船舶焊接方法概论(共39页).ppt

第五章、船舶焊接方法教学目标教学目标: : 主要介绍造船工业中常用的焊条电弧主要介绍造船工业中常用的焊条电弧焊焊SMAW) SMAW) 、埋弧焊自动焊、埋弧焊自动焊(SAW)(SAW)及气体保及气体保护焊护焊(GSAW)(GSAW)等焊接方法等焊接方法. . 对其它焊接方法作简要介绍对其它焊接方法作简要介绍 第一节第一节 焊条电弧焊焊条电弧焊 一、焊条电弧焊的原理及特点一、焊条电弧焊的原理及特点 一焊条电弧焊的根本原理一焊条电弧焊的根本原理 焊条电弧焊也称手工电弧焊条电弧焊也称手工电弧 焊焊 是利用手工操纵焊条进行焊是利用手工操纵焊条进行焊 接的电弧焊方法它利用电弧产接的电弧焊方法它利用电弧产 生的高温熔化焊条和焊件，使两生的高温熔化焊条和焊件，使两 块别离的金属熔合在一起，从而块别离的金属熔合在一起，从而 获得牢固的接头获得牢固的接头 ，其原理如图，其原理如图 5-15-1所示 图图5-1 5-1 焊条电弧焊的原理示意图焊条电弧焊的原理示意图 二焊条电弧焊的特点二焊条电弧焊的特点 1.1.设备简单、操作灵活设备简单、操作灵活 2.2.待焊接头装配要求低待焊接头装配要求低 3.3.可焊金属材料种类多可焊金属材料种类多 4.4.焊接生产率低焊接生产率低 5.5.焊缝质量依赖性强焊缝质量依赖性强 二、电焊条二、电焊条 一电焊条分类、组成和作用一电焊条分类、组成和作用 分类：分类： 1 1焊条按熔渣的化学性质分为两大类焊条按熔渣的化学性质分为两大类 1 1酸性焊条：熔渣呈酸性，药皮中含大量酸性焊条：熔渣呈酸性，药皮中含大量SiO2SiO2、TiO2TiO2、 MnO MnO等氧化等氧化 物。

物 2 2碱性焊条：熔渣呈碱性，药皮的主要成分为碱性焊条：熔渣呈碱性，药皮的主要成分为CaCO3CaCO3 和和 CaF2 CaF2 2 2焊条按用途共分为十大类：焊条按用途共分为十大类： 结构钢焊条、耐热钢结构钢焊条、耐热钢 焊条、不锈钢焊条、铸铁焊条、焊条、不锈钢焊条、铸铁焊条、铜及铜合金焊条、铜及铜合金焊条、 特殊用途焊条等，其中应用最广的是特殊用途焊条等，其中应用最广的是 结构钢结构钢焊条 组成：由药皮和焊芯两局部组成组成：由药皮和焊芯两局部组成 作用：焊芯在焊接过程中既是导电的电极，同时本身又熔化作用：焊芯在焊接过程中既是导电的电极，同时本身又熔化 填充金属，与熔化的母材共同形成焊缝金属填充金属，与熔化的母材共同形成焊缝金属 药皮是压涂在焊条芯外表上的涂料层，焊接时形成熔药皮是压涂在焊条芯外表上的涂料层，焊接时形成熔 渣及气体药皮的主要作用是：渣及气体药皮的主要作用是：(1)(1)保护作用保护作用 ； (2) (2)冶金作用冶金作用 (3) (3)改善焊接工艺性能改善焊接工艺性能 二焊条的型号二焊条的型号 主要介绍常用的低碳钢和低合金钢焊条型号的编制方法主要介绍常用的低碳钢和低合金钢焊条型号的编制方法。

1 1、低碳钢焊条型号的编制、低碳钢焊条型号的编制 (1) (1) 型号的第一字母型号的第一字母“E“E表示焊条表示焊条(electrode)(electrode)； (2)“E (2)“E后面的两位数字表示熔敷金属抗拉强度的最小后面的两位数字表示熔敷金属抗拉强度的最小 值，单位为值，单位为MPaMPa； (3) “E (3) “E后面的第三位数字表示焊条的焊接位置；后面的第三位数字表示焊条的焊接位置； (4) “E (4) “E后面的第三位和第四位数字组合时表示焊接药后面的第三位和第四位数字组合时表示焊接药皮皮 类型及电流种类类型及电流种类; ; (5) “E (5) “E后面的第五位有时附加后面的第五位有时附加“R“R表示耐吸潮焊条；表示耐吸潮焊条； 附加附加“M“M 表示耐吸潮和力学性能有特殊规定的焊表示耐吸潮和力学性能有特殊规定的焊 条；附加条；附加“-1“-1表示冲击韧性有特殊规定的焊条表示冲击韧性有特殊规定的焊条 低碳钢焊条型号举例：低碳钢焊条型号举例： 2 2、低合金钢焊条型号、低合金钢焊条型号1 1“E“E后面的两位数字焊条系列有后面的两位数字焊条系列有5050、5555、6060、7070、7575、 85 85六种，分别表示熔敷金属抗拉强度的最小值六种，分别表示熔敷金属抗拉强度的最小值490MPa 490MPa 50 Kgf50 Kgfmm2mm2、540MPa540MPa55 Kgf55 Kgfmm2mm2、590MPa590MPa6060 Kgf Kgfmm2mm2、690MPa690MPa70 Kgf70 Kgfmm2mm2、740MPa740MPa75Kgf75Kgfmm2mm2、 830MPa 830MPa85 Kgf85 Kgfmm2mm2； ；2 2“E“E后面的第五位为后缀字母，表示熔敷金属的化学成后面的第五位为后缀字母，表示熔敷金属的化学成 分分类代号。

分分类代号A1A1表示碳钼钢焊条；表示碳钼钢焊条；B1B1、B2B2、B3B3、B4B4、B5B5表表 示铬钼钢焊条；示铬钼钢焊条；D1D1、D2D2、D3D3表示锰钼钢焊条；表示锰钼钢焊条；G G、M M、M1M1、W W 表示其它合金焊条；表示其它合金焊条；3 3“E“E后面的第六位为附加的化学元素符号，如不具有化后面的第六位为附加的化学元素符号，如不具有化 学成分时，该项省略；学成分时，该项省略；4 4对于对于E50E50、E55E55、E60E60型低氢焊型低氢焊 条的熔敷金属的化学成分分类后缀字母，或附加化学成分条的熔敷金属的化学成分分类后缀字母，或附加化学成分 后面加字母后面加字母“R“R时，表示耐吸潮焊条时，表示耐吸潮焊条 三常用焊条牌号的编制三常用焊条牌号的编制 主要介绍最常用的第一大类焊条，即结构钢焊条主要介绍最常用的第一大类焊条，即结构钢焊条 结构钢焊条包括碳钢焊条和低合金焊条的牌号用结构钢焊条包括碳钢焊条和低合金焊条的牌号用“J“J 字表示，字表示，“J“J后面的第一、第二位数字表示焊缝金属的抗后面的第一、第二位数字表示焊缝金属的抗拉强拉强 度等级，其系列见表度等级，其系列见表5-25-2；第三位数字表示焊条药皮类型和；第三位数字表示焊条药皮类型和焊焊 接电源种类，见表接电源种类，见表5-35-3；数字后面的符号表示焊条的特殊性；数字后面的符号表示焊条的特殊性能能 见表见表5-45-4，常用焊条牌号和型号的对照见表，常用焊条牌号和型号的对照见表5-55-5。

造船行业专用结构钢焊条通常在其牌号前加造船行业专用结构钢焊条通常在其牌号前加“C“C，即，即“ “造造 船专用，如船专用，如CJ322,CJ422,CJ506CJ322,CJ422,CJ506等 四焊条的选用和保管四焊条的选用和保管 1 1、选用原那么、选用原那么 1 1考虑母材的力学性能、化学成分和物理性能考虑母材的力学性能、化学成分和物理性能 2 2考虑船体结构和构件受力情况考虑船体结构和构件受力情况 3 3考虑结构的工作条件和使用性能考虑结构的工作条件和使用性能 4 4考虑劳动条件和劳动生产率考虑劳动条件和劳动生产率 2 2、保管、保管 枯燥、防止受潮特别是碱性焊条，每次使用前都要经烘枯燥、防止受潮特别是碱性焊条，每次使用前都要经烘干处理后才能使用干处理后才能使用 三、焊条电弧焊工艺三、焊条电弧焊工艺 现代的钢质船舶都采用焊接结构船体的板与板、骨架现代的钢质船舶都采用焊接结构船体的板与板、骨架与与 骨架、板与骨架的连接组成了各种形式的焊接接头骨架、板与骨架的连接组成了各种形式的焊接接头 一焊接接头和焊缝的形式及坡口形式的选择一焊接接头和焊缝的形式及坡口形式的选择 1. 1. 焊接接头的形式焊接接头的形式 焊接接头形式有：对接接头、焊接接头形式有：对接接头、T T形接头、角接接头、搭接形接头、角接接头、搭接 接头、十字接头、端接接头、套接接头、卷边接头、锁底接接头、十字接头、端接接头、套接接头、卷边接头、锁底接头头 及塞焊接头等几种。

其中常用的焊接接头形式有：对接接头及塞焊接头等几种其中常用的焊接接头形式有：对接接头、 角接接头、角接接头、T T形接头以及搭接接头四种形接头以及搭接接头四种a a对接接头对接接头 b b角接接头角接接头 c) T c) T形接头形接头 d) d)搭接接头搭接接头 2. 2.焊缝的形式焊缝的形式 按焊缝在空间位置的不同可分为平焊缝、立焊缝、横焊缝按焊缝在空间位置的不同可分为平焊缝、立焊缝、横焊缝及仰焊缝等及仰焊缝等 四种形式如图四种形式如图5-55-5所示 按焊缝结合形式不同可分为对接焊缝、角焊缝及塞焊缝三按焊缝结合形式不同可分为对接焊缝、角焊缝及塞焊缝三种形式；如种形式；如 图图5-65-6所示 按焊缝断续情况可分为连续焊缝和断续焊缝两种，断续焊按焊缝断续情况可分为连续焊缝和断续焊缝两种，断续焊缝又可分为交缝又可分为交 错式焊缝和并列式焊缝两种如图错式焊缝和并列式焊缝两种如图5-75-7所示 3. 3.船体焊接坡口形式的选择船体焊接坡口形式的选择 开坡口是为保让电弧能深入焊缝根部，使根部焊透，获得较好开坡口是为保让电弧能深入焊缝根部，使根部焊透，获得较好 的焊缝成形的焊缝成形 1 1坡口形式主要根据接头形式、钢板厚度、焊接方法、施工坡口形式主要根据接头形式、钢板厚度、焊接方法、施工 方便性、经济性及加工坡口的设备条件等因素来选择。

方便性、经济性及加工坡口的设备条件等因素来选择 按照构件厚度和坡口准备的不同，对接接头一般有按照构件厚度和坡口准备的不同，对接接头一般有I I形、形、V V形形、 X X形、形、U U形、双形、双U U形、单边形、单边V V形、单边形、单边U U形、形、k k形坡口等几种形式常形坡口等几种形式常用用 的坡口形式及其适用板厚如图的坡口形式及其适用板厚如图5-35-3所示 图图5-35-3对接焊缝坡口形式对接焊缝坡口形式 2 2船体结构中的角焊缝一般均不开坡口船体结构中的角焊缝一般均不开坡口，但对承受，但对承受 较大的载荷、高应力及对结构强度有特殊较大的载荷、高应力及对结构强度有特殊要求的角焊缝要求的角焊缝 例如主机基座及舷顶列板与强力甲板边例如主机基座及舷顶列板与强力甲板边板的角焊缝那么板的角焊缝那么 应根据应根据“标准规定或设计要求开单边标准规定或设计要求开单边V V形形或或K K形坡口 3 3厚度为厚度为6 630mm30mm钢板的对接可选用钢板的对接可选用V V形坡口；厚度形坡口；厚度 为为121260mm60mm钢板的对接可选用钢板的对接可选用X X形坡口；形坡口； U U形坡口基于形坡口基于加加 工困难，必要时仅在厚度大于工困难，必要时仅在厚度大于40mm40mm钢板及铸钢件的对接钢板及铸钢件的对接时时 使用。

使用 4 4在胎架或船台上装焊的板缝，中选用在胎架或船台上装焊的板缝，中选用V V形坡口时，形坡口时， 开坡口的一那么一般应位于没有骨架的一面带仰焊的开坡口的一那么一般应位于没有骨架的一面带仰焊的板板 缝，可选用不对称的缝，可选用不对称的X X形坡口或预先用焊条电弧焊打底形坡口或预先用焊条电弧焊打底的的 自动焊接头形式，对坡口尺寸的选定应考虑尽量减小手自动焊接头形式，对坡口尺寸的选定应考虑尽量减小手工工 仰焊的工作量，并为气刨、焊接的操作提供方便仰焊的工作量，并为气刨、焊接的操作提供方便 二焊接标准参数二焊接标准参数 焊条电弧焊的焊接标准，主要是对焊接电流的大小和焊条直焊条电弧焊的焊接标准，主要是对焊接电流的大小和焊条直 径的选择，至于焊接速度和电弧长度，通常由焊工根据焊条牌径的选择，至于焊接速度和电弧长度，通常由焊工根据焊条牌号号 和焊缝所在空间的位置，在施焊过程中适度调节和焊缝所在空间的位置，在施焊过程中适度调节 1. 1. 焊条直径的选择焊条直径的选择 焊条直径主要取决于焊件厚度、接头形式、焊缝位置、焊层焊条直径主要取决于焊件。