焊接基本知識(shí)-2010

焊接基本知識(shí)2目錄承壓類(lèi)特種設(shè)備常用的焊接方法焊接接頭焊接應(yīng)力與變形承壓類(lèi)特種設(shè)備常用鋼材的焊接3第一節(jié)承壓類(lèi)特種設(shè)備常用的焊接方法一、焊接的定義與特點(diǎn)1、定義：焊接是利用原子之間的擴(kuò)散與結(jié)合，使分離的金屬材料牢固地連接起來(lái)，成為一個(gè)整體的過(guò)程。GB/T3375-94《焊接術(shù)語(yǔ)》：通過(guò)加熱或加壓，或兩者并用，并且用或不用填充材料，使工件達(dá)到結(jié)合的一種方法。焊接的實(shí)質(zhì)是一個(gè)條件非常惡劣的熱處理過(guò)程。焊接的應(yīng)用非常廣泛，天上、地下、水里都有。焊接工作量占整個(gè)壓力容器制造工作的30%。42、焊接的優(yōu)點(diǎn)（6點(diǎn)）節(jié)省金屬材料、減輕結(jié)構(gòu)重量，且經(jīng)濟(jì)效益好。焊接結(jié)構(gòu)比鉚接結(jié)構(gòu)重量可減輕15%-20%，比鑄件輕30%-40%，比鍛件輕30%。簡(jiǎn)化加工與裝配工序，生產(chǎn)周期短，生產(chǎn)效率高。結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，接頭密封性好。為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供較大的靈活性。用拼焊的方法可以大大突破鑄鍛能力的限制。焊接工藝過(guò)程易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。53、焊接的局限性用焊接方法加工的結(jié)構(gòu)易產(chǎn)生較大的焊接變形和焊接殘余應(yīng)力，從而影響結(jié)構(gòu)的承載能力、加工精度和尺寸穩(wěn)定性，同時(shí)在焊縫與焊件交界處還會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中，對(duì)結(jié)構(gòu)的疲勞斷裂有較大的影響。焊接接頭中存在著一定數(shù)量的缺陷，如裂紋、氣孔、夾渣、未焊透、未熔合等。這些缺陷的存在會(huì)降低強(qiáng)度，引起應(yīng)力集中，損壞焊縫致密性，這是造成焊接結(jié)構(gòu)破壞的主要原因之一。焊接接頭具有較大的性能不均勻性。由于焊縫的成分及金相組織與母材不同，接頭各部位經(jīng)歷的熱循環(huán)不同，使接頭不同區(qū)域的性能不同。焊接生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生高溫、強(qiáng)光及一些有毒氣體，對(duì)人身體有一定損害，因此要加強(qiáng)焊接操作人員的勞動(dòng)保護(hù)。6二、焊接方法的分類(lèi)按工藝特點(diǎn)對(duì)焊接進(jìn)行分類(lèi)，分為三大類(lèi)：熔焊、壓焊、釬焊。序焊接方法特征備注1熔焊使被連接的構(gòu)件接頭處局部加熱熔化成液體，然后再冷卻結(jié)晶成一體的方法。2壓焊利用摩擦、擴(kuò)散和加壓等物理作用，克服兩個(gè)連接表面的不平度，除去（擠走）氧化膜及其它污染物，使兩個(gè)連接表面上的原子相互接近到晶格距離（原子引力作用范圍），從而在固態(tài)條件下實(shí)現(xiàn)的連接統(tǒng)稱(chēng)固相焊接。固相焊接時(shí)通常都必須加壓，因此稱(chēng)壓焊。壓焊有兩種形式：1、將被焊金屬的接觸部位加熱至塑性狀態(tài)或局部熔化狀態(tài)，然后加一定的壓力，使金屬原子間互相結(jié)合形成焊接接頭，如電阻焊、摩擦焊等。2、不加熱焊，僅在金屬接觸面上施加足夠大的壓力，借助壓力引起的塑性變形使原子互相接近，從而獲得牢固的壓擠接頭。如冷壓焊，超聲波焊、爆炸焊。7序焊接方法特征備注3釬焊采用熔點(diǎn)比母材低的金屬材料作釬料，將焊件和釬料加熱至高于釬料熔點(diǎn)，但低于母材熔點(diǎn)的溫度，利用毛細(xì)作用使液態(tài)釬料潤(rùn)濕母材，填充接頭間隙，并與母材相互擴(kuò)散連接焊件的方法稱(chēng)為釬焊。（1）軟釬焊用熔點(diǎn)低于450℃的釬料（鉛、錫合金為主）進(jìn)行焊接，接頭強(qiáng)度較低。（2）硬釬焊用熔點(diǎn)高于450℃的釬料（銅、銀、鎳合金為主）進(jìn)行焊接，接頭強(qiáng)度較高。對(duì)于鍋爐壓力容器行業(yè)，目前主要采用熔化焊。——因?yàn)樗哂袕?qiáng)度高、氣密、水密性好，材質(zhì)和板厚選擇范圍大，工藝成熟，可靠性好等優(yōu)點(diǎn)。89三、集中常用的焊接方法

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。電弧焊即在電極和焊體之間造成電弧，利用電弧產(chǎn)生的熱量，將被焊金屬和焊條金屬熔化，并形成一種永久接頭的過(guò)程。電弧的產(chǎn)生：是利用具有一定電壓的焊條和被焊工件之間瞬間接觸而造成短路，在短路時(shí)，短路電流集中在兩個(gè)電極（焊條和工件）的幾個(gè)接觸點(diǎn)上，這幾個(gè)接觸點(diǎn)上的電流密度特別高，瞬時(shí)即把接觸點(diǎn)加熱到熔化狀態(tài)并產(chǎn)生金屬蒸汽。當(dāng)焊條離開(kāi)金屬焊件，而保持較小的距離時(shí)，在電壓的作用下，兩極間氣體電離，保證了電流通過(guò)兩極的空間，陰極放出電子，這些電子、正負(fù)離子分別奔向兩極，即產(chǎn)生焊接電弧。10（一）幾種焊接方法的對(duì)比序焊接方法定義優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)備注1手工電弧焊是利用焊條與焊件之間的電弧熱，將焊條及部分焊件熔化而形成焊縫的焊接方法。設(shè)備簡(jiǎn)單，便于操作，工藝靈活，使用性強(qiáng)，適用室內(nèi)外各種位置的焊接，可以焊接碳鋼、低合金鋼、耐熱鋼、不銹鋼等各種材料。生產(chǎn)效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，對(duì)焊工的技術(shù)水平及操作要求較高。焊接過(guò)程中焊條藥皮熔化分解生成氣體和熔渣，在氣體和熔渣的共同保護(hù)下，有效地排除了周?chē)諝鈱?duì)熔化金屬的有害影響。通過(guò)高溫下熔化金屬與熔渣間的冶金反應(yīng)，還原并凈化焊縫金屬，從而得到優(yōu)質(zhì)的焊縫。2氬弧焊氬弧焊是以惰性氣體氬氣作為保護(hù)氣體作為保護(hù)氣體的一種電弧焊接方法。1適于焊接各種鋼材、有色金屬及合金，焊接質(zhì)量?jī)?yōu)良；2電弧和熔池用氣體保護(hù)，清晰可見(jiàn)，便于實(shí)現(xiàn)全位置自動(dòng)化焊接；3電弧在保護(hù)氣流壓縮下燃燒，熱量集中，熔池較小，焊接速度較快，熱影響區(qū)小，工件焊接變形較小。4電弧穩(wěn)定，飛濺小，焊縫致密，成型美觀。氬氣成本較昂貴，氬弧焊的設(shè)備和控制系統(tǒng)比較復(fù)雜，鎢極氬弧焊生產(chǎn)效率較低，且只能焊薄壁構(gòu)件。電弧發(fā)生在電極與焊件之間，在電弧周?chē)ㄒ詺鍤?，形成封閉氣流，保護(hù)電弧和熔池不受空氣的侵害。而氬氣是惰性氣體，即使在高溫之下，氬氣也不與金屬發(fā)生化學(xué)作用，且不溶解于液態(tài)金屬，因此焊接質(zhì)量較高。11序焊接方法定義優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)備注3埋弧自動(dòng)焊焊接過(guò)程中，主要的焊接操作如引燃及熄滅電弧、送進(jìn)焊條（焊絲）、移動(dòng)焊條（焊絲）或工件等都由機(jī)械自動(dòng)完成的，叫自動(dòng)電弧焊。自動(dòng)電弧中，電弧被掩埋在焊劑層下面燃燒并實(shí)施焊接的，叫埋弧自動(dòng)焊，或者叫熔劑層下自動(dòng)焊，通常簡(jiǎn)稱(chēng)埋弧焊。與手工電弧焊相比1埋弧自動(dòng)焊能采用大的焊接電流，電弧熱量集中，熔深大，焊絲可連續(xù)送進(jìn)而不象焊條那樣頻頻更換，因此其生產(chǎn)率比手工電弧焊高5——10倍。2由于焊劑和熔渣嚴(yán)密包圍著焊接區(qū)，空氣難于侵入；高的焊接速度減小了熱影響區(qū)的尺寸；焊劑和熔渣的覆蓋減慢了焊縫的冷卻速度，這些都有利于使焊接接頭獲得良好的組織和性能。同時(shí)，自動(dòng)操作使焊接規(guī)范參數(shù)穩(wěn)定，焊縫成分均勻，外型光滑美觀，因此焊接質(zhì)量良好、穩(wěn)定。3埋弧自動(dòng)焊熱量集中，焊接金屬?zèng)]有飛濺損失，沒(méi)有廢棄的焊條頭，工件厚度小時(shí)還可以不開(kāi)坡口，從而可以節(jié)省金屬材料和電能。4埋弧自動(dòng)焊施焊中看不到弧光，焊接煙霧也很少，又是機(jī)械自動(dòng)操作，因而勞動(dòng)條件得到很大改善。設(shè)備比較復(fù)雜昂貴；由于電弧不可見(jiàn)，因而對(duì)接接頭加工與裝配要求嚴(yán)格；焊接位置受到一定限制，一般總是在平焊位置焊接。埋弧自動(dòng)焊用焊絲作為電極和焊接填充金屬。焊接時(shí)，顆粒狀焊劑覆蓋著部分焊絲和焊接熔池，電弧基本上是在密封的空穴里燃燒，熔化的焊劑膜可靠地保護(hù)著電弧和熔池，使之免受大氣的作用，并防止飛濺。埋弧自動(dòng)焊常用于焊接長(zhǎng)的直線焊縫及大直徑圓筒容器的環(huán)焊縫12序焊接方法定義優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)備注4二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊以二氧化碳?xì)怏w作為保護(hù)氣體的電弧焊接方法，叫二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊，簡(jiǎn)稱(chēng)CO2保護(hù)焊。1成本低。用二氧化碳保護(hù)電弧和熔池，不僅比氬氣便宜，也比采用焊劑及焊條藥皮保護(hù)焊接區(qū)便宜。二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊接中電能消耗小，焊接成本僅為手工電弧焊或埋弧自動(dòng)焊的40%。2質(zhì)量好。電弧和熔池都在二氧化碳?xì)怏w保護(hù)下，不易受空氣侵害。焊接時(shí)電弧加熱集中，焊接速度快，焊接熱影響區(qū)小，采用細(xì)焊絲小規(guī)范來(lái)焊接薄壁結(jié)構(gòu)，特別適宜。3生產(chǎn)率高。由于焊絲送進(jìn)自動(dòng)化，電流密度大，熱量集中，所以焊接速度快，又不需要清理焊渣等輔助工作，所以生產(chǎn)率較高。二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊比起手工電弧焊來(lái)，工效可提高2-5倍。4操作性能好。明弧焊接，便于發(fā)現(xiàn)和處理問(wèn)題。具有手工焊接的靈活性，適宜于進(jìn)行全位置焊接。采用較大電流焊接時(shí)，飛濺較大，煙霧較多，弧光強(qiáng)，焊縫表面成型不夠光滑美觀。操作或控制不當(dāng)時(shí)，容易產(chǎn)生氣孔。焊接設(shè)備比較復(fù)雜。以焊絲作為一個(gè)電極，靠焊絲與工件之間產(chǎn)生的電弧熱熔化焊絲和工件，形成焊接接頭。二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊在壓力容器制造中可用于焊接低碳鋼、低合金鋼結(jié)構(gòu)。13（二）關(guān)于氬弧焊需要注意的問(wèn)題：＞氬弧焊根據(jù)電極是否熔化分為不熔化極氬弧焊及熔化極氬弧焊。＞不熔化極氬弧焊通常叫鎢極氬弧焊，它以鎢棒作電極，在氬氣保護(hù)下，靠鎢極與工件間產(chǎn)生的電弧熱，熔化基本金屬進(jìn)行焊接。必要時(shí)，也可另外填充焊絲。在焊接過(guò)程中，鎢極不發(fā)生明顯的熔化和消耗，只起發(fā)射電子引燃電弧及傳導(dǎo)電流的作用。鎢極氬弧焊電弧穩(wěn)定，可使用小電流焊接薄工件，并可單面焊雙面成型，近年在壓力容器制造和安裝中得到廣泛應(yīng)用。特別是采用鎢極氬弧焊打底，然后用手工電弧焊或其它焊接方法形成焊縫，可以避免根部未焊透等缺陷，提高焊接質(zhì)量。＞氬弧焊可用于各種焊接接頭形式，但不同的接頭形式下氬氣的保護(hù)效果不同。對(duì)于對(duì)接接頭和T字接頭，氬氣流具有良好的保護(hù)效果。但對(duì)于對(duì)角接接頭的保護(hù)作用較差，空氣容易侵入焊縫區(qū)，所以應(yīng)預(yù)加檔板以提高氬氣流的保護(hù)效果。＞氬弧焊的焊接規(guī)范參數(shù)主要有焊接電流、電弧電壓、焊接速度、焊絲直徑、氬氣流量、噴嘴直徑等，這些規(guī)范參數(shù)的大小又因焊接形式的不同而不同。其中氬氣流量是影響焊接質(zhì)量的重要因素，氬氣流量增大，可以增大氣流的剛度，提高抗外界干擾的能力，增強(qiáng)保護(hù)效果。但是氬氣流量過(guò)大時(shí)，會(huì)產(chǎn)生不規(guī)則的紊流，影響電弧穩(wěn)定，并將空氣卷入電弧區(qū)，反而降低焊接質(zhì)量。14（三）關(guān)于手工電弧焊的幾個(gè)問(wèn)題（設(shè)備、焊條、焊接位置及特點(diǎn)）1、設(shè)備序設(shè)備名稱(chēng)工作原理特點(diǎn)備注1交流電焊機(jī)1、（特制的降壓變壓器）將初級(jí)電壓380V或220V降到焊接空載電壓60-80V。2、內(nèi)部加一個(gè)比較大的感抗。（保證電弧穩(wěn)定燃燒，并在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)焊接電流的大小）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，效率高，節(jié)省電能，使用維護(hù)方便。2直流電焊機(jī)旋轉(zhuǎn)式直流電焊機(jī)一個(gè)發(fā)電機(jī)+拖動(dòng)它的電動(dòng)機(jī)。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，焊接電弧穩(wěn)定直流電焊機(jī)的特點(diǎn)：直流電弧燃燒很穩(wěn)定，所以有小電流焊接時(shí)常常選用，在焊接合金鋼、不銹鋼時(shí)，也常選用直流電源。硅整流式直流電焊機(jī)（多采用硅整流元件）將工頻交流電整流變?yōu)橹绷麟姷氖止る娀『冈O(shè)備。噪聲小、效率高、用料少、成本低。近年來(lái)逐步代替旋轉(zhuǎn)式直流電焊機(jī)。正接：工件接正極、焊條接負(fù)極；反接：工件接負(fù)極、焊條接正極；在焊接重要結(jié)構(gòu)時(shí)，采用低氫型焊條以保證質(zhì)量，這種焊條一般都要求用直流反接電源。152、焊條涂有藥皮的供手工電弧焊用的熔化電極稱(chēng)為焊條。焊芯+藥皮（1）焊芯和藥皮名稱(chēng)定義作用分類(lèi)和牌號(hào)備焊芯焊條中被藥皮包覆的金屬芯。A、作為電極產(chǎn)生電弧；B、焊芯在電弧的作用下熔化后，作為填充金屬與熔化了的母材混合形成焊縫。A、分類(lèi)：碳素結(jié)構(gòu)鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼B、牌號(hào)：鋼號(hào)前加H，后帶字母A為高級(jí)優(yōu)質(zhì)焊絲，S、P小于0.030%，E、C為特級(jí)焊條鋼，E：S、P小于0.020%，C：S、P小于0.015%藥皮涂敷在焊芯表面的有效成分1、穩(wěn)弧作用焊條藥皮中含有穩(wěn)弧物質(zhì)，可保證電弧容易引燃和燃燒穩(wěn)定。2、保護(hù)作用焊條藥皮熔化后產(chǎn)生大量的氣體籠罩著電弧區(qū)和溶池，基本上能把熔化金屬與空氣隔絕開(kāi)，保護(hù)熔融金屬，熔渣冷卻后，在高溫焊縫表面形成渣殼，可防止焊縫表面金屬不被氧化并減緩焊縫的冷卻速度，改善焊縫成型。3、冶金作用藥皮中加有脫氧劑和合金劑，通過(guò)熔渣與熔化金屬的化學(xué)反應(yīng)，可減少O、S等有害物質(zhì)對(duì)焊縫金屬的危害，使焊縫金屬獲得符合要求的力學(xué)性能。4、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（氧化或氮化），這樣會(huì)使焊縫的力學(xué)性能降低。通過(guò)在焊條藥皮中加入鐵合金或純合金元素，使之隨藥皮的熔化而過(guò)渡到焊縫金屬中去，以彌補(bǔ)合金元素?zé)龘p，提高焊縫金屬的力學(xué)性能。5、改善焊接的工藝性能通過(guò)調(diào)整藥皮成分，可改變藥皮的熔點(diǎn)和凝固溫度，使焊條末端形成套筒，產(chǎn)生定向氣流，有利于溶滴過(guò)渡，可適應(yīng)各種焊接位置的需要組成物質(zhì)按作用分為：穩(wěn)弧劑、造渣劑、造氣劑、脫氧劑、合金劑、稀渣劑、粘結(jié)劑和增塑劑。16（2）焊條的種類(lèi)根據(jù)用途分：碳鋼焊條、低合金鋼焊條、不銹鋼焊條、鉻和鉻鉬耐熱鋼焊條、低溫鋼焊條、堆焊焊條、鋁及鋁合金焊條、鎳及鎳合金焊條、銅及銅合金焊條、鑄鐵焊條和特殊用途焊條。按焊條藥皮熔化后所形成的熔渣的酸堿性不同可分為：酸性焊條和堿性焊條（熔渣堿度小于1.5）酸性焊條和堿性焊條的對(duì)比名稱(chēng)成分優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)備注酸性焊條藥皮中主要含有TiO2、MnO2、FeO、SiO2等酸性氧化物及少量有機(jī)物，氧化性較強(qiáng)；焊條工藝性能良好，成形美觀，特別是對(duì)銹、油、水分等的敏感度不大，抗氣孔性能強(qiáng)。施焊時(shí)藥皮中合金元素?zé)龘p較大，焊縫金屬的氧氮含量較高，故焊縫金屬的力學(xué)性能（特別是沖擊韌性）較低；酸性渣難于脫硫脫磷，因而焊條的抗裂性較差；酸性渣較粘，在冷卻過(guò)程中渣的粘度增加緩慢，稱(chēng)為“長(zhǎng)渣”；廣泛用于一般結(jié)構(gòu)的焊接。堿性焊條藥皮中主要含有CaCO3、CaF2、CaSiO3、MgCO3等堿性氧化物，并含有較多的鐵合金，如錳鐵、鈦鐵、鉬鐵、釩鐵、硅鐵等作為脫氧劑和滲合金劑，使焊條有足夠的脫氧能力。堿性焊條藥皮中的某些成分能有效地脫硫脫磷，其抗裂性能很好，焊縫金屬的力學(xué)性能，特別是沖擊韌性較高；堿性渣流動(dòng)性好，在冷卻過(guò)程中渣的粘度增加很快，稱(chēng)為“短渣”，堿性焊條的最大特點(diǎn)是焊縫金屬中含氫量低，所以也稱(chēng)為“低氫焊條”；焊條對(duì)銹、油、水分較敏感，容易在焊縫中產(chǎn)生氣孔缺陷；電弧穩(wěn)定性差，一般只用于直流電源施焊，但藥皮中加入穩(wěn)弧組成物時(shí)可用于交流；在深坡口中施焊時(shí)，脫渣性不好；發(fā)塵量較大，焊接中需要加強(qiáng)通風(fēng)，注意保健。多用于焊接重要結(jié)構(gòu)，高壓鍋爐和壓力容器制造中廣泛地使用堿性焊條。17（3）手工電弧焊的焊接位置及特點(diǎn)熔焊時(shí)，焊接接頭所處的空間位置稱(chēng)為焊接位置。四種基本的焊接位置：平焊位置、立焊位置、橫焊位置、仰焊位置。七種焊接位置：平焊位置、立焊位置、橫焊位置、仰焊位置、平角焊位置、立角焊位置、仰角焊位置。管子環(huán)焊縫的焊接位置也有四種基本形式：水平轉(zhuǎn)動(dòng)、垂直固定、水平固定、450位置。對(duì)于不同的焊接位置，采用的焊接方法，選擇的焊接規(guī)范以及焊工的操作手法都有所不同，焊縫外觀成型與內(nèi)部缺陷的發(fā)生也有各自的規(guī)律。1819序焊接位置工藝選擇特點(diǎn)備注1平焊可以采用較大直徑焊條和較大的焊接電流（焊縫處于水平位置，熔滴主要靠自重過(guò)渡，所以操作技術(shù)比較容易掌握）1、生產(chǎn)效率高。2、產(chǎn)生的缺陷：A、根部形成未焊透或焊瘤（焊接參數(shù)選擇或操作不當(dāng)）B、夾渣（運(yùn)條及焊接角度不正確——熔渣與熔化金屬混雜不清熔渣超前）2立焊選用小直徑焊條和較小的焊接電流焊接（V型坡口的立焊，根部焊接是一個(gè)關(guān)鍵，要求熔深均勻，保證焊透并沒(méi)有其它缺陷。）1、焊接時(shí)，要注意焊條角度和運(yùn)條方式，施焊過(guò)程中，要嚴(yán)格保持短弧，運(yùn)條速度要均勻，焊條在坡口兩側(cè)要稍有停頓，以保持熔合良好，運(yùn)條間距不易過(guò)大，焊縫表面要求平整，避免呈凸形，否則在焊第二層焊縫時(shí)，易產(chǎn)生夾渣和熔合不良等缺陷。2、在焊后面幾層時(shí)，依次應(yīng)將前一層焊縫的焊渣清除干凈，并檢查焊接質(zhì)量，如有焊瘤應(yīng)鏟平。3、施焊過(guò)程中，運(yùn)條要穩(wěn)，在焊道中間運(yùn)條速度要稍快，而在坡口邊緣處要稍作停留，注意觀察熔池形狀，保持熔池呈橢圓形，如果焊道中間運(yùn)條速度過(guò)慢，易造成液態(tài)金屬下淌，形成凸形不良焊道，會(huì)導(dǎo)致焊接下一層焊道時(shí)產(chǎn)生未熔合和夾渣等缺陷，焊接蓋面焊層時(shí)，要注意運(yùn)條擺動(dòng)幅度要一致，電弧在坡口邊緣要稍有壓低和停頓，防止產(chǎn)生咬邊等缺陷。焊接位置及特點(diǎn)20序焊接位置工藝選擇特點(diǎn)備注3橫焊采用短弧焊接，并選用較小直徑焊條和較小的焊接電流以及適當(dāng)?shù)倪\(yùn)條方法。（橫焊時(shí)，由于熔化金屬受重力作用，容易下淌而產(chǎn)生咬邊、焊瘤及未焊透等缺陷）1、V型坡口對(duì)接橫焊根部焊縫時(shí)要嚴(yán)格采用短弧，運(yùn)條速度要均勻，并在坡口上側(cè)停留時(shí)間稍長(zhǎng)些，注意使坡口兩側(cè)熔合良好，防止焊縫產(chǎn)生未焊透、焊縫內(nèi)凹、焊縫下墜或焊瘤等缺陷。2、對(duì)板厚超過(guò)8mm的板對(duì)接橫焊時(shí)，應(yīng)采用多層多道焊，這樣能更好地防止由于熔化金屬下淌而造成焊瘤，保證焊縫成形。焊接過(guò)程中應(yīng)采用短弧焊，運(yùn)條角度要正確，速度應(yīng)均勻，并使坡口邊緣熔合良好，防止產(chǎn)生咬邊、未熔合和焊瘤等缺陷，上、下焊道重疊覆蓋2/3以上，以獲得較平整美觀的焊縫。21序焊接位置工藝選擇特點(diǎn)備注4仰焊仰焊時(shí)焊縫位于燃燒電弧上方。焊工在仰視位置進(jìn)行焊接，是最難焊的一種焊接位置。由于仰焊時(shí)熔化金屬在重力的作用下，較易下淌，熔池大小和形狀不易控制，易產(chǎn)生夾渣、未焊透、凹陷等缺陷，運(yùn)條困難，焊縫表面不易焊得平整，因此，焊接時(shí)必須正確地選擇焊接直徑和焊接電流，盡量使用厚藥皮焊條和維持最短的電弧，這樣有利于熔滴過(guò)渡，促使焊縫成形。1、在焊第一層焊縫時(shí)，采用直徑3.2mm焊條，用直線形或直線往返形運(yùn)條法。開(kāi)始焊接時(shí)，應(yīng)用長(zhǎng)弧預(yù)熱起焊處，然后迅速壓低電弧于坡口根部，稍停片刻，使根部焊透，再將電弧前移進(jìn)行正常焊接。在施焊過(guò)程中，焊接速度在保證焊透的前提下盡可能快些。以防止熔化金屬下淌。第一層焊縫要求平直，避免向下凹出，否則給下一焊層的焊接帶來(lái)困難。2、在焊后一層焊層時(shí)，應(yīng)將前焊層的焊渣及飛濺清除干凈，如有焊瘤需鏟平才能進(jìn)行施焊。第二焊層以后的運(yùn)條法為仰角。運(yùn)條時(shí)兩側(cè)應(yīng)稍停頓一下，防止咬邊，中間快一些，形成較薄焊道，有利于焊縫成形。22第二節(jié)焊接接頭一、焊接接頭形式1、分類(lèi)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(lái)決定，通常分為：對(duì)接接頭搭接接頭角接接頭T字接頭232、焊接坡口形式：是指被焊兩金屬件相連處預(yù)先被加工成的結(jié)構(gòu)形式，一般由焊接工藝本身來(lái)決定。坡口形式的選擇原則：a.保證焊透。b.填充于焊縫部位的金屬盡量少。c.便于施焊，改善勞動(dòng)條件。對(duì)圓筒形構(gòu)件，筒內(nèi)焊接量應(yīng)盡量少。d.減少焊接變形量，對(duì)較厚元件焊接應(yīng)盡量選用沿壁厚對(duì)稱(chēng)的坡口形式。243、四種焊接接頭形式對(duì)比序接頭形式定義特點(diǎn)備注1對(duì)接接頭將兩金屬件位置于同一平面（或曲面內(nèi)）使其邊緣相對(duì)，沿邊緣直線（或曲線）進(jìn)行焊接的接頭。對(duì)接接頭是最常見(jiàn)、最合理的接頭形式。圓筒形鍋爐壓力容器筒身的縱縫、環(huán)縫，封頭鋼板的拼接焊縫，凸形封頭與筒身的連接焊縫，接管與管子的對(duì)接焊縫等，都是對(duì)接接頭。對(duì)接接頭處結(jié)構(gòu)基本上是連續(xù)的，承載后應(yīng)力分布比較均勻。在焊接接頭設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡量采用對(duì)接接頭。但對(duì)接接頭也有一定程度的應(yīng)力集中，著主要是接頭處截面改變?cè)斐傻模春缚p兩面的余高或低陷在基本金屬與焊縫過(guò)渡處造成應(yīng)力集中。在鍋爐壓力容器制造中，不允許焊縫表面低陷，對(duì)焊縫余高也有限制，一般應(yīng)小于3mm。當(dāng)焊縫根部未焊透或焊縫中存在缺陷時(shí)，對(duì)接接頭中的應(yīng)力集中將會(huì)增大。25

對(duì)接接頭的坡口形式可分為不開(kāi)坡口、V形坡口、X形坡口、單U形坡口及雙U形坡口等種類(lèi)。對(duì)手工焊來(lái)說(shuō)，當(dāng)構(gòu)件厚度在3mm以下，對(duì)埋弧自動(dòng)焊來(lái)說(shuō)，構(gòu)件厚度在14mm以下時(shí)，都可以不開(kāi)坡口，直接施焊。

V形坡口加工方便，但對(duì)同樣厚度的焊件，采用V形坡口比采用X形坡口多耗費(fèi)近1倍的焊條或焊絲。另外，由于沿厚度焊縫不對(duì)稱(chēng)，焊后常造成較大角變形。管子對(duì)接一般用V形坡口。

X形坡口加工較V形坡口復(fù)雜，需從雙面施焊。由于焊縫對(duì)稱(chēng)，焊后的角變形很小，焊條和焊絲消耗量也少。

U形坡口焊條或焊絲消耗量較V形為少，但在焊后同樣會(huì)產(chǎn)生較大角變形；雙U形坡口焊條或焊絲消耗量最少，焊后變形也小。與V形及X形坡口比較，U形及雙U形坡口加工比較復(fù)雜，一般在比較重要構(gòu)件及厚度較大構(gòu)件中采用。在高壓、超高壓鍋爐和壓力容器環(huán)縫焊接中常用雙U形坡口；低壓鍋爐和容器焊接中，多用V形及X形坡口。26序接頭形式定義特點(diǎn)備注2搭接接頭兩塊板料相疊，而在端部或側(cè)面角焊的接頭稱(chēng)搭接接頭。搭接接頭的焊縫屬于角焊縫，在接頭處結(jié)構(gòu)明顯不連續(xù)，承載后接頭部位受力情況比較復(fù)雜，有附加的剪力及彎矩，應(yīng)力集中比對(duì)接接頭嚴(yán)重，因而在鍋爐壓力容器焊接中采用較少，僅在特殊情況下偶爾采用。搭接接頭不需要開(kāi)坡口即可施焊，對(duì)裝配要求也相對(duì)松些。3角接接頭兩構(gòu)件成直角或一定的角度，而在其連接邊緣焊接的接頭稱(chēng)角接接頭。角接和T字接頭都形成角焊縫，形式相近，常用于鍋爐壓力容器接管、法蘭、夾套、管板、管子、凸緣等的焊接。角接接頭及T字接頭，在接頭處的構(gòu)件結(jié)構(gòu)是不連續(xù)的，承載后應(yīng)力分布比較復(fù)雜，應(yīng)力集中比較嚴(yán)重。因而在管板、平封頭與筒身連接時(shí)，常在管板、平封頭邊緣加工出板邊圓弧，把角接接頭轉(zhuǎn)化為對(duì)接接頭。單面焊的角接接頭及T字接頭承受反向彎矩的能力極低，應(yīng)當(dāng)避免采用。一般壓力容器用角接接頭及T字接頭都應(yīng)開(kāi)坡口雙面施焊，或者開(kāi)坡口單面施焊保證焊透。根據(jù)板厚及工件重要性，角接接頭及T字接頭有V形、單邊V形、U形、K形等坡口形式。4T字接頭兩構(gòu)件成T字形焊接在一起的接頭稱(chēng)T字接頭。27二、焊接接頭的組成焊接接頭包括：焊縫、熔合區(qū)、熱影響區(qū)三部分。1）焊縫是焊件經(jīng)焊接后形成的結(jié)合部分。通常由熔化的母材和焊材組成，有時(shí)全部由熔化的母材組成。2）熔合區(qū)是焊接接頭中焊縫與母材交接的過(guò)渡的區(qū)域。它是剛好加熱到熔點(diǎn)與凝固溫度區(qū)間的部分。3）焊接熱影響區(qū)是焊接過(guò)程中，材料因受熱的影響（但未熔化）而發(fā)生金相組織和機(jī)械性能變化的區(qū)域。熱影響區(qū)的寬度與焊接方法、線能量、板厚及焊接工藝有關(guān)。28三、焊接接頭的組織和性能焊接接頭中，焊縫金屬是高溫液態(tài)冷卻至常溫固態(tài)的。這期間經(jīng)歷了兩次結(jié)晶過(guò)程，即從液相轉(zhuǎn)變?yōu)楣滔嗟囊淮谓Y(jié)晶過(guò)程和固相狀態(tài)下發(fā)生組織轉(zhuǎn)變的二次結(jié)晶過(guò)程。焊縫金屬的一次結(jié)晶過(guò)程如下：結(jié)晶最先發(fā)生在熔池溫度最低的熔合線部位，隨著熔池溫度的降低，晶體逐漸長(zhǎng)大，在長(zhǎng)大過(guò)程中，由于相鄰晶體的阻礙，晶體只能向熔池中心生長(zhǎng)，從而形成柱狀晶，當(dāng)柱狀晶長(zhǎng)大至相互接觸時(shí)，一次結(jié)晶過(guò)程即結(jié)束。一次結(jié)晶過(guò)程中，由于冷卻速度快，焊縫金屬元素來(lái)不及擴(kuò)散，會(huì)產(chǎn)生化學(xué)成分分布不均勻現(xiàn)象，這種現(xiàn)象叫偏析，偏析有可能使焊縫力學(xué)性能和耐腐蝕性能不均勻，還有可能產(chǎn)生缺陷，例如熱裂紋的產(chǎn)生與偏析有關(guān)。焊縫金屬的二次結(jié)晶的組織和性能與焊縫的化學(xué)成份、冷卻速度及焊后熱處理有關(guān)。29

低碳鋼和低合金鋼在平衡狀態(tài)下的二次結(jié)晶組織是鐵素體加少量珠光體，隨著冷卻速度的加快，珠光體含量增多、鐵素體減少、焊縫的強(qiáng)度