焊接工艺及检测详解ppt课件.ppt

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1、Welding Training 焊接工艺和检测培训,CO2保护焊工艺简介和关重点分析,Co2气体保护焊是利用co2气体作为保护介质的一种先进的电弧焊方法。,CO2保护焊工艺简介和关重点分析,细丝co2焊,粗丝co2焊,自动焊,半自动焊,按焊丝直径的分类,按操作方式的分类,CO2保护焊工艺简介和关重点分析,1.3 Co2气体保护焊的特点,生产效率高,对油銹不敏感,操作简单,成本低,飞溅较大,抗风力弱,不够灵活,CO2保护焊工艺简介和关重点分析,工业上使用的瓶装液体co2既经济又方便。规定钢瓶主体喷成银白色，用黑漆标明“二氧化碳”字样。,co2焊时，焊缝中可能产生的气孔有氮气孔、氢气孔和co气孔

2、。,CO2保护焊工艺简介和关重点分析,为了获得高的生产率和优质的接头，除有合适的设备外，还必须采用正确的焊接工艺。,CO2保护焊工艺简介和关重点分析,焊接参数主要包括焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝直径、焊丝伸出长度、气体流量、焊枪的角度、喷嘴的高度。,钢板厚度为14mm时，应采用直径为0.51.2mm的焊丝；当钢板厚度大于4mm时，应采用直径大于或等于1.6mm的焊丝。,CO2保护焊工艺简介和关重点分析,根据焊件的厚度、材质、焊丝的直径、施焊位置及要求熔滴过渡的形式来选择电流的大小。,注意：,焊接电流过大，容易引起烧穿、焊漏、产生裂纹等缺陷，且焊件的变形量大，焊接过程飞溅大；而焊接电流过小

3、时，易产生未焊透，未熔合和夹渣等缺陷以及焊缝成形不良。通常在保证焊透、成形良好的条件下，尽可能才用大的焊接电流，以提高生产效率。,CO2保护焊工艺简介和关重点分析,电弧电压决定了电弧的长短和熔滴的过渡形式，它对焊缝的成形、飞溅、焊接缺陷以及焊缝的力学性能有重要影响。,选择焊接速度主要根据生产率和焊接质量。焊接速度过快，保护效果差，同时使冷却速度加大，不利于焊缝成形，易形成咬边缺陷；焊速过慢，熔敷的金属在电弧下堆积，电弧热和电弧力受阻碍，焊道不均匀。在生产中，焊速一般不超过0.5m/min。,焊丝伸出长度不是独立的焊接参数，通常根据焊接电流、气体流量来确定。,焊丝伸出长度对焊缝成形的影响,2.1

4、.4 喷嘴高度的选择,喷嘴下表面和熔池表面的距离称为喷嘴高度，它是影响保护效果、生产效率和操作的重要因素。,200A,200300A,350500A,2.1.5焊枪倾角的选择,焊枪轴线和焊缝轴线之间的夹角称为焊枪的倾斜角度。,焊枪倾角太大,焊枪倾角对焊缝成形的影响,2.1.6气体流量的选择,保护气流量太小,16,Co2气体的流量，应根据对焊接区的保护效果来选择。,“气体流量越大越好？”,保护气流量太大,发生异常现象，自行无法处理时，应及时报告领导。,氩弧焊工艺简介和关重点分析,氩弧焊工艺简介和关重点分析,1氩弧焊的原理,氩弧焊是使用氩气作为保护气体的一种气体保护电弧焊方法,1熔池 2一喷嘴 3

5、一钨极 4一气体 5一焊缝 6一焊丝 7一送丝滚轮,a)钨极氩弧焊 b)熔化极氩弧焊,氩弧焊工艺简介和关重点分析,氩弧焊工艺简介和关重点分析,（1）焊缝质量较高 由于氩气是惰性气体，不与金属产生化学 反应，同时氩气不溶解于液态金属，将其作为气体保护 层，使高温下被焊金属中的合金元素不会氧化烧损，并且保护效果好，因此，能获得较高的焊接质量。（2）焊接变形与应力小，特别适宜于薄件的焊接。（3）可焊的材料范围广，几乎所有的金属材料都可进行氩弧焊。（4）操作技术易于掌握，容易实现机械化和自动化。,2氩弧焊的特点,氩弧焊工艺简介和关重点分析,根据所用的电极材料可分为:,钨极氩弧焊(不熔化极) (用TIG

6、表示),熔化极氩弧焊(用MIG表示),根据操作方式可分为:,手工氩弧焊,半自动氩弧焊,自动氩弧焊,根据采用的电源种类可分为:,直流氩弧焊,交流氩弧焊,3氩弧焊的分类,氩弧焊工艺简介和关重点分析,手工钨极氩弧焊设备由焊接电源、焊枪、供气系统、控制系统和冷却系统等部分组成,1-焊件 2-焊枪 3-遥控盒 4-冷却水 5-电源与控制系统 6-电源开关 7-流量调节器 8-氩气瓶,4钨极氩弧焊设备,氩弧焊工艺简介和关重点分析,钨极氩弧焊要求采用具有陡降外特性的焊接电源，有直流电源和交流电源两种。常用的直流钨极氩弧焊机有WS-250型、WS-400型等；交流钨极氩弧焊机有WSJ-150型、WSJ-500

7、型等；交直流钨极氩弧焊机有WSE-150型、WSE-400型等。,（2）控制系统,控制系统是通过控制线路，对供电、供气与稳弧等各个阶段的动作进行控制。,（1）焊接电源,氩弧焊工艺简介和关重点分析,手工钨极氩弧焊控制程序,氩弧焊工艺简介和关重点分析,焊枪的作用是装夹钨极、传导焊接电流、输出氩气流和启动或停止焊机的工作系统。焊枪分为大、中、小三种，按冷却方式又可分为气冷式和水冷式。当所用焊接电流小于150A时，可选择气冷式焊枪 见下图。,1-钨极 2-陶瓷喷嘴 3-枪体 4-短帽 5-手把 6-电缆 7-气体开关手轮 8-通气接头 9-通电接头,氩弧焊工艺简介和关重点分析,（4）供气系统 供气系统

8、由氩气瓶、氩气流量调节器及电磁气阀组成。,1） 氩气瓶 外表涂灰色，并用绿漆标以“氩气”字样。氩气瓶最大压力为15MPa，容积为40L。,2）电磁气阀 是开闭气路的装置，由延时继电器控制，可起到提前供气和滞后停气的作用。,氩弧焊工艺简介和关重点分析,3）氩气流量调节器 起降压和稳压的作用及调节氩气流量。氩气流量调节器的外形如右图。,（5）冷却系统 用来冷却焊接电缆、焊枪和钨极。如果焊接电流小于150A可以不用水冷却。使用的焊接电流超过150A时，必须通水冷却，并以水压开关控制。,氩弧焊工艺简介和关重点分析,钨极氩弧焊的焊接材料主要有钨极、氩气和焊丝。,（1）钨极 氩弧焊时钨极作为电极起传导电流

9、、引燃电弧和维持电弧正常燃烧的作用。目前所用的钨极材料主要有以下几种。,1）纯钨极 其牌号是Wl、W2，纯度99.85%以上。纯钨极要求焊机空载电压较高，使用交流电时，承载电流能力较差，故目前很少采用。为了便于识别常将其涂成绿色。,2钨极氩弧焊的焊接材料,氩弧焊工艺简介和关重点分析,2)钍钨极 其牌号是WTh-10、WTh-15，是在纯钨中加入12%的氧化钍(ThO2)而成。钍钨极电子发射率提高，增大了许用电流范围，降低了空载电压，改善引弧和稳弧性能，但是具有微量放射性。为了便于识别常将其涂成红色。3)铈钨极 其牌号是Wce-20，是在纯钨中加入2%的氧化铈(CeO)而成。铈钨极比钍钨极更容易

10、引弧，使用寿命长，放射性极低，是目前推荐使用的电极材料。为了便于识别常将其涂成灰色。,氩弧焊工艺简介和关重点分析,（2）氩气 惰性气体，氩气的密度比空气大，可形成稳定的气流层，覆盖在熔池周围，对焊接区有良好的保护作用。氩弧焊对氩气的纯度要求很高，按我国现行标准规定，其纯度应达到99.99%。 焊接用氩气以瓶装供应，其外表涂成灰色，并且标注有绿色“氩气”字样。氩气瓶的容积一般为40L，最高工作压力为15MPa。使用时，一般应直立放置。,氩弧焊工艺简介和关重点分析,（3）焊丝 氩弧焊用焊丝主要分钢焊丝和有色金属焊丝两大类。焊丝可按GB/T8110-1995气体保护电弧焊用碳、低合金钢焊丝和YB/T

11、5092-1996焊接用不锈钢焊丝选用。焊接有色金属一般采用与母材相当的焊丝。氩弧焊用焊丝直径主要有0.8、1.0、1.2、1.4、1.5、1.6、2.0、2.4、2.5、4.0、5.0、6.0mm等十余种规格，多选用直径2.04.0mm的焊丝。,氩弧焊工艺简介和关重点分析,（1）焊接电源的种类和极性,钨极氩弧焊可以采用交流或直流两种焊接电源，采用哪种电源与所焊金属或合金种类有关；采用直流电源时还要考虑极性的选择。,a）直流反接,b）直流正接,氩弧焊工艺简介和关重点分析,采用直流反接时，焊件是阴极，质量较大的氩正离子流向焊件，撞击金属熔池表面，可将铝、镁等金属表面致密难熔的氧化膜击碎，这种现象

12、称为“阴极破碎”作用。但是直流反接时，钨极因接正极温度较高，容易过热或烧损。所以，铝、镁及其合金一般不采用直流反接，而应尽可能使用交流电进行焊接。采用直流正接，没有“阴极破碎”作用，故适用于焊接不锈钢、耐热钢、钛、铜及其合金。,氩弧焊工艺简介和关重点分析,（2）钨极直径与焊接电流,钨极直径应根据焊接电流大小而定，焊接电流通常根据焊件的材质、厚度来选择。,氩弧焊工艺简介和关重点分析,氩弧焊工艺简介和关重点分析,电弧电压主要由弧长决定。电弧长度增加，容易产生未焊透的缺陷，并使保护效果变差，因此应在电弧不短路的情况下，尽量控制电弧长度，一般弧长近似等于钨极直径。,焊接速度通常是由焊工根据熔池的大小、

13、形状和焊件熔合情况随时调节。过快的焊接速度会使气体保护氛围破坏，焊缝容易产生未焊透和气孔；焊接速度太慢时，焊缝容易烧穿和咬边。,（4）焊接速度,氩弧焊工艺简介和关重点分析,喷嘴直径的大小，直接影响保护区的范围，一般根据钨极直径来选择。按生产经验：2倍的钨极直径再加上4mm即为选择的喷嘴直径。 流量合适时，熔池平稳，表面明亮无渣，无氧化痕迹，焊缝成形美观；流量不合适，熔池表面有渣，焊缝表面发黑或有氧化皮。氩气的合适流量为0.81.2倍的喷嘴直径。,（5）氩气流量与喷嘴直径,氩弧焊工艺简介和关重点分析,喷嘴与焊件间的距离以814mm为宜。距离过大，气体保护效果差；若距离过小，虽对气体保护有利，但能

14、观察的范围和保护区域变小。,（6）喷嘴与焊件间的距离,（7）钨极伸出长度,为了防止电弧热烧坏喷嘴，钨极端部应突出喷嘴以外，其伸出长度一般为34mm。伸出长度过小，焊工不便于观察熔化状况，对操作不利；伸出长度过大，气体保护效果会受到一定的影响。,氩弧焊工艺简介和关重点分析,（1）引弧 通常手工钨极氩弧焊机本身具有引弧装置（高压脉冲发生器或高频振荡器），钨极与焊件并不接触保持一定距离，就能在施焊点上直接引燃电弧。如没有引弧装置操作时，可使用纯铜板或石墨板作引弧板，在其上引弧，使钨极端头受热到一定温度（约1s），立即移到焊接部位引弧焊接。这种接触引弧，会产生很大的短路电流，很容易烧损钨极端头。,2手

15、工钨极氩弧焊操作要点,氩弧焊工艺简介和关重点分析,（2）持枪姿势和焊枪、焊件与焊丝的相对位置,平焊时持枪的姿势,焊枪、焊件与焊丝的相对位置,一般焊枪与焊件表面成7080左右的夹角，填充焊丝与焊件表面为1520,氩弧焊工艺简介和关重点分析,（3）右焊法与左焊法 右焊法适用于厚件的焊接，焊枪从左向右移动，电弧指向已焊部分，有利于氩气保护焊缝表面不受高温氧化。左焊法适用于薄件的焊接，焊枪从右向左移动，电弧指向未焊部分有预热作用，容易观察和控制熔池温度，焊缝形成好，操作容易掌握。一般均采用左焊法。,三、焊接常见缺陷和检测标准,焊接常见缺陷,一、焊接缺陷的分类及特征,焊接常见缺陷,焊接常见缺陷,焊接常见

16、缺陷,1.焊缝的形状缺陷 （图6-1）2.焊缝尺寸不合格 （图6-2）3.咬边（图6-3） 沿焊趾或焊根产生的沟槽。 1）焊接电流过大； 2）焊接电弧过长； 3）焊条角度不正确。4.未焊透（图6-4） 焊接时接头根部未完全熔透的现象。 1）坡口尺寸不正确； 2）焊接工艺参数选用不当； 3）焊条偏离坡口中心或角度不正确。,焊接常见缺陷,5.未熔合 (图6-5) 焊缝金属与母材之间或焊道金属之间未完全熔化结合的现象。 1)焊接电流太小或焊速过高； 2)焊前清理不合要求； 3)焊条偏离焊缝中心。6.弧坑 (图6-6) 焊缝尾部或接头处形成的凹陷的现象。7.烧穿 (图6-7) 焊接过程中熔化金属自坡口

17、背面流出形成穿孔的现象。8.焊瘤 (图6-8) 熔化金属流淌到焊缝之外未熔化的母材上形成的金属瘤。9.夹渣与夹杂物 焊后残留在焊缝中的熔渣或非金属杂质。,焊接常见缺陷,10.气孔 (图6-10) 焊后残留在焊缝中的气体形成的孔穴。形成气孔的气体来源: 1) 外界空气； 2) 水分； 3) 油污杂质。11.焊接裂纹及其分类 (图6-11)（1）按焊接位置（2）按裂纹走向 纵向裂纹 与焊缝平行 横向裂纹 与焊缝垂直（3）按裂纹产生的条件 热裂纹 焊缝及热影响区固相线温度附近的裂纹,焊接常见缺陷, 冷裂纹 冷却到马氏体相变温度以下的裂纹 再热裂纹 焊后再次加热时产生的裂纹 层状撕裂 沿板材轧制方向出

18、现的阶梯状裂纹,焊接检验,二、焊接的检验 对焊接接头进行必要的检验是保证焊接质量的重要措施。因此，工件焊完后应根据产品技术要求对焊缝进行相应的检验，凡不符合技术要求所允许的缺陷，需及时进行返修。焊接质量的检验包括外观检查、无损探伤和机械性能试验三个方面。这三者是互相补充的，而以无损探伤为主。 （一）外观检查 外观检查一般以肉眼观察为主，有时用520倍的放大镜进行观察。通过外观检查，可发现焊缝表面缺陷，如咬边、焊瘤、表面裂纹、气孔、夹渣及焊穿等。焊缝的外形尺寸还可采用焊口检测器或样板进行测量。 （二）无损探伤 隐藏在焊缝内部的夹渣、气孔、裂纹等缺陷的检验。目前使用最普遍的是采用X射线检验，还有超

19、声波探伤和磁力探伤。 X射线检验是利用X射线对焊缝照相,根据底片影像来判断内部有无缺陷、缺陷多少和类型。再根据产品技术要求评定焊缝是否合格。 超声波探伤的基本原理如图2-25所示。,焊接检验,超声波束由探头发出，传到金属中，当超声波束传到金属与空气界面时，它就折射而通过焊缝。如果焊缝中有缺陷，超声波束就反射到探头而被接受，这时荧光屏上就出现了反射波。根据这些反射波与正常波比较、鉴别，就可以确定缺陷的大小及位置。超声波探伤比X光照相简便得多，因而得到广泛应用。但超声波探伤往往只能凭操作经验作出判断，而且不能留下检验根据。 对于离焊缝表面不深的内部缺陷和表面极微小的裂纹，还可采用磁力探伤。,（三）

20、水压试验和气压试验 对于要求密封性的受压容器，须进行水压试验和（或）进行气压试验，以检查焊缝的密封性和承压能力。其方法是向容器内注入1.251.5 倍工作压力的清水或等于工作压力的气体（多数用空气），停留一定的时间，然后观察容器内的压力下降情况，并在外部观察有无渗漏现象，根据这些可评定焊缝是否合格。 （四）焊接试板的机械性能试验 无损探伤可以发现焊缝内在的缺陷，但不能说明焊缝热影响区的金属的机械性能如何，因此有时对焊接接头要作拉力、冲击、弯曲等试验。这些试验由试验板完成。所用试验板最好与圆筒纵缝一起焊成，以保证施工条件一致。然后将试板进行机械性能试验。实际生产中，一般只对新钢种的焊接接头进行这方面的试验。,焊接检验,