焊工理论培训教材课件.ppt
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1、扬州大洋造船有限公司焊工理论培训教材,编制单位 品保部,一、基本常识 二、气体保护焊接 三、焊接工艺程序 四、现场焊接工艺纪律处罚细则 五、焊接安全操作及防护,培训大纲,一、基本常识,1、什么是热裂缝?什么是冷裂缝?热裂缝发生在焊接过程中,在高温下沿着晶界产生的开裂叫热裂缝。焊缝在较低温度下时产生的穿晶开裂叫冷裂缝。冷裂也可能延迟一段时间以后发生。2、什么叫焊接接头?什么叫焊缝?什么又叫焊缝接头?在焊接结构中,各个构件相互连接的部分称为焊接接头。在焊接过程进行时,焊接接头中处于熔化状态的部分称为焊缝。由于断弧或更换焊条等原因在焊缝中引起的接头叫焊缝接头。3、焊接接头是由哪几部分组成焊接接头是由
2、焊缝,热影响区及未变化三部分组成,4、低碳钢焊接接头热影响区的组织变化及其特征 热影响区一般可分为(1)过热区,(2)正火区,(3)不完全重结晶区 (1)过热区:焊接时温度在1100-1490 母材被加热到超过相变温度,接近熔点的区域,因高温作用,促使晶粒增大,形成粗大魏氏组织,过热区金属的塑性及冲击韧性比基本金属低焊接接头中最危险的区域(2)正火区:焊接时温度在900-1100,母材被加热到粗变温度,但未达到过热温度,金属的晶粒细化,在冷却时形成晶粒小的正火组织,正火区金属的机械性能略高于基本金属,是焊接头中综合的,机械性能最好的区域 (3)不完全重结晶区:焊接时温度在725-900,金相组
3、织由珠光体转变奥氏体。但仍有部分铁素体保留下来,冷却后这部分金属晶粒大小极不均匀,不完全重结晶区的机械性能恶化,是焊接接头中强度最低的区域。,5、什么叫直流电?什么叫交流电?两者主要区别在哪里?在电路中电流流动方向不变,始终存在着正,负极不变的电流叫做直流电。而电流的大小和方向随时间的变化而不断变化着的电流叫着交流电。这两种电流主要区别在于电流流动方向有无变化。6、什么叫焊接电流?什么叫焊接电压?在焊接回路里的电流称为焊接电流。焊接电弧二端的电压叫做焊接电压7、什么叫应力?什么叫应力集中?当物体受到外力作用时,物体单位截面上所承受的内力叫做应力。当物体受到外力作用时,其表面和内部各处所受应力的
4、大小,不一定和外力相等,通常在缺口或孔洞处,应力可能比外力大几十倍到几千倍,应力的这种局部增高现象就叫应力集中。,8、改善焊接接头性能有哪些方法?从三方面来改善(1)焊接接头的热处理:消除焊缝附近的应力,改善焊接接头金相组织以及均匀化学成分。(2)采用多层焊接,多层焊可以提高焊接接头质量,这种方法对各层金属具有热处理的作用。(3)锤击法:焊接接头焊完以后,用手锤轻击焊缝接头,使焊接接头中内应力起重新,均匀分布,可消除内应力。,9、焊接层数选择不当时,对焊缝质量有何影响? 在中,厚钢板平焊时,往往采用多层焊,层数过少,则每层焊缝厚度过大时,对焊缝金属的塑性有不利的影响,对于要求检查冷弯角的接头这
5、一点要适当考虑,一般每层厚度最好不大于3-4毫米。 10、说明船体结构中主要构件的名称?(1)船壳板;(2)甲板;(3)横向构件;1肋骨,2强肋骨,3肘板,4肋板,5横梁,6底肋骨,7梁肘板;(4) 纵向构件;中内龙骨,旁龙骨,甲板纵桁,甲板纵骨,底纵骨,舷侧纵板;(5)隔舱壁;横隔舱壁,纵隔舱壁,扶强材,强扶强材。(6)上层建筑;(7)其他主要构件。,二、气体保护焊接,1、 对CO2气体保护焊焊丝有什么要求?常用的焊丝的牌号和适用范围如何?焊丝镀铜的作用有哪些。 CO2气体保护焊时,为了保护焊缝有足够的机械性能以及不产生气孔等,焊丝中必须比母材含有较多的Mn,硅或铝钛等脱氧元素,为了减少飞溅
6、,焊丝含碳量应限制在0.1%以下. CO2气体保护焊广泛采用H08MnSi,H08Mn2SiA焊丝 . 焊丝镀铜的作用主要是:为了防止生锈,改善焊丝的导电性能,提高焊接过程中的稳定性。 2、CO2气体保护焊焊接电流选择不当对焊接质量有何影响? CO2气体保护焊焊接时应根据工件厚度,焊丝直径,施焊位置,以及所要求的熔滴形势来选择焊接电流,在等速送丝的条件下,焊接电流与送丝速度成正比,即焊接电流越大,送丝速度越快,在焊丝直径和电弧电压一定时,如果电流小送丝速度过慢,则熔滴粗大,短路频率降低,焊缝成形和电弧定形均差,如电流过大送丝速度过快,则焊接过程不稳定熔滴来不及过渡,甚至焊丝会插入熔池形成大颗粒
7、飞溅。 另外焊接电流对焊缝熔深也有决定性影响,随着焊接电流的增大,熔深显著增加,熔宽也略有增加,通常用直径为0.8-1.6毫米焊丝短路过渡时,焊接电流可为50-230A,滴状过渡时,焊接电流可为250-500A,3、C02气体保护焊电弧电压选择不当时,对焊接质量有什么影响 选择C02气体保护焊电弧电压必须与焊接电流应配合恰当。 在短路过渡时,电弧电压通常在17-24V;滴状过渡时,直径为1.2-1.6毫米焊丝28-36V;当焊丝直径一定时,电弧就随着电流的增加而相应增加,过高或过低的电弧电压,对焊接的焊缝成形,飞溅,气孔及电弧稳定性都有不利的影响。 4、CO2气体保护焊产生气孔,飞溅及易形成夹
8、渣的原因是什么 CO2气体在电弧高温的作用下,被分解成CO和O。其分解与温度有关。实际上在电弧区中只有40-60%左右的CO2气体分解。在温度一定的条件下,分解反应的程度取决与合金元素在焊接区的浓度以及他们与氧的亲和力。 当熔入熔滴中的FeO与碳作用后,产生的CO气体,在电弧高温作用下急剧膨胀,使熔滴爆破就会引起金属飞溅。同时由于FeO残留在焊缝中,因而形成夹渣。夹渣的形成会减低焊缝金属的机械性能。实践证明用锰,硅联合脱氧能得到高焊缝质量。,5、CO2气体保护焊怎么减少飞溅?如何清除气孔?CO2气体保护焊减少飞溅的措施是: (1)采用含有脱氧元素的焊丝,就可以减少这种由CO气体引起的这种飞(2
9、)采用反极性施焊;(3)通过改变焊接回路的电感数值可以减少短路飞溅(4)焊接参数不当引起的焊接时飞溅应正确选择合理参数。 防止气孔措施限制焊丝中含碳量和焊丝中增加较多的Mn,Si等脱氧元素。减少氢气孔是清除焊丝及焊接表面的水分,油污铁锈和对CO2气体干燥处理。减少N2孔是加强CO2气流的保护,以防止空气侵入焊接区,保证CO2纯度,焊丝中加入TiAl等固氮元素。6、如何确定CO2气体保护焊的焊丝外伸长度?为什么?CO2气体保护焊丝的外伸长度是指从导电嘴出口处到电弧端的距离,这个长度取决于焊丝直径,通常约为焊丝直径十倍。因为在CO2焊中,焊丝熔化主要靠电弧热和焊丝外伸长度部分的电阻热。 如何选择C
10、O2气体保护的气体流量? 一般来说:对短路过渡焊接时,气体流量为5-15L/M;在滴状过渡焊接时为15-24L/M。,7、CO2保护焊应注意那些事项? (1)CO2气体保护焊,不适宜在野外和有风的地方焊接 (2)CO2气体保护焊焊接环境温度不能低于-10 (3)瓶内气体压力降低到98X10 不宜使用 (4) 采用硅整流焊机时,应防止长时间短路,以免烧坏硅元件 (5) 焊接过程中,应尽量避免中断,当出现焊接故障和规范参数不稳定时,应立即停止焊接进行检查调试。8、CO2气体保护焊采用什么样的外特性电源?通常采用哪种接法?采用等速送丝焊机配平外特性电源,除了有弧长变化时能引起较大的电流变化及电弧自身
11、调节作用强的优点外,还有以下一些好处: (1)首先是规范调节比较方便。可以对电弧电压和焊接电流单独加以调节,两者之间相互影响不大 (2)其次是防止电弧回烧和粘丝有利。采用直流反极性焊接法。 CO2气体保护焊的CO2气体中加入氩气后对CO2焊有何作用提高电弧的稳定性,减少飞溅,改进焊缝外观现成形都有很显著的效果;还因为能减少焊接熔深深度,故板厚在12mm以下的材料也可以焊接。,9、CO2气体保护如何引弧?如何收弧?CO2采用直流短路引弧(即焊丝与工件短路接触引弧)引弧时应当选择引弧位置,一般应离焊缝头2-4mm处引弧,然后慢慢地向端头,待金属熔化后,再以正常的焊接速度前进。收弧:收弧时将弧坑填满
12、,并在熔池凝固前保护良好的气体保护作用,在平对接时,一般要求采用收弧板。10、CO2气体保护焊时,右焊法和左焊法各有什么特点?右向焊法时,熔池的可见度及气体保护效果好;但因焊丝直指熔池,电弧对熔池也有冲刷作用,如操作不当,可能使焊波高度过大,影响焊缝成形,并且焊接时不便观察接缝的间隙,容易焊偏。左向焊法时,喷嘴不会挡住视线,能清楚地看到接缝故不致焊偏,并且熔池受电弧的冲刷作用较小,能得到较大的熔宽。焊缝成型比较美观。,11、CO2气体保护焊的安全技术那些?(1)要注意穿好工作服,带好电焊手套和面罩,选用合适的电焊目镜。(2)为了防止弧光的照射,焊接时在电弧焊周围加设挡光屏。(3)CO2气体保护
13、焊要保证良好的通风条件,以防止中毒。(4)CO2气瓶应远离热源和避开太阳暴晒。(5)焊接现场周围应防止存放易燃,易爆物品12、CO2气体保护焊的焊接规范参数主要有哪些?选择的次序如何确定?CO2气体保护焊的规范主要参数有:焊丝直径,焊丝干伸长,焊接电流,电弧电压,电流极性,焊接速度,焊接回路电感和气体流量等。选择规范参数的次序一般是根据板厚,接头形式和焊缝的空间位置等,选定焊丝的直径和焊接电流的大小,然后再确定电弧电压和焊接速度等其它参数。,三、焊接工艺程序,1、焊接顺序的基本原则所谓焊接顺序就是减少结构变形,减低焊接残余应力并使其分布合理按一定次序进行焊接的过程。船体结构焊接顺序的基本原则是
14、:,(1)船体外板,甲板的拼缝,一般先横向焊缝焊缝(短焊缝),后焊纵 向焊缝(长焊缝)对具有中心线对称的构件,应左右对称焊接,最好双焊工同时对焊,避免构件中心线产生偏移,。埋弧自动焊接一般先长焊缝后短焊缝 (2)构件中同时存在对接缝和角接缝时,则先焊对接缝,后焊角对缝。同时存在平焊接和立焊接时,则先焊立焊接,后焊平焊接。所有焊缝都应采取由中间向左右,由中向首尾,由下向上的焊接次序。 (3) 凡靠近总段的和分段合拢处的板缝和角缝留200-300mm暂时不焊,以利船体装配对接,待分段,总段合拢后再进行焊接。(4)手工焊时长度1米可采用连续通焊,1米时候可以采用逐步退焊接法或分段逐步退焊法等方法,(
15、5)在结构中存在着厚板和薄板构件时,先焊接收缩量大的厚板多层焊,后焊接收缩量小的薄板单层焊道,多层焊时,各层的焊接方向最好要相反,各层焊缝的接头应相互错开。或采用分段退焊法。焊接接头不应在纵横焊缝的交叉点。(6)刚性较大的接缝,如立体分段的对接接缝,焊接过程不应间断,应力求迅速完成。,(7)分段接头T形,十字形交叉对接焊缝的焊接顺序: T形对接焊缝可采用直接先焊好立焊缝,然后横焊缝,也可以在交叉处各留出200-300毫米,待最后焊接,可以防止交叉处应为过大而产生裂纹,同样十字形也如此。见图形: (8)船台大合拢时,先焊接总段中未焊接的外板,内底板和甲板 等的纵向焊缝。同时焊接靠近大接头处的纵横
16、构架的对接焊缝。接着,焊接大接头处环形对接焊缝,最后焊接构架与船体外板和甲板的连续角焊缝。,2、分段焊接工艺、甲板分段的焊接 焊后的甲板放到台架上,为了保证甲板分段的梁拱和减少焊接变形,将甲板和台架应间隔一定距离进行定位焊。按构架位置划好线后,将全部构件用定位焊装配到甲板上,并用支撑加强,以防构件焊后角变形。焊接顺序如下:(1)先焊构架的对接缝,然后焊构架的角焊缝及构件上的吋板,最后是 构架与甲板的角焊缝,甲板分段焊接时,由双数焊工从分段中央开始,逐步向左右及前后对称焊接。(2)为了总段或立体分段装配分配,在分段两端的纵桁应有一挡约300mm暂不焊,待总段装配好后再按装配的实际情况进行焊接。横
17、梁两端应为双面焊,其焊缝长度相当于吋板长度或横梁的高度。炫侧分段的工艺 根据舷的不同的线型特点,可以分为平直形状和弯曲形状。平直舷侧的焊接顺序基本与甲板相同。弯曲的舷分段应在台架上进行。装配和焊接如下:,(1)把旁板铺放在台架上,用定位焊把他和台架焊牢定位。为了防止分段焊后变形,旁板的对接缝用马板固定,然后采用手工焊进行傍板上的对接缝焊接。(2)傍板对接焊完后,装配肋骨和舷侧纵桁,并用定位焊固定构件。然后进行构件之间的对接缝焊接,再进行构件之间的立角焊缝的焊接,最后焊接构件和傍板的角对接。(3)为了方便装配的施工,同甲板分段一样,构件的两端离傍板端300毫米范围内的角接缝暂不施焊。(4)舷侧分
18、段内侧的所有焊缝结束后,将分段翻身,根据情况采用埋弧焊或手工焊进行封底焊,封底焊前,均需用碳刨清根。3、舱壁的焊接工艺 舱壁按结构形式分为平面舱壁和槽形舱壁两种。(1)横隔壁的焊接工艺 横隔壁是对称船体中心线的横向平面分段。拼板时接缝一般采用埋弧焊,顺序和与其他拼板相同,拼板焊后,在焊隔壁与加强材的角焊缝,焊接时应从中间向两旁进行,采用手工焊,,则由双数焊工从中间向两旁对称焊接,拼板及角焊缝的顺序见图(2)纵隔壁的焊接工艺 纵隔壁是船体纵向平面分段,没有船体的中心线。在对接焊缝结束后,在焊接纵隔壁与加强材的角焊缝。 4、甲板带舷部半立体分段的焊接工艺? 甲板带舷部半立体分段一般采用以甲板为基准
19、面的倒装方法。建造方法有二种:一种在台架上建造甲板分段和舷侧分段,焊接结束后进行合拢,并在开口处加强,然后焊接甲板与舷侧傍板的角焊缝以及构架之间的联系接缝。分段结束后翻身上船台进行甲板封底焊和舷口角焊缝;另一种是在甲板台架上将甲板分段装焊结束后,在安装舷侧肋骨,然后焊接肋骨和横梁相交的节点,待全面焊接结束,再安装焊傍板。焊接工艺如下: (1)构架焊接遵守焊接基本顺序,同时存在对接焊缝和角焊缝时候,先对接焊缝后角焊缝,最后是构件与甲板(傍板)角焊缝。,(2)舷侧肋骨与傍板为散装时,应先焊傍板的对接缝,在焊舷侧肋骨与傍板的角焊缝。(3)舷侧肋骨与傍板的角焊缝上端须留300毫米长度暂时不焊,上船台再
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