設(shè)備

時(shí)代WS-400逆變兩用焊機(jī)。(5)焊接要求

單面焊雙面成形。17(6)試件裝配定位焊縫長(zhǎng)度為10—15mm始端可少焊些終端應(yīng)多焊一些錯(cuò)變量≤1.2mm間隙3.2mm間隙4.0mm18預(yù)置反變形量為3，反變形角度θ的對(duì)邊高度△為:△=bsinθ=100sin3°=5.23mm5.23mm5.23mm19獲得反變形量的方法是，兩手拿住其中一塊鋼板的兩邊，輕輕磕打另一塊鋼板。20重點(diǎn)提示:反變形量經(jīng)驗(yàn)測(cè)定法1焊條2直尺3焊件212、操作要點(diǎn)及注意事項(xiàng)（1）焊接參數(shù)V形坡口對(duì)接平焊的焊接參數(shù)焊道分布22（2）操作姿勢(shì)23（3）打底焊1）斷弧法引弧控制熔孔0.5-1mm2425焊道母材焊接方向90°焊條70°-80°熔孔打底層焊條角度收弧收弧不當(dāng)接頭產(chǎn)生冷縮孔接頭10-15mm收弧處打磨成緩坡更換焊條的運(yùn)動(dòng)軌跡斷弧焊縫外觀成形接頭重點(diǎn)提示：斷弧法要求每一個(gè)熔滴都要準(zhǔn)確送到欲焊位置，控制好電弧然燒、斷弧節(jié)奏。若節(jié)奏過(guò)快，坡口根部熔不透；反之節(jié)奏過(guò)慢，熔池溫度過(guò)高，焊件背后焊縫會(huì)超高，甚至出現(xiàn)焊瘤和燒穿現(xiàn)象。要求每形成一個(gè)熔池都要在其前面出現(xiàn)一個(gè)熔孔，熔孔的輪廓由熔池邊緣和坡口兩側(cè)被熔化的缺口構(gòu)成。29（3）打底焊2）連弧法1.5-2mm預(yù)設(shè)焊接電流80-85安培打底層連弧焊焊縫外觀成形焊條末端離試板底平面距離3031（4）填充焊（第一層）焊接方向90°母材焊條75°-85°20-30mm引弧處焊道表面稍應(yīng)下凹填充層厚度3-4mm3233（4）填充焊（第二層）母材填充層厚度3-4mm焊接方向90°焊條75°-85°20-30mm引弧處焊道表面稍應(yīng)下凹，低于母材0.5-1mm熔池邊緣不能超出坡口面上方的棱邊，便于表層焊接看清坡口填充第二層焊條角度及注意事項(xiàng)34蓋面焊前焊層高度示意圖接頭熔池邊緣超出坡口面上方的棱邊填充第二層外觀成形填充層焊接接頭35（5）蓋面焊焊接方向90°母材焊條75°-85°20-30mm引弧處熔池坡口兩側(cè)熔合0.5-1mm36（5）蓋面焊蓋面外觀成形接頭咬邊373、操作過(guò)程1)修磨試件坡口鈍邊，清理試件；按裝配要求進(jìn)行裝配，保證裝配間隙始端為3.2mm、終端為4.0mm，進(jìn)行定位焊，并按要求預(yù)置反變形量。2)采用直徑為3.2mm的焊條進(jìn)行打底焊。123456打磨組對(duì)打底填充填充蓋面7清理檢查3)按焊接參數(shù)焊接填充層焊道。填充層各層焊道焊接接頭應(yīng)錯(cuò)開。

4)蓋面焊用直徑為4.0mm的焊條，采用反月牙形運(yùn)條法運(yùn)條，兩側(cè)稍做停留，以防止咬邊產(chǎn)生。

5)清理焊渣及飛濺物，并檢查焊接質(zhì)量，分析問(wèn)題，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。3839四、常見(jiàn)焊接缺陷產(chǎn)生原因及防止措施

1、定義：焊接接頭的不完整性稱為焊接缺陷，主要有焊接裂紋、未焊透、夾渣、氣孔和焊縫外觀缺陷等。這些缺陷減少焊縫截面積，降低承載能力，產(chǎn)生應(yīng)力集中，引起裂紋；降低疲勞強(qiáng)度，易引起焊件破裂導(dǎo)致脆斷。其中危害最大的是焊接裂紋和氣孔。內(nèi)部裂紋表面氣孔402、焊接缺陷的分類——按缺陷位置焊接缺陷

焊瘤、咬邊、燒穿、未焊透、夾渣、表面氣孔、焊接裂紋以及焊縫形狀和尺寸不符合要求

未焊透、夾渣、內(nèi)部氣孔、焊接裂紋等外部缺陷

內(nèi)部缺陷

41(1)外部缺陷:咬邊：因焊接造成焊縫邊緣（焊趾）出現(xiàn)的低于母材表面的凹陷或溝槽稱為咬邊。42焊瘤：焊接過(guò)程中，在焊縫根部背面或焊縫表面，出現(xiàn)熔化金屬流淌到焊縫之外與母材金屬未熔合，所形成的突出部分稱為焊瘤。焊瘤一般是單個(gè)的，有時(shí)也有可能形成長(zhǎng)條的焊瘤，在立、仰、橫焊時(shí)較多出現(xiàn)。焊瘤影響焊縫外觀，并造成焊縫的幾何尺寸不連續(xù)性，會(huì)形成應(yīng)力集中的缺口，管道內(nèi)部的焊瘤將影響管內(nèi)介質(zhì)的有效流通。43凹坑：凹坑是焊接后在焊縫表面或焊縫背面，形成的低于母材表面的局部低洼缺陷。在焊縫背面低于母材表面的圓滑凹坑稱為內(nèi)凹，而焊縫表面低于母材表面的凹坑稱下垂。內(nèi)凹及下垂缺陷將會(huì)減小焊縫的有效工作截面，降低焊縫的承載能力。凹坑44燒穿：燒穿是焊接過(guò)程中部分熔化金屬?gòu)暮缚p背面流出，形成燒熔穿孔的缺陷，常發(fā)生于底層焊縫或薄板焊接中。45焊縫表面形狀及尺寸偏差：焊縫表面形狀及尺寸偏差屬于形狀缺陷，其經(jīng)常出現(xiàn)的有：對(duì)接焊縫超高、角焊縫凸度過(guò)大、焊縫寬窄不齊、焊縫表面成形差和未焊滿等。這類焊接不僅影響焊縫外觀質(zhì)量，如焊縫超高或凸度過(guò)大，還使焊縫與母材交界處突變，造成應(yīng)力集中。46（2）內(nèi)部缺陷：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新界面產(chǎn)生的裂縫。47氣孔：由于焊接過(guò)程中高溫時(shí)吸收和產(chǎn)生的氣泡，在熔池冷卻凝固時(shí)未能及時(shí)逸出，殘留在焊縫金屬內(nèi)所形成的孔穴，稱為氣孔。氣孔是焊接過(guò)程中常見(jiàn)的一種缺陷，它不僅出現(xiàn)在焊縫表面，也可能出現(xiàn)在焊縫的內(nèi)部與根部。氣孔會(huì)影響焊縫的外觀質(zhì)量，削弱焊縫的有效工作截面，降低焊縫的強(qiáng)度和塑性，貫穿焊縫的氣孔則使焊縫致密性破壞造成滲漏。夾渣：焊后殘留在焊縫中的非金屬熔渣稱為夾渣。夾渣在存在將減少焊接接頭的工作截面，對(duì)焊縫的危害與氣孔相似，影響焊縫的力學(xué)性能（如抗拉強(qiáng)度和塑性）49未熔合：熔化焊接時(shí)，在焊縫金屬與母材之間或焊道金屬的層間，未能完全熔化結(jié)合而留下的縫隙稱為未熔合。未熔和的形式有側(cè)壁未熔和、層間未熔和焊縫根部未熔和。未熔和屬于一種面狀缺陷，其危害程度類同于裂紋、易造成應(yīng)力集中，是一種危害很大的缺陷。50未焊透：焊接時(shí)，焊接接頭的母材之間未完全焊透稱為未焊透。在單面焊接時(shí)，焊縫焊透達(dá)不到根部，形成根部未焊透。雙面焊縫中間形成中間未焊透。未焊透使焊縫工作截面減弱，降低焊接接頭的強(qiáng)度并會(huì)造成應(yīng)力集中。513、缺陷產(chǎn)生原因及防治措施:(1)咬邊:產(chǎn)生原因：主要是焊接規(guī)范參數(shù)選擇不當(dāng)或操作工藝技術(shù)不正確所造成；如焊接電流過(guò)大、電弧電壓太高（電弧過(guò)長(zhǎng)）、焊接速度太快；在坡口焊縫焊接時(shí)，焊條或焊絲離坡口側(cè)壁太近；焊接的手法及焊接角度不當(dāng)?shù)?。防治措施：選擇適當(dāng)?shù)暮附与娏骷昂附铀俣?；采用短弧操作，電弧電壓不宜過(guò)高；掌握正確的焊接手法和焊接角度；在坡口焊縫焊接時(shí)，選擇和保持合適的焊條或焊絲離側(cè)壁的距離。52（2）焊瘤產(chǎn)生原因：焊工操作不熟練和焊接規(guī)范選擇不當(dāng)。焊接電流過(guò)小，而立、橫、仰焊時(shí)焊接電流則過(guò)大，焊接速度太慢，電弧過(guò)長(zhǎng)焊工操作焊槍擺動(dòng)不正確，以及焊材選擇不當(dāng)?shù)纫蛩?。防治措施：調(diào)整合適的焊接電流及焊接速度；采用短弧操作；掌握正確的焊接運(yùn)槍方法。53(3)凹坑產(chǎn)生原因：焊接電流過(guò)大、焊縫間隙太大以及填充金屬添加量不足防治措施：正確選擇焊接電流和焊接速度；嚴(yán)格控制焊縫裝配間隙均勻適當(dāng)加快填充金屬的添加量54（4）燒穿產(chǎn)生原因：焊件過(guò)熱的緣故，與焊接坡口的裝配和焊接規(guī)范選擇有關(guān)：坡口形狀不良；裝配間隙太大；焊接電流大、速度慢；操作不當(dāng)；電弧過(guò)長(zhǎng)且在焊縫處停留時(shí)間太長(zhǎng)等。防治措施：減少根部間隙，適當(dāng)加大鈍邊，嚴(yán)格控制裝配質(zhì)量；正確選擇焊接電流，適當(dāng)提高焊接速度；采用短弧操作，避免過(guò)熱。55(5)氣孔產(chǎn)生原因：焊接過(guò)程中焊接區(qū)的良好保護(hù)受到破壞，如埋弧焊的焊劑和氣電焊的保護(hù)氣體給送中斷；母材焊接區(qū)和焊絲表面有油污、鐵銹和吸附水等污染；焊接材料受潮，烘焙不充分；焊接電流過(guò)大或過(guò)小、焊接速度過(guò)快；使有低氫型焊條時(shí)，焊接電源極性錯(cuò)誤，焊接電弧過(guò)長(zhǎng)、電弧電壓偏高引弧方法或接頭不良等。防治措施：提高焊工操作技能和責(zé)任心，防止焊劑或保護(hù)氣體給送中斷；焊前仔細(xì)清理母材焊接區(qū)和焊絲表面的油污、鐵銹等污物，適當(dāng)預(yù)熱除去吸附水分；焊接材料在焊前應(yīng)嚴(yán)格進(jìn)行烘焙、低氫型焊條必須存放在焊條保溫筒中采用合適的焊接電流、焊接速度，并適當(dāng)擺動(dòng)；使用低氫型焊條應(yīng)仔細(xì)校核電源極性，并短弧操作；采用引弧板或回弧法操作技術(shù)56(6)夾渣產(chǎn)生原因：多層焊時(shí)，每層焊道間的熔渣未清除干凈；焊接電流過(guò)小、焊接速度過(guò)快；焊接坡口角度太小，焊道成形不良；焊槍角度和運(yùn)槍技法不當(dāng)；焊材質(zhì)量不好。防治措施：每層焊道間應(yīng)認(rèn)真清除熔渣；選用合適的焊接電流和焊接速度；適當(dāng)加大焊接坡口角度；正確掌握焊條角度或焊絲位置，改善焊道成形；選用質(zhì)量?jī)?yōu)良的焊條57（7）未熔合產(chǎn)生原因：多層焊時(shí)，層間和坡口側(cè)壁渣清理不干凈；焊接電流偏小；焊條偏離坡口側(cè)壁距離太大；焊槍擺動(dòng)幅度太窄等。防治措施：仔細(xì)清除每層焊道和坡口側(cè)壁的熔渣；正確選擇焊接電流；改進(jìn)運(yùn)槍技巧