焊工培训教材课件.ppt
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1、 焊工培训,制造部:彭志坚,1.焊接材料电弧焊焊条1.焊条药皮的作用、组成1.稳弧,造气保护,造渣保护,脱氧、去硫、磷,套筒保护作用矿物,铁合金,有机物,水玻璃等四类物质组成,按各自作用分为稳弧剂,造渣剂,造气剂,脱氧剂,合金剂,稀渣剂和粘结剂.2.常用焊条的类型有哪些?列举十个型号.钛钙型,高钙钾型,高纤维钠型,低氢钠型,低氢钾型.E4303 E4313 E5003,E4315 E4316 E5015 E5016,电弧焊焊条,3.按熔渣成分将焊条分为哪两类,各自的特点.焊条熔渣酸碱度可分为酸性焊条和碱性焊条.熔渣以碱性氧化物和氟化钙为主的焊条称为碱性焊条.如:低氢钾型,低氢钠型和铁粉低氢型焊
2、条.其它涂料类型的焊条均属酸性焊条.碱性焊条的熔敷金属塑性和韧性高,扩散氢含量低,抗裂性强;焊接工艺性能差,对铁锈、水份、油污的敏感性大,易生成气孔;多用直流电源.,电弧焊焊条,4.焊条型号表示GB/T5117-1995 碳钢焊条 中规定 E-碳钢焊条型号;前两位数字表示熔敷金属抗拉强度的最小值,单位为 Mpa;第三位数字焊条的焊接位置:0 和 1 表示焊条适用于全位置焊接,2 表示焊条适用于平焊或平角焊,4 表示焊条适用于向下立焊;第三位和第四位数字组时表示焊接电流种类及药皮类型;举:E4303-E 表示焊条,43 表示熔敷金属抗拉强度的最小值为420Mpa,0 表示适合全位置焊接,0 和
3、3 表示焊条药皮为钛钙型,可用交流或直流正反接.E5015-E 表示焊条,50 表示熔敷金属抗拉强度的最小值为 490Mpa,1 表示焊条适用于全位置焊接,1 和 5 表示药皮类型为低氢钠型,可用直流反接焊接.,电弧焊焊条,5.焊条牌号J*:J 表示结构钢焊条,前两位数字表示熔敷金属抗拉强度的最小值,第三位表示药皮类型和焊接电源种类,举例:J507-J 表示结构钢焊条,50 表示熔敷金属抗拉强度的最小值为 490 Mpa(50kgf/mm2),7 表示低氢钠型,可用直流反接焊接.,电弧焊焊条,6.焊条的选用原则1)等强性:对结构钢按钢材的强度等级选用.同种钢按等强度原则,异种金属按强度较低一侧
4、的钢材选取焊条.2)等成分:焊缝金属的成分符合或接近母材的化学成分.3)等抗腐蚀性:对于不锈钢,熔敷金属抗腐蚀性不低于母材,机械性能与母材相当.,2.焊接设备及工具 弧焊电源,1.弧焊电源种类,按电流种类分为三种类型:交流弧焊电源,直流弧焊电源,脉冲弧焊电源.2.电焊机型号:弧焊发电机-A,弧焊整流器-Z,弧焊变压器-B,埋弧焊机-M,TIG 焊机-W MIG/MAG 焊机-N.举例:1)BX1-300:B-弧焊变压器,X-表示下降特性,1-表示动铁芯系列产品,300-表示额定焊接电流300A.2)ZXE5-315:Z-弧焊整流器,X-表示下降特性,E-交直流两用电源,5-晶闸管式整流系列,3
5、15-表示额定焊接电流为 315A,2.焊接设备及工具 弧焊电源,弧焊电源的选择1)根据焊接电流种类选择有交流、直流、和脉冲三种弧焊电源基本形式.常见的直流电源有弧焊变压器和弧焊整流器两种.2)根据焊接工艺方法来选择:如手工电弧焊,埋弧焊,氩弧焊等电源3)根据弧焊电源功率选择:如额定焊接电流4)根据工作条件选择:如工作场地电源情况.5)对照产品样本和国家标准进行选择,2.焊接设备及工具弧焊电源的使用注意事项,1)使用前必须按产品说明书和 GB/T8118 标准对弧焊电源进行检查,了解基本原理.2)焊接前仔细检查弧焊电源各部分接线是否正确,各部分接头要拧紧3)焊接电源进入电网后,不许随便移动.若
6、须移动应在断电后进行.4)焊接过程中不得打开机壳,否则会导致焊机风冷效果降低或异物进入壳内发生短路,损坏设备.5)机内要保持清洁,应定期吹净灰尘和检修.,2.焊接设备及工具弧焊电源的使用注意事项,6)空载时注意观察机内冷却风扇是否正常鼓风,如有异常立即排除.7)弧焊电源必须在规定的电流调节范围内及响应负载持续率下工作.8)使用弧焊整流器时要注意元件的保护和冷却,避免振动和撞击.9)要建立相应的管理制度.10)焊接设备应放在避雨、通风良好地点使用和保管.,2.焊接设备及工具焊条电弧焊工具,1)电焊钳:作用是夹持焊条和传导焊接电流.应具有良好的导电性能、不易发热、重量轻、夹持焊条牢固及更换焊条方便
7、等性能.按许用电流分常用焊钳有 300A 和 500A 两种规格.2)焊接电缆:作用是传导焊接电流.对焊接电缆要求是:足够的电缆截面积;柔软性好,易弯曲;绝缘性好.常用型号有 YHH 型电焊橡皮套电缆和 YHHR 特软电缆两种.焊接电缆长度应根据需要选定,一般不大于 20 米.,2.焊接设备及工具焊条电弧焊工具,3)面罩及护目玻璃,作用:面罩用来保护焊工面部及颈部免受强烈弧光辐射及金属飞溅的灼伤;护目玻璃用来减弱弧光强度,吸收大部分红外线和紫外线.分类和规格:面罩分为手持式和头戴式;护目玻璃按色号分为 78,910,1112 三个色号,规格尺寸是 2*50*107 4)辅助用具:清渣锤、钢丝刷
8、、扁铲、挫刀、角向磨光机、风铲、焊条保温筒和焊缝尺寸测量器等.,3 钢材基本知识钢的工艺性能,指材料能够适应冷热加工工艺要求的能力.如:铸造性能,锻造性能,切削加工性能,焊接性能等重点讲焊接性能:1)焊接性-指材料在一定的焊接工艺条件下,获得优质焊接接头的难易程度.它包括-接头性能和使用性能.2)评价焊接性的方法:常用碳当量法-将钢中合金含量(包括碳)按其作用换算为碳的相当含量,以评价钢材焊接时产生冷裂纹的倾向和脆化倾向.15.Ce0.4%时,焊接性良好;Ce0.40.6%,焊接性尚好;Ce0.6%,焊接性差.,普通碳素钢,Q235-AF;Q-屈服强度符号,235-屈服强度值 235Mpa,A
9、-质量等级为 A,F-沸腾钢.其它 Q235-B,Q235-C优质碳素钢20A 20-平均含碳量为 0.20%A-优质碳素结构钢其它 20R,10,20HP 20G,20g,20DR.,4 常用焊接方法及特点,1.常用焊接方法有焊条电弧焊,埋弧焊,钨极氩弧焊,气焊等2.焊条电弧焊基本原理和特点:通常是指采用药皮焊条的手工焊接方法,是利用在焊条和工件之间产生的电弧热量熔化焊条和母材,形成连接被焊工件的焊接接头.优点有(1)设备简单,(2)工艺灵活,适合各种位置焊接,(3)适用于各种钢材,(4)容易控制形状复杂的工件的焊接变形.缺点有(1)生产效率低,(2)焊条利用率低,(3)焊后除渣费时,(4)
10、焊接质量受焊工操作水平影响大.,4 常用焊接方法及特点焊接电弧,焊接电弧产生方式有:接触引弧(如手工电弧焊,埋弧焊)和非接触引弧(如钨极氩弧焊)焊接电弧的结构在长度方向上分三个区域:阴极区,阳极区和弧柱区 焊接电弧的极性直流焊接时,当焊机的正极接工件为直流正接法();当焊机的负极接工件时为直流反接法()交流焊接(),焊接工艺和常用钢材的焊接坡口的制备和焊前准备,坡口的基本形式)型坡口 适用于薄板焊接,对焊条电弧焊和气保焊方法材料厚度不大于,对埋弧焊方法材料厚度不大于)型坡口 适用于单面焊,易产生焊接变形,可采用反变形措施)型坡口 用于双面焊结构,不易产生焊接变形,;适用于中厚板材焊接,同等厚度
11、材料时比型坡口节省焊材一半,焊接工艺和常用钢材的焊接坡口的制备和焊前准备,)型坡口 用于双面焊结构,不易产生焊接变形,;适用于厚板材焊接主要用于重要结构,同等厚度材料时比型坡口节省焊材)组合坡口 如型,型等坡口形式的选择原则()满足设计要求()提高焊接效率()改善焊工工作条件()减少焊接变形和残余应力,焊接工艺和常用钢材的焊接坡口的制备和焊前准备,坡口的制备方法:角向砂轮机磨削,机械加工,气割,等离子切割 坡口尺寸和加工要求)坡口角度)坡口面角度)根部间隙)钝边无裂纹、分层、夹杂等缺陷,焊接工艺和常用钢材的焊接坡口的制备和焊前准备,焊前准备)技术准备:熟悉图纸,了解产品结构,、器材准备、工件准
12、备,熟悉焊接工艺,掌握焊接参数)器材准备:焊接设备检验和调试,焊接参数调整,按工艺规定领取焊材)工件准备()坡口清理()焊接接头组对,焊接工艺和常用钢材的焊接坡口的制备和焊前准备,焊接应具备的条件)焊前有焊接工艺规程)坡口准备合格)焊接设备完好,参数调试正确)焊工持证上岗)施焊环境要求:手工焊时风速不大于m/s;气体焊时风速不大于m/s;相对湿度小于;非雨、雪环境;焊件温度在零度以下需预热,焊接工艺和常用钢材的焊接坡口的制备和焊前准备,,定位焊缝):是为组装和固定产品上各零件而进行焊接所形成的焊缝)定位焊缝焊接应遵循的原则:焊工持证上岗;严格执行焊接工艺;定位焊后,应彻底除渣和飞溅,外观检查,
13、不得有表面裂纹;定位焊缝于基本金属平缓过渡,以方便正式焊缝施焊,否则应修磨.3)定位焊缝尺寸:焊点尺寸一般为 1015,焊点数量及布置以保证良好定位效果为准,管类工件一般为等间距三至四个焊点,直缝定位焊点间距为 100 200.,焊接工艺和常用钢材的焊接 焊接工艺参数,1.焊缝成形系数=熔宽 B/熔深 H小,说明焊缝深而窄,一般为 1.32.2.焊接工艺参数对焊缝成形的影响主要影响因素是焊接电流(主要影响熔深和余高),电弧电压(主要影响熔宽),焊接速度(主要影响熔深和焊宽).3.焊接线能量 Q=IU/V,Q-焊接线能量,J/;I-焊接电流,A;U-电弧电压,V;V-焊接速度,/S,焊接工艺和常
14、用钢材的焊接焊接工艺参数,4.焊条电弧焊工艺参数1)焊条直径确定焊条直径,主要考虑工件厚度、接头形式、焊缝位置.薄板和小口径管一般采用2.53.2,非平焊位置一般用4焊条,不锈钢一般采用3.2 焊条.2)电源种类及极性主要考虑焊缝质量要求和焊条种类.酸性焊条通常用交流电源;低氢型碱性焊条宜采用直流电源反接法.,焊接工艺和常用钢材的焊接焊接工艺参数,3)焊接电流I=(3050)d,I-焊接电流,A d-焊条直径,4)电弧电压及焊接速度在保证焊接稳定前提下,宜采用短弧(电弧电压低)操作;焊接速度的控制要与合适的焊接电流、正确的焊条角度、和协调的运条方式相配合而得优质的焊缝.,焊接工艺和常用钢材的焊
15、接预热、后热及焊后热处理,1.预热-焊接开始前,对焊件的全部或局部进行加热的工艺措施.(1)目的是减缓焊接接头施焊时的温度梯度及冷却速度,以减小焊接应力、避免产生淬硬组织,利于氢的逸出,防止冷裂纹产生.(2)温度一般为 1001502.后热-是在焊接结束后,利用预热装置立即进行加热,使焊缝中的氢充分逸出,也称为消氢处理.工艺一般为 300500,保温一小时.目的是防止冷裂纹形成.,焊接工艺和常用钢材的焊接预热、后热及焊后热处理,3.焊后热处理经常使用的是消除应力热处理.1)消除应力热处理的目的:(1)消除接头中内应力,提高抗脆断能力;(2)改善焊缝及热影响区组织;(3)稳定结构,消除变形;(4
16、)促使氢的扩散.2)温度一般为 550650.,焊接工艺和常用钢材的焊接低碳钢的焊接工艺特点,通常不必采用特殊的工艺,可采用所有的方法焊接.1.焊材选择1)焊条大多采用 E43系列的焊条.2.焊缝热处理当厚度超过 90 时,要求作 100150预热;当厚度超过 34 时,要求作 550650消除应力热处理.,焊接工艺和常用钢材的焊接 低合金钢的焊接工艺特点,1.焊接工艺特点:焊缝热影响区具有不同程度的淬硬倾向,焊接接头对冷裂纹较敏感.2.焊材的选择一般应选用与母材强度相当的焊接材料.对厚板、拘束度大及冷裂纹倾向大的焊接结构,应选用低氢型焊接材料,以提高抗裂性能.,焊接工艺和常用钢材的焊接奥氏体
17、不锈钢的焊接工艺特点,1.奥氏体不锈钢特点:膨胀系数大,导热系数小.2.奥氏体不锈钢的焊接工艺1)控制坡口质量彻底清除焊接区的油污和水份,不得用碳钢丝刷清理坡口及焊缝表面.2)选择合适的焊接材料3)控制线能量4)焊后进行固溶处理,提高接头乃腐蚀性.,焊接工艺和常用钢材的焊接异种钢的焊接工艺特点,1.异种钢的焊接工艺原则1)焊接方法的选择:一般生产条件下焊条电弧焊最方便,适应性强.2)焊接材料选择的基本原则(1)在焊接接头不产生裂纹等缺陷的前提下,如果不可兼顾焊缝金属的强度和塑性,应选用塑性较好的焊接材料.(2)异种钢焊接材料的焊缝金属只要符合两种母材中的一种即认为满足技术要求.(3)焊接材料应
18、具有良好的工艺性能,焊缝成形美观.(4)焊接材料应经济、易得.,6 焊接应力与焊接变形焊接应力与焊接变形产生原因,1.焊接应力与焊接变形的基本概念焊接应力-焊接过程结束后在结构中留存下来的不能力即消失的内应力,即焊接残余应力.焊接变形-焊后焊件残留的变形.2.焊接应力与焊接变形产生原因焊接接头温度梯度大;焊接工件自身刚性大,拘束度大;焊缝区组织存在相变,产生内应力.,6 焊接应力与焊接变形 焊接变形,1.焊接变形的种类1)纵向收缩变形;2)横向收缩变形;3)角变形;4)弯曲变形;5)波浪变形;6)扭曲变形;7)错边变形2.焊接变形的危害1)降低装配质量2)增加制造成本3)降低结构的承载能力,6
19、 焊接应力与焊接变形 焊接变形,3.影响焊接变形的因素1)焊缝位置2)结构的刚性3)装配及焊接顺序4)焊接线能量5)焊缝长度和坡口型式6)焊接操作方法(单道焊与多道焊;多层焊时施焊顺序;焊接方向和次序),6 焊接应力与焊接变形 焊接变形,4.控制焊接变形的措施1)焊接结构的合理设计2)预留收缩余量法3)反变形法4)刚性固定法5)选择合理的装配与焊接顺势6)选择合理的焊接方法和规范7)锤击法,6 焊接应力与焊接变形 焊接变形,5.矫正焊接变形的方法1)机械矫形法2)火焰矫形法 三种加热方式:点状,线状,三角形.,6 焊接应力与焊接变形焊接应力,1.焊接应力的种类:热应力;拘束应力;组织应力;氢致
20、应2.焊接应力的危害1)引起焊接裂纹2)降低疲劳强度3)引起低应力破坏4)引起结构的几何形状或尺寸改变,影响加工精度和结构的使用性能.,6 焊接应力与焊接变形焊接应力,3.影响焊接应力的因素1)焊接结构型式的影响2)刚性拘束的影响3)板厚及坡口型式影响4)焊缝组织相变的影响5)焊接工艺参数及线能量的影响6)焊接方向影响,6 焊接应力与焊接变形焊接应力,4.减小焊接应力的措施1)采用合理的焊接顺序和方向.2)采用较小的焊接线能量.3)采用整体预热法.4)锤击法.5)开缓和槽减少应力法.6)反变形法.7)采用加热减应区法,6 焊接应力与焊接变形焊接应力,5.消除焊接应力的方法1)整体高温回火2)局
21、部高温回火3)温差拉伸法4)机械拉伸法5)振动法,7 焊接缺陷焊接缺陷分类,1.外部缺陷:1)焊缝外形尺寸不符合要求.2)焊瘤.3)缩沟及根部未焊满.4)弧坑缩孔.5)表面气孔6)表面未焊透.7)咬边.8)焊缝根部未熔合.9)表面裂纹2.内部缺陷:1)气孔.2)夹渣.3)金属夹杂.4)未熔合.5)未焊透.6)裂纹.3.其它焊接缺陷:1)金属过烧或过热.2)烧穿3)电弧擦伤4)飞溅.,7 焊接缺陷焊接缺陷产生的原因和防止措施,1.外部缺陷a)焊缝外形尺寸不符合要求.产生原因:焊接坡口尺寸不合适,装配间隙不均匀;焊接规范选择不合适;操作方法不当,焊接速度和摆动不均.防止措施:坡口加工应符合设计要求
22、,掌握好装备间隙;选择合适的焊接规范;提高操作者技能,正确运条和掌握焊接速度及焊条角度.,7 焊接缺陷焊接缺陷产生的原因和防止措施,7 焊接缺陷焊接缺陷产生的原因和防止措施,b)焊瘤.产生原因:焊接电流过大,焊接速度太慢;焊接坡口钝边小,间隙大;防止措施:正确摆动焊条,掌握电弧燃烧和熄灭时;仰、立焊时应严格控制焊接熔池温度,不宜过高,电流比手工电弧焊减少 10%15%.,7 焊接缺陷焊接缺陷产生的原因和防止措施,c)弧坑缩孔.产生原因:1)手工焊接时熄弧过快,焊薄板时,焊电流过大;2)自动焊接时先停机后切断电源的操作工艺;防止措施:1)手工焊接时应在收弧处作短时间停留或作几次环形运条,使焊条金
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