焊接工艺

先进的焊接方法，焊接技术，是一个国家或一个企业发展的重要标志.1程序文件编写1.1焊接管理文件1)焊工培训考核；2)焊接工艺评定；3)焊材库的管理。1.2焊接工作程序1）焊材采购技术规格书2）目测检验工作程序3）焊接工艺评定质量计划4）焊工考试质量计划1.3金属实验室程序1）力学性能试验程序；2）射线检验程序；3）光谱检验程序。2.1工艺评定及焊工考试母材采购2.2工艺评定及焊工考试焊材采购2.3机具配置2.4检测工具购买2.5消耗材料购买序号材料名称材质数量1钢板A3051块2钢板A3051块3不锈钢板316L1块4无缝钢管A3051根5无缝钢管A3051根6无缝钢管A3051根7无缝钢管A3051根8不锈钢管316L1根9不锈钢管316L1根10不锈钢管316L1根序号材料名称材质规格1焊丝ER70S-3φ1.62焊丝ER70S-3φ2.43焊丝ER316Lφ1.64焊丝ER316Lφ2.45焊丝ER309Lφ1.66焊丝ER309Lφ2.47焊条E7018φ2.58焊条E7018φ3.29焊条E7018φ4.010焊条E316L-15φ2.511焊条E316L-15φ3.212焊条E316L-15φ4.013焊条E309L-15φ2.514焊条E309L-15φ3.215焊条E309L-15φ4.0序号机具名称规格1逆变电焊机ZX7-400ST2电焊条烘烤箱ZYJ-100型3电焊条恒温箱ZYJ-100型4电焊条保温筒130℃，5Kg5氩弧焊枪QQ85/200型6氩弧焊枪QQ90/150型7氩气流量计AT-158氩气流量计AT-309角向砂轮机10砂轮机11线轴序号机具名称规格1放大镜10倍2钳形电流卡表交直流两用3坡口尺45型4内错边检验尺5测温笔6红外线侧温仪7湿度计序号机具名称规格1手提面罩2头戴面罩3电焊钳300A4电焊钳500A5黑玻璃6白玻璃7焊工手套8焊工专用小手电筒9角磨头10不锈钢专用角磨头11砂轮片12不锈钢专用砂轮片13胶带14不锈钢专用胶带15记号笔16不锈钢专用记号笔17护目眼镜+3.1考试试件外形尺寸试件类别L板状坡口对接焊缝试件≥300管状坡口对接焊缝试件≥2005.1评定合格的焊接工艺其厚度的认可范围（mm）评定试件母材厚度（T）焊件母材厚度的认可范围焊缝金属厚度的认可范围最小值最大值最大值1.5≤T＜81.52T，且不大于122ST≥80.75T1.5T2S序号母材工艺评定标准规格壁厚范围接头形式焊接方法焊接位置焊材预热热处理1#20GB50236－98t=61.5-12BWDVJ507NN2#20GB50236－98t=1612-24BWDVJ507NN3#20GB50236－98φ60×61.5-12BWWsAiTIG-J50NN4316LGB50236－98t=61.5-12BWDVE316L-15NN5316LGB50236－98φ60×61.5-12BWWsAiER316LNN6#20/316LGB50236－98t=61.5-12BWDVE309L-15NN7#20/316LGB50236－98φ60×61.5-12BWWsAiER309LNN+5.3.1检验、试验项目评定试件的检验、试验项目为外观检查、射线照相检查和力学性能试验。评定试件母材厚度T（mm）试样的类别和数量（个）拉伸试验弯曲试验拉伸试样面弯试样背弯试样侧弯试样1.5≤T＜1022210≤T＜20222T≥2024+5.3.3冲击试验当设计文件和相关标准要求进行冲击试验时，焊缝和热影响区应各取3个冲击试样，对两侧母材不同的焊缝，每侧热影响区均应取3个冲击试样。+5.3.4金相、抗腐蚀、硬度等试验当设计文件对焊接接头有金相、抗腐蚀、硬度等试验有要求时，在焊接工艺评定中应按要求增加试验项目，试验方法及合格指标应符合设计文件的规定。+5.4编制焊接作业指导书+5.5焊接工艺评定报告+6.1焊工考试委员会+成立焊工资格考试委员会来专门管理焊工资格考试，一般为组成人员为总工程师、技术经理、焊接工程师、、QA工程师、QC工程师、射线照相检验人员和焊接教练。国外项目一般由业主请第三方检测公司介入。焊工考试委员会的主要职责如下：+6.1.1审核焊工报考资格+6.1.2监督考试过程，核实培训考试项目，编制试题。+6.1.3评审考试结果。+6.1.4制作并发放焊工合格证。+6.1.5核实延长有效资格。1.根据WPS确定考试内容及注意事项2.焊工考试记录3.焊工考试结果登记表4.试件外观检测5.试件由第三方带走进行无损检测6.事件合格后，发与焊工合格证书+焊接接头的组成+焊接接头的形式a）对接接头b）T形接头c）角接接头d）搭接接头+按结合形式分对接焊缝角焊缝塞焊缝端接焊缝+按焊缝断续情况分连续焊缝断续焊缝+焊缝的形状和尺寸+焊接工艺参数对焊缝形状的影响–增加焊接电流，则焊缝厚度和余高都增加，而焊缝宽度几乎保持不变。–电弧电压增大，焊缝宽度显著增加，而焊缝厚度和余高将略有减小。–焊接电流直接影响焊接过程的稳定性和焊缝的成形。–焊接速度增加时，焊缝宽度和厚度都大为下降。–其他因素：焊接方法、焊条的类型、电源的种类及极性、气体保护焊中的气体成分、熔滴过度形式等。+坡口的形式a）I形坡口b）V形坡口c）X形坡口d）U形坡口+坡口的加工1、圆形工件的坡口，可采用专用工具如铣管机或精加工车削。2、板状直线坡口可用刨边机或刨床。3、U形坡口，应用专用的成形刀具或专用铣削刀具。4、碳弧气刨也可加工坡口，但要注意材料的淬硬倾向。5、目前也用氧-乙炔火焰加工坡口，大都采用自动或半自动氧-乙炔切割机。手工的氧-乙炔火焰切割的坡口质量差，焊接时有影响，常用手提式砂轮机修整。+焊缝符号一般由基本符号与指引线组成，必要时还可加上辅助符号，补充符号和焊缝尺寸符号。+机械制图方法表示+焊条电弧焊的特点1、设备简单，成本低，便于现场维护、保养，便于移动，安装方便，操作简单。2、工艺灵活，适应性强。3、劳动强度高，生产效率一般。+焊条电弧焊的工具焊条电弧焊常用的工具有焊钳、焊接电缆、面罩、清渣工具、焊条保温筒和一些辅助工具。+护目镜片+角向磨光机+敲渣锤+焊条电弧焊主要焊接参数有：+电源种类和极性+焊条直径+焊接电流+电弧电压+焊接速度+焊条的三个基本动作–朝熔池方向逐渐送进–焊条沿焊接方向移动–焊条的横向摆动+焊条电弧焊的运条方法+焊道的连接+焊道的收尾划圈收尾法反复断弧收尾法回焊收弧法+焊接层（道）数a)多层焊b)多层多道焊+主要焊接参数有–焊接电流–电弧电压–焊接速度–焊丝直径–焊丝伸出长度–其他：电源极性、坡口形状及根部间隙、焊丝的倾角等+焊接参数的选择1、查表法查阅资料，根据类似情况的焊接参数作为确定新的焊接参数的依据。2、经验法根据实践积累的经验确定新的焊接参数。3、试验法通过在焊接试件上做的焊接试样来确定最佳的焊接参数。+CO2气体保护焊机的组成1、焊接电源2、送丝系统3、焊枪4、供气系统5、控制系统+主要焊接工艺要素–焊丝直径–焊接电流–电弧电压–焊接速度–焊丝伸出长度–CO2气体流量值–回路电感值–其他：焊枪倾角，坡口角度及焊接位置等+特点–有效地隔绝空气的侵入–易于控制弧长且稳定–焊接热输入易于调节，进行各种位置的焊接–生产效率一般、成本高+手工钨极氩弧焊设备–焊接电源–焊接控制系统–焊枪–供气系统—钨极+手工钨极氩弧焊工艺注意事项–电源种类、极性及焊接电源–焊接电流–焊前清理–坡口形式–钨极直径与形状–氩气保护效果+手工钨极氩弧焊在钢结构焊接中对重要的构件节点焊缝焊趾的超标咬边进行重熔补焊返修，能起到事半功倍的效果。+等离子弧的产生方法：由自由电弧压缩而成，又称压缩电弧。+三种压缩效应：机械压缩效应、热压缩效应、电磁压缩效应+三种形式：非转移弧、转移型弧、联合弧+等离子弧焊设备–电源–引弧装置–焊枪–喷嘴+等离子弧焊工艺–电极与极性–气体–焊接参数：气流量、焊接电流、焊接速度、喷嘴与工件的距离+使用范围及常见缺陷电极与极性1、操作方式：适用于手工和自动两种，可连续或断续焊接。2、被焊金属：碳钢、低合金钢、不锈钢、铜及其合金，钛及其合金等。3、焊接位置：手工操作可进行全位置焊接，自动等离子弧焊通常是平焊或横焊位置。4、可焊厚度：最适宜用于薄板，最薄可焊0.01mm的金属薄片，超过8mm厚度的材料，从经济上考虑不宜用等离子弧焊。5、等离子弧焊的常见缺陷是咬边与气孔等。+碳素结构钢：分类、性能、牌号+优质碳素结构钢：用途、牌号+低合金高强度钢：性能、牌号+焊条的组成+焊条的分类+焊条型号与牌号焊条型号是国家规定的各类标准焊条，如E4315等。E表示焊条，第1、2位表示熔敷金属最小抗拉强度，第3位数字表示焊条的焊接位置，第3、4位数字表示焊接电流种类及药皮类型。焊条牌号是有关部门或厂家实际生产的焊条产品样本上的编号，如J427等。J为结构钢焊条，第3个数字代表药皮类型和焊接电流要求，第1、2数代表焊缝金属的抗拉强度。+焊条的保管1、各类焊条必须分类，分牌号存放，以免混乱。2、焊条须贮存在通风良好而干燥的仓库内。仓库温度﹥5℃，相对湿度﹤60%（应设置温度计和湿度计）。3、焊条必须垫高0.3m以上分层堆放。距墙应大于0.3M，达到空气流通，以免受潮。4、搬运堆放应小心药皮脱落。5、包装用品是为了防止焊条受潮，最好随用随拆。6、焊条长期保存，应定期抽验，确认是否变质。+焊条的使用1、一根焊条一次用完。焊条残留有药皮部分﹤20mm，以免浪费。2、使用前应烘焙：酸性焊条在100～150℃烘干2～1小时，碱性焊条在300～350℃，烘干2～1小时。3、焊条药皮上不可沾上油污，以免产生气孔。+焊丝：分类、规格、型号与牌号、保管与使用+焊剂：作用、分类、牌号、使用与保管+二氧化碳：来源广、价格便宜。用于焊接的CO2气体的体积分数φ(CO2)≥99.5%。其中水分和乙醇的体积分数要求小于0.05%。CO2气体中的含水量是影响焊接质量的关键，水分多容易产生气孔，裂纹等缺陷。实际施焊时应采取措施减少或消除CO2气中的水分。+氩气：是一种理想的保护气体。焊接用氩气纯度φ（Ar）应达到99.99%。电弧稳定，很适合于手工焊接。+钨极：纯钨极很少采用。铈钨极是使用得最多的一种电极，热量集中，几乎没有放射性，故可尽量使用。+总的原则：在确保一定的塑性、韧性的前提下满足焊接结构的强度。+首先考虑母材的力学性能和化学成分。低碳钢、低合金高强度钢在焊接时，一般应根据设计要求，按强度等级来选用焊材。焊条电弧焊时，焊条的抗拉强度与母材相同或稍高于母材。但对某些裂纹敏感性较高的钢种，或整体性大，钢性强的焊接结构。为了提高焊接接头的抗裂能力，焊条的抗拉强度以稍低于母材为宜。+对同一强度等级的酸性焊条和碱性焊条，应根据焊件的结构形状和钢材厚度加以选用，形状复杂、结构刚度大或大厚度的焊件，因在焊接过程中会产生较大的焊接应力，因此必须采用抗裂性能好的低氢型焊条。焊接碳素结构钢用焊材举例焊接方法焊接材料应用范围焊条电弧焊E4303（J422）、E4315（J427）强度等级较低的碳素钢的焊接结构E5016（J506）、E5015（J507）强度等级较高的碳素钢、重要的碳素钢结构或低温下工作的焊接结构埋弧焊H08、H08A、HJ430、HJ431焊接一般的结构件H08MnA、HJ431焊接重要的碳素钢结构件焊接缺陷与检验+一、常见的焊接缺陷+（一）裂纹++（二）气孔（三）夹渣+（四）未熔合未焊透+（五）形状缺陷+咬边焊瘤+烧穿和下塌++错边和角变形焊缝尺寸不合要求+（六）其它缺陷+电弧擦伤、严重飞溅、母材表面撕裂、磨凿痕、打磨过量等。++4.1.1夹杂的形成及控制+1.夹杂的形成及控制+(1)夹渣；+(2)反应形成新相氧化物；氮化物；硫化物；+(3)异种金属。+2.夹杂的危害+1)影响接头力学性能大于临界尺寸的夹杂物使接头力学性能下降;+2)以硅酸盐形式存在的氧化物数量的增加,总含氧量增加,使焊缝的强度、塑性、韧性明显下降；+3)氮化物使焊缝的硬度增高，塑性、韧性急剧下降；+4)Fe