第9章 焊接
GB50661贯标
服
强
Ⅲ
度
分
Ⅳ
类
标称 屈服强度
≤295MPa
＞295Mpa且 ≤370MPa
＞370MPa且 ≤420MPa ＞420MPa
钢材牌号举例
Q195、Q215、Q235、Q275 20、25、15Mn、20Mn、25Mn
Q235q Q235GJ Q235NH、Q265GNH、95NH、Q295GNH
ZG 200-400H、ZG 230-450H、ZG 275-485H
100～200 300～1000
三、规范内容重点介绍
GB50661-2011章节
第一章 总则 第二章 术语和符号 第三章 基本规定 第四章 材料 第五章 焊接连接构造设计 第六章 焊接工艺评定 第七章 焊接工艺 第八章 焊接检验 第九章 焊接补强与加固
10
三、规范内容重点介绍
第三章 基本规定
3.0.1 钢结构工程焊接难度
1.0.2 适用范围
结构类型
钢材厚度
各种工业与民用 钢结构工程中承 受静荷载或动荷 载的工程结构
钢材厚度大于 或等于3mm的 结构钢的焊接
8
焊接方法
手工焊条电弧焊、 气体保护电弧焊、 自保护电弧焊、埋 弧焊、电渣焊、气 电立焊、栓钉焊等 及其相应焊接方法 的组合
三、规范内容重点介绍
第一章 总则
1.0.2 适用范围
② 作用力平行于焊缝长度方向 的纵向对接焊缝不应低于二 级；
③ 铁路、公路桥的横梁接头板与 弦杆角焊缝应为一级，桥面板 与弦杆角焊缝、桥面板与U形 肋角焊缝（桥面板侧）不应低 于二级；
④ 重级工作制（A6～A8）和起 重量Q≥50t的中级工作制（A4、 A5）吊车梁的腹板与上翼缘之 间以及吊车桁架上弦杆与节点 板之间的T形接头焊缝应焊透， 焊缝形式宜为对接与角接的组 合焊缝，其质量等级不应低于 二级。
《金属熔焊原理及材料焊接》习题答案
《金属熔焊原理及材料焊接》习题答案绪 论一、填空题1．连接金属材料的方法主要有____________、____________、____________、____________等形式，其中，属于可拆卸的是___________、____________属于永久性连接的是____________、____________。
2． 按照焊接过程中金属所处的状态不同，可以把焊接分为___________、___________ 和__________三类。
3．常用的熔焊方法有_____________、_______________、_______________等。
4．焊接是通过____________或___________或两者并用，用或不用______________，使焊件达到结合的一种加工工艺方法。
5．压焊是在焊接过程中，必须对焊件施加___________，以完成焊接的方法。
二、判断题（正确的划“√”，错的划“×”）1．焊接是一种可拆卸的连接方式。
﹙ ﹚2．熔焊是一种既加热又加压的焊接方法。
﹙ ﹚3．钎焊是将焊件和钎料加热到一定温度，使它们完全熔化，从而达到原子结合的一种连接方法。
﹙ ﹚4．钎焊虽然在宏观上也能形成不可拆卸的接头，但在微观上与压焊和熔焊是有本质区别的。
﹙ ﹚5．焊接接头由焊缝和因焊接热传递的影响而产生组织和性能变化的焊接热影响区构成。
﹙ ﹚6．焊接是通过加热或加压，或两者并用，用或不用填充材料，使焊件达到原子结合的一种方法。
﹙ ﹚答案一、填空题1．螺纹连接 键连接 铆接 焊接 螺纹连接 键连接 铆接 焊接2．熔焊 钎焊 压焊3．气焊 焊条电弧焊 CO气体保护焊24．加热 加压 填充材料5．压力二、判断题1．× 2．× 3× 4．√ 5．√第一章 焊接热源及其热作用一、填空题1．常用焊接热源有_____________热、_____________热、_____________热、_____________和_____________等。
9-第九章--气焊与热切割
危险
❖ 乙炔的易燃性
！
自然点低（305℃），点火能量小
（0.019mj）。在一定条件下，很容易因分子聚合
（≤540℃，压力＜0.3Mpa）、分解而发生着火、
爆炸（＞580℃、压力＝0.15Mpa）。
乙炔火焰的传播速度～在空气中为2～3.7m/s,
在氧气中为13.5m/s。
乙炔的爆炸性
压力和温度、乙炔的杂质、接触介质、盛装 容器的直径。
宜用二氧化碳灭火器或干粉灭火器扑救。
④ 在任何情况下，应注意避免在容器或管道内
形成乙炔—空气或乙炔—氧气混合气，一旦形成， 必须采取安全措施。
⑤ 乙炔发生器的温度计只能用酒精温度计指示，
禁止使用水银温度计。凡供乙炔使用的器材都不
能用银或含铜量超过70％铜合金制造。
⑥ 乙炔含磷化氢＜0.08 ％。
⑦ 装盛乙炔的容器或管道，不得随意焊补或切
第二节 气焊气割火焰及工艺参数的选择
气割气焊火焰的选择 根据乙炔和氧气混合比例的不同，得到三种不同
的火焰：
表9–1 氧乙炔焰种类、焊接性能和适用范围
火焰种类 氧／乙炔
焊接性能
焊接条件 可焊接的材料
碳化焰 ＜1 中性焰 1～1.2 氧化焰 ＞1.2
火焰中乙炔过剩，含有 游离碳和较多的氢。焊 接低碳钢时会渗碳。火 焰温度2700～3000
低碳钢、低合 金钢、灰铸铁 球墨铸铁、铝 及铝合金
黄铜、青铜等
气焊气割工艺参数的选择
表9－2 工艺参数
常用金属材料气焊工艺参数的选择要点式来选择。 ②焊丝直径可参考表9－3。
火焰能率
①根据焊件的厚度、母材的熔点和导热性及焊缝的空间位置来选择。
②在选择较厚的焊件，熔点较高的金属，导热性较好金属要选择较大 的火焰能率。 ③火焰能率是由焊炬型号及焊嘴号码大小决定。
第9章 高能束焊接
2.2 真空电子束焊设备
由电子枪、工作真空室、高压电源、控制及调整系统、真空系 统、工作台以及辅助装置等几大部分组成，如图9-4所示。
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图9-4 真空电子束焊设备的组成示意图 1-阴极 2-聚束极 3-阳极 4-光学观察系统 5-聚焦线圈 6-偏转线圈 7-聚焦电源 8-偏转电源 9-真空工作室 10-工作台及传动系统 11-工作室真空系统 12-真空控制及监测系统 13-电子枪真空系统 14-高压电源 15-束流控制器 16-阴极加热控制器 17-电气控制系统
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真空系统一般分为两部分：电子枪抽真空系统和工作室抽真空 系统。 低真空泵 该系统中大多使用三种类型的真空泵 油扩散泵 涡轮分子泵 真空系统还需要真空阀门及密封措施，以保证真空室的气压稳 定；真空程度的测量则利用适用于不同压力范围的真空计。 4.工作台和辅助装置 工作台、夹具、转台对于在焊接过程中保持电子束与接缝的位 置准确、焊接速度稳定、焊缝位置的重复精度都是非常重要的。
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应用
电子束焊接可应用于下述材料和场合： 1）除含锌高的材料(如黄铜)、低级铸铁和未脱氧处理的普通低 碳钢外，绝大多数金属及合金都可用电子束焊接，按焊接性 由易到难的顺序排列为鉭、铌、钛、铂族、镍基合金、钛基 合金、铜、钼、钨、铍、铝及镁。 2）可以焊接熔点、热导率、溶解度相差很大的异种金属。 3）对不开坡口焊厚大工件，焊接变形很小；能焊接可达性差的 焊缝。 4）可用于焊接质量要求高，在真空中使用的器件，或用于焊接 内部要求真空的密封器件；焊接精密仪器、仪表或电子工业 中的微型器件。 5）散焦电子束可用于焊前预热或焊后冷却，还可用作钎焊热源。 6）在外太空等极端条件下的焊接，可能是其潜在的应用领域。
第九章 焊接接头超声检测
9.2 钢制承压设备对接焊缝超波探伤
9.2.5 距离——波幅曲线绘制与应用
3）面板曲线 以CSK-ⅢA为例： a）测出探头K值、入射点。 b）仪器抑制置零，衰减器预先衰减一定dB值（如32dB）。 c）将探头对准确10mmΦ1×6短横孔，找到最高回波，调整“增 益” ， 使回波调至满幅100%，记下此时衰减器读数（如30dB）。 d） 固定“增益”、“衰减器”分别测20、30、40、50、60等不同 深 Φ1×6孔。找到最高回波，并在面板上标出相应波高位置。 e）根据各深度Φ1×6孔回波最高位置，直接在面板上划出Φ1×6回 波高度曲线，即为面板曲线。 4）面板曲线应用 a）调灵敏度 b）确定缺陷当量波高及区域
Ⅱ ＞120～ 400
Ⅱ 最大不超过75
在任意4.5T焊缝长度范 围内L′不超过T
Ⅱ
Ⅲ 6～400 Ⅲ Ⅰ、Ⅱ、 Ⅲ
超过Ⅱ级者
所有缺陷 裂纹等危害性缺陷
超过Ⅱ级者
注：1 母材板厚不同时，取薄板侧厚度值。 2 当焊缝长度不足9T（Ⅰ级）或4.5T（Ⅱ级）时，可按比例折算。当折算后的缺陷累计 长度小于单个缺陷指示长度时，以单个缺陷指示长度为准。
9.3.3 T型焊缝探伤
距离-波幅曲线灵敏度的确定。 用斜探头探测时，距离-波幅曲线灵敏度应以腹板 厚度按表19确定；用直探头探测时，距离-波幅 曲线灵敏度应以翼板厚度按表22确定。 对缺陷进行等级评定时，均以腹板厚度为准。
评定线 φ2mm平底孔
定量线 φ3mm平底孔
判废线 φ4mm平底孔
9.3 曲面工件管座角焊缝和T型焊缝探伤
9.3.3 T型焊缝与管座角焊缝缺陷位置的确定 1）T型焊缝超声波探伤对缺陷位置的确定
a）斜探头在翼板上探测
b）斜探头在腹板探测
无损检测超声波探伤第9章 焊缝
4.探测方向的选择 （1）纵向缺陷：为了发现纵向缺陷，常采用以下三种方式进行探测。
①板厚T=8～46mm的焊缝，以一种K值按着用一、二次波在焊缝单面双 侧进行探测，如图(a)
②板厚46＜T≤120mm的焊缝, 以一种或两种K值探头用一次波在焊缝两 面双侧进行探测，如图(b)
③板厚T≥120mm的焊缝, 以两种K值探头用一次波在焊缝两面双侧进行 探测外,还应加用K1.0探头在焊缝单面双侧进行串列式探测，如图(c)。
1.孔穴
气孔是在焊接过程中焊接熔池高 温时吸收了过量的气体或冶金反 应产生的气体，在冷却凝固之前 来不及逸出而残留在焊缝金属内 所形成的空穴。产生气孔的主要 原因是焊条或焊剂在焊前未烘干， 焊件表面污物清理不净等。气孔 大多呈球形或椭圆形。气孔为分 单个气孔、链状气孔和密集气孔。
2.未焊透
未焊透是指焊接接头部分金属未完全熔透 的现象。产生未焊透的主要原因是焊接电流 过小，运条速度太快或焊接规范不当（如破 口角度过小，根部间隙过小或钝边过大等）。 未焊透分为根部未焊透、中间未焊透和层间 未焊透等。
5.裂纹
裂纹是指在焊接过程中或焊后，在焊缝或母材的热影响区范围金属局部破裂的 缝隙。
裂纹分为热裂纹、冷裂纹、和再热裂纹等。热裂纹是由于焊接工艺不当在施焊 时产生的。冷裂纹是由于焊接应力过高，焊条焊剂中含氢量过高或焊件刚性差 异过大造成的。常在焊件冷却到一定温度后才产生，因此又称延迟裂纹。再热 裂纹一般是焊件在焊接后再次加热（消除应力热处理或其它加热过程）而产生 的裂纹。
按裂纹的分布划分有焊缝区裂纹和热影响区裂纹。按裂纹的取向分为纵向裂纹 和横向裂纹。焊缝中的气孔、夹渣是立体型缺陷，危害较小。而裂纹、未熔合 是平面型缺陷，危害性大。在焊缝探伤中，由于余高的存在及焊缝中裂纹、未 焊透未熔合等危险性大的缺陷往往与探测面垂直或成一定的角度，因此一般采 用横波探伤。
第9章药芯焊丝电弧焊
•干伸长度
• 图9-21 干伸长度示意图
• 表9-9 焊丝干伸长度对各性能的影响
性能 熔化速度 电弧稳定性
熔深 气孔
其他
影响
在电流相同的情况下，干伸长度越长， 熔化速度越快
若干伸长度过长，电弧不稳，飞溅增多
中国 欧洲 北美 日本 东盟 韩国
焊条 %
51 17 18 14 60 20
实芯焊丝 % 药芯焊丝 %
28
8
30
5
34
36
埋弧焊丝 及其他 %
13 7 5 11 5 10
•表9-2 几种焊接方法综合成本比较
国家
药芯焊丝值（比值）
中国16mm板 3.32元/米（1.00）
美国16mm板 4.4美元/（1.00）
流量过小，保护效果变差，焊缝易出现凹坑和气 孔。流量过大会产生紊流，从而破坏气保护。气体流 量的设定，取决于保护气体的种类、气嘴直径和焊接 电流等因素。
• 表9-8 气体流量与气孔的关系
喷嘴高度/mm 20
气体流量/L/min 25 20 15 10 5
外观气孔 焊缝内部气孔
无
无
无
无
无
无
微量
少量
少量
9.2.4 药芯焊丝的焊接烟尘
表9-5 几种焊接材料的平均发尘速率及飞溅量对比
发尘速度mg/min 飞溅g/min
焊条 200～450
2～3
CO2实芯焊丝 400～600 2.5～3.5
药芯焊丝 500～850 0.7～1.2
（1）发尘机理
一般认为焊接烟尘是焊接区蒸发出来的金属及 其冶金反应物蒸汽远离焊接区后凝结而成，以气溶 胶的形式存在。
铸铁的焊接
9. 1灰铸铁的焊接
• 焊后，减应区A处、B处与C处同时收缩，使C处的焊接应力大为降低， 裂纹基本上可以避免。采用加热减应区法氧乙炔气焊灰铸铁，焊接成 败的关键是正确选择加热减应区和减应区加热时间及加热温度的控制。 实践表明:能使焊缝获得最大的横向张开的位移，是减应区的最佳位 置选择。因此，应该让减应区主要变形方向与焊缝开闭方向一致。
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9. 1灰铸铁的焊接
• (2)气焊熔剂 • 铸铁件用气焊焊接时，由于难熔氧化物SiO2(〔熔点为1713℃〕)的存
在，粘度较大，使焊接过程难以进行或熔合不好，若不及时清除，容 易在焊缝中形成夹渣。 SiO2是酸性氧化物，可以用碱性物质与其化 合生成低熔点的复合盐浮在焊缝熔池的表面，在焊接过程中，随时用 焊丝将其扒出熔池。气焊熔剂用CJ201。 • (3)焊炬的选择 • 焊炬宜选用大、中号焊炬，使气焊过程加热速度加快，并且起到使焊 接接头缓慢冷却的效果，同时，也有利于清除焊缝内部的气孔、夹渣。
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9. 1灰铸铁的焊接
• 9.1.3灰铸铁的焊接工艺
• 1.灰铸铁的气焊 • 由于氧乙炔气焊火焰温度在3400℃以下，不仅温度比电弧焊时低得
多，而且焊接时的热量也不集中，加热速度缓慢。焊后可以利用气体 火焰进行焊缝的整形或对补焊区继续加热，使焊缝缓冷，消除应力。 因此，气焊只适用于薄壁的、刚度较小的铸铁件的缺陷补焊。 • (1)焊前预热 • 对于刚度较大的铸铁件，为了减小焊接应力，防止产生裂纹，焊前应 将铸铁件在热处理炉中进行整体预热，预热温度为600~700℃，焊后 缓冷。
• (5)焊丝的选用 • 铸铁件气焊时，宜采用中性焰或弱碳化焰。用RZC型焊丝焊接，由于
焊丝中的碳、硅含量高于灰铸铁，所以，有利于焊缝金属的石墨化及 弥补气焊过程中的氧化和烧损。
焊接课后习题答案
焊接课后习题答案绪论1、什么是焊接?焊接是指通过加热或加压，或两者并用，并且用或者不用填充材料，使工件达到结合的一种方法。
第一章1、焊接热过程有何特点？焊条电弧焊焊接过程中，电弧热源的能量以什么方式传递给焊件？其一是对焊件的加热是局部的，焊件热源集中作用在焊件的接口部位，整个焊件的加热时不均匀的。
其二是焊接过程是瞬时的，焊接热源始终以一定速度运动。
主要是通过热辐射和热对流。
2、什么叫焊接温度场？温度场如何表示？影响温度场的主要因素有哪些？焊接过程中每一瞬时焊接接头上各点的温度分布状态称为焊接温度场。
可用列表法、公式法或图像法表示。
影响因素:1热源的性质及焊接工艺参数，2被焊金属的热物理性质，3焊件的几何尺寸级状态。
3、焊接热循环的主要参数有哪些？有何特点？有哪些影响因素？焊接热循环的主要参数是加热速度（VH）、最高加热温度Tm、相对温度以上停留时间（tH）及冷却速焊接热循环具有以下特点：1焊接热循环的参数对焊接冶金过程和焊接热影响区的组织性能有强烈的影响，从而影响焊接质量。
2焊件上各点的热循环不同主要取决于各点离焊缝中心的距离，离焊缝中心越近，其加热速度越大，峰值温度越高，冷却速度也越大。
4、焊接冶金有何特点？焊条电弧焊有几个焊接化学冶金反应区？1焊接冶金反应分区域连续进行，2焊接冶金反应具有超高温特征，3冶金反应界面大，4焊接冶金过程时间短，5焊接金属处于不断运动状态。
药皮反应区、熔滴反应区、熔池反应区。
5、焊条电弧焊各冶金反应区的冶金反应有何不同？药皮反应区是整个冶金过程的准备阶段，其产物就是熔滴和熔池反应区的反应物，对冶金过程有一定的影响。
熔滴反应区是冶金反应最剧烈的区域，对焊缝的成分影响最大。
熔池反应区是对焊缝成分起决定性作用的反应区。
6、焊条加热与焊化的热量来自于哪些方面？电阻热过大队焊接质量有何影响？来自于三个方面：焊接电弧传递给焊条的热能；焊接电流通过焊芯时产生的电阻热；化学冶金反应产生的反应热。
机械制造基础(第二版)第9章 z铸造锻压与焊接
机械制造基础
第九章 铸造、锻压和焊接
9-2 锻压
9-2 锻压
锻压是一种借助工具或模具在冲击或压力作用下，对金 属坯料施加外力，使其产生塑性变形，改变尺寸、形状及性 能，用以制造机械零件或零件毛坯的成形加工方法，锻压叉 称作锻造或冲压。
砂型铸造的基本工艺过程如图9－6所示。主要工序有制 造模样和芯盒、备制型砂和芯砂、造型、造芯、合型、浇注、 落砂清理和检验等。其中造型(芯)是砂型铸造最基本的工序， 按紧实型砂和起模方法不同，造型方法可分为手工造型和机 器造型两种。
9-1 铸造
9-1 铸造
1．手工造型 手工造剂操作灵活，工装简单，但劳动强度大，生产率低，
(1)应尽量使铸件位于同一铸型内
不合理
合理
9-1 铸造
(2)尽量减少分型面
9-1 铸造
(3)尽量使分型面平直
9-1 铸造
(4)尽量使型腔和主要型芯位于下砂箱
不合理
合理
9-1 铸造
（二）确定铸造主要工艺参数 铸造工艺参数是指铸造工艺设计时需要确定的某些数据。 主要指加工余量、起模斜度、铸造收缩率、型芯头尺寸、 铸造圆角等。这些工艺参数不仅和浇注位置及模样有关， 还与造芯、下芯及合型的工艺过程有关。 在铸造过程中，为了便于制作模样和简化造型操作，一 般在确定工艺参数前要根据零件的形状特征简化铸件结构。 例如零件上的小凸台、小凹槽、小孔等可以不铸出，留待 以后切削加工。在单件小批生产条件下铸件的孔径小于30 mm、凸台高度和凹槽深度小于10 mm时，可以不铸出。 1．加工余量 在铸件工艺设计时预先增加而在机加工中再切去的金属层厚 度，称为加工余量。根据GB／T 11350—1989《铸件机械 加工余量》的规定，确定加工余量之前，需先确定铸件的尺 寸公差等级和加工余量等级。
ASME中文第9章
第9章热处理1 热处理工艺1.1设计工程师在图纸上提出热处理要求，焊接工程师应编制热处理工艺（表9-1），此工艺应符合规范、适用的WPS的重要变素、材料证明书和客户技术条件中的数据等要求，并由工艺部部长批准。
热处理工艺中至少要包括以下内容：1）热处理方式；2）材质及其名义厚度；3）保温温度和时间；4）加热和冷却速度；5）容器或部件上热电偶的位置和安装方法；6）装炉和出炉温度；7）加热方式（整体炉内加热还是局部加热）包括加热范围以及保温范围；8）支架或固定装置，如果需要；9）容器或部件在热处理炉摆放位置，如果需要；10）是否需要带试板。
2设施和测量设备焊接工程师应验证温度测量和记录设备应有足够的量程和精度，并按本手册第10章的要求进行标定。
3热处理操作3.1规范产品的热处理可以由JSHY自己或外包厂完成。
对外包厂完成的热处理，热处理程序可以由JSHY的焊接工程师编制，也可以由外包厂编制，但都需经JSHY的工艺部部长批准。
3.2所有送到外包厂进行热处理的材料和规范产品应由焊接工程师做记录鉴别号（当材料禁止打钢印时）。
在委托热处理合同中应规定相关的信息；如鉴别号、材料牌号、工作令号和图纸号等。
3.3J SHY的检验员应监督热处理的操作，确认符合热处理工艺的要求，热处理记录和温度-时间曲线应经操作者和检验员签字。
当热处理分包时，热处理记录和温度-时间曲线应经分包单位的操作者和检验员签字。
3.4检验员应编制热处理报告（表9-2），并附上温度-时间曲线，当热处理分包时，检验员应收集分包单位提供的热处理记录和温度-时间曲线，然后交焊接工程师审核和接受。
3.5所有的热处理文件，包括程序、温度-时间曲线和报告等应交AI审核和接受。
焊接操作技能实训 第9章 垂直骑坐式管板对接
项目九
垂直骑坐式管板对接
2.试件装配 (1)钝边0.5-1mm,无毛刺。 (2)清理试件管板孔周围20mm和管子端部、坡口面内、外表面20mm范围内的油污、锈蚀、水分及其他污物,直至 露出金属光泽。 (3)装配 1)间隙
根部间隙试件上部平位留3.2mm;下部仰位留2.5mm,上部放大间隙是作为焊接时焊缝的收缩量要求管子内 径与板孔同心，错边量≤0.4mm,管子与管板相垂直。 2)定位焊
检测结果 得分
无咬边 无夹渣 无未熔和
8
深度>0.5mm，累计长15mm，扣1分
8
每处夹渣扣0.5分
8
未熔合累计长10mm，扣1分
焊缝起头、接头、收尾无缺陷
9
起头、收尾过高、脱节每处各扣1分
焊缝宽度不均匀≤3mm
8
焊缝宽度变化>3mm，累计长30mm，不得分
焊缝内部无气孔、夹渣、未熔透、裂纹
10
Ⅰ级片不扣分，Ⅱ级片扣5分，Ⅲ级片扣8分，Ⅳ 级片扣10分
采用两点固定试件上半部,即焊接时钟2点和10点位置,定位焊缝长度为5-10mm,两端修磨成斜坡,便于接头。 点焊缝厚度为2~3mm,要求焊透、无夹渣、气孔缺陷。
4
项目九
垂直骑坐式管板对接
3.焊接工艺参数 垂直骑座式管板对接焊接工艺参数选择见表2-23。
表2-23 垂直骑座式管板对接焊焊接工艺参数
焊接层数
焊缝宽度比坡口每侧增宽0.5～2.5mm；宽 度差≤3mm
8
每超差1mm，累计长20mm，扣1分
焊缝余高差≤2mm
8
每超差1mm，累计长20mm，扣1分
角变形≤3°
5
错位量≤0.1板厚
5
违章从得分中扣分
机械制造工艺学课件-焊接工艺
第9章焊接工艺与工艺规程9.1 焊接工艺9.2 焊接质量及检验9.3 焊接工艺性分析9.4 焊接工艺规程设计三、焊接工艺流程手弧焊，CO2气体保护，埋弧焊的焊接工艺都有其共同相似之处，但有其个性区别。
现以手弧焊为例介绍其焊接工艺流程：1、焊前准备焊条、焊丝（焊剂）的选择：工件材质，焊缝质量要求，焊条焊丝（焊剂）选用。
（1）焊条烘干：除尘焊条涂层中的水分，施焊前方可取适当数量的焊条。
对手弧焊，焊条烘干。
（2）焊前对工件的清理：除锈（板料预处理），除渣、水、油污等保持待焊工件的清洁。
重要焊缝，尚需刨去焊缝位置的氧化皮。
（3）工件组装：拼装、冷作、定位焊组装工件成型，保证焊接结构的形状和尺寸，并进行定位（点焊）。
还包括焊接平台、胎具的选择，控制焊接变形。
（4）工件预热：碳钢一般不需要预热，低合金钢工件需要预加热（冬季）。
合金钢施焊前要进行工件的全部预热或局部预热，特别在冬季，低温季节，预热可以减小接头焊后冷却速度避免产生硬组织，减小焊接应力及变形，防止产生裂纹现象。
2、施焊过程：（1）焊条直径与焊机电流的选择：焊条、焊纹的直径和焊机电流的选择。
焊条直径选择通常根据焊接工件的厚度和焊接电流范围确定。
1、焊条直径与工件厚度的关系：板厚δ(㎜)≤4㎜，4～12㎜，＞12，＞16焊条直径d(㎜)1.6～2.5，3.2～4，7，4，5，62、焊接电流与焊条直径关系：焊条直径（d）1.6 2.0 2.5 3.2 4 5 6 260～300焊接电流（A）25～40，40～60，50～80，100～130，160～200，200～270（2）焊接电流的控制：焊接电流是焊接的主要工艺参数，施焊时应操作焊机置于适当的电流档位，以控制电流时大小适中。
讨论：1、电流过大：会烧穿工件，产生咬边，气孔，焊缝晶粒组织粗大，降低延伸性，渗层崩落失效（易产生气孔）。
2、电流过小：会造成未焊透，未熔合，气孔夹渣。
（3）焊缝层数：厚板的焊接，一般要开坡口，并采取多层焊和多层多道焊。
第9章 焊缝UT(无损检测超声波II级)
（1）焊接方法 焊接的方法很多，主要有手工电弧焊、埋弧自动 焊、气体保护焊、及电渣焊等。 ①焊缝接头型式和坡口形状 焊缝接头型式主要有：对接接头、T型接头、角接 接头和搭接接头（图3-76）
②焊缝接头分为部分焊透（图3-77）和全焊 透。用超声波探测部分焊透附近的缺陷是有 困难的。
平行或斜平行扫查：针对横向缺陷 串列式扫查：针对厚板焊缝与探伤面垂直的 未焊透、未熔合等缺陷
平行或斜平行扫查
串列式扫查
缺陷位置的测定 1、声程定位法(仪器1：n调节扫描比例)
一次波发现缺陷：Lf=xfsinβ df=xfcosβ 二次波发现缺陷：Lf=xfsinβ df=2T-xfcosβ
未焊透对比试块一般用直角槽作参考反射体，当 探头k值大于1.5时，回波与槽深不成简单的正比 关系。而出现图形状的回波曲线。因而用k值大于 1.5的探头不能对根部未焊透作槽当量定量。
④未熔合 未熔合有坡口面的母材与焊缝金属之间的未熔合及焊层之 间的未熔合。多层焊缝层与层之间的未熔合，其高度一般 不大，所以回波不太强。 ⑤裂纹 裂纹是指在焊接过程中或焊后，在焊缝或母材的热影响区 局部破裂的缝隙。按裂纹成因分为：热裂纹、冷裂纹、再 热裂纹等。热裂纹是由于焊接工艺不当在焊接时产生的； 冷裂纹是由于焊接应力过高、焊条中含氢量过高或焊件刚 性过大造成的。常在焊件冷却到一定温度后才产生，因此 又称延迟裂纹。再热裂纹一般是焊件在焊后再次加热过程 中产生的裂纹。 按裂纹的分布分为焊缝区裂纹和热影响区裂纹。按裂纹的 取向又分为纵向裂纹和横向裂纹。
③为使结合部分完全熔合，焊前母材接合部 分应加工成一定的形状，称为坡口（图378）。常见的坡口型式如图3-79。
焊接课程设计参考文献
焊接课程设计参考文献一、课程目标知识目标：1. 让学生理解焊接技术的基本概念，掌握焊接过程中电流、电压、焊接速度等关键参数对焊接质量的影响。
2. 使学生掌握不同焊接方法的优缺点及适用范围，了解焊接材料的选择原则。
3. 帮助学生了解焊接过程中常见缺陷的类型、产生原因及其防治措施。
技能目标：1. 培养学生能够正确使用焊接设备，进行基本焊接操作，如电弧焊、气体保护焊等。
2. 提高学生焊接施工图样的识图能力，使其能够根据图纸要求完成焊接作业。
3. 培养学生具备初步的焊接质量检测能力，如外观检查、无损检测等。
情感态度价值观目标：1. 培养学生热爱劳动，养成良好的职业道德，增强安全生产意识。
2. 激发学生对焊接技术的兴趣，引导他们关注焊接行业的发展动态，培养创新精神和团队合作精神。
3. 培养学生严谨、认真的学习态度，提高他们面对问题的解决能力。
课程性质：本课程为专业技术课程，以实践操作为主，理论讲授为辅。
学生特点：本课程针对的是高二年级学生，他们已经具备一定的物理、化学基础知识，具有较强的动手能力和好奇心。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强化实践操作技能的训练，注重培养学生解决实际问题的能力。
在教学过程中，关注学生的个体差异，因材施教，确保每个学生都能达到课程目标。
通过本课程的学习，使学生具备焊接领域的基本知识和技能，为后续专业课程学习及未来职业生涯打下坚实基础。
二、教学内容1. 焊接基础知识：包括焊接的定义、分类及焊接方法的基本原理，重点讲解电弧焊、气体保护焊、激光焊等常见焊接方法。
教材章节：第一章 焊接概述、第二章 焊接方法及工艺2. 焊接材料与设备：介绍常用焊接材料（如焊条、焊丝、保护气体等）的性能及选用原则，使学生了解焊接设备的结构、性能及其操作方法。
教材章节：第三章 焊接材料、第四章 焊接设备与工艺装备3. 焊接工艺与施工：讲解焊接工艺参数的选取与调整，分析焊接施工中应注意的问题，提高学生焊接施工的实际操作能力。
Solidworks2013中文版基础教程第九章焊件设计
9.2 结 构 构 件
在零件中生成第一个结构构件时， 【焊件】 图标将被添加到特征管理器设计树中。 在 【配 置管理器】中生成两个默认配置，即一个父配置(默认“按加工”)和一个派生配置(默认“按焊 接”)。 1. 结构构件的属性种类 结构构件包含以下属性。 (1) 结构构件都使用轮廓，例如角铁等。 (2) 轮廓由【标准】、【类型】及【大小】等属性识别。 (3) 结构构件可以包含多个片段，但所有片段只能使用一个轮廓。 (4) 分别具有不同轮廓的多个结构构件可以属于同一个焊接零件。 (5) 在一个结构构件中的任何特定点处，只有两个实体才可以交叉。 (6) 结构构件在特征管理器设计树中以【结构构件 1】、【结构构件 2】等名称显示。结 构构件生成的实体会出现在 【实体】文件夹下。 (7) 可以生成自己的轮廓，并将其添加到现有焊件轮廓库中。 (8) 焊件轮廓位于安装目录：\data\weldment profiles。 (9) 结构构件允许相对于生成结构构件所使用的草图线段指定轮廓的穿透点。 (10) 可以在特征管理器设计树的 文件夹下选择结构构件， 并生成用于工程图中的切割清 单。 2. 结构构件的属性设置 单击【焊件】工具栏中的 按钮，或者选择【插入】|【焊件】|【结构构件】菜单命令， 系统打开【结构构件】属性管理器，如图 9-1 所示。
9.3.2
剪裁/延伸结构构件的方法
(1) 单击【焊件】工具栏中的 按钮或者选择【插入】|【焊件】|【剪裁/延伸】菜单命令， 系统弹出【剪裁/延伸】属性管理器。 (2) 在【边角类型】选项组中，单击 按钮；在【要剪裁的实体】选项组中，单击【实体】 选择框，在图形区域中选择要剪裁的实体，如图 9-7 所示；在【剪裁边界】选项组中，单击 【面/实体】选择框，在图形区域中选择作为剪裁边界的实体，如图 9-8 所示。在图形区域中显 示出剪裁的预览，如图 9-9 所示，单击 按钮。
工程材料及成形技术复习题10.11.23
工程材料及成形技术单元测验题第一章：单元测验题一、名词解释：单晶体、多晶体、强度、塑性、硬度、置换固溶体、间隙固溶体、相、相组成物、组织、组织组成物、冲击韧度、点缺陷、线缺陷，面缺陷，合金、二元合金，三元合金、固溶强化、弥散强化、第二相强化，陶瓷、抗拉强度、疲劳强度、抗氧化性，抗腐蚀性。
二、简答2、下列晶体结构属于哪一种晶格结构：α-Fe、γ-Fe、Al、Cu、Ni、 Cr、V、Mg、Zn、各属何种晶体结构？3．什么是强度？其常用性能指标有哪些？各用什么符号表示？4．什么是塑性？其常用性能指标有哪些？各用什么符号表示？6．什么是硬度？常用的硬度实验方法有哪些? 各用什么符号表示？7．布氏硬度试验和洛氏硬度试验各有什么优点，什么条件下应用布氏硬度比洛氏硬度试验的好。
9．什么是冲击韧度？其值什么符号表示？Ak表示什么意思？4．什么是固溶体、间隙固溶体、置换固溶体、有限固溶体和无限固溶体？6．什么是固溶强化？固溶强化和冷变形强化有何异同之处？1-6 何为韧性位错？位错密度对材料的力学性能有何影响？1-7 指出下列名词的主要区别：（1）置换固溶体与间隙固溶体；（2）相组成物和组织组成物。
1-8 置换原子和间隙原子的固溶强化效果哪个大些？为什么？1-9 金属间化合物在结构和性能方面与固溶体有何不同？常见的金属化合物有几种类型？他们对合金的性能有何影响？第二章：单元测验一、概念题二元匀晶相图；共晶相图；变质处理p36三、分析题1、指出共晶线、共析线、包晶线、共晶点、共析点。
（5分）2、写出三个反应式子：共析反应、包晶反应变、共晶反应（6分）3、分析含碳量分别为0.40%、的铁碳合金从奥氏体冷至室温时的平衡结晶过程（在图中画出分析的竖直辅助线）。
（7分）4、分析含碳量分别为1.2%、的铁碳合金从奥氏体冷至室温时的平衡结晶过程（在图中画出分析的竖直辅助线）。
（7分）四、思考计算题：1、细化晶粒是提高金属性能的重要途径之一，控制晶粒大小的方法主要有哪几种？p352、已知A(熔点650℃)与B(熔点560 ℃)二组元在液态时无限互溶；在320℃时，A溶于B的最大溶解度为31％，室温时为12％；但B不溶于A；在320℃，含42％B的液态合金发生共晶反应。
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4、电焊条牌号与型号
(1)焊条牌号 是焊条产品的具体命名。 根据主要用途及性能特点命名。 每种产品只有一个牌号，但多种 牌号可同时对应于一种型号。 焊条牌号通常以一个汉语拼音字 母（或汉字）与三位数字表示。
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结构钢焊条牌号
J422，中“J”表示结构钢焊条,按用 途分 第一、二位数字“42”表示焊缝金 属的抗拉强度等级（用MPa值的 1/10表示）， 末位数字“2”表示药皮类型及焊接 电源的种类
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碳钢焊条型号
E4315中“E”表示焊条； 前两位数字表示熔敷金属抗拉强度 的最小值，单位为MPa值的1/10； 第三位数字表示焊条焊接位臵，“0” 及“1”表示用于全位臵焊接（平、 立、仰、横），“2”表示适用于 平焊及平角焊，“4”适用于向下 立焊； 第三位和第四位数字组合时表示焊 接电流种类及药皮类型。
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近三十年来，发展了钨极、熔化极 脉冲氩弧焊，扩大了应用范围。 用可控的脉冲电流代替连续电流， 控制电弧能量，精确控制熔池体 积、焊缝熔深及溶滴过渡等，可 焊接薄板或超薄板构件。 直流脉冲TIG焊可焊小至0.1mm的 薄板。
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第二节 焊接接头和坡口 形式
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碱性焊条焊接的焊缝机械性能 良好，特别是冲击韧性比较高， 主要用于重要结构的焊接。 氟化物粉尘有害，应加强现场 的通风排气，以改善劳动条件。 典型的碱性焊条有J507。
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（3）按焊条药皮主要成分分类 当药皮中含有30％以上的二 氧化钛及20％以下的钙、 镁的碳酸盐时，就称为钛 钙型。
2、药皮
又称为涂料，保证熔敷金属具 有一定的成分和性能。 采用氧化物、碳酸盐、硅酸盐、 有机物、氟化物、铁合金及 化工产品等上百种原料粉末， 按照一定的配方比例混合而 成。
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药皮中各种组分作用：
1）稳弧剂：凡易电离的物质均能稳弧。 用碱金属及碱土金属化合物，碳酸钾、 碳酸钠、大理石等。 2）造渣剂：形成溶渣，覆盖熔化金属 表面，保护熔池及改善焊缝成形 3）脱氧剂：降低含氧量，提高机械性 能。主要脱氧剂有锰铁、硅铁、钛铁。 4）造气剂：高温下分解出气体，保护 电弧及熔池，防止空气中氧和氮侵入
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引燃电弧：接触引弧和非接触引弧。 手工电弧焊采用接触引弧。 瞬时接触短路,接触点电流密度相当大； 氧化皮电阻大产生热，金属熔化蒸发。 焊条提起，空间内充满了金属蒸气和空气， 其中某些原子可能已被电离。 刚拉开瞬间，阴极发射电子。气体介质被 撞击电离,电弧温度升高,引燃。 维持一定电压，连续放电，电弧连续燃烧。
第九章 焊 接
通过适当的物理化学过程使两个分离 的固态物体产生原子（分子）间结合 力而连接成一体的连接方法。
熔化焊、压力焊、钎焊。
熔化焊又分为气焊、电弧焊、电渣焊、 等离子弧焊等。 化工装臵焊接的构件量约占75％左右。
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第一节 电弧焊
利用电弧热量加热并熔化金属进行焊接 一、焊接电弧 一种强烈的持久的气体放电现象。 在一定的电场作用下，将电弧空间的气 体介质电离，带电质点分别向着电场 的两极方向运动，使局部气体空间导 电，而形成电弧。
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3、电焊条的分类
（1）按用途分
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（2）按熔渣的碱度分类
酸性焊条和碱性焊条。 酸性焊条焊接工艺性好，成形整洁, 去渣容易，不易产生气孔和夹渣。 但药皮氧化性强使合金元素烧损大, 机械性能（冲击韧性）比较低。 酸性焊条一般均可用交直流电源。 典型的酸性焊条是J422。
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二、埋弧焊用焊丝和焊剂
焊丝牌号与优质碳素钢钢号的 表示方法类似，前面加上 “H”。强度钢用焊丝牌号如 H08、H08A、H10Mn2。 若牌号最后带有A字，表示为S、 P含量较少的优质焊丝。
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国产焊剂依据化学成分分类，在牌 号前面加HJ，如HJ431。 第一位数字表示氧化锰的平均含量， 如“４”表示含MnO>30％； 第二位数字表示二氧化硅、氟化钙 的平均含量，如“３”表示高硅低 氟型（SiO2>30% , CaF2<10%）； 末位数字表示同类焊剂的不同序号。
2、焊缝的外部缺陷
（1）焊缝增强过高 坡口的角度开得太小 或焊接电流过小 应பைடு நூலகம்集中，为提高疲 劳寿命，要求将焊 缝的增强高铲平。
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（2）焊缝过凹
焊缝机械性能与基体金属一致； 其次，在化学成分方面接近基体 还应根据焊接位臵及板厚确定药皮 类型。 常用钢号查表2-15， 不同钢号相焊接查表2-16
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第四节焊接缺陷与焊接 质量检验
一、焊接缺陷 1、焊接变形 应力超过屈服 极限产生焊 接变形；超 过强度极限 会出现裂缝。
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（GB5293-85）规定焊剂型号： HJ401－H08A的焊剂，用 H08A焊丝按本标准，抗拉强 度为412－550MPa，屈服强 度不小于330MPa，伸长率不 小于22％，在0℃时冲击值不 小于34.3J/cm2 。
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三、焊条、焊丝及焊剂的 选用
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低合金钢焊条型号
如E5018－A1，后缀字母为熔敷金属 的化学成分分类代号
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不锈钢焊条型号
E308－15，字母E表示焊条，“E” 后面数字表示熔敷金属化学成分分 类代号， 短划“-”后面的两位数字表示焊条 药皮类型、焊接位臵及焊接电流种 类
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二、手工电弧焊
设备简单,操作灵活,对不同位臵、不 同接头焊缝均能方便焊接，目前仍 广泛使用。
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短路，随即分开（2－4mm）引燃电弧。 电弧下工件熔化构成一半卵形熔池。 药皮熔化,气体隔绝空气,免于氧、氮侵害； 溶渣,喷向熔池或与焊芯熔滴喷向溶池。
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在电弧及熔池中，液态金属、熔渣和电弧 气体间发生某种物理化学变化， 熔池内气体和渣上浮。电弧移去,温度降 低，金属和渣凝固,结晶连接。 渣壳脱落露出带鱼鳞纹状的金属焊缝。
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常用焊条
a.E4303、E5003焊条 钛钙型。主要用于较重要的碳钢结构。 b. E4315、E5015 焊条 低氢钠型，主要用于重要的低碳钢结构及 低合金钢结构，也被用于焊接高硫钢和 涂漆钢 c. E4316、E5016型焊条 低氢钾型，电弧稳定，主要用于重要的低 碳钢结构与低合金钢结构。
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埋弧自动焊的不足之处 1)不及手工焊灵活，一般只适合于 水平位臵或倾斜度不大的焊缝； 2)工件边缘准备和装配质量要求较 高、费工时； 3)由于埋弧操作，看不到熔池和焊 缝形成过程，必须严格控制焊接 规范。
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四、氩弧焊
氩气的电离势较高，引弧较困难， 常借用高频振荡器产生高频高压 电引弧。 氩气的散热能力较低，一旦引燃后， 能较稳定地燃烧。 氩弧焊按所用的电极不同分为两种： 非熔化极氩弧焊和熔化极氩弧焊。
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焊条接负极、工件接正极时为正接 法；反之为反接法。 一般用碱性低氢型焊条（如J507）， 为使电弧稳定燃烧，规定用直流 反接法； 用酸性焊条（如J422）焊接厚钢板 时，用正接法，因为阳极部分温 度高于阴极部分，用正接法可得 到较大的熔深； 焊接薄钢板及有色金属采用反接法。
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对接接头、T形接头、角接接头和 搭接接头 一、对接接头 容易焊透，受力情况好，应力均匀， 联接强度高，焊接接头质量容易 保证。 坡口的主要作用是保证焊透
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X形坡口可减少焊条金属量二分之一， 变形及内应力小 较重要的焊接结构用U形坡口
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等厚度焊接，避免焊不透或烧穿；
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奥氏体铬镍不锈钢焊条牌号
A132中“A”表示奥氏体不锈钢 焊条； 第一、第二位数字表示焊缝金 属主要化学成分组成 末位数字表示药皮类型和焊接 电源种类
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（2）焊条型号
是以焊条国家标准为依据、反 映焊条主要特性的一种表示 方法。 焊条型号根据焊缝金属的力学 性能、药皮类型、焊接位臵 和焊接电流种类划分。
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1、非熔化极氩弧焊（TIG焊）
电极只发射电子、产生电弧，本 身不熔化，常用熔点较高的钍钨 棒或铈钨棒作为电极，又叫钨极 氩弧焊。 可以用手工进行，也可以自动进 行。
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非熔化极氩弧焊（TIG焊）
防止电极熔化和烧损，电流不能过 大，常用于焊接4mm以下的薄板， 管子对接、管子与管板的连接
薄板≤10mm，两板厚度差≥3mm；
薄板>10mm而厚度差大于薄板30％，或 超过5mm时，削薄厚度边缘。
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二、T形接头和角接接头
不开坡口、单边和双边V形及K形坡 口
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应力不均，焊缝根部有较大应力 集中
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三、搭接接头
不开坡口,均属角焊缝,分为端焊缝和 侧焊缝
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第三节 焊接材料
一、手工电弧焊用焊接材料 电焊条：内部钢芯和外侧药皮 1、钢芯 主要作用导电，并在焊条端部形 成具有一定成分的熔敷金属。 要求焊芯尽量减少有害元素的含 量，限制S、P，有些焊条要求焊 芯控制As 、Sb、Sn等元素。