焊接培训资料

基本概念焊接:是通过加热或加压，或两者兼用，使焊件达到原子间结合并形成永久接头的工艺过程。世界每年钢材消耗量的50%都有焊接工序的参与，焊接可分为三大类：熔焊、压力焊、钎焊基本概念•熔焊：将要焊接的工件局部加热至融化，冷凝后形成焊缝而使构件连接在一起的加工方法。•包括电弧焊、气焊、电渣焊、电子束焊、激光焊等。•压力焊：焊接过程中必须要施加压力，可能加热也可能不加热才能完成的焊接。其加热的主要目的是为使金属软化，靠施加压力使金属塑变,让原子接近到相互稳固吸引的距离，这一点与熔焊时的加热有本质的不同。•包括电阻焊、摩擦焊、超声波焊、冷压焊、爆炸焊、扩散焊、磁力焊。焊接方法分类熔化焊压力焊钎焊电弧焊气焊铝热焊电渣焊电子束焊激光焊熔化极非熔化极手工焊CO2焊埋弧焊MAG焊MIG焊TIG焊等离子弧焊基本概念•钎焊：将熔点比母材低的钎料加热至融化，但加热温度低于母材的熔点，用融化的钎料填充焊缝、润湿母材并与母材相互扩散形成一体的焊接方法。•钎焊分两大类：硬钎焊和软钎焊。•硬钎焊的加热温度大于450度，抗拉强度大于200MPa，经常用银基、铜基钎料，适于工作应力大，环境温度高的场合，比如硬质合金车刀、地质钻头的焊接。•软钎焊的加热温度小于450度，抗拉强度小于70MPa适于应力小，工作温度低的环境。比如电路的锡基钎焊焊接接头•焊接接头:由焊缝金属、熔合线、热影响区和母材组成。强调焊接接头的整体强度，追求接头与母材等强度，不宜片面追求焊缝高强度。焊接接头型式工作焊缝和联系焊缝•工作焊缝是指承担全部工作载荷，一旦断裂，结构立即失效的焊缝。工作焊缝上的应力称为工作应力；•联系焊缝是指在元件之间，主要起连接作用，载荷主要由母材承担的焊缝。其应力称为联系应力。焊缝的空间位置a）平焊b）立焊c）横焊d）仰焊焊接变形分类(板平面内的变形)•1.横向收缩:垂直焊接方向的收缩焊接变形分类(板平面内的变形)•2.纵向收缩:焊接方向的收缩焊接变形分类(板平面内的变形)•3.回转变形:在开坡口焊接时，焊接过程中坡口间时而张开时而闭合的变形。在热源前方完全没有拘束的情况下，因连接焊接坡口间隙常常张开，焊接热输入量越大，张开量越大焊接变形分类(板平面外的变形)•横向弯曲变形（角变形):在板厚方向由于焊接而使温度分布不均匀时，沿板厚方向横向收缩不同，使板件在焊缝中心线处发生弯曲变形。又叫角变形焊接变形分类(板平面外的变形)•纵向弯曲变形:焊接方向偏心收缩引起的弯曲变形焊接变形分类(板平面外的变形)•波浪变形:在薄板焊接时，由于焊接产生的压缩残余应力，使板件出现因压曲形成的波浪变形焊接变形分类(板平面外的变形)•扭曲变形:细长构件，纵向焊缝的横向收缩不均匀或备料与组装质量不良，使构件绕自身轴线扭转接头过渡形式不同厚度板材对接薄板厚度δ12～55～99～1212厚度差δ-δ11234•L=3(T-T1)或者L=2.5(T-T1)焊接接头坡口形式•对接接头•T型接头•角接接头•搭接接头T形接头a-不开坡口b-单边V形坡口c-K形坡口d-双U形坡口焊接缺陷及防治措施•外观缺陷：•外观缺陷(表面缺陷)是指不用借助于仪器,从工件表面可以发现的缺陷。常见的外观缺陷有咬边、焊瘤、凹陷及焊接变形等,有时还有表面气孔和表面裂纹。单面焊的根部未焊透等。•咬边：•咬边是指沿着焊趾,在母材部分形成的凹陷或沟槽,它是由于电弧将焊缝边缘的母材熔化后没有得到熔敷金属的充分补充所留下的缺口。•焊瘤：•焊瘤焊缝中的液态金属流到加热不足未熔化的母材上或从焊缝根部溢出,冷却后形成的未与母材熔合的金属瘤即为焊瘤。•凹陷：•凹坑指焊缝表面或背面局部的低于母材的部分。•凹坑多是由于收弧时焊条(焊丝)未作短时间停留造成的(此时的凹坑称为弧坑)•未焊满：•未焊满是指焊缝表面上连续的或断续的沟槽。填充金属不足是产生未焊满的根本原因。•烧穿：•烧穿是指焊接过程中,熔深超过工件厚度,熔化金属自焊缝背面流出,形成穿孔性缺。焊接电流过大,速度太慢,电弧在焊缝处停留过久,都会产生烧穿缺陷。•其他表面缺陷:•(1)成形不良指焊缝的外观几何尺寸不符合要求。有焊缝超高,表面不光滑,以及焊缝过宽,焊缝向母材过渡不圆滑等。•（2）错边指两个工件在厚度方向上错开一定位置,,它既可视作焊缝表面缺陷,又可视作装配成形缺陷。•(3)塌陷单面焊时由于输入热量过大,熔化金属过多而使液态金属向焊缝背面塌落,成形后焊缝背面突起,正面下塌。•(4)表面气孔及弧坑缩孔。•(5)各种焊接变形如角变形、扭曲、波浪变形等都属于焊接缺陷。角变形也属于装配成形缺陷。•气孔：•气孔是指焊接时,熔池中的气体未在金属凝固前逸出,残存于焊缝之中所形成的空穴。其气体可能是熔池从外界吸收的,也可能是焊接冶金过程中反应生成的。•(1)气孔的分类•气孔从其形状上分,有球状气孔、条虫状气孔;从数量上可分为单个气孔和群状气孔。群状气孔又有均匀分布气孔,密集状气孔和链状分布气孔之分。•按气孔内气体成分分类,有氢气孔、氮气孔、二氧化碳气孔、一氧化碳气孔、氧气孔等。熔焊气孔多为氢气孔和一氧化碳气孔。•夹渣：•夹渣是指焊后溶渣残存在焊缝中的现象。••裂纹的分类：•根据裂纹尺寸大小,分为三类:•(1)宏观裂纹:肉眼可见的裂纹。(2)微观裂纹:在显微镜下才能发现。(3)超显微裂纹:在高倍数显微镜下才能发现,一般指晶间裂纹和晶内裂纹。•从产生温度上看,裂纹分为两类:•(1)热裂纹:产生于Ac3线附近的裂纹。一般是焊接完毕即出现,又称结晶裂纹。这种二裂纹主要发生在晶界,裂纹面上有氧化色彩,失去金属光泽。(2)冷裂纹:指在焊毕冷至马氏体转变温度M3点以下产生的裂纹,一般是在焊后一段时间(几小时,几天甚至更长)才出现,故又称延迟裂纹。•裂纹的危害：•裂纹的危害裂纹,尤其是冷裂纹,带来的危害是灾难性的。世界上的压力容器事故除极少数是由于设计不合理,选材不当的原因引起的以外,绝大部分是由于裂纹引起的脆性破坏。•冷裂纹：•(1)冷裂纹的特征•a.产生于较低温度,且产生于焊后一段时间以后,故又称延迟裂纹。•b.主要产生于热影响区,也有发生在焊缝区的。•c.冷裂纹可能是沿晶开裂,穿晶开裂或两者混合出现。•d.冷裂纹引起的构件破坏是典型的脆断。•未焊透•指母材金属未熔化,焊缝金属没有进入接头根部的现象。••未熔合是指焊缝金属与母材金属,或焊缝金属之间未熔化结合在一起的缺陷。按其所在部位,未熔合可分为坡口未熔合,层间未熔合根部未熔合三种。•其他缺陷：焊缝化学成分或组织成分不符合要求:•焊材与母材匹配不当,或焊接过程中元素烧损等原因,容易使焊缝金属的化学成份发生变化,或造成焊缝组织不符合要求。这可能带来焊缝的力学性能的下降,还会影响接头的耐蚀性能。•过热和过烧:•若焊接规范使用不当,热影响区长时间在高温下停留,会使晶粒变得粗大,即出现过热组织。若温度进一步升高,停留时间加长,可能使晶界发生氧化或局部熔化,出现过烧组织。过热可通过热处理来消除,而过烧是不可逆转的缺陷。