焊接疑难解答讲解.docx

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焊接疑难解答讲解

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