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1、焊工知识第一章 焊接装配图及焊缝符号表示方法一、 焊接装配图的特点通常所指的焊接装配图是指实际生产中的产品零部件或组件的工作图。它与一般装配图的不同在于图中必须清楚表示与有关的问题，如坡口与接头形式、焊接方法、焊接材料型号和焊接及验收技术要求等。对焊工来说，要能正确识读焊接装配图。除了掌握前述有关机械识图知识外，还必须懂得焊缝符号表示方法的有关国家标准，识读焊接装配图的方法和步骤也与上节基本相同，但对图纸中有关焊接技术条件应详细分析，并严格执行。通常图中涉及的焊接工艺文件有:1、 典型工件制造的工艺守则。2、 焊接方法的工艺守则。3、 施焊的工艺评定编号。二、 焊缝符号的表示方法焊缝符号一般由
2、基本符号和指引线组成。必要时还可加上辅助符号、补充符号和焊缝尺寸符号。焊缝符号表示方法的国家标准是GB324-88。1、 基本符号 它是表示焊缝横截面开关的符号，见表1-62、 辅助符号 它是表示焊缝表面形状特征的符号，见表1-73、 表辅助符号的应用示例见表1-8表1-8 辅助符号的应用示例4、 补充符号 它是为了补充说明焊缝的某些特征而采用的符号，见表1-9。其应用示例见表1-10表1-9 补充符号表1-10 补充符号应用示例5、 符号在图样上的位置完整的焊缝表示方法除了上述基本符号、辅助符号、补充符号外，还包括指引线、一些尺寸符号及数据。指引线由带箭头的指引线和两条基准线（一条为实线，另
3、一条为虚线）两部分组成。表1-11 焊缝符号在指引线上的标注方法6、 焊缝尺寸符号 见表1-12.焊缝尺寸的标注示例见表1-13.表1-12 焊缝尺寸符号表1-13 焊缝尺寸的标注示例a表示为双面角焊缝，周围焊，焊脚尺寸6mm，手弧焊。b表示为单面Y形坡口，坡口角度60装配间隙2mm，钝边2mm，焊后焊缝表面须加工成与母材平齐，相同焊缝有四条。c表示为带垫板的对接接头，单面焊，I形坡口，装配间隙2mm。d表示为交错断续角焊缝，焊脚尺寸8mm，焊缝长100mm，共20条，焊缝之间距离50mm，在工地焊接。第二章 常用金属材料的物理、力学性能一、 常用金属的力学性能所谓力学性能是指金属在外力作用时
4、表现出来的性能，包括强度、塑性、硬度、韧性及疲劳强度等。1、 强度 是指材料在外力作用下拒斥塑性变形和破裂的能力。强度的大小通常用应力来表示，根据载荷的不同，强度可分为抗拉强度、抗压强度、抗剪强度、抗扭强度和抗弯强度。在机械制造中常用抗拉强度作为金属材料性能的主要指标。（1） 屈服强度 钢材在拉伸过程中当载荷不再增加甚至有所下降时，仍继续发生明显的塑性变形现象，称为屈服现象。材料产生屈服现象时的应力，称为屈服强度。sfs/s0(n/mm2)式中fs-材料屈服时的载荷，N;s0试样的截面积，mm2(2)抗拉强度 钢材在拉伸时，材料在拉断前所承受的最大应力，称为抗拉强度。用符号b表示，其计算方法如
5、下：bFb/S0(N/mm2)式中Fb-试样破坏前所能承受的最大应力。b的值 越大，表示材料抵抗拉断的能力越大。它也是衡量金属材料强度的重要指标之一。其实用意义是：金属结构件所承受的工作应力不能超过材料的抗拉强度，否则会产生断裂，甚至造成严重事故。2、 塑性 断裂前金属材料产生永久变形的能力，称塑性，一般用拉伸试棒的延伸率和断面收缩率来衡量。（1） 延伸率 试样拉断后的标距长度伸长量与试样标距长度的比值的百分优选法，称为延伸率，用符号(L1-L0)/L0 100%式中L1-试样拉断后的标距长度，mmL0-试样标距长度，mm.（2） 断面收缩率 试样拉断时截面积的减小量与原截面积之比值的百分率，
6、用符号表示，其计算方法如下：（S0-S1）/S0100%式中 S0-试样原始截面积，mm2;S1-试样拉断后的断口处的截面积，mm2和的值越大，表示金属材料的塑性越好。这样的金属可以发生大量塑性变形而不破坏。（3） 冷弯试验 在船舶、锅炉、压力容器等工业部门，由于有大量的弯曲和冲压等冷变形加工，因此常用冷弯试验来衡量材料在室温时的塑性。将试样在室温下按规定的弯曲半径进行弯曲，在发生断裂前的角度，叫做冷弯角度，用表示，其单位为度。冷弯角度越大，则钢材的塑性越好。弯曲试验在检验钢材和焊接接头性能、质量方面有重要意义。它不仅能考核钢材和焊接接头的塑性，而且还可以发现受拉面材料中的缺陷以及焊缝、热影响
7、区和母材三者的变形是否均匀一致。钢材和焊接接头的弯曲试验，根据其受拉面所处位置不同，有面弯、背弯和侧弯试验。3、 硬度 材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、或划痕的能力称为硬度。硬度是衡量钢材软硬的一个指标，根据测量方法不同，其指标可分为布氏硬度（HBS）、洛氏硬度（HR）、维氏硬度（HV）。依据硬度值可近似地确定抗拉强度值。4、 冲击韧性 金属材料抗冲击载荷不致被破坏的性能，称为韧性。它的衡量指标是冲击韧性值。冲击韧性值指试样冲断后断口处单位面积所消耗的功，用符号k表示。k值越大，材料的韧性越好；反之，脆性越大。材料的冲击韧性值与温度有关，温度越低，冲击韧性值越小。5、 疲劳强度 金属材料在无
8、数次重复交变载荷作用下，而不致破坏的最大应力，称为疲劳强度。实际并不可能作无数次交变载荷试验，所以一般试验时规定，钢在经受106-107次，有色金属经受107-108次交变载荷作用时不产生破裂的最大应力，称为疲劳强度，符号-1。6、 蠕变 在长期固定载荷作用下，即使载荷小于屈服强度，金属材料也会逐渐产生塑性变形的现象称蠕变。蠕变极限值越大，材料的使用越可靠。温度越高或蠕变速度越大，蠕变极限就越小。第三章 常用热处理方法的目的及实际应用钢在固态下加热到一定温度，在这个温度下保持一定时间，然后以一定冷却速度冷却到室温，以获得所希望的组织结构和工艺性能，这种加工方法称为热处理。热处理在机械制造业中占
9、有十分重要的地位。一、 退火1、 定义 将钢加热到适当温度并保持一定时间，然后缓慢冷却（一般随炉冷却）的热处理工艺称为退火。2、 目的 降低钢的硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷变形加工；细化晶粒，均匀钢的组织及成分，改善钢的性能或为以后的热处理作准备；消除钢中的残余内应力，以防止变形和开裂。常用的退火方法有完全退火、球化退火、去应力退火等几种。（1） 完全退火 将钢完全奥氏体化，随之缓慢冷却，获得接近平衡状态组织的工艺称为完全退火。它可降低钢的强度，细化晶粒，充分消除内应力。完全退火主要用于中碳钢及低、中碳合金结构钢的锻件、铸件等。（2） 球化退火 为使钢中碳化物呈球状化而进行的退火称为球化
10、退火。它不但可使材料硬度低，便于切削加工，而且在淬火加热时，奥氏体晶粒不易粗大，冷却时工件的变形和开裂倾向小。球化退火适用于共析钢及过共析钢，如碳素工具钢，合金工具钢、轴承钢等。（3） 去应力退火 为了去除由于塑性变形、焊接等原因造成的以及铸件内存在的残余应力而进行的退火称为去应力退火。工艺是：将钢加热到略低于A1的温度（一般取600650），经保温缓慢冷却即可。在去应力退火中，钢的组织不发生变化，只是消除内应力。零件中存在内应力是十分有害的，如不及时消除，将使零件在加工及使用过程中发生变形，影响工件的精度。此外，内应力与外加载荷叠加在一起还会引起材料发生意外的断裂。因此，锻造、铸造、焊接以及
11、切削加工后（精度要求高）的工件应采用去应力退火，以消除加工过程中产生的内应力。二、 正火1 定义 将钢材或加热到AC3或Acm以上3050，保温适当的时间后，在静止的空气中冷却的热处理工艺称为正火。2 目的 正火与退火的目的基本相同，但正火的冷却速度比退火稍快，故正火钢的组织较细，它的强度、硬度比退火钢高。正火主要用于普通结构零件，当力学性能要求不太高时可作为最终热处理。三、 淬火1、 定义 将钢件加热到AC3或 AC1以上某一温度，保持一定时间，然后以适应速度冷却（达到或大于临界冷却速度），以获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺称为淬火。2、 目的 是把奥氏体化的钢件淬火成马氏体，从而提高钢的
12、硬度、强度和耐磨性，更好地发挥钢材的性能潜力。但淬火马氏体不是热处理要求的最终组织。因此在淬火后，必须配以适当的回火。淬火马氏体在不同的回火温度下，可以获得不同的力学性能，以满足各类工具或零件的使用要求。四、 回火1、 定义 钢件淬火后再加热到AC1点以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺称为回火。2、 淬火处理所获得的淬火马氏体组织很硬、很脆，并存在大量的内应力，而易于突然开裂。因此，淬火后必须经回火热处理才能使用。3、 目的 减少或消除工件淬火时产生的内应力，防止工件在使用过程中的变形和开裂；通过回火提高钢的韧性，适当调整钢的强度和硬度，使工件达到所要求的力学性能，以满足
13、各种工件的需要；稳定组织，使工件在使用过程中不发生组织转变，从而保证工件的形状和尺寸不变，保证工件的精度。第四章 常用电弧焊工艺知识第一节 手弧焊的工艺特点、焊接工艺参数和焊接坡口的基本形式与尺寸一、 手工电弧焊的工艺特点1、 优点（1） 工艺灵活、适应性强 适用于碳钢、低合金钢、耐热负、低温钢和不锈钢等各种材料的平、立、横、仰各种位置以及不同厚度、结构形状的焊接。（2） 质量好 与气焊及埋弧焊相比，金相组织细，热影响区小，接头性能好。（3） 易于通过工艺调整（如对称焊等）来控制变形和改善应力。（4） 设备简单，操作简单。2、 缺点（1） 对焊工要求高，焊工的操作技术和经验直接影响产品质量的好
14、坏。（2） 劳动条件差 焊工在工作时必须手脑并用，精神高度集中，而且还要受到高温烘烤，有毒、烟、尘和金属蒸气的危害。（3） 生产率低 受焊工体质的影响，焊接工艺参数选择较小，帮生产率低。3、 应用范围 在造船、锅炉及压力容器、机械制造、建筑结构、化工设备等制造维修行业中都广泛使用手工电弧焊。二、手工电弧焊的工艺参数焊接工艺参数（焊接规范）是指焊接时，为保证焊接质量而选定的诸物理量。1、 焊条种类和牌号的选择 主要根据母材的性能、接头的刚性和工作条件选择焊条，焊接一般碳钢和低合金钢主要是按等强原则选择焊条的强度级别，对一般结构选用酸性焊条，重要结构选用碱性焊条。2、 焊接电源种类和极性的选择 手
15、弧焊采用的电源有交流和直流两大类，一般酸性焊条可交、直流两用，优先选用交流弧焊机，碱性焊条由于电弧稳定性差，必须采用直流弧焊机，对药皮中含有较多稳弧剂的焊条，亦可采用交流弧焊机。使用直流时，焊件与电源输出端正、负极的接法，叫极性。焊件接电源正极，焊条接电源负极的接线法叫正接，也称正极性。焊件接电源负极，焊条接电源正极的接线法叫反接，也称反极性。极性的选择原则：碱性焊条常采用反接，因为碱性焊条正接，电弧燃烧不稳定，飞溅严重，噪声大。使用反接时，电弧燃烧稳定，飞溅很小，而且声音较平静均匀。酸性焊条如使用直流电源时通常采用正接。因为阳极部分的温度高于阴极部分，所以用正接可以得到较大的熔深，因此，焊接厚钢板时可采用正接，而焊接薄板、铸铁、有色金属时，应采用反接。采用交流电源时不存在正接和反接的接线法。3、 焊条直径 可根据焊件厚度进行选择。厚度越大，选用的焊条直径应越粗，见表6-1。但厚板对接接头坡口打底焊时要选用较细焊条，另外接头形式不同，焊缝空间位置不同，直径也有所有同。立焊最大直径不超过5mm，横焊仰焊直径不超过4mm。表6-1表6-1焊条直径与焊件厚度的关系(mm)焊件厚度
