電焊技術培訓教材
龍淨環保質量管理部
2002 . 12
第一講：焊接的基本原理
熔焊的過程是靠近焊縫的母材被加熱、冷卻和焊縫金屬結晶並隨後冷卻過程。它是借助於原子的結合把兩個分離的物聯結成乙個整體的過程。
焊條電弧焊的焊接過程一般都要經過加熱、溶化、化學反應、結晶、固態相變，形成接頭等過程，當然我們不能忽略焊接接頭的某些部位還會發生一定的塑性變形這一事實。
一、 熔池的形成
焊條電弧焊是以焊接電弧作為熱源，對焊條和母材進行加熱，在電弧的作用下，母材上所形成的具有一定幾何形狀的液態金屬部分稱為溶池。它主要由溶化的焊條金屬和區域性溶化的母材金屬所組成。
熔池中的液態金屬始終處於劇烈的運動狀態，其運動形式主要有三種：
1、 態金屬密度差所造成的自由對流運動。
由於迷溶池溫度分布不均勻，溫度高處金屬密度小，而溫度低處金屬密度大，這樣密度差就促使液態金屬由低溫區向高溫區運動。
2、 態金屬表面張力差所引起的強制對流運動
溫度高，表面張力則小，反之，溫度低表面張力就大，溶池溫度的不均勻分布，必然帶來表面張力的不均勻分布，由此將迫使熔池金屬發生對流運動。
3、 熱源的各種機械力所產生的攪拌運動
焊條電弧焊時，熔池上的作用力主要有電弧吹力，滴下落的衝擊力等，它們對溶池液態金屬具有強烈的攪拌作用。
這三種形式的運動綜合作用在一起，構成了溶池液態金屬的複雜運動，使填充金屬和熔化的母材均勻混合，形成成分均勻的焊縫金屬。同時促進了氣體的逸出和非金屬夾雜的浮出，提高了焊縫的質量。
但是必須強調的是，在液態金屬與母材交界處，由於運動受到限制在這些部位容易造成化學成分的不均勻，產生焊接缺陷。
二、溶池結晶和焊縫組織
1、溶池的一次結晶：
焊接熔池的一次結晶對焊縫金屬的組織和效能有極大影響，焊接過程中的許多缺陷如氣孔、裂紋、夾渣和偏折等大都是在一次結晶過程中產生的。
1）焊接熔池一次結晶特點
⑴溶池的體積，冷卻的速度大。對含碳量高、含合金元素較多的鋼種和鑄鐵等容易產生硬化組織和結晶裂紋。
⑵合金元燒損嚴重。由於過渡熔滴的平均溫高達2300℃，超過了材料的溶點，因此合金元素的燒損比較嚴重。
⑶溫差大。溶池中心和邊緣存在著很大溫差，結晶過程，促使柱狀晶發展。
2、焊縫中的偏析
焊接熔池一次結晶過程中的突出問題是，溶池金屬存在著不同程度的化學成分不均勻分布現象，即偏析現象。
產生的原是由於焊接熔池體積小，冷卻速度快，焊縫金屬中的合金元素來不及均勻擴散所造成的，它不僅使焊縫化學成分不均勻，效能改變而且也是使焊縫產生熱裂紋
夾渣和氣孔的主要原因之一。
3、 金屬的二次結晶
焊接熔池一次結晶結束後，熔池金屬就轉變為固態焊縫。固定焊縫由高溫冷卻到室溫，就要經歷二次結晶過程。
對於低合金鋼焊縫，其二次結晶組織多數情況下，仍以鐵素體和珠光體為主，但在高強鋼焊縫中，且冷卻速度較大的情況下，也會有貝氏體，甚至馬氏體出現。貝氏體和馬氏體的產生，會使焊縫的脆性增大，硬度增加，力學效能變差。
提高焊縫力學效能的重要途徑是改善焊縫二次組織，一般採多層焊接，焊後熱處理等方法。
第二講：焊接工藝常識
一、焊接接頭設計
1、焊接接頭基本形式
用焊接方式連線的接頭稱
為焊接接頭，電焊常用的基本
接頭形式有：對接、搭接、角
接和t型接頭等。如圖1所示。
1）、對接接頭在各種焊接
結構中應用十分廣泛，是一種
比較理想的接頭形式。
優點：受力簡單均勻，節
約金屬等。但對下料尺寸和組
裝要求比較嚴格。
2）、t型接頭通常作為一
種聯絡焊縫，其承載能力較差，但它能承受各種方向的力和力矩，在船體結構中應用較多。
3）、角接接頭的承載能力差，一般用於不重要的焊接結構中。
4）、搭接接頭一般用於厚度小於12mm的鋼板，其搭接長度為3～5倍板厚。搭接接頭易於裝配但承受能力差。
2、焊接位置
熔焊時，焊件接縫所處的空間位置稱為焊接位置。通常可分為平焊、橫焊、立焊、仰焊和船型焊等位置。
1、 平焊位置
焊縫傾角0～5、焊縫轉角0～10的焊接位置稱為平焊位置。
2）橫焊位置
焊縫傾角0～5、焊縫轉角70～90；角焊縫傾角0～5、焊縫轉角30～55。在橫焊位置進行的焊接稱為橫焊和橫角焊。
3）立焊位置
焊縫傾角80～90、焊縫轉角0～180的焊縫位置稱為立焊位置。在立焊位置進行的焊接稱為立焊和立角焊。
4）仰焊位置
當進行對接焊縫焊接時，焊縫傾角0～15、焊縫
轉角165～180的焊接位置；當進行角焊縫焊接時，焊
縫傾角0～15、焊縫轉角115～180的焊接位置，稱為
仰焊位置，在仰焊位置進行的焊接稱為仰焊和仰角焊。
見下頁圖2所示。
5） 船形焊
t形、十字形和角接
接頭處於平焊位置進行的
焊接，稱為船形焊。這種
焊接位置相當於在90角
v形坡口內的水平對接縫。
見右圖3所示。
6） 平固定管的對
接焊縫位置
包括了平焊、立焊、
仰焊等焊接位置，類似這
樣的焊接位置施焊時稱為
全位置焊接。見右圖4所示
在平焊位置施焊時，熔滴可借助重力落入熔池。熔池中氣體、熔渣容易浮出表面。因此，平焊可以用較大電流焊接，生產率高，焊縫成形好，焊接質量容易保證，勞動條件較好。
因此，一般應盡量在平焊位置施焊。當然在其它位置施焊，也能保證焊接質量，但對焊工操作技術要求較高，勞動條件較差。
3、坡口形式及坡口準備
1） 坡口形式
根據設計或工藝需要，在焊件的待焊部位加工成一定幾何形狀，經裝
配後構成的溝槽
稱為坡口。
常用的坡口
形式有：i形、v
形、x形、y形、
雙y形、u形坡
口帶鈍邊等。
i形坡口：一
般對接接頭板厚
1～6mm時，採用
單面焊或雙面焊即
可保證焊透。
v形、x形、
y形、雙y形、u
形坡口：
板厚≥8mm時，
為保證焊縫有效厚度
或焊透，改善焊縫成形。
板厚相同時，雙面坡口比單面坡口；u形坡口比v形坡口消耗焊條少，焊接變形小，隨著板厚增大，這些優點更加突出。但u形坡口加工較困難，費用較高，一般用於較重要的結構。
坡口形式及尺寸一般隨板厚、焊接方法、熱輸入量、坡口加工方法以及工件材質等有關。我們可參照國家標準gb/t985—1988《氣焊、焊條電弧焊及氣體保護焊焊縫坡口的基本形式與尺寸》進行選擇。見後面附表。
不同板厚的鋼板對接，如果兩板厚度差（δ—δ1）不超過規定，則坡口的基本形式與尺寸按較厚的尺寸資料來選取；否則，應在厚板上作出單面或雙面削薄處理，其削薄長度l≥3倍的厚度差。見上頁圖5所示。
4、焊接工藝引數選擇
選擇合適的焊接工藝引數，對提高焊接質量和生產效率是十分重要的，由於焊接結構件材質、工作條件、尺寸、形狀及焊接位置的不同，所選擇的工藝引數也有所不同。
產品即使相同，也會因焊接裝置條件與焊工操作習慣的不同而選用不同的引數。當然我們對焊接工藝引數不應限制得太嚴，只能做一些原則性的規定。
1）焊條種類和牌號的選擇
實際工作中主要是根據母材的效能、接頭的剛性和工作條件選擇焊條。一般碳鋼和低合金結構鋼的焊接主要是按等強度原則選擇焊條的強度級別，一般結構選用酸性焊條，重要結構選用鹼性焊條。
2）焊接電源種類和極性的選擇
通常根據焊條型別決定焊接電源的種類，除低氫鈉型焊條必須採用直流反接外，低氫鉀型焊條可採用反接或交流，酸性焊條可以採用交流電源，也可以採用直流電源焊接。焊厚板時用直流正接，焊薄板時用直流反接。
3）焊條直徑
焊條直徑是根據焊件厚度、焊接位置、接頭形式、焊接層數等因素進行選擇的。為提高生產效率，應盡可能地選用直徑較大的焊條。但是用直徑過大的焊條焊接容易造成未焊透或焊縫成形不良等缺陷。
厚度較大的焊件：
搭接和t型接頭的焊縫
應選用直徑較大的焊條。
小坡口的焊件：
為了保證根部的熔
透，宜採用較細直徑的
焊條，如打底焊時一般
選用ф2.5mm或ф3.2mm
焊條。不同的焊接位置：
通常平焊選用ф4.0～
ф6.0mm的焊條；立焊和仰焊時選用ф3.2～ф4.0mm的焊條；橫焊時選用ф3.2～ф5.0mm的焊條。
特殊鋼材需要小工藝引數焊接時可選用小直徑的焊條。見右上表。
4）焊接電流
焊接電流是焊條電弧焊的主要工藝引數，焊工在操作過程中需要調節的只有焊接電流。而焊接速度和電弧電壓都是由焊工控制的。因此，焊接電流的選擇直接影響著焊接質量和勞動生產率。
焊接電流越大，熔
深越大，焊條熔化快，
焊接效率也高，但是焊
接電流太大時，飛濺和
煙霧大，焊條尾部易發
紅，部分塗層要失效或
崩落，而且容易產生咬
邊、焊瘤、燒穿等缺陷，
增大焊件變形，還會使
接頭熱影響區晶粒粗大，
焊接接頭的韌性降低。
焊接電流太小，則引弧困難，焊條容易粘連在工件上，電弧不穩定，易產生未焊透、未熔合、氣孔和夾渣等缺陷，且生產率低。
選擇焊接電流的原則：首先應保證焊接質量，其次應盡量採用較大的電流，以提高生產效率。
另外還要考慮焊條直徑、焊接位置和焊道層次等
因素。實際生產過程中焊工一般都是根據試焊的結果，結合自己的實踐經驗選擇焊接電流的。
在試板上試焊：看熔池的變化情況、渣和鐵水的分離情況、飛濺大小、焊條是否發紅、焊縫成形是否好、脱渣性是否好等來選擇合適的焊接電流。
對有力學性要求的鍋爐、壓力容器等重要結構，要經過焊接工藝評定合格後，才能最後確定焊接電流等工藝引數。
也可從以下幾方面判定電流的大小：
(1)飛濺
電流過大時：電弧吹力
大，有大顆粒的鐵水向熔池
外飛濺，焊接過程中爆裂聲
大，焊件表面不乾淨。
電流太小時：焊條熔化
慢，飛濺小，電弧吹力小，熔渣與鐵水很難分離。
(2)焊縫成形（見右圖6）
電流過大時：焊縫熔敷金屬低，熔池大，易產生咬邊。
電流過小時：焊縫熔敷金屬窄而高，且兩側與母材結合不良。
電流適中：焊縫熔敷金屬高度適中，焊縫熔敷金屬兩側與母材結合得很好。
(3)焊條熔化情況
焊接電流過大時：會發現焊條在連續熔掉大半根之後的剩餘部分上產生發紅現象。
焊接電流過小時：電弧燃燒不穩定，焊條易粘在焊件上。
5）電弧電壓
焊接時焊縫寬度主要靠焊條的橫向擺動幅度來控制，因此電弧電壓對焊縫的寬度沒有明顯的影響。這是因為當電流調好以後，焊機的外特性曲線就決定了的。
銅焊接知識
銅及銅合金的焊接工藝 銅具有優良的導電性 導熱性 耐腐蝕性 延展性及一定的強度等特性。在電氣 電子 化工 食品 動力 交通及航空航天工業中得到廣泛應用。在純銅 紫銅 中新增10餘種合金元素，形成固溶體的各類銅合金，如加鋅為黃銅 加鎳為白銅 加矽為矽青銅 加鋁為鋁青銅等等。銅及銅合金可用釺焊 電阻焊等...
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和 dn 一般都用來表示直徑，區別是 標識普通圓的直徑，或管材的外徑乘以壁厚，如 25 3標識外徑25mm，壁厚為3mm的管材 dn 標識管材和閥門等管件的公稱直徑，通常接近於內徑。是為了工程安裝配套而建立的標準術語。是表示外徑,而dn指內徑 dn 公稱直徑 外徑 現在的管子一般都是以英吋為單位，公...