第四篇焊接(1)
第四章及焊接的特点
1、与热处理相比，焊接热过程有哪些特点？答：（1）焊接过程热源集中，局部加热温度高（2）焊接热过程的瞬时性，加热速度快，高温停留时间短（3）热源的运动性，加热区域不断变化，传热过程不稳定。
2、焊接热循环中冷却时间t8/5 t8/3 t100的含义是什么?应用对象？为什么不常用某温度下（如540C）的冷却速度？答：（1）含义：焊接热循环中的冷却时间t8/5表示从800C冷却到500C的冷却时间。
焊接热循环中的冷却时间t8/3表示从800C冷却到300C的冷却时间。
焊接热循环中的冷却时间t100表示从峰值冷却到100C的冷却时间。
（2）应用对象：对于一般碳钢和低合金钢常采用相变温度范围800~500℃冷却时间（85t）对冷裂纹倾向较大的钢种，常采用800~300℃的冷却时间83t，各冷却时间的选定要根据不同金属材料做存在的问题来决定（3）为了方便研究常用某一温度范围内的冷却时间来讨论热影响组织性能的变化，而某个温度下比如540℃则为一个时刻即冷却至540℃时瞬时冷却速度和组织性能。
故不常用某以温度下的冷却速度，对于一般低合金钢来讲，主要研究热影响区溶合线附近冷却过程中540℃时瞬时冷却速度3、从传热学角度说明临界板厚δcr的概念？答：由传热学理论知道：在线能量一定的条件下，随板厚增加，冷却速度Wc增大，冷却时间t8/5变短，但当板厚增加到一定程度时，则Wc和t8/5不再变化，此时的板厚即为临界板厚δcr。
4、焊接条件下的CCT图有何重要意义？答：利用CCT图，可以比较方便地预测或查出焊接热影响区的组织和性能，并能作为选择焊接线能量、预热温度和制定焊接工艺的依据，对于焊接性分析和提高焊接接头的质量具有十分重要的意义。
焊接冶金过程的四大特点1、需要对金属进行保护2、焊接冶金过程是分区域（阶段）连续进行的过程，各阶段之间相互联系3、冶金过程与“焊接方法”和“焊接规范”有关4、冶金过程具有不平衡性，但存在平衡趋势。
焊接、切割作业安全规程(4篇)
焊接、切割作业安全规程焊接和切割作业是工业生产中常见的作业方式。
这两种作业涉及高温、高压、火灾、电击等各种高风险因素，所以必须遵守严格的安全规程来保证作业人员的安全。
下面是焊接和切割作业的安全规程，共____字。
第一章总则第一条为了保护作业人员的生命安全和财产安全，规范焊接和切割作业行为，制定本安全规程。
第二条本安全规程适用于所有从事焊接和切割作业的人员。
第三条所有从事焊接和切割作业的人员必须接受相关安全培训并具备相应的技能和资质。
第四条本安全规程包括安全管理、安全设备、安全操作等方面的内容。
第二章安全管理第五条所有从事焊接和切割作业的人员必须遵守公司制定的安全管理制度。
第六条作业单位必须建立完善的安全管理体系，并配备专职安全管理人员。
第七条管理人员要定期组织安全教育培训，提高作业人员的安全意识和安全技能。
第八条管理人员要及时做好安全事故的调查、记录和汇报工作，并采取相应措施避免类似事故再次发生。
第三章安全设备第九条焊接和切割作业必须配备符合国家标准的安全设备，包括焊接面具、焊接手套、防护服、耳塞、安全鞋等。
第十条安全设备必须定期检查和维护，损坏或过期的设备必须及时更换。
第十一条焊接和切割作业现场必须配备灭火器和消防器材，保持现场整洁，避免易燃物品和可燃气体的积累。
第十二条管理人员要制定应急预案，并对作业人员进行应急演练。
第四章安全操作第十三条所有从事焊接和切割作业的人员必须穿戴符合要求的安全设备。
第十四条焊接和切割作业现场必须经过严格的安全检查，并设置明确的警示标识，禁止未经许可人员进入作业区域。
第十五条焊接和切割作业必须进行严格的焊接工艺控制，遵循规范要求。
第十六条焊接和切割作业必须进行预防火灾措施，保持周围环境清洁，避免易燃物品和可燃气体接触火源。
第十七条焊接和切割作业必须进行漏电保护，避免电气设备造成的触电风险。
第十八条焊接和切割作业必须进行通风措施，保持空气清新，避免有毒气体吸入。
第十九条焊接和切割作业必须进行防护措施，避免产生火花溅射或烟尘伤害。
机械加工基础：第四章焊接结构设计
搭接接头因两工件不在同一平面，受力时将产生 附加弯矩，而且金属消耗量也大，一般应避免采用。 但搭接接头不需开坡口，装配时尺寸要求不高，对 某些受力不大的平面联接与空间构架，采用搭接接 头可节省工时。
2．坡口形式
焊条电弧焊对板厚为 1～6 mm对接接头施焊时，一 般可不开坡口 (即I形坡口)直接焊成。
(5) 焊缝位置应便于焊接操作布置焊缝时，要 考虑到有足够的操作空间。
埋弧焊结构要考虑接头处在施焊中存放焊剂和熔池 保持问题。
点焊与缝焊应考虑电极伸入方便。
焊缝应尽量放在平焊位置，应尽可能避免 仰焊焊缝，减少横焊焊缝。
良好的焊接结构设计，还应尽量使全部焊 接部件，至少是主要部件能在焊接前一次装配 点固，以简化装配焊接过程，节省场地面积， 减少焊接变形，提高生产效率。
设计焊接结构时，应多采用工字钢、槽钢、角钢 和钢管等型材，以降低结构重量，减少焊缝数量、简 化焊接工艺，增加结构件的强度和刚性。
第二节 焊接接头的工艺设计
一、焊缝的布置
工艺设计原则：
(1) 焊缝布置应尽量分散 两条焊缝的间距大于三倍板厚，且不小于100 mm
(2) 焊缝的位置应尽可能对称布置
二、接头形式的选择与设计
接头形式应根据结构形状、强度要求、工件厚度、 焊后变形大小、焊条消耗量、坡口加工难易程度、 焊接方法等因素综合考虑决定。
1．接头形式
对接接头 T形接头 角接接头 搭接接头
对接接头受力比较均匀，是最常用的接头形式， 重要的受力焊缝应尽量选用。
角接接头与T形接头受力情况都较对接接头复杂，但接头 成直角或一定角度连接时，必须采用这种接头形式。
带钝边U形坡口根部较宽，允许焊条深入，容易焊透。而且 坡口角度小，焊条消耗量较小。但因坡口形状复杂，一般只在 重要的受动载的厚板结构中采用。
第四章 焊接过程自动控制基础、电弧焊自动控制
按预定要求，从某一个工艺程序自动进入下一个工艺程序。
③自动调整 使工艺过程中的某些变量自动地保持在预定范围内。
焊接生产自动控制的核心问题是： （1）焊接程序的自动控制 （2）焊接参数的自动控制 （3）焊接方向的自动控制
（1）焊接程序的自动控制 焊接程序的编制主要取决于焊接方法和产品特性。通常根据 焊接方法和产品所需的工艺步骤设计具体控制系统。焊接程序的 控制取决于是按定时或定位或定位加定时的形式进行控制。实现 程序控制常用的方法有机械法、继电器法、射流法、数控法和电 子法等。 例如:避免焊道末端出现弧坑，可以设置衰减控制电路，采用分 级变阻法和改变激磁电流法使电弧衰减。 分级变阻法是在焊接回路或激磁回路中设置附加电阻，使电流平 滑衰减，接头质量好。 改变激磁电流法是指通过改变电容放电时间或可控硅导通角等方 法，通过电源的激磁电流来调节衰减速度。
电弧电压反馈自动调节系统也称为电弧电压均匀调节系统。这 种系统的调节作用是在弧长变化后主要通过电弧电压的负反馈 作用来保持电弧长度不变的，属于闭环控制系统。 当弧长发生波动而引起电弧电压变化时，将此变化量反馈到自 动调节系统的输入端，强迫改变送丝速度，使其重新等于焊丝 熔化速度，从而恢复电弧长度。 影响电弧电压反馈自动调节系统调节精度的因素主要有：焊丝 的伸出长度、焊丝直径和电阻率、焊接电源外特性、网压波动 等。
4.3 埋弧焊设备及控制
4.3.1 埋弧焊设备分类
埋弧焊是目前广泛使用的一种生产效率较高的机械化焊接方 法。它与焊条电弧焊相比，虽然灵活性差一些，但焊接质量好、 效率高、成本低，劳动条件好。 埋弧焊设备包括埋弧焊机与各种辅助设备。其中埋弧焊机是 核心部分，由机械系统、焊接电源和控制系统3部分组成。 常用的埋弧焊机有等速送丝式和变速送丝式两种类型。按照 不同的工作需要，埋弧焊机可做成不同的型式。常见的有焊车式、 悬挂式、车床式、悬臂式和门架式等。
焊接实训总结作文(必备4篇)
本学期我任教船焊的电焊实训，通过一个学期的手工电弧焊的实训，同学们对手工电弧焊的基本知识有了一定的了解，掌握了一定的操作技术，可以说从一个门外汉已经迈入了大门，取得的成绩和效果是明显的，同学们会有很多的体会，通过大家的努力，达到了大纲对知识掌握、能力训练方面的要求，同时加强了同学们的劳动观点、组织纪律性，团结协作精神、文明生产和意识，善于理论联系实际，指导实践操作的能力得到了提高，使同学们认识到要做好任何事情，必须要有严谨的、精益求精的、踏踏实实的、认真的工作作风和态度，在这几方面同学们经过这次实习都得到了锻炼和提高。
本学期共进行了一次实训，在实训中，同学们拓宽了知识面，锻炼了电焊应用能力，综合素质得到了较大的提高。
同时实训也为推动我校实训教学改革提供了丰富的经验。
本次实训重点从以下几个方面着手，努力提高教学效果：一、明确实训实习的目的安排电焊实训的基本目的，在于通过该课程的学习，使学生熟悉地掌握焊接操作方法，初步掌握焊接工具的维护技能，并能达到中级或中级以上的水平。
具体表现在以下三个方面：1、重视学生良好习惯的培养学生开始实训时先进行为期两天准备教育，主要内容是尊师教育、安全操作教育、文明操作教育、实训日常行为规范教育、专业思想教育、学习方法教育，打扫车间卫生训练、工量具摆放训练。
通过教育，有助于学生形成良好的思想意识，养成良好的工作习惯。
2、因材施教，就地取材在实训过程中基本上实行“包教包会”，确保每一个学生达到基本标准要求，对于极个别差的学生，如果在规定的实训期间内达不到要求，允许在课余时间训练达到要求，同时为优秀的学生创造脱颖而出的机会，鼓励他们参加中级工考试。
二、实习教学取得的效果实习教学达到了专业教学的预期目的。
在实习之后，学生普遍感到不仅实际动手能力得到了前所未有的提高，绝大多数学生达到了焊接中级工的要求，更重要的是通过具体的实践，进一步激发了广大同学对专业知识的兴趣，并能够做到理论与实践相结合，为后继课程和今后自身的就业及发展打下了扎实的基础。
焊接基本知识详解
焊接应力过大的严重后果是焊件（工件）产生裂纹， 危害极大，对重要工件焊后应探伤。
焊接裂纹与： 焊接材料的成分（如硫、磷含量高）有关； 和焊缝金属的结晶特点（结晶区间要小）有关； 含氢量的多少有关。
摘自GB 5117-85
焊条 牌号 型号
E4303 J422
药皮 类型
钛钙型
J422G M
J422F e
E5016 J506
低氢钾 型
焊接电源 焊接位置
用途
交流或直 用于较重要的低碳钢及强度
流全位置 等级较低的低合金钢，
焊接
如09Mn2等。
适于海上平台、船舶、工程 机械等表面装饰焊缝的 焊接。
适于较重要的低碳钢结构焊 接。
芯同时熔化，形成熔池。同时药皮熔化和分解。 药皮熔化→进入熔池发生反应→形成熔渣→保护熔化金属。 药皮分解→CO2,CO,H2等气体→围绕在电弧周围→保护熔化 金属。 焊缝质量有很多因数决定，如母材 金属和焊条质量、焊前的清理程度、 焊时电弧的稳定情况、焊接参数、 焊接操作技术、焊后冷却速度、以及 焊后热处理等。
第四篇 焊接
第一章 电弧焊
§1 .1焊接电弧
焊接电弧：是电极与工件之间气体介质中长时间的放电现象。 一般情况下，电弧热量在阳极区产生的较多，约占总热量的43%，阴极
约36%，弧柱约21%。 温度：用钢焊条焊钢材时
阳极区—2600K 阴极区—2400K 电弧中心—6000~8000K 使用直流电源焊接时有正接、反接两种： 正接：正极接工件—工件温度可稍高一些。 反接：负极接工件，工件温度可稍低一些。 交流焊机、无正反接特点，温度均为2500K。 焊机的空载电压就是焊接时引弧电压，一般为50~90V，电弧稳定燃烧 时电压为电弧电压。电弧长度越大，电弧电压也越高，一般为16~35V。
第四篇焊接复习题
第四篇焊接复习题一、填空题1、焊接是指通过_______或_______，或两者并用，并且用或不用填料，使焊件达到原子结合的一种加工方法。
2、根据焊接过程的特点，常用的焊接方法可分为_______、_______和钎焊三大类。
点焊属于 _______，摩擦焊属于_______ 。
氩弧焊焊属于_______ 。
3. 按照钎料的熔点不同，将钎焊分为_________和__________.4、将焊件接头处局部加热到熔化状态，通常需要加入填充金属以形成共同的熔池，冷却后形成焊接接头的焊接方法是 _________ ，这种焊接方法包括_________，_________，_________等。
5.焊接电弧由_________,_________和_________三部分组成.使用直流焊机时由于两极的热量和温度分布不均匀，有_________, _________两种接法。
其中通常焊接厚板适合用_________6、熔化焊过程中,为保证焊接质量,要对熔池进行保护,其中手工电弧焊用_________,埋弧自动焊用_________进行保护.7.电焊条由_________和_________ 两部分组成。
前者作用_______和_______;后者作用是___________、_________和____________________等。
8.按焊条药皮的类型,电焊条可分为 _________和 _________ 两大类9．在选用焊条时，低碳钢或低碳合金可选用与母材_________大致相同的焊条。
对不锈钢、耐热钢等可选用与母材__________相同的焊条。
若要求抗裂性好的则可选用____性焊条。
10.低碳钢焊接接头由_________和_________ 两部分组成。
其中_________ 和_________对低碳钢焊接接头组织性能影响最为不利。
焊接热影响区性能最好的区域为 _________，其组织为 _________ 。
焊接习题2金属工艺学习题_焊接习题
第四篇焊接习题一.填空题1.根据钎料熔点的不同，钎焊可分为硬钎焊和软钎焊2.薄板对接气焊时，容易产生波浪变形。
3.焊接电弧是一种气体放电现象。
4.焊接电弧的阳极区和阴极区的温度主要取决于电弧电压与焊接电流的乘积5.焊条是由_ 焊芯和__ 药皮_ _两部分组成。
6.20Cr的可焊性比20钢差。
7.焊接热影响区中的过热区和部分相变区，对焊接接头有不利影响。
8.焊接热影响区可分为熔合区，过热区，正火区和部分相变区等四个区域。
9.焊接接头由焊缝和焊接热影响区组成，10.按照焊接过程的特点，可把焊接方法分为熔化焊、压力焊和钎焊三大类。
手工电弧焊属于熔化焊，而点焊属于压力焊。
11.手工电弧焊焊芯的主要作用是导电和填充焊缝。
二、判断题（√）1.焊接电弧是指电极与焊条间的气体介质强烈而持久的放电现象。
（ X ）2.交流、直流弧焊机都有正、反接法，使用时要注意极性。
（ X ）3.药皮和焊剂能够保护焊缝，限制空气侵入焊接区。
（ X ）4.在焊接过程中，焊条移动速度越快越好。
（√）5.高碳钢的可焊性差，通常不用它作焊接结构。
（ X ）6.低碳钢的可焊性差，通常不用它作焊接结构。
三.单项选择题1.下列各项中，焊条金属芯所起的作用是A.改善焊条公艺性B.防止空气对熔池的侵入C.参与渗合合金等冶金反应D.填充金属2.焊接时既可减少焊接应力与变形，又可避免产生冷裂纹的工艺措施之一是A.焊前预热B.刚性夹持法C.选用碱性焊条D.反变形法3.埋弧自动焊与手工点弧焊相比，其不足是A.生产率低B.焊缝质量不好C.灵活性差D.劳动条件差4.生产率高、焊接质量容易保证的焊接位置是A.平焊B.立焊C.横焊D.仰焊5.下列材料中，焊接性能最好的是A. 10B. 40CrC. 45 钢D. 20钢6.手弧焊时，操作最方便，焊缝质量最易保证，生产率又高的焊缝空间位置是A.立焊B.平焊C.仰焊D.横焊7.焊接热影响区中，晶粒得到细化、机械性能也得到改善的区域是A.正火区B.熔合区C.过热区D.部分相变区8.酸性焊条应用广泛的原因是A. 焊接质量好B. 焊缝含氢量少C.焊缝抗裂性好D. 焊接工艺性好9.用钢焊条焊接钢材时，产生温度最低的是A. 阴极区B. 阳极区C.弧柱区D. 焊缝区四.问答题1.电焊条由哪些部分组成？其作用是什么？电焊条由焊芯和药皮组成，焊芯起导电和填充焊缝的作用，药皮用于保证焊接顺利进行并使焊缝具有一定的化学成分和力学性能2.熔焊、压焊和钎焊的实质有何不同？解：熔焊的实质是金属的熔化和结晶，类似于小型铸造过程。
金属工艺学考试
铁碳合金另一种晶格的现象，称为金属的同素异晶转变。
性能，完全退火是一种时间很长的退火工艺，为了缩短其退火时间，目前常采用等温火的工艺来取代完全退火工艺，同完全退火比较，等温火的目的与完全退火相同，但它大大缩短了退火时间。
（2）球化退火主要用于过共析钢及合金工具钢（如刀具、量具、模具以及轴承等所有钢种）。
其目的主要是降低硬度，改善切削加工性，并为以后淬火作好准备。
（3）去应力退火（又称低温退火）主要用来消除铸件、锻件及焊接件、热轧件等内应力。
（4）再结晶退火用来消除冷加工（冷拉、冷冲、冷轧等）产生的加工硬化。
目的是消除内应力，提高塑性，改善组织。
（5）扩散退火主要用于合金钢，特别是合金钢的铸件和钢锭。
目的是利用高温下原子具有较大的扩散能力来减轻或消除钢中化学成分不均匀的现象。
第三节淬火和回火9、回火1)淬火+低温回火，（250℃以下）；降低内应力和脆性；保持高硬度和高耐磨性各种刀具、模具、滚动轴承和耐磨件；2)淬火+中温回火，（250～500℃）；高弹性、高硬度、韧性；弹簧、发条、锻模；3)淬火+高温回火，（500℃以上）；调质处理；轴类、连杆、螺栓、齿轮、重要螺钉等；第四节表面淬火和化学热处理第四章工业用钢第一节碳素钢10、磷、硫含量的高低是衡量钢的质量的重要依据。
磷、硫含量高——质量差磷——冷裂硫——热裂11、优质碳素结构钢：08、10、15、20牌号低碳钢螺钉、螺母、垫圈、小轴、焊接件40、45牌号中碳钢主轴、齿轮、连杆、丝杠、涡轮、键、重要螺钉60、65牌号高碳钢小弹簧、发条、钢丝绳、弹簧垫圈12、碳素工具钢：T10/T10A：锯条、小冲模、丝锥、板牙T12：钢锉、刮刀、铰刀第二节低合金钢第三节合金钢13、合金结构钢：20CMnTi：渗碳+淬火+低温回火汽车、拖拉机变速箱齿轮40Cr：调质处理+表面淬火+低温回火轴、齿轮、连杆、螺栓、蜗杆60Si2Mn：淬火+中温回火机车板簧、测力弹簧第二篇铸造第一章铸造工艺基础第一节液态合金的充型14、流动性不好的缺陷：浇不足、冷隔15、浇注条件：1)浇注温度：浇注温度对合金充型能力有着决定性影响。
机械制造基础焊接
图4-14 焊条电弧焊过程
电弧焊
• 焊条电弧焊
– 焊接过程 – 焊条 涂有药皮的供手工电弧焊用的熔化电极，由
药皮和焊芯两部分组成。
• 焊芯 ：在焊接过程中既是导电的电极，同时本身又熔 化作为填充金属，与熔化的母材共同形成焊缝金属。
• 药皮：压涂在焊芯表面的涂料层，主要作用是在焊接过 程中造气造渣，起保护作用，防止空气进入焊缝，防止 焊缝高温金属不被空气氧化(表4-3)。
气体保护焊
• 氩弧焊 以氩气（惰性气体）作为保护气体的电弧焊。
（1）不熔化极氩弧焊：电极：铈钨棒不熔化，较厚工件需填 充焊丝（图19a）焊接厚度6mm以下的工件。
（2）熔化极氩弧焊：连续送进焊丝（电极），不需填充金属， 可用较大电流，焊接厚度为25mm以下的工件，图19(b)。
气体保护焊
• 氩弧焊
一、焊条电弧焊的焊接过程
➢ 原理：在药皮焊条和母材间产 生电弧，利用电弧热融化焊条 和母材的焊接方法。焊条外层 覆盖焊药，遇热融化，具有使 电弧稳定、形成溶渣、脱氧、 精炼等作用。 焊缝质量由很多因素决定， 如母材金属和焊条的质量、焊 前的清理程度、焊接时电弧的 稳定情况、焊接参数、焊接操 作技术、焊后冷却速度以及焊 后热处理等。
机械制造基础
肖 民（机械与动力工程学院） mxiao@ 42学时（理论）
第四篇 焊接
• 焊接：永久性连接金属材料的工艺方法。 • 实质：利用加热或加压，或两者并用的手段，借助原子间
的扩散和结合，使分离的金属牢固地连接起来。
•
特点：下料阶段：化大为小 化复杂为简单
拼简焊单接拼成小复成杂大
– 特点：
• 机械保护效果好，焊缝金属纯净，成形美观，质量好。 • 电弧稳定，小电流时也很稳定。熔池温度容易控制，单
金属工艺学习题_焊接习题
第四篇焊接习题一.填空题1.根据钎料熔点的不同，钎焊可分为硬钎焊和软钎焊2.薄板对接气焊时，容易产生波浪变形。
3.焊接电弧是一种气体放电现象。
4.焊接电弧的阳极区和阴极区的温度主要取决于电弧电压与焊接电流的乘积5.焊条是由_ 焊芯和__ 药皮_ _两部分组成。
6.20Cr的可焊性比20钢差。
7.焊接热影响区中的过热区和部分相变区，对焊接接头有不利影响。
8.焊接热影响区可分为熔合区，过热区，正火区和部分相变区等四个区域。
9.焊接接头由焊缝和焊接热影响区组成，10.按照焊接过程的特点，可把焊接方法分为熔化焊、压力焊和钎焊三大类。
手工电弧焊属于熔化焊，而点焊属于压力焊。
11.手工电弧焊焊芯的主要作用是导电和填充焊缝。
二、判断题（√）1.焊接电弧是指电极与焊条间的气体介质强烈而持久的放电现象。
（ X ）2.交流、直流弧焊机都有正、反接法，使用时要注意极性。
（ X ）3.药皮和焊剂能够保护焊缝，限制空气侵入焊接区。
（ X ）4.在焊接过程中，焊条移动速度越快越好。
（√）5.高碳钢的可焊性差，通常不用它作焊接结构。
（ X ）6.低碳钢的可焊性差，通常不用它作焊接结构。
三.单项选择题1.下列各项中，焊条金属芯所起的作用是A.改善焊条公艺性B.防止空气对熔池的侵入C.参与渗合合金等冶金反应D.填充金属2.焊接时既可减少焊接应力与变形，又可避免产生冷裂纹的工艺措施之一是A.焊前预热B.刚性夹持法C.选用碱性焊条D.反变形法3.埋弧自动焊与手工点弧焊相比，其不足是A.生产率低B.焊缝质量不好C.灵活性差D.劳动条件差4.生产率高、焊接质量容易保证的焊接位置是A.平焊B.立焊C.横焊D.仰焊5.下列材料中，焊接性能最好的是A. 10B. 40CrC. 45 钢D. 20钢6.手弧焊时，操作最方便，焊缝质量最易保证，生产率又高的焊缝空间位置是A.立焊B.平焊C.仰焊D.横焊7.焊接热影响区中，晶粒得到细化、机械性能也得到改善的区域是A.正火区B.熔合区C.过热区D.部分相变区8.酸性焊条应用广泛的原因是A. 焊接质量好B. 焊缝含氢量少C.焊缝抗裂性好D. 焊接工艺性好9.用钢焊条焊接钢材时，产生温度最低的是A. 阴极区B. 阳极区C.弧柱区D. 焊缝区四.问答题1.电焊条由哪些部分组成？其作用是什么？电焊条由焊芯和药皮组成，焊芯起导电和填充焊缝的作用，药皮用于保证焊接顺利进行并使焊缝具有一定的化学成分和力学性能2.熔焊、压焊和钎焊的实质有何不同？解：熔焊的实质是金属的熔化和结晶，类似于小型铸造过程。
第四章 船体结构的焊缝设计
船体结构的焊缝设计<海规>
1.一般要求
1.1 本节规定适用于一般船体结构和构件的焊缝 设计。船体结构的焊接工艺应符合CCS《材料与 焊接规范》的有关规定。 1.2 船体结构的焊缝布置应考虑便于焊工施焊。 施焊时焊缝位置尽可能采用平焊。 1.3 船体各种焊接结构应避免将焊缝布置于应力 集中区域。在结构剖面突变之处应有足够的过渡区 域，尽量避免焊缝过分集中。
2.3 船长大于或等于30m船舶的强力甲板下使用 沸腾钢的焊接，应采用低氢型焊接材料，其焊接 工艺应进行试验并经本社认可。
根据焊条药皮的性质不同，焊条可以分为酸性焊 条和碱性焊条两大类：
药皮中含有多量酸性氧化物（TiO2、SiO2 等）的焊条 称为酸性焊条。药皮中含有多量碱性氧化物（CaO、Na2O 等）的称为碱性焊条。 酸性焊条能交直流两用，焊接工艺性能较好，但焊缝 的力学性能，特别是冲击韧度较差，适用于一般低碳钢和 强度较低的低合金结构钢的焊接，是应用最广的焊条。 碱性焊条脱硫、脱磷能力强，药皮有去氢作用。焊接 接头含氢量很低，故又称为低氢型焊条。 碱性焊条的焊缝具有良好的抗裂性和力学性能，但工 艺性能较差，一般用直流电源施焊，主要用于重要结构 （如锅炉、压力容器和合金结构钢等）的焊接。
1.9 高强度钢角焊缝通常应为双面连续焊缝。 1.10 船体结构主要构件焊接的细节，包括焊缝 型式和尺寸，应清楚地标明在提交审核的图纸上。 自动焊的使用范围应在图纸上注明。
2. 焊接材料 2.1 船体结构所用的焊接材料应符合CCS 《材料与焊接规范》及其修改通报的规定。所 选用焊接材料的级别与船体结构用的钢级相适 应，并符合表4.5的规定。
× × × × × ×
× × × × × × × × × × × × × × ×
第四章焊接接头焊缝组织与性能介绍
1）Mn和Si对焊缝性能的影响
低碳钢和低合金钢焊缝中不可缺少的元素； 焊缝金属充分脱氧； 提高焊缝的抗拉强度（固溶强化）。
w(Mn)=0.8%～1.0%时，焊缝冲击吸收功最高
2) 熔池中的晶核长大 粗大的柱状晶 柱状晶生长的形态与焊接条件密切相关，如: 焊接 线能量、焊缝位置、熔池搅拌与振动等。
4.1.3 焊缝金属的化学成分不均匀性
冷速快，化学成分扩散不充分→偏析。 1）焊缝中的化学不均匀性 显微偏析 成分偏析 区域偏析 层状偏析 晶界、亚晶界、树枝晶之间 杂质等在焊缝中心区域聚集 结晶过程的周期性变化
2）Nb和V对焊缝韧性的影响 适量的Nb和V可以提高焊缝冲击韧性。改善组织， 得到细小的AF。 w(Nb)=0.03～0.04%，w(V) =0.05～0.10%时，焊缝 韧性良好。
形成难熔氮化物（NbN、VN），固定焊缝中的N， 韧性提高。
恰当的焊后热处理。强烈共格沉淀强化作用，强度大 幅度提高，韧性下降。
针状铁素体 Acicular Ferrite (AF)
FGF+P
2) 珠光体 没有什么变化。
P+F
粒P+AF
3) 贝氏体 对焊缝性能影响很复杂。
粒贝
羽状Bu+板M
4) 马氏体 有淬硬倾向的钢，焊后冷却时可能形成马氏体。 冷裂纹形成概率增大
M+MA
板条M与MA
4.3 焊缝性能的控制
4.3.1 焊缝金属的固溶强化和变质处理
1、从冷态开始到加热熔化，形成熔池的温度可达2000 ℃以上，母材又是冷态金属，两者温差巨大。并且随 热源的移动局部受热区也在不断移动，造成组织转变 差异和整个接头组织不均匀。 2、焊接熔池体积小，焊缝金属从熔化到凝固只有几秒钟 时间。在如此短时间内，冶金反应是不平衡的，使焊 缝金属的成分分布不均匀，有时区域偏析很大。 3、焊接过程中温度高，液体金属蒸发，化学元素烧损， 有些元素在焊缝金属和母材金属之间相互扩散，近缝 区各段所处的温度不同，冷却后焊接区的显微组织差 别极大。
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第四节 焊条电弧焊
焊条电弧焊是用手工操纵电焊条，以电 焊条和工件之间产生的电弧做热源进行 焊接的熔焊方法。 焊条电弧焊可在室内、室外、高空和各 种焊接位置进行，设备简单，容易维护， 焊钳小，使用灵便，适于焊接高强度钢、 铸钢、铸铁和非铁合金，其焊接接头可 与工件的强度相近，是焊接生产中应用 最广泛的焊接方 焊接工件上温度的变化与分布 1）距焊缝中心不同，受热最高温度不 同。 2）各点到达最高温度的时间不同。 3）各点均经过冷--热—冷，相当于受到 一次不同规范的热处理。 因此，必然有相应的组织和性能的变化。
2.焊接接头金属组织与性能的变化
低碳钢焊接接头组织与性能的变化示意图
一.焊条电弧焊的焊接过程
二.电焊条
1.焊条芯 焊条芯是用焊接专用钢丝制成， 用作电极和填充金属。焊条芯的钢材是经过 特殊冶炼的，并专门规定了它的牌号和成分。 常用的焊条芯用钢牌号有H08、H08A、 H08MnA。焊条的直径即为焊条芯的直径， 其大小为1.6～8mm，常用的为3～5mm。一般 焊条的长度为200～450mm。 2.药皮 焊条芯表面的涂料称为药皮。其作 用是：使电弧容易引燃并稳定燃烧；产生足 够的气体和熔渣保护溶池，防止空气侵入溶 池；保证焊缝金属的脱氧和加入合金元素， 以保护焊缝金属的力学性能。
3.电焊条的分类
焊条型号的编制方法。根据GB/T511795规定，现将碳钢焊条型号说明如下。 用大写字母E和四位数字表示，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kgf；第三位数字表 示焊条适用的焊接位置；第三位和第四 位数字的组合表示药皮类型及焊接电流 种类。如下例所示。
第三节 焊接应力与变形
1. 产生应力与变形原因 根本原因：加热不均, 各处热胀量不同，又是 整体，各部分互相限制 （与铸造热应力联系讲）内应力通过变形自发 释放趋势，拉应力部分缩短，压应力部分伸长。 2.焊接变形基本形式 1） 收缩变形：纵 横 2）角变形：V型坡口对接时，因焊缝截面上下 不对称，焊后收缩不均引起。 3）弯曲变形：如丁字梁，焊缝在一端 4）波浪变形；薄板焊缝收缩板材失稳（联系自 由锻高坯镦粗、拉深起皱） 5）扭曲变形：如工字梁，焊接顺序不当。
第四篇焊接
焊接实质是通过加热或加压，或两 者并用，用或不用填充材料，使工 件达到原子结合的一种加工方法。 焊接方法种类很多，按焊接过程的 特点可分为三大类。
(1)熔焊 焊接过程中，将工件接头加热至熔 化状态，不加压力完成焊接的方法，如电 弧焊、气焊、电子束焊等。熔化焊适用于 各种常用金属材料的焊接，是现代工业生 产中主要的焊接方法。 (2)压焊 焊接过程中，必须对工件施加压 力(加热或不加热)以完成焊接的方法，如 电阻焊、摩擦焊、冷压焊等。压力焊只适 用于塑性较高的金属材料的焊接
但是，埋弧自动焊的灵活性差，只能适用 于长而规则的水平焊缝及规则的环形焊缝， 不适宜短的，不规则焊缝和空间焊缝，也 不适用于薄的工件，接头的装配要求较高。 另外，埋弧自动焊的设备较复杂，价格高。 目前，埋弧自动焊常用于碳钢、普通低合 金钢、不锈钢，和耐热钢等中、厚板结构 的水平长的直焊缝和较大直径环焊缝的焊 接，生产批量越大，经济效果越佳。
4.焊条的选用原则
选用焊条首先是根据被焊金属的化学成分、强 度等级和使用要求选择相应的焊条，再考虑焊 接结构的形状、工作条件、焊接设备、生产率、 劳动条件和经济性等确定焊条的牌号。具体考 虑如下： (1)焊件母材的化学成分和力学性能 若焊件是 结构钢，则焊条应满足焊缝和母材“等强度”； 若为特殊性能钢，如不锈钢，耐热钢等时，则 焊条应尽量与焊缝和母材化学成分相同或相近。 (2)焊件的工作条件和使用性能 当焊件受动载荷 或在高温、高压等情况下工作时，除保证焊缝 同母材等强度外，对塑性和韧性也有严格要求。 应该选用碱性低氢型焊条。当焊件在腐蚀介 质中工作时，应根据介质的种类、浓度、温度 等情况，选择相应的耐腐蚀、不锈钢焊条。
电极：钨or钨合金，（熔点：3380—3600℃） 只导电产生电弧，必要时需另加焊丝。 （1） 直流正接： ∵阴极3000℃，阳极4200℃ ＞钨熔点，∴钨→阴极， 工件→阳极，以减少钨损耗。 （2） 交流或直流反接：焊铝镁及其合金，∵ 在焊件和熔池表面易形成熔点很高的氧化物薄 膜，阻碍金属熔合和电弧稳定燃烧，∴采用 “阳极破碎”—用较大氩正离子撞击氧化膜， 使之破碎以利于焊合，多用交流，I不能太大， 钨极氩弧焊口适用于δ≤6mm薄板。
第六节 气体保护焊
在气体保护焊中，常用的气体 保护介质有氦、氩和二氧化碳。
一.氩弧焊
以氩气作为保护气体的电弧焊称为氩弧 焊。氩弧焊时，氩气从喷嘴喷出后，便 形成气体保护层，使电弧和熔池与大气 隔绝，起到了保护作用。氩弧焊根据使 用的电极不同，分为不熔化极氩弧焊和 熔化极氩弧焊
1 不熔化极氩弧焊
3. 防止和减少焊接变形措施
1 合理结构设计 1）尽量减少焊缝，焊缝长度，截面厚的件两面开坡口。 2）焊缝对称 3）避免密集交叉 4）利用型材、冲压件代替，减少焊缝。 2 工艺措施 1) 加余量法：在工件尺寸加大，通常0.1~0.2% 2)反变形法:焊前使焊件处于反变形位置,以抵消焊后变 形.(联系冲压弯曲) 3) 刚性固定法: 将工件固定夹紧, 或点焊在工作台上, 焊 后变形大大减少. 这种方法适于塑性好的低碳钢件. 4)选择合理的焊接顺序: 对称两侧都有焊缝,尽量使收缩 能互相抵消. 5)焊前预热: 工件预热150~350℃, 减少温差,显著减少焊 接应力.
二.二氧化碳气体保护焊
采用CO2气体作为保护气体的电弧焊 称为二氧化碳气体保护焊。 1.工艺方法 如图所示，CO2气体保护焊 常用焊丝作为熔化极与工件间产生电弧 熔化，同时CO2从喷嘴喷出包围电弧， 对熔池进行保护。
2.CO2焊特点及应用
二氧化碳气体保护焊最大的优点是CO2来源 广泛，价格低廉。因此，焊接成本低，只相 当于埋弧自动焊和焊条电弧焊的40%左右。 另外，由于CO2具有氧化性，使氢气也很容 易被氧化，故氢气溶入溶池的倾向减小，焊 缝的抗裂性好，而且对铁锈和水分不如埋弧 自动焊时那样敏感。但是，CO2具有氧化性， 用大电流焊接时，具有飞溅大、烟雾大、焊 缝成形不良及容易产生气孔等缺陷。 目前，二氧化碳气体保护焊广泛用于焊接低 碳钢和普通低合金钢。
二.埋弧焊特点
埋弧自动焊与焊条电弧焊相比有以下优点。 （1）焊接生产率高 埋弧焊接采用较大的焊接电流 (可达1000A以上)和较高的焊接速度，因此，熔深 大。另外，焊丝成卷使用还节省了更换焊条的时 间。 (2)焊接质量高且稳定 由于焊剂层保护效果好，焊 接程序可自动控制，焊接过程自动进行。因此， 焊接质量高，焊缝成形美观，并保持稳定。 (3)节 省金属材料 埋弧自动焊，厚度在25mm以下的焊件 可以不开坡口，一次焊透。另外，没有焊条头， 金属飞溅损失也很少。因此，可以节省大量金属 材料。 (4)劳动条件好 埋弧自动焊时，因为电弧在焊剂层 下燃烧，烟雾少，而且免除了弧光对人的伤害。 所以，劳动强度大大降低，劳动条件得到改善。
三.埋弧焊的焊丝与焊剂 四.埋弧焊工艺
1 下料，准备坡口，装配要严格准确。 2 焊前工件焊缝两侧50—60mm内的一切 油污、铁锈除去，以免产生气孔。 3 一般适于长规则平焊、对接、搭接、 丁字接头，规则环焊缝。 应用：碳钢、低合金钢、不锈钢、耐热 钢，中、厚板平焊长直缝，大直径 d≥250mm环缝。
(3)钎焊 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 相互扩散实现焊接的方法，如铜焊、银 焊、锡焊等。钎焊适用于各种异类金属 的焊接。 在金属结构和机械制造过程中，经常需 要将分离的金属连接成整体，其连接方 法有机械连接(如螺纹连接、销钉连接、 铆接等)和焊接。焊接与机械连接方法 有着本质的区别。
2 熔化极氩弧焊
用焊丝做电极，并填焊缝，I可 大，δ =3—25mm均可焊，多直流反 接：电弧稳定，自动、半自动焊接。
3 氩弧焊特点及其应用
氩弧焊除具有气体保护焊的共同特点外，还 具有以下特点。 ①保护效果好，焊接质量高 氩气是惰性气体。 因此，保护效果非常好，焊缝不易出现气孔 和夹杂。 ②电弧燃烧很稳定。因此，金属液飞溅少， 焊缝成形美观。 ③焊接成本较高 氩弧焊设备较复杂，氩气来 源少，价格高，因此焊接成本较高。 目前，氩弧焊主要用于焊接易氧化的有色金 属、稀有金属和合金钢，如铝、铜、镁、钛、 不锈钢、耐热钢等的焊接。
焊接与铆接等其它加工方法相 比，具有如下特点
(1)减轻结构重量，节省金属材料，降 低成本。 (2)工序简单，生产率高，劳动强度低。 (3)焊接接头气密性好。 (4)能拼焊复杂、大型铸锻件。 (5)便于实现机械化与自动化
第一章 电弧焊 第一节 焊接电弧
焊条电弧焊引弧时，将焊条末端与工件 接触，然后迅速将焊条提起一段距离， 在焊条末端和工件之间即可产生明亮耀 眼的电弧。这实质上是一种在两电极间 的空气中发生的持久而强烈的放电现象。
2. 接头组织与性能的变化
以低碳钢为例 1）焊缝金属 （1）熔化温度在1500℃以上。（2）形成柱状晶，约与 池壁垂直（铸造） ∵药皮渗合金，焊缝中硅，锰合金元素可能高于母材，且 药皮保护。 ∴ 焊缝性能一般不低于母材（尤其强度） 2）溶合区 焊缝与母材交界区，∵局部熔化（半熔化区） 组织：铸造组织+受热长大的粗晶。∴晶粒大小不均， 化学成分不均（尤其异种金属） 性能；接头中性能最差。∴决定接头性能 3）过热区：温度远高于相变温度，晶粒产生急剧长大。 过热组织。 性能：塑性韧性↓ 对于易淬硬钢材，危害更大。接头中性 能较差
焊接电弧分为三个区域，即阴极区6、阳极 区5和弧柱区3，如图所示。 由于电弧三个区域中所进行的物理过程不 同，因而各区域产生的热量是不同的，温 度的分布也不均匀。阴极区因为发射电子 要消耗一定的能量，所以产生的热量较少， 约占总热量的36%，阳极区所产生的热量约 占43%，弧柱区产生的热量约占21%。但是， 阴极和阳极受电极材料沸点的限制，而且 它们的散热条件较好，因而温度不可能升 得太高。一般阴极区的温度约为2400～ 3500K，阳极区约为2600～4200K。弧柱区 产生的热量较集中，且散热差，所以温度 反而比两极高，可达6000～8000K。