钣金焊接工艺及设备培训课件

第7章 钣金焊接工艺及设备,学习内容 7.1 气焊工艺 7.2 手工电弧焊工艺 及设备 7.3 电焊工艺及设备 7.4 气体保护焊工艺 及设备,学习任务 学会运用气焊、手工电弧焊、气体保护焊设备进行焊接操作。,7.1 气焊工艺,焊前准备 选择焊丝 选择气焊熔剂 选择焊接火焰 气焊操作,焊前准备,观察钢板厚度 清除污物,卷边接头 对接接头（不开坡口） 对接接头（开坡口）,选择焊丝,焊丝牌号 焊丝直径,焊件厚度与焊丝直径的关系,选择气焊熔剂,根据焊件的成分及其性质进行选择。一般碳素结构钢气焊时不需要气焊熔剂，而不锈钢、耐热钢、铸铁、铜及铜合金、铝及铝合金气焊时，则必须采用气焊熔剂，才能保证焊接质量。,选择焊接火焰,焊接金属与火焰性质的选择,气焊操作,预热 焊接 收尾,预热,在焊接开始时，对焊件进行预热。将火焰对准接头起点进行加热，为了缩短加热时间，尽快形成熔池，可将火焰中心（焊炬喷嘴中心）垂直工件放置。当熔池即将形成前，将焊丝伸向熔池同时进行加热。,焊接,加热结束后，倾斜火焰中心，待焊丝熔滴填满熔池，移动火焰和焊丝连续进行焊接。在焊接过程中，火焰倾斜角可根据焊件厚度在20°60°之间选择。同时，要操纵焊炬使火焰做斜上方的摆动，断续对熔池和焊丝加热，不断形成新的熔池和焊丝熔滴，使得焊接得以连续进行.,收尾,当焊接结束时，为了使焊缝成形良好，要将最终的弧坑填满。这时，可将火焰中心的倾斜角置于更小，并使火焰摆动以防止烧坏焊件，同时加热焊丝使快速形成熔滴注满弧坑。,7.2 手工电弧焊工艺及设备,电弧焊机的使用 焊条的选用 焊条电弧焊的基本操作技能,电弧焊机的使用,交流弧焊变压器 弧焊发电机,焊条的选用,焊条按用途可分为九类：碳钢焊条、低合金焊条、不锈钢焊条、铸铁焊条、镍及镍合金焊条、铝及铝合金焊条及特殊用途焊条等；按药皮成分的类型可分为八类，如氧化钛型、氧化钛钙型、低氢型等；根据焊条药皮熔化后形成熔渣的化学性质，又可将焊条分为酸性焊条和碱性焊条两种。 酸性焊条形成的焊缝力学性能较差，尤其是塑性、韧性较差。使用酸性焊条焊接时，焊缝成形好，清渣容易。生产中常用的结构钢焊条E4303, E5003都属于酸性焊条，药皮属氧化钛钙型，熔渣属酸性，可交、直流电源两用。 碱性焊条形成的焊缝金属力学性能较好，一般多用来焊接重要结构。碱性焊条焊接时，焊缝成形比较困难，不容易清渣。生产中常用的结构钢焊条E5015等属于碱性焊条。碱性焊条要求电弧稳定，故一般只能采用直流反极性接法，即焊件接负极，焊钳接正极。,焊条电弧焊的基本操作技能,焊条规格的选择 调整焊接电流 引弧 运条 焊接位置 收尾,焊条规格的选择,有关工艺文件对所用焊条的规格和型号都有明确规定，但对定位焊所用焊条的规格，有时也要根据实际情况加以选择。 选择焊条时，一方面要考虑焊件的厚度与焊条直径的选用关系，同时，还要考虑保证焊点的连接强度、焊接坡口的形式、外观质量以及对下道焊接工序的影响等。,表 焊件厚度与焊条直径的选用关系,调整焊接电流,在一块与焊件等厚的钢板条上引弧并试焊一段，观察电弧、焊条的熔化速度、熔池、熔渣飞溅以及焊缝成形等，来判断电流大小是否合适。 电流大时，电弧吹力大，焊条熔化速度快，熔池深，飞溅大，焊缝低平，并有咬边现象。 电流小时，电弧吹力小，焊条熔化速度慢，熔池浅，飞溅小，焊缝窄而高且不平整，甚至引弧都很困难。,引弧,划擦法引弧,直击法引弧,运条,直线形运条法 直线往复运条法 锯齿形运条法 月牙形运条法 三角形运条法 环形运条法,焊接位置,平对焊接 平角焊接 立焊 横焊 仰焊,平对焊接,平角焊接,立焊,横焊,仰焊,收尾,画圈收尾法 后移收尾法 反复断弧收尾法,7.3 点焊工艺,整平表面 清洁焊件表面 在焊件表面涂上导电性能好的透焊防蚀涂料 使电极头与板件表面保持垂直 对于三层或多层板的点焊，则应焊两次 。 焊点间距的大小应控制在不致形成支路电流的范围内 。,7.4 气体保护焊工艺及设备,熔极惰性气体保护焊 二氧化碳气体保护焊,熔极惰性气体保护焊操作步骤,将焊口表面清洁与夹紧 准备好焊机 在支架上安装并固定好焊丝盘 把搭铁夹子夹到焊接部位附近的裸露金属处 检查各接头、接口处的密封情况。 调整送丝辊，使它对焊丝正好有足够大的压力 焊接电流的确定 调整好焊接电压 确定焊丝外伸长度 选择好焊枪的倾角 确定保护气体的流量 确定焊接的速度 选择好合适的焊接方式进行焊接,将焊口表面清洁与夹紧,在支架上安装并固定好焊丝盘,装上各接头和接口,焊接电流与焊丝直径和焊件厚度的关系,确定焊丝外伸长度,选择焊枪的倾角,焊接速度与焊件厚度的关系表,焊接方式,二氧化碳气体保护焊操作步骤,选择合适的焊丝直径 选择合适的焊接电流 选择电弧电压 选择合适的焊接速度 确定焊丝伸出长度 选择CO2气体流量 电源极性的选择 选择回路电感 引弧,7.4.3 焊接缺陷的原因与预防,锅炉压力容器压力管道 焊工考试规则,第一十三条：焊接操作技能考试应从焊接方法、试件材料、焊接材料及试件形式等方面进行考核。 焊接方法及代号见表1， 焊条类别代号及适用范围见表2， 试件钢号分类及代号见表3， 各种试件形式、位置及代号见表4， 焊接要素及代号见表5。,表1 焊接方法及代号,（一）、“2002年考规”对八种焊接方法的焊工考试作出规定，除此以外的焊接方法都按四十三条规定进行考试。 药芯焊丝电弧焊考试规定与熔化极气体保护焊相同，常用半自动与自动焊方式( 实质上是手工焊与机械焊）。 堆焊不能称为焊接方法，只是焊接方法的运用，各种焊接方法焊接操作技能考试规定也适用于堆焊的运用。 对于焊接方法按“2002年考规”分为手 工焊接和机械化焊接两种方法；,对焊工操作技能“2002年考规”分为手工和焊机操作技能两种。 对试件对接形式分为板材对接焊缝、管材对接焊缝和管板角接头试件三种。 焊接不锈钢复合钢之间焊缝及过渡焊缝的焊工，应取得耐蚀堆焊资格,表2 焊条类别、代号及范围,.二、锅炉、压力容器和压力管道使用国产焊条所执行的国家标准有三个：GB/T9831995， GB/T51171995， GB/T51181995， 行业标准一个： JB/T47472002。 表2 焊条代号、类别及适用范围 F1 钛钙型 EXX03 F1 （J422、J502) GB/ T5117 这类焊条为钛钙型，药皮中含30%以上的氧化钛和20%以下的钙或镁的碳酸盐,矿，熔渣流动性良好，脱渣容易，电弧稳定熔池适中，飞溅少，焊波整齐。这类焊条适用于全位置焊接，焊接电流为交流或直流正、反接，主要焊接较重要的碳钢结构。 F2纤维素型EXX10，EXX11， （GB/T5117） EXX10X，EXX11X， （GB/T5118） EXX10、 EXX10X型焊条为高纤维素钠型药皮中纤维素含量较高，电弧稳定，焊接时有机物在电弧区分解产生大量的气体，保护熔敷金属，电弧吹力大，熔深较深。,熔化速度快，熔渣少，脱渣容易，熔渣覆盖较差，通常限制采用大电流焊接。这类焊条适用于全位置焊接，特别适用于立焊、仰焊的多道焊和有较高射线检测要求的焊缝，也可用于向下立焊，焊接电流为直流反接。 如J505GX （GB/T5118） 适用焊件的焊条范围：F1、F2,F3 钛型、钛钙型 型号：（GB/T983) EXXX（X）16型焊条（G202),药皮可以是碱性的，也可以是钛型或钛钙型。适用于交流或直流焊接，为了在交流施焊时获得良好的电弧稳定性，这类焊条药皮中一般都含有易电离元素如钾，直径不大于4.0mm的焊条可用于全位置焊接 。适用焊件的焊条范围：F1、F3。,F3J 低氢型、碱性 GB/T5117 J426 、J506、J507 GB/T5118 J427、J507、J507RH GB/T983 G207,EXX15、EXX15X型焊条，这类焊条为低氢钠型。药皮主要组成物是碳酸盐矿和萤石，碱度较高，熔渣流动性好，焊接工艺性能一般，焊波较粗，角焊缝略凸，熔深适中，脱渣性能好，焊接时要求焊条干燥，并采用短弧焊。这类焊条可全位置焊接，焊接电流为直流反接。这类焊条的熔敷金属具有良好的抗裂性能和力学性能。,EXX16、EXX18X型焊条，这类焊条为低氢钾型药皮。在与EXX15、 EXX15X型焊条药皮基本相似的基础上添加了稳弧剂，如钾水玻璃等，电弧稳定，工艺性能、焊接位置与EXX15型焊条相似，焊接电流为交流或直流反接。这类焊条的熔敷金属具有良好的抗裂性能和力学性能。 适用焊件的焊条范围： F1、F3、F3J,F4 钛型、钛钙型 GB/T983 EXXX（X）15 EXXX（X）17 （A132、A302） GB/T983 F4J GB/T983 EXXX（X）15 EXXX（X）17 （A137） （A307）,上述三个焊条国家标准都是等效采用美国国家标准，所谓等效采用则是将国外标准的技术内容全部照搬，只是计量单位从英制改为中国习惯采用的公制。当焊工考试时若采用了美国焊条，便可直接按（2002考规）表2的规定将美国焊条划入相应的类别中。 GB/T9831995 等效 ANSI/AWS A5.41992 不锈钢手工电弧焊焊条 GB/T51171995 等效 ANSI/AWS A5.11991,碳钢药皮电焊条规程 GB/T51181995 等效 ANSI/AWS A5.51981 低合金钢药皮电焊条规程 三、试件母材钢号及代号见表3 焊工焊接操作技能考试是要求焊工按照评定合格的焊接工艺施焊出没有超标缺陷的焊缝。从焊接缺陷角度出发，焊工焊接操作技能与母材钢号没有关系，对于焊条电弧焊，焊工焊接操作技能与药皮类别密切相关。 但因钢材合金成分不同造成焊接性能不同，施焊时所采取的焊接工艺措施,不一样，从焊接工艺复杂程度出发而将试件母材钢号进行分类，并制定出替代规则，手工焊焊工焊接操作技能也相应分成四个等级。,表3 试件钢号分类及代号表,表3中钢号都是锅炉、压力容器、压力管道和气瓶现行标准中所列钢号。 GB66531994焊接气瓶用钢板中所列气瓶用钢的牌号都用“HP”打头，例如HP245、HP365。“245”表示钢材屈服点s 下限值。气瓶用钢的化学成分 都有控制范围。,SY52971991石油天然气输送管道用直缝电阻焊钢管中所列的钢种等级都用“S”打头，例如S240、S480。 “240表示该等级钢种的t0.5下限值， （规定总伸长应力即试样标距长度上产生0.5%的总伸长所需的拉应力）对于每个等级钢种化学成分都有控制范围。,“ GB/T97111999石油天然气输送 钢管交货技术条件中所列的钢种等级都用“L”打头，例如L175、L155。155”表示该等级钢种的Rt0.5下限值，对于每个等级钢种化学成分都有控制范围。 碳素钢（类）：焊接性能良好，大多数情况下焊前不要求预热，焊后不要求后热，部分钢号因为没有冲击要求，因而也不需要控制线能量。 低合金钢（类）：这类钢号焊前要求预热，焊后要求后热，而且有冲击,试验要求，因而要求控制线能量上限。 马氏体钢、铁素体不锈钢（类）： 这类钢焊接裂纹倾向较大，焊前不要求预热，焊后要进行热处理，焊接工艺要求严格，要求控制焊接线能量范围。 1Co5Mo与1Co9Mo1是代表这一类别钢号， 1Co5Mo钢供货状态的金相组织与热处理状态有关。即便退火供货时为珠光体，在焊后其焊缝与热影响区将出现马氏体组织，所以将它列入