第五章第五章 燃气管道和储气罐的焊接燃气管道和储气罐的焊接 • 管道连接方法有很多种，管道连接方法有很多种，最常用的有焊接、法最常用的有焊接、法兰连接、螺纹连接、承插连接和胀管连接等五种兰连接、螺纹连接、承插连接和胀管连接等五种施工中，应根据管材、管径、壁厚、工艺要求以及施工中，应根据管材、管径、壁厚、工艺要求以及施工现场的具体条件等不同情况，分别选用各种不施工现场的具体条件等不同情况，分别选用各种不同的连接方法同的连接方法• 焊接是指通过加热或加压，或两者并用，并且焊接是指通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料，使焊件达到原子结合的一种加用或不用填充材料，使焊件达到原子结合的一种加工方法焊口强度高，严密性好，不需要配件，成焊口强度高，严密性好，不需要配件，成本低，使用维护方便；但不能拆卸，接口操作工艺本低，使用维护方便；但不能拆卸，接口操作工艺要求较高要求较高• 焊接的方法很多，有气焊、手工电弧焊和气体焊接的方法很多，有气焊、手工电弧焊和气体保护焊等保护焊等 第一节第一节 焊接概述焊接概述 一一. 气焊和气割气焊和气割• 利用气体燃烧火焰作热源的容焊（利用可燃利用气体燃烧火焰作热源的容焊（利用可燃气体与氧气混合燃烧的火焰所产生的高热熔化焊气体与氧气混合燃烧的火焰所产生的高热熔化焊件和焊丝而进行金属连接）叫气焊。
件和焊丝而进行金属连接）叫气焊• 原理：依靠燃气和氧气发生剧烈的燃烧反应原理：依靠燃气和氧气发生剧烈的燃烧反应产生的火焰热量加热和熔化母材和焊丝，从而形产生的火焰热量加热和熔化母材和焊丝，从而形成焊接接头成焊接接头• 所用的可燃气体主要有所用的可燃气体主要有乙炔气乙炔气、液化石油气、、液化石油气、天然气及氢气等天然气及氢气等 • 适用场合：可用来焊接适用场合：可用来焊接DN57mm、壁厚在、壁厚在3.5mm以下以下的碳钢管、铜管、铝管、铅管等特殊情况下，也可用于管的碳钢管、铜管、铝管、铅管等特殊情况下，也可用于管径较大管壁较薄的管子焊接，但是不锈钢管道不准许用气焊径较大管壁较薄的管子焊接，但是不锈钢管道不准许用气焊进行焊接进行焊接 • 缺点：由于气体火焰温度低（缺点：由于气体火焰温度低（3100～～3300℃），热量比），热量比较分散，生产效率低，焊接变形大，接头性能较差较分散，生产效率低，焊接变形大，接头性能较差• •氧气切割氧气切割：利用金属在高温（金：利用金属在高温（金属燃点）下与纯氧燃烧的原理而属燃点）下与纯氧燃烧的原理而进行的切割。
进行的切割• 原理：预热原理：预热——燃烧燃烧——吹吹渣 氧气切割条件氧气切割条件•1）金属的熔点应高于其本身的燃点金属的熔点应高于其本身的燃点•2））金金属属气气割割时时形形成成的的氧氧化化物物的的熔熔点点要要低低于于金金属属本本身熔点，且流动性好身熔点，且流动性好•3）金属在切割氧流中燃烧应该是放热反应金属在切割氧流中燃烧应该是放热反应•4）金属的导热性不应太高金属的导热性不应太高•5））金金属属中中阻阻碍碍气气割割过过程程和和能能提提高高钢钢的的可可淬淬性性的的杂杂质要少• 气气割割一一般般适适用用于于切切割割DN≥100mm的的普普通通钢钢管管和低合金钢管，不适用于铜管、和低合金钢管，不适用于铜管、铝管和不锈钢管铝管和不锈钢管 1 1．气焊、气割装置．气焊、气割装置•（（1 1）氧气瓶）氧气瓶• 要求氧气纯度达到要求氧气纯度达到9898％以上体体积为3838～～40L40L、储气、储气6 6～～7Nm7Nm3 3、储存压力、储存压力15MPa15MPa、氧气工作压力、氧气工作压力1.5MPa1.5MPa• 使用使用时，氧气瓶，氧气瓶应远离操作地点离操作地点10m10m，避开高温及日，避开高温及日晒。
使用晒使用时氧气不得全部用光，到氧气不得全部用光，到0.30.3～～0.5MPa0.5MPa时应停止停止使用 （（2 2）乙炔气瓶）乙炔气瓶• 贮存和运输乙炔气的容器，碳素钢制成乙炔容器贮存和运输乙炔气的容器，碳素钢制成乙炔容器为为5 5～～6L6L，工作压力为，工作压力为0.03MPa0.03MPa• 使用时不得水平放置，应竖直使用使用时不得水平放置，应竖直使用•乙炔发生器：乙炔发生器：•电石（电石（CaCCaC2 2））+ +水（水（H H2 2O O））→→乙炔（乙炔（C C2 2H H2 2）） 距离不应小于距离不应小于5m （（3 3）减压阀）减压阀• 作用作用：：将瓶内高将瓶内高压气体气体调节成工作需要的低成工作需要的低压气气体，并保持体，并保持输送出气体的送出气体的压力和流量力和流量稳定不定不变 •氧气减压阀（氧气减压阀（氧气表氧气表 ））•乙炔气减压阀（乙炔气减压阀（乙炔气表乙炔气表 ）） 操作步骤和注意事项操作步骤和注意事项 ：：•①①装装减减压压阀阀前前，，要要略略打打开开气气瓶瓶阀阀门门，，放放出出一一些些气气体体、、吹吹净净瓶瓶口口杂杂质质随随后后关关闭闭。
操操作作时时瓶瓶口口不不能能朝朝人人体体方方向向，，人人应站在侧面操作应站在侧面操作•②②检检查查各各接接头头是是否否拧拧紧紧，，有有无无滑滑扣扣现现象象调调节节螺螺丝丝应应处处于松开位置于松开位置•③③装好减压阀，再开启瓶上阀门，查看减压阀工作是否装好减压阀，再开启瓶上阀门，查看减压阀工作是否正常，各部分有无漏气现象，待一切正常后再接氧气胶正常，各部分有无漏气现象，待一切正常后再接氧气胶管和乙炔气胶管管和乙炔气胶管 （（4）焊炬）焊炬•焊焊炬炬的的作作用用是是将将氧氧气气和和乙乙炔炔气气按按一一定定比比例例混混合合，，并并以以一一定定速速度度喷喷出出燃燃烧烧，，产产生生适适合合于于焊焊接接要要求求的的、、燃燃烧烧稳稳定定的的火火焰焰目目前前我我国国成成批批生生产产和和应应用用最最多多的氧的氧-乙炔焊炬是射吸式焊炬乙炔焊炬是射吸式焊炬• 射吸式焊炬的工作原理是：打开氧气阀，具有射吸式焊炬的工作原理是：打开氧气阀，具有一定压力的氧气便经氧气导管进入喷嘴，并以高一定压力的氧气便经氧气导管进入喷嘴，并以高速喷入射吸管，使喷嘴周围形成真空，而将乙炔速喷入射吸管，使喷嘴周围形成真空，而将乙炔管中的乙炔（打开乙炔阀针时）吸入射吸管，经管中的乙炔（打开乙炔阀针时）吸入射吸管，经混合管充分混合全，由焊嘴喷出经点燃而成火焰。
混合管充分混合全，由焊嘴喷出经点燃而成火焰射吸式焊炬射吸式焊炬 （（5）割炬）割炬• 又又称称割割刀刀，，是是进进行行气气割割的的基基本本工工具具，，它它使使燃燃气气与与氧氧气气按按一一定定比比例例和和方方式式混混合合后后，，形形成成具具有有一一定定热热量量和和形形状状的的预预热热火火焰焰，，并并在在预预热热火火焰焰的的中中心心喷喷射射出出切切割割氧氧气进行气割气进行气割• 割炬按可燃气体与氧气混合的方式不同可分为：割炬按可燃气体与氧气混合的方式不同可分为：低压割炬（射吸式）和等压割炬低压割炬（射吸式）和等压割炬 （（6）橡胶管）橡胶管• 目前使用的橡胶管是用优质橡胶夹着麻织物或棉目前使用的橡胶管是用优质橡胶夹着麻织物或棉纤维制成，质地柔软、重量轻、便于操作，具有承受纤维制成，质地柔软、重量轻、便于操作，具有承受足够气体压力的能力足够气体压力的能力•氧气胶管：氧气胶管：2MPa，黑色或绿色，内径，黑色或绿色，内径8mm，外径，外径18mm•乙炔胶管：乙炔胶管：0.5MPa，红色，内径，红色，内径8mm，外径，外径16mm 2．焊接火焰• 焊焊接接火火焰焰是是气气焊焊与与气气割割的的热热源源，，火火焰焰的的选选用用和和调调节节正正确确与与否否, ,将将直直接接影影响响气气焊焊和和气气割的质量好坏。
割的质量好坏•（（1 1）火焰分类）火焰分类 • 火火焰焰分分为为三三种种：：中中性性焰焰（（正正常常焰焰））、、碳化焰和氧化焰碳化焰和氧化焰 • 中性焰适于焊接低碳钢，中性焰适于焊接低碳钢，其结构是：焰心呈尖锥形，色其结构是：焰心呈尖锥形，色白而明亮，轮廓清楚；内焰呈白而明亮，轮廓清楚；内焰呈蓝白色，有深蓝色线条，杏核蓝白色，有深蓝色线条，杏核形；外焰和内焰没有明显界限，形；外焰和内焰没有明显界限，只从颜色上可以略加区别只从颜色上可以略加区别 乙炔火焰的种类乙炔火焰的种类(a)(a)中性焰；中性焰；(b)(b)碳化焰；碳化焰；(c)(c)氧化焰；氧化焰；1 1－焰心；－焰心；2 2－内焰；－内焰；3 3－外焰－外焰 (2)(2)操作操作 • 火火焰焰点点燃燃时时，，先先开开一一点点氧氧气气阀阀，，再再打打开开乙乙炔炔阀阀，，手手须须闪闪离离焊焊嘴嘴（（防防止止烧烧伤伤））若若在在点点燃燃过过程程中中产产生生连连续续“放放炮炮”现现象象，，可可能能是是氧氧气气压压力力过过大大（（须须关关小小氧氧气气阀）或乙炔气不纯（须放出含有空气的乙炔再点）。
阀）或乙炔气不纯（须放出含有空气的乙炔再点） 3 3．气焊的基本操作．气焊的基本操作 •左焊法：左焊法：操作操作简单、方便，易于掌握方便，易于掌握 •右焊法右焊法 (1)(1)热量调节热量调节 • 在焊接过程中，依靠改变焊嘴和焊件的距离及夹角来在焊接过程中，依靠改变焊嘴和焊件的距离及夹角来调节焊炬放出的热量调节焊炬放出的热量• 火火焰焰焰焰心心末末端端离离工工件件2 2～～4mm4mm，，且且焊焊嘴嘴与与工工件件垂垂直直时时，，所所得得热热量量最最高高如如加加大大火火焰焰心心与与工工件件的的距距离离或或减减小小焊焊嘴嘴的的倾角，所得的热量就减小倾角，所得的热量就减小• 如果改如果改变焊嘴和工件的距离或嘴和工件的距离或倾角仍得不到所需要的角仍得不到所需要的热量量时，那便是，那便是焊接火焰功率未接火焰功率未调好，好，须调正氧气正氧气阀与乙与乙炔炔阀 (2)(2)焊条选择焊条选择 •焊接普通碳素钢管道可用焊接普通碳素钢管道可用H08H08、、 H08AH08A气焊条•根据管壁的厚度选择焊条直径如：焊壁厚根据管壁的厚度选择焊条直径如：焊壁厚3 3～～4mm4mm的的管子，需选用管子，需选用2.52.5～～3mm3mm的焊条。
的焊条•焊条直径小，造成熔合不良；焊条直径小，造成熔合不良；•焊条直径大，造成加热时间过长，从而热影响区过大，焊条直径大，造成加热时间过长，从而热影响区过大，降低了焊缝质量降低了焊缝质量 (3)(3)气焊操作气焊操作 • 起起焊焊时时：：焊焊炬炬倾倾角角要要大大，，而而且且要要使使焊焊炬炬在在起起焊焊点点来来回回移移动动，，使使该该处处能能均均匀匀加加热热待待起起点点处处形形成成白白亮亮、、清清晰晰熔熔池池时时，，即即可可加加焊焊条条，，向向前前移移动动焊焊炬焊接• 在在整整个个焊焊接接过过程程中中，，需需使使熔熔池池形形状状大大小小保保持持一致，即可得到鱼鳞状的美观焊缝一致，即可得到鱼鳞状的美观焊缝• 焊焊接接过过程程中中途途有有停停顿顿续续焊焊时时，，应应用用火火焰焰把把原原熔熔池池和和靠靠近近原原熔熔池池的的焊焊缝缝重重新新熔熔化化（（8 8～～10mm10mm）），，形成新的熔池后，即可加入焊条形成新的熔池后，即可加入焊条• 当当焊焊到到焊焊缝缝终终点点时时，，应应减减少少焊焊炬炬与与工工件件的的夹夹角角，，同同时时加加快快速速度度，，并并多多加加一一些些焊焊条条。
收收尾尾时时，，用用温温度度较较低低的的外外焰焰保保护护熔熔池池，，直直致致终终点点熔熔池池填填满满，，火焰才可缓慢离开熔池火焰才可缓慢离开熔池 (4)(4)气焊注意事项气焊注意事项 •①①点点燃燃和和熄熄灭灭火火焰焰时时，，必必须须遵遵照照上上面面讲讲的的方方法法顺顺序，否则会发生事故序，否则会发生事故•②②点火时不能从焊嘴正面点，以防烧手点火时不能从焊嘴正面点，以防烧手•③③氧氧气气瓶瓶不不能能放放在在高高温温或或者者暴暴晒晒的的地地方方，，而而且且应应瓶嘴朝上更不能碰撞以防氧气瓶爆炸瓶嘴朝上更不能碰撞以防氧气瓶爆炸•④④打开焊炬的乙炔气开关后，检查乙炔气的流动打开焊炬的乙炔气开关后，检查乙炔气的流动情况时，不能用鼻子对着焊嘴去嗅味，这样会造情况时，不能用鼻子对着焊嘴去嗅味，这样会造成中毒或窒息，而应以手被皮肤受气流冲击的情成中毒或窒息，而应以手被皮肤受气流冲击的情况去检查况去检查 •二二. .手工电弧焊手工电弧焊 • 手手工工电电弧弧焊焊是是一一种种用用电电弧弧做做热热源源的的溶溶焊焊法法通通常常采采用用药药皮皮焊焊条条它它广广泛泛应应用用于于各各种种金属管、各种壁厚管子的焊接。
金属管、各种壁厚管子的焊接• 电电弧弧放放电电时时，，会会产产生生大大量量的的热热量量和和发发出出强强光光，，电电弧弧焊焊就就是是利利用用电电弧弧放放热热来来熔熔化化焊焊条条和焊件而进行焊接的和焊件而进行焊接的• 由由于于焊焊接接时时线线能能量量较较气气焊焊、、埋埋弧弧焊焊和和电电渣渣焊焊小小，，所所以以金金相相组组织织细细，，热热影影响响区区小小，，焊焊接质量好接质量好 1 1．手工电弧焊的主要设备及工具．手工电弧焊的主要设备及工具 •(1)(1)电焊机电焊机•优点：结构简单，坚固耐用，维修，使用方便、效优点：结构简单，坚固耐用，维修，使用方便、效率高，应用极为广泛率高，应用极为广泛•直流电焊机：电流稳定，焊接质量好直流电焊机：电流稳定，焊接质量好 (AX-165AX-165，，AX-320AX-320等等 ) )•交流电焊机：使用方便交流电焊机：使用方便• 常用的有电抗式常用的有电抗式( (上海上海电焊机厂生机厂生产的的BN-350BN-350，，BN-500BN-500等型等型 ) )、漏抗式、漏抗式( (BXBX1 1-135-135，，BXBX1 1-330-330等型等型 ) )和和复合式复合式( (BX-500BX-500、、BXBX2 2-500-500等等 ) )三种。
三种 电焊机的组成：电焊机的组成：•变压器：变压器：• 将焊接电压（将焊接电压（220V或或380V）降到安全电压（）降到安全电压（55～～65V）） •电流调压器：电流调压器：• 由于焊件的厚薄不同，需对焊接电流进行调节焊由于焊件的厚薄不同，需对焊接电流进行调节焊接较薄的焊件用小电流和细焊条，焊厚焊件用大电流和接较薄的焊件用小电流和细焊条，焊厚焊件用大电流和粗焊条电流过大或太小均影响焊接质量电流过大或太小均影响焊接质量 •电焊机的组成：电焊机的组成：•振荡器：振荡器：• 用以提高电流的频率（用以提高电流的频率（50Hz→250Hz），使交流），使交流电的交变间隔趋于无限小，增加电弧稳定性，以利焊电的交变间隔趋于无限小，增加电弧稳定性，以利焊接和提高焊缝质量接和提高焊缝质量 （（2））主要工具和用具主要工具和用具 •电电焊钳焊钳 ：夹持焊条并传导电流夹持焊条并传导电流• 要求必须有良好的导电性，长时间使用不发热，要求必须有良好的导电性，长时间使用不发热，能在各个方向上夹住各种直径的焊条，绝缘性能好，能在各个方向上夹住各种直径的焊条，绝缘性能好，重量轻等。
重量轻等• 常用型号：常用型号：G352、、G582 •电焊软线：连接电焊机与焊件、焊机与电焊软线：连接电焊机与焊件、焊机与焊钳，一般是紫焊钳，一般是紫铜线外包橡胶绝缘层而成电焊软线应具有良好的导电铜线外包橡胶绝缘层而成电焊软线应具有良好的导电性和绝缘性，并有足够的长度和适当的截面积（依据焊性和绝缘性，并有足够的长度和适当的截面积（依据焊接电源选择）接电源选择）•面罩：用以挡住飞溅的金属和电弧中的有害光线，以保面罩：用以挡住飞溅的金属和电弧中的有害光线，以保护眼睛和头部护眼睛和头部•头戴式、手握式头戴式、手握式•面罩上的护目玻璃：面罩上的护目玻璃：–降低电弧光的强度和过滤红外线和紫外线；降低电弧光的强度和过滤红外线和紫外线；–观察熔池，掌握焊接过程观察熔池，掌握焊接过程 •劳保用品：劳保用品：• 如：手套如：手套• 保护焊工的双手不受弧光和飞溅金属的损伤，并保护焊工的双手不受弧光和飞溅金属的损伤，并有绝缘作用一般由皮革、帆布制成有绝缘作用一般由皮革、帆布制成•清理工具：清理工具：• 用以清理焊渣等如尖头鎯头、钢丝刷等用以清理焊渣等如尖头鎯头、钢丝刷等。
2 2．电弧焊接原理．电弧焊接原理 • 电弧放电时，会产生大量的热量和发出强光，电弧放电时，会产生大量的热量和发出强光，电弧焊就是利用电弧放热来熔化焊条和焊件而进行焊电弧焊就是利用电弧放热来熔化焊条和焊件而进行焊接的• 焊件本身的金属称为基本金属，焊条熔焊件本身的金属称为基本金属，焊条熔滴过渡熔池的金属称为焊着金属；由于电弧滴过渡熔池的金属称为焊着金属；由于电弧的吹力，使焊件底部形成一个凹坑叫熔池的吹力，使焊件底部形成一个凹坑叫熔池焊着金属与基本金属熔合，冷却后形成焊缝焊着金属与基本金属熔合，冷却后形成焊缝焊缝表面覆盖的一层渣壳叫焊渣焊条熔化焊缝表面覆盖的一层渣壳叫焊渣焊条熔化末端到熔池表面的距离称弧长基本金属表末端到熔池表面的距离称弧长基本金属表面到熔池底部的距离称作熔深面到熔池底部的距离称作熔深 •电弧由阴极部分、弧柱部分和阳极部分组成，电弧产生于焊电弧由阴极部分、弧柱部分和阳极部分组成，电弧产生于焊条条1 1和焊件和焊件2 2中间，阴极中间，阴极3 3位于焊条末端，阳极部分位于焊条末端，阳极部分4 4位于焊件位于焊件表面，弧柱部分表面，弧柱部分5 5成圆台形，弧柱四周被弧焰成圆台形，弧柱四周被弧焰6 6包围。
包围•直流弧焊机阴极和阳极产生的热量不等；交流弧焊机的阴机直流弧焊机阴极和阳极产生的热量不等；交流弧焊机的阴机和阳极交替变化，所以焊条与焊件上产生的热量是相等的和阳极交替变化，所以焊条与焊件上产生的热量是相等的阴极和阳极附近的温度一般是阴极和阳极附近的温度一般是2500℃2500℃，弧柱中心温度可达，弧柱中心温度可达60006000～～7000℃7000℃ 焊接电弧示意图焊接电弧示意图1 1－焊条；－焊条；2 2－焊件；－焊件；3 3－－阴极部分；阴极部分；4 4－阳极部分；－阳极部分；5 5－弧柱；－弧柱；6 6－弧焰－弧焰 常用的引弧方法有：常用的引弧方法有： •接接触触引引弧弧法法：：将将焊焊条条垂垂直直与与焊焊件件碰碰击击，，然然后后迅迅速速将焊条离开焊件表面将焊条离开焊件表面4～～5mm，即产生电弧即产生电弧•擦擦火火引引弧弧法法：：将将焊焊条条像像擦擦火火柴柴一一样样擦擦过过焊焊件件表表面面，，迅迅速速将将焊焊条条捍捍提提起起，，距距焊焊件件表表面面4～～5mm，，产产生生电电弧•熄熄弧弧：：熄熄弧弧时时应应将将焊焊条条端端部部逐逐渐渐往往坡坡口口边边斜斜前前方方拉拉，，同同时时逐逐渐渐抬抬高高电电弧弧，，以以逐逐渐渐缩缩小小熔熔池池，，从从而而减减少少液液体体金金和和降降低低热热量量，，使使熄熄弧弧处处不不产产生生裂裂纹纹、、气孔等。
气孔等 (1)(1)焊接操作要领焊接操作要领 • 当电弧引燃后，焊条必须有当电弧引燃后，焊条必须有三个基本方向的运动才能形成良三个基本方向的运动才能形成良好焊接缝口：好焊接缝口：•朝着熔池方向作逐渐的送进（直朝着熔池方向作逐渐的送进（直线动作）线动作）•作横向摆动作横向摆动•沿着焊接方向逐渐移动（焊条送沿着焊接方向逐渐移动（焊条送进动作）进动作） • 朝着熔池方向作逐渐的送进朝着熔池方向作逐渐的送进（直线动作）（直线动作）: :• 主要是用来主要是用来维持所要求的持所要求的电弧弧长度，弧的度，弧的长短短，，对焊接接质量有很大关系量有很大关系直线动作的直线动作的快慢代表焊接速度，焊接速度快慢代表焊接速度，焊接速度的变化主要影响焊缝金属横截的变化主要影响焊缝金属横截面积 •作横向摆动作横向摆动: :• 主要是主要是为了了获得一定得一定宽度的度的焊缝，其，其摆动范范围与与焊缝要求的要求的宽度、度、焊条直径有条直径有关摆动的范的范围越越宽，得到，得到的的焊缝宽度也越大度也越大 •沿着焊接方向逐渐移动沿着焊接方向逐渐移动（焊条送进动作）（焊条送进动作） : :•焊条送进动作代表焊条熔化的焊条送进动作代表焊条熔化的快慢，可通过改变电弧长度来快慢，可通过改变电弧长度来调节熔化的快慢。
弧长的变化调节熔化的快慢弧长的变化将影响焊缝的熔深和熔宽将影响焊缝的熔深和熔宽, ,对对焊缝质量有很大影响移动速焊缝质量有很大影响移动速度应根据电流大小、焊条直径、度应根据电流大小、焊条直径、焊件厚度、装配间隙以及焊缝焊件厚度、装配间隙以及焊缝位置来适当掌握位置来适当掌握 (2)(2)运条方法运条方法 • 在焊接实践中，常见的运条方法有直线形运条法、在焊接实践中，常见的运条方法有直线形运条法、直线往返运条法、锯齿形运条法、月牙形运条法、三直线往返运条法、锯齿形运条法、月牙形运条法、三角形运条法、圆圈形运条法等角形运条法、圆圈形运条法等 (a)(a)直线运条法；直线运条法；(b)(b)直线直线往返运条法；往返运条法；(c)(c)锯齿形锯齿形运条法；运条法；(d)(d)月牙形运条月牙形运条法；法； (e)(e)斜三角形运条法；斜三角形运条法；(f)(f)正三角形运条法；正三角形运条法；(g) (g) 正圆圈形运条法；正圆圈形运条法；(h)(h)斜斜圆圈形运条法圆圈形运条法 •(3)(3)影响焊接质量的因素影响焊接质量的因素 • 影响焊接质量的最大因素，就是影响焊接质量的最大因素，就是电电流的选择和施焊时的运条方法流的选择和施焊时的运条方法。
三、自动和半自动电弧焊三、自动和半自动电弧焊• 手手工工电电弧弧焊焊的的引引弧弧、、运运条条和和结结尾尾三三个个步步骤骤完完全全用用机机械械来来完完成成，，即即称称为为自自动动焊焊；；半半自自动动焊焊时时，，电电弧弧沿沿焊焊缝缝的的移移动动（（即即运运条条））是是靠靠手手工工操操作作的的其其设设备备必必须须具具有有送送丝丝机机构构（（机机头头））和和行行走走机机构构（（小小车车或或自自行机头）两部份，图行机头）两部份，图6-5所示为自动焊车示意图所示为自动焊车示意图 1. 药芯焊丝半自动焊药芯焊丝半自动焊•半自动焊：用手工操作完成焊接热源的移动，而送丝、送气等则由相应的机械化装置完成的焊接方法1））药药芯芯焊焊丝丝内内的的焊焊药药可可起起到到焊焊条条药药皮皮的的作作用用，，即即冶冶金金处处理理的作用、气的作用、气—渣联合保护作用以及改善工艺性能的作用；渣联合保护作用以及改善工艺性能的作用；（（2））可可以以连连续续送送丝丝，，节节省省更更换换焊焊条条的的时时间间，，生生产产效效率率高高，，有有利利于进行半自动和自动化生产；于进行半自动和自动化生产；（（3）熔敷速度高；）熔敷速度高；（（4）操作性能好，焊工易掌握；）操作性能好，焊工易掌握；（（5 5）焊接质量好，焊缝力学性能高，适用于各种材料的焊接；）焊接质量好，焊缝力学性能高，适用于各种材料的焊接；（（6 6））抗抗风风能能力力强强，，在在风风速速为为10M/S10M/S的的环环境境中中施施焊焊，，仍仍可可获获得得高高质量的焊缝。
质量的焊缝 2. 全自动焊 管管道道全全位位置置自自动动焊焊接接就就是是指指在在管管道道相相对对固固定定的的情情况况下下，，焊焊接接小小车车带带动动焊焊枪枪沿沿轨轨道道围围绕绕管管壁壁运运动动，，从从而而实实现现自自动动焊焊接接一一般般而而言言，，全全位位置置自自动动焊焊接接装装置置由由焊焊接接小小车车、、行行走走轨轨道道、、自自动动控控制制系系统统等等部部分分组组成成研研制制全全位位置置自自动动焊焊接接装装置置的的目目的的就就是为了提高焊接质量和劳动生产率、减轻工人的劳动强度是为了提高焊接质量和劳动生产率、减轻工人的劳动强度 焊焊接接小小车车是是实实现现自自动动焊焊接接过过程程的的驱驱动动机机构构，，它它安安装装在在焊焊接接轨轨道道上上，，带带着着焊焊枪枪沿沿管管壁壁作作圆圆周周运运动动，，是是实实现现管管口口自自动动焊焊接接的的重重要要环环节节之之一一焊焊接接小小车车应应具具有有外外形形美美观观、、体体积积小小、、重重量量轻轻、、操操作作方方便便等等特特点点它它的的核核心心部部分分是是行行走走机机构构、、送送丝丝机机构和焊枪摆动调节机构构和焊枪摆动调节机构。
目目前前，，除除采采用用手手工工焊焊接接外外，，管管道道焊焊接接较较多多的的是是采用埋弧自动焊接工艺和气体保护焊工艺采用埋弧自动焊接工艺和气体保护焊工艺 •焊车由焊丝盘、机头、台车焊车由焊丝盘、机头、台车和操纵盘组成焊接时，安和操纵盘组成焊接时，安装上焊剂漏斗后，启动操纵装上焊剂漏斗后，启动操纵盘上的焊接按钮，焊接过程盘上的焊接按钮，焊接过程便可自动进行机头应完成便可自动进行机头应完成引弧、焊接（焊丝按预定要引弧、焊接（焊丝按预定要求向电弧区送进）和熄弧三求向电弧区送进）和熄弧三个动作；行走机构则完成使个动作；行走机构则完成使焊接接头的预定速度沿焊缝焊接接头的预定速度沿焊缝移动 双焊炬系统（带双焊枪的外自动焊）双焊炬系统（带双焊枪的外自动焊） 全自动内焊系统全自动内焊系统 自动焊标段带超声波检测自动焊标段带超声波检测 全自动焊施工作业施工图全自动焊施工作业施工图 自动焊流程图自动焊流程图 五五. 惰性气体保护焊惰性气体保护焊• 惰性气体保护焊是一种以电弧为热源的熔焊方法惰性气体保护焊是一种以电弧为热源的熔焊方法焊接时从焊枪喷嘴连续喷出保护气体排除焊接区的空焊接时从焊枪喷嘴连续喷出保护气体排除焊接区的空气，保护电弧及焊接熔池不受大气的污染。
气，保护电弧及焊接熔池不受大气的污染• 在实际生产中常用的惰性气体保护焊方法有氩在实际生产中常用的惰性气体保护焊方法有氩（氦）弧焊、（氦）弧焊、CO2气体保护焊和混合气体保护焊气体保护焊和混合气体保护焊 • 其特点是惰性气体不与焊缝金属发生化学反应，其特点是惰性气体不与焊缝金属发生化学反应，同时又隔离了熔池金属与空气的接触，所以焊缝金属同时又隔离了熔池金属与空气的接触，所以焊缝金属中合金元素就不会氧化烧损，焊缝中也不会产生气孔中合金元素就不会氧化烧损，焊缝中也不会产生气孔• 另外，由于热量集中，焊接热影响区小，变形也另外，由于热量集中，焊接热影响区小，变形也小 •手工钨极氩弧焊手工钨极氩弧焊• 手手工工钨钨极极氩氩弧弧焊焊是是用用氩氩气气作作保保护护气气体体的的一一种焊接方法种焊接方法 • 在手工钨极氩弧焊接过程中，氩气在电弧在手工钨极氩弧焊接过程中，氩气在电弧周围形成保护层，所以焊接质量好，生产效率周围形成保护层，所以焊接质量好，生产效率高，电弧集中，热影响区小，焊接变形也小、高，电弧集中，热影响区小，焊接变形也小、而且不受空间位置的限制，可以进行全位置焊而且不受空间位置的限制，可以进行全位置焊接，因此在管施工中得到广泛的应用接，因此在管施工中得到广泛的应用。
六六. 埋弧焊埋弧焊• 埋弧焊是电弧在可熔化的颗粒状焊剂覆盖下燃烧的埋弧焊是电弧在可熔化的颗粒状焊剂覆盖下燃烧的一种电焊方法一种电焊方法• 向熔池连续不断送进的裸焊丝，既是金属电极也是向熔池连续不断送进的裸焊丝，既是金属电极也是填充材料，电弧在焊剂层下燃烧，将焊丝、母材熔化形填充材料，电弧在焊剂层下燃烧，将焊丝、母材熔化形成熔池熔融的焊剂成为焊渣，覆盖在液态金属熔池表成熔池熔融的焊剂成为焊渣，覆盖在液态金属熔池表面，使高温熔池金属与空气隔开随着电弧的移动，熔面，使高温熔池金属与空气隔开随着电弧的移动，熔池金属冷却凝固形成焊缝，熔渣形成渣壳，覆盖在焊缝池金属冷却凝固形成焊缝，熔渣形成渣壳，覆盖在焊缝表面 • 熔渣除了起机械保护作用外，还与熔化金属参与熔渣除了起机械保护作用外，还与熔化金属参与冶金反应，从而影响焊缝金属的化学成分冶金反应，从而影响焊缝金属的化学成分• 埋弧焊热量集中，焊接速度快，焊缝影响区小，埋弧焊热量集中，焊接速度快，焊缝影响区小，焊件残余变形小焊件残余变形小• 埋弧焊适宜于焊接中厚板结构的长焊缝，在锅炉埋弧焊适宜于焊接中厚板结构的长焊缝，在锅炉压力容器制造中被广泛应用。
压力容器制造中被广泛应用 七、碳弧气刨七、碳弧气刨• 碳弧气刨及碳弧气割是利用碳极电弧的碳弧气刨及碳弧气割是利用碳极电弧的高温，将金属局部加热到熔化状态，同时用高温，将金属局部加热到熔化状态，同时用压缩空气把熔化的金属吹掉，以对金属进行压缩空气把熔化的金属吹掉，以对金属进行刨削或切割的一种工艺方法刨削或切割的一种工艺方法 第二节第二节 钢燃气管道的焊接钢燃气管道的焊接 一一. 焊接接头形式、坡口的形状及选择焊接接头形式、坡口的形状及选择 （（1））焊焊接接接接头头形形式式 ：：在在工工件件的的焊焊接接操操作作中中，，根根据据焊焊件件的的结结合合型型式式选选择择焊焊接接接接头头形形式式焊焊件件的的结结合合形形式式可可分分为为对对焊焊、、搭搭焊焊、、角角焊焊、、丁丁字焊和卷边焊等五种字焊和卷边焊等五种 （（2））坡坡口口：：焊焊接接时时，，焊焊件件的的接接缝缝处处要要留留出出一一定定的的间间隙隙或或制制成成必必要要形形状状的的坡坡口口，，以以解解决决金金属属的的熔熔化化深深度度问问题题间间隙隙大大小小和和坡坡口口的的形形状状依依焊焊件件接接缝缝处处的的厚厚度度而定。
常见的几种坡口型式及组对尺寸见下表常见的几种坡口型式及组对尺寸见下表 （（3）坡口的选择：）坡口的选择：管子在组对过程中，坡口的管子在组对过程中，坡口的选择由管子的壁厚决定壁厚小于选择由管子的壁厚决定壁厚小于4mm，一般不，一般不开坡口，两管留有开坡口，两管留有1.5～～2.5mm的间隙即可壁厚的间隙即可壁厚大于大于4mm 时可选择时可选择V型坡口 二二. 管子对接焊缝的组对要点管子对接焊缝的组对要点 1．基本要求．基本要求 管管子子焊焊接接必必须须做做到到两两根根管管子子的的中中心心保保持持在在一一条条直直线线上上基本要求有两项：基本要求有两项： (1) 在对口处两个管口的中心要正在对口处两个管口的中心要正 (2) 两根管子的倾斜角度不能超过要求两根管子的倾斜角度不能超过要求 2．错动量．错动量 为为获获得得良良好好的的焊焊接接质质量量，，在在对对缝缝处处两两管管壁壁外外表表面面局局部部错动量不能超过壁厚的错动量不能超过壁厚的10％，而且最大不能超过％，而且最大不能超过2mm 3．找正．找正 三、管道焊接三、管道焊接• 管道焊接时应尽量采用平焊，因平焊易于施焊，管道焊接时应尽量采用平焊，因平焊易于施焊，焊接质量易得到保证，且施焊方便。
焊接质量易得到保证，且施焊方便 •1、定位焊、定位焊• 定位焊又称点焊，所用的焊条定位焊又称点焊，所用的焊条性能，应与正式焊接所采用的焊条性能，应与正式焊接所采用的焊条相同点焊的焊缝要求，与正式焊相同点焊的焊缝要求，与正式焊接相同直缝钢管与螺纹钢管的焊接相同直缝钢管与螺纹钢管的焊缝端部，不得点焊缝端部，不得点焊 •点焊厚度应与第一层焊接厚度相近，但不应超点焊厚度应与第一层焊接厚度相近，但不应超过管壁厚度的过管壁厚度的70％• 焊缝根部必须焊透，点焊长度和间距，可参考焊缝根部必须焊透，点焊长度和间距，可参考下表的规定选用下表的规定选用•点焊的位置，要求均匀、对称点焊的位置，要求均匀、对称•点焊时与点焊后，不准用大锤敲击管子点焊时与点焊后，不准用大锤敲击管子•在焊接第一层前，应对点焊进行检查，如发现在焊接第一层前，应对点焊进行检查，如发现裂纹时，应完全铲除，重新点焊裂纹时，应完全铲除，重新点焊 •2、焊前的准备工作、焊前的准备工作•1）对焊接环境的要求）对焊接环境的要求•a. 雨天、雪天，或风速超过雨天、雪天，或风速超过8m／／s、相对湿度超、相对湿度超过过90％时，如不采取有效防护措施，应停止野外％时，如不采取有效防护措施，应停止野外焊接；如需施工，应有遮风、雨、雪棚。
相对湿焊接；如需施工，应有遮风、雨、雪棚相对湿度过大时，应有干燥措施；度过大时，应有干燥措施；•b.常用管材允许焊接的最低温度，低碳钢为常用管材允许焊接的最低温度，低碳钢为-20℃；低合金钢为；低合金钢为-15℃；低合金高强钢为；低合金高强钢为-5℃一般焊接场所尽可能保持在焊接场所尽可能保持在0°C以上，以便于工人操以上，以便于工人操作并容易保证焊接质量作并容易保证焊接质量•c．焊前必须清扫管道对口内外及焊接场所的积雪、．焊前必须清扫管道对口内外及焊接场所的积雪、冰块擦干或烤干对口外部的水冰块擦干或烤干对口外部的水 •2）烘干焊条）烘干焊条•3）预热）预热•1.预热和焊后热处理应根据管道材料的性能、焊件预热和焊后热处理应根据管道材料的性能、焊件厚度、焊接条件以及气候条件等规定，应符合现厚度、焊接条件以及气候条件等规定，应符合现行国家标准行国家标准《《现场设备、工业管道焊接工程施工现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范及验收规范》》GB50236的规定•碳钢或低合金钢的含碳量超过碳钢或低合金钢的含碳量超过0.32％，或碳当量％，或碳当量（（C＋＋0.25Mn）超过）超过0.65％时，应预热。
％时，应预热•对于合碳量较低或碳当量较低的钢材，若因环境对于合碳量较低或碳当量较低的钢材，若因环境和气候条件使焊接技术无法发挥或将严重影响焊和气候条件使焊接技术无法发挥或将严重影响焊缝质量时，也应进行预热缝质量时，也应进行预热 •2.预热温度为预热温度为100℃当焊接具有不同预热要求的不同当焊接具有不同预热要求的不同材料时，应以预热温度要求较高的材料为准材料时，应以预热温度要求较高的材料为准•3.对要求预热的焊件，在焊接过程中的层间温度，不应对要求预热的焊件，在焊接过程中的层间温度，不应低于其预热温度低于其预热温度•4.对壁厚超过对壁厚超过32mm以上碳钢，其焊缝应进行焊后热处以上碳钢，其焊缝应进行焊后热处理消除应力理消除应力•5.当焊接接头所连接的两端材质相同而厚度不同时，应当焊接接头所连接的两端材质相同而厚度不同时，应力消除应以相接两部分中的较厚者确定力消除应以相接两部分中的较厚者确定 •6.材质不同的焊件之间的焊缝，当其中一种材料要求消除材质不同的焊件之间的焊缝，当其中一种材料要求消除应力时，应进行应力消除应力时，应进行应力消除•7.焊件预热和焊后热处理应受热均匀，并在施焊和消除应焊件预热和焊后热处理应受热均匀，并在施焊和消除应力过程中保持规定的温度。
加热带以外的部分应予保温力过程中保持规定的温度加热带以外的部分应予保温•8.预热可用任何方法进行，但应均匀加热，并在实际施焊预热可用任何方法进行，但应均匀加热，并在实际施焊期间温度不降至规定的最低值焊口预热宽度为期间温度不降至规定的最低值焊口预热宽度为200～～250mm，一般用气焊嘴烤热一般用气焊嘴烤热 3.管道的焊接技术管道的焊接技术 •钢管焊接的一般要求：钢管焊接的一般要求：•管道焊接应采用多层焊接，第一层焊缝根部必须均管道焊接应采用多层焊接，第一层焊缝根部必须均匀焊透，不得烧穿，应有内凹表面单面焊双面成匀焊透，不得烧穿，应有内凹表面单面焊双面成形第二层焊缝应填满坡口槽的形第二层焊缝应填满坡口槽的70％～％～80％第三层焊缝应保证平滑过渡到基本金属，并保证应有的层焊缝应保证平滑过渡到基本金属，并保证应有的加强高度施焊时，层间溶渣应清除干净，并进行加强高度施焊时，层间溶渣应清除干净，并进行外观检查，合格后方进行下一层焊接当发现有缺外观检查，合格后方进行下一层焊接当发现有缺陷的焊缝，应将缺陷部分彻底铲除，重新补焊陷的焊缝，应将缺陷部分彻底铲除，重新补焊•管道焊接时，每道焊口必须一次焊完。
管道焊接时，每道焊口必须一次焊完 •管道接口焊接应考虑焊接操作顺序和方法，防止受热管道接口焊接应考虑焊接操作顺序和方法，防止受热集中而产生内应力集中而产生内应力•管道一般分段施工管道一般分段施工•管道焊口焊接后应自然冷却，严禁浇水冷却管道焊口焊接后应自然冷却，严禁浇水冷却•当焊接中碳钢和低合金钢（当焊接中碳钢和低合金钢（16Mn）时，应作焊前预热）时，应作焊前预热和焊后热处理预热温度应在和焊后热处理预热温度应在150℃以上，热处理温度以上，热处理温度为为590～～680℃ （（1）固定口全位置焊接技术）固定口全位置焊接技术 水水平平管管道道固固定定口口的的焊焊接接特特点点是是焊焊缝缝的的空空间间位位置置沿沿焊焊口口不不断断变变化化焊焊接接时时要要随随着着焊焊缝缝空空间间位位置置的的变变化化不不断断改改变变焊焊条条角角度度，，因因此此操操作作比比较较困困难难另另外外，，焊焊接接过过程程中中熔熔池池形形状状也也在在不不断断变变化化，，不不易易控控制制，，往往往往出出现现根根部部熔熔透透不不均均匀匀，，表表面面凸凸凹凹不不平平的焊道 （（2）固定口横焊技术）固定口横焊技术• 横横焊焊时时，，熔熔池池金金属属有有自自然然下下流流造造成成上上侧侧咬咬边边的的趋趋势势；；表表面面多多层层焊焊道道不不易易焊焊得得平平整整美美观观，，常常出出现现高高低低不不平的缺陷。
平的缺陷 （（3）转动口焊接技术）转动口焊接技术• 管子组对后，长度不过长时应尽量采用转动焊法转动焊管子组对后，长度不过长时应尽量采用转动焊法转动焊可以在最佳位置施焊，因此在整个焊接过程中焊条角度、运条可以在最佳位置施焊，因此在整个焊接过程中焊条角度、运条方法等都保持不变，焊接质量也较容易保证转动口单面焊双方法等都保持不变，焊接质量也较容易保证转动口单面焊双面成型焊接时可在立焊位置和斜立焊位置进行，如图所示面成型焊接时可在立焊位置和斜立焊位置进行，如图所示 四四. 管子焊接要求管子焊接要求• 为为了了防防止止焊焊缝缝产产生生缺缺陷陷，，降降低低焊焊缝缝的的内内应应力力，，使使焊焊缝缝具具有有较较高高的的强强度度，，管管子子在在焊焊接时，必须遵照以下几项技术要求进行：接时，必须遵照以下几项技术要求进行：•(1)应采用具有质量合格证的优质焊条应采用具有质量合格证的优质焊条•(2)焊工必须是考试合格者焊工必须是考试合格者•(3)两个平行焊缝的距离不能小于直径，而两个平行焊缝的距离不能小于直径，而且最小不能小于且最小不能小于200mm •(4)(4)不不允允许许有有交交叉叉焊焊缝缝。
钢钢板板卷卷管管对对接接时时应应使使相相邻邻两两管管的的轴向焊缝错开轴向焊缝错开200mm200mm以上•(5)(5)焊焊接接管管材材为为优优质质碳碳素素钢钢时时，，允允许许在在－－10℃10℃的的气气温温下下进进行对于合金钢管则应在－行对于合金钢管则应在－10℃10℃以上的气温下进行以上的气温下进行•(6)(6)一一些些重重要要管管路路上上的的焊焊缝缝，，焊焊接接后后应应进进行行热热处处理理，，以以消消除焊接时所引起的内应力除焊接时所引起的内应力•(7)管道的焊缝不准在支架或吊架内，焊缝离支架、吊架管道的焊缝不准在支架或吊架内，焊缝离支架、吊架不得小于不得小于100mm100mm 第三节第三节 球形燃气储罐的焊接球形燃气储罐的焊接 一、球罐的主要焊接缺陷一、球罐的主要焊接缺陷 •（一）变形（一）变形•焊缝横向收缩往往产生角变形，即焊缝产生内凹或外凸焊缝横向收缩往往产生角变形，即焊缝产生内凹或外凸另外，环向焊缝纵向收缩造成球罐相对应的直径缩小，另外，环向焊缝纵向收缩造成球罐相对应的直径缩小，形成赤道带直径小，而极板则向外凸起形成赤道带直径小，而极板则向外凸起•球罐变形不仅是外观质量问题，而且将导致应力集中和球罐变形不仅是外观质量问题，而且将导致应力集中和附加应力。
严重削弱球罐承压能力，影响安全因此，附加应力严重削弱球罐承压能力，影响安全因此，必须正确地组装焊接，尽量减小变形必须正确地组装焊接，尽量减小变形 （二）裂纹（二）裂纹 •球罐焊接裂纹可能发生在焊缝，也可能发生在热影响球罐焊接裂纹可能发生在焊缝，也可能发生在热影响区；区；•既可能是纵向裂纹，也可能是横向裂纹，既可能在焊既可能是纵向裂纹，也可能是横向裂纹，既可能在焊接过程中产生热裂纹，也可能在焊接后相当一段时间接过程中产生热裂纹，也可能在焊接后相当一段时间出现延迟裂纹（又称冷裂纹）出现延迟裂纹（又称冷裂纹）•对于低合金高强度钢，延迟裂纹出现的倾向性更大对于低合金高强度钢，延迟裂纹出现的倾向性更大 二、球罐焊缝名称及代号二、球罐焊缝名称及代号 三、预制片的组装焊接三、预制片的组装焊接 •（一）坡口形状（一）坡口形状 （二）预制片组装焊接（二）预制片组装焊接 • 预制片组装焊接应在焊接胎具上进行一般是点预制片组装焊接应在焊接胎具上进行一般是点焊内部，先焊外焊缝，后焊内焊缝焊内部，先焊外焊缝，后焊内焊缝 四、球体组装焊接四、球体组装焊接 •散装球罐的焊接顺序散装球罐的焊接顺序 ：：•上下极板、人孔凸缘及接管的焊接顺序上下极板、人孔凸缘及接管的焊接顺序 ：： 五、预热温度与后热温度五、预热温度与后热温度 •（一）预热温度（一）预热温度• 焊缝在焊接前进行预热可延长焊缝冷却时间，使焊缝在焊接前进行预热可延长焊缝冷却时间，使焊缝中的扩散氢有足够时间逸出，并可降低焊接残余焊缝中的扩散氢有足够时间逸出，并可降低焊接残余应力，从而避免冷裂纹的出现。
应力，从而避免冷裂纹的出现• 利用裂纹敏感性指数利用裂纹敏感性指数PC和和PCM的计算，可以估算的计算，可以估算出避免裂纹所需要的预热温度出避免裂纹所需要的预热温度T0 （二）后热温度（二）后热温度 • 焊后趁球罐焊缝及其周围尚有余热时，应立即进焊后趁球罐焊缝及其周围尚有余热时，应立即进行焊后加热，使焊缝中的扩散氢有充分的时间逸出，行焊后加热，使焊缝中的扩散氢有充分的时间逸出，同时还可降低罐壁的残余应力，减小焊缝金属的硬度同时还可降低罐壁的残余应力，减小焊缝金属的硬度后热温度一般为后热温度一般为200～～250 ℃ ，保温时间为，保温时间为0.5～～1.0小小时 六、焊后球罐整体热处理六、焊后球罐整体热处理 • 球罐的焊后整体热处理是为了消除焊接残余应力球罐的焊后整体热处理是为了消除焊接残余应力等有害影响并改善焊缝性能，把球罐整体加热到某一等有害影响并改善焊缝性能，把球罐整体加热到某一温度，经一定时间保温，然后冷却的工艺过程焊接温度，经一定时间保温，然后冷却的工艺过程焊接残余应力随着退火温度的升高而降低，当加热到残余应力随着退火温度的升高而降低，当加热到600℃时，残余应力几乎完全消除。
时，残余应力几乎完全消除 •内部燃烧法、热风加热法、爆炸能法内部燃烧法、热风加热法、爆炸能法 第五节第五节 焊接质量检验焊接质量检验 一、焊接缺陷分析一、焊接缺陷分析 焊焊接接时时产产生生的的缺缺陷陷可可分分为为外外部部缺缺陷陷及及内内部部缺缺陷陷两两大大类类外外部部缺缺陷陷用用眼眼睛睛和和放放大大镜镜进进行行观观察察即即可可发发现现，，而而内内部部缺缺陷陷则则隐隐藏藏于于焊焊缝缝或或热热影影响响区区的的金金属属内内部部，，必必须须借借助助特特殊殊的的方方法法才有发现才有发现 （一）外部缺陷（一）外部缺陷 外部缺陷类型表现产生原因焊缝尺寸不符合要求 熔宽和加强高度不合要求，宽窄不一或高低不平 操作不当等 咬边 焊缝两侧形成凹槽 焊接电流过大，或焊条角度不正确 焊瘤 熔化金属流溢到加热不足的母材上 ，堆积金属 电流太大，焊接熔化过快或焊条偏斜 烧穿 薄板结构烧穿 焊接电流过大，焊接速度太慢或装配间隙太大 弧坑未填满 焊接电流下方的液态熔池表面是下凹的断弧时易形成表面裂纹及气孔表面裂纹及气孔操作不当等 （二）内部缺陷（二）内部缺陷 内部缺陷类型表现产生原因未焊透 根部未焊透，中心未焊透，边缘未焊透，层间未焊透等 坡口角度和间隙太小，钝边太厚；焊接速度太大，焊接电流过小或电弧偏斜，坡口表面不洁净等。
夹渣 氧化物、氮化物或熔渣中个别难熔的成分来不及自熔池中浮出而残留于焊缝金属中 焊缝金属冷却过快 气孔 可能单个存在，也可能成网状、针状 焊接过程中形成的气体来不及排出 裂纹 发生于焊缝或母材中，可能存在于焊缝表面或内部 在焊后较低的温度下形成 又称焊接氢致裂纹或延迟裂纹 二、焊接接头的性能鉴定二、焊接接头的性能鉴定 （一）化学成分分析（一）化学成分分析• 化学分析的目的是检查焊缝金属的化学成分，化化学分析的目的是检查焊缝金属的化学成分，化学成分的偏差将影响接头的机械性能学成分的偏差将影响接头的机械性能 （二）金相组织检查（二）金相组织检查 • 焊接接头的金相检查目的是分析焊缝金属及热影焊接接头的金相检查目的是分析焊缝金属及热影响区的金相组织，测定晶粒的大小及焊缝金属中各种响区的金相组织，测定晶粒的大小及焊缝金属中各种显微氧化夹杂物、氢白点的分布情况，以鉴定该金属显微氧化夹杂物、氢白点的分布情况，以鉴定该金属的焊接工艺是否正确，焊接规范、热处理和其它各种的焊接工艺是否正确，焊接规范、热处理和其它各种因素对焊接接头机械性能的影响因素对焊接接头机械性能的影响 （三）机械性能试验（三）机械性能试验 • 这这种种试试验验方方法法是是为为了了评评定定各各种种钢钢材材或或焊焊接接接接头头的的讥讥械性能。
械性能1．拉伸试验．拉伸试验 拉伸试验是为了测定焊接接头或焊缝金拉伸试验是为了测定焊接接头或焊缝金属的强度极限、屈服极限、断面收缩率和延伸率等机属的强度极限、屈服极限、断面收缩率和延伸率等机械性能指标械性能指标 2．弯曲试验．弯曲试验 弯曲试验的目的是测定焊接接头的塑性，弯曲试验的目的是测定焊接接头的塑性，以试样弯曲角度的大小以及产生裂纹的情况作为评定以试样弯曲角度的大小以及产生裂纹的情况作为评定指标 三、无损探伤法三、无损探伤法• 对于内部缺陷可以用物理的方法对于内部缺陷可以用物理的方法在不在不损害焊接接头完整性的条件损害焊接接头完整性的条件下去发现，下去发现，因此称为无损探伤常用的无损探伤方因此称为无损探伤常用的无损探伤方法有法有射线法（射线法（χ射线或射线或γγ射线）、超声射线）、超声波法和磁力探伤法波法和磁力探伤法 （一）射线探伤（一）射线探伤• 射线源产生的射线源产生的χ射线或射线或γ射线有较强的穿透射线有较强的穿透物质的能力物质的能力当射线穿过不同物质时，会引起当射线穿过不同物质时，会引起不同程度的衰减而产生强度差异，从而使感光不同程度的衰减而产生强度差异，从而使感光胶片上产生不同程度的感光。
当焊缝中有裂纹、胶片上产生不同程度的感光当焊缝中有裂纹、气孔、夹渣、未焊透等缺陷时，则通过缺陷处气孔、夹渣、未焊透等缺陷时，则通过缺陷处的射线衰减程度小，相应部位上底片感光较强，的射线衰减程度小，相应部位上底片感光较强，底片冲洗后就可以清楚地显示出缺陷底片冲洗后就可以清楚地显示出缺陷 1.射线探伤原理射线探伤原理 • 用用χ或或γ射射线线透透视视工工件件进进行行探探伤伤的的原原理理相相同同，，只只是是获获得得射射线线的的能能源源不不同同χ射射线线和和γ射射线线都都是是电电磁磁波波，，γ射射线线较较χ射射线线的的波波长长更更短短χ射射线线和和γ射射线线都都具具有有穿穿透透包包括括金金属属在在内内的的各各种种物物质质的的能能力力穿穿透透力力强强弱弱与与波波长长有有关关，，波波长长越越短短，，穿穿透透力力越越强强，，所所以以γ射射线线具具有有更强的穿透力更强的穿透力χ射线和射线和γ射线都能使照相底片感光射线都能使照相底片感光• 射射线线穿穿透透各各种种材材料料时时被被部部分分地地吸吸收收，，材材料料密密度度较较大大，，射射线线被被吸吸收收的的越越多多射射线线探探伤伤即即是是利利用用不不同同物质对射线的吸收能力不同这一特点而进行的。
物质对射线的吸收能力不同这一特点而进行的 • 射线探伤所能发现的最小缺陷尺寸称射线探伤所能发现的最小缺陷尺寸称为绝对灵敏度最小缺陷尺寸占被检工件为绝对灵敏度最小缺陷尺寸占被检工件厚度的百分比为相对灵敏度厚度的百分比为相对灵敏度• 与与χ射线相比，射线相比，γ射线探伤除可检验较射线探伤除可检验较厚的工件外，最主要的优点是不需要电源，厚的工件外，最主要的优点是不需要电源，设备简单轻便，易于携带，适于野外作业设备简单轻便，易于携带，适于野外作业 •2.射线探伤方法射线探伤方法• 当当透透视视大大管管径径、、平平板板或或球球形形储储罐罐等等的的对对接接焊焊缝缝时时，，是是以以射射线线中中心心来来对对准准焊焊缝缝中中心心，，底底片片放放在在焊焊缝缝的背面进行的的背面进行的 • 当检查内壁无法装暗盒的管子或容器的环焊当检查内壁无法装暗盒的管子或容器的环焊缝时，可使射线以一倾斜角度透视双层壁厚为缝时，可使射线以一倾斜角度透视双层壁厚为了不使上层壁厚中的缺陷投影到下层检查部位上了不使上层壁厚中的缺陷投影到下层检查部位上造成伪缺陷，可将焦距缩短，使上层的缺陷模糊，造成伪缺陷，可将焦距缩短，使上层的缺陷模糊，从而不影响底片的评定。
从而不影响底片的评定 •3.射线探伤缺陷的判断射线探伤缺陷的判断• 根根据据焊焊接接缺缺陷陷在在底底片片上上显显示示的的特特点点对对射射线线探探伤进行判断伤进行判断•（（1）焊透）焊透• 规规则则的的连连续续或或断断续续黑黑直直线线，，宽宽度度较较均均匀匀或或宽宽度不一致度不一致•（（2）夹渣）夹渣• 多为不规则点状或条状多为不规则点状或条状 •（（3）气孔）气孔• 显现为外形较规则的黑色小斑点，多为近似圆形或显现为外形较规则的黑色小斑点，多为近似圆形或椭圆形，其黑度一般是中间较深，边缘渐浅；斑点分布椭圆形，其黑度一般是中间较深，边缘渐浅；斑点分布可能是单个、密集或链状可能是单个、密集或链状•（（4）裂纹）裂纹• 多显现为略带曲折、波浪状黑色细条纹，有时也呈多显现为略带曲折、波浪状黑色细条纹，有时也呈直线细纹，轮廓较分明，中间稍宽，端部尖细，一般不直线细纹，轮廓较分明，中间稍宽，端部尖细，一般不会有分枝；两端黑度较浅逐渐消失会有分枝；两端黑度较浅逐渐消失 （二）超声波探伤（二）超声波探伤• 频频率率高高于于20000Hz的的声声波波称称为为超超声声波波，，是是一一种种超超声声频频的的机机械械振振动动波波。
超超声声波波由由固固体体传传向向空空气气时时，，在在界界面面上上几几乎乎全全部部被被反反射射回回来来，，即即超超声声波波不不能能通通过过空空气气与与固固体体的的界界面面如如金金属属中中有有气气孔孔、、裂裂纹纹或或分分层层等等缺缺陷陷，，因因缺缺陷陷内内有有空空气气存存在在，，超超声声波波传传到到金金属属与与缺缺陷陷边边缘缘时时就就全全部部被被反反射射回回来来超超声声波波的的这这种种特特性性可可用用于于探探伤伤利利用用超超声声波波在在不不同同介介质质面面上上的的反反射射特特性性进进行行工工作作的的方方法法称为称为反射法反射法 •1.超声波探伤原理超声波探伤原理• 超超声声波波探探伤伤仪仪有有多多种种，，通通常常采采用用脉脉冲冲反反射射式式，，用用直直探探头头或或具具有有一一定定角角度度的的斜斜探探头头进进行行探探伤伤探探头头内内的的压压电电晶晶片片将将电电振振荡荡转转变变为为机机械械振振动动超超声声波波在在被被检检测测工工件件中中传传播播时时，，碰碰到到缺缺陷陷和和工工件件底底部部就就大大部部分分被被反反射射，，自自工工件件底底部部及及缺缺陷陷处处反反射射的的超超声声波波行行经经的的路路程程不不同同，，故故反反射射回回来来的的时时间间也也有有先先后后之之分分，，据据此此，，即即可判断该处是否存在缺陷可判断该处是否存在缺陷。
• 用用两两个个探探头头进进行行探探伤伤时时，，以以一一个个探探头头向向工工件件发发出出超超声声波波，，另另一一探探头头则则接接受受各各种种反反射射的的超超声声波波，，为为一一收收一一发发也也可可以以每每个个探头自发自收目前多使用单探头自发自收探头自发自收目前多使用单探头自发自收 •2.2.超声波探伤方法超声波探伤方法•（（1 1）反射法）反射法• 探探伤伤时时，，工工件件表表面面应应平平滑滑，，以以防防磨磨损损探探头头为为了了使使发发射射的的超超声声波波能能很很好好地地进进入入工工件件，，探探头头与与工工件件表表面面之之间间要要加加变变压压器器油油或或机机油油等等作作为为耦耦合合剂剂，，以以排排除除接接触触面面的的空空气气，，避避免免声声波在空气层介面上反射波在空气层介面上反射•直探头非多次反射法直探头非多次反射法•直探头多次反射法直探头多次反射法•斜探头法斜探头法 （（2）穿透法）穿透法 • 穿透法是在被检测工件的一面发出连续穿透法是在被检测工件的一面发出连续的超声波，通过工件后，由放在工件另一面的超声波，通过工件后，由放在工件另一面的探头接收工件中没有缺陷时，超声波能的探头接收。
工件中没有缺陷时，超声波能一直通过去，衰减很少有缺陷时，超声波一直通过去，衰减很少有缺陷时，超声波不能完全通过，一部分声能被反射，一部分不能完全通过，一部分声能被反射，一部分声能被缺陷吸收或散射，另一工件上的路线声能被缺陷吸收或散射，另一工件上的路线侧探头接收讯号衰减，以讯号的衰减量作为侧探头接收讯号衰减，以讯号的衰减量作为判断缺陷的依据穿透法一般用于探测大厚判断缺陷的依据穿透法一般用于探测大厚度的金属材料度的金属材料 由由于于超超声声波波探探伤伤灵灵敏敏度度高高，，速速度度快快，，设设备备轻轻便便灵灵巧巧，，不不用用冲冲洗洗照照片片，，对对人人体体无无害害等等优优点点，，应应用用越越来来越越广广泛泛，，8mm以以上上的的钢钢板板检检查查大大量量采采用用其其主主要要缺缺点点是是对对缺缺陷陷尺尺寸寸的的判判断不够精确，辨别缺陷性质的能力较差断不够精确，辨别缺陷性质的能力较差 •（三）磁力探伤（三）磁力探伤• 钢钢管管和和储储气气罐罐等等均均为为铁铁磁磁性性体体，，磁磁力力线线将将以以平平行行直直线线均均匀匀分分布布，，若若遇遇有有未未焊焊透透、、夹夹渣渣或或裂裂纹纹等等缺缺陷陷时时，，因因为为缺缺陷陷处处的的导导磁磁率率低低，，就就会会发发生生磁磁力力线线弯弯曲曲，，部部分分磁磁力力线线还还可可能能泄泄露露到到外外部部空空间间，，形形成成局局部部泄泄露露磁磁通通。
由由金金属属内内部部缺缺陷陷所所引引起起的的局局部部泄泄露露磁磁通通将将聚聚集集在缺陷的上面，从而指出缺陷隐藏的位置在缺陷的上面，从而指出缺陷隐藏的位置 • 施转磁场磁粉探伤仪就是一种常用的磁力探伤设备施转磁场磁粉探伤仪就是一种常用的磁力探伤设备当探伤仪把工件磁化后，洒在工件表面的细磁粉（或磁当探伤仪把工件磁化后，洒在工件表面的细磁粉（或磁性悬浮液）将聚集于局部泄露磁通处，即可断定缺陷所性悬浮液）将聚集于局部泄露磁通处，即可断定缺陷所在• 当缺陷分布与磁力线平行，或缺陷位于工件内部深当缺陷分布与磁力线平行，或缺陷位于工件内部深处时则无法发现，因此，磁力探伤只能进行距工件表面处时则无法发现，因此，磁力探伤只能进行距工件表面10mm以内的探伤以内的探伤 （四）液体渗透探伤（四）液体渗透探伤 液体渗透探伤剂由渗透剂、清洗剂和显像液体渗透探伤剂由渗透剂、清洗剂和显像剂配制而成，利用毛细作用将渗透剂渗入工件剂配制而成，利用毛细作用将渗透剂渗入工件表面开口缺陷处，擦去表面多于的渗透剂后，表面开口缺陷处，擦去表面多于的渗透剂后，再用显像剂将缺陷中的渗透剂吸附到工件表面，再用显像剂将缺陷中的渗透剂吸附到工件表面，即可将表面缺陷显示出来。
即可将表面缺陷显示出来 •全自动超声波检测技术介绍：全自动超声波检测技术介绍：• 与与传传统统的的χ射射线线检检测测不不同同，，全全自自动动超超声声波波检检测测更更安安全全，，而而且且是是三三维维立立体体的的，，扫扫描描一一个个焊焊口口仅仅需需1min作作业业时时，，检检测测人人员员跟跟在在焊焊工工后后面面，，3min之之内内就就能能告告诉诉焊焊工工焊焊缝缝质质量量是是否否合合格格，，而而且且能能说说明明存存在在什什么么问问题题及及其其所所在在的的位位置置，，焊焊工工可可及及时时采采取取补补救救措措施施一一张张盘盘可可永久保存永久保存800个焊口的检测数据个焊口的检测数据• 目目前前，，超超声声波波检检测测大大部部分分采采用用手手工工操操作作，，为为提提高高效效率率，，降降低低劳劳动动强强度度，，满满足足生生产产施施工工需需要要，，超超声声波波自自动检测装置的研制是必要的动检测装置的研制是必要的 AUTAUT检测的主要优缺点检测的主要优缺点•主要优点主要优点1.1.检检测测速速度度快快对对D1016mmD1016mm管管道道焊焊缝缝进进行行检检测测，，每每道道口约需口约需3min3min。
2.2.缺陷定位准缺陷定位准3.3.检出灵敏度高检出灵敏度高4.4.即时出结果即时出结果5.5.简捷方便简捷方便 • 主要缺点主要缺点1.1.受受外外界界影影响响大大工工件件表表面面光光洁洁度度、、焊焊缝缝工工艺艺的的完完整整性、轨道安装精度都会对检测结果产生影响性、轨道安装精度都会对检测结果产生影响2.2.试试块块的的通通用用性性差差检检测测不不同同壁壁厚厚、、不不同同规规格格和和材材料料的焊缝，需要不同的试块来做校准的焊缝，需要不同的试块来做校准3.3.对检测人员技术水平要求高检测人员须具备一定对检测人员技术水平要求高检测人员须具备一定的计算机操作能力，且能较为熟练地掌握仪器的使的计算机操作能力，且能较为熟练地掌握仪器的使用调节仪器过程复杂，对调节准确性要求高调节仪器过程复杂，对调节准确性要求高 全自动超声检测系统全自动超声检测系统 四四.燃气管道焊缝质量检验要求燃气管道焊缝质量检验要求•1.设计文件规定焊缝系数为设计文件规定焊缝系数为1的焊缝或设计的焊缝或设计要求进行要求进行100％内部质量检验的焊缝，其外％内部质量检验的焊缝，其外观质量不得低于现行国家标准观质量不得低于现行国家标准《《现场设备、现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范工业管道焊接工程施工及验收规范》》GB 50236要求的要求的Ⅱ级质量要求；对内部质量进级质量要求；对内部质量进行抽检的焊缝，其外观质量不得低于现行国行抽检的焊缝，其外观质量不得低于现行国家标准家标准《《现场设备、工业管道焊接工程施工现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范及验收规范》》GB 50236要求的要求的Ⅲ级质量要级质量要求。
求 2. 焊缝内部质量应符合下列要求：焊缝内部质量应符合下列要求：•1）） 设计文件规定焊缝系数为设计文件规定焊缝系数为1的焊缝或设计要的焊缝或设计要求进行求进行100％内部质量检验的焊缝，焊缝内部％内部质量检验的焊缝，焊缝内部质量射线照相检验不得低于现行国家标准质量射线照相检验不得低于现行国家标准《《钢钢管环缝熔化焊对接接头射线透照工艺和质量分管环缝熔化焊对接接头射线透照工艺和质量分级级》》CB／／T12605中的中的Ⅱ级质量要求；超声波检级质量要求；超声波检验不得低于现行国家标准验不得低于现行国家标准《《钢焊缝手工超声波钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级探伤方法和探伤结果分级》》CB l1345中的中的I级质级质量要求当采用量要求当采用100％射线照相或超声波检测％射线照相或超声波检测方法时，还应按设计的要求进行超声波或射线方法时，还应按设计的要求进行超声波或射线照相复查照相复查 •2）对内部质量进行抽检的焊缝，焊缝内部）对内部质量进行抽检的焊缝，焊缝内部质量射线照相检验不得低于现行国家标准质量射线照相检验不得低于现行国家标准《《钢管环缝熔化焊对接接头射线透照工艺和钢管环缝熔化焊对接接头射线透照工艺和质量分级质量分级》》CB／／T12605中的中的Ⅲ级质量要求；级质量要求；超声波检验不得低于现行国家标准超声波检验不得低于现行国家标准《《钢焊缝钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级手工超声波探伤方法和探伤结果分级》》CB 11345中的中的Ⅱ级质量要求。
级质量要求 3.焊缝内部质量的抽样检验应符合下列要求：焊缝内部质量的抽样检验应符合下列要求：•1）） 管道内部质量的无损探伤数量，应按设管道内部质量的无损探伤数量，应按设计规定执行当设计无规定时，抽查数量不计规定执行当设计无规定时，抽查数量不应少于焊缝总数的应少于焊缝总数的15％，且每个焊工不应少％，且每个焊工不应少于一个焊缝抽查时，应侧重抽查固定焊口于一个焊缝抽查时，应侧重抽查固定焊口•2 ）对穿越或跨越铁路、公路、河流、桥梁、）对穿越或跨越铁路、公路、河流、桥梁、有轨电车及敷设在套管内的管道环向焊缝，有轨电车及敷设在套管内的管道环向焊缝，必须进行必须进行100％的射线照相检验％的射线照相检验 •3）当抽样检验的焊缝全部合格时，则此次抽样）当抽样检验的焊缝全部合格时，则此次抽样所代表的该批焊缝应为全部合格；当抽样检验出所代表的该批焊缝应为全部合格；当抽样检验出现不合格焊缝时，对不合格焊缝返修后，应按下现不合格焊缝时，对不合格焊缝返修后，应按下列规定扩大检验：列规定扩大检验：•①①每出现一道不合格焊缝，应再抽检两道该焊工每出现一道不合格焊缝，应再抽检两道该焊工所焊的同一批焊缝，按原探伤方法进行检验。
所焊的同一批焊缝，按原探伤方法进行检验•②②如第二次抽检仍出现不合格焊缝，则应对该焊如第二次抽检仍出现不合格焊缝，则应对该焊工所焊全部同批的焊缝按原探伤方法进行检验工所焊全部同批的焊缝按原探伤方法进行检验对出现的不合格焊缝必须进行返修，并应对返修对出现的不合格焊缝必须进行返修，并应对返修的焊缝按原探伤方法进行检验的焊缝按原探伤方法进行检验•③③同一焊缝的返修次数不应超过同一焊缝的返修次数不应超过2次。