焊接疑难解答分解.docx

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焊接疑难解答分解

1.低碳钢（C%<0.25%）

焊接性好、淬硬倾向小、无需特别处理

大于50mm多层焊接－>应力、变形开裂

焊条电弧焊、埋弧焊、电渣焊、气体保护焊电阻焊

保证焊接接头与母材等强度

焊条：

E4313（J421）E4303（J422）E4315（J427）等

埋弧焊丝/焊剂：

H08A（H08MnA）/431

什么叫焊接条件？

它有哪些内容？

答：

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、运枪（或运条）方法等。

3.什么叫焊接接头？

基本形式有几种？

答：

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。

4.什么叫熔深？

答：

在焊接接头横截面上，母材熔化的深度。

5.什么叫焊接位置？

有几种形式？

答：

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。

5.什么叫向下立焊和向上立焊？

答：

〈1〉立焊时，电弧自上向下进行的焊接—叫向下立焊。

如：

纤维素焊条向下立焊；CO2向下立焊等。

〈2〉立焊时，电弧自下向上进行的焊接—叫向上立焊。

6.什么叫焊接结构？

答：

用焊接方法连接的钢结构称为焊接结构。

7.为什么对焊件要开坡口？

答：

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。

8.为什么对某些材料焊前要预热？

答：

为了减缓焊件焊后的冷却速度，防止产生冷裂纹。

9.为什么对某些焊接构件焊后要热处理？

答：

为了消除焊接残余应力和改善焊接接头的组织和性能。

10.为什么焊前要制订焊接工艺规程？

答：

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 

焊前依据焊接试验和焊接工艺评定，制订的焊接工艺规程是“法规”，是保证焊接质量的重要因素。

11.为什么焊前要对母材表面处理加工？

答：

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。

12.什么叫焊丝的熔化系数？

答：

焊丝的熔化系数是指单位时间内通过单位电流时焊丝的熔化量。

（g/Ah） 

焊丝越细，其熔化系数越大，既效率越高。

13.什么叫焊接工艺参数？

答：

焊接时，为保证焊接质量而选定的诸物理量（如：

焊接电流、电弧电压、焊接速度、线能量等）的总称。

14.什么叫焊接电流？

答：

焊接时，流经焊接回路的电流，一般用安培（A）表示。

15.什么叫电弧电压？

答：

电弧两端（两电极）之间的电压降，一般用伏特（V）表示。

16.什么叫焊接速度？

答：

单位时间内完成焊缝的长度，一般用厘米/分钟（cm/min）表示。

17.什么叫干伸长度？

答：

焊接时，焊丝端头距导电嘴端部的距离。

4．切口，避焊孔

4.1应提供足够尺寸的切口（避焊孔），例如在焊接板的对接缝施焊前，把扶强材固定在板上就需如此。

另见第3章第1节G.5。

避焊孔应是圆形的，其圆弧半径至少为25mm或2×板厚，取其大者。

4.2在特殊情况下，例如当焊接构件承受严重的动态应力时，建议在与板连接的该构建上开出双坡口用以代替对接焊区域上的避焊孔，并进行双面焊，然后在对接焊缝的反面（板上）用机加工除去根部疵点。

5．局部加强，覆板

5.1当板材（包括桁材板、管壁或容器壁）必须承受增加的局部应力时，应尽可能用较厚的板而不用覆板。

5.2如不可避免采用覆板，则其厚度不得超过基板厚度的2倍，宽度不得超过自身厚度的30倍。

关于覆板，特别是这类板端缘的焊接见第3章第1节G.6。

6．应力流，过渡

6.1支承构建上的所有焊接接头均应设计成使应力流线尽可能流畅，无较大的内部或外部缺口，无刚性的不连续和膨胀障碍。

6.2为此目的，不同尺寸的构件应采用逐渐过渡的方法来调整其相互间的尺寸（例如在较厚构建的边缘开坡口）。

铸钢件和段钢件必须整体铸造成有供焊接用的凸缘。

见第3章第1节G.3和建造规范。

8．冷成形型材的焊接

只要符合第3章第1节G.8中所述条件，即允许焊接（船体）冷成形的结构钢型材。

在特殊情况下，可要求进行焊后热处理或需要提交具有焊后韧性的证明文件。

E．确定焊接接头的尺寸

1．确定尺寸，设计计算

2．角接焊缝的最小厚度

角焊缝焊喉厚度应符合德国劳氏船级社规范或设计计算的结果。

未按规范要求的或设计计算确定的焊喉厚度应至少为

a=0.5×板厚，（a为规范要求的较薄板厚）

除非另经同意（例如对较薄板利用适合的焊接夹具进行全自动焊接），角接焊缝的最小焊喉厚度为

t1＝较薄（例如腹板）的板厚，mm

t2＝较厚（例如面板）的板厚，mm

如通过焊接程序试验证明角焊缝的施焊无缺陷，则可允许采用较小的最小角接焊缝焊喉厚度（如2.5mm）。

第19节焊接接头

B.设计

1.设计的一般原则

1.2焊接接头的设计及所采用的焊接程序应能保持焊接残余应力最小，从而不出现过度的变形。

焊接接头不得超过规定的尺寸，另见3.3.3。

1.6如不同类型的材料配对用于海水或其它电解质中，如有可能，应将这种焊缝布置在不会有腐蚀的部位（如设在液舱的外面），或采取特殊的防腐措施（如采取防腐涂层或阴极保护措施）。

2.设计细则

2.1.应力流、过渡

2.1.5不同尺寸的构件之间应平顺而逐渐地过渡。

如桁材或型材的腹板高度不同，则缘板或球头应开坡口，并将腹板斜切并延伸或将其压在一起，以使两个构件的高度相等。

过渡部分的长度应至少等于高度差的2倍。

2.1.6如在主应力方向相垂直的板缝除的板厚不等，则对大于3mm的厚度差必须按图19.1中所示的方式，以最大1：

3的比例或按所规定的切口分类将高出的边缘来予以调整。

厚度差在3mm或以下时，可在焊缝内予以调整。

2.2局部区域的焊缝集中及其最小间隔

2.2.1应避免焊缝局部集中或焊缝间距不足。

相邻对接缝相互间距应至少为：

50mm+4×板厚

角焊缝的相互间距及其与对接焊缝的间距应至少为：

30+2×板厚

但被更换的或被嵌入的板（条）宽度应至少为300mm或10倍板厚（取大者）。

2.2.2加强板、焊接法兰、座架和开孔焊入板内的类似构件应具有下列最小尺寸：

Dmin=170+3（t-10）≥170mm

D—圆角直径或角焊缝单边长度[mm]。

T—板厚[mm]。

嵌入的角焊缝转角半径应为5t[mm]，但至少为50mm。

2.3避焊孔

2.3.1对将横向构件定位后，随后进行对接焊或角接焊的避焊孔应做成圆形（最小半径为25mm或为板厚的2倍，取大者），并应将其加工成图19.3所示的形状，使其平顺地过渡至相邻表面（在主要承受动载荷的场合更为必要）。

2.3.2如在交叉构件定位前已完成焊接，则不必开避焊孔。

在交叉构件定位前，应将焊缝加强部分除去或这些构件应具有合适的避焊孔。

2.4局部加强及复板

2.4.1如板材局部承受高应力，则如有可能，应采用较厚的板而不采用复板。

2.4.2如一定得采用复板，则复板的厚度应不超过板厚的2倍。

宽度大于厚度30倍的板，应按3.3.11的要求，以不大于复板厚度30倍的间隔，用塞焊与垫板相连接。

2.4.3沿复板纵向边缘应以0.3x复板厚度的焊喉厚度“a”进行连续角接焊。

在复板的端部处，其端面厚度“a”应增至0.5x复板厚度，但不应超过板的厚度（见图19.4）。

复板端面与基板的焊缝过渡应与基板成45°或以下的角度。

2.4.5装载易燃液体的液舱内不得采用复板。

2.6冷弯型材的焊接、弯曲半径

2.6.1如有可能，应避免在永久伸长率大于5%的冷弯型材处，以及在具有应变老化趋势的结构钢的相临区域进行焊接。

说明：

在承受拉伸应力的外部区域内的延伸率ε=100/（1+2r/t）

r—内侧弯曲半径[mm]

t—板厚[mm]

2.6.2只要最小弯曲半径不小于表19.1中所规定的数值，可在冷弯型材除以及船体结构钢及类似结构钢的相邻区域进行焊接。

表19.1

注：

要使材料具有承受弯曲的能力，可能须有较大的弯曲半径。

2.6.3对于其它钢材和其它材料（如采用），如有怀疑，则应通过试验来确定所必须的最小弯曲半径。

对于钢板，如其最小标称上屈服点大于355N/mm2，且厚度为30mm以上，在经冷成型后，其永久伸长率为2%或以上，则可认为其在焊接后已具有足够的韧性。

3．焊缝形状和尺寸

3.1对接焊缝

3.2角接缝、T型和双T（十字）型接缝

3.3填角焊缝接头

3.3.3填角焊缝的焊喉厚度应不超过被焊接件中较小者的厚度（一般为腹板的厚度）的0.7倍。

最小焊喉厚度由下式确定：

式中：

t1=较薄（例如腹板）的板厚，mm

t2=较厚（例如面板）的板厚，mm

3.3.7在承受严重动载荷的区域，应采用在两侧均为连续的加强填角焊缝（例如发动机底座的纵、横向桁材与靠近基座螺栓的顶板之间的连接，参见C.3.2.5和表19.3），除非对这些部位规定采用单侧或双侧坡口焊缝。

在这些区域，焊喉厚度“a”应等于被焊件中较小厚度的0.7倍。

3.3.8按表19.3的间断填角焊缝可以相对设置（并列间断焊缝，可以带有扇形孔），或可交错布置（见图19.15），对于小型才，可允许开其它类型的扇形孔。

在水舱和液货舱，再燃油舱和可能聚集冷凝水或喷溅水的舱室底部以及有腐蚀危险的空心部件（如舵），只可能采用连续焊缝或带有扇形孔的间断填角焊缝。

这一规定相应地也适用于暴露在外界环境条件或易腐蚀货物接触的部位、结构处所。

在板上受到严重局部应力的部位（例如船舶前不的船底）不得靠扇形孔，而在主要承受动载荷的区域，应采用连续焊缝。

3.3.9间断填角焊缝的憨厚厚度au应按下式根据所选定的节距比b/l确定：

au=1.1×a×（b/l）[mm]

a—由表19.3查得的或通过计算确定的连续焊缝所要求的填角焊缝焊喉厚度[mm]

b—节距=e+l[mm]；

e—焊缝间隔[mm]

l—填角焊缝长度[mm]、

节距比b/l不得超过5。

未焊接的长度（设有扇形孔及并列间断焊为b—l；交错间断焊为b/2—l）应不超过被焊接件中较薄板厚度的25倍。

但扇形孔的长度不超过150mm。

3.3.10应尽可能避免采用搭接焊缝；承受高载荷的部件不得采用这种焊缝。

对于承受低载荷的部件部件，可允许采用搭接焊缝，但应尽可能使焊缝与主应力方向平行。

搭接宽度应为1.5t+15mm（t为较薄板的厚度）。

除了计算确定的是另一个数值者外，填角焊缝的焊喉厚度“a”应等于较薄板厚的0.4倍，但应满足其值不小于由3.3.3所述的最小焊喉厚度的要求。

填角焊缝在两侧必须是连续的，而且在两端处必须相接。

3.3.11当为塞焊时，如有可能，塞焊孔应在主应力方向呈长孔的形状。

两孔之间的距离及孔的长度可按与3.3.8中所述的关于间断焊缝的节距“b”及填角焊缝长度“l”相似的方法予以确定。

填角焊缝的焊喉厚度孔的宽度au可按照3.3.9确定。

孔的宽度应至少为厚度的两倍，但应不小于15mm。

孔两端应呈半圆形。

置于下面的面板或型材，其厚度应至少与应至少与开孔板厚相等，且在两端应伸出1.5×板厚的距离，但最大不超过20mm。

如有可能，应仅施焊必要的填角焊缝，而留下的空穴用合适的填料填充。

4.特定部件的焊接接头

4.1桁材和加强筋端部的焊接

4.1.1如图19.16所示，对施间断焊的桁材或加强筋端部处的腹板，应至少等于桁材或加强筋高度“h”的整个距离上与板材或与面板连续施焊（如适用），此施焊的最大长度为300mm。

对于两端处焊缝的加强，通常是将焊缝延伸0.15倍跨距的长度，见表19.3。

4.1.2肘板区域应至少在等于肘板长度的整个距离上连续施焊。

扇形孔只应设于作为肘板自由边假象延伸线以外。

4.1.3如有可能，加强筋的自由端应紧靠在横向板材或型材及桁材的腹板上，以避免出现板内应力集中。

否则，应将加强筋的端部削斜，至少在1.7h的整个长度上连续施焊，施焊的最大长度为300mm。

4.1.4如果面板内出现对接接头，则面板应在接头的两侧至少等于面板宽度的整个长度上与腹板连续施焊。

4.2型材端部与板之间的接头

第2节焊缝的施焊

B．焊缝制备，拼装

1.焊缝制备

1.1可通过火工切割或机加工来进行焊缝制备。

如不能消除切割操作中对焊接接头引起的不利影响，则由火工切割制备的焊缝边缘（坡口面）应由机加工（例如研磨）来完成。

作为最低要求总是要对铸钢件和锻件焊接边缘进行研磨。

2.焊缝形状，焊根间隙（气隙）

2.1在制备和拼装构件时，必须小心仔细，以确保达到施工文件中规定的焊缝形状和焊根间隙（气隙）。

对于半V型坡口和K型坡口对接焊缝，特别要注意保证适当的焊根间隙，以便达到足够的焊根熔深。

2.2焊根间隙应不超过规定气隙的两倍。

如在有限的区域内局部地超出了本规范许用的气隙尺寸，则可通过在侧壁上堆焊来减小局部过大的气隙，但必须经过本船验船师的同意。

对于角接焊缝，应相应地增大尺寸a，或者如气隙大，则应该用半V型或K型坡口焊缝。

不允许用焊条和焊丝作为填隙料。

3.构件的对准

3.1用对接焊连接起来的两构件应尽可能准确地对准。

为此焊接到板上的型材的两端应留置于未焊状态。

对被横向构件断开的（端接）桁材等的对准应特别注意。

必要时，为了便于这种对准，可事先在横向构件上钻好验位孔，然后再将其封焊起来。

3.2许用的边缘对准偏差取决于有关构件的性能、重要性和载荷并在第3章各节中有规定。

如特殊载荷条件或其它有关应用的要求需要限制边缘对准偏差，则应在施工文件中该许用偏差。

4.定位焊和焊接准备

4.1定位焊缝应尽量减少用并且应由熟练的焊工来施焊。

如定位焊缝的质量不符合用于该接头焊接的要求，则应在永久焊缝施焊前将其铲除干净。

4.2夹持板、临时拉杆、对准销等应采用与母材相同的或成分类似的材料制成并且只能在特别必要时使用，应彻底修复其拆除时所产生的任何破损。

4.3采用自动焊工艺或在引弧和断弧时，应避免在对接焊缝中出现弧坑缺陷。

应在焊缝的延续线上使用引入板和引出板。

构件上的焊缝区域必须清洁干燥，施焊前应将其上任何结垢、锈斑、气割熔渣、油脂、油漆（除认可的车间底漆外）、水气或污物彻底清除。

C．露天保护，预热

1.进行焊接施工的区域应能足以防止气候影响，例如风雨、潮湿和寒冷等，且必要时应进行预热。

2.是否要预热和预热程度取决于各种因素，例如化学成分、板厚、二维火三维散热、环境温度和工件的温度或焊接过程中的热传输入（单位长度焊缝施加的能量），详见第三节和第三章各节。

3.预热应均匀地施加于板材或构件的整个厚度，并使4倍于厚度但不少于100mm宽度上都得到预热。

对定位焊缝和辅助焊缝进行预热同对完工焊缝一样必要。

D．焊接位置，焊接顺序

1.应以最佳焊接位置进行焊接，定位焊应限制到不可缺少的最低限度。

定位焊焊工必须能胜任各有关焊接位置。

有关垂直下行焊位置，见第3章第1节H.6。

2.焊接顺序的选择应尽可能允许自由收缩。

板的对接焊缝要尽可能在桁材、加强筋等拼装上前完全焊接好。

E．焊接的实施

3.定位焊缝上如有裂纹，不可以再用焊接补盖起来，但可用机加工方法将其除去。

在多道焊焊接中，应将前一道的焊渣完全清除，而后才能施焊下一道焊道。

气孔、可见的夹渣、裂纹和其它的焊接缺陷不可焊盖起来，但可用机加工的方法将其去除，然后焊补。

4.焊缝必须有足够的熔深并有清洁规则的表面，而且与母材之间有平缓光滑的过渡，均应避免过大的焊缝增高和咬边或影响板边缘的凹坑和缺口。

5.除非在特殊情况下另有规定，对接焊接的接头必须在整个横剖面上完全熔合。

为此，焊根通常应开坡口并覆盖。

如单面焊，例如用陶瓷衬垫的单面焊接程序试验取得了成功并取得本社的认可，则可认为其等效于从两面施焊的对接焊。

只在单面施焊的其它焊缝，例如保留衬垫的单面焊缝必须经本社在审查有关图纸后予以认可。

6.应按照技术规格书的要求，既可以用如全熔深焊接接头那样的开坡口的根部，也可以在根部或符合相应减缩系数指定的未焊接的根部表面采用许可的不完全熔深焊制备单边V型和K型坡口对接焊缝（见第3章第1节G10.2）。

每一种情况下焊缝的型式应载明于图纸上并且必须经本社的认可。

7.对于角接焊缝，应特别注意使焊根达到良好的熔深。

熔深应至少达到紧靠理论根点。

理想的角接焊缝断面应是向母材平缓过渡的等边平面焊缝。

在腹板的端头、腹板上的切口和避焊孔处，角接焊缝绕腹板焊一圈，形成连续的焊缝。

8．焊接工作质量和材料方面的较大缺陷只有经本社验船师同意才可修补。

小的表面缺陷应该用浅平研磨的方法加以去除。

深入材料内部的缺陷（例如裂缝或由于除去辅助装配焊缝而留下的缺陷）应以机加工方法清理干净，必要时以适当的热输入加以补焊。

9.应在取得本社验船师同意后才可对铸钢件和段钢件进行补焊（也称生产焊缝）。

10.对较高强度船体结构钢、高强度（淬火加回火）细化晶粒结构钢、奥氏体不锈钢和铝合金施工和焊接时，应注意第3章各节中的有关资料和说明，对此本社可要求提交适当的焊接说明书。

18.什么叫焊接线能量？

答：

熔焊时，由焊接热源输入给单位长度焊缝上的能量，亦称“热输入”。

一般用焦耳/厘米（J/cm）表示。

19.什么叫焊缝金属的熔合比？

答：

熔焊时，被熔化的母材部分在焊缝金属中所占的比例。

20.什么叫焊缝形状系数？

答：

熔焊时，在单道焊缝横截面上焊缝宽度与焊缝厚度的比值。

21.什么叫左向焊法？

答：

熔焊时，焊枪由焊件接缝的右端向左端移动的焊法。

气体保护效果好，焊缝成型美观。

CO2、TIG焊接均用左向焊法；MIG焊铝必须用左向焊法。

22.什么叫右向焊法？

答：

熔焊时，焊枪由焊件接缝的左端向右端移动的焊法。

23.为什么说焊接接头是焊接结构中的薄弱环节？

答：

因为焊接接头存在着组织和性能的不均匀性，还往往存在着一些焊接缺陷，存在着较高的拉伸残余应力；所以焊接接头是焊接结构中的薄弱环节。

25.为什么说通过工艺途径可获得优质的焊接接头？

答：

提高焊接接头的质量，可从以下途径着手：

正确选配焊接材料，采用合理的焊接工艺方法，控制熔合比，调节焊接热循环特征，运用合理的操作方法和坡口设计，辅以预热、层间保温及缓冷、后热等措施，或焊后热处理方法等，可获得优质的焊接接头。

26中碳钢：

C%＝（0.25%～0.6%）

焊接性变差、淬硬倾向变大

工艺特点：

容易开裂：

冷裂纹、热裂纹

必须预热，减小工件各个部分的温差

细焊条、小电流、开坡口多层焊接

焊条电弧焊、电渣焊（厚件）

选择抗裂能力较强的低氢型焊条、等强度

焊条：

E5016（J506）、E6015－D1（J607）