2016起重机检验师焊接技术选读.docx

第3 章焊接技术3.1 焊接基础知识3.1.1焊接的定义与分类将两块分离的金属其接头部分局部加热到熔化或半熔化状态，采取施加压力或不加压，或填充其 他金属，利用原子间的扩散与结合等方法使它们连接成整体的过程称为焊接。在焊接过程中，将焊件接头加热至熔化状态，不加压力而完成焊接的方法称为熔化焊，也称熔焊， 常用的熔化焊方法有电弧焊、气焊、电渣焊等。采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点、低于母材熔点的温度， 利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法称为钎焊。而在焊接时利用压力使待焊部位的表面在固态下直接紧密接触，并使待焊接部位的温度升高，通 过调节温度，压力和时间，使待焊表面充分进行扩散而实现原子间结合，该方法称为压力焊。压力焊 是典型的固相焊接方法，这类焊接有两种形式，一是将被焊金属接触部分加热至塑性状态或局部熔化 状态，然后施加一定的压力，以使金属原子间相互结合形成牢固的焊接接头，如锻焊、接触焊、摩擦 焊等；二是不进行加热，仅在被焊金属接触面上施加足够大的压力，借助于压力所引起的塑性变形， 以使原子间相互接近而获得牢固的压挤接头，这种压力焊的方法有冷压焊、爆炸焊等。如此按焊接方式的不同可分为熔化焊、压力焊和钎焊三大类：熔化焊焊接具有强度高、紧密性好、工艺简单、操作方便、重量轻和劳动强度低等优点，其中的电弧焊广泛用于起重机金属结构的制造。因此本节重点对此进行介绍。3.1.2常用焊接方法3.1.2.1 手工电弧焊（焊条电弧焊）1. 手工电弧焊特点图3.1 焊条电弧焊过程示意图手工电弧焊是利用焊条与焊件之间的电弧热，将焊条及部分焊件熔化而形成焊缝的焊接方法。焊 接过程中焊条药皮熔化分解生成气体和熔渣，在气体和熔渣的共同保护下，有效地排除了周围空气对 熔化金属的有害影响。通过高温下熔化金属与熔渣间的冶金反应，还原并净化焊缝金属，从而得到优 质的焊缝（如图3.1）。手工电弧焊设备简单，便于操作，适用于室内外各种位置的焊接，可以焊接碳钢、低合金钢、耐 热钢、不锈钢等各种材料，在设备制造中应用十分广泛，比如钢板对接，钢结构腹板与翼板的连接及 各种结构件的连接，都可以采用手工电弧焊。手工电弧焊的缺点是生产效率低，劳动强度大，对焊工 的技术水平及操作要求较高。2. 手工电弧焊设备常用的手工电弧焊电源有交流电焊机、旋转式直流电焊机和硅整流式直流电焊机三种。 交流电焊机是手工电弧焊中应用最广泛的设备。交流电焊机实际上是一个特制的降压变压器，可将初级电压380V或220V降到焊接空载电压60～80V，其内部加有一个比较大的感抗线圈，以保证电 弧稳定燃烧，并能在一定范围内调节焊接电流的大小。交流电焊机具有结构简单，成本低，效率高， 节省电能和使用维护方便等特点。旋转式直流电焊机由一个发电机和一个拖动它的电动机机组组成，由交流网路供电使电动机旋转， 带动发电机电枢旋转发出直流电供焊接之用。焊接电流可在较大范围内均匀调节以满足焊接工艺的要 求，电弧燃烧稳定。硅整流式直流电焊机也称手弧焊整流器，是一种将工频交流电整流变为直流电的手工电弧焊设备。 与旋转式直流电焊机比较，它具有噪声小，效率高，用料少，成本低等优点。这种设备多采用硅整流 元件，因而通常称之为硅整流电焊机。近年，这种电焊机正逐步代替了旋转式直流电焊机。直流电焊机的特点是直流电弧燃烧很稳定，所以用小电流焊接时常常选用，在焊接合金钢、不锈 钢时，也常选用直流电源。直流电源又分正接、反接两种接法。正接是指工件接正极、焊条接负极： 否则，就是反接。在焊接锅炉压力容器受压部件等重要结构时，常选用低氢型焊条以保证质量，这种 焊条一般都要求用直流反接电源。3. 手工电弧焊焊条涂有药皮的供手工电弧焊用的熔化电极称为焊条。它由焊芯和药皮两部分组成。（1）焊芯焊条中被药皮包覆的金属芯称为焊芯。焊芯的作用为：① 作为电极产生电弧；② 焊芯在电弧的作用下熔化后，作为填充金属与熔化了的母材混合形成焊缝。焊芯分类及牌号：a．焊芯分类根据GB／Tl4959．94《熔化焊用钢丝》标准规定，专用于制造焊芯和焊丝的钢材可分为：碳素结构钢和合金结构钢两类。b．焊芯牌号编制焊芯牌号一律用汉语接音字母H作字首，其后紧跟钢号，表示方法与优质碳素结构钢、合金结构钢相同。若钢号末尾注有字母A，则为高级优质焊丝，硫、磷含量较低，其质量分数≤0．030％。若末尾注有字母E或C为特级焊条钢，硫、磷含量更低，E 级硫、磷质量分数≤O．020％，C 级硫、磷质量分数≤0．015％。（2）药皮涂敷在焊芯表面的有效成分称为药皮。药皮的作用为：① 稳弧作用－焊条药皮中含有稳弧物质，可保证电弧容易引燃和燃烧稳定；② 保护作用－焊条药皮熔化后产生大量的气体笼罩着电弧区和熔池，基本上能把熔化金属与空气 隔绝开，