气焊气割知识讲解

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1、第一节 焊接的概念和焊接方法的分类一、焊接的概念金属焊接是指通过适当的手段，如通过加热或加压，或两者并 用，并且用或不用填充材料，使两个分离的金属物体（同种金属或 异种金属）产生原子（分子）间结合而连接成一体的连接方法。焊 接不仅可以解决各种钢材的连接，而且还可以解决铝、铜等有色金 属及钛、错等特种金属材料的连接，因而广泛应用于国民生产与人 民生活的各个方面。二、常用焊接方法简介按焊接过程中金属所处的状态不同，可以把焊接方法划分为三 大类，即熔焊、压焊和钎焊。第二节焊条一、焊条的组成与作用焊条由两部分组成，表面的药皮与内部的焊芯组成，如图1-1所 z5o夹持部分7/!/ / /035药皮 焊芯

2、 引弧端/厂厂/ /厂/ / /图111、焊条的分类、型号与选用1 焊条的分类（1）按用途分类。按原国家机械工业委员会在焊接材料 产品样本中分为10大类：结构钢焊条（J）、铝及銘钳耐热钢 焊条（R）、低温钢焊条（W）、不锈钢焊条（辂不锈钢焊条G、 辂镰不锈钢焊条A）、堆焊焊条（D）、铸铁焊条（Z）、镰及镰 合金焊条（Ni）、铜及铜合金焊条（T）、铝及铝合金焊条（L）、特殊用途焊条（TS） o（2）药皮熔化后熔渣酸碱性分类。按熔渣酸碱性可分为：酸性焊条（熔渣酸碱度小于15）与碱性焊条（熔渣酸碱度大于 1.5）两类。叫三、焊条的分类、型号写选用2 焊条的型号（1）碳钢焊条型号表示。碳钢焊条型号表从

3、焊条型号约皮类型-焊接位置，电流种类JE43系列一一熔敷金属抗拉强度420MPa （43Kgf/min2）.E4300.特殊型.平、横、立、仰A交流或直流止、反接-E430bE430X钛钙型“E4310，哥纤维钠型宜流反接二（2）低合金钢焊条型号表示。根据国国家标准规定，低合 金钢焊条型号用字母与4位数字表示。(3不锈钢焊条型号表示。不锈钢焊条表示举例如图1-2与图13所示。忘谿E 410 NiMo 一 26I表示焊条为碱性或其他类型药皮，适用于I平焊或横角焊，采用交流或直流反接焊接表示熔敷金属中Ni与M。含量有特殊要求表示熔敷金属化学成分分类代号表示焊条图1-2不锈钢焊条型号E 30815I

4、表示焊条为碱性药皮，适用于全位置焊，采用直流反接表示熔敷金属化学成分分 类代号.-表示焊条图1-3不锈钢焊条型号M 3 焊条的牌号焊条的牌号是根据焊条的主要用途及性能特点对焊条产品具 体命名的，并由焊条厂制定。焊条牌号是用1个汉语拼音字母及汉字与3位数字表示，拼音 字母或汉字表示焊条各大类，后面的3位数字中，前两位数字表 示各大类中的若干小类，第三位数字表示各种焊条牌号的药皮 类型及焊接电源种类，其含义见表1-4。CT-条用彳!弓处;三们:数了舍义约丿支为梨灯1接电測（不屮类11-111-111-111-1IIX X 0不定槊不现定XXI冠化钛型交:洌E我涕EX X 2钛年丐勿世仝流或貫沥己X

5、 X 3钛饮矿槊立沥己或;宜泻iX X 4冠化饮梨仝流或真流X X 5纟丁纟住索?製立沥己耳艾宜泻已X X 6彳氐盜钊Q毀交流威頁流X X 7彳氐皱4：内邀9宜流X XS石衆塑立流或宜流kJX X 9宜流4 焊条规格常用焊条的直径和长度规格见表1-5.常用焊条的直径和长度规格/ mm焊条直径2.02. 53.24.05.0焊条长度250250350350400300300400400450450第三节电焊机的型号及分类一、电焊机的组成及作用电焊机一般由大功率电源变压器（10KW以上）、电抗器、 引线电缆及焊钳等组成。I电源变压器的作用是将电网电压降到60-70V低压，供安 全操作角。二、电焊机

6、代表符号电焊机的代表符号见表1 -6 o电焊机代表符号特殊环境名称代表字母高原G水下S热带T温热带TH干热带TA三、型号编制举例AX-320为具有下降外特性的直流弧焊发电机，额定焊接电 流为320AoZX5-400为具有下降外特性晶闸管弧焊整流器，额定焊接电 流为400A。ZX7-400为具有下降外特性逆变式弧焊整流焊机，额定焊接 电流为400Ao四、电焊机的分类电焊机是焊接用的主要设备，电焊机具体分类如图14所示。L弧焊变压器电焊机一-电阻焊机一-一苴他焊机一图14手工弧焊机弧焊整流器L弧焊逆变器- 埋弧焊机-点焊机-缝焊机-对焊机-凸焊机-等离子弧焊机-冷斥焊机-摩擦焊机-钎焊机-电渣焊机

7、-超声波炸机-光束焊机-扁频焊机电焊机的分类第四节焊接设备的选用一、焊条电弧焊对焊机的要求(1) 要求焊机能承受焊接回路短时间的持续短路，能限制短 路电流值，使之不超过焊接电流的50%,防止焊接因短路过热而 烧坏。(2) 具有良好的动特性。短路时，电弧、电压等于零，要求 恢复到工作电压的时间不超过005s。(3) 具有足够的电流调节范围和功率。二、弧焊电源按弧焊电源输岀的焊接电流波形形状将弧焊电源分为交流 弧焊电源、直流弧焊电源和脉冲弧焊电源三种类型。每种类型 的弧焊电源，根据其结构特点不同又可分为多种形式。如图1-5 所示。一.弧焊电源弧焊变压器弧焊电源r交流弧焊电源一1-矩形波弧焊电源脉冲

8、弧焊电源直流弧焊电源弧焊发电机 焊整流器 逆变式弧焊电源绝缘栅双极晶体管IGBT 晶闸管式晶体管式图1-5弧焊电源的种类1三、焊条电弧焊设备1 焊条电弧焊的型号A B C X XXX X TH图16焊条电弧焊的型号的编制次序|容积为，氧磔掳据號1能瞬善薜容器常用的2 乙烘发生装置或存储器（1）乙焕发生器，如图24所示。图2-4乙块发生器(2) 溶解乙烘气瓶,如图23 (b)所示。(3) 减压器，如图25所示。回火保险器。图2-5减压器图2-5减压器小弹簧接氣气瓶0门髙圧空接焊炬关开低压空橡皮薄膜壳体调压弹簧图2-5减压器!(5)焊矩，如图2-6所示。图26氧乙块射吸式焊炬1、气焊工艺1 气焊工

9、艺(1)焊丝和焊剂。气焊所用的焊丝是没有药皮的金属丝；其 成分与工件基本相同，原则上要求焊缝与工件达到相等的强度。焊 丝的直径是根据工件的厚度而定。焊接厚度为3 mm以下的工件吋， 所用的焊丝直径与工件的厚度基本相同。焊接较厚的工件时，焊丝 直径应小于工件厚度。焊丝直径一般不超过6 mm。焊接合金钢、铸铁和有色金属时，熔池中容易产生高熔点的 稳定氧化物，如Cr2O3 Si。?和AI2O3等，使焊缝中夹渣。故在焊接 时，使用适当的焊剂，可与这类氧化物结成低熔点的熔渣，以利浮 出熔池。常用焊剂型号及性能见表2-4。常用焊剂性能及用途焊剂 牌号代号名称基本性能用途气剂101CJ101不锈钢及耐 热钢

10、气焊熔 剂熔点900U,有良好的润湿作用，能防止熔化金 属被氧化，焊后熔渣易清除不锈钢及耐热钢气 焊用助剂气剂201CJ201铸铁气焊剂熔点65(TC,呈碱性反应铸铁气焊时助熔剂气剂301CJ301铜气焊熔剂硼基类，易潮解，熔点650C,呈酸性反应，能 有效溶解氧化铜及氧化亚铜铜及铜合全气焊时 助熔剂气剂401CJ401铝气焊熔剂熔点560C,呈酸性反应，极易吸湿受潮，在空 气中易使铝腐蚀，焊后应立即清理干净，气焊时 能有效破坏氧化铝膜铝及铝合金气焊时 助熔剂（2）气焊工艺参。气焊的接头型式和焊接空间位置等工艺问题 的考虑，与焊条电弧焊基本相同，详见第二章焊条电弧焊讲解内容。 气焊的焊接规范则

11、主要是确定焊丝的直径、火焰类型及火焰能率、 焊嘴的大小以及焊嘴对工件的倾斜角度、焊接速度等。不同材料气焊时K值见表2-5。不同材料的气焊速度系数材料名称碳素钢铜黄铜铝铸铁铅左焊法右焊法K值12152412301630焊嘴的选择见表2-6。焊接钢材用的焊嘴焊嘴号123斗5工件厚度（mm）1.51-32-44-77-11夹角的选择见表2-7与图2-7所示o焊嘴与工件甲夹角夹角（度） I 30 I 40 I 5060工件厚度（nun ）1-33-55-77-10图2-7工件厚度与焊嘴倾角关系2 气焊基本操作（1）基本操作。 焊矩握法。 点火、调节火焰与灭火。左焊法与右焊法，如图2-8所示。图2-8左

12、焊法与右焊法(2)平焊、立焊、横焊、仰焊操作。平焊。平焊操作图如图2-9所示。图2-9平焊立焊。立焊操作如图2T0所示。图2-10 立焊横焊。横焊操作如图2-11所示。图2-11横焊仰焊。仰焊操作如图2-12所示。图2-12仰焊第三节气割一、气割过程利用可燃气体同氧混合燃烧所产生的火焰分离材料的热切割， 又称氧气切割或火焰切割。气割时，火焰在起割点将材料预热到燃 点，然后喷射氧气流，使金属材料剧烈氧化燃烧，生成的氧化物熔 渣被气流吹除，形成切口，只要把割炬向前移动，就能把工件连续 切开。气割设备主要是割炬和气源。割炬是产生气体火焰、传递和调 节切割热能的工具，其结构影响气割速度和质量。采用快速

13、割嘴可 提高切割速度，使切口平直，表面光洁。气割过程如图213所示。1-割缝2-割嘴3-氧气流4-工件5-氧气物6预热火焰图2-13气割过程二、气割条件气割的条件包括：一、金属的燃点应低于其熔点；二、金属氧 化物的熔点应低于金属的熔点。常用金属及其氧化物熔点，见表2-8。當用金属及其氧北物熔点1金属名称佥属熔点（C氧化物熔点C纯铁15381300-1500低碳钢1500左右B 00-1500中碳钢1400左右1300-1500低合金钢1400左右1300-1500髙碳钢1300-14001300-1500铜10831230-1336铝6582050灰铸铁12001300-1500辂155019

14、90银14501990三、气割工艺1.气割割炬（1）手工气割割矩，如图2-14所示。1-割嘴2-割嘴螺母3-割嘴接头4.氧气接头螺纹5氧气螺母6-氧气皮管接头7-乙块接头螺纹8-乙块螺母9-乙烘皮管接头、图2J4割炬（2）机械气割工具。GCD2-100A半自动气割机如图215所示。 数控龙门式火焰切割机如图2-16所示。V讒;“2-16数控龙门式火馅切割机2 气割工艺参数（1）气割割嘴到工件表面的距离（L）（2）预热时间（3）气割时氧气的压力（4）气割速度（5）割嘴与被割件的倾角。弟四节 气焊与气割作业女全技术一、气焊与气割的安全分析气焊与气割所应用的乙块、液化石油气、氢气和氧气曇是易 燃易爆

15、气体；氧气瓶、溶解乙块气瓶、液化石油气瓶和乙烘发生器 都属于压力容器。在焊接燃料容器和管道时，还会遇到其他许多易 燃易爆气体和压力容器接触，同时又使用明火，如果焊接设备的安 全装置有缺陷，或者违反安全操作规程，都可能造成爆炸和火灾。 在气焊与气割火焰的作用下，尤其是氮割时氧气射流的喷射，使火 星、熔滴和溶渣四处飞溅，容易造成人员灼烫；较大的火星，熔滴 和熔渣能飞到距操作点5米以外的地方，若引燃易燃易爆物品，可造 成火灾和爆炸。高处作业时，还存在高处坠落以及落下的火星引燃 地面的可燃物品。二、气焊与气割作业安全规定（1）焊接工、切割工必须参加消防培训，经考试取得合格证后, 方能上岗作业。（2）在

16、氧气瓶嘴上安装减压器之前，应进行短时间吹除，以防 瓶嘴堵塞。（3）乙块发生器内、氧气瓶嘴部和开氧气瓶的扳手上均不得沾 有油脂。（4）乙块发生器（溶解乙块气瓶）和氧气瓶均应距明火10米以 上。（5）乙块发生器与焊炬之间均应有可靠的回火防止器。（6）乙烘发生器和氧气瓶均应放置在空气流通的地方，不得在烈日下曝晒，不得靠近火源与其它热源。（7）开启电石桶时，不得猛力敲打，以防止发生火花而引起爆. L（9）在通风不良的地点或在容器内作业时，焊割炬应先在外面点好火。（10）点火时应开乙块少许，点燃后迅速调节氧气和乙烘气，按工作需要选取火焰。11操作完毕后，停止使用焊炬与割炬时，应先关乙焕阀，后 关氧气阀，

17、以防止火焰倒吸或焊、割炬内产生烟灰。-（11）对可燃气体的容器、管道进行焊、割时，可将惰性气体（如氮 气、二氧化碳）、蒸汽或水注入焊、割的容器、管道内，把残存在里面的町 燃气体置换出来。（12）在易燃易爆生产区域内动火，应按规定办理动火审批手续。（13）气焊与电焊在同一点作业时，氧气瓶应垫有绝缘物，以防止气 瓶带电。（14）工作结束后，应将乙块发生器内的电石篮取出，并将容器冲洗 干净。（15）工作结束后，应将乙烘发生器内的电石篮取出，并将容器清 洗干净；将焊、割矩挂在安全的地方，并把所有的阀门关闭，严防 漏气。第一节 焊条电弧焊的原理和特点一、焊条电弧焊的原理焊条电弧焊回路由焊接电源、焊接电弧

18、、焊接电缆、焊钳、焊 条、工件构成。其中焊接电源是焊条电弧焊的主要设备，其作用是 为焊接电弧稳定燃烧提供合适的电弧电压和焊接电流。焊接电弧是 负载、是在焊条端部和工件之间建立的稳定燃烧的电弧。焊接电缆 是用于连接焊接电源、焊钳和工件。二、焊条电弧焊的焊接过程焊条电弧焊的焊接过程如图3-1所示。图31焊条电弧焊的焊接过程M fl 二、焊条电弧焊的基本操作焊条电弧焊是在面罩下观察和进行操作的。由于视野不清，工 作条件较差。因此要保证焊接质量，不仅要求有较为熟练的操作技 术，还应注意力高度集中。焊条电弧焊的基本操作包括引弧、运条及收尾等基本操作。1弓弧引弧是焊接过程中反复进行的动作，引弧技术的好坏直

19、接影响 到焊接的质量。(1) 焊条与工件表面接触要轻微，运动的速度要适中。(2) 焊条提起的高度应控制在3mm-4mm。(3) 引弧应在离焊缝起点10mm处的待焊部位上，电弧引燃后 移至焊缝起点处，再沿焊接方向进行继续焊接。2 运条图3-2焊条有三个基本运动运条是焊接过程中最重要的环节，它直接影响焊缝的外表成形 和内在质量。电弧引燃后，一般情况下焊条有三个基本运动（如图 32所示）。飞四、焊条电弧焊的特点（1）对待焊接头的装配要求较低。（2）易于通过改变工艺操作来控制焊接变形和改善接头应力状 况。（3）焊接lmm以下的薄板不宜用焊条电弧焊。（4）能焊多种材料的金属。（5）与气体保护焊、埋弧焊等

20、焊接方法比较，生产成本较低。（6）生产效率较低，焊工劳动强度较大。（7）对焊工的操作技术水平要求较高。第二节焊接接头类型及焊缝型式一、焊接接头类型焊接接头即用焊接方法联结的接头。在焊条电弧焊中，由于产 品结构形状、材料厚度和工件质量要求的不同，需要采用不同型式 的接头进行焊接。焊接接头主要有四种类型，即对接接头、搭接接 头、T型接头和角接接头，如图43所示。图3-3焊接接头的基本类型1 对接接头两工件端面相对平行的接头称为对接接头。这种接头能承受较 大的载荷，是焊接结构中最常用的一种接头型式，接头上应力分布 比较均匀，容易保证焊接质量，但对焊前准备和装配质量要求相对 较高。2 角接接头两工件端

21、面间构成大于30。，小于135。夹角的接头称为角接接 头。角接接头便于组装、能获得美观的外形、但焊缝的承载能力不 高，所以通常只起连接作用，不能用來传递工作载荷，一般多用于 箱形构件等不重要的焊接结构中。3 搭接接头两工件重叠放置或两工件表面之间的夹角不大于30构成的端 部接头称为搭接接头。搭接接头便于组装，常用于对焊前准备和装配要求简单的结构， 但焊缝受剪切力作用，应力分布不均，承载能力较低，且结构重量 大，在结构设计中应尽量避免采用塔接接头。4T型接头一工件端面与另一工件表面构成直角或近似直角的接称为T型 接头。这种接头承受动载荷的能力较强，在船体结构中约有70%的焊 缝都采用T型接头。另

22、外也常应用于机床焊接的结构中。? I、碑接接头的组织和性能焊接接头由焊缝金属、熔合区和焊接热影响区组成。1 焊接接头的组织和性能焊缝金属是由母材和焊条熔化形成的熔池冷却结晶而成的。2 焊接接头的组织和性能,根据加热温度可以分为熔合区、过热区、正火区、不完全结晶区和再结晶区等。三、焊接坡口的形式1 焊接坡口的形式常用的形式有I型、V型、X型、Y型、双Y型、带钝边U型、双U 型、J型坡口。2 焊条电弧焊常用的坡口形式焊条电弧焊常用的坡口形式有不开破口、Y型坡口、双Y型坡口和 U型坡口等。四、焊接位置1 焊接位置熔焊时，工件焊逢所处的空间位置，叫做焊接位置。按照焊 逢在空间的位置不同，焊接方法可分为

23、平焊、立焊、横焊和仰焊， 如图3-9所示。图3-6 4种焊接方法m n 2 各种焊接位置的操作技术(1) 平焊典型的操作方法，如图3-7所示。图3-7平焊典型的操作方法立焊时的焊接角度，如图38所示。(b) T型接头角缝立焊0 。、 60f耐rm(a图3-8立焊时的焊接角度不开坡口对接横焊的焊条角度，女口图3-9所示。焊接方向7O8075 80图3-9不开坡口对接横焊的焊条角度五、焊接衬垫与引出板1 焊接衬垫背面要求焊透、但施焊又有困难的接头，可采用焊接衬垫。僅用焊橫衬垫目的是为了避免在施焊第-层熔敷金属时，该层熔 化金属仄援头根部穿漏。常用的衬垫有衬条、铜衬垫，打底焊缝和非金属衬垫等。【 2

24、引出板引出板是为了填满焊缝两端的坡口须使用的金属附件，实际 上引岀板是使坡口延长到焊件接缝以外的工具，如图3-15所示。 结构重要的焊缝一般都需要使用引出板。图3-15引出板六、焊接缺陷1 咬边由于操作不正确，或焊接工艺参数选择不正确，在沿着母材 部位烧熔形成的沟槽或凹陷，称为咬边M fl 2气孔焊接时，熔池中的气体在凝固时未能逸出而残留在焊缝中所 形成的空穴，称为气孔。3 未焊透焊接时，焊接接头根部未完全熔透的现象，称为未焊透。4 未熔合熔焊时，焊道与焊道之间或焊道与母材之间，未完全熔化结 合的部分，称为未熔合。5 烧穿焊接过程中，熔化金属自坡口背面流出，形成穿孔的缺陷， 称为烧穿。6 焊瘤

25、焊接过程中，熔化金属流淌到焊缝之外未熔化的母材上所形 成的金属瘤，称为焊瘤。七、焊缝型式焊缝是指焊接后工件中所形成的结合部分。1 焊缝的形式端揍轟按照结合形式,可分为对接焊逢、角焊逢、塞焊逢和2 焊缝成形系数熔焊时，在单道焊缝横截面上焊缝宽度(c)与焊缝计算厚 度(s)的比值称为焊缝成形系数，即：焊缝成形系数用C/S表 示。焊缝成形系数的大小直接影响到焊缝的质量。焊缝成形系 数小时就会形成窄而深的焊缝，但在焊缝中心由于区域偏析会 聚集较多的杂质，抗热裂纹性能差，所以焊缝形成系数值又不 能太小。第三节焊缝符号和焊接方法代号一、焊缝符号*飞諾为了使焊接结构图样清晰，并减轻绘图工作量，一般不按 图示

26、法画出焊缝，而是采用一些符号对焊缝进行标注。在图样 上标注焊接方法、焊缝型式和焊缝尺寸的代号称为焊缝符号。 根据GB324-88焊缝符号表示法的规定，焊缝符号一般由基 本符号与指引线组成。必要时还可以加上辅助符号、补充符号 和焊缝尺寸符号。1 基本符号表示焊缝横截面形状的符号称为基本符号，常用的基本符 号见表3-2 （摘录 GB/T 324-1988）。常用的基本符号名称示意图符号工形焊缝-IIY形焊缝Y带钝边单边V形焊缝r輕边U形焊缝-封底焊缝30角焊缝塞焊缝-丄2 指引线图3-22指引线的组成指引线一般由带有箭头的箭头线和两条基准线（条为细 实线，另-条为虚线）两部分组成，如图3-22所示

27、：3 辅助符号表示焊缝表面形状特征的符号称为辅助符号，见表33。焊 缝表面的形状不需要确切地说明时，可以不用辅助符号。名称示意图符号说明平面符号.焊缝表面齐平凹面符号焊缝表面凹陷凸面符号焊缝表面凸起4 补充符号补充符号是为了补充说明焊缝的某种特征而采用的符号，见 表34。补充符号名称示意图符号说明.带垫板符号表示焊缝底部有 垫板三面焊缝符号n表示三面带有焊 缝周围焊缝符号-O表示环绕工件周 围的焊缝现场符号卜表示在现场或工 地上进行焊接尾部符号5 焊缝尺寸符号焊缝尺寸符号的表示，见表3-5。焊缝尺寸符号名称符号名称符号工件厚度8.焊缝间距E坡口角度a焊脚K-根部间隙b.熔核直径D钝边p焊缝计算

28、厚度S-焊缝宽度c相同焊缝数量符号N根部半径R.坡口深度H-焊缝长度L余葱H-焊缝段数n坡口面角度， 一 一r , 二、焊接方法代号1基本符号相对基准线的位置基本符号相对基准线的位置，如图3-24所示。t底卡、丄丁图3-24基本符号相对基准线的位置2 焊逢尺寸符号标注位置焊逢尺寸符号标注位置如图3-25所示。a 卩 bPHKhSRcd(基本符号)nxl(e)/=二QPHKhSRcd(基本符号)nxl(e) a 卩 b图322焊缝尺寸符号标注位置三、焊接方法在图样的表不几种主要焊接方法的数字表示见表3-6。焊接方法新旧代号的表示一焊接方法GB51858EGB324612焊条直径不超过焊条厚 度3

29、. 2-42 焊接电流常用的各种直径的焊条所合适的焊接电流值见表3-8。焊接电流经验系数与焊条直径的关系焊条直径d / mm1. 62-2. 53. 2 .4-6 经验系数K20-2525-3030-4040-503 电弧电压*电弧电压主要由电弧长度决定。4 焊接速度焊接速度是指焊接过程中焊条沿焊接方向移动的速度，即 单位时间内完成的焊逢长度。5 焊缝层数焊逢层数视工件厚度而定。焊逢层数越多，越有利于提高 焊逢金属的塑性和韧性。6 预热温度预热是指焊前对工件整体或局部进行适当加热的工艺措施。7 后热与焊后热处理焊后立即对工件的局部或全部进行加热或保温，使其缓冷 的工艺措施称为后热。后热的目的是

30、避免形成硬脆组织，使扩 散氢逸岀焊逢表面，从而防止产生裂纹。第五节焊条电弧堆焊一、焊条电弧堆焊的基本知识1焊条电弧堆焊的作用焊条电弧堆焊是用焊接的方法在工件的任意部位焊敷一层具有 一定性能的特殊合金面的焊接工艺。其目的不是为了连接工件，而 是要提高工作面的耐磨损、耐腐蚀、耐热等性能。另外对提高工件 的使用寿命，合理使用材料，提高产品性能，降低成本有显著的经 济效益。但堆焊工作及工作条件十分复杂，堆焊时必须根据不同要 求选用合适的焊条；即不同的工件和堆焊焊条要采用不同的堆焊工 艺，才能获得满意的堆焊效果。2焊接缺陷最常见的焊接缺陷是开裂。3 预热温度预热温度依据所用焊条的碳当量来估算。.4 影响

31、堆焊效果的因素堆焊效果指焊层硬度、耐热及耐磨等性能，其性能好坏与下列因素有关：（1）焊接电流大小、电弧长短。电流大、电弧长，但合金元素易烧损，反之，电流小更有利合金元素过渡。竜（2）预热温度和缓冷条件都决定堆焊层的质量，因此一定 要严格把握这两个条件。二、焊条电弧堆焊的特点焊条电弧堆焊设备简单灵活、应用广泛、成本低，但生产 效率比较低、劳动条件差。适合小批量的中小型零件的堆焊。第一节 焊条、焊丝及母材的熔化焊条、焊丝的熔化与过渡特性以及熔池的物理参数，不仅对焊 接工艺和生产率有很大影响，而且对焊接冶金也有显著影响，同时 在冶炼条件方面给焊接冶金带来许多特点。、焊条、华的熔花曦几种国产焊条熔化系

32、数与熔敷系数的实测数据见表牛1。几种焊条的与Bp型号牌号Am/ (g/A. h)AD/ (g/A. h)E4303J4229. 168. 25E4301J42310. 19. 7E4320J4249. 18. 2E4315J4279. 59. 0E5015J5079. 068. 47二、母材的熔化与熔池的形成1 母材的熔化电弧焊时，母材局部熔化所需热量主要依靠电弧中阳极区（正接 时）或阴极区（反接时2析出的那一部分，大约占电弧总热量的50%以 上，如图4-2所示焊条电弧焊的热量分配。图4-2焊条电弧焊的热量分配2 熔池的形状与焊缝的形成(1) 熔池的形成。焊逢的形成。第二节焊接化学冶金过程焊接

33、化学冶金是研究在熔化焊接过程中所发生的“气体一熔渣 金属”之间的物理、化学变化，熔化金属的结晶凝固，以及由于 焊接热循环造成的焊接热影响区内金属的组织和性能的变化。一、焊接化学冶金反应特点无保护焊低碳钢时焊缝与母材性能比较见表4-2。无保护焊低碳钢时焊缝与母材性能比较性能指标o b (N/iW)5 (% )Cl ()ci * ( J/cm2)母材心390-44025-30180147. 0焊缝卩334-3905-1020-404. 9-24. 5几乎每一种熔焊方法都是为了加强对焊接区保护而发展和 完善起来的。表43归纳了目前熔焊方法中采用的几种保护方式。 除自保护外，其余都是把空气与焊接区机械

34、地隔离开来。 皿熔焊过程中的保护方式保护方式熔焊方式气体保护气焊，TIG, MAG, MIG,等离子弧焊熔渣保护埋弧焊熔渣与气体联合保护具有造气剂的焊条或药芯焊丝的电弧焊真空保护真空电子束焊自保护焊丝中含有电子束焊1、气相对金属的作用氮在铁中的溶解度与温度的关系，如图44所示。e FY-0 5 0 5 0 5 0 5 433 2 2 1 I o o o o o o o o o o o o o o o o o()s娩呂同0.00300.00250.00200.00150.00100.000540000C00(1度温006CEWE 运p、*sgo_图44氮在铁中的溶解度与温度的关系二、气相对金属的

35、作用各种元素对1600C时氮在铁中的溶解度的影响510A金元索的质帛分就/%O5 OO 51 O o O &、魁灌湮逗IM图45各种元素对1600C时氮在铁中的溶解度的影响#诫左啊嚨矣M刎牌殴姥出*匡丑起我臣丑蝶a94函。唱94IH吕*M矣M刼鹦我S出丑系丑fess蝶ai -一 _ :I ， -S “ y；. I ;第三节焊缝结晶过程 -、焊缝金盧结晶特点熔池结晶示意如图4-7所示。图47熔池结晶示意j - i p - V. - I 亠 严円- 二、熔池结晶的一般规律1 形成晶核形成晶核的热力学条件是由过冷度而造成的自由能降低； 形成晶核的动力学条件是自由能降低的程度。T2 晶核长大$依附于母

36、材精粒现成表面而形成共同精粒的凝固方式，称为外延结晶或联生结晶，如图牛8所示。瞬（图48外延结晶示意、二次结晶一次结晶结束后，熔池就转变为固体的焊缝。高 温的焊缝金属冷却到室温时，要经过一系列的组织 相变过程，这种相变过程称为焊缝金属的二次结晶。低碳钢焊缝金属二次结晶结束时，其组织为铁素 体加珠光体。由铁碳合金状态图可知，其中铁素体 约占82%,珠光体约占18%,焊缝金属的硬度约为 83HBSo四、焊缝金属的凝固由于柱状晶的生长速度很快，熔池中即使存在着 难熔质点，也很难作为晶核长大成等轴晶粒。这样， 焊缝就具有柱状晶特征,如图49所示。第四节焊接热影响区组织与性能焊接（或切割）过程中，紧靠焊

37、缝的母材因受热影响（但未熔 化）而发生金相组织力性能变化的区域称为焊接热影响区（HAZ）。 熔焊时，焊接接头由两个相互联系、而其组织和性能又有区别的两 个部分，即焊缝区和热影响区所组成。焊接热影响区分为熔合区、！ 过热区、正火区和不完全重结晶区，如图4-10和图4-11所示。实践表明，焊接接头的质量不仅决定于焊缝区，并且在相当程 度上还决定于热影响区，有时热影响区存在的问题比焊缝区还要复 杂，特别是合金钢焊接时更是如此。所以，研究、掌握热影响区在 焊接过程中组织和性能的变化，有着十分重要的意义。1-焊缝，2-熔合区，3热影响区，4-母材图4-10焊接接头示意M fl 12 3 41-熔合区 2

38、-过热区3 正火区4-不完全重结晶区图411热影响区示意焊接热循环特点在焊接热流作用时,焊件上某一点P的温度随时间的变化过程 叫作焊接热循环。如图412所示为单道焊接的热循环特性。Tmax 峰值温度，0 在某一高温Th以上的停留时间,叫一在某一温度乙时的瞬时冷却速度一图412单道焊接的热循环特性二、焊接热循环条件下的金属组织转 变特点(1) 加热速度对相变点的影响。(2) 加热速度对奥氏体(A)均质化影响。亀(3) 近缝区的晶粒长大在焊接条件下，近缝区由于强烈过 热使晶粒发生严重长大，影响焊接接头塑性，韧性，韧性产生热裂 纹，冷裂纹。不易淬火钢，如低碳钢和合金元素较少的低合金高强钢 (16Mn

39、、15MnTi 15MnV钢)，在固态下合金中除了有同素 异构转变外，还有成分变化和第二相析出，即共析转变和Fe3C 的析岀，其焊接热影响区可分为过热区、重结晶区、不完全重 结晶区和再结晶区等4个区段，如图413所示。(a)热影响区的组织分布，(b)铁碳相图，(c)热循环(图中Tm峰值温度，Tc晶粒长人温度)图4-13焊接热影响区的温度分布与状态图关系第五节控制和改善焊接接头性能的方法一、材料的匹配所谓等强度就是焊缝与母材的抗拉强度相等或相近， 选用焊条应选择焊条抗拉强度与母材相同或稍高的，但i 是焊缝强度并不是比母材越高越好，因为焊缝强度的提 高其塑性就会有所下降，反而对焊缝有害；对强度不等

40、 的两种金属的焊接，可按强度级别低的一侧母材选用焊 条。化学成分相近原则。二、控制熔合比熔合比取决于焊接方法、母材性质、接头形式和板 厚、工艺参数、焊接材料种类等因素。焊接工艺条件对 低碳钢熔合比的影响见表4-2。.焊接工艺条件对低碳钢熔合比的影响焊接方法接头形式工件厚度/mm熔合比焊条电弧焊对接，不开坡口2-40. 4-0. 5100. 50, 6对接，开V形坡口40. 25 -0. 560. 2-0. 410-200. 2-0. 3-.角接及搭接2-4.0. 3-0. 45-200. 2-0. 3堆焊.0. 1-0. 4埋弧焊对接10-300.45-0.75二、焊接工艺方法的选用每种焊接工艺方法都具有自身特点，采用不同的工艺方 法