第四节 焊 剂

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。

现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范GBJ236－82目录第一章总则第一节概述第二节一般规定第二章碳素钢及合金钢的焊接第一节材料第二节焊前准备第三节焊接工艺要求第四节焊前预热及焊后热处理第三章铝及铝合金的焊接第一节材料第二节焊前准备第三节焊接工艺要求第四章铜及铜合金的焊接第一节材料第二节焊前准备第三节焊接工艺要求第五章焊接工艺试验第一节试验原则第二节试验要求第三节试验评定第六章焊工考试第一节一般规定第二节焊工操作技能考试第三节附则第七章焊接检验第一节焊接前检查第二节焊接中间检查第三节焊接后检查第四节焊接工程交工验收附录附表1附表1-1附表1-2附表2附表3附表4附表5附表6附表7附表8附表9附表10附表11附表12附表13附表14附表15编制说明主编部门：化学工业部批准部门：国家基本建设委员会实行日期：1982年8月1日国家基本建设委员会文件(82)建发施字25号关于颁发《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》的通知国务院有关部、总局，各省、市、自治区建委，基建工程兵：由我委委托化学工业部负责组织有关单位编写的《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》，经有关部门会审,现批准为国家标准施工及验收规范，编号为GBJ236—82，自一九八二年八月一日起实行。

本规范由化学工业部基建局管理和解释。

一九八二年一月二十日第一章总则第一节概述第1.1.1条为指导设备和工业管道的焊接工程特制定本规范。

它适用于石油、化工、电力、冶金、机械和轻纺等行业工程建设的施工现场。

第1.1.2条本规范适用于碳素钢(含碳量小于或等于0.3%)、合金钢(普通低合金结构钢、低温用钢、耐热钢及奥氏体不锈钢)、铝及铝合金(工业纯铝及防锈铝合金)、铜及铜合金(紫铜及黄铜)的手工电弧焊、氩弧焊、埋弧焊、二氧化碳气体保护焊和氧－乙炔焊。

第 1.1.3条用于现场焊接作业的其他标准和设计文件中的技术要求和规定，不得低于本规范。

第1.1.4条焊接作业的安全技术、劳动保护等应按现行有关规定执行。

第四节焊接件的结构工艺性结构工艺性：指在一定的生产规模条件下，如何选择零件加工和装配的最佳工艺方案，因而焊接件的结构工艺性是焊接结构设计和生产中一个比较重要的问题，是经济原则在焊接结构生产中的具体体现。

在焊接结构的生产制造中，除考虑使用性能之外，还应考虑制造时焊接工艺的特点及要求，才能保证在较高的生产率和较低的成本下，获得符合设计要求的产品质量。

焊接件的结构工艺性应考虑到各条焊缝的可焊到性、焊缝质量的保证，焊接工作量、焊接变形的控制、材料的合理应用、焊后热处理等因素，具体主要表现在焊缝的布置、焊接接头和坡口形式等几个方面。

一、焊缝布置焊缝位置对焊接接头的质量、焊接应力和变形以及焊接生产率均有较大影响，因此在布置焊缝时，应考虑以下几个方面。

1．焊缝位置应便于施焊，有利于保证焊缝质量焊缝可分为平焊缝、横焊缝、立焊缝和仰焊缝四种型式，如图3-32所示。

其中施焊操作最方便、焊接质量最容易保证的是平焊缝，因此在布置焊缝时应尽量使焊缝能在水平位置进行焊接。

图3-32 焊缝的空间位置a)平焊 b)横焊 c)立焊 d)仰焊除焊缝空间位置外，还应考虑各种焊接方法所需要的施焊操作空间。

图3-33所示为考虑手工电弧焊施焊空间时，对焊缝的布置要求；图3-34所示为考虑点焊或缝焊施焊空间（电极位置）时的焊缝布置要求。

图3-33 手工电弧焊对操作空间的要求a）合理 b）不合理图3-34 电阻点焊和缝焊时的焊缝布置a）合理 b）不合理另外，还应注意焊接过程中对熔化金属的保护情况。

气体保护焊时，要考虑气体的保护作用，如图3-35所示。

埋弧焊时，要考虑接头处有利于熔渣形成封闭空间，如图3-36所示。

图3-35 气体保护电弧焊时的焊缝布置a）合理 b）不合理图3-36 埋弧焊时的焊缝布置a）合理 b）不合理2．焊缝布置应有利于减少焊接应力和变形通过合理布置焊缝来减小焊接应力和变形主要有以下途径：（1）尽量减少焊缝数量采用型材、管材、冲压件、锻件和铸钢件等作为被焊材料。

《焊工实训》一体化课程标准一、课程地位与任务（1）.能够自觉遵守课堂纪律，做到安全文明生产。

（2））.能够熟练掌握量具识读方法。

（3）.能够分析和描述手弧焊的方法和要求。

（4）.能够对加工件进行精度检测，并能根据检测结果确定修复方法进行检修。

（5）.能都熟练诊断典型常用设备在运转过程中出现的故障并修复和排除。

二、方法能力目标（1）.具有独立思考和分析问题、解决问题的能力。

（2）.能根据实际作业情况，利用网络等现代化手段查阅资料和信息处理。

（3）.具有操作大型现场任务和解决现场出现的偶发事件的能力。

（4）.具有大型现场作业方案设计和开拓创新的能力。

三、社会能力目标（1）.具有良好的沟通能力和团队协作精神。

（2）.具有吃苦精神和计划组织能力。

（3）.具有良好的产品质量意识和安全意识。

（4）.具有责任感、使命感和为社会服务与贡献意识。

二、整体教学设计思路（一）课程定位《焊工工艺学》是为适应“工学结合、校企合作”培养模式的要求，根据中国机械工业教育协会和全国职业培训教学工作指导委员会机电专业委员会组织制订的中等职业教育教学计划大纲编写的。

本课程标准主要内容包括：焊条电弧焊，焊条，焊接接头及质量检验，焊条电弧焊电源，焊接应力及变形，埋弧焊，气体保护电弧焊，气焊与气割，其他焊接方法及切割方法，常用金属材料的焊接，梁、柱框架金属结构件的焊接，压力容器的焊接和数控技术在焊接中应用的。

（二）课程开发思路本课程为一体化教学模式，重点采用项目教学法，利用布置任务，分析、讨论任务，完成任务，评估任务的教学方式进行。

根据学生已掌握的技能，进一步讨论、学习，本课程的开发思路就是紧紧围绕与企业接轨，根据企业实际情况，针对企业中常用的典型设备以及设备在运转中出现的常用故障及其原因进行分析、讨论和排除维修。

从而培养学生的思考能力、动手能力和解决问题的能力，以适应将来企业的需求。

三、与前后课程的联系（一）与前续课程的联系本课程是学习焊工基本操作技能、加深与指导对本课程的理解和学习，使焊工基本操作技能水平提高。

第四节低碳钢与低合金钢的焊接一、焊接性低合金钢是在碳钢的基础上，加入少量或微量的合金元素（合金元素的质量分数不超过3%），使碳钢的组织发生变化，从而获得较高的屈服强度和较好的冲击韧度。

随着钢中合金元素的增加，低合金钢的强度等级逐步提高，碳当量随之增加，因此钢的淬硬性增加，焊接性变差。

低碳钢具有最优良的焊接性。

因此，低碳钢和低合金钢焊接时的焊接性仅决定于低合金钢本身的焊接性。

对于这两种异种钢焊接时的焊前准备、焊接工艺和焊后热处理等工艺措施，根据低合金钢来拟定。

二、焊前准备300～400MPa级别的低合金钢，如Q345 (16Mn)钢，焊接性和低碳钢相差不多，随着钢种强度等级的提高，焊接性相对会下降。

强度等级为450MPa级的Q420( 15Mn VN)钢，在环境温度不太低时，可以不预热，采用氧乙炔火焰进行切割，切割后不需要加工，即可直接进行施焊，焊缝金属也决不会因焊接坡口是气割的而产生裂纹。

强度等级超过500MPa级的钢种，如18MnMoNb、14MnMoV和14MnMoVB等钢，由于碳当量比较高，气割后在气割边缘用磁粉探伤时，常会发现有微裂纹，这些微裂纹必须用砂轮将其磨掉，才能进行施焊。

对于强度等级更高或厚度较大的钢材，焊接坡口若用气割加工而成，为防止产生裂纹，可采用与焊接时相同的预热参数进行预热。

碳弧气刨时，必须仔细清除残余的碳屑粒以及气刨边缘的渗碳和渗铜层，以避免进入焊接熔池。

否则，由于焊缝中渗碳，使其淬硬倾向增大，引起裂纹。

三、焊接工艺1．装配和定位焊不允许强制装配，对角变形和错边量要严格控制，避免因未焊透和应力集中而引起的裂纹。

为了防止装配定位焊的开裂，一般定位焊的焊缝长度为20—lOOmm。

如发现定位焊点有裂纹时，要立即清除，并移位重新进行定位焊。

定位焊所选用的焊接工艺和材料应与正式焊接要求相同。

2．预热和层间温度低碳钢和低合金钢进行焊接时，要根据低合金钢选用预热温度。

当Q345(16Mn)钢和15MnCu钢的厚度分别超过25ram、22ram时以及强度等级超过500MPa级的低合金钢与低碳钢焊接时，均应进行预热。

第四节钢结构焊钉焊接施工工艺标准4.1 总则4.1.1 适用范围本标准适用于各类钢结构工程中的抗剪件、预埋件及锚固件，公称直径为6~22mm的焊钉（圆柱头焊钉、熔焊栓钉、剪力钉）。

4.1.2 编制参考标准及规范《圆柱头焊钉》GB 10433《建筑钢结构焊接规程》JGJ81-92《钢结构工程施工质量施工验收规范》GB50205-20014.2 基本规定4.2.1 为保证施工焊接电源的伏安特性，在进行施工组织设计时熔焊栓钉机的电源应单独布设；4.2.2 施工前应进行焊接工艺评定，选择合格的焊接工艺进行施工。

4.3 施工准备4.3.1技术准备施工单位对其采用焊钉和钢材焊接应进行焊接工艺评定，结果应符合设计要求和国家现行的有关标准的规定。

根据工艺评定、设计和图纸深化的结果编制施工施工作业指导书，作好施工作业交底。

4.3.2 材料要求根据栓钉的安装位置，熔焊栓钉适用的瓷环可分为穿透型的瓷环和普通瓷环。

直接在压型钢板上安装的栓钉应使用穿透型的瓷环，在钢梁上安装的栓钉应使用普通型的瓷环。

根据作业条件施工前应进行烘烤除湿。

4.3.3 施工机具栓钉施工主要的专用设备为熔焊栓钉机。

下表列出了日产JSS—2500型熔焊栓钉机的主要参数其他最常用配合施工的工具时角向磨光机，用于安装栓钉时祛除钢梁上的非导电型油漆。

熔焊栓钉施工时还必须配套安排焊接工艺特性较好的中型焊机（交直流均可）用于栓钉的补焊。

4.3.4 作业条件1.钢结构构件表面的油漆应清除，没有露水、雨水、油及其他影响焊缝质量的污渍。

空气相对湿度不大于85%。

2.根据作业条件，施工所使用的栓钉和配套使用的瓷环应烘烤除湿。

4.4材料和质量要点4.4.1 材料的关键要求3．焊钉不经表面处理，其表面不允许有影响使用的裂纹、条痕、凹坑和毛刺等4.4.2 技术关键要求1）应采用具备自动调节功能的焊接设备进行焊接,宜采用独立的电源供电。

如果两个或多个焊钉枪在同一焊接电源上使用，应采用联动互锁装置保证一次只有一把焊钉枪能使用，这样电源就只能在一个焊钉焊完后再开始下一次焊接。

第四节钢结构焊钉焊接施工工艺标准4.1 总则4.1.1适用范围本标准适用于各类钢结构工程中的抗剪件、预埋件及锚固件，公称直径为（圆柱头6~22mm的焊钉焊钉、熔焊栓钉、剪力钉）。

4.1.2编制参考标准及规范《圆柱头焊钉》GB 10433《建筑钢结构焊接规程》JGJ81-92《钢结构工程施工质量施工验收规范》GB50205-20014.2基本规定4.2.1为保证施工焊接电源的伏安特性，在进行施工组织设计时熔焊栓钉机的电源应单独布设;4.2.2施工前应进行焊接工艺评定，选择合格的焊接工艺进行施工。

4.3施工准备4.3.1技术准备施工单位对其采用焊钉和钢材焊接应进行焊接工艺评定，结果应符合设计要求和国家现行的有关标准的规定。

根据工艺评定、设计和图纸深化的结果编制施工施工作业指导书，作好施工作业交底。

4.3.2 材料要求根据栓钉的安装位置，熔焊栓钉适用的瓷环可分为穿透型的瓷环和普通瓷环。

直接在压型钢板上安装的栓钉应使用穿透型的瓷环，在钢梁上安装的栓钉应使用普通型的瓷环。

根据作业条件施工前应进行烘烤除湿。

4.3.3 施工机具栓钉施工主要的专用设备为熔焊栓钉机。

下表列出了日产JSS—2500型熔焊栓钉机的主要参数其他最常用配合施工的工具时角向磨光机，用于安装栓钉时祛除钢梁上的非导电型油漆。

熔焊栓钉施工时还必须配套安排焊接工艺特性较好的中型焊机（交直流均可）用于栓钉的补焊。

434 作业条件1•钢结构构件表面的油漆应清除，没有露水、雨水、油及其他影响焊缝质量的污渍。

空气相对湿度不大于85%。

2•根据作业条件，施工所使用的栓钉和配套使用的瓷环应烘烤除湿。

4.4材料和质量要点4.4.1材料的关键要求3.焊钉不经表面处理，其表面不允许有影响使用的裂纹、条痕、凹坑和毛刺等442 技术关键要求1）应采用具备自动调节功能的焊接设备进行焊接，宜采用独立的电源供电。

如果两个或多个焊钉枪在同一焊接电源上使用，应采用联动互锁装置保证一次只有一把焊钉枪能使用，这样电源就只能在一个焊钉焊完后再开始下一次焊接。