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焊接技术培训
焊接技术
(一)1.什么是焊接?
有哪些焊接工艺方法?
各有何特点?
焊接就是用局部加热或加压等手段,使两个分离的金属形成
一个整体的过程。
进一步来讲就是使两个分离的物体借助于原子
间与质点的扩散作用形成一个整体的过程。
焊接工艺方法总的分为三大类:
(1)熔化焊:
此类焊接方法的特点是采用局部加热的方法,将被连接金属
的结合处加热到熔化状态,冷凝后彼此结合在一起。
这是一种最
有利于金属原子间结合的方法,也就是金属焊接的最主要方法,
如气焊和电弧焊。
(2)压力焊:
此类焊接方法的共同特点是不论加热与否,都施加一定的压
力,使两个连接的结合面,紧密地结合在一起,从而使两个焊件
连接起来。
如摩擦压力焊,就是通过摩擦使焊接面产生摩擦热,
当达到半熔化状态时,便立即刹车并施加一定的压力使工件连成
一体的焊接方法。
(3)钎焊:
此类焊接特点是在焊接时,焊件不熔化,而只是适当的加热,
将熔化的钎料填充到焊件之间,凝固后便将焊件连接起来,在必
要时需加溶剂。
1
2.焊接方法有多少种?
主要分几类?
目前世界上用于机械制造和检修方面的焊接方法共有 40 余
种,其主要焊接方法分类如下:
气焊
电弧焊
手弧焊
埋弧焊
电渣焊
熔化焊等离子焊
电子束焊二氧化碳气体保护焊
气电焊惰性气体保护焊
激光焊水蒸气保护振动电弧焊
锻焊
摩擦焊点焊
接触焊滚焊
压力焊
气压焊 闪光对焊
焊接
超声波焊
冷压焊
铬铁钎焊
火焰钎焊
钎焊电接触钎焊
高颇钎焊
真空钎焊
爆炸焊
3.焊接技术有哪些优越性:
(1)焊接结构能代替铆接结构或部分的代替铸锻件,能节省金
2
属材料;它比铆接结构可节省金属材料约 15-20%,比铸铁件可
节省金属约 50-60%,比铸钢件可节省金属约 30%。
(2)可减少劳动量,提高劳动生产率。
(3)降低劳动强度,改善劳动条件。
(4)减轻结构重量。
(5)提高产品质量。
(二)1.焊条、药皮的组成及其功能
焊条、药皮是由一定比例的矿物、铁合金、金属粉类、有机
物及化工材料组成的。
这些原材料的功能有以下几个方面:
(1)稳弧;
(2)造气;(3)造渣;(4)脱氧;(5)合金化;
(6)粘结;(7)成型。
焊条熔渣酸度值大于 1 的为酸性焊条,焊渣酸度值小于 1 的
为碱性焊条。
2.焊条的分类:
计九类
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
类型
结构钢焊条
钼和铬钼耐热钢焊条
不锈钢焊条
堆焊焊条
低温钢焊条
铸铁焊条
镍及镍合金焊条
铜及铜合金焊条
用途
焊接低碳钢及低合金高强度钢
焊接珠光体耐热钢
焊接不锈钢和热强钢
用于具有红热性、耐磨性、耐腐蚀性的堆
焊层
焊接各种在低温条件下工作的结构
焊接各种铸铁件
焊接镍及其合金,也可用于堆焊、铸铁补
焊、异种金属的焊接
焊接铜及其合金,异种金属,铸铁等
3
9铝及铝合金焊条焊接铝及其合金
3.焊条牌号末尾数字表示的药皮类型及适用的电源(电流)种类:
牌号
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
药皮类型
不属已规定的类型
氧化钛型
氧化钛钙型
钛铁矿型
氧化铁型
纤维素型
低氢型
低氢型
石墨型
盐基型
电流种类
不规定
直流或交流
直流或交流
直流或交流
直流或交流
直流或交流
直流或交流
直流
直流或交流
直流
4.焊条牌号的编制方法
如:
结 507 铜磷
4
如:
热 347(0—9 顺序排列)
如:
低 207(0—9 顺序排列)
如:
奥 012(0—9 十个牌号)
5
如:
铬 212(0—9 十个牌号)
如:
铜、镍、铝有色金属焊条
如:
特
6
(三)设备(焊接电流)
弧焊电源是用来向电弧提供能量的一种装臵,电弧将电源供
给的电能转换成热能,以作为焊接工作的热源。
实践表明,为了
保证电弧的稳定燃烧和焊接过程的正常进行,弧焊电源必须具备
某些特殊的电气工作性能。
1.焊接电源可分为二种:
(1)陡降特性;
(2)平特性
2.电弧的条件:
(1)合适的空载电压:
交流变压器不能≤80V
弧焊整流器不能≤90V
多头弧焊器不能≤60V
直流焊机不能≤100V
(2)短路.(电弧是一种导电体,柔性导体)
(3)导电粒子
3. 我们通常在焊接时使用的电源均采用陡降特性,电弧电压随
着电弧的增大电压下降形成的外特性。
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气体保护焊如二氧化碳(CO2)焊接为平特性电源(等速送丝)。
焊接铝材时采用交流电源非熔化极( TIG)或熔化极( MIG),其
他金属材料焊接均采用直流。
(四)钢中有哪些主要元素、在钢中的主要作用。
钢除铁以外,还有碳、锰、硅、硫、磷为基本五元素,加入
其它金属元素则称为合金元素,合金元素在钢中都起一定的作
用。
1.碳(C)
(1)碳含量随着上升,冲击韧性下降,抗拉强度上升,硬度上
升,延伸率、断面收缩率下降;
(2)淬硬、硬度提高;
(3)塑性和冷变形变差;
(4)随着碳的增高可焊差,温度下降,碳可脱氧(一氧化碳)。
8
2.硫(S):
有害元素,产生热裂纹。
3.磷(P):
有害元素,产生冷裂纹、热裂纹。
4.锰(Mn):
在一般焊接材料中是有益元素,提高韧性、强度,是良好的
脱氧剂,脱硫过多产生硬化。
5.硅(Si):
在钢中作为脱氧剂,提高强度,降低塑性。
如果单纯用脱氧
会产生夹杂物、淬硬和某些元素。
6.镍(Ni):
在碳素钢中它是一种有害元素,容易产生热裂纹,淬硬倾向
大。
铬+镍可提高性能,提高抗拉强度、冲击值,对硫敏感。
7.铬(Cr):
提高强度,韧性下降,改变高温性能,在碳素钢中是有害元
素,产生二氧化铬,铬量增大,可焊性变差。
8.钼(Mo):
细化晶粒,提高高温强度、高温疲劳强度。
9.铜(Cu):
加在一般钢材中可提高抗腐蚀性,如果在钢中产生热裂纹。
10.氮(N):
在钢中容易产生氮气孔,是有害元素。
9
11.氢(H):
在钢中容易产生脆化,冷裂纹,有害元素。
(五)1.碳钢的分类:
(1)按含碳量分为:
低碳钢——含碳量小于 0.25%;
中碳钢——含碳量 0.25—0.6%;
高碳钢——含碳量大于 0.6% 。
(2)按钢的质量可分为:
普通质量钢:
S≤0.055%P≤0.045%
优质碳素钢:
S≤0.045%P≤0.04%
高级优质碳素钢:
S≤0.03%P≤0.035%
2.合金钢分类:
(1)按用途可分为:
结构钢、工具钢和特殊钢三大类;
(2)按化学成分可分为:
低合金钢——合金元素的总含量<5%
中合金钢——合金元素的总含量 5-10%
高合金钢——合金元素的总含量>10%
(3)按其所含的合金元素的种类分,如锰钢,铬钢,铬钼钢,
钛钢,硼钢等。
(4)按钢材质量分为:
普通钢:
S<0.05% P<0.055%
优质钢 S<0.04% P<0.04%
10
高级优质钢:
S<0.03% P<0.035%
(六)LNG 储罐所用金属材料及填充材料
金属材料
1. 内罐板、保冷底角板全部采用 9%Ni 钢(化学元素见质量证明
书)。
2. 内附件全部采用奥氏体不锈钢 304/304L。
3. 吊顶板全部采用铝板(法国进口)ASTMB209-ALLOY5083-0。
4. 外罐钢衬层底板及拱顶全部采用镇静碳钢 16mnDR -20°C 冲
击功为 27J。
填充材料
1. Ni9 焊条为进口 产地:
瑞典伊萨公司制造
型号:
OK92.55 ENiCrMo-6
参数 AC55VDC+- 70-150A 焊条¢3.2 适应焊平、立、横、仰、
角焊缝。
参数 AC55VDC+- 120-200A 焊条¢4.0 适应焊平、角、横焊
缝。
2. 不锈钢焊条:
TS-308LA002 及 CHS002 ¢3.2mm 氩弧焊丝为
TGS-308L ¢2mm。
3. 铝焊丝(氩弧焊)进口 型号为 IA5183 ¢1.2mm(熔化极)交
流电源。
4. J507 焊条
5. 埋弧焊焊丝,Nimoc276 焊剂 maratnon104。
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(七)焊接形式及方法:
LNG 储罐内罐全部采用 Ni9 钢板
镍主要形成稳定的奥氏体组织,提高耐蚀性,还能提高奥氏
体钢的高温强度和持久强度,提高钢的塑性,它能促使石墨化。
镍、铬同时存在时钢材具有较高韧性,也具有较高的硬度和强度。
焊接形式:
1. 底角保冷板 焊接 6mm 板 横焊对接手工电弧焊,单道多层焊
封里口。
立焊缝焊时加垫板手工电弧焊,单道多层焊,每层
焊道不得超过焊条的直径(交流)。
Ni 钢厚板横焊采用埋弧焊焊接,单道多层焊(交流)。
2. 铝顶板、内浮顶,法国进口 IA 铝板 8mm 为搭接焊形式,搭接
宽度为 40mm,采用熔化极氩弧焊(交流),现场施工电源为
AMIG-350P 焊机。
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3. 不锈钢附件管焊接,进液、回液管采用 304/304L 板卷制,焊
接采用氩弧焊封底,手工电弧焊填充盖面,坡口型式为 V 型
(直流)。
(八)缺陷的产生:
1. 9%Ni 钢焊接通常采用高镍焊接材料进行焊接,ENiCrMo6 焊条,
焊缝金属为奥氏体。
由于焊缝含镍量高,焊接过程热裂敏感
性很强,易于出现弧坑裂纹,焊接熔深浅、流动性差,对于
夹渣和未熔合缺陷敏感。
2. 9%Ni 钢是一种磁性材料,采用直流焊接时易于产生很强的电
弧磁偏吹,采用交流焊接最佳。
3. 由于高镍焊接材料晶粒长大倾向特别大,为保证焊接接头的
低温韧性,9%Ni 钢焊前不能预热,但是必须严格控制层间温
度,防止焊接接头晶粒长大。
4. 500°C 以下属于低温,1000-2000°C 属于中温,2000°C 以
上属于高温。
据资料显示:
500°时焊接热循环对焊接接头强
度和焊接韧性没有太大影响。
在 900-1200°C 时,可使晶粒
长大到原来的 3-5 倍,加之冷却速度缓慢更助长晶粒长大,
导致接头的低温韧性有明显的下降。
所以对 Ni 钢焊接,要求
严格控制焊接热输入,要控制和调节焊后冷却速度。
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5. Ni9 钢焊接主要问题是焊接接头的强度、韧性必须保证,严格
控制热输入量,防止裂纹、未熔合等。
(九)防止措施:
为了保证 Ni9 钢焊接质量,必须严格控制如下:
1. 焊接前在坡口两侧 100-150mm 范围内,用液化天然气烤加热
去除湿气,避免氢气对材料的影响。
(烤至没有湿气为止)
2. 严格控制焊接热输入,焊接规范尽量采用小的线能量,如小
电流、快速焊。
3. 保证焊接区域坡口边缘干净,见金属光泽,不能有水锈、油
脂、赃物等。
4. 为防止焊接接头产生裂纹,每个收弧接头必须用角向砂轮机
打磨清除缺陷源。
层间焊接时,特别是坡口夹角处最容易产
生未熔合现象及夹渣,用角向砂轮机打磨消除缺陷源重新焊
接。
5. 严格控制电弧擦伤母材,咬边≥0.5mm 时补焊,焊后用砂轮机
磨平。
焊道接头超高时可用砂轮机磨平要圆滑过渡,绝不允
许在母材上乱磨。
6. 返修时必须严格按照返修工艺操作,焊前预热将水汽烘干,
防止氢气产生。
7. 卡具安装点焊疤处低于母材的要补平,然后打平,打磨不得
低于母材。
8. 电弧擦伤母材部位严重的要补焊,然后用砂轮打平。
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9. 焊条保管要放臵干燥通风处,烘干温度要按说明书进行。
随
用随取,保持焊条的温度,不被受潮。
10.采用氩弧焊接时,钨板要用密闭装臵保管,磨钨极时要戴好
眼镜口罩(因钨极有微量放射物元素)。
(十)怎样检查 Ni 钢焊接质量:
1. 首先检查焊道外观是否圆滑,有无咬边、气孔、裂纹、焊瘤、
未熔合等。
2. 焊道几何尺寸用焊接检验尺测量。
3. 罐板组对好后后用一米、二米样板检查罐板的弧度是否符合
规范要求。
4. 检查焊道边缘不得有电弧擦伤、飞溅、砂轮乱磨现象。
5. 底板排板焊接是否按焊接指导书进行。
防止底板焊后变形是
否按焊接顺序进行。
6. 工件组对时错边量不得超过标准要求,用焊检尺测量。
7. 焊后应做无损检测检查,RT、UT、PT(由专业工程师)。
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