焊接基础理论(2008.12)

1 焊接基础知识 (2) 本期焊接工艺基础知识从人员资质、焊接材料要求及使用管理、焊接设备使用、焊前准备、焊接工艺要求及环境条件等方面部分选择了应该注意和遵守的规则。本期内容将作为今后焊工比赛和焊工考试内容；请广大焊工认真学习并结合实际运用掌握。 一、手工电弧焊工艺 1、钢材与焊材的匹配一般应符合等强度原则；本厂所用焊材种类尚不多，常见钢材、焊材匹配见表1。

2、同种钢焊接时焊条选用原则：1）对于碳钢，一般要求等强度，应选用熔敷金属强度等于或稍高于母材的焊条；2）对于合金钢，选用焊条要求等强度，有时还要求合金成分与母材相同或相近；3）特别在焊接结构刚性大，残余应力大，焊缝及热影响区易产生裂纹的情况下，应考虑选用塑性、韧性好的焊条。 3、异种钢焊接的焊材选择原则：1）强度级别不同（如碳钢与低合金钢或低合金钢与低合金高强度钢），一般要求焊缝金属或接头强度不低于两种被焊金属的最低强度，同时焊缝金属的塑性和冲击韧性应不低于强度较高而塑性较差侧母材的性能。因此可按强度级别较低的钢材选用焊条；但焊接工艺应按强度级别较高、焊接性能较差的钢种。2）低合金钢与奥氏体不锈钢一般选用塑性和抗裂性较好的Cr23Ni13型焊条。 以上是选用焊条的一般原则，但有时考虑焊接结构特点、受力条件、结构使用条件、施工条件等因素选用焊材，因此焊接产品时应遵照焊材定额表领用焊条。 4、低氢性焊条领用时从保温烘箱内取出应放在保温筒内，随用随取。 5、严重受潮、粘结在一起的或药皮脱落的焊条，严禁用于受压元件的焊接。 6、焊工应按工艺文件和焊材领用管理制度领用焊条，不得错用焊条。 7、焊条的重复烘干：1）使用的低氢型焊条冷至室温4小时后，必须按工艺重新烘焙。（因此领用焊条时视工作量领取适量焊条）2）当班用不完的焊条必须返回二级库分类存放，焊条头应退回二级库。3）焊条重复烘焙尽可能不超过二次，防止药皮变脆、脱落。4）不锈钢焊条不应重复烘焙。 8、焊接设备上的仪表及调节装置等按规定定期进行检定。上述仪表、装置失灵时，不得进行焊接。 9、用低氢钠型药皮焊条(如J507)焊接时，选择直流焊机，直流反接；采用低氢钾型药皮焊条(如J506)焊接时，既可选择直流焊机，直流反接，也可选择交流焊机；采用酸性焊条(如J422)焊接时，选择交流焊机或直流焊机；采用不锈钢酸性焊条时宜优先选用直流焊机。 10、受压元件的焊接工作应由相应项目考试合格的持证焊工担任。 11、受压元件产品焊接以后，应按规定在指定位置打上焊工钢印。焊工钢印的使用只适用于自己焊的产品，不得转借他人使用。 12、定位焊应有良好的熔深，其表面不得有裂纹、气孔、夹渣和未焊透等缺陷。焊件有预热要求的定位焊时应按要求进行预热。 13、焊前应检查坡口边缘，必须没有缺陷（如裂纹、夹层等），同时清理坡口内及坡口两侧10~20mm范围内的杂质等。 14、装配完毕的焊件应尽快施焊，避免吸潮生锈。生锈或严重受潮的焊件应拆掉并清理后重新装配，或加热进行烘烤处理。也可以由部门焊接技术人员确定有效的处理意见。 15、若需预热的焊件，焊接预热温度应符合有关工艺文件的要求，受压件或重要结构件焊接预热温

钢材牌号 选用焊材 Q235-A/B、20、20g 、25、ZG25、st45.8、SA-106、 GB/T5117 E4303、E5015 Q345-B、Q390-B、16Mn、16Mng、P355GH GB/T5117 E5015 15CrMo、13CrMo44 、SA-335P12 GB/T5118 E5515-B2 （R307） 12Cr1MoV、13CrMoV42 GB/T5118 E5515-B2-V（R317） SA-335P22 GB/T5118 E6015-B3 （R407如CHH407A）

SA-335P91 AWS A5.5 E9015-B9 2

度参见表2。其预热宽度在焊缝每一侧一般不小于焊件厚度的3倍；焊后保温缓冷。 表2

16、受压件焊接时各种直径焊条使用电流参见表3。立焊、横焊和仰焊用的电流应比平焊时小10%左右。工件预热时可比正常电流减少5-15%。 表3 焊条直径 mm 2.5 3.2 4.0 5.0 焊接电流 A 50-80 90-130 140-180 190-230

17、焊接受压元件时不得在焊件表面引弧，可在引弧板或在坡口内引弧。如果偶然发生在工件表面引弧，应将弧疤磨平或将弧坑按施焊工艺补焊后磨平。 18、焊机地线与焊件必须牢固连接，防止地线与工件接触面引弧而烧伤工件表面。 19、焊接过程中如发现气孔、夹渣、裂纹等缺陷应及时除去并补焊，如发现严重裂纹时，应报告有关部门，待处理后再进行焊接。 20、中、厚板焊接尽量采用多层、多道焊，前一道（层）焊缝清理干净（包括清除焊渣、气孔、裂纹等缺陷）后，方可进行下道焊接。 21、耐热钢焊接应在预热后立即焊接，预热温度应符合相关工艺的要求。管道焊接时，应防止管内穿堂风，并要求一次焊完。如果生产过程中，工件冷至预热温度以下，再焊接时必须重新预热。焊后立即用石棉绳等保温材料将焊缝围上或采用其他缓冷措施，使其缓慢冷却。冷却后再进行焊后热处理，热处理规范应符合相关热处理工艺标准的要求。 22、奥氏体不锈钢焊接应在保证产品质量的前提下，尽可能采用快速焊。焊条不作横向摆动，焊接结束或中断时，收弧要慢，弧坑要填满。多道焊接时，待前一道焊缝冷却到60℃左右以后（以用手可以摸为准），再焊下一道。 23、焊接重要结构的对接焊缝时，焊缝的两端应加引弧板和收弧板，焊接完成后应以气割切下引弧板和收弧板，禁止捶击打掉。 24、产品试件应由焊接该产品的焊工焊制，在试件材料、焊接材料、焊接设备和工艺条件等方面应和所代表的产品相同。（如果不重视产品试件的焊接，则试件不合格代表其所焊产品不合格） 25、受压元件的焊缝表面质量应符合下列要求：1）焊缝外形尺寸应符合设计图样和工艺文件的规定，焊缝高度不低于母材表面，焊缝与母材应圆滑过渡；2）焊缝及热影响区表面不应有裂纹、未熔合、夹渣、弧坑和气孔等缺陷。

二、埋弧焊工艺 26、焊丝表面不允许有油污、拉丝残留润滑剂、严重刻痕或夹渣、锈蚀等，其表面应清理光洁后方可使用。应优先采用镀铜焊丝。 27、焊剂在使用前应进行烘焙，烘焙的温度按《焊材烘焙工艺》或参见表4。通常熔炼焊剂200-250℃，烧结焊剂300-400℃。

钢材牌号 钢材厚度（mm） 预热温度(℃) 20、20g、SA-106A、SA-106B、 ＞90 80-150 345-B、Q390B、16Mn、16Mng、SA-516Gr65 SA-106C、SA-210C ≥32 80-150

SA-516Gr70、P355GH、19Mn6 ≥20 120-150 SA-299 25-75 80-150 ＞75 150-200 BHW35 ＞10 150-200 15CrMo、13CrMo44 、SA-335P12 ≥12 100-150 12Cr1MoV、13CrMoV42、SA-335P22 ≥6 200-250 SA-335P91、SA-213T91 任意厚度 200-250 3

表4 序号 焊剂牌号 烘焙温度 ℃ 保温时间 h 1 HJ431 225±25 2 2 HJ350 225±25 2 3 SJ101 325±25 2 4 SJ501 325±25 2 5 UV420TTR 325±25 2

28、经烘焙的焊剂可保存在100℃左右封闭式保温箱里，随用随取，以确保所用的焊剂保持在热状态。 29、焊接过程中重复使用的焊剂必须经过筛选清理重新烘焙后，方可使用。焊接回收的焊剂，要清除熔渣并保持颗粒均匀。经使用过三次的焊剂，加入40% - 50% 的新焊剂后方可使用。 30、焊剂不允许落地回收，应用盛器集积或采用自动回收装置。 31、焊件装配工作的好坏直接影响焊缝质量。为防止焊穿、焊偏、熔深不足等问题，焊前应保证加工坡口角度、焊前装配间隙均匀、高低平整。 32、坡口表面的锈、油、水份等是产生凹坑、气孔、裂纹等缺陷或影响力学性能的原因，焊前应彻底清除。焊工应在焊前检查坡口形状，尺寸是否符合图样规定，若影响焊接质量，应及时向有关部门反映，未经处理前不应进行该焊缝的焊接。焊前应清除坡口及其两侧各20-30mm处的油污、铁锈、水汽等杂物，直至露出金属光泽。 33、埋弧焊时焊剂在坡口上的堆叠高度过高易造成焊道成形恶化。焊剂的颗粒度要求，一般大电流焊接情况选用细粒度焊剂，以免引起焊道外观成型变差；小电流焊接情况选用粗粒度焊剂，否则气体逸出困难易产生麻点、凹坑甚至气孔等缺陷。 34、对高强钢、耐热钢、低温钢等材料应控制预热温度和道间（或层间）温度；焊接热输入加大对焊缝的力学性能负作用是明显的，故而特别在高强钢、耐热钢和低温钢焊接时应采用低电流、小线能量、多层多道进行薄道焊接。 35、筒体纵缝焊后，产品试板、引、收弧板应采用火焰切割方法割除，不允许用敲击法强行除去。 36、集箱埋弧焊根部的打底焊（手工电弧焊打底或钨极氩弧焊打底）厚度应不小于4mm。集箱的埋弧自动焊一般采用多道多层焊，层间如发现气孔、夹渣、融合不良等缺陷，必须清理干净后方可继续焊接。大厚度筒体埋弧焊更应遵守这一规则。 37、受压元件的纵、环缝、角接焊缝的表面质量应符合下列要求：1）焊缝及其热影响区表面不允许有咬边、裂纹、气孔、夹渣、弧坑、焊缝余高超标、角焊缝的焊趾凸度超标等缺陷。2）焊缝表面应平整，不低于母材；焊趾的交接处应成圆滑过渡。 38、返修焊缝经补焊修磨后应与基本金属圆滑过渡，并和原焊缝外形尺寸或图样要求尺寸基本相同。 埋弧焊中：焊件有油锈、焊丝不清洁、焊剂受潮或不洁净是焊接缺陷的主要原因；多道多层焊时发现缺陷及时清除是保证焊接质量的关键。 三、钨极氩弧焊 39、钨棒：推荐使用Wce20（铈钨）电极。 40、设备的焊前检查：检查氩气瓶阀有无漏气及失灵，减压器、导气管、导线等连接是否牢固，导气、导水管是否畅通，电流表、电压表、流量计等仪器仪表是否正常，如有故障不得进行焊接。 41、焊件用氩弧焊定位时，以熔化钝边为宜。对于外径不大于60mm的管子可对称定位焊两处；外径大于60mm的管子可均匀定位三处,定位长度为10-20mm。定位焊应保证质量，如有未熔合或未焊透等缺陷时，应清除后重新定位焊。 42、管子装配间隙：手工钨极氩弧焊时为1.5-2.5mm，自动钨极氩弧焊时为0-0.5mm。 43、通常情况下，手工钨极氩弧焊时氩气流量为8-12L/min，自动钨极氩弧焊时氩气流量为8-14L/min。 44、钨极氩弧焊钨棒直径可根据焊件厚度来选择，手工钨极氩弧焊钨棒直径为φ2.4-4mm；自动钨