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任务 1.6
焊工基础知识

1.6.1 基本知识

焊接也称作熔接、镕接,是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术。

现代焊接的能量来源有很多种,包括气体焰、电弧、激光、电子束、摩擦和超声波等。焊接给人体可能造成的伤害包括烧伤、触电、视力损害、吸入有毒气体、紫外线照射过度等。

若要从事此职业需在当地安监局处取得金属熔接与焊接职业资格证书后方可进行电焊作业。

(1)焊接

两种或两种以上材质(同种或异种),通过加热或加压或二者并用,来达到原子之间的结合而形成永久性连接的工艺过程叫焊接。

(2)电弧

由焊接电源供给的,在两极间产生强烈而持久的气体放电现象——电弧。

①按电流种类可分为:交流电弧、直流电弧和脉冲电弧。

②按电弧的状态可分为:自由电弧和压缩电弧(如等离子弧)。

③按电极材料可分为:熔化极电弧和不熔化极电弧。

(3)母材

被焊接的金属叫作母材。

(4)熔滴

焊丝先端受热后熔化,并向熔池过渡的液态金属滴叫作熔滴。

(5)熔池

熔焊时焊件上所形成的具有一定几何形状的液态金属部分叫作熔池。

(6)焊缝

焊接后焊件中所形成的结合部分。

(7)焊缝金属

由熔化的母材和填充金属(焊丝、焊条等)凝固后形成的那部分金属。

(8)保护气体

焊接保护气体可以是单元气体,也有二元,三元混合气。采用焊接保护气的目的在于提高焊缝质量,减少焊缝加热作用带宽度,避免材质氧化。单元气体有氩气,二氧化碳,二元混合气有氩和氧,氩和二氧化碳,氩和氦,氩和氢混合气。三元混合气有氦,氩,二氧化碳混合气。应用中视焊材不同选择不同配比的焊接混合气。

(9)焊接技术

各种焊接方法、焊接材料、焊接工艺以及焊接设备等及其基础理论的总称——焊接技术。

(10)焊接工艺及包含内容

焊接过程中的一整套工艺程序及其技术规定。内容包括:焊接方法、焊前准备加工、装配、焊接材料、焊接设备、焊接顺序、焊接操作、焊接工艺参数以及焊后处理等。

1.6.2 焊接工艺

(1)焊接条件及包含的内容

焊接时周围的条件,包括:母材材质、板厚、坡口形状、接头形式、拘束状态、环境温度及湿度、清洁度以及根据上述诸因素而确定的焊丝(或焊条)种类及直径、焊接电流、电压、焊接速度、焊接顺序、熔敷方法、方法等。

(2)焊接接头及基本形式

用焊接方法连接的接头。焊接接头包括焊缝、熔合区和热影响区三部分。接头基本形式有:对接、角接、搭接和T型接等。

(3)熔深

在焊接接头横截面上,母材熔化的深度。

(4)焊接位置及形式

熔焊时,焊件接缝所处的空间位置。有平焊、立焊、横焊和仰焊等形式。

(5)对焊件要开坡口

坡口:根据设计或工艺要求,将焊件的待焊部位加工成一定几何形状,经装配后形成的沟槽。为了将焊件截面熔透并减少熔合比;常用的坡口形式有:I、V、Y、X、U、K、J型等。

(6)对某些材料焊前要预热

为了减缓焊件焊后的冷却速度,防止产生冷裂纹。

(7)对某些焊接构件焊后要热处理

为了消除焊接残余应力和改善焊接接头的组织和性能。

(8)焊前要制订焊接工艺规程

保证焊接质量依靠五大控制环节:人、机、料、法、环。

人—焊工的操作技能和经验。

机—焊接设备的高性能和稳定性。

料—焊接材料的高质量。

法—正确的焊接工艺规程及标准化作业。

环—良好的焊接作业环境。

(9)焊前要对母材表面处理加工

焊件坡口及表面如果有油(油漆)、水、锈等杂质,熔入焊缝中会产生气孔、夹杂、夹渣、裂纹等缺陷,给焊接接头带来危害和隐患。

(10)焊接电流

焊接时,流经焊接回路的电流,一般用安(A)表示。

(11)电弧电压

电弧两端(两电极)之间的电压降,一般用伏(V)表示。

(12)焊接速度

单位时间内完成焊缝的长度,一般用厘米/分(cm/min)表示。

(13)干伸长度

焊接时,焊丝端头距导电嘴端部的距离。

1.6.3 碳钢及普通低合金钢的焊接

(1)碳素钢

碳素钢也叫碳钢。常用焊接的有低碳钢(含 C ≤0.25%)和中碳钢(含 C =0.25%~0.60%);优质碳素结构钢(08、10、15、20、25、30、35、40、45)。

(2)普通低合金钢

在普通低合金钢中,除碳以外,还含有少量其他元素,如锰、硅、钒、钼、钛、铝、铌、铜、硼、磷、稀土等,性能发生变化,得到比一般碳钢更优良的性能,如高强度钢、耐蚀钢、低温钢、耐热钢等。

(3)金属材料的机械性能

机械性能是指强度、硬度、塑性、韧性、耐疲劳和蠕变性能等。

(4)钢材的工艺性能

工艺性能是指钢材承受各种冷热加工的能力,如可切削性、可锻性、可铸性和可焊接性等。

(5)金属的焊接性

焊接性是指在一定的焊接工艺条件下获得优质焊接接头的难易程度。包括两方面的内容:一是接合性能,又称工艺可焊性;二是使用性能,又称使用可焊性。

1.6.4 焊接缺陷

(1)焊接缺陷

焊接缺陷是指焊接过程中产生的不符合标准要求的缺陷。

(2)熔化焊焊缝会产生缺陷

由于人、机、料、法、环等因素的影响,焊缝内外部会产生的缺陷有:焊缝尺寸不符合要求、弧坑、烧穿、咬边、焊瘤、严重飞溅、夹渣、气孔、裂纹等。

(3)气孔

在焊接过程中,熔池金属中的气体在金属冷却以前未能来得及逸出,而在焊缝金属中(内部或表面)所形成的孔穴。

(4)裂纹

在焊接应力以及其他致脆因素共同作用下,产生在焊缝金属及热影响区(内部或表面)所形成的缝隙称为裂纹。

①热裂纹—焊后高温时立即产生的裂纹。

②冷裂纹—焊后在金属冷却至室温时产生的裂纹;或焊后几小时、几天后产生的裂纹称为延迟裂纹。

(5)咬边

由于焊接参数选择不正确,或者操作方法不正确沿着焊趾(熔合线上)的母材部位产生的沟槽或凹陷称咬边,会造成局部应力集中。

(6)未焊透/未熔合

焊接时,接头根部未完全熔透的现象。熔焊时,焊道与母材之间或焊道与焊道之间未能完全熔化结合的部分。

(7)控制焊缝中的含氢量

氢、氧、氮三种有害气体会对焊接接头产生很大危害;尤其是“氢”,会产生氢气孔、氢白点、氢脆、氢致裂纹(延迟裂纹)等危害。

(8)焊接飞溅

熔焊过程中,熔化的金属颗粒和熔渣向周围飞散的现象。

(9)焊瘤

在焊接过程中,熔化金属流淌到焊缝以外未熔化的母材上所形成的金属瘤。

(10)夹渣

焊渣残留于焊缝中的现象。 EyOOpSLaNa2+GBg1RkwWC3deLRqXvEVqJCs5+c0GzFIdjAm7LRaExj4UxwvXeYUt

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