焊接工藝學-內部培訓資料(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 65 *內部資料 請勿翻印 * 5 編制： 1 焊接概述 焊接的定義 [1] 被焊工件的材質（同種或異種），通過加熱或加壓或兩者并用，并且用或不用填充材料，使工件的材質達到原子（分子）間的結合而形成永久性連接的工藝過程稱為焊接（ Welding）。 隨著現代工業生產的需要和科學技術的蓬勃發展，焊接技術進步很快，到現在 焊接方法已發展到數十種之多。為了能正確選擇和使用各種焊接方法，必須了解焊接的物理本質、它們的分類、基本特點和使用范圍。 焊接過程的物理本質 [1] 焊接促使原子或分子之間產生結合和擴散的方法是加熱或加壓，或者兩者并用。 兩材料原子之間不能產生結合和擴散的主要原因是材料的連接表面有氧化膜、水、和油等吸附層以及兩材料原子之間尚未達到產生結合力的距離，對金屬而言該距離約為 3～5192。（ 1192。=107mm）。焊接時，加壓可以破壞連接表面的氧化膜，產生塑性變形以增加接觸面，使原子間達到產生結合力和擴散的條件； 加熱的目的是使接觸面的氧化膜破壞，降低塑性變形阻力，增加原子振動能，促進再結晶、擴散、化學反應等過程。一般只需要加熱達塑性狀態或熔化狀態。對金屬材料，加熱溫度越高，實現焊接所需的壓力越小，當達到熔化溫度時，可以不需要加壓。 焊接方法的分類 [2] 金屬的焊接，按其工藝過程的特點分有熔焊、壓焊和釬焊三大類，見表 1— 3— 1。 熔焊在連接部位需加熱至熔化狀態，一般不加壓；壓焊必須施加壓力，加熱是為了加速實現焊接；釬焊時母材不熔化，只熔化起連接作用的填充材料（釬料）。 常用焊接方法基本特 點與應用 [2] [3] 表 141 簡要地介紹了本單位常用金屬焊接方法的原理、特點及使用范圍。 焊縫符號 [4] 基本符號 焊縫的基本符號見表 151 *內部資料 請勿翻印 * 6 編制： 表 1— 3— 1 焊接方法分類 焊 接 熔焊 電弧焊 熔化極 焊條電弧焊 埋弧焊 氬弧焊（ MIG) CO2氣體保護焊 藥芯焊絲電弧焊 非熔化極 鎢極氬弧焊 (TIG) 原子氫焊 等離子弧焊 氣焊 氧 氫焊接 氧 乙炔焊 空氣 乙炔焊 電子束焊 電渣焊 激光焊 鋁熱焊 壓焊 鍛焊 摩擦焊 擴散焊 冷壓焊 電阻焊 超聲波焊 高頻焊 爆炸焊 釬焊 火焰釬焊 烙鐵釬焊 感應釬焊 電阻釬焊 鹽浴釬焊 爐中釬焊 （注：常見的栓釘焊屬于熔焊加壓焊。） 表 141 常用焊接方法基本特點與應用 焊接方法 原理 特點 使用范圍 熔 焊 電弧焊 焊條電弧焊 利用焊條與焊件間的電弧熱熔化焊條和焊件進行手工焊接 機 動、靈活、適應性強 ,可全位置焊接 ,設備簡單耐用 ,維護費低 ,勞動強度大 ,焊接質量受工人技術水平影響 ,不穩定 在單件、小批生產和修理中最適用 ,可焊3mm 以上的碳鋼、低合金鋼、不銹鋼和銅、鋁等有色金屬 ,以及鑄鐵的焊補 埋弧焊 利用焊絲與焊件間的電弧熱熔化焊絲和焊件進行機械化焊接 ,電弧被焊劑覆蓋而與外界隔離 焊絲的送進與移動依據機械進行 ,生產率高 ,焊接質量好且穩定 ,不能仰焊和立焊 ,勞動條件好 + 適用于大批量生產中長直或環行焊縫焊接 ,可焊碳鋼、合金鋼 ,某種銅合金等中厚板結構 ,只能平焊、橫焊和水平 角焊 *內部資料 請勿翻印 * 7 編制： 表 141續 焊接方法 原理 特點 使用范圍 熔 焊 電弧焊 氣體保護 CO2氣體保護焊 用二氧化碳保護 ,用焊絲做電極的弧焊 熱量較集中 ,熱影響區小 ,變形小 ,成本低 ,生產率高 ,易于操作 .飛濺較大 ,焊縫成形不夠美觀 ,余高大 ,設備較復雜 ,須避風 適用于 低碳鋼、低合金鋼制造的各種金屬結構 等離子弧焊 利用氣體 (多為 Ar)和特殊裝置壓縮電弧獲得高能量密度的等離子弧進行焊接 ,電極有鎢極和熔化極兩種 具有 Ar 弧焊的一些特點 ,但等離子弧溫度很高 ,穿透能力強 ,可正 面一次焊透雙面成形 .電弧挺度好可壓縮成束狀焊微型件 一次焊透厚度在～ ,低碳鋼8mm 以內 ,也適用于焊接微小精密構件 氣體保護 CO2氣體保護焊 用二氧化碳保護 ,用焊絲做電極的弧焊 熱量較集中 ,熱影響區小 ,變形小 ,成本低 ,生產率高 ,易于操作 .飛濺較大 ,焊縫成形不夠美觀 ,余高大 ,設備較復雜 ,須避風 適用于 低碳鋼、低合金鋼制造的各種金屬結構 等離子弧焊 利用氣體 (多為 Ar)和特殊裝置壓縮電弧獲得高能量密度的等離子弧進行焊接 ,電極有鎢極和熔化極兩 種 具有 Ar 弧焊的一些特點 ,但等離子弧溫度很高 ,穿透能力強 ,可正面一次焊透雙面成形 .電弧挺度好可壓縮成束狀焊微型件 一次焊透厚度在～ ,低碳鋼8mm 以內 ,也適用于焊接微小精密構件 電渣焊 利用電流通過熔渣產生的電阻熱熔化金屬進行焊接 ,可熔化的金屬電極有絲狀和板狀兩種 直縫須立焊 ,任何厚度不開坡口一次焊成 ,生產率高 ,但熱影響區寬、晶粒粗大 ,易生成過熱組織 ,焊后須正火處理改善接頭組織和性能 適用于厚度 25mm 以上的重大型機件的焊接 ,直焊碳素鋼、合金鋼 熔化加壓焊 栓釘 焊 (也叫螺柱焊 ) 引弧與焊條電弧焊相似 ,先將栓釘的尖端與鋼結構接觸 ,通過強大焊接電流 ,短路 ,瞬間達到高溫 ,焊槍中磁力提升栓釘、引弧、產生熔池 。之后 ,立即釋放磁力 ,利用彈簧使栓釘壓入熔池 ,斷電后冷卻形成接頭 .栓釘提升高度在焊槍中提前調定 加熱過程是穩定的電弧燃燒過程 ,為了防止空氣侵入溶池 ,惡化接頭質量 ,要采用陶瓷環保護 .焊接質量可靠 ,效率高 ,無煙霧弧光 ,勞動條件好 在鋼 混凝土結構 ,為了提高鋼構件與混凝土間的結合力 ,多采用此焊接方法 .也可焊接固定小器具的受柄、支腳用螺柱等 .可焊材料有碳鋼、高碳鋼、 低合金高強度鋼、不銹鋼和鋁合金 *內部資料 請勿翻印 * 8 編制： 表 151 焊縫的基本符號 序號 名稱 示意圖 符號 1 卷邊焊縫① (卷邊完全熔化 ) 2 I 形焊縫 3 V 形焊縫 4 單邊 V形焊縫 5 帶鈍邊 V形焊縫 6 帶鈍邊單邊 V形焊縫 7 帶鈍邊 U形焊縫 8 帶鈍邊 J形焊縫 9 封底焊縫 10 角焊縫 11 塞焊縫或槽焊縫 12 點焊縫 13 縫焊縫 ① 不完全熔化的焊縫用 I 形焊縫表示，并加注焊縫有效厚度。 *內部資料 請勿翻印 * 9 編制： 輔助符號 焊縫的輔助符號是表示焊縫表面形狀特征的符號，見表 152。 表 152 焊縫的輔助符號 序號 名稱 示意圖 符號 說明 1 平面符號 焊縫表面齊平 (一般通過加工 ) 2 凹面符號 焊縫表面凹陷 3 凸面符號 焊縫表面凸起 不需要確切地說明焊縫的表面形狀時，可以不用輔助符號。焊縫的輔助符號的應用見表 153。 表 153 焊縫的輔助符號的應用 名稱 示意圖 符號 平面 V 形對接焊縫 凸面 X 形對接焊縫 凹面角焊縫 平面封底 V 形焊縫 *內部資料 請勿翻印 * 10 編制： 補充符號 焊縫的補充符號是為了補充說明焊縫的某些特征而采用的符號，見表 154。 焊縫尺寸符號 基本符號必要時可附帶有尺寸符號及數據，這些尺寸符號見表 155。 指引線及說明（見表 156） 焊縫符號標注的原則和方法（見表 157） 常見金屬焊接方法代號（見表 158） 焊縫符號標注示例（見表 159） 表 154焊縫的補充符號 序號 名稱 示意圖 符號 說明 1 帶墊板符號 ① 表示焊縫底部有墊板 2 三面焊縫符號 ① 表示三面有焊縫 3 周圍焊縫符號 表示環繞工件周圍焊縫 4 現場符號 表示在現場或工地上進行焊接 5 尾部符號 可以參照 GB5185標注焊接工藝方法等內容 ① ISO2553標準中未做規定。 *內部資料 請勿翻印 * 11 編制： 表 155 焊縫尺寸符號 ① 符號 名 稱 示意圖 符號 名稱 示意圖 δ 工件厚度 e 焊縫間距 α 坡口角度 K 焊角尺寸 b 根部間隙 d 熔核直徑 p 鈍邊 S 焊縫有效厚度 c 焊縫寬度 N 相同焊縫數量 R 根部半徑 H 坡口深度 l 焊縫長度 h 余高 n 焊縫段數 β 坡口面角度 ① 對焊縫尺寸符號， ISO2553標準未做規定 表 156指引線及說明 基準線 有一條實線和一條虛線 ,均應與圖 樣底邊平行 ,特殊情況允許與底邊垂直 .虛線可畫在實線上側或下側 .如焊縫在接頭的箭頭側 ,則將基本符號標在實線側 。反之標在虛線側 。對稱、雙面焊縫時可不加虛線 . 箭頭線 一般沒有特殊要求 。但是在標注單邊 V形、帶鈍邊單邊 V形和帶鈍邊 J形焊縫時 ,箭頭線應指向帶坡口一側的工件 。必要時 ,允許箭頭線彎折一次 . 尾 部 一般剩去 ,只有對焊縫有附加要求或說明時才加上尾部部分 . *內部資料 請勿翻印 * 12 編制： 表 157焊縫符號標注的原則和方法 基本符號 焊縫在接頭的箭頭側 ,則將基本符號標在實線側 。反之標在虛線側 。對稱、雙面焊縫時可 不加虛線 .基本符號標在基準線兩側 焊縫形狀尺寸 焊縫截面尺寸標在基本符號左側 。焊縫長度尺寸標在基本符號右側 。坡口角度 ,根部間隙等標在基本符號的上側或下側 . 其 他 相同焊縫符號、焊接方法代號、檢驗方式符號、其他要求和說明等標在尾部右側 表 158常見金屬焊接方法代號 ①