焊接结构的焊接工艺课件

焊接结构的焊接工艺
一、焊接工艺制订的目的和内容
焊接工艺是实施焊接工序的指导性文件，它向操作者指明不同结构件所应采用的焊接方法、焊接没备、焊接规范、焊接顺序等工艺参数和方法，以图高效、低成本地获得合格的焊缝和优质的焊接结构件。

1、焊接工艺制订的内容
( l ）合理选择结构件各接头焊缝的焊接方法，并确定相应的焊接设备和焊接材料。

( 2 ）选定合理的焊接工艺参数，如焊条直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度，埋弧焊时还而选定焊剂牌号，气保焊时还需选定气体种类、气体流量、焊丝直径等。

( 3 ）确定各焊缝施焊顺序和力向施焊顺序和方向对焊接变形影响很大，应根据对应力与应变的分析和对各种典型构件的焊接实践经验，来正确确定施焊顺序和方向。

( 4 ）焊接热参数选择，主要是确定是否需要预热、中间加热、后热及焊后热处理，以及确定它们的各种参数。

( 5 ）选择焊接工艺装备如焊接胎具、焊接变位机，自动焊接装置等。

或提出工艺装配的设计任务书。

2、制定焊接工艺的目的
(l）能获得满意的接头，无论焊缝的外形尺寸和内部质量都要达到技术条件的要求。

(2）焊接后构件的应力与变形要小，变形量应在技术条件许可的范围内。

(3）焊接，生产效率高，即要便于施焊，可焊到性好，翻转次数少，可利用胎卡具及机械辅助装置对工件进行变位，或实现自动焊接。

(4）成本低、效益好，尽量使用高效率、低能耗的焊接方法，如 CO2气体保护焊。

二、焊接方法的选择
焊接方法的选择，应根据产品的结构尺寸、形状、材料、接头形式、对焊接接头的质量要求，以及施工现场的生产条件、技术水平等，选择最经济、最方
便、高效率并且能保证焊接质量的焊接方法。

为了正确选择焊接方法，必须对各种焊接方法的生产特点和适用范围有所了解，同时还应了解典型构件应用比较成熟的焊接方法法。

三、焊接工艺参数的选定
在选定焊接工艺参数前应对产品的材料及其结构形式作深人的分析，着重分析材料的化学成分和结构因素共同作用下的焊接性；同时，还要考虑焊接热循环对母材和焊缝的作用，它也是保保证获得合格产品的一个主要依据，是获得焊接接头最小焊接应力和焊接变形的保证。

焊接工艺参数有一套成熟的数据，一般是依据母材材质、焊件厚度、接头形式、焊缝空间位置、接缝间隙等，通过书籍、手册来选取或由实践经验来确定。

对于新材料则根据试验报告、工艺评定报告或有关资料来确定。

四、确定合理的焊接热参数
焊接热参数包括焊前预热、焊后后热和焊后热处理。

这是针对钢材强度和板厚对焊接质量的影响所采取的工艺手段，以改善焊接接头的组织和性能，消除焊接应力，防止裂纹的产生。

1预热
预热是焊前对焊件的全部或局部加热，其目的是减缓焊接接头加热时温度梯度及冷却速度，适当延长在800-500℃区间的冷却时间，从而减少或避免产生淬硬组织，有利于氢的逸出，可防止冷裂纹的产生。

预热温度的选择，应根据钢材淬硬倾向的大小、冷却条件和结构刚性等因素而定。

钢材淬硬倾向大、冷却速度快、结构刚性大，其预热温度相应提高。

2 ．后热
后热是指焊后立即对焊件全部或局部加热到300-500℃，并保温 1-2h 后空冷的工艺措施。

其目的是防止焊接区扩散氢的聚集，避免延迟裂纹的产生。

焊后后热因此也称为除氢处理。

3 ．焊后热处理理
焊后热处理是采用正火、回火等热处理手段对焊件进行的热处理，其目的是为了改善焊接接头的组织和性能，消除残余应力，提高结构的几何稳定性。

实践证明，许多受动载荷的结构件焊后必须经热处理，以消除结构内的残
余应力后才能保证其正常工作。

对于焊后需进行机械加工的机器零件，用热处理的方法来消除内应力尤为重要，否则在机械加工后会因应力释放产生较大的变形，影响加工精度和几何尺寸，严重时会造成焊件报废。

对于合金钢来说，经热处理后其焊接接头组织和性能得到改善，更加显现出材料性能的优越性。

五、焊接工艺评定
焊接工艺评定不是对工艺人员制订的某一具体构件的焊接工艺是否合理做出判断和评价，而是对为获得合格焊接接头所采取的各种工艺手段的合理性和有效性做出判断和评价，并以此为依据指导焊接工艺的制定。

（一）焊接工艺评定的目的
对一些重要构件的焊接（如压力容器，高寒地区的重要受力构件等），在组织焊接生产前必须进行焊接工艺评定。

其目的是评定施焊单位是否有能力焊出符合有关规程和产品技术条件听要求的焊接接头，验证施焊单位制定的有关焊接指导性文件是否合适。

经焊接工艺评定含格后，提出“焊接工艺评定报告”作为编制“焊接工艺规程”的主要依据之一。

（二）焊接工艺评定的方法
焊接工艺的评定是通过对焊接试板所做的力学性能试验，来判断整个焊接生产过程是否合格．即评定焊接工艺的正确性。

因此，为减少非正常因素影响评定结果，应使焊接设备、仪表、辅助机械处于良好的工作状态，并应由技能熟练的焊工施焊。

“焊接工艺评定报告”并不直接用于指导生产（直接指导生产的是“焊接工艺卡片”）而是根据焊接工艺评定的规则，用于指导焊接工艺规程的编制。

例如，对对接焊缝进行工艺评定，则可以将其工艺参数应用到角焊缝上。

（三）焊接工艺评定条件与规则
1 ．焊接工艺评定的条件
由于评定的不是材料的焊接性能，而是施焊单位的焊接能力．因此，首要条件就是被焊材料已经经过严格的焊接性实验合格。

其次，施焊单位必须有规定的设备、仪表、辅助机械，以及符合等级要求的焊接工人。

另外，所选被焊材料和焊接材料必须符合相应的标准。

2 ，焊接工艺评定的规则评定对接焊缝与角焊缝的焊接工艺，均可采用
对接焊缝接头形式；板材对接焊缝试件评定介格的焊接工艺，适用于管和板材的角焊缝。

但当有下列情况之一者，需要重新进行焊接工艺评定。

( l ）改变焊接方法；
( 2 ）改变焊接材料（焊丝、焊条、焊剂和保护气体的成分） ;
( 3 ）改变坡日形式；
( 4 ）改变焊接工艺参数（焊接电流、电弧电压、焊接速度、电源极性、焊道层数等） ;
( 5 ）改变热规范参数（预热温度、层间温度、后热和焊后热处理参数等）
（四）焊接工艺评定的程序
1 、统计工作
统计焊接结构中应进行评定的所有焊接接头的类塑及各项有关数据，确定出应进行焊接工艺评定的若于典型接头，避免重复评定或漏评。

2 、编制“焊接土艺指导书”或“焊接工艺评定任务书”
其内容包括焊前准备、焊接方法、接头形式、设备仪表、焊接材料、焊接工艺参数、热规范工艺参数以及焊接空间位置和施焊顺序等
3、焊接试件的准备
依据统计出的典型接头型式，按标准加工出一定数量的焊接零件。

4 、准备焊接设备及工艺装备
焊接工艺评定所用的焊接设备应与结构施焊时所有设备相同，并应使焊接设备处于良好的工作状态。

焊接工艺装备就是为焊接各种位置、各种试件而制作的支架。

将试件按要求的位置固定在支架上进行焊接，有利于保证试件的焊接质量。

5 ．焊工准备
实施焊接的工人应符合相应的焊工等级要求，并熟悉焊接工艺评定的各项要求，做到心中有数。

6 ．焊接试件
这一环节是焊接工艺评定的关键环节，除要求焊工认真操作外，还应有人
做好记录，如焊接位置、焊接电流、电流电压、焊接速度、气体流量等实际数值，以便于填人焊接工艺评定报告表内。

7．焊接试件的性能试验
按有关要求进行各项日的检测，常规性能检测项目包括：焊接外观检测、探伤检验、力学性能实验（拉伸实验、面弯、背弯或侧弯、冲击韧性试验等）、金相检验、断口检验等。

8 ．编制“焊接工艺评定报告”
当各种记录数据和检验数据收集好之后，即可编制“焊接工艺评定表”，表的样式可根据各单位的具体情况进行设计，表 4-10为一种报告样式，可供参考。