1、焊割操作安全,1、焊割工种2、气割安全与卫生防护3、焊接安全与卫生防护,安全培训内容,培训目的,了解焊接与气割的特点和应用熟练掌握特种作业、野外作业的安全技术和劳动保护养成良好、文明、安全的职业习惯,1、焊割工种,性质是特种作业：是指容易发生人员伤亡事故，对操作者本人、他人及周围设施的安全有重大危害的作业。直接从事特种作业者称特种作业人员。如：电工、起重工、锅炉工特点是（明火、高温、高压、易燃、易爆）,要求：中华人民共和国劳动法第55条规定：特种作业人员必须进行安全教育和安全技术培训，经考核合格取得操作证者，方准独立作业。,野外作业,特点：环境复杂多变、配套设施不完善、连接管线长、作业点移动频2、繁所以操作人员易烦躁安全隐患多注意点：（1）心态要好，思维清晰，要有预案。（2）注意安全，仔细检查，操作谨慎。（3）团结合作，沟通协调，不心存侥幸。,主要危险因素：（1）电、可燃物、易爆品、压力容器。（2）有害有毒气体介质：焊接烟尘、电弧光辐射、焊接热源温度高、噪声、射线、金属蒸气、高频磁场。（3）野外作业、高处、水下、容器设备内部、恶劣气候等特殊环境,主要事故触电、灼伤、中毒、火灾、爆炸、摔伤等事故,气瓶安全监察规程国家质量监督局气瓶安全技术监察规程 TSGR00062014气瓶安全监察规定已经2003年4月3日国家质量监督检验检疫总局 焊接与切割安全要求 GB94481999电焊工安全操作3、规程“十不焊割”,焊割作业“十不焊割”,1、焊工未经安全培训考试合格，未领取操作证者不能焊割。持证上岗2、在重点要害部门和重要场所施焊，未采取防火措施、未经单位有关领导、车间和安全保卫部门批准，未办理动火证手续者，不能焊割。3、在禁火区内（防爆车间、危险品仓库附近）未采取严格的隔离措施，不能焊割。,焊割作业“十不焊割”,4、未经领导同意，车间、部门擅自拿来的物件，在不了解其使用情况和构造的情况下，不能焊割。5、焊接场所附近有易燃物品未作清除和或未采取安全措施，不能焊割。6、在容器内工作时，如没有12V低压照明、通风不良及无人在外监护的情况下不能焊割。,焊割作业“十不焊割”,7、盛装过易燃、易爆4、的容器管道，未经碱水等彻底清洗和处理，未消除火灾、爆炸危险的，不能焊割。8、对用可燃材料充作保温、隔热、隔音设施的部位，未采取切实可靠的安全措施，不能焊割。9、有压力的管道或密闭容器，如空气压缩机、高压气瓶、高压管道、带气锅炉等不能焊割。10、在一定距离内有与焊割明火安全操作相抵触的工作，如汽油擦洗、喷漆、灌装汽油等不能焊割。,电焊工安全操作规程,主要措施,1、焊割前检查有无不安全因素（环境、设备、工具、防护用品，如漏气、禁火区等标志）。了解设备结构，储存介质的性能，清理情况。有无特殊气味。一看、二嗅、三测爆，别忘记多问,2、焊割时防护 不准随便动火,注意金属火花飞溅，及时清理残余火花；不乱仍5、焊条头、焊接件，及时清理焊条头；严禁设备有压力时进行焊接、切割，或在密闭容器内进行焊接、切割；严禁易燃易爆介质没有清理干净或置换、隔离未彻底时急于进行焊接、切割；焊接和气割工具应随焊工进出，严禁将焊接工具尤其是焊钳或切割工具放在容器内擅自离去。因为外界动作会使设备带电或易燃气体泄露导致事故发生,3、焊割后检查 不留隐患,离开现场时一定要关闭所有电源、气源、火源；热源；清理整点设备、工具。,2 气割安全与卫生防护,目的（1）明确什么一定不能做（2）熟知气瓶、气体安全使用（3）掌握气体的种类与性质，能根据实际正确选择气体火焰,一、氧气（分子式O2）,（1）氧气切割就是利用金属与纯氧燃烧产生大量的热6、的原理来切割金属。不是熔化。（2）高压氧与油脂等可燃物（如细微分散物炭粉、有机物纤维）接触能发生自燃，引起火灾、爆炸。氧化反应随压力、温度升高而加强。（3）氧气几乎能与所有的可燃气体、蒸汽混合形成爆炸性混合物。其爆炸极限范围比空气的爆炸极限范围宽,使用时注意事项：（1）氧化反应能力随压力、温度升高而加强。高压氧严禁与油脂、易燃物接触（如瓶阀、氧气减压阀、焊割炬、高压胶管等不允许沾染脂，以避免产生激烈的氧化反应发生事故）,使用时注意事项：,（2）禁止将压缩氧气代替新鲜空气进行通风换气或者代替压缩空气作为气动工具的动力源、或吹工作服上的尘土；不能用氧气去吹乙炔胶管中的堵塞物。,使用时注意事项：,（7、3）严禁将氧气减压器用于其他气体指示，例如乙炔气、液化石油气及氢气等。不得任意拆卸、调换减压器内部零件。（4）减压器冻结时，要用清洁温水和蒸汽加热解冻，切忌用火或红铁烘烤。不得与带有油脂零件一同存放，长期不用时，切忌用油脂类涂料封存。（5）使用新氧气减压器时，应按说明书的使用要求正确操作。减压器上的压力表必须定期检验，以保证压力表的精确性。,氧气瓶,（1）材质：优质碳素钢或低合金钢经挤压、拉拔、收口而成的无缝钢瓶；（2）容量：40L，可储存6000L标准氧气；（3）压力：14.7MPa；（4）标注：外表涂天蓝色，字体黑色“氧 气”；（5）构造：瓶体、瓶帽、瓶阀、瓶箍等组成；瓶阀的一侧装有安全膜8、。当瓶内压力超过规定值时即自行爆破，从而保证气瓶安全。（6）结构：活瓣式，隔膜式；（7）使用注意事项：气瓶安全监察规程。质技监总局锅发【2000】250号,二、液化石油气,（1）主要成分：丙烷C3H8；丁烷C4H10；丙烯C3H6；丁烯C4H8；少量乙烷C2H6、乙烯C2H4、戊烷C5H12。（2）物理性质：常压下以气态形式存在，液化压力0.81.5MPa，燃点500，1.87kg/m3，发热量88-104MJ/m，（3）爆炸极限：空气中2.39.5%,比乙炔安全，氧气中3.264%,（4）燃烧温度：空气中2034，氧气中28002850。（5）化学性质：1）在氧气中燃烧速度低，约为乙炔1/39、。比乙炔耗氧量大，预热时间长。但燃烧总热量多（内焰辐射热少）气割速度快2030%，要求有较好的混合气喷出截面，以降低流出速度。2）有腐蚀性，要选用耐油性胶管。3）有一定的毒性（10%）注意通风,液化石油气瓶,（1）材质：气瓶专用钢焊接而成；（2）容量：15Kg、20Kg、30Kg、50Kg，1T、2T储气罐；（3）压力：1.6MPa；（4）标注：外表涂银灰色漆，字体红色“液化石油气”；（5）构造：瓶体、瓶帽、瓶阀、护罩等组成；（6）特点：（7）使用注意事项：气瓶安全监察规程。质技监总局锅发【2000】250号；,三 乙炔（分子式C2H2）,物理性质：一种无色，带有强烈臭味的气体（H2S、H2P10、），分子式C2H2，标准状态下1.179kg/m3，分子量26.04，闪点17.8,沸点75,凝固点84，有毒，自燃点305。,严 禁 烟 火,爆炸极限：在空气中 2.281%在氧气中 2.393%,溶解度：15 0.10MPa时 1L丙酮能溶解 25L 乙炔15 1.42MPa时 1L丙酮能溶解 400L 乙炔,随温度而迅速,化学性质（1）规定乙炔的工作压力禁止超过0.147MPa（表压）当乙炔的工作压力超过0.147MPa（表压）、或温度300时遇火会爆炸乙炔的工作压力超过0.147MPa（表压）、或温度580时会自行爆炸,（2）乙炔着火时禁止使用四氯化碳灭火器 乙炔能和氯、次氯酸盐等化合11、，在日光下或受热时会发生燃烧和爆炸。灭火时应用CO2化学干粉剂。,（3）乙炔与Cu、Ag、Hg等长期接触会生成乙炔铜（Cu2C2）和乙炔银(Ag2C2)等爆炸性化合物，当受到摩擦、剧烈振动或加热到110120时就会引起爆炸。规定严禁铜银及其制品与乙炔接触，必须使用时含铜量要低于70%,乙炔气瓶,（1）材质：优质碳素钢或低合金钢经挤压而成；（2）容量：40L，可储存7000L标准乙炔气；（相当于30Kg电石的产气量）（3）压力：15，1.52MPa；使用温度40，瓶体上有易熔安全塞，其熔点约为100（4）标注：外表涂白漆，字体红色“乙 炔”“不 可 近 火”；（5）构造：瓶体、瓶帽、瓶阀、瓶箍等12、组成；内装有多孔性填料（硅藻土、石灰浆、石棉、水玻璃、固体硅酸钙）、过滤装置（活性炭、毛毡垫和不锈钢网）。（6）特点：压力高、纯度高、稳定可调、安全环保（7）使用注意事项：气瓶安全监察规程。质技监总局锅发【2000】250号；保持直立，严禁卧放；,严格遵守下列几点要求,由于乙炔是易燃、易爆的危险气体，所以在使用时必须谨慎，除了必须遵守氧气瓶的使用要求外，（1）乙炔瓶不应遭受剧烈的振荡和撞击，以免瓶内的多孔性填料下沉而形成空洞，影响乙炔的储存。（2）乙炔瓶在工作时应直立放置，卧放时会使丙酮流出，甚至会通过减压器流入乙炔橡皮气管和焊割、焊炬内，引起燃烧和爆炸。（3）乙炔瓶内的表面温度不应超过30-13、40，乙炔温度过高会降低丙酮对乙炔的溶解度，使瓶内的乙炔压力急剧增高发生爆炸。,严格遵守下列几点要求,（4）乙炔减压器与乙炔气瓶阀的连接必须可靠，严禁在漏气的情况下使用，否则会形成乙炔与空气的混合气体，一旦触及明火就会造成爆炸事故。（5）使用乙炔时，瓶内的乙炔气严禁全部使用完，根据气温必须保持一定的剩余压力，并将气瓶阀关紧防止漏气。-50时不低于0.05MPa；015时不低于0.098MPa；1525时不低于0.196MPa；2535时不低于0.294MPa。,四 气瓶安全监察规程,（1）气瓶必须经过检验气瓶颈部的检验钢印表明该气瓶在允许年限以内，并有气瓶制造厂的钢印标记。气瓶的漆色必须与充装14、的气体一致。,（2）气瓶的储存和运输,1）储存时避免气瓶直接受热（暴晒、靠近暖气、锅炉等），应储存在阴凉、通气良好的室内。存放时，应有支架固定，防止撞击倾倒。2）运输时气瓶应旋紧瓶帽，轻装、轻卸、严禁从高处抛、滑或碰撞；气瓶在车上要固定好，汽车装运气瓶时应横放，头部朝向一个方向，装车高度不允许超过车厢高度，最好采用集装框架立放。3）夏季要有遮阳措施，防止暴晒，易燃品、油脂和带有油污的物品，不得与氧气瓶同车运输。运输和存放乙炔气瓶和液化气瓶时，应保持直立，严禁卧倒放置。,（3）气瓶使用前安全检查,1）瓶阀及接管螺纹是否完好，气瓶试压日期是否过期。2）检查气瓶瓶阀和减压器有无漏气、表针不灵等现象。15、检查时，可涂少量的肥皂水，切忌使用明火照明。3）冬季使用时，必须检查瓶阀和减压器有无冻结现象。若冻结，应用热水和水蒸气解冻。严禁用明火或红铁烘烤或铁器敲打。4）气焊、气割和电焊设备在同一工作点使用时，应检查瓶体是否和电焊设备导体接触，应采取适当措施，防止气瓶带电。,气瓶使用前安全检查,5）气瓶在临时工作现场时，应检查气瓶是否牢固直立，应用适当的依托物将气瓶固定。6）气瓶的存放处周围环境，应使气瓶远离明火、锅炉、砂轮以及有熔融金属飞溅物等热源10m以上。必要时，可设置防护隔板将气瓶和热源隔离开。7）工作场地附近应设有消防栓和干粉、二氧化碳灭火器等消防器材。严禁用四氯化碳灭火器扑救乙炔着火处。,（16、4）气瓶的使用和管理,1）气瓶应配装专用减压器及回火防止器，开启时，操作者应站在瓶阀口的侧后方，动作要轻缓。开启顺序应是先开高压阀，再开低压阀。关闭时顺序相同。2）禁止敲击和碰撞，气瓶不准靠近热源，氢气和氧气与明火距离不小于10m，瓶阀冻结时，不得用火烘烤。3）不准用电磁起重机搬运气瓶，夏季要防止日光暴晒；瓶内气体不能用尽，剩余气压应在0.51MPa，以防止空气及其他气体倒流入瓶内。,（4）气瓶的使用和管理,4）气瓶应按类别存放，切忌不同气瓶混放，存放乙炔瓶的库房内，严禁混放其他气瓶及易燃物。气瓶应按要求进行定期技术检验，对过期未检的气瓶应停止使用。5）使用新气瓶应按气瓶安全检查规程及溶解气瓶17、安全检查规程项目仔细检查标牌和钢印，不符合规定的，应停止使用。对于无防护帽、防护圈的气瓶，严禁用车辆运输。,3 焊割安全技术与防护,目标：培养以人为本、安全文明的生产意识(1)熟练掌握电焊、气割安全生产操作技术和劳动保护措施；(2)明确焊割生产过程中存在的不安全和不卫生的客观因素；(3)明确电焊工不熟悉、不遵守安全操作规程就可能造成事故；,一、安全用电常识,1、电流对人体的伤害 三种形式：电击、电伤、电磁场生理伤害。,2、影响电击严重程度的因素,1、流经人体的电流强度；2、安全电压；3、电流通过人体的持续时间；4、电流通过人体的途径；5、电流的频率；6、身体的状况；,3、防触电安全操作规程,防18、：掌握电工常识，使用安全电压照明、使用绝缘用具 设计，安全文明生产。救：首先是切断电源，其次是使用绝缘用具救助。在未断电情况下不可赤手或用导体（金属、潮湿的制品）去拉触电人员。电压：一般使用36v，特殊情况如潮湿环境应使用12v，水下2.5v。干燥：工作服和防护用品保持干燥，作业环境保持干燥。绝缘：使用绝缘棒（令克棒），戴绝缘手套、穿绝缘鞋。操作：合闭开关时用右手，侧面、手背，防电弧击伤,4、安全电压,我国规定安全电压=36V 是按30mA电流，10001500测算出。潮湿环境安全电压=12V.水下或其他由于触电后会导致二次事故的环境,国际电工会议规定 2.5V。网络（电网）电压：380V、219、20V；有的国家规定110V、127V。焊机空载电压60V，100V 焊机工作电压 36V 大约为（1824）V。,二、预防火灾和爆炸的安全技术：,火灾：是指超出范围的燃烧，并造成人和财产的损失。爆炸：物质在瞬间以机械功的形式释放出大量气体和能量的现象。燃烧三要素：氧气、可燃物、引燃物（燃点）。爆炸极限：a、组分不同（浓度）-有不同的爆炸极限查表；b、压力容器 体积急剧膨胀,爆炸,4、灭火方法,隔离法：可燃物与火源隔离；冷却法：将燃烧物降至火点（燃点）以下 窒息法：消除助燃物；电器设备着火时应怎样处理：a、先切断电源油开关，可带负荷断开（隔离开关应先断负荷才断电源）b、三相线应错开位置剪断 c20、应使用绝缘工具拉闸、剪断（烟熏、受潮、损毁）d、使用灭火器：二氧化碳、干粉、1211灭火器(二氟.氯.溴甲烷),未断电前禁用水，泡沫灭火器,三、预防有害气体和烟尘中毒的安全技术,通风、排气、换气（如鼓风、引风）合理组织劳动布局，尽量避免多名焊工同时、同一地点作业不要长时间焊接做好个人防护，如静电防尘口罩尽量用埋弧焊代替手工电弧焊,四、预防电弧光辐射安全技术,什么是电弧光辐射？过强的可见光、紫外线、红外线。光能量被人体吸收 弧光辐射的症状：耀眼眩目、闪光幻觉、灼伤、痒、发红、触痛、脱皮、电光性眼炎、多泪、畏光、怕风、有沙砾感、红肿 防护措施：（1）防护面罩（色目镜号数越大越深）、眼镜（2）严禁21、裸视电弧光（3）穿白色帆布工作服（4）防护屏,五、特殊环境的安全技术,大型设备装配、维修、建筑工地，野外作业特殊环境主要是：条件恶劣、危险更大（1）高空作业 2米、水下作业（2）潮湿、露天、野外、风雨作业（3）容器内作业防护措施：（1）环境允许、身体适合、劳保工具、监护人（2）通风、绝缘、了解设备内部及周边关联情况（3）防风、防雨、防晒（气瓶超压）防冻（热水除冻，最忌明火）雷雨时应停止露天焊接作业,结束,谢 谢！,祝各位：工作顺利！身体健康！,项目2 焊条电弧焊,教学目的与要求：1、通过本章学习让学生掌握焊条电弧焊原理，设备和工具的维护和使用2、了解焊接电弧的实质、获得的途径、电弧各区域及其导22、电机构的特点、能量与温度的分布规律3、掌握电弧偏吹的概念、影响因素、解决措施。教学过程,一、焊接过程,焊条电弧焊的定义：1、焊条电弧焊是利用焊接电弧的热量来熔化母材（被焊 接材料）和焊条的一种手工操作的焊接方法。2、焊条电弧焊是熔化焊中最基本的一种焊接方法。3、形成永久结合。4、应用最为广泛的焊接方法。焊条电弧焊按电极材料的不同可分为熔化极手工电弧焊和非熔化极手工电弧焊。,二、焊接原理,焊接示意图：,弧焊电源的极性 正接法 反接法,焊接过程 引弧熔化冷却结晶焊缝熔化焊接电弧燃烧过程的实质就是把电能转换成热能并使气体电离的过程。结晶过程会发生复杂的物理-化学变化和冶金相变，必然产生应力和变形。,23、焊接过程示意图,1焊缝，2渣壳，3熔池，4保护气体，5药皮，6焊芯，7熔滴，8母材。,三、焊接电弧,焊接电弧是指发生在电极与工件之间的强烈、持久的气体放电现象。电弧的引燃（引弧）,焊接电弧组成阴极区、阳极区和弧柱区3部分组成,焊接电弧的特点：低电压、大电流、温度高、亮度大。,焊接电弧温度分布一般情况下，电弧热量在阳极区产生的较多，约占总热量的43%，阴极约36%，弧柱约21%。温度：用碳钢焊条焊接碳钢时 阳极区2600K 阴极区2400K 电弧中心60008000K使用直流电源（酸性焊条）焊接时有正接、反接两种：正接：正极接工件，工件温度可稍高一些。反接：负极接工件，工件温度可稍低一些。交流焊24、机、无正反接特点，温度均为2500K。,焊机的空载电压就是焊接时引弧电压，一般为5090V，电弧稳定燃烧时电压为电弧电压。电弧长度越长，电弧电压也越高，一般为1635V。,四 焊接接头的组织与性能,焊接工件上温度的变化与分布各点处由常温较高温度常温 固态 液态 固态温度变化如4-3图 焊接接头组织与性能以低碳钢为例 图中，左图是焊件的横截面，右图是铁碳状态图的一部分,焊缝 焊缝的结晶是从熔池底壁开始向中心成长。焊缝两侧工件方向冷却较快，故形成的柱状的铸态组织，由铁素体和少量的珠光体组成，熔池中部最后结晶，低熔点的硫磷杂质和氧化铁等易偏析物集中在焊缝中心，将影响焊缝的力学性能。由于电弧吹力和保护25、气体吹动，熔池底壁柱状晶体成长受到干扰，柱状晶体呈倾斜状，晶粒有所细化。由于焊接材料的渗合金作用，焊缝金属性能可能不低于母材金属的性能。,焊接热影响区、熔合区、过热区、正火区、部分相变区等。熔合区 处于液相线、固相线之间，所以也称半熔化区。因温度过高而成为过热粗晶，强度、塑性和韧性都下降。此处接头断面变化，易引起应力集中。此区很大程度上决定着焊接接头的性能。过热区 被加热到Ac3以上100200C至固相线温度区间。奥氏体晶粒急剧长大，形成过热组织，故塑性、韧性降低，对易淬火钢，此区脆性更大,正火区 被加热到Ac1到Ac3以上100200C区间。在此区温度范围内，加热时发生重结晶，转变为细小的奥26、氏 体晶粒，冷却后为均匀而细小的铁素体和珠光体，其力学性能优于母材。部分相变区 相当于加热到Ac1Ac3温度区间。珠光体和部分铁素体发生重结晶，转变成细小奥氏体晶粒。部分铁素体不发生相变，但晶粒有长大趋势。冷却后晶粒大小不均，因而其力学性能比正火区稍差。焊接热影响区的大小和组织、性能变化的程度，决定于焊接方法、焊接参数、接头形式和焊后冷却速度等因素。增加焊接速度或减少焊接电流都能减少焊接热影响区。,改善焊接热影响区组织和性能的方法焊接热影响区在电弧焊焊接接头中是不可避免的。用焊条电弧焊或埋弧焊方法焊接一般低碳钢结构时，热影响区较窄，危害性较小，焊后不进行热处理即可使用。但对重要的碳钢构件、合金27、钢构件、电渣焊焊接的构件为消除热影响区影响，一般采用焊后正火处理。对焊后不能进行热处理金属材料或构件，则只能在正确选择焊接方法与焊接工艺上来减少焊接热影响区的范围。,五 焊接应力与变形,焊接过程中，焊缝被加热处于液态，相邻的金属加热到很高的温度，然后再快速冷却下来，各点处温度不同，冷却速度也不相同，在热胀冷缩和塑性变形的影响下，必将产生内应力、变形或裂纹。焊缝是靠一个移动的点热源加热，然后逐次冷却下来形成的，因此应力的形成、大小和分布状况较复杂。,假定整条焊缝同时形成，则应力分布如图4-5 焊接应力的存在将影响焊接构件的使用性能，承载能力大为降低，对于接触腐蚀性介质的焊件，应力腐蚀现象加剧，减28、少使用期限。,对于承受重载的重要构件、压力容器等，焊接应力的防止和消除：选择塑性好的材料。避免焊缝密集交叉，焊缝过长，截面过大。合理的焊接次序。图4-6 a 为正确。焊前预热，可减小温差，减少焊接应力较为有效。采用小能量焊接方法，或焊后立即捶击。需较彻底地消除焊接应力时，焊后去应力退火。采用水压试验或振动法消除焊接应力。,焊接变形：由焊接应力引起。变形种类：图4-7 收缩变形 角变形 弯曲变形 扭曲变形 波浪变形 焊件产生变形主要由焊接应力引起的，预防焊接应力的措施对防止焊接变形有时是有效的。当对焊件的变形有较高的限定时：结构设计中应采用：对称结构或大刚度结构、焊缝对称分布结构。施焊中：采用反29、变形措施或刚性夹持方法（刚性夹持不适于淬硬性较大的钢结构和铸铁 件）。,焊接应力过大的严重后果是焊件（工件）产生裂纹，危害极大，对重要工件焊后应探伤。焊接裂纹与：焊接材料的成分（如硫、磷含量高）有关；和焊缝金属的结晶特点（结晶区间要小）有关；含氢量的多少有关。所以焊接中应：合理选材、采取措施减少应力、选用合理的焊接工艺、焊接参数（如：采用碱性焊条、小能量焊接、预热、合理的焊接次序等,六 焊条电弧焊,焊条电弧焊（即手工电弧焊）适于高强度钢、铸钢、铸铁、和非铁合金，其焊接接头可与工件的强度相近，是焊接生产中应用最广泛的焊接方法。焊条电弧焊的焊接过程电弧在工件和焊条之间燃烧，产生高温，电弧热使工件、30、焊芯同时熔化，形成熔池。同时药皮熔化和分解。药皮熔化进入熔池发生反应形成熔渣保护熔化金属。药皮分解CO2,CO,H2等气体围绕在电弧周围保护熔化金属。焊缝质量有很多因数决定，如母材 金属和焊条质量、焊前的清理程度、焊时电弧的稳定情况、焊接参数、焊接操作技术、焊后冷却速度、以及 焊后热处理等。,电焊条焊芯：导电和填充金属作用，直径最小为1.6，最大为8。常用3.25。焊条药皮 主要作用：保护作用、改善焊接工艺性能、冶金处理作用 如：提高电弧稳定性；防止空气对熔化金属的有害作 用；对溶池脱氧，加入合金元素，以保证焊缝金属的化学成分和力学性能。,焊条的种类、型号和牌号 焊条有七大类：碳钢焊条、低合金31、钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、铸铁焊条、铜焊条、铝焊条 焊条的型号、牌号 型号牌号关系，机械零件设计手册 P682 表8-39 碳钢焊条,摘自GB 5117-85,第3、4位组合表示焊接电流种类、药皮类型,表示抗拉强度Kgf/mm2,牌号（焊接行业中焊条代号）,E4303,第3位表示焊接位置,表示焊条,抗拉强度420MPa,J422,药皮类型、电流种类、15酸性、6、7碱性,结构钢焊条。,例：,注意：#焊条型号是国家标准中的焊条代号#焊条牌号是焊接行业的焊条代号，注意型号和牌号的对应关系#按熔渣性质，焊条可分为两类：酸性焊条：药皮熔渣中的酸性氧化物较多，适于各种电源，成本低，但焊缝的塑性、韧性32、稍差，操作性好，渗合金作用弱不宜焊接受动载荷和要求高强度的 重要结构件 碱性焊条：熔渣中碱性氧化物多，一般采用直流电源。焊缝 塑性、韧性好，抗冲击能力强，价格较高，操作 性差，故只适于焊接重要结构件。,焊条选用原则 选用焊条通常是根据焊件化学成分、力学性能、抗裂性、耐腐蚀性、以及耐高温性能等要求选用相应的焊条种类。(1)低碳钢、普通低合金钢构件 焊缝与母材等强度。注意：钢材按屈服强度定等级，结构钢焊条的等级是指焊缝金属抗拉强度最低保证值。(2)同一强度等级酸碱性焊条的选用 碱性焊条：要求塑性好、冲击韧性高、抗裂性好、低温性好。酸性焊条：受力不复杂，母材质量较好，尽量选用较便宜的酸性焊条。(3)33、低碳钢与低合金钢焊接，按接头中强度较低者选焊条。(4)铸钢易裂一般应选碱性，且采用适当工艺，如预热。(5)特殊性能要求钢，选相应焊条，以保证焊缝主要化学成分、性能与母材相同。,七 埋弧焊,一、埋弧焊的焊接过程 焊丝不断地被送丝机构送入 电弧区，并保持选定的弧长。焊接时焊机移动或工件移动，焊剂从漏斗中不断流出洒在 被焊部位，电弧在焊剂下燃 烧，熔化后形成熔渣覆盖在 焊缝表面。电弧燃烧后，工件和焊丝形 成较大体积的熔池，熔池金 属被电弧气体排挤向后堆积 形成焊缝。由于高温焊剂被熔化成熔渣，与熔池金属发 生物理化学作用。部分焊剂被蒸发形成气体，将电弧周围熔渣排开，形成一个封闭的熔渣泡。它具有一定粘度34、，能承受一定压力，保护熔 池，不与空气接触，又防止了金属飞溅。焊丝上没有涂料，允许提高电流密度，电流密度增加，电弧吹力也增 加，同时热量也增加，熔池深度大，熔池体积也大。,二、埋弧焊特点 生产率高 电流大可使生产率提高；更换焊丝的时间较节约。焊接质量高而稳定 电弧区保护严密，熔池保持液态时间较长，冶金过程进行较完善焊接参数能自动控制。节省金属材料 因熔池较大，2025mm以下的工件可不开坡口进行焊接。改善了劳动条件 看不见弧光，烟雾很少，可改善了劳动条件 看不见弧光，烟雾很少，可进行自动焊接。设备费用较贵，工艺装备较复杂。只适于焊接长的直线焊缝，较大直径环形和纵向焊缝。厚板为主，薄板焊接受到限35、制。三、焊丝与焊剂 埋弧焊剂可分为熔炼焊丝和陶质焊剂两大类。熔炼焊剂又可分为高锰、中锰低锰和无锰几种。大批大量常用熔炼焊剂。,四、埋弧焊工艺要求：下料、坡口加工要求较严，以保证组装间隙均匀，焊前将焊缝两侧5060mm内一切污垢和铁锈除掉，以免产生气孔。一般在平焊位置焊接。对20mm以下工件可单面焊，如有要求可双面焊。对20mm以上工件可双面焊，或开坡口单面焊。焊缝两头应加引弧板和引出板，焊后去除。,为保持焊缝成型和防止烧穿，焊接时要用焊剂垫。,八气体保护焊,一、氩弧焊 氩弧焊以氩气作保护气体的电弧焊，焊接质量较高。按所用的电极不同，氩弧焊可分为不熔化极氩弧焊和熔化极氩弧焊两种。1.不熔化极氩弧36、焊：铈钨棒作电极，只适 于厚度6mm以下工件。焊接3mm以下薄 件时，常用卷边直接焊接。焊接较厚工 件时，需添加填充金属。焊接钢材时，多用直流正接以减少钨极的烧损。焊接 铝、镁及其合金时则希望用直流反接或 交流电源。2.熔化极氩弧焊：以连续送进的焊丝作为 电极进行焊接。此时可用较大电流焊接 厚度25mm以下工件。对氩气要求纯度99.7以上，焊前必须把接头表面清理干净。特点：1.适于各种合金钢、易氧化的非铁合金及镐、钼等稀有金属。2.电弧稳定，飞溅小，表面没有熔渣，成型美观。3.明弧可见，易于操作，易实现全位置自动焊接。4.热影响区窄，因而工件变形小。目前主要用于：焊接铝、镁、钛及其合金，也用于37、焊接不锈钢、耐热钢、一些重要低合金钢。,二、二氧化碳气体保护焊 以CO2 作为保护气体的电弧焊。焊丝作 电极，焊丝的送进靠送丝机构实现。特点 1.成本低 CO2的价格低。2.生产率高 焊丝的送进是机械化或自动化；电流密度大，电弧热量集中，故焊接速度较快；焊后无渣壳，节约了清理时间。3.操作性能好 明弧焊接，易于观察。适于各种位置的焊接。4.质量较好 焊接热影响区较小，变形和产生裂纹的倾向小。5.飞溅较严重，焊缝不够光滑，易有气孔。主要用于30mm以下低碳钢、部分低合金钢焊件，尤其适宜薄板。,项目三 其他常用焊接方法第一节 电阻焊一、点焊 焊接时电极压紧工件，接通电流，电阻热 使局部金属熔化形成38、熔核，断电后继续保 持压力或加大压力，使熔核凝固形成焊点。分流现象：一个点焊好后，焊另一个点，有一部分电流流经已焊好的点 处，称为分流现象。焊接质量的主要因素有焊接电流、通电 时间、电极压力及工件表面清理情况等。工件越厚，焊件导电性越好分流现象越 严重影响焊接质量。所以点焊有焊点间最小距离限制。,点焊焊接规范有硬规范和软规范。硬规范指在较短 时间内通以大电流的规范，生产率高，焊件变变形 小适合焊接导热性能较好的金属。软规范是指在较 长的时间内通以较小的电流。生产率较低，适合焊 接有淬硬倾向的金属。电极压力应选择适当，压力大时，可消除熔核凝固 时可能产生的缩松缩孔，但电极和工件间的接触电 阻减小39、，影响电阻热。工件表面状态对焊接质量影响很大，可对工件进行 酸洗、喷砂或打磨处理。点焊主要适于厚度为4mm以下的 薄板、冲压结构以及线材的焊接。每次焊一个或多个点。二、缝焊 缝焊和点焊过程相似，只是用旋转的圆盘状滚动电极 代替柱 状电极。盘状电极压紧焊件并滚动，同时也带动焊件向前移 动配合断续通电，形成连续重叠的焊缝。焊点相互重叠50 以上，密封性好主要用于要求密封性好的薄壁结构。缝焊只 适用于3mm以下的薄壁结构。,三、对焊1.电阻对焊 将两个工件装夹在对焊机的电机钳口中，使两个 工件的端面接触，并压紧，然后通电，产生电阻 热加热到塑性状态，再施以较大的力，并同时断 电，使接头在高温下产生一40、定的塑性变形而焊接 起来。对焊接头较光滑，对焊前应认真清理端面，否则易发生连接不牢现象。此外，高温端面易氧化，质量不易保证。电阻 对焊一般只用于焊接截面形状简单，直径或边 长小于20mm强度要求不高的工件。2.闪光对焊 将两工件稍加清理后夹在电极钳口内，轻微接触，因工件表面不平，使某些点接触，通以电流，接触点的金属被迅速加热熔化，甚至蒸发，液体 金属发生爆破，形成闪光，保持一定时间，迅速 对焊件施加顶锻力，并切断电源焊件在压力作用 下产生塑性变形而焊在一起。对焊质量好，强度 高，闪光火化以玷污其他设备与环境。接头处焊后有毛刺需清理。闪光对焊常用于重要工件的焊接，可焊相同金属，也可焊异种金属，被41、焊工件小到0.01mm的金属丝，也可焊端面大到20000mm2的金属棒和金属型材。焊件断面应尽量相同，圆棒直径、方钢边长和管子壁厚之差均不应超过25。对焊主要用于刀具、管子、钢筋、钢轨、锚链等的焊接。,第二节 摩擦焊,摩擦焊是利用工件之间相互摩擦产生的热量，同时加压而进行焊接的方法。方法是对工件施以压力并转动工件，产生热量，骤然停止转动工件并加大压力，使两焊件产生塑性变形而焊接起来。摩擦焊接头质量好而且稳定，可焊同种金属，也可焊异种金属，生产率高，电能消耗少，一次性投资大。摩擦焊广泛用于圆形工件、棒料及管件类焊接。实心焊件的直径为2mm100mm，管类焊件外径最大可达150mm。,第三节 钎焊42、,钎焊是利用熔点比焊件的钎料作为填充金属，加热时钎料熔化而将焊件连接起来的焊接方法。一、硬钎焊 钎料熔点在450以上，接头强度在200Mpa以上。钎料有铜基、银基和镍基等。主要用于受力较大的钢铁和铜合金的焊件，如自行车架、带锯锯条等以及工具、刀具的焊接。二、软钎焊 钎料熔点在450以下，接头强度较低，一般不超过70MPa。只用于焊接受力 不大、工作温度较低的工件。常用的 钎料是锡铅合金，所以通常称锡焊。常用的焊剂为松香或氯化锌溶液，加热方法有烙铁加热、火焰加热电 阻加热、感应加热、炉内加热等。主要用于制造精密仪表、电器部件 异种金属构件复杂薄板构件等。钎焊一般不适于钢结构件、重载 动载零件的焊43、接。,第四节 电渣焊,电渣焊：是利用电流通过熔渣所产生的电阻热作 为热源进行焊接的方法。电渣焊一般都是在直立 位置焊接，两个工件接头相距2535mm，固态 溶剂熔化后形成的渣池具有较大的电阻，当电流 通过时产生大量的电阻热，使渣池温度保持在 17002000焊接时焊丝不断被送进并被熔化，熔池和渣池逐渐上升，冷却块也同时配合上升，从而使立焊缝由下向上顺次形成。电渣焊通常都是在垂直位置立焊，单丝不摆动 可焊厚度4060mm，单丝摆动可焊厚度为 60150mm，三丝摆动可焊450mm工件。特点：1)可一次焊很厚的工件；2)生产率高，成本低，工件不需要开坡口；3)焊缝金属比较纯净，电渣焊的熔池保护严密44、，保持液态的时间较长冶金过程较完善，熔池中 的气体和杂质有充分时间浮出；4)焊接后冷却速度较慢，焊接应力较小，相应晶粒 粗大。一般要焊后热处理，如正火处理。另外还有真空电子束焊接，激光焊接，见p154155,项目四 常用金属材料的焊接,一、焊接性的概念 金属材料的焊接性是指被焊金属在采用一定的焊接方法，焊接材料、工艺参数及结构形式条件下获得优质焊接接头的难易程度。焊接性不是一成不变的，同一种金属材料，采用不同的焊接方法，焊接材料及焊接工艺，焊接性可有很大差别。焊接性包括两个方面：一是工艺焊接性，二是使用焊接性（接头使用中的可靠性）二、钢材焊接性的估算方法 影响钢材焊接性的主要因素是化学成分，碳45、的影响最为明显，其它元素影响可折合成碳的影响。计算公式见P157 w(c)当量w(c)+w(Mn)/6+(w(Cr)+w(Mo)+w(v)/5+W(ni)+w(Cu)/15()式中各元素符号为钢中相应元素的质量百分数,3.1 金属材料的焊接性,根据经验 w(c)当量0.4时，钢材塑性良好，淬硬倾向不明显，焊接性 良好。一般焊接工艺条件下，焊件不会产 生裂纹。但厚大工件或在低温下焊接时，应考虑预热。w(c)当量0.40.6时，钢材塑性下降，淬硬倾向明显，焊 接性能相对较差。焊前工件需要适当预 热，焊后要缓冷。要采取一定的工艺措施 才能防止裂纹。w(c)0.6时，钢材塑性较低，淬硬倾向明显，焊接性46、 不好，焊前必须预热到较高的温度，焊接时 要采取减少焊接应力和防止开裂的工艺措 施，焊后要进行适当的热处理。注意，当量法估算是粗略的，因为钢材的焊接性还受结构刚度、焊后应力条件、环境温度等因数影响，实际工作中根据实 际情况进行抗裂试验及焊接接头使用焊接性的试验。,三、小型抗裂试验法 焊完后在室温下放置24小时，先检查焊缝及热影响区有无表面裂纹，再从垂直焊缝方向切取厚度为15mm的金相磨片两块，进行低倍放大检查是否存在内裂纹。可初步评定材料的焊接性。而后调整工艺(如预热、缓冷等)再焊接试板，直至不产生裂纹。,3.2 碳钢的焊接一、低碳钢的焊接 低碳钢的含碳量0.25，其塑性好。一般没有淬硬倾向，47、对焊接过程不敏感，焊接性好。不需要采取特殊的工艺措施，除电渣焊外，通常在焊后不需要进行热处理。厚度50mm的低碳钢结构，常用大电流多层焊，焊后应进行消除内应力退火。低温下焊接刚度较大的结构时，应焊前预热。低碳钢应用最广泛的是焊条电弧焊、埋弧焊、电渣焊、气体保护焊和电阻焊等。采用熔焊法焊接钢结构时，焊接材料及工艺的选择主要应保证焊接接头与工件材料等强度。焊条电弧焊焊接一般低碳钢结构，可选用E4313（J421）、E4303（J422）、E4320（J424）焊条 焊接动载荷结构、复杂结构、或厚板结构时，应选用 E4316（J426）、E4315（J427）、E5015（J507）焊条 埋弧焊时，48、一般采用H08A或H08MnA焊丝配焊剂431进行焊接,二、中、高碳钢的焊接 中碳钢含碳量在0.250.6之间。随着含碳量的增加，淬硬倾向越加 明显，焊接性逐渐变差，生产中主要焊接各种中碳钢的铸件和锻件。中碳钢的焊接特点：1.热影响区易产生淬硬组织和冷裂纹。中碳钢属淬火钢，热影响区金属被加热超过淬火温度区段时，受工件 低温部分的迅速冷却作用，出现马氏体等淬硬组织。2.焊缝金属产生热裂倾向大。工件材料中的含C、S、P量远远高于焊芯，工件材料熔化后进入熔池使 焊缝金属含碳量增加，塑性下降。再加上S、P等杂质存在焊缝及熔合区 在相变前可能因内应力而产生裂纹，因此，焊前必须预热，同时减慢 热影响区的冷49、却速度以免产生淬硬组织。,中碳钢多用焊条电弧焊。厚件可采用电渣焊，焊后进行热处理。焊条应采用抗裂性能较好的低氢焊条。要求焊缝和工件材料等强度时，可选用E5016(J506)、E5015(J507)、E6016-D1(J606)、E6015(J607)焊条，不要求等强度时，可选用E4315（J427）型强度低些的焊条以提高焊缝的塑性。无论用那种焊条，均应选用细焊条、小电流，开坡口 进行多层焊，以防止工件材料过多地进入焊缝，同时也可减小焊接热影响区的宽度。高碳钢焊接特点与中碳钢相似，由于含碳量更高，焊接性变得更差，预热的温度更高，工艺措施更严格实际上，高碳钢的焊接只限于用焊条电弧焊进行修补工作。,50、3.3 合金钢的焊接,合金结构钢分为机械制造用合金结构钢和低合金结构钢两大类。机械制造用合金结构钢用于焊接结构较少。如需焊接，焊接工艺措施与中碳钢基本相同。低合金结构钢焊接特点如下1.热影响区的淬硬倾向 钢中含碳量及合金元素越多，钢材强度级别越高则焊后热影响区的淬硬倾向越大。强度级别较大的低合金钢淬硬倾向增加，热影响区易产生马氏体组织，硬度明显增高，塑性韧性则下降。2.焊接接头的裂纹倾向 随着钢材强度级别提高产生冷裂纹的倾向也加剧。影响冷裂纹的因素主要由三方面：焊缝和热影响区的含氢量；热影响区的含氢量；焊接接头的应力大小。我国低合金钢产生热裂纹的倾向不大。,根据低合金钢的焊接特点，生产中采取以51、下措施进行焊接：1.对于强度级别较低的钢材 在常温下与对待低碳钢一样。在低温或大刚度、大厚度结构进行小焊脚、短焊缝焊接时应防止淬硬组织，要适当增大电流减慢焊接速度、选用抗裂性强的低氢焊条，必要时需预热。对锅炉、受压容器等重要构件，当厚度大于20mm时，焊后必须退火，以消除应力。2.对于强度级别较高的低合金钢构件，焊前一般均需预热，焊接时，应调整焊接参数以控制热影响区的冷却速度不宜过快。焊后应进行热处理，以消除内应力。不能立即热处理时，可先进行消氢处理，防止因氢引起的冷裂。3.4 铸铁的补焊 铸铁的焊接主要是补焊，有热焊预热到600700，冷焊预热在400以下。,第四章 焊接结构设计,4.1 焊52、接结构件材料选择在满足工作性能要求的前提下，首先要考虑焊接性较好的材料。低碳钢和含碳量小于0.4的低合金钢都有良好的焊接性，设计中应尽量选用；含碳量大于0.4和碳当量大于0.4的合金钢，焊接性不好，设计时一般不宜选用。若必须选用，应在设计中和生产中采取必要的措施。强度级别较低的低合金结构钢，焊接性能与低碳钢基本相同，而强度明显提高，应优先选用。强度级别较高的低合金结构钢，焊接性能稍差些，设计强度要求高的重要结构可以选用。镇静钢脱氧完全，组织致密，质量较高，可选作重要的焊接结构。沸腾钢含氧量较多组织成分不均匀，焊接时易产生裂纹。承受动载荷、在严寒下工作的重要构件等情况不宜选用。异种金属焊接时，必53、须特别注意它们的焊接性及其差异。一般要求接头强度不低于被焊钢材中的强度较低者。设计焊接结构时多用型材，以降低重量，减少焊缝，简化工艺。还可以选用铸钢件、锻件或冲压件来焊接。,4.1焊接接头的工艺设计,一、焊缝的布置 1.焊缝布置应尽量分散。两条焊缝的间距一般 要求大于三倍板厚。2.焊缝的位置应尽可能 对称布置。焊后不会 发生明显的变形。,3.焊缝应尽量避开最大应力断面和应力集中位置 4.焊缝应尽量避开机械加工面 图4-41 焊缝远离机械加工表面的设计5.焊缝位置应便于操作 图4-42 焊缝位置便于电弧焊的设计 图4-43 焊缝便于埋弧焊的设计 图4-44 便于点焊即焊缝的设计此外，焊缝应尽量放54、在平焊位置，尽可能避免仰焊焊缝，减少横焊焊缝，尽量使全部焊接部件，至少是主要部件能在焊接前一次装配点固。,二、接头形式的选择与设计1.接头形式 图4-45 焊条电弧焊接头形式2.坡口形式 气焊，焊条电弧焊，气体 保护焊常用的几种焊缝坡口 形式与尺寸见图4-45。焊条电弧焊对接焊接时，板厚为16mm时，一般可不开坡口（即I型坡口）直接焊成。,3.接头过渡形式,4.其它焊接方法的接头与坡口形式 埋弧焊：接头形式与焊条电弧焊基本相同，板厚小于12mm时可不开坡口(即I型坡口)，板厚小于24mm时按GB986-88 埋弧焊焊缝坡口的基本形式和尺寸选定 电渣焊：两工件之间的间隙一般应取2535mm。气焊55、：一般采用对接接头和角接接头。,焊接缺陷及检验,（一）教学目标：（二）教学过程：,一、焊接缺陷分析,一）焊接缺陷的分类：焊接缺陷是指焊接接头产生金属部连续、不致密或连接不良的现象1、外部缺陷位于焊缝外表面，可用肉眼或低倍放大镜观察到。如：焊缝尺寸不符合要求、咬边、焊瘤、烧穿、凹弧坑、表面气孔、裂纹等。2、内部缺陷位于焊缝内部，要用无损探伤检验或破坏性检验来发现。如未焊透、未熔合、夹杂、内部气孔、裂纹等。熔焊焊缝缺陷按GB6417规定，可分为六大类：裂纹、孔穴、固体夹渣、未熔合和未焊透、形状缺陷和其他缺陷,二）焊接缺陷的危害,1、引起应力集中。结构截面有突然变化的部位，其应力的分布就特别不均匀，56、在某点位置的应力值可能比平均应力值大许多倍。如：塑料绳。2、造成脆断。在没有塑性变形的情况下突然断裂。如榔头淬火。危害性最大的缺陷是裂纹，未熔合。,三）焊接缺陷产生的原因及防止措施,原因除结构设计外主要是焊接工艺参数的选用，焊接操作技能的掌握，焊接条件的许可程度,1、焊缝尺寸不符合要求：,（1）外观特征（判别依据）1）焊缝高低不平（h2)2）焊缝宽窄不均匀（直线度2）3）焊缝波形粗劣（疏密、均匀、细腻），有缩沟和表面不规则4）焊缝余高过高（h2）5）焊缝低于母材（h）0形状缺陷是指汇丰表面的形状与烟设计几何形状有偏差,（2）产生原因,1）坡口角度不当或装配间隙不均匀2）焊接电流过大或过小3）运57、条速度过快或过慢4）焊缝接头方法不正确5）弧长控制不当6）焊缝两侧停留位置、时间不合理7）前进幅度不均匀、偏大或偏小8）焊条角度不正确9）焊前渣壳清理不干净10）,（3）防止措施,提高操作技能细心观察、正确判断并及时调整控制熔池的现状和大小正确选择工艺参数焊前准备,（4）危害,1）成形不美观2）结合强度受影响3）应力集中4）清渣困难,2、咬 边,（1）外观特征沿焊趾或焊跟（反面）的母材部位产生的沟槽或凹陷（2）判断依据1）深度05，长度2）深度05，长度,（3）产生原因,母材被熔化，填充金属未能及时补充所致1）焊接电流过大2）焊接速度过快3）弧长太长4）停留时间不够5）焊条角度不正确或偏吹,（58、4）防止措施,1）正确选用焊接工艺参数2）多训练，掌握焊接操作技能（5）危害：重要结构和受动载荷的结构不允许存在咬边1）应力集中，诱发裂纹。2）减少有效承载面积，降低焊接接头强度,3、焊瘤,（1）外观特征：熔化金属流淌到焊缝之外未熔化母材上所形成的金属瘤（2）产生原因1）焊接电流过大2）焊接速度过慢3）停留时间太久4）电弧长度5）运条方法,（3）防止措施（4）危害1）成形不美观2）存在夹渣、未熔合,4、凹坑与弧坑,（1）外观特征：焊缝表面或背面形成的低于母材的局部低洼部分叫凹坑。焊接电弧息弧处产生的下陷部分。（2）判断依据（3）产生原因1）电弧长度过长2）焊接电流过大3）运条不正确，息弧太快459、）中心偏移，焊条角度偏移,（4）防止措施1）提高焊接操作技能2）短弧、填满弧坑3）使用收弧板，CO2选用有“火口处理”装置的焊机（5）危害1）降低强度2）应力集中3）杂质聚集，导致产生裂纹,5、下榻与烧穿,（1）外观特征1）焊缝金属过量且透过背面，使焊缝正面塌陷、背面隆起2）熔化金属自坡口背面流出，形成穿孔（2）判断依据,（3）产生原因1）焊接电流过大，焊接速度过慢，焊接电弧停留时间过长2）装配间隙太大，薄板、没钝边（4）防止措施1）断弧焊，挑弧焊，间续焊2）往返运条（5）危害1）削弱工件承载能力,6、裂 纹,（1）外观特征1）具有尖锐的缺口和大的长宽比2）金属原子结合力遭到破坏而形成的新界面60、所产生的缝隙(2)产生原因1）焊接应力2）致脆因素,裂纹部位,（3）分类,1）按发生的部位分为6种：弧坑裂纹横裂纹热影响区裂纹纵裂纹熔合线裂纹焊跟裂纹2）按产生的温度和原因（形成机理）热裂纹冷裂纹再热裂纹,6-1热裂纹（晶间裂纹）,（1）产生温度：焊缝和热影响区金属冷却到固相线附近的高温区产生的裂纹（2）产生原因：结晶偏析现象因成分不均匀使低熔点共晶和杂质削弱晶粒间的联系（如Fe是1193在焊接应力的作用下液体夹层被拉开而填充金属补充不足形成裂纹,（3）结晶形成示意图,（4）特征1）多贯穿在焊缝表面，断口被氧化，呈氧化色，宽度约00505.2)一般产生在焊缝中，有时也出现在热影响区，末端呈圆形61、3）微观特征一般是沿晶界开裂晶间裂纹,（5）防止措施（冶金因素，力学因素，工艺因素）1）限制钢材、焊材中的S、P等元素含量。如:s,p0032)降低含碳量。如c011,因为c015时热裂纹倾向低3)改善熔池金属的一次结晶。如变质处理，加入Ti,Al,Zr,B或稀土金属铈（Se）等细化晶粒的元素，提高焊缝晶属抗裂性。,4）控制焊接工艺参数适当提高焊缝成形系数c/s焊宽/焊高多层过道焊，接头错开，避免偏析集中采用碱性焊条或焊剂采用适当的断弧方式，如熄弧板降低焊接应力，如焊前预热、焊后缓冷形成双相组织，如铬镍不锈钢焊接时，焊缝金属组织为（A5F）,因为铁素体熔杂能力比奥氏体强。,6-2冷裂纹,(1)62、产生温度焊缝金属冷却到较低温度（对钢而言，即在马氏体转变开始温度以下Ms200300）时产生的焊接裂纹（2）产生原因：形成淬火组织1）钢的淬硬倾向。如易淬火钢材，（含C、合金元素较多）2）焊接应力,3)较多的氢元素存在和聚集氢致裂纹形成机理由于c焊缝金属c母材金属，焊缝金属首先发生相变其次热影响区发生相变，即AFPH在A中的溶解度H在F中的溶解度发生相变时焊缝FP的H熔合线热影响区扩散。又H在A中的扩散速度慢，H不能很快扩散到较远的母材，只能富集于熔合线A附近Ms（饱和H）显微缺陷空间HHH2分子局部应力，焊接应力显微缺陷形成裂纹显微缺陷空间HHH2分子加快,形成示意图,（3）特征1）断裂表面63、没有氧化色彩，（外观特征）形成于Ms200300以下2）多发生在热影响区、熔合线，很少发生在焊缝中（位置特征）3）一般为穿晶裂纹，较少在晶界（金相特征）,（4）防止措施1）选用碱性低氢型焊条2）严格按规定烘干焊条、焊剂，清理坡口两侧，控制气体纯度3）改善焊缝金属性能。加入合金元素如J507MnV,奥氏体焊条4）正确选择焊接工艺参数和工艺流程。如焊前预热、焊后缓冷、后热去氢热处理5）改善焊接结构的应力状态，降低焊接应力。如合理的焊接顺序6）选择焊接性好、杂质少的母材,7、气孔,（1）外观特征：熔池中的气泡在凝固前未能及时逸出而残留于内部、表面所形成的孔穴1）气体元素：N、H、CO、O2）形状特征64、：球形 条虫形 针状3）分布特征：单个 密集 连续,2）形成原因：凝固速度快，气体在液固铁中溶解度不同（差别大），冶金反应、空气气体侵入熔池。其诱发因素是油、水、弧长、过热1）氢气孔低碳钢、低合金钢主要发生在焊缝表面，断面为螺钉状，呈喇叭口形，气孔内壁光滑。有时在内部呈小圆球状。焊接铝、镁等有色金属时，气孔主要发生在焊缝内部。,2）氮气孔（空气侵入）：一般发生在焊缝表面，呈蜂窝状一氧化碳气孔碳被空气中氧气氧化，碳与熔池中FeO反应生成。多数情况下存在于焊缝内部，呈条虫状，表面光滑并沿结晶方向分布,（3）防止气孔的措施,1）2030范围内清理干净（无水、无油、无锈）并露出金属光泽2）按规定烘干使65、用焊条、焊剂、保护气体、防风（尤其是管道）3）选择合适的焊接工艺参数。保证凝固前气体有足够的逸出时间。注意若焊接电流过大药皮过热分解失去保护作用；焊接电流过小气体来不及逸出4）采用合理的焊接工艺。如短弧、直流反接、焊缝接头方法、坡口形式、偏吹防止5）弧坑缩孔就应填满弧坑,（4）气孔的危害1）削弱焊缝有效工作截面，造成应力集中2）降低焊缝金属的强度和塑性，尤其是冲击韧度和疲劳强度,8、夹渣,（1）外观特征：焊后残留在焊缝中的熔渣（2）产生原因1）焊前清理不干净2）焊接电流太小，焊接速度太快。使熔渣来不及浮出3）运条角度不当使熔渣、铁水分不开。如接头、层高太高其他缺陷引起熔渣沉积，如未熔合、未焊透66、,（3）防止措施1）焊前清理干净2)选择合理的工艺参数3）注意观察熔池中熔渣的流动方向。如熔渣超前时如何调整焊条角度和运条方法4）选择具有良好工艺性能的焊条（4）夹渣的危害1）削弱了焊缝有效截面，易造成应力集中,9、未焊透,（1）外观特征：焊接接头根部未完全熔透的部位。如根部、边缘、中间、层间（2）产生原因1）坡口钝边太大，坡口角度太小，根部间隙太小2)焊接电流太小，焊接速度太快，熔深不足，弧长太长。如大直径焊条易产生根部未焊透3）两侧停留时间不够，两侧为完全熔合4）焊条角度不正确，焊接电弧偏吹，热量不集中。如边缘为熔合5）焊前清理不干净，焊接手法不当。如层间未熔合,（3）防止措施1）根据焊接67、方法、工艺参数、运条方法选择坡口形式并正确装配点固2）工艺参数合理3）认真操作，时刻注意焊条角度、电弧偏吹，防止焊偏（4）危害：是一种比较严重的焊接缺陷。直接降低了焊接接头的力学性能。会产生应力集中。所以重要结构绝不允许存在,10、未熔合,（1）焊道与焊缝，焊道与母材之间未完全熔化结合的部分（2）产生原因：母材或前道焊缝未充分熔化就被填充金属覆盖1）焊接热输入偏低2）焊接电弧偏吹3）清理不干净4）焊接操作不准确。如单面焊双面成形打底焊时电弧停留（燃烧）时间不足,（3）防止措施1）焊接热输入要合理2）注意焊接电弧（角度、摆动、停留）应控制适当,始终对准熔池3）清理工作要仔细，认真4）提高操作技能68、（4）危害:是一种比较严重的焊接缺陷。直接降低了焊接接头的力学性能。会产生应力集中。所以重要结构绝不允许存在。,11、夹钨,（1）表现方式：钨极惰性气体保护焊时，由钨极进入到焊缝金属中的钨粒（2）产生原因1）焊接电流过大，钨极直径太小造成熔化烧损2）氩气保护不良3）钨极碰到焊接工件或焊丝（3）防止措施1）正确选择钨极直径，焊接电流2）氩气纯度符合要求，尽量用短弧3）仔细操作，勤磨钨极（4）危害,12、错边：两工件的端面没有对齐而造成工件的中心线平行偏差13、角变形：两工件表面不平或不成预定角度,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,焊接缺陷产生的原因1、结构设计不正确69、2、焊前准备不充分3、焊时工艺参数、焊接顺序、焊 接方法不合理4、焊后矫正或处置不准确,焊接缺陷危害性的认识1、应明确焊接结构失效并不是由于结构性能不足，而是由于焊接接头缺陷所致2、应明确焊接理论上是可行的，但由于实际操作影响因素较多，客观上存在缺陷可能3、应明确目前尚没有哪一种焊接方法能保证不产生焊接缺陷，“经验非常重要”,二、焊接质量检验,（一）教学目标（二）教学过程,引入如何保证焊接产品质量如何及时发现、清除焊接缺陷并防止缺陷重复出现制定返修工艺和方法,一）焊接质量检验的过程和分类,1、焊前检验（1）内容和方法1）产品图样，工艺流程，技术文件是否齐全、有无不当2）母材，焊条，焊丝，焊剂，保护气体质量是否符合设计和规定3）坡口质量，接头装配质量，如表面清理等是否符合图样要求4）焊接设备，辅助工装夹具，仪表和工艺装备是否完好5）上岗资格（2）目的：预先防止和减少焊接时发生安全和质量事故,2、焊时检验（1）内容和方法1）设备运行情况检查、调整2）焊接工艺参数检查、调整3）焊接工装夹具检查、调整4）产品质量及时检查、调整（2）目的：及时发现和防止发生安全、质量事故,3、焊后检验外观检查；内部探伤：射线探伤、射线探伤、超深波探伤等；近表面缺陷探伤：磁粉探伤、渗透探伤等；渗漏检测：水压试验、气压试验等；力学性能测试；金相组织分析；化学成分分析。,