常用焊接方法的焊接基础知识
焊接方法
一、焊条电弧焊
焊接电源的种类和极性
进行焊条电弧焊时，采用的电源有交流和直流两大类，根据焊条的性质进行选择，
焊接电源的选择
通常酸性焊条可采用交流、直流两种电源，一般优先选用交流电源，碱性焊条由于电弧稳定性差，所以必须使用直流电源，但对药皮中含有较多稳弧剂的碱性焊条（如低氢钾型），也可使用交流电源，此时电源的空载电压应较高些。
极性的选择
碱性焊条采用反接，碱性焊条采用正接时，电弧燃烧不稳定，飞溅严重，采用反接时，燃烧稳定，飞溅少，酸性焊条，如果使用直流电源时，通常采用正接，因为阳极部分的温度高于阴极部分，所以用正接可以得到较大的熔深，焊接厚板时，可采用正接，而焊接薄板、铸铁、有色金属时，应采用反接。
焊条直径
焊条直径的大小取决于被焊材料的厚度，所处的焊接位置及焊接接头的形式和焊道层次等因素，打底焊要选用较细的焊条，最好选用直径不超过3.2mm的焊条焊接，T型接头应比对接接头使用的焊条粗些，
焊条选用原则碳钢和某些低合金钢焊条选用，一般是按焊缝与母材等强度的原则选用，但应注意以下问题：1）一般钢材按屈服点来确定等级（如Q235），而碳钢焊条是按熔敷金属抗拉强度的最低值来定强度等级的，因此不能混淆，应按母材的抗拉强度等级相同的焊条；
2）对于强度级别较低的钢材，基本是按等强度原则，但对于焊接结构刚性大、受力情况复杂的工件，选用焊条时，应考虑焊缝塑性，可选用比母材低一级别抗拉强度的焊条。
不同类钢种的焊接,一般应选用介于两者之间或选用强度等级较高的钢材一侧所需用的焊条,如Q235与16Mn焊接,宜选用E50级的焊条
焊接电流
焊接电流时焊接电弧焊中最重要的工艺参数，也是焊工在操作过程中唯一需要调节的参数，选择焊接电流时，主要由焊条直径、焊接位置和焊接层次来决定，
焊条直径越粗，焊接电流越大，每种焊条都有一个的电流范围见表1-1各种焊条直径的使用电流参数表（新型焊机有特殊情况除外）
表1-1
2)焊接位置，在平焊位置时，可选用偏大的焊接电流，横、仰、所选用的电流应比平焊小5%-10%左右，立焊时应比平焊小10%-15%，
3）焊道层次，打底焊道，特别是单面焊双面成型时，使用的电流要小一些，这样便于操作和保证背面焊道的质量，填充焊道时，为提高效率，通常使用较大的焊接电流，而盖面焊道时，为防止咬边和获得美观的焊缝，使用的电流应小一些，
4）焊接层次
每层焊道厚度约等于焊条直径的0.8-1.2倍的，一般情况厚度不超过4-5mm，
5）电弧电压
电弧电压由焊工根据具体具体情况灵活掌握，主要由电弧长度决定，在焊接过程中要求电弧长度不宜过长，否则会出现电弧不稳定的现象。
6）焊接速度
速度过慢，热影响区加宽，晶粒粗大，焊缝变形大，速度过快，易造成未熔合，焊缝成型不良等缺陷，二、埋弧自动焊
焊缝成型系数和熔合比
单道焊缝横截面上焊缝宽度（B）
1〉焊缝成型系数（φ）＝
焊缝计算厚度（H）
在选择埋弧焊工艺参数时，要注意控制焊缝的成型系数，一般以1.3—2为宜。这对熔池中气体的逸出以及防治夹渣和裂纹等缺陷是有利的。
基本金属熔化的横截面积(Fm)
2〉熔合比（r）＝× 100%
焊缝横截面积(Fm+Ft)
Ft 焊缝中填充金属的横截面积。
埋弧自动焊熔合比的数值变化范围一般约在60%—70%之间。
焊接电流
焊接电流是埋弧焊最重要的焊接参数，它决定焊接熔化速度熔深和母材熔化量。
电流过大，熔深和余高过大，容易产生咬边或成型不良，使热影响区增大，甚至造成烧穿；电流过小，焊缝熔深减小，容易产生未焊透、夹渣，电弧稳定性也差。因此应正确选择焊接电流。
电弧电压
电弧电压与弧长成正比，在其他条件不变实，电压增大（即弧长增加）焊缝宽度显著增加，而焊缝余高和熔深会减小，由于电弧过长，电弧燃烧就不稳定，易造成焊缝气孔和咬边的缺陷，同时焊剂熔化量也增加，造成浪费，电弧电压过小，熔深和余高就加大，形状系数下降。
电流是决定焊缝厚度的主要因素，而电压则是影响焊缝宽度的主要因素，为了保证焊缝成型美观，应使电流与电压保持合适的比例，已获得合适的焊缝成型。焊接电流与相应的电弧电压见表2—1
表2—1 焊接电流与相应的电弧电压
焊接速度
焊接速度应由焊工根据实际情况自行选择。
焊速过高时，会造成未焊透、咬边、焊缝粗糙不平等缺陷。焊速过低时，会形成易裂的“蘑菇形”焊缝会
产生烧穿、夹渣、焊缝不规则等缺陷。
焊丝直径
焊丝直径主要影响焊缝厚度。当焊接电流一定时，减小焊丝直径，电流密度增加，电弧吹力增大，使焊缝熔深增大，成型系数减小。不同直径焊丝使用的焊接电流列于表2—2。
表2—2 不同直径焊丝适用的焊接电流范围
目前焊接中厚板采用直径4mm的焊丝较为普遍。
焊丝伸出长度
一般将导电嘴出口到焊丝端部为伸出长度。伸出长度过大，则焊丝受电阻热也越大，焊丝的熔化速度加快，结果是焊缝熔深减小，余高增大，在深坡口焊接时容易产生焊偏、未熔合、夹渣等缺陷；伸出长度过短，容易烧坏导电嘴。碳钢焊丝的伸出长度列于表2—3。
表2—3 碳钢焊丝的伸出长度
焊剂粒度和堆高
通常焊剂供应的粒度为10目—60目（烧结焊剂）、8—40亩（熔炼焊剂）、粒度的选择主要依据焊接工艺参数，一般大电流焊接情况下，应选用细粒度颗粒以免引起焊道外观成形变差，小电流焊接时，应选用粗粒度焊剂，否则气体逸出困难，易产生麻点、凹坑甚至气孔等缺陷，高速焊时，为保证气体充分逸出，也应选用相对较粗粒度的焊剂。
焊剂堆积的高度称为堆高。焊剂堆积的高度应使电弧完全埋在焊剂层下，不会出现电弧闪光，保护良好。一般堆高在2.5—3.5mm范围比较合适。
焊丝倾角
前倾时，焊缝成型系数增加，适合焊薄板，在采用正常速度焊接时，一般均采用焊丝垂直位置。
坡口形状
当其他条件不变时，增加坡口深度和间隙时，焊缝厚度略有增加，焊接宽度略有减小，余高和焊缝熔合比显著减小。因此开坡口通常是控制余高和调整焊缝熔合比最好的方法。
常见板厚的埋弧自动焊双面焊工艺参数列于表2—4。
表2—4 埋弧自动焊双面焊工艺参数
三、手工钨极氩弧焊
焊接电源种类和极性。
电源的种类和极性可根据焊件材质进行选择见表3-1
表3-1 电源的种类和极性选择
（2 ）钨极直径
钨极直径主要按焊件厚度、焊接电流的大小和电源极性来选择，如果钨极直径选择不当，将造成电弧不稳，钨棒烧损严重和焊缝夹钨等现象。
（3 ）焊接电流
焊接电流主要根据工件的厚度和空间位置选择、过大或过小的焊接电流都会使焊缝成型不良或产生焊接缺陷，不同直径钨极的许用电流范围见表3-2
表3-2 不同直径钨极的许用电流范围
（４）电弧电压
电弧电压由弧长决定，当电弧电压过高时，易产生未焊透并使氩气保护效果变差，因此，应在电弧不短路的情况下，尽量减少电弧长度。钨极氩弧焊的电弧电压选用范围一般是１０～２４Ｖ，
（5）氩气流量
为了保护焊接区不受空气的污染，必须有足够量的保护气体，但流量过大时，不仅浪费氩气，还可能使保护流形成紊流，将空气卷入保护区，反而降低保护效果，所以，氩气流量要选择恰当，一般气体流量可按下式确定；Q=(0.8～1.2)D 式中 Q－氩气流量 L/mm D－喷嘴直径mm
（6）焊接速度
焊接速度加快时，氩气流量要相应加大，焊接速度显著地影响焊缝成型，因此，应选择合适的焊接速度。（7）喷嘴直径
喷嘴过大时，不仅使氩气的消耗量增加，而且可能使焊炬伸不进去，或妨碍焊工视线，不便于观察操作，故一般钨极氩弧焊喷嘴直径以5～14mm，为佳。另外喷嘴直径也可按经验公式选择。
D=(2.5-3.5)d 式中：D—喷嘴直径（一般指内径）mm
d－钨极直径，mm.
(８)喷嘴至焊件的距离
喷嘴距焊件间的距离应尽可能小些，但过小将使操作观察不便，因此通常取喷嘴至焊件间的距离为５～１５ｍｍ。
（９）钨极伸出长度
通常焊接对接焊缝时，钨极伸出长度为３～６ｍｍ较好，焊角焊缝时，钨极伸出长度为７～８ｍｍ较好。
四、二氧化碳气体保护焊
焊丝直径
焊丝直径根据焊件厚度，焊缝空间位置及生产率的要求等条件来选择。焊接薄板或中、厚板的立焊、横焊、仰焊时，多采用直径１.６ｍｍ以下的焊丝；在平焊位置中、厚板时，可以采用直径大于１.６ｍｍ焊丝，各种直径焊丝的适用范围见表４－１
表４－１各种直径焊丝的适用范围
焊接电流
焊接电流与工件的厚度、焊丝直径、施焊位置以及熔滴过渡形式有关。通常用直径为０.８～１.６ｍｍ的焊丝，在短路过渡时，焊接电流在５０～２３０Ａ范围内选择，粗滴过渡时，焊接电流可在２５０～５００Ａ内选择。
焊丝直径与焊接电流关系见表４－２
表４－２焊丝直径与焊接电流的关系
电弧电压
CO2焊时，电弧电压与焊接电流一样，对焊接质量的影响相当大。一般来说，短路过渡时，电压为16～24V，粗滴过渡时，电压为25～40V。
焊接速度
焊接速度也是焊接工艺参数中的一个重要因素。它对熔深和焊道形状影响最大。
一般CO2半自动焊时焊接速度在15～40m/h范围内，自动焊时不超过90m/h。
焊丝伸出长度
焊丝伸出长度取决于焊丝直径，约以焊丝直径的10倍为宜。伸出长度过大，焊丝会成段熔断，飞溅严重，气体保护效果差。过小，不但宜造成飞溅物堵塞喷嘴，影响保护效果，也影响焊工视线。
ＣＯ２气体流量，ＣＯ２气体流量的大小，应根据焊接电流、电弧电压，焊接速度等因素来选择。通常，细丝ＣＯ２焊时气体流量约为５～１５Ｌ／ｍｍ，粗丝ＣＯ２焊时约为１５～２５Ｌ／ｍｍ。
电源极性
ＣＯ２焊时必须使用直流电源，且多采用直流反接。
五、焊接材料
1、焊条
酸性焊条，烘干温度为75～1500C保温1～2h
碱性焊条，烘干温度为350～4000C保温1～2h
焊接重要产品时，每个焊工应配备一个焊条保温筒，施焊时将烘干的焊条放入保温筒内。筒内温度保护在50～600C，还可放入一些硅酸以免焊条再次受潮。
焊条烘干一般可重复两次。
2、焊剂
熔炼焊剂要求200～2500C下烘熔1～2h
烧结焊剂要求300～4000C下烘熔1～2h
焊剂可以回收并重新利用，但应对回收焊剂过筛，随时添加新焊剂并充分拌匀后再使用。
3、气体
氩气的纯度应达到99.99％；ＣＯ２气体的纯度应达到99.5
六、焊接接头质量和焊接检验
一般焊缝表面质量标准：
1、焊缝表面不得有裂纹、气孔、夹渣及熔合性飞溅。
2、焊缝表面的焊波均匀，焊缝两侧咬边，深度小于0.5mm，长度一般不得超过焊缝全长的10%，且小于100mm。
3、对于Ⅰ、Ⅱ级焊缝表面的加强高一般为1+0.1b（b为焊缝宽度），但最高为3mm，Ⅲ、Ⅳ类焊缝表面加强高一般为1+0.2b(b焊缝宽度)，最大不超过5mm。
4、对于Ⅰ、Ⅱ级焊缝表面不允许有凹陷，Ⅲ、Ⅳ类焊缝表面表面的凹陷，深度小于0.5mm，长度小于或等于焊缝全长的10%，且小于100mm。
5、对于Ⅰ、Ⅱ级焊缝，接头坡口错边量应〈0.15S（S表示板厚），但最大不超过3mm，Ⅲ、Ⅳ类焊缝接头
坡口错边量应〈0.25S（S表示板厚），但最大不超过5mm。
6、焊缝宽度以每边超过坡口边缘2mm为宜，自动焊超过3mmm为宜，对于角焊缝的焊角高度应符合设计要求，其外形应平缓过渡，表面不得有裂纹、气孔、夹渣等缺陷，咬肉深度不得大于0.5mm，
（2）无损检测
1、无损检测有表面检测和内部检测两种，根据我公司目前的无损检测有磁粉探伤、射线探伤、超声波探伤三种形式，磁粉探伤使用于磁性材料表面缺陷的检测，适合于工件表面或浅层存在缺陷的检测，不适用于有色金属的检测；超声波探伤对于未焊透、未熔合、裂纹的探伤灵敏度较高；射线探伤是检测内部缺陷的（气孔、夹渣、凹坑检查较好）无损检测方法，其原理是利用射线穿透金属，使底片感光，当射线通过金属时，有缺陷的部位产生的衰减程度不一样，这样根据底片黑度直观看出焊缝内部缺陷的位置、大小、形状，达到探伤的目地。
射线探伤焊缝的质量分级
按照〈〈钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级〉〉（GB3323-87）将焊缝质量分为4等级：
Ⅰ级：应无裂纹、未融合、未焊透和条状夹渣
Ⅱ级：应无裂纹、未熔合和未焊透
Ⅲ级：应无裂纹、未熔合及双面焊或加垫板的单面焊缝中的未焊透
Ⅳ级：超过Ⅲ级
七、常用焊条选用、烘干、预热温度表4 常用焊材烘干温度及保持时间
表5 常用钢号推荐的预热温度
焊材选用见附表
八、焊接方法易出现的缺陷及造成缺陷的原因
1、咬边
咬边是形状缺陷中的一种.由于焊接参数选择不当,或操作方法不正确造成的焊趾(或焊根)处的沟槽或凹陷.
咬边是一种较危险的缺陷,它不但减少了基本金属的有效截面积,而且在咬边处还会造成应力集中.特别是焊接低合金结构钢时,咬边的边缘被淬硬,常常是焊接裂纹的发源地.因此,重要结构的焊接接头不允许存在咬边,或者规定咬边深度在一定数值之下(如咬边深度不得超过0.5mm)，否则就应进行焊补修磨。
产生咬边的原因是：焊接电流过大；运条速度不当；角焊缝的焊条角度不当及电弧长度不当；埋弧焊时焊接速度过快等。
产生咬边的措施是：选择正确的焊接电流及焊接速度，电弧不能拉得过长，掌握正确的运条方法和运条角度，埋弧焊时要正确选择焊接接工艺参数。
2．焊瘤
焊接过程中，熔化金属流淌到焊缝之处未融化的母材上所形成的金属瘤就是焊瘤.
焊瘤是由于熔池温度过高，使液态金属凝固较慢，在其自重作用而下淌形成的。造成熔池温度过高而使液态金属在高温停留时间过长的基本原因是焊接电流偏大及焊接速度太慢。同时，焊接位置不同，液态金属下淌的趋势也不同。立焊、横焊和仰焊操作时，如果运条动作慢，就会明显地产生熔敷金属的下坠，下坠的金属冷却后就成为焊瘤。
防止形成焊瘤的措施是：注意熔池的控制，选择合适的焊接工艺参数。如立焊、横焊、仰焊的线能量要比平焊小：坡口间隙处停留时间不宜过长等。
3.焊缝平直度
焊缝平直度是指焊缝外表面成型状况，即焊缝外表形状高低不平，焊波粗劣，焊缝宽度不齐，焊缝余高过高或过低，角焊缝焊脚高度不符合设计要求等。
铸铁零件的常用焊接方法 由于铸铁的一些优点，在汽车制造材料中占有很大的比重。铸铁零件大多是加工精度高、价格昂贵的基础零件，如气缸体、气缸盖、变速器壳体等。铸铁零件在制造及使用过程中，经常会出现裂纹、气孔、损坏等情况。据统计，汽车在正常使用情况下，这类零件达到磨损极限时，其尺寸变化只有0.08 %?0.40 %，质 量损失只有0.1 %?1.8 %，此时将零件报废，无疑是非常浪费的。因此，研究和利用先进的修理经验，合理地修复铸铁零件是十分必要地。焊接就是一种非常有效地修复铸铁零件的方法。 铸铁含炭量高、杂质多，并具有塑性低、焊接性差、对冷却速度敏感等特性，焊补后容易出现白口组织和产生裂纹。为改善铸铁零件的焊补质量，可采取以下方法。 1 ．热焊法焊前将工件整体或局部预热到600?700C，补焊过程中不低于400C，焊后缓慢冷却至室温。采用热焊法可有效减小焊接接头的温差，从而减小应力，同时还可以改善铸件的塑性，防止出现白口组织和裂纹。 常用的焊接方法是气焊和焊条电弧焊。气焊常用铸铁气焊丝，如HS401 或 HS402配用焊剂CJ201,以去除氧化物。气焊预热方法适于补焊中小型薄壁零件。焊条电弧焊选用铸铁芯铸铁焊条Z248或钢芯铸铁焊条Z208,此法主要用于补焊厚度较大（大于10mm ）的铸铁零件。 热焊法的焊接设备主要有加热炉、焊炬、电炉（油炉或地炉）等，焊接工艺如下： 1）焊前准备和预热：清除缺陷周围的油污和氧化皮，露出基体的金属光泽：开坡口，一般坡口深度为焊件壁厚的2／3，角度为70°?120°；将焊件放入炉中缓慢加热至600?700C （不可超过700C）。 2）施焊：采用中性焰或弱碳化焰（施焊过程中不要使铁水流向一侧），待基体金属熔透后，再熔入焊条金属；发现熔池中出现白亮点时，停止填入焊条金属，加入适量焊剂，用焊条将杂物剔除后再继续施焊；为得到平整的焊缝，焊接后的焊缝应稍高出铸铁件表面，并将溢在焊缝外的熔渣重新熔化，待降温到半熔化状态时，用焊丝沿铸件表面将高出部分刮平。 3）焊后冷却：一般应随炉缓慢冷却至室温（一般需48h以上），也可用石 棉布（板）或炭灰覆盖，使焊缝形成均匀的组织，同时防止产生裂纹。 2．冷焊法 此方法是焊前不对工件进行预热，或预热温度不超过300C。常用焊条 电弧焊进行铸铁冷焊。根据铸铁工件的要求，可选用不同的铸铁焊条，如补焊一般灰铸铁零件非加工面选用Z100焊条，补焊高强度灰铸铁及球墨铸铁零件选用Zll6 或 Z117 焊条。
第四节焊接工艺基础知识 一、焊接接头的种类及接头型式 焊接中，由于焊件的厚度、结构及使用条件的不同，其接头型式及坡口形式也不同。焊接接头型式有：对接接头、T形接头、角接接头及搭接接头等。 (一)对接接头 两件表面构成大于或等于135°，小于或等于180°夹角的接头，叫做对接接头。在各种焊接结构中它是采用最多的一种接头型式。 钢板厚度在6mm以下，除重要结构外，一般不开坡口。 厚度不同的钢板对接的两板厚度差(δ—δ1)不超过表1—2规定时，则焊缝坡口的基本形式与尺寸按较厚板的尺寸数据来选取；否则，应在厚板上作出如图1—8所示的单面或双面削薄；其削薄长度L≥3(δ—δ1)。 图1—8 不同厚度板材的对接 (a)单面削薄，(b)双面削薄 较薄板厚度δ1≤2～5 >5～9 >9～12 >12 允许厚度差(δ—δ1) 1 2 3 4 (二)角接接头 两焊件端面间构成大于30°、小于135°夹角的接头，叫做角接接头，见图1—9。这种接头受力状况不太好，常用于不重要的结构中。 图1—9 角接接头 (a)I形坡口；(b)带钝边单边V形坡口 (三)T形接头 一件之端面与另一件表面构成直角或近似直角的接头，叫做T形接头，见图1—10。 图1—10 T形接头 (四)搭接接头 两件部分重叠构成的接头叫搭接接头，见图1—11。
图1—11 搭接接头 (a)I形坡口，(b)圆孔内塞焊；(c)长孔内角焊 搭接接头根据其结构形式和对强度的要求，分为不开坡口、圆孔内塞焊和长孔内角焊三种形式，见图1—11。 I形坡口的搭接接头，一般用于厚度12mm以下的钢板，其重叠部分≥2(δ1+δ2)，双面焊接。这种接头用于不重要的结构中。 当遇到重叠部分的面积较大时，可根据板厚及强度要求，分别采用不同大小和数量的圆孔内塞焊或长孔内角焊的接头型式。 二、焊缝坡口的基本形式与尺寸 (一)坡口形式 根据坡口的形状，坡口分成I形(不开坡口)、V形、Y形、双Y形、U形、双U形、单边V形、双单边Y形、J形等各种坡口形式。 V形和Y形坡口的加工和施焊方便(不必翻转焊件)，但焊后容易产生角变形。 双Y形坡口是在V形坡口的基础上发展的。当焊件厚度增大时，采用双Y形代替V形坡口，在同样厚度下，可减少焊缝金属量约1/2，并且可对称施焊，焊后的残余变形较小。缺点是焊接过程中要翻转焊件，在筒形焊件的内部施焊，使劳动条件变差。 U形坡口的填充金属量在焊件厚度相同的条件下比V形坡口小得多，但这种坡口的加工较复杂。 (二)坡口的几何尺寸 (1)坡口面待焊件上的坡口表面叫坡口面。 (2)坡口面角度和坡口角度待加工坡口的端面与坡口面之间的夹角叫坡口面角度，两坡口面之间的夹角叫坡口角度，见图1—12。 (3)根部间隙焊前在接头根部之间预留的空隙叫根部间隙，见图1—12。其作用在于打底焊时能保证根部焊透。根部间隙又叫装配间隙。 (4)钝边焊件开坡口时，沿焊件接头坡口根部的端面直边部分叫钝边，见图1—12。钝边的作用是防止根部烧穿。 (5)根部半径在J形、U形坡口底部的圆角半径叫根部半径(见图1—12)。它的作用是增大坡口根部的空间，以便焊透根部。
常用焊接方法及特点
常用焊接方法及特点 一、什么是钎焊？钎焊是如何分类的？钎焊的接头形式有何特点？ 钎焊是利用熔点比母材低的金属作为钎料，加热后，钎料熔化，焊件不熔化，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散，将焊件牢固的连接在一起。 根据钎料熔点的不同，将钎焊分为软钎焊和硬钎焊。 （1）软钎焊：软钎焊的钎料熔点低于450°C，接头强度较低(小于70 MPa)。 （2）硬钎焊：硬钎焊的钎料熔点高于450°C，接头强度较高(大于200 MPa)。 钎焊接头的承载能力与接头连接面大小有关。因此，钎焊一般采用搭接接头和套件镶接，以弥补钎焊强度的不足。 二、电弧焊的分类有哪些，有什么优点？ 利用电弧作为热源的熔焊方法，称为电弧焊。可分为手工电弧焊、埋弧自动焊和气体保护焊等三种。手工自动焊的最大优点是设备简单，应用灵活、方便，适用面广，可焊接各种焊接位置和直缝、环缝及各种曲线焊缝。尤其适用于操作不变的场合和短小焊缝的焊接；埋弧自动焊具有生产率高、焊缝质量好、劳动条件好等特点；气体保护焊具有保护效果好、电弧稳定、热量集中等特点。 三、焊条电弧焊时，低碳钢焊接接头的组成、各区域金属的组织与性能有何特点？ （1）焊接接头由焊缝金属和热影响区组成。 1）焊缝金属：焊接加热时，焊缝处的温度在液相线以上，母材与填充金属形成共同熔池，冷凝后成为铸态组织。在冷却过程中，液态金属自熔合区向焊缝的中心方向结晶，形成柱状晶组织。由于焊条芯及药皮在焊接过程中具有合金化作用，焊缝金属的化学成分往往优于母材，只要焊条和焊接工艺参数选择合理，焊缝金属的强度一般不低于母材强度。 2）热影响区：在焊接过程中，焊缝两侧金属因焊接热作用而产生组织和性能变化的区域。 （2）低碳钢的热影响区分为熔合区、过热区、正火区和部分相变区。 1）熔合区位于焊缝与基本金属之间，部分金属焙化部分未熔，也称半熔化区。加热温度约为1 490～1 530°C，此区成分及组织极不均匀，强度下降，塑性很差，是产生裂纹及局部脆性破坏的发源地。 2）过热区紧靠着熔合区，加热温度约为1 100～1 490°C。由于温度大大超过Ac3，奥氏体晶粒急剧长大，形成过热组织，使塑性大大降低，冲击韧性值下降25%～75%左右。 3）正火区加热温度约为850～1 100°C，属于正常的正火加热温度范围。冷却后得到均匀细小的铁素体和珠光体组织，其力学性能优于母材。 4）部分相变区加热温度约为727～850°C。只有部分组织发生转变，冷却后组织不均匀，力学性能较差。 四、什么是电阻焊？电阻焊分为哪几种类型、分别用于何种场合？ 电阻焊是利用电流通过工件及焊接接触面间所产生的电阻热，将焊件加热至塑性或局部熔化状态，再施加压力形成焊接接头的焊接方法。 电阻焊分为点焊、缝焊和对焊3种形式。 （1）点焊：将焊件压紧在两个柱状电极之间，通电加热，使焊件在接触处熔化形成熔核，然后断电，并在压力下凝固结晶，形成组织致密的焊点。 点焊适用于焊接4 mm以下的薄板(搭接)和钢筋，广泛用于汽车、飞机、电子、仪表和日常生活用品的生产。 （2）缝焊：缝焊与点焊相似，所不同的是用旋转的盘状电极代替柱状电极。叠合的工件在圆盘间受压通电，并随圆盘的转动而送进，形成连续焊缝。
常用不锈钢焊接方法对不锈钢最常用的焊接方法是手工焊（MMA），其次是金属极气体保护焊（MIG/MAG）和钨极惰性气体保护焊（TIG）.虽然这些焊接方法对不锈钢工业的大多数人而言是熟悉的，但是我们认为这个领域值得深入探讨. 1、手工焊（MMA）：手工焊是一种非常普遍的、易于使用的焊接方法.电弧的长度靠人的手进行调节，它决定于电焊条和工件之间缝隙的大小.同时，当作为电弧载体时，电焊条也是焊缝填充材料. 这种焊接方法很简单，可以用来焊接几乎所有材料.对于室外使用，它有很好的适应性，即使在水下使用也没问题.大多数电焊机可以TIG焊接.在电极焊中，电弧长度决定于人的手：当你改变电极与工件的缝隙时，你也改变了电弧的长度.在大多数情况下，焊接采用直流电，电极既作为电弧载体，同时也作为焊缝填充材料.电极由合金或非合金金属芯丝和焊条药皮组成.这层药皮保护焊缝不受空气的侵害，同时稳定电弧.它还引起渣层的形成，保护焊缝使它成型.电焊条即可是钛型焊条，也可是缄性的，这决定于药皮的厚度和成分.钛型焊条易于焊接，焊缝扁平美观.此外，焊渣易于去除.如果焊条贮存时间长，必须重新烘烤.因为来自空气的潮气会很快在焊条中积聚. 2、MIG/MAG焊接：这是一种自动气体保护电弧焊接方法.在这种方法中，电弧在保护气体屏蔽下在电流载体金属丝和工件之间烧接.机器送入的金属丝作为焊条，在自身电弧下融化.由于MIG/MAG焊接法的通用性和特殊性的优点，至今她仍然是世界上最为广泛的焊接方法.它使用于钢、非合金钢、低合金钢和高合金为基的材料.这使得它成为理想的生产和修复的焊接方法.当焊接钢时，MAG可以满足只有0.6mm厚的薄规格钢板的要求.这里使用的保护气体是活性气体，如二氧化碳或混合气体.唯一的限制是当进行室外焊接时，必须保护工件不受潮，以保持气体的效果. 3、TIG焊接：电弧在难熔的钨电焊丝和工件之间产生.这里使用的保护气体是纯氩气，送入的焊丝不带电.焊丝既可以手送，也可以机械送.也有一些特定用途不需要送入焊丝.被焊接的材料决定了是采用直流电还是交流电.采用直流电时，钨电焊丝设定为负极.因为它有很深的焊透能力，对于不同种类的钢是很合适的，但对焊缝熔池没有任何“清洁作用”. TIG焊接法的主要优点是可以焊接大材料范围广.包括厚度在0.6mm及其以上的工件，材质包括合金钢、铝、镁、铜及其合金、灰口铸铁、普通干、各种青铜、镍、银、钛和铅.主要的应用领域是焊接薄的和中等厚度的工件，在较厚的
钨极氩弧焊 钨极氩弧焊是气体保护焊中的一种方法，也叫TIG焊，这种方法以燃烧于非熔化极与工件之间的电弧作为热源来进行焊接。钨极氩弧焊可焊易氧化的有色金属及其合金、不锈钢、高温合金、钛及钛合金等。钨极氩弧焊能够焊接各种接头形式的焊缝，焊缝优良、美观、平滑、均匀，特别适用于薄板焊接；焊接时几乎不发生飞溅或烟尘；容易观察和操作；被焊工件可开坡口或不开坡口；焊接时可填充焊丝或不填充焊丝。采用钨极氩弧焊，电弧稳定、热量集中、合金元素烧损小、焊缝的质量高，可靠性高，可以焊接重要构件，可用于核电站及航空、航天工业，是一种高效、优质、经济节能的工艺方法。但钨极氩弧焊焊缝容易受风或外界气流的影响，生产效率低，生产成本较高。根据电流种类，钨极氩弧焊又分为直流钨极氩弧焊、直流脉冲钨极氩弧焊和交流钨极氩弧焊，它们各有不同的工艺特点，应用于不同的场合。 钨极氩弧焊机钨极氩弧焊实际操作
用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法称为手弧焊，它是利用焊条和焊件之间产生的电弧将焊条和焊件局部加热到熔化状态，焊条端部熔化后的熔滴和熔化的线母材融合一起形成熔池，随着电弧向前移动，熔池液态金属逐步冷却结晶，形成焊缝。 手弧焊的优点是使用的设备简单，方法简便灵活，适应性强，对大部分金属材料的焊接均适用。缺点是生产率较低，特别是在焊接厚板多层焊时，焊接质量不够稳定；可焊最小厚度为 1.0mm，一般易掌握的最小焊接厚度为 1.5mm；对焊工的操作技术要求高，焊接质量在一定程度上决定于焊工的操作技术；对于活泼金属（Ti、Nb、Zr等）和难熔金属（如Mo）由于其保护效果较差，焊接质量达不到要求，不能采用手弧焊。另外对于低熔点金属（如Pb、Sn、Zn）及其合金由于电弧温度太高，也不可能用手弧焊。 手弧焊的主要设备是电焊机，电弧焊时所用的电焊机实际上就是一种弧焊电源，按产生电流种类不同，这种电源可分为弧焊变压器（交流）和直流弧焊发电机及弧焊整流器（直流）。手弧焊适用于碳钢、低合金钢、不锈钢、铜及铜合金等金属材料的焊接。 直流电焊机交流电焊机手弧焊实际操作
金属材料的焊接性能 （2014.2.27） 摘要：对各种常用金属材料的焊接性能进行研究，通过参考各类焊接丛书及焊接前辈多年的经验总结，对常用金属材料的焊接工艺可行性起指导作用。 关键词：碳当量；焊接性；焊接工艺参数；焊接接头 1 前言 随着中国特种设备制造业的不断发展，我们在制造产品时所用到的金属材料种类也在不断增加，相应地所必须掌握的各种金属材料的焊接性能也在不断研究和更新中，为了实际产品制造的焊接质量，熟悉金属材料的焊接性能，以制定正确的焊接工艺参数，从而获得优良的焊接接头起到至关重要的指导作用。 2 金属材料的焊接性能 2.1 金属材料焊接性的定义及其影响因素 2.1.1 金属材料焊接性的定义 金属材料的焊接性是指金属材料在采用一定的焊接工艺包括焊接方法、焊接材料、焊接规范及焊接结构形式等条件下，获得优良焊接接头的能力。一种金属，如果能用较多普通又简便的焊接工艺获得优良的焊接接头，则认为这种金属具有良好的焊接性能金属材料焊接性一般分为工艺焊接性和使用焊接性两个方面。 工艺焊接性是指在一定焊接工艺条件下，获得优良，无缺陷焊接接头的能力。它不是金属固有的性质，而是根据某种焊接方法和所采用的具体工艺措施来进行的评定。所以金属材料的工艺焊接性与焊接过程密切相关。 使用焊接性是指焊接接头或整个结构满足产品技术条件规定的使用性能的程度。使用性能取决于焊接结构的工作条件和设计上提出的技术要求。通常包括力学性能、抗低温韧性、抗脆断性能、高温蠕变、疲劳性能、持久强度、耐蚀性能和耐磨性能等。例如我们常用的S30403，S31603不锈钢就具有优良的耐蚀性能，16MnDR，09MnNiDR低温钢也有具备良好的抗低温韧性性能。
金属材料的焊接性能 （1）焊接性能良好的钢材主要有： 低碳钢（含碳量<0.25）；低合金钢（合金元素含量1～3、含碳量<0.20）；不锈钢（合金元素含量>3、含碳量<0.18）。 （2）焊接性能一般的钢材主要有： 中碳钢（合金元素含量<1、含碳量0.25～0.35）；低合金钢（合金元素含量<3、含碳量<0.30）；不锈钢（合金元素含量13～25、含碳量￡0.18） （3）焊接性能较差的钢材主要有： 中碳钢（合金元素含量<1、含碳量0.35～0.45）；低合金钢（合金元素含量1～3、含碳量0.30～0.40）；不锈钢（合金元素含量13、含碳量0.20）。 （4）焊接性能不好的钢材主要有： 中、高碳钢（合金元素含量<1、含碳量>0.45）；低合金钢（合金元素含量1～3、含碳量>0.40）；不锈钢（合金元素含量13、含碳量0.30～0.40）。 焊条和焊丝选择的基本要点如下： 同类钢材焊接时选择焊条主要考虑以下几类因素： 考虑工件的物理、机械性能和化学成分；考虑工件的工作条件和使用性能； 考虑工件几何形状的复杂程度、刚度大小、焊接坡口的制备情况和焊接部位所处的位置等；考虑焊接设备情况；考虑改善焊接工艺和环保；考虑成本。 异种钢材和复合钢板选择焊条主要考虑以下几类焊接情况： 一般碳钢和低合金钢间的焊接；低合金钢和奥氏体不锈钢之间的焊接；不锈钢复合钢板的焊接。 焊条和焊丝的选择参数查阅机械设计手册中焊条和焊丝等章节和焊条分类及型号（GB 980-76）、焊条的性能和用途（GB 980～984-76）等有关国家标准。 ###15CrMoR的换热器的热处理工艺 ***当板厚超过筒体内径的3％时，卷板后壳体须整体热处理。 *** 15CrMoR焊接性能良好。手工焊用E5515-B2（热307）焊条，焊前预热至200-250℃（小口径薄壁管可不预热），焊后650-700℃回火处理。自动焊丝用H13CrMoA和焊剂250等。 ###压力容器用钢的基本要求 压力容器用钢的基本要求：较高的强度,良好的塑性、韧性、制造性能和与相容性。 改善钢材性能的途径：化学成分的设计,组织结构的改变,零件表面改性。 本节对压力容器用钢的基本要求作进一步分析。 一、化学成分 钢材化学成分对其性能和热处理有较大的影响。 1、碳:碳含量增加时，钢的强度增大，可焊性下降，焊接时易在热影响区出现裂纹。 因此压力容器用钢的含碳量一般不应大于0.25%。 2、钒、钛、铌等：在钢中加入钒、钛、铌等元素，可提高钢的强度和韧性。
附录B （资料性附录） 标注示例 常用焊接标注示例见表B.1。 表B.1焊接标注示例 表B.1(续)焊接标注示例
535×50
表B.1(续) 焊接标注示例 序号 焊接标注示例 说明 10 焊缝截面形状为圆柱形塞焊，塞 焊直径为5，沿Фd 圆周均布4个。 11 21为电阻点焊，焊点中心在两工件的接触面上，焊点直径为6，每排12 个焊点，共4排（左右各两排），左右对称（沿汽车前进方向），焊点均布。 12 点焊缝，焊点中心偏离两工件接触面位置(基本符号位置与偏离方向一致）。点焊直径为5，共8点，点距、 行距均为35。 注：点焊缝符号已明确焊接方法，可不标注焊接方法代号。 13 21为电阻点焊（在不至于引起误解时，可省略尾部标注）；焊点中心在 两工件的接触面上；焊点直径为5，共4点，沿Фd 圆周均布。
表B.1(续)焊接标注示例 序号焊接标注示例说明 14 点焊缝，焊点直径为8，共5点，点距40、行距20。 注：点距、行距尺寸，在图中若标注明确就不必在焊接标注中给出。 15 电阻点焊，焊点直径6，每处2 个焊点，共3处。 16 缝焊缝，221为搭接缝焊（即滚焊），焊缝中心在搭接接触面上，焊缝宽为6，在整个工件长度上连续施焊。 17 缝焊缝，焊缝中心向搭接面外偏离，焊缝宽为6，在整个工件长度上连续施焊。 注：虚线基准线可以省略。 18 23为凸焊，焊缝横截面形状为Ⅰ形，对称焊缝，沿圆周施焊、焊透，共2处。
序号焊接标注示例说明 19 24为闪光对焊，焊缝截面形状为Ⅰ形，对称焊缝，外表面为圆柱面，共2处。 20 42为摩擦缝，焊缝截面形状为Ⅰ 形，对称焊缝，外表面为圆柱面。 21 781为螺柱电弧焊，焊缝截面形状为直角三角形，焊脚尺寸为4，表面为凹形，沿工件圆周施焊。 22 782为螺柱电阻焊，焊缝截面形 状为Ⅰ形。 23 角焊缝，焊脚尺寸为2，沿工件圆周施焊。钎焊方法由工艺决定。 注：基准线下方标注是焊料牌号。 24 左:角焊缝，焊脚尺寸为5，焊缝长250，共4处。 注：虚线基准线可以省略。 右：单边V形焊缝，两面对称，焊缝厚度为5，焊缝长250。
各种常用材料焊接的焊接材料选择原则 为得到高质量的焊接接头，首先要合理选择焊接材料。由于焊接部件在运行中的工况有很大差异，母材的材质性能、成分千差万别，部件的制造工艺错综复杂，因此需要从各方面综合考虑确定对应的焊接材料。选择焊接材料应遵循以下原则： 满足焊接接头使用性能的要求。包括常温、高温短时强度、弯曲性能、 冲击韧性、硬度、化学成分等，以及一些技术标准和设计图纸中对街头性能的特殊要求，诸如持久强度，入编极限、高温抗氧化强度、抗腐蚀性能等。 满足焊接接头制造工艺性能和焊接工艺性能的要求。焊接接头组成的构 件，在制造过程中不可避免要进行各种成型和切削加工，例如冲压、车、刨等，要求焊接接头具有一定的塑性变形能力和切削性能、高温综合性能等。 合理的经济性。在满足上述性能外，应选择价格便宜的焊接材料，降低 制造成本。例如重要部件的低碳钢手工电弧焊时，应优先选择碱性药皮焊条，因为碱性焊条脱硫、脱氧充分，且氢含量低，焊缝金属抗裂性能及冲击韧性性能好。而对于一些非重要不见，可选用酸性焊条，因为酸性焊条仍能满足费重要部件的性能要求，而且工艺性良好，价格便宜，可降低制造成本。 第二节碳素钢、低合金钢焊接材料的选择 碳素钢、低合金钢（包括低合金耐热钢、低合金高强钢）焊接材料的选择，应考虑下列因素：等强性和等韧性原则 承压承载的部件，通常根据材料的拉伸应力进行强度计算，拉伸需用应力与 材料的标准抗拉强度下限值有关，即许用应力 （σ）=σb/nb（各种标准nb的取值同） （σ）为材料的拉伸许用应力 σb为材料的标准抗拉强度下限值 nb 为安全系数（各种标准nb的取值不同） 所以焊接接头作为部件的一部分，其焊缝抗拉强度应不小于母材标准抗拉强度规定的下限。同时应注意焊接材料熔敷金属的抗拉强度不能大大高于母材的抗拉强度，而导致焊缝塑性性能降低，硬度增大，不利于随后的制造成型。尽管强度计算仅考虑材料的抗拉强度，各种工艺评定标准对焊缝的屈服强度均无要求，但选择焊接材料时也应考虑焊接材料熔敷金属的屈服强度不应低于母材的屈服强度，并注意保证一定的屈强比。当接头在高温运行通常用工作温度（或设计温度）下材料的高温短时抗拉强度规定下限进行需用应力计算即 [σt]= σbt/nb 其中[σt]为材料t温度下，短时抗拉强度规定值下计算的高温许用应力 σbt为材料t温度下，短时抗拉强度规定值下限 或工作温度下材料的持久强度蠕变极限进行许用应力计算 [σDt]= σDt/nD 其中，[σDt]为材料t温度下持久强度计算的许用应力 σDt为材料t温度下的持久强度 nD为安全系数（各种标准的取值不同） 因此，选择高温运行焊接接头的焊接材料时，应考虑其高温短时抗拉强度或持久强度不得低于母材的对应值。一般碳素钢和普通低合金钢选择焊接材料只要考虑焊接材料的考拉强度，可不考虑熔敷金属的化学成分与母材匹配，但对于Cr-Mo耐热钢材料的焊接，选择焊接材料不仅考虑其等强性，还应考虑合金元素的匹配以保证焊接接头的综合性能与母材一致。 在特殊情况下，部件按材料的屈服强度计算许用应力进行设计时，就必须以屈服强度的等强
基本手工焊接工具与方法 目前电子元器件的焊接主要采用焊锡技术。焊锡技术采用以锡为主的锡合金材料作焊料,在一定温度下焊锡熔化 ，金属焊件与锡原子之间相互吸引、扩散、结合,形成浸润的结合层。 一、手工焊接工具 1.电烙铁 手工焊接的主要工具是电烙铁。电烙铁的种类很多，有直热式、感应式、储能式及调温式多种，电功率有 １5W、２0W、35W、……、30０W多种,主要根据焊件大小来决定。一般元器件的焊接以20W内热式电烙铁为宜 ；焊接集成电路及易损元器件时可以采用储能式电烙铁;焊接大焊件时可用1５０W～3０0W大功率外热式电烙铁。 大功率电烙铁的烙铁头温度一般在300～4０0℃之间。还有一种吸锡电烙铁,是在直热式电烙铁上增加了吸锡机构 构成。在电路中对元器件拆焊时要用到这种电烙铁。 2.烙铁头
烙铁头一般采用柴铜材料制造。为保护在焊接的高温条件下不被氧化生锈，常将烙铁头经电镀处理，有的烙 铁头还采用不易氧化的合金材料制成。新的烙铁头在正式焊接前应先进行镀锡处理。方法是将烙铁头用细纱纸打 磨干净,然后浸入松香水,沾上焊锡在硬物(例如木板)上反复研磨,使烙铁头各个面全部镀锡。若使用时间很 长，烙铁头已经氧化时,要用小锉刀轻锉去表面氧化层,在露出柴铜的光亮后可同新烙铁头镀锡的方法一样进行 处理。当仅使用一把电烙铁头的温度。烙铁头从烙铁芯拉出的越长，烙铁头的温度相对越低,反之温度越高。也 可以利用更换烙铁头的大小及形状达到调节温度的目的：烙铁头越细，温度越高；烙铁头越粗,相对湿度越低。 根据所焊元件种类可以选择适当形状的烙铁头。烙铁头的顶端形状有圆锥形,斜面椭圆形及凿形或圆柱形的。 3.焊锡 焊锡是焊接的主要用料。焊接电子元器件的焊锡实际上是一种锡铅合金,不同的锡铅比例焊锡的熔点温度不 同，一般为18０～230℃。手工焊接中最合适使用的是管状焊锡丝,焊锡丝中间夹有优质松香与活化剂,使用起来
1 焊接工艺基础知识 1.1 焊接接头的种类及接头型式 用焊接方法连接的接头称为焊接接头（简称为接头）。它由焊缝、熔合区、热影响区及其邻近的母材组成。在焊接结构中焊接接头起两方面的作用，第一是连接作用，即把两焊件连接成一个整体；第二是传力作用，即传递焊件所承受的载荷。 根据GB/T3375—94《焊接名词术语》中的规定，焊接接头可分为10种类型，即对接接头、T形接头、十字接头、搭接接头、角接接头、端接接头、套管接头、斜对接接头、卷边接头和锁底接头，如图1。其中以对接接头和T形接头应用最为普遍。 (一)对接接头 两件表面构成大于或等于135°，小于或等于180°夹角的接头，叫做对接接头。在各种焊接结构中它是采用最多的一种接头型式。 钢板厚度在6mm以下，除重要结构外，一般不开坡口。 厚度不同的钢板对接的两板厚度差(δ—δ1)不超过表1—1规定时，则焊缝坡口的基本形式与尺寸按较厚板的尺寸数据来选取；否则，应在厚板上作出如图1—1所示的单面或双面削薄；其削薄长度L≥3(δ—δ1)。 图1—1 不同厚度板材的对接 (a)单面削薄，(b)双面削薄 表1-1
较薄板厚度δ1 ≤2～5 >5～9 >9～12 >12 允许厚度差 1 2 3 4 (δ—δ1) 两焊件端面间构成大于30°、小于135°夹角的接头，叫做角接接头，见图1—2。这种接头受力状况不太好，常用于不重要的结构中。 图1—2 角接接头 (a)I形坡口；(b)带钝边单边V形坡口 (三)T形接头 一件之端面与另一件表面构成直角或近似直角的接头，叫做T形接头，见图1—3。 图1—3 T形接头 (四)搭接接头 两件部分重叠构成的接头叫搭接接头，见图1—4。 图1—4 搭接接头 (a)I形坡口，(b)圆孔内塞焊；(c)长孔内角焊 搭接接头根据其结构形式和对强度的要求，分为不开坡口、圆孔内塞焊和长孔内角焊三种形式，见图1—4。 I形坡口的搭接接头，一般用于厚度12mm以下的钢板，其重叠部分≥2(δ1+δ2)，双面焊接。这种接头用于不重要的结构中。 当遇到重叠部分的面积较大时，可根据板厚及强度要求，分别采用不同大小和数量的圆孔内塞焊或长孔内角焊的接头型式。 1.2焊缝坡口的基本形式与尺寸 根据设计或工艺需要，将焊件的待焊部位加工成一定几何形状的沟槽称为坡口。开坡口的目的是为了得到在焊件厚度上全部焊透的焊缝。
各种常见钢材的焊接焊条及焊接工艺选用一览表 序号材质 焊接工艺及焊接材料焊接检验方法及数量 工艺方 法 焊丝焊条 光谱 检验 及复 查 无损检验 1 1Cr18Ni9Ti 对于管壁 厚度 ≤6mm 的管道， 采用全氩 焊接方 法，对于 管道壁 厚>7mm 的管道可 以才用氩 电联焊的 焊接方 法。对于 采用不锈 钢焊条的 焊缝可以 不进行热 处理，其 它焊缝根 据管道壁 厚进行选 择是否采 用预热、 热处理等 工艺。H1Cr19Ni9Ti、 H0Cr18Ni9Ti A137、A132 合金 焊缝 需要 进行 100 %光 谱复 查检 验 根据温度与 压力两个参 数定 2 0Cr19Ni9 H1Cr19Ni9、 H0Cr20Ni10 A102、 A107、132 3 0Cr18Ni11Nb H1Cr19Ni10Nb、 H1Cr19Ni9Ti A137、A132 4 0Cr18Ni11Ti H1Cr19Ni10Nb、 H1Cr19Ni9Ti A137、A132 5 0Cr23Ni13 H1Cr24Ni13、 H0Cr25Ni13 A407 6 1Cr20Ni14Si2 H1Cr24Ni13、 H0Cr25Ni13 A407 7 0Cr25Ni20 H1Cr25Ni20、 H0Cr25Ni13 A407 8 12Cr1MoVG TIG-R31 R317 9 12Cr2Mo TIG-R40 R407 10 10CrMo910 TIG-R40 R407 11 SA335P22 TIG-R40 R407 12 15CrMo (WC6) TIG-R30 R307 13 SA335P11、SA182F11、 SA335P12 TIG-R30 R307 14 15CrMo+12Cr1MoVG TIG-R30 R307 15 20+12Cr1MoVG TIG-J50 J507 16 20+SA335P22 TIG-J50 J507 17 20+15CrMoG TIG-J50 J507 18 SA335P22+15CrMo TIG-R30 R307 19 SA335P22+12Cr1MoV TIG-R31 R317 20 12Cr1MoV+1Cr18Ni9Ti H1Cr24Ni13、 H0Cr25Ni13 A302、A307 A335P11+1Cr18Ni9Ti H1Cr24Ni13、 H0Cr25Ni13 A302、A307 #20+1Cr18Ni9Ti H1Cr24Ni13、 H0Cr25Ni13 A302、A307 21 12Cr1MoV+12Cr1MoV TIG-R31 R317
各种材料焊接工艺
各种材料焊接工艺 8.1碳钢、合金钢焊接 8.1.1碳钢的焊接 碳钢是最容易焊接的一种金属，适用于碳钢的焊接方法很多，氧–乙炔气气焊、药皮焊条电弧焊、埋弧焊、气体保护电弧焊、等离子弧焊、电渣焊、电阻焊、磨擦焊、热剂焊、钎焊等，几乎所有焊接方法都能适用。 碳钢以铁为基础，以碳为合金元素，碳含量一般不超过 1.0%，此外，含锰量不超过1.2%，硅量不超过0.5%，皆不作为合金元素。而其他元素，如镍、铬和铜等，更控制在残余量的限度内，远非合金成分。杂质元素，例如硫、磷、氧、氮等，根据钢材品种和等级的不同，也都有严格限制。 碳钢的焊接性主要取决于碳含量，随着碳含量的增加，焊接性逐渐变差。 碳钢中的锰和硅对焊接性也有影响。它们的含量增加，焊接性变差，但不及碳作用强烈。锰和硅的影响可以折算为相当于多少碳量的作用，这样适用于碳钢的碳当量（C eq ）经验公式如下： C eq = C + Mn/6+Si/24 (%) C eq 值增加，则产生冷裂纹的可能性增加，焊接性变差。通常，C eq 大于0.4时，冷裂纹 的敏感性将增大，另外，焊接冷却速度也会影响焊缝和热影响区组织，从而影响母材的焊接性。 （1）低碳钢的焊接 1)焊接性 低碳钢含碳量低，锰、硅含量又少，所以通常情况下不会因焊接而引起严重硬化或淬火组织。这种钢材的塑性和冲击韧性优良，焊成的接头塑性和冲击性也良好，焊接时，一般不需预热、层间温度和后热，焊后也不必采用热处理改善组织，可以说，整个焊接过程
中毋需特殊的工艺措施，其焊接性优良。 2)焊接材料的选用 a.焊接低碳钢时大多使用E43××系列的焊条，因为低碳钢结构通常使用GB700-88 的Q235牌号钢材制造，这类钢材的抗拉强度平均值为417.5N/mm2（42. kgf /mm2），而E43××系列焊条熔敷金属的抗拉强度不小于420N/mm2（43 kgf /mm2），在力学性能上正好与之匹配。 b.埋弧焊焊丝和焊剂 低碳钢埋弧焊一般选用实芯焊丝H08A或H08E，它们与高锰高硅低氟熔炼焊剂HJ430、HJ431、HJ433或HJ434配合，应用甚广。 c.二氧化碳气体保护焊丝 实芯焊丝主要有H08Mn2Si和 H08Mn2Si A两种。 药芯焊丝主要有YJ502-1、YJ506-2、YJ506-3、YJ506-4等。 3)低碳钢在低温下的焊接 在严寒冬天或类似的气温条件下焊接低碳钢结构，为避免出现裂纹可以采取以下措施： a.焊前预热，焊时保持层间温度。 b.采用低氢或超低氢焊接材料。 c.点固焊时加大电流，减慢焊速，适当增大点固焊缝截面和长度，必要时施加预热。 d.整条焊缝连续焊完，尽量避免中断。 e.不在坡口以外的母材上打弧，熄弧时弧坑要填满。 f.弯板、矫正和装配时，尽可能不在低温下进行。 g.尽可能改善严寒下劳动生产条件。 以上措施可单独采用或综合采用。 （2）中碳钢的焊接 1)焊接性 中碳钢含碳量0.3～0.60%。当含碳量接近0.3%而含锰量不高时，焊接性良好。随着含碳量的增加，焊接性逐渐变差。如果含碳量0.5%左右而仍按焊接低碳钢常用的工艺施焊时，则热影响区可能产生硬脆的马氏体组织，易于开裂。当焊接材料和焊接过程控制不好时，甚至焊缝也易开裂。 焊接时，相当数量母材会熔化进入焊缝，使其含碳量增高，容易产生焊缝热裂纹。特别是杂质硫控制不严时，更易显示出来。这种热裂纹在弧坑处更为敏感。此外，由于含碳量增高，气孔敏感性也增大。 2)焊接材料的选用 应当尽量选用低氢型焊接材料，例如低氢焊条，它们有一定脱硫能力，熔敷金属塑性和韧性良
常用焊接方法手册 一、什么是钎焊？钎焊是如何分类的？钎焊的接头形式有何特点？ 钎焊是利用熔点比母材低的金属作为钎料，加热后，钎料熔化，焊件不熔化，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散，将焊件牢固的连接在一起。 依照钎料熔点的不同，将钎焊分为软钎焊和硬钎焊。 （1）软钎焊：软钎焊的钎料熔点低于450°C，接头强度较低(小于70 MPa)。 （2）硬钎焊：硬钎焊的钎料熔点高于450°C，接头强度较高(大于200 MPa)。 钎焊接头的承载能力与接头连接面大小有关。因此，钎焊一般采纳搭接接头和套件镶接，以弥补钎焊强度的不足。 二、电弧焊的分类有哪些，有什么优点？
利用电弧作为热源的熔焊方法，称为电弧焊。可分为手工电弧焊、埋弧自动焊和气体爱护焊等三种。手工自动焊的最大优点是设备简单，应用灵活、方便，适用面广，可焊接各种焊接位置和直缝、环缝及各种曲线焊缝。尤其适用于操作不变的场合和短小焊缝的焊接；埋弧自动焊具有生产率高、焊缝质量好、劳动条件好等特点；气体爱护焊具有爱护效果好、电弧稳定、热量集中等特点。 三、焊条电弧焊时，低碳钢焊接接头的组成、各区域金属的组织与性能有何特点？ （1）焊接接头由焊缝金属和热阻碍区组成。 1）焊缝金属：焊接加热时，焊缝处的温度在液相线以上，母材与填充金属形成共同熔池，冷凝后成为铸态组织。在冷却过程中，液态金属自熔合区向焊缝的中心方向结晶，形成柱状晶组织。由于焊条芯及药皮在焊接过程中具有合金化作用，焊缝金属的化学成分往往优于母材，只要焊条和焊接工艺参数选择合理，焊缝金属的强度一般不低于母材强度。 2）热阻碍区：在焊接过程中，焊缝两侧金属因焊接热作用而产生组织和性能变化的区域。
常用金属材料的焊接(不锈钢) 24 试述耐候钢及耐海水腐蚀用钢的焊接工艺。 铜、磷能显著地降低钢的腐蚀速度，这是耐候钢及耐海水腐蚀用钢的主要合金元素，常用耐候钢及耐海水腐蚀用钢有：16CuCr、12MnCuCr、15MnCuCr、09Mn2Cu、16MnCu、09MnCuPTi、08MnPRE、10MnPNbRE钢等。 铜、磷耐蚀钢对焊接热循环不敏感，焊接热影响区的最高硬度不超过350HV。虽然钢中含有Cu、P等元素，但其含量均不高，通常铜的质量分数控制在0.2%～0.4%，不会促使产生热裂纹。含磷钢中碳、磷的质量分数都在0.25%以下，因而钢的冷脆倾向也不大，所以焊接性良好，焊接工艺与强度级别较低（σs为343～392MPa）的普通热轧钢相同。 焊接耐候及耐海水腐蚀用钢的焊条，见表17。埋弧焊时，采用H08MnA、H10Mn2焊丝配合HJ431焊剂。 表17 焊接耐候及耐海水腐蚀用钢的焊条 牌号型号主要用途 J422CrCu E4303 焊接12CrMoCu J502CuP 焊接10MnPNbRE、08MnP、09MnCuPTi J502NiCu E5003-G 焊接耐候铁道车辆09MnCuPTi J502WCr J502CrNiCu E5003-G 焊接耐候近海工程结构 J506WCu E5016-G 焊接耐候用钢09MnCuPTi J506NiCu E5016-G 焊接耐候用钢 J507NiCu E5015-G 焊接耐候用钢 J507CrNi E5015-G 焊接耐海水腐蚀用钢的海洋重要结构 25 什么是不锈钢的晶闸腐蚀？ 不锈钢在腐蚀介质作用下，在晶粒之间产生的一种腐蚀现象称为晶闸腐蚀。产生晶闸腐蚀的不锈钢，当受到应力作用时，即会沿晶界断裂、强度几乎完全消失，这是不锈钢的一种最危险的破坏形式。晶闸腐蚀可以分别产生在焊接接头的热影响区、焊缝或熔合线上，在熔合线上产生的晶间腐蚀又称刀状腐蚀，见图2。
九常用焊缝符号及其标注方法 1 总则 1.1焊接标注应明确地表示所要说明的焊缝，而且不使图样增加过多的注解。 1.2焊缝符号一般由基本符号与指引线组成。必要时还可以加上辅助符号、补充符号和尺寸符号等。 1.3 焊接符号包括所有用于焊接标注的符号、代号及数据；焊接标注包括焊接符号的标注及各种说明。 1.4常用焊缝符号的采用及标注应按本标准及GB/T 324和GB/T 12212的相关规定执行。 1.5 在产品图样及设计文件中，一般不规定焊接方法（其技术条件中应注明焊接的技术要求），由工艺部门确定具体焊接工艺（包括焊接方法），必要时，产品图样及设计文件中也可给出焊接方法。焊接方法的标注按GB/T 5185。 2 焊缝符号 2.1基本符号 2.1.1 基本符号是表示焊缝横截面形状的符号，常用基本符号见表1。 表1 常用基本符号 110
表1（续）常用基本符号 2.1.2 在焊接标注时，焊缝的基本符号必须标注。 2.1.3对于需要开坡口的焊缝，当设计对坡口形状有特殊要求时，则应在技术图样中画出焊缝坡口的 断面图，并明确各项要求；设计对坡口形状无特殊要求时，则技术图样中不做规定，应由工艺人员在工 111
艺文件中予以明确。 2.2 辅助符号 2.2.1辅助符号是表示焊缝表面形状特征的符号，见表2。 2.2.2 对焊缝的表面无要求时，则不标注辅助符号。 2.3 补充符号 2.3.1 补充符号是为了补充说明焊缝的某些特征而采用的符号，见表3。 2.3.2 当焊缝具有表3所列特征时，则必须标注相应的补充符号。 表3 补充符号 示意图标注示例 （同上述三面焊缝符号） 2.4 尺寸符号 2.4.1 常用尺寸符号见表4，表中各尺寸符号，在图样中应标出具体数值。 112
常见焊接方法 埋弧焊--是以连续送时的焊丝作为电极和填充金属。 优点: 1）熔敷速度高，生产效率高；2）焊接质量好，容易实现机械化、自动化；3）无辐射和噪音，是一种安全、绿色的焊接方法。 缺点: 1）受焊接位置限制，常用于平焊和平角焊位置的焊接，不适合焊小、薄件；2）不便观察，需要焊缝自动跟踪装置，对装配精度要求高；3）设备一次性投资大。 应用： 埋弧焊已广泛用于碳钢、低合金结构钢和不锈钢的焊接。由于熔渣可降低接头冷却速度，故某些高强度结构钢、高碳钢等也可采用埋弧焊焊接。 钨极气体保护电弧焊（TIG）--是一种不熔化极气体保护电弧焊，是利用钨极和工件之间的电弧使金属熔化而形成焊缝的。
优点： a、惰性气体不与金属发生任何化学反应，也不溶于金属，为获得高质量的焊缝提供了良好条件。 b、焊接工艺性能好，明弧，能观察电弧及熔池，即使在小的电流下电弧仍然燃烧稳定，焊接过程无飞溅，焊缝成型美观。 c、容易调节和控制焊接热输入，适合于薄板或对热敏感材料的焊接。 d、电弧具有阴极清理作用。 e、适用于全位置焊，是实现单面焊双面成型的理想方法。 缺点： a、熔深较浅，焊接速度较慢，焊接生产率较低。 b、钨极载流能力有限，过大的电流会使焊接接头的力学性能降低，特别是塑性和冲击韧度降低。 c、对工件的表面要求较高。 d、焊接时气体的保护效果受周围气流的影响较大，需采取防护措施。 f、生产成本较高。 应用： 这种方法几乎可以用于所有金属的连接，尤其适用于焊接铝、镁这些能形成难熔氧化物的金属以及象钛和锆这些活泼金属。这种焊接方法的焊缝质量高，但与其它电弧焊相比，其焊接速度较慢。 等离子弧焊--是一种不熔化极电弧焊。
一、填空题 1、焊接结构是以金属材料轧制的板材和型材作基本元件，采用焊接加工方法，按照一定的结构组成的，并能承受载荷的（金属）结构。P1 2、焊接结构的分类：按钢材类型可分为板结构和格架结构；按综合因素分类可分为容器和管道结构、房屋建筑结构、桥梁结构、船舶与海洋结构、塔桅结构和机器结构。P2-4 3、管材对接的焊接位置可分为：平焊位置、横焊位置和多位置；板材对接的焊接位置可分为：平焊位置、横焊位置和立焊位置；板材角接的焊接位置可分为：平焊位置、横焊位置和立焊位置。P15 5、凡是用文字、图形和表格等形式，对某个焊件科学地规定其工艺过程方案和规范及采用相应工艺装备的技术文件，称之为焊接生产工艺规程。它是生产中的技术指导性文件，是技术准备和生产管理及制定生产进度计划的依据。P21 6、焊接结构制造工艺过程的主要工序有：划线（放样或号料）、切断、成形、边缘加工、制孔、装配、焊接、检验、涂漆等。P22 7、焊接结构的生产通常由四部分组成，分别是：1 生产前的准备、2 金属加工或零、部件的制作、3 装配焊接、4 成品加工、检查验收和包装出厂。P27 8、在焊接结构制造的零件加工过程中，根据对工件所产生的作用和加工结果，钢材的基本加工方法可分为：变形加工和分离加工。P38 9、在焊接结构制造的零件加工过程中，钢材经过划线和号料后，就转入下料工序，其中，主要的完成方式主要有：机械切割和热切割。P62 10、在进行焊接结构生产的装配过程中，必须具备以下三个基本条件：定位、夹紧、以及测量。 11、在焊接结构生产中，选择合理的装配一焊接顺序很关键，目前，装配一焊接顺序基本有三种类型：整装整焊、分部件装配、和随装随焊。P144 12、在焊接结构生产的转配过程中，根据不同产品、不同生产类型，有不同的装配工艺方法，主要有：互换法、选配法、和修配法。P144 13、焊接变位机械是改变焊件、焊机或焊工的空间位置来完成机械化、自动化焊接的各种机械装备。P174 14、焊接机器人工作站通常由工业机器人、焊接设备、周边设备、系统控制设备、辅助装置、等部分组成。P208 15、焊接生产线可分为三种类型，分别是：刚性焊接生产线、柔性焊接生产线、和介于二者之间的过渡型生产线。P225 16、按设计压力分类，压力容器可分为四个承受等级，分别是：低压容器、中压容器、高压容器和