培训体系焊接人员培训讲义

（培训体系）焊接人员培训讲义第壹章焊条电弧焊概述焊条电弧焊的焊接过程是将焊接材料和母材熔为壹体，于焊接区域发生和炼钢相似的冶金过程，这壹过程比壹般冶金过程复杂的多.焊接电弧是指由焊接电源供给的，具有壹定电压的俩电极间或电极和焊件间，于气体介质中产生的强烈而持久的放电现象。

当焊条的壹端和焊件接触时，造成短路，产生高温，使相接触的金属很快熔化且产生金属蒸汽。

焊条迅速提起2-4mm时，于电场的作用下，阴极表面开始产生电子发射。

这些电子向阳级高速运动的过程中，和气体分子、金属蒸汽中的原子相互碰撞，造成介质和金属的电离，由电离产生的自由电子和负离子奔向阳极，正离子则奔向阴极。

于它们运动过程中和到达俩极时不断碰撞和复合，使动能变为热能，产生了大量的光和热。

其宏观表现是强烈而持久的放电现象，即电弧。

焊接电弧由阴极区、阳极区和弧柱区三部分组成。

1）阴极区：于阴极的端部，是向外发射电子的部分。

发射电子需消耗壹定的能量，因此阴极区产生的热量不多，放出热量占电弧总热量的36%左右。

2）阳极区：于阳极的端部，是接收电子的部分。

由于阳极受电子轰击和吸入电子，获得很大能量，因此阳极区的温度和放出的热量比阴极高些，约占电弧总热量的43%左右。

3）弧柱区：位于阳极区和阴极区之间的气体空间区域，长度相当于整个电弧长度。

它由电子、正负离子组成，产生的热量约占电弧总热量的21%左右。

弧柱区的热量大部分通过对流、辐射散失到周围的空气中。

第二章焊条电弧焊的特点壹、焊条电弧焊优点：1.设备简单，维护方便2.操作灵活3.应用范围广二、焊条电弧焊缺点：1.对焊工要求高2.劳动条件差3.生产效率低第三章焊条电弧焊的专业名词1、熔焊：焊接过程中，将焊接接头加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法2、电弧焊：利用电弧作为热源的熔焊方法，简称弧焊3、手工电弧焊：用手工操作焊条进行焊接的电弧焊方法4、焊接电弧：由焊接电源供给的，具有壹定电压的俩电极间或电极和焊件间，于气体介质中产生的强烈而持久的放电现象5、电弧静特性：于电极材料、气体介质和弧长壹定的情况下，电弧稳定燃烧时，焊接电流和电弧电压变化关系，壹般也称伏—安特性图1电弧的静态性曲线6、电弧偏吹：焊接过程中，因气流的干扰、磁场的作用或焊条偏心的影响，使电弧中心偏离电极轴线的现象7、磁偏吹：直流电弧焊时，焊接电弧因受到焊接回路中电磁力的作用而产生的电弧偏吹8、焊接热循环：于焊接热源作用下，焊件上某点的温度随时间变化的过程9、线能量：熔焊时，由焊接能源输入给单位长度焊缝上的能量10、电弧力：焊接电弧对熔滴、熔池及母材表面的机械作用力11、熔滴过渡：熔滴通过电弧空间向熔池转移的过程12、焊缝：焊件经焊接后形成的结合部分13、对接焊缝、角焊缝、余高等第四章焊接材料㈠焊条的组成和作用1、组成：焊条由金属焊芯和药皮俩部分组成。

2、作用：（1）焊芯于焊接时有俩个方面的作用：①作为电极，传导电流，产生电弧；②熔化后作为填充金属，和母材壹起组成焊缝金属。

（2）药皮是压涂于焊芯表面上的涂料层，由多种矿石粉、铁合金粉和粘结剂等原料按壹定比例配制而成。

它的主要作用是：①改善焊条工艺性，如易于引弧，保持电弧稳定燃烧，利于焊缝成形，防止飞溅等；②机械保护作用，药皮分解产生大量气体且形成熔渣，对熔化金属起着保护作用；③冶金处理作用，即通过冶金反应除去有害杂质且补充有益的合金元素，改善焊缝质量。

㈡焊条的分类和型（牌）号国产焊条按其用途分为结构钢焊条、耐热钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、镍及镍合金焊条、铸铁焊条、低温钢焊条、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条和特殊用途焊条十类。

其中，结构钢焊条应用最为广泛根据GB5117—1995和GB5118—1995，低碳钢和低合金钢焊条型号的形式和含义如下：焊条牌号是焊接行业统壹的焊条代号，其形式和含义如下：结构钢焊条牌号的形式和含义如下㈢焊条的选用原则1、根据母材的化学成分和力学性能选用焊接低碳钢和低合金高强度钢时，壹般根据母材的抗拉强度按“等强度原则”选择和母材有相同强度等级，且成分相近的焊条；异种钢焊接时，应按其中强度较低的钢材选用焊条。

2、根据焊件的工作条件和工艺特点选用对于承受交变载荷、冲击载荷的焊接结构，或者形状复杂、厚度大、刚性大的焊件，应选用碱性焊条。

3、按焊接设备、施工条件和焊接工艺性选用如果焊接现场没有直流弧焊机时，应选用交直流俩用焊条；当焊件接头附近污物、锈皮过多时，应选用酸性焊条，于保证焊缝质量的前提下，应尽量选用成本低、劳动条件好的焊条；无特殊要求时，应尽量选用焊接工艺性好的酸性焊条。

3、酸性焊条和碱性焊条的对比第五章焊接符号的表示方法参照GB324-88标准进行详细讲解第六章常见的焊接缺陷及预防措施按照《金属熔化焊焊缝缺陷分类及说明》规定，焊缝缺陷分为六大类：裂纹、孔穴、固体夹杂、未熔合和未焊透、形状缺陷、其它缺陷；焊接缺陷按其于焊接接头的部位，可分为外观缺陷和内部缺陷。

壹、外观缺陷1、咬边因焊接造成沿焊趾（或焊根）处出现的低于母材表面的凹陷或沟槽称为咬边。

它是由于焊接过程中，焊件边缘的母材金属被熔化后，未及时得到熔化金属的填充所致。

咬边可出现于焊缝壹侧或俩侧，能够是连续的或间断的。

（1）危害：咬边将削弱焊接接头的强度，产生应力集中。

于疲劳载荷作用下，使焊接接头的承载能力大大下降。

它往往仍是引起裂纹的发源地和断裂失效的原因。

焊接技术条件中壹般规定了咬边的容限尺寸。

（2）形成原因：焊接工艺参数不当，操作技术不正确造成。

如焊接电流大，电弧电压高（电弧过长），焊接速度太快。

（3）防止措施：选择适当的焊接电流和焊接速度，采用短弧操作，掌握正确的运条手法和焊条角度，坡口焊缝焊接时，保持合适的焊条离侧壁距离。

2、焊瘤焊接过程中，于焊缝根部背面或焊缝表面，出现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。

焊瘤壹般是单个的，有时也能形成长条状，于立焊、横焊、仰焊时多出现。

（1）危害：影响焊缝外观，使焊缝几何尺寸不连续，形成应力集中的缺口。

管道内部的焊瘤将影响管内介质的有效流通。

（2）形成原因：操作不当或焊接规范选择不当。

如焊接电流过小，而立焊、横焊、仰焊时电流过大，焊接速度太慢，电弧过长，运条摆动不正确。

（3）防止措施：调整合适的焊接电流和焊接速度，采用短弧操作，掌握正确的运条手法。

3、凹坑焊后于焊缝表面或背面形成低于母材表面的局部低洼缺陷。

未焊满由于填充金属不足，于焊缝表面形成的连续或断续的沟槽。

（1）危害：将会减小焊缝的有效工作截面，降低焊缝的承载能力。

（2）形成原因：焊接电流过大，焊缝间隙太大，填充金属量不足。

（3）防止措施：正确选择焊接电流和焊接速度，控制焊缝装配间隙均匀，适当加快填充金属的添加量。

4、烧穿焊接过程中熔化金属自坡口背面而流出，形成穿孔的缺陷。

常发生于底层焊缝或薄板焊接中。

（1）形成原因：焊接过热，如坡口形状不良，装配间隙太大，焊接电流过大，焊接速度过慢，操作不当，电弧过长且于焊缝处停留时间太长等。

（2）防止措施：减小根部间隙，适当加大钝边，严格控制装配质量，正确选择焊接电流，适当提高焊接速度，采用短弧操作，避免过热。

5、焊缝表面形状及尺寸偏差焊缝表面形状及尺寸偏差属于形状缺陷，其经常出现的有：对接焊缝超高、角焊缝凸度过大、焊缝宽度不齐、焊缝表面不规则等。

（1）危害：影响焊缝外观质量，易造成应力集中。

（2）形成原因：坡口角度不当，装配间隙不均匀，焊接规范选择不当，焊接电流过大或过小，焊接速度不均匀，运条手法不正确，焊条或焊丝过热等。

（3）防止措施：选择正确焊接规范，适当的焊条及其直径，调整装配间隙，均匀运条，避免焊条和焊丝过热。

二、内部缺陷1、气孔焊接过程中熔池金属高温时吸收和产生的气泡，于冷却凝固时未能逸出而残留于焊缝金属内所形成的孔穴，称为气孔。

气孔是壹种常见的缺陷，不仅出当下焊缝内部和根部，也出当下焊缝表面。

焊缝中的气孔可分为球形气孔、条形气孔、虫形气孔以及缩孔等.气孔能够是单个或链状成串沿焊缝长度分布，也能够是密集或弥散状分布。

焊接区中的气体来源：大气的侵入，溶解于母材、焊丝和焊芯中的气体，受潮药皮或焊剂熔化时产生的气体，焊丝或母材上的油污和铁锈等脏物于受热后分解所释放出的气体，焊接过程中冶金化学反应产生的气体。

熔焊过程中形成气孔的气体主要有：氢气、壹氧化碳和氮气。

氢气孔：多数情况下出当下焊缝表面上，断面形状多呈螺钉状，从焊缝表面上见呈圆喇叭口形，气孔四周内壁光滑。

个别情况下也以小圆球形状存于于焊缝内部。

氮气孔：多数以成堆的蜂窝状出当下焊缝表面上。

壹氧化碳气孔：多数情况下产生于焊缝内部，沿结晶方向分布，有些象条虫状，表面光滑。

（1）危害：影响焊缝外观质量，削弱焊缝的有效工作截面，降低焊缝的强度和塑性，贯穿性气孔则使焊缝的致密性破坏而造成渗漏。

（2）产生原因：焊接区保护受到破坏；焊丝和母材表面有油污、铁锈和水分；焊接材料受潮，烘焙不充分；焊接电流过大或过小，焊接速度过快；采用低氢型焊条时，电源极性错误，电弧过长，电弧电压偏高；引弧方法或接头不良等。

（3）防止措施：提高操作技能，防止保护气体（焊剂）给送中断；焊前仔细清理母材和焊丝表面油污、铁锈等，适当预热除去水分；焊前严格烘干焊接材料，低氢型焊条必须存放于焊条保温筒中；采用合适的焊接电流、焊接速度，且适当摆动；使用低氢型焊条时应仔细校核电源极性，且短弧操作；采用引弧板或回弧法的操作技术。

2、夹渣焊后残留于焊缝中的熔渣，称为夹渣。

夹渣不同于夹杂，夹杂是指于焊缝金属凝固过程中残留的金属氧化物或来自外部的金属颗粒，如氧化物夹杂、硫化物夹杂、氮化物夹杂和金属夹杂等。

夹渣是壹种宏观缺陷。

夹渣的形状有圆形、椭圆形或三角形，存于于焊缝和母材坡口侧壁交接处，或存于于焊道和焊道之间。

夹渣能够是单个颗粒状分布，也能够是长条状或线状连续分布。

（1）危害：减少焊接接头的工作截面，影响焊缝的力学性能（抗拉强度和塑性）。

焊接技术条件中允许存于壹定尺寸和数量的夹渣。

（2）产生原因：多层焊时，每层焊道间的熔渣未清除干净，焊接电流过小，焊接速度过快；焊接坡口角度太小，焊道成形不良；焊条角度和运条技法不当；焊条质量不好等。

（3）防止措施：每层应认真清除熔渣；选用合适的焊接电流和焊接速度；适当加大焊接坡口角度；正确掌握运条手法，严格控制焊条角度可焊丝位置，改善焊道成形；选用质量优良的焊条。

3、未熔合熔化焊时，于焊缝金属和母材之间或焊道（层）金属之间未能完全熔化结合而留下的缝隙，称为未熔合。

有侧壁未熔合、层间未熔合和焊缝根部未熔合三种形式。

（1）危害：未熔合属于面状缺陷，易造成应力集中，危害性很大（类同于裂纹）。

焊接技术条件中不允许焊缝存于未熔合。

（2）产生原因：多层焊时，层间和坡口侧壁渣清理不干净；焊接电流偏小；焊条偏离坡口侧壁距离太大；焊条摆动幅度太窄等。