焊工技能手册word资料15页

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1、初级焊工培训教材第一讲焊接冶金概念第一节熔焊的特点：1、熔焊是焊接过程中，利用局部加热的方法，将被焊工件的结合处 加热到熔化状态，不加压力，互相熔合，形成原子结合，凝固后连接 在一起。按加热的热源不同，熔焊有电弧焊，气焊，气体保护焊等方 法。2、熔焊过程共同特点是：在焊接过程中，工件的被焊处被外来的能量熔 化后在工件上形成了一个椭圆形的凹坑称为熔池。根据不同的焊接方 法熔池中液态金属有完全是熔化的母材形成，也有填充材料和熔化母 材两部分组成的。在手工电弧焊、气保焊、埋弧自动焊等焊接方法中 随着电弧沿焊接方向移动，工件和填充材料不断熔化汇成新的熔池， 电弧离开的熔池迅速冷却，凝固成焊缝。3、熔池

2、的基本特点是：体积小，液态金属处于过热状态，冷却速度 快，液态金属在运动过程中结晶。4、熔池的形状对焊缝外观质量的影响：单纯从焊接操作技术而言，整个焊接过程就是在控制熔池的形状。作业中不断根据熔池变化的形状，采第1页用不同的运动手法，使熔池保持合适的形状。也就是说焊工把熔池控 制得越合理，操作水平也就越高。5、熔池的形状对焊缝内部质量的影响：熔池金属结晶，最先是在熔 池和基本金属交界处，即从熔合线部位开始，向焊缝中心生长，形成 柱状晶粒。焊缝中的杂质和低熔点合金元素（低熔点共晶体），也最 易集中在最后结晶的部分，造成焊缝化学成分分布不均匀，通常称为 偏析。偏析是焊缝产生热裂纹、夹渣、气孔的主要

3、原因。熔池的形状、 厚度对上述缺陷的形成有着必然的联系。6、焊接接头的结晶过程：金属被加热熔化，从液相冷却转变为固相 的过程通常称为一次结晶，而一次结晶完成以后的高温金属仍以一定 的速度冷却到室温，同时伴随着复杂的相变过程称为二次结晶。7焊接接头的组成：焊接接头是由母材、焊接热影响区、焊缝、焊接 凝固过渡层（熔合区）组成。8、母材对焊接接头性能的影响：母材的化学成分决定了整个接头的 组织、成分、性能，其焊接性的优劣决定了整个接头的组织工艺参数 的选择，它是影响焊接接头性能的决定因素。9、母材热影响区的含义及对焊接接头性能的影响：简单点说，母材 在焊接热源作用下，组织、性能发生变化的区域称为焊接

4、热影响区。(1)热影响区的状态对焊接接头的力学性能起着决定因素。(2)在 不同的母材和不同的加热温度，热影响区的组织有所不同，现以易淬 火钢、不易淬火钢为例，说明热影响区的组织变化。低碳钢大多不易 淬火，焊后，热影响区可分为半熔化区、过热区、正火区部分重结晶 区，再结晶区，蓝脆区。中碳钢属易淬火钢，焊后热影响区主要有硬 化区和软化区。10、焊接工艺参数的含义及在焊接过程中的作用：焊接工艺参数是指 在焊接过程中作用于焊接冶金所有的物理量。在不同的工艺参数条件 下，得到的焊接接头组织、性能都不一样，一般认为工艺参数能够影 响母材在被焊过程中进入焊缝的比例，称为熔合比。从而影响焊缝金 属的化学成分，

5、工艺参数对热影响区的宽窄有着明显的作用，因此工 艺参数是影响焊接接头化学成分、组织和力学性能的重要因素。第二讲焊接材料电焊条一、电焊条1、焊接冶金原理：焊条是由焊芯和药皮组成的。药皮在焊接过程中起着很重要的 作用，能提高焊接电弧的稳定性、保护熔化金属不受外界空气 的影响、脱氧精炼、渗加合金，以提高焊缝性能、改善焊接工 艺性能等多种作用。为使焊条药皮达到以上目的，每种焊条都 有种以上原料配成。这里对公司最多使用的碱性焊条作简单介 绍。1）稳弧剂 稳弧剂的作用是改善焊条引弧性能和提高电弧的 稳定性。如J507焊条采用电离电位较低的碱金属化合物。2）造气剂 造气剂的主要作用是生成保护气氛 同时也有利

6、于 熔滴过渡。如J507含大量的碳酸钙。3）造渣剂 造渣剂的主要作用是形成具有一定物理性能、化学 性能的熔渣，产生良好的机械保护和冶金处理作用，保证焊 缝金属的质量和成形美观。4）脱氧剂 脱氧剂的主要作用是对熔渣和焊缝脱氧。碱性焊条 是利用硅、锰进行沉淀脱氧。5）合金剂 合金剂的主要作用是向焊缝金属渗入必要的合金 成分，以补偿已经烧损或蒸发的合金元素，结807焊条一 般添加特殊性能的合金元素。6）稀渣剂 碱性焊条流动性较好，主要原因其含有萤石，焊接 过程中都会出现凸面形状。7）粘结剂 粘结剂的主要作用是将药皮牢固地粘结在焊芯上。二碱性焊条的特点：碱性焊条分为低氢钾型、低氢钠型两种，药皮主要组成

7、物是 碳酸盐矿石和萤石，碱度较高。熔渣流动性好，焊接工艺性能一 般，焊波较粗，角焊缝略凸。焊接时要求焊条干燥，并采用短弧 焊，焊接电源为直流反接。这类焊条可全位置焊接，焊条的熔敷 金属具有良好的抗裂性和力学性能。公司履带起重机吊臂接头大 量选用这类焊条。碱性焊条具有较高的脱氧、脱氢、脱硫、脱磷的功能，在焊 接过程中弧柱区如有油、锈、油漆、水等会出现较多的气孔，焊 条发粘现象。二、气体保护焊焊丝1、 焊丝简介 焊丝根据使用的保护方法不同可分为自保护、气 保护两种。自保护焊丝通常制成药芯焊丝，焊接过程中熔池金属 采用气渣联合保护或渣保护，焊丝如FR50G。2、气保护焊焊丝是由合金材料拉拔出特定规格

8、细丝后装盘使用， 有细丝、粗丝之分。其规格从C 0.801.2哑称为细丝， 1.6 哑以上的称为粗丝，公司目前生产几乎全采用细丝，如ER506、 JM68、ER76 等。3、 实心焊丝混合气体保护焊这种方法以半自动焊应用最普遍。所谓混合气体就是两种以上气体组成保护气体，公司现采用的是CO2+Ar2混合气体。4、实心焊丝CO2+Ar2保护焊的冶金特点实心焊丝含硅、锰等合金元素，采用CO2+Ar2 保护焊时在利用高速CO2+Ar2 气体保护熔池金属不受空气侵入，同时硅、锰元素联合脱氧，还 原氧化锰及氧化亚铁。克服了单纯的惰性气体电离势高，电弧漂 移的缺点，解决了 CO2氧化性气体含量过高造成焊缝金

9、属含碳量 增加的问题。实心焊丝采用混合气体还能有效减少焊缝产生气孔、 飞溅、防止合金元素大量烧损，在焊接冶金过程熔池深度适中， 焊缝成形较美观，接头力学性能较好。4、实心焊丝配合CO2+Ar2保护焊的工艺特点1）优点与手工电弧焊相比，焊接成本低，熔敷速度快，效率快35倍；与手工电弧焊相比，焊接变形量小得多且 工人技能比较容易掌握；与纯Ar2气体保护焊相比抗锈能力强、 飞溅少；与埋弧自动相比，焊接使用范围广；与CO2气体保护 焊相比焊缝质量好。2）缺点如果在室外有风的地方施焊，保护效果不良；产生的飞溅颗粒较大对母材污染较大；混合气体成本贵。二、熔敷金属的过渡方式焊丝熔化并向母材过渡的形式有三种：

10、三种的焊缝外观、形状 和熔深都不一样。1） 细颗粒状过渡 细颗粒状过渡形式多见于大电流的二氧化碳 保护焊，细颗粒状过渡的飞溅比喷射过渡稍大一些。这种过渡形式在 焊接碳钢时焊缝外观较差，熔深很浅，操作时尽量不采用。在焊接熔 化极铝丝时可以尽量采用。2） 短路过渡形式 多见于二氧化碳保护焊接，在较小焊接参数 的CO2+Ar2保护焊时也容易形成，所以能够较好地进行薄板焊接。 短路过渡二氧化碳保护焊接、CO2+Ar2保护焊焊缝成形好控制， 易掌握，适用于平板焊接和全位置焊接。缺点是熔深很浅。3） 喷射过渡 这种过渡形态飞溅小，并能得到外观漂亮的焊缝。 混合气体保护焊很容易实现喷射过渡，在CO2气体保护

11、焊条件下不 会出现。全位置焊接时控制焊缝成形难度较大。第三讲常用钢材常识上海三一科技制造部目前使用钢制结构件用料主要有：低碳钢（A3 钢、Q235钢），低合金钢（Q290、Q345），低合金高强钢（HQ80C、 20CrMnTi、15CrMo等），中碳调制钢（30号钢、35号钢、45号 钢、40Cr等），焊接接头的性质有同种金属的焊接、异种金属的焊 接，焊接接头使用条件基本处于较高载荷状态，因此对焊接工艺的制 定提出很高的要求。一.同种金属的焊接1.特征：被焊金属的化学成分、物理性能相近，力学性能相当， 晶相组织差别不大的部件用熔焊的方法连接在一起，并实现原子结合 的接头称为同种金属的焊接。如

12、A3钢与Q290、Q345钢的焊接， 20CrMnTi与20CrMnTi钢的焊接。2.焊接材料选择：同种金属焊接选用焊条需遵循三个原则：（1）等强度的原则，即选用的焊 接材料力学性能能够满足被焊金属力学性能的最低值，一般根据材料 的抗拉强度水平确定焊材。（2）低匹配的原则，即选择的焊材抗拉 强度不低于被金属抗拉强度的最低值。（3）工艺再现性的原则，即 选用的焊材应判断被焊金属的焊接性，结构的刚性，可焊到性，设备 及焊材供货情况。3.焊接工艺：同种金属焊接的焊接工艺拟定是由被焊金属的焊接性而 决定，有焊接工艺评定法，经验估计法两种。经验估计法是根据被焊材料的力学性能，组织、化学成分，板 材厚度，

13、结构刚性，采用的焊接方法，工艺参数，环境温度等条件综 合评估获得的焊接接头是否满足要求。最常用的是碳当量法，它可以 粗略地估计材料裂纹倾向。三一公司的产品用料以低合金钢为主，在 履带起重机的底座、主平台、履带架中以Q235+Q345钢为主体材料， 这类材料焊接性优良，但由于板材较厚，且结构刚性大，焊后冷裂纹 的可能性仍较大。目前采用富氩气体保护焊具有极高的抗冷裂性能， 原因是富氩气体含有20 %氧化性气体能使焊缝金属含氢量减少。另 外焊丝的低匹配也使得焊缝凝固过渡区域应力分散。泵车臂架的材料 以低合金高强钢为主，材料的抗拉强度达到1000MPa以上，可能也 是考虑抗裂性，焊接所用的焊丝（OK1

14、3.29）抗拉强度只有820MPa， 从实际效果来看较理想。 二.异种钢（金属）的焊接1.特征：由两种或两种以上的材料，其物理性能，组织成分， 合金含量相差较大，通过焊接的方法联系在一起，成为异种钢焊接。 其与同种钢焊接的不同是，异种钢焊接包括熔焊、压焊、钎焊等方法 实现。三一生产中异种钢运用非常普遍，如：50T、80T、100T、150T 履带车臂架上的接头是HQ80C+45号钢焊接250T是HQ80C+40Cr 钢焊接，400T是HQ80C+20CrMnTi钢焊接、Q345+40Cr钢焊接等等。异种钢焊接难度较大，工艺复杂，接头组织性能不稳定，焊接接 头应力不均匀是其实质。2. 焊接材料的

15、选用：我首先指出的是三一在异种钢焊接材料使 用上过于随意，有一些工艺违背了异种钢选择焊材的最基本的原则， 即等化学成分的原则和等强度的原则。等强度的原则具体内容是： 异种钢选用焊材时焊材的强度应高于被焊金属中强度较低的钢种，其 韧性和塑性高于被焊金属强度高，韧性和塑性较低的钢种；异种钢 选用焊材时焊材还要满足抗裂性的要求，即焊材满足母材的强度要求 后，不宜选用比实际需要强度更高的焊材。而我们目前在大多数产品 的此类焊缝中截然相反。异种钢选择焊材还要防止焊缝及接头产生冷 裂纹和热裂纹，焊材还应具有良好的工艺性能，焊缝美观，焊缝金属 组织具有稳定性，其物理性能要与两母材相适应。3. 焊接工艺：异种

16、钢焊接时最主要的问题是容易产生裂纹，三一 现场制造着重防止冷裂纹，可采用焊前预热、焊后后热、整体热处理 等工艺，厚板可采用开坡口、多层焊、气保焊代替手工焊，合理选用 焊条、焊丝，限制焊接线能量，防止接头脆化。第四讲 焊 接 检 验三、焊接检验包括焊前检验、焊接过程中检验、焊后成品检验。第10页四、一、焊前检验内容：1、焊工资格检查包括：五、（1）钢制结构件的焊接工作，必须由质保部和人力资源部技术考核并得到认可六、后的焊工担任。七、（2）焊工考试合格的内容与焊接产品类型适应方可施焊。2、 材料控制八、（1）待焊材料上的材质标记、确认标记、工件图号、台号与图纸、工艺规定相九、一致。十、（2）重要钢制结构件所用焊材的牌