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正保远程教育旗下品牌网站美国纽交所上市公司(NYSE:DL)建设工程教育网/一级建造师考试辅导《机电工程管理与实务》第二章第三节讲义掌握焊接材料与设备选用原则1H412032 掌握焊接材料与设备选用原则一、焊接材料的分类与选用原则（一）焊条（二）焊丝（三）保护气体（四）焊剂二、常用的焊接设备及选用原则1.电弧焊机电源（1）弧焊变压器（2）直流弧焊发电机:已被列入淘汰产品。
（3）晶闸管弧焊整流电源（包括逆变弧焊电源）是理想的更新换代产品。
2.埋弧焊机特性（1）生产效率高，焊接质量好，劳动条件好。
（2）埋弧自动焊是依靠颗粒状焊剂堆积形成保护条件，主要适用于平位置（俯位）焊接。
（3）难以焊接铝、钛等氧化性强的金属及其合金。
（4）只适用于长缝的焊接。
（5）不适合焊接薄板。
3.钨极氩弧焊机特性（1）氩气能充分而有效地保护金属熔池不被氧化，焊缝致密，机械性能好。
（2）明弧焊，观察方便，操作容易。
（3）穿透性好，内外无熔渣，无飞溅，成型美观，适用于有清洁要求的焊件。
（4）电弧热集中，热影响区小，焊件变形小。
（5）容易实现机械化和自动化。
4.熔化极气体保护焊机特性CO2气体保护焊生产效率高，成本低，焊接应力变形小，焊接质量高，操作简便。
但是飞溅较大，弧光辐射强，很难用交流电源焊接，设备复杂，有风不能施焊，不能焊接易氧化的有色金属。
5.等离子弧焊机特性具有温度高、能量集中、较大冲击力、比一般电弧稳定、各项有关参数调节范围广的特点。
6.焊接设备选用原则选用原则：安全性、经济性、先进性、适用性。
【例2】（2012真题）只适用于长缝焊接的焊机是（）。
A.交流焊机B.直流焊机C.埋弧焊机D.气体保护焊机【正确答案】C【答案解析】参见教材P29。
钢结构焊接规范讲义(总36页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--《钢结构焊接规范》培训讲义日期：2012年06月30日~2012年07月01日地点：太原市主讲人：施天敏（上海材料研究所）一、前言钢结构焊接规范出台的背景1、中国经济发展的要求（钢结构建设的历史回顾、钢产量的发展势头、城市化进程的要求）2、与之建设配套的技术要求（从业队伍较年轻、技术力量缺乏、人员流动性较大、建筑发展的时效性强——板、管、铸、锻）3、长远的战略考量（节能、环保、抗灾害、资源）4、从钢结构使用范围的扩展考虑（将原标准JGJ81-2002《建筑钢结构焊接技术规范》改编和提升为国家标准GB50661《钢结构焊接规范》）随着名称的改变也带来了内容、要求的相应变化二、新老标准在结构上的差异1、目录JGJ81标准 GB50661标准总则总则基本规定术语和符号材料基本规定焊接节点构造材料焊接工艺评定焊接连接构造设计焊接工艺焊接工艺评定焊接质量检查焊接工艺焊接补强与加固焊接检验焊工考试焊接补强与加固附录A（钢板厚度方向性能级别附录A（钢结构焊接接头及其硫含量、断面收缩率值）坡口形式、尺寸和标记方法）附录B（建筑钢结构焊接工艺评定附录B（钢结构焊接工艺评定报告格式）报告格式）附录C（箱形柱（梁）内隔板电渣附录C（箱形柱（梁）内隔板电焊焊缝焊透宽度的测量）焊焊缝焊透宽度的测量）附录D（圆管T、K、Y节点焊缝的本规程用词说明超声波探伤）引用标准名录附录E（工程建设焊工考试结果登记附：条文说明表、合格证格式）本规程用词说明三、新标准的具体章节说明与其他标准的相关性1、总则1.01、强调新标准在相应科研、实践基础上形成的（1985年发展中心开始至今）1.02、载荷条件参照AWS等相关标准分为静载和动载，对其他结构也能参考执行1.03、强调安全（以人为本、吸收上海胶州路大楼、北京央视大楼失火教训）1.04、强调标准的互补与强制性标准的执行2、术语和符号该章节的术语和符号相比老标准都是新增加的，术语共8个、符号29个，这里强调都是与焊接技术相关的。
电焊工基本理论讲义戴勇二O一三年八月1、电击致死的主要原因是:电流引起心室颤动或窒息造成的。
2、人体触电时，最危险的途径是电流从人体的左手到右脚。
3、直流电流、高频电流和冲击电流对人体都有伤害作用，但以工频（50HZ）电流危险性最大。
4、凡患有心脏病、肺病和神经系统等疾病的人，触电会引发更大的危险。
5、我国规定安全电压36V。
6、我国规定在潮湿、窄小而触电危险性较大的环境中，安全电压为12V。
凡特别危险环境里以及在金属容器、矿井、隧道里的和提灯均应采用12V 安全电压。
7、在船舱内施焊应有监护，不应一个人单独进行工作。
8、在手套、衣服和鞋潮湿的情况下，焊工应禁止焊接作业。
9、氧瓶内气体不得用尽，应留有一定0.1MPa余压，乙炔留0.05 MPa余压。
10、焊工在可能导电的焊接场工作时，所用的手套应由具有绝缘性能的材料（或附加绝缘层）制成，并经耐压5000V试验合格后方能试验使用。
11、焊工穿用的防护鞋橡胶鞋底，应经耐压5000V的试验合格，如果在易燃易爆场合焊接时，鞋底不应有鞋钉，以免产生摩擦火星。
12、在有积水的地面焊接与切割时，焊工应穿用经过耐压6000V试验合格的防水橡胶鞋。
13、人体在触及工频（50HZ）交流电能自主摆脱电源的最大电流约为1mA。
1、焊条是由焊芯和药皮两部分组成。
2、焊条药皮的主要作用如下：1)提高焊接电弧的稳定性2)保护熔化金属不受外界空气的影响3)脱氧精炼4)添加合金提高焊缝性能5)改善焊接工艺性能3、酸性焊条的优点是工艺性好，容易引弧，并且电弧稳定，飞溅小，脱渣性好，焊缝成型美观，容易掌握施焊技术。
缺点是焊缝金属的力学性能差，尤其是焊缝金属的塑性和韧性均低于碱性焊条形成的焊缝。
4、碱性焊条的优点是焊缝金属的塑性、韧性和抗裂性都比酸性焊条高。
碱性焊条的主要缺点是工艺性差，对油、锈及水分等敏感性。
5、焊条型号表示方法：焊条牌号表示方法6、J507焊条要采用直流反接电源。
焊接作业指导书1 目的按图纸要求对铁件实施焊接工作，保证焊接质量。
2 适应范围本守则适用于本厂所有产品生产过程中焊接工序。
凡设计图纸、技术要求、工艺文件对焊接注有特殊要求应按照要求施焊，对焊接没注明要求一律执行本守则规定。
3 职责3.1 焊接工序由机加工车间归口管理，并负责焊接工艺质量提高。
3.2 机加工车间、焊接操作人员，必须按图样要求施工，按守则要求操作。
4 工作程序及要求4.1 焊接设备及材料交流弧焊机气割CO呆护焊机焊条（丝）①2〜5点焊机①0.84.2 焊接4.2.1 焊接前准备4.2.1.1 熟悉技术文件，明确图纸及工艺文件技术要求，不明白之处及时询问有关人员。
4.2.1.2 焊接设备的选择a ）交流弧焊机：主要用于箱变底座槽钢、柜体角钢。
b ）CO呆护焊：主要用于薄板焊接。
c ）点焊：用于涂件和薄板结构点焊。
421.3焊条或焊丝选择一般结构选用①0.8焊丝，在材料厚度S大于2.5mm时可选用①3.2或以上的焊条。
4.2.1.4 工装准备需用焊具时，应按技术文件要求借用相应的工装并检查其是否符合加工需求。
4.2.1.5 材料准备a ）焊接前应按照图纸或工艺文件要求先将所需要零部件准备好，并检查关键件是否具有上序检查的合格标示。
b ）焊接前应将待施焊处表面的油、污物、锈等清除干净，在施焊处两边10〜20mm t勺氧化皮要清刷干净。
4.2.2焊接过程4.2.2.1 交流焊机焊接时，根据焊接直径、焊件厚度等调整焊接电流:3.2二氧化碳气体保护焊工艺参数422.2 CO ?旱机，焊接时需采用焊丝直径为0.8〜1.2毫米4.2.2.3 施焊a ）交流弧焊①起头操作应符合下列要求：引弧后在起头作用下长弧予热后再焊接，或在焊缝起头处8〜10mm后引弧, 再运行到起头处重复焊接。
②运条操作应符合下列要求：沿焊条中心线不断向熔池送进焊条，以稳定弧长。
焊条沿焊接方向均匀移动；如果需要，可以使焊条垂直于焊接方向作某种形式的横向摆动，以获得所需的焊③焊弧结尾操作要点：焊接材料较厚时，可在收尾处稍作停留或回焊一小段，填满弧坑，以防止弧坑裂纹；材料较薄时，可在收尾处，反复引弧和灭弧。
电焊工培训讲义第一部分：电焊工基本知识1. 电焊的定义和分类电焊是一种利用电弧热能将金属焊件加热到熔化状态，使其融合成一个整体的焊接方法。
根据电焊所使用的电流类型，电焊可以分为直流电焊和交流电焊两种。
2. 电焊原理电焊利用电弧的高温热能将工件材料熔化，并在冷却后形成焊缝，实现金属件的连接。
电焊使用的电流、电压和焊接材料的选择都直接影响焊接质量和效果。
3. 电焊设备电焊设备包括焊接机、焊接枪、电焊接线、电焊钳等。
不同的焊接作业需要选择不同的电焊设备，并注意设备的维护和保养。
第二部分：电焊技术1. 电焊安全知识电焊过程中存在高温、高电压等危险，必须严格遵守安全操作规程，穿戴防护装备，确保工作环境通风良好，并注意防火防爆措施。
2. 电焊与金属材料不同的金属在焊接过程中有不同的特性和要求，包括熔点、导热性、热膨胀系数等。
熟悉不同金属材料的特性有助于选择合适的焊接方法和焊接材料。
3. 电弧熔化焊电弧熔化焊是一种利用电弧产生高温热能将工件熔化进行焊接的方法，包括手工电弧焊、直流焊、交流焊等。
4. 气体保护焊气体保护焊是一种利用惰性气体或活性气体对熔化金属进行保护，防止氧化、氢致脆等缺陷产生的方法。
常见的气体保护焊包括氩弧焊、氩气保护焊、氩弧氩气保护焊等。
5. 焊接变形与预热焊接过程中，由于金属的热胀冷缩和热变形等原因，会产生焊接变形。
为了减小焊接变形，可以采取预热、间隔焊、焊接顺序控制等措施。
第三部分：电焊质量检验1. 焊缝的形貌检查焊缝的外观检查包括焊缝形貌、焊渣、气孔、裂纹、夹渣等缺陷的检查，以及焊缝的表面质量和光洁度的评定。
2. 焊接强度检验焊接强度检验是指对焊接工件进行拉伸、弯曲、冲击等物理性能测试，以确保焊接工件的强度满足设计和规定的要求。
3. 焊接质量标准焊接质量标准包括焊接接头的几何尺寸、焊接工艺规程、焊工作业规范和验收标准等方面的规定，确保焊接工件的质量和安全性。
第四部分：电焊技能提升1. 火花焊接火花焊接是一种利用高温高压氧化性气体产生火花并溶化金属进行焊接的方法，常用于焊接轨道、管道等工件。
焊接材料的选择一．定义焊接材料：焊接时所消耗材料（包括焊条、焊丝、焊剂、保护气体、电极、熔剂等）的通称。
焊条：涂有药皮的供电弧焊用的熔化电极。
焊丝：焊接时作为填充金属，或同时用来导电的金属丝。
焊剂：焊接时，能够熔化形成熔渣（有的也有气体），对熔化金属起保护和冶金作用的一种颗粒状物质。
保护气体：焊接过程中用于保护金属熔滴、焊接熔池和焊接区高温金属，防止外界有害气体进入焊接区的气体。
电极：熔焊时，用以传导电流并使填充材料和母材熔化或本身也作为填充材料而熔化的金属丝（焊丝、焊条）、棒（石墨棒、钨棒）、管、板等。
电阻焊时，指用以传导电路和传递压力的金属极。
熔剂：气焊时用以去除焊接过程中形成的氧化物、改善熔池的润湿性的粉状物质。
焊接材料选用的一般原则1.焊条对焊条的基本要求：（1）焊条的熔敷金属应具有良好的力学性能（2）焊条的熔敷金属应具有规定的化学成分，以保证其使用性能的要求（3）焊条应具有良好的工艺性能（4）要求焊条具有良好的抗气孔、抗裂纹能力（5）焊条应具有良好的外观（表皮）质量焊条的组成：焊条由焊芯和药皮两部分组成。
焊条中被药皮包覆的金属芯是焊芯，其主要作用是导电，在焊条端部形成电弧，同时焊芯靠电弧热熔化后，冷却形成具有一定成分的熔敷金属。
焊条中涂在焊芯表面上的涂料称为药皮。
其主要作用是机械保护作用、冶金处理作用和改善焊接工艺性能。
焊条的分类：按熔渣的碱度分为酸性焊条和碱性焊条；按药皮的主要成分分为钛型、钛钙型、钛铁矿型、氧化铁型；按用途分类分为结构钢焊条（J）、钼及铬钼耐热钢焊条（R）、不锈钢焊条（铬不锈钢G,铬镍不锈钢A）、堆焊焊条（D）、低温焊条（W）、铸铁焊条（Z）、镍及镍合金焊条（Ni）、铜及铜合金焊条（T）、铝及铝合金焊条（L）、特殊用途焊条（Ts）。
焊条的型号和牌号：焊条的牌号应包括以下含义：焊条、焊条类别、焊条特点（如熔敷金属的抗拉强度、使用温度、焊芯金属类型、熔敷金属化学组成类型等）、药皮类型及焊接电源。
根据GB/T 5117-1995《碳钢焊条》和GB/T 5118-1995《的合金钢焊条》的规定，焊条型号的主体结构由字母“E”和四位数字组成，其结构和含义如下：E X1X2X3X4 E：表示焊条X1X2：焊条系列，即熔敷金属抗拉强度最小值X3：焊条的焊接位置X4：焊条药皮类型及焊接电源种类例如：E 5015 E:焊条50：熔敷金属抗拉强度σb≥409Mpa1：全位置（0、1全位置；2平焊及平角焊；4：平焊、立焊、仰焊、立向下焊仅对碳钢焊条适用）低合金钢焊条：E X1X2 X3 X4-□-□E：焊条X1X2：熔敷金属抗拉强度最小值X3：焊条的焊接位置（0、1全位置；2用于平焊及平角焊）X4：焊接电流种类及药皮类型以数字表示□1：熔敷金属化学成分分类代号，以字母表示□2：附加化学成分，以化学元素符号表示不锈钢焊条：E 308L-16E:表示焊条308L：熔敷金属的化学成分，L表示超低碳，308表示焊条熔敷金属化学成分类型其他种类焊条不再赘述。
2．焊丝对焊丝的基本要求：焊丝在焊接过程中起传导电流、填充金属、过渡合金的作用，自保护药芯焊丝在焊接过程中还起保护或脱氧和去氮作用。
因此，要求焊丝要具有要求的化学成分，力学性能，而且还应对其尺寸和表面质量提出明确的技术要求。
焊丝的分类：按结构形式分为药芯焊丝和实芯焊丝，药芯焊丝按结构和填料的不同又分为好多种类型；按钢种分为低碳钢焊丝、低合金钢焊丝（高强度钢用焊丝、Cr-Mo 耐热钢焊丝、低温钢用焊丝）、不锈钢焊丝、硬质合金堆焊焊丝、铜及铜合金焊丝、铝及铝合金焊丝、铸铁焊丝等；按焊接方法分为埋弧焊焊丝、电渣焊焊丝、CO2气体保护焊焊丝、氩弧焊焊丝、（TIG焊用焊丝、MIG焊用焊丝、MAG焊用焊丝）、自保护焊焊丝、堆焊焊丝、气焊焊丝。
焊丝的型号或牌号（1）焊接用碳钢低合金钢不锈钢焊丝除GB/T8110-95外，焊丝的型号或牌号均以字母H表示焊丝，气牌号的编制方法为：以字母H表示焊丝；H之后的一位或两位数字表示含碳量（平均约数）；化学元素符号及其后的数字表示该元素的大约质量分数，当主要合金元素的质量分数≤1％时，可省略数字只标记元素符号；焊丝牌号尾部标有A或E时，表示为优质品或高级优质品，表明有更低的S、P等杂质含量。
例如：H08Mn2SiAH:焊丝 08：含碳量，质量分数约0.08％Mn2:含Mn量质量分数约2％ Si:含Si量质量分数为≤1％A：优质品，S、P的质量分数约≤0.03％（2）气体保护焊用碳钢、低合金钢焊丝根据GB/T8110-95规定，焊丝型号的表示方法为ERXX-X：字母ER表示焊丝，ER后面的两位数字表示熔敷金属的最低抗拉强度，－后面的字母或数字，表示焊丝化学成分的分类代号。
还附加其他化学成分时，可直接用元素符号表示，并以短划－与前面数字分开。
例如：ER55-B2-MnER：焊丝 55：熔敷金属抗拉强度最小值为550MpaB2：焊丝化学成分分类代号 Mn：表示焊丝中含有Mn元素2.焊剂对焊剂的基本要求：（1）具有良好的冶金性能（2）具有良好的焊接工艺性能（3）具有较低的含水量和良好的抗潮性（4）焊剂中机械夹杂物的质量分数不应大于0.3％（5）焊剂应具有较低的S、P含量，S≤0.06％；≤0.08％（6）焊剂应有一定的颗粒度，普通的8-40目，细粒度为14-60目（7）电渣焊焊剂，为了得到良好的焊接接头，对焊剂有如下要求熔渣的导电率应在合适的范围内；熔渣的粘度应适宜；控制焊剂的蒸发温度。
另外，焊剂还应具有良好的脱渣性、抗裂性和抗气孔能力。
焊剂的分类：焊剂常分为熔炼型焊剂和非熔炼型焊剂（粘结焊剂、烧结焊剂）等。
例如：HJ431HJ:埋弧焊及电渣焊用熔炼焊剂4：焊剂类型为高锰3：焊剂类型为高硅低氟1：牌号编号，相同类型中的不同编号，按0，1…9排列二．焊接材料的选择为得到高质量的焊接接头，首先要合理选择焊接材料。
1.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接头性能的特殊要求，诸如持久强度、蠕变极限、高温抗氧化性能、抗腐蚀性能等。
2.焊接接头制造工艺性能和焊接工艺性能的要求经焊接组成的构件，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、卷、弯、车、刨等加工工序，这就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。
焊接工艺则根据母材的焊接性差异，要求焊接材料的工艺性能良好，并具有相应的抗裂纹等缺陷的能力。
3.合理的经济性在满足上述各种使用性能、制造性能的最低要求的同时，应选择价格便宜的焊接材料，以降低制造成本，提高经济效益。
例如，重要部件的低碳钢焊条电弧焊时，应优先选用碱性药皮焊条，因为碱性焊条脱氧、脱硫充分，且氢含量低，具有良好的焊缝金属抗裂性能及冲击韧性。
而对于一些非重要部件，可选用酸性焊条，因为酸性焊条既具有良好的工艺性，又满足非重要部件的性能要求，而且价格便宜，可降低制造成本。
三．素钢、低合金钢焊接材料的选择(1) 等强性原则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值的下限。
同时，应注意焊接材料熔敷金属的抗拉强度不能高于母材抗拉强度太多，否则将导致焊缝塑性降低，硬度增大，不利于随后的制造成型。
选择高温运行下焊接接头的焊接材料时，也应考虑其高温短时抗拉强度或持久强度不低于母材的对应值。
一般碳素钢和普通低合金钢焊接时，选择焊接材料主要考虑焊接材料的抗拉强度，可不考虑熔敷金属的化学成分与母材匹配；但Cr-Mo耐热钢材料焊接时，选择焊接材料不仅要考虑熔敷金属的化学成分与母材匹配，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性为重要考虑因素。
(2)等韧性原则选择焊接材料时，应保证焊缝的冲击韧性满足有关标准的要求。
由于部件的运行工况不同，在运行中常常会由于韧性不足而产生脆性破坏，尤其是低温工作的部件或高强厚壁部件更容易发生脆性破坏。
所以，有关标准对焊接接头的冲击韧性指标都提出明确要求。
然而标准不同对接头冲击韧性的要求也各不相同。
《蒸汽锅炉安全监察规程》中规定，焊接接头的冲击韧性，不得低于母材冲击韧性规定值的下限，当母材没有冲击韧性要求时，则不得低于27J。
GB 150《钢制压力容器》中规定，接头冲击韧性值要求按钢材最低抗拉强度而确定。
对于碳素钢和低合金钢其接头最低冲击韧性要求见表3-40。
低温容器其冲击韧性值应不低于母材的规定值下限，而ASME法规Ⅷ-1则根据材料的强度级别、厚度、工作温度、设计应力与许用应力之比的值，来确定接头是否要保证冲击韧性性能。
如果接头有冲击韧性要求，则又根据材料的强度级别和厚度规定冲击韧性的最低保证值。
(3) 考虑制造工艺的要求和影响部件在焊接以后，往往还要经过各种成型加工工序，诸如卷、压、弯、校等工艺，因此，焊接接头和母材都要具有一定加工变形能力，其中最主要的冷变形能力，衡量其方法为接头的弯曲试验四．奥氏体不锈钢的焊接材料选择焊接材料与母材等强性原则对奥氏体不锈钢并不完全适用。
奥氏体不锈钢如用于耐蚀工况，对强度无具体要求，主要考虑焊缝的抗腐蚀性能。
如用于高温高压工况，短时工作则要求具有一定的高温短时强度，长期工作则要保证焊缝金属有足够的持久强度和蠕变极限，例如：SA213-TP304H管子用于高温高压工况，电弧焊时，则需选用含碳量较高的E308H焊条。
a)考虑熔敷金属的化学成分奥氏体不锈钢焊接，选择焊接材料时，更主要的是考虑熔敷金属的化学成分应与母材成分相当，只要焊接材料的熔覆金属的化学成分与母材相当，此焊缝金属的使用性能就能与母材相当，包括力学性能、抗蚀性能等，此外，还要特别注意制造技术条件或图纸对抗腐蚀性能的特殊要求。
为防止焊接过程中产生晶间裂纹，最好选用低碳（超低碳），含Ti、Nb的不锈钢焊接材料。
焊条药皮中或焊剂中，如SO2含量过高，就不适用于含镍高的奥氏体钢的焊接。
为防止焊缝热裂纹（凝固裂纹），应控制P、S、Sb、Sn杂质的含量，尽可能避免焊缝金属生成单相奥氏体组织。
b)考虑焊缝中的铁素体含量尽管许多资料介绍，奥氏体不锈钢焊缝中的铁素体含量对降低焊缝金属裂纹倾向有利，但是生产应用中大量的纯奥氏体焊缝金属已使用多年，而且接头运行也良好。
另外，在某些介质中适当的铁素体含量对耐蚀性有利，但是对低温工况下焊缝金属的冲击韧性有害。
综合考虑，一般奥氏体不锈钢中的铁素体含量为4-12％为适宜，因为5％的铁素体含量就可获得满意的抗晶间腐蚀性。
c)考虑焊接方法的影响选择奥氏体不锈钢焊接材料时，应注意焊接方法对熔敷金属化学成分的影响。
钨极氩弧焊对焊缝金属化学成分变化的影响最小，未受稀释的焊缝金属中除C、N外，其它变化不大，其中C损失最大，含C量为0.06％的焊丝，氩弧焊未受稀释的熔敷金属中含C量为0.04％，而焊缝金属中N的含量则增加0.02％左右。
