焊接工艺方法及操作规程.docx

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焊接工艺方法及操作规程

∙焊接成形过程特性和理论基础

∙

（1）焊接方法的分类及其特点

∙熔化焊接由于加热方式及熔炼方式的区别，可以有以下几种主要类形：

∙1）气焊气体混合物燃烧形成高温火焰，用火焰来熔化焊件接头及焊条。

最常用的气体是氧与乙炔的混合物，调整氧与乙炔的比值，可以获得氧化性、中性及还原性火焰。

这种方法所用的设备较为简单，而加热区宽，但焊接后焊件的变形大，并且操作费用较高，因而逐渐为电弧焊代替。

∙2）电弧焊这是应用最广泛的焊接方法。

电弧焊的主要特征为：

形成稳定的电弧，填充材料的供应以及对熔化金属的保护和屏蔽。

通常，电弧可通过两种方法产生。

第一种：

电弧发生在一个可消耗的金属电焊条和金属材料之间，焊条在焊接过程中逐渐熔化，由此提供必须的填充材料而将结合部填满。

第二种：

电弧发生在工件材料和一个非消耗性的钨极之间，钨极的熔点应比电弧温度要高，所必须的填充材料则必须另行提供。

∙3）电渣焊它是利用电流通过熔渣所产生的电阻热来熔化金属。

这种热源范围较电弧大，每一根焊丝可以单独成一个回路，增加焊丝数目，可以一次焊接很厚的焊件。

∙4）真空电子束焊接这是一种特种焊接方法，用来焊接尖端技术方面的高熔点及活泼金属的小零件。

它的特点是将焊件放在高真空容器内，容器内装有电子枪，利用高速电子束打击焊件将焊件熔化而进行焊接。

这种方法可以获得高品质的焊件。

∙5）激光焊这也是一种特种焊接方法。

它是以聚焦的激光束作为能源轰击焊件所产生的热量进行焊接的方法。

∙压力焊由于加热方式的不同，可以有以下几种主要类形：

∙焊接

∙1）电阻焊这是利用电阻加热的方法，最常用的有点焊、缝焊及电阻对焊三种。

前两者是将焊件加热到局部熔化状态并同时加压；电阻对焊是将焊件局部加热到高塑性状态或表面熔化状态，然后施加压力。

电阻焊的特点是机械化及自动化程度高，故生产率高，但需强大的电流。

∙2）摩擦焊利用摩擦热使接触面加热到高塑性状态，然后施加压力的焊接，由于摩擦时能够去除焊接面上的氧化物，并且热量集中在焊接表面，因而特别适用于导热性好及易氧化的有色金属的焊接。

∙3）冷压焊这种方法的特点是不加热，只靠强大的压力来焊接，适用于熔点较低的母材，例如铅导线、铝导线、铜导线的焊接。

∙4）超声波焊接也是一种冷压焊，借助于超声波的机械振荡作用，可以降低所需用的压力，目前只适用于点焊有色金属及其合金的薄板。

∙5）扩散焊扩散焊是焊件紧密贴合，在真空或保护气氛中，在一定温度和压力下保持一段时间，使接触面之间的原子相互扩散而完成焊接的焊接方法。

扩散焊主要用于焊接熔化焊、钎焊难以满足技术要求的小形、精密、复杂的焊件。

∙压力焊接时，压力使接触面的凸出部分发生塑性变形，减小凸出部分的高度，增加真实的接触面积。

温度使塑性变形部分发生再结晶，并加速原子的扩散；此外，表面张力也可以促使接触面上空腔体积的缩小。

这种加热的压力焊接过程与粉末冶金中的热压烧结过程相似。

∙冷压焊时，虽然没有加热，但由于塑性变形的不均匀性，所放出的热局限于真实接触的部分，因而也有加热的效应。

∙钎焊是与上述方法完全不同的焊接过程，是不同金属间的合金化过程。

∙5．1．2熔化焊接

利用热源局部加热的方法，将两工件接合处加热到熔化状态，形成共同的熔池，凝固冷却后，使分离的工件牢固结合起来的焊接称为熔化焊。

熔化焊适合于各种金属材料任何厚度焊件的焊接，且焊接强度高，因而获得广泛应用。

熔化焊包括电弧焊、电渣焊，气焊等。

（1）手工电弧焊

1）焊接过程利用电弧作为焊接热源的熔焊方法称为电弧焊。

用手工操纵焊条进行焊接

的电弧焊方法，称为手工电弧焊。

2）焊条

焊条的组成电焊条由金属焊芯和药皮两部分组成。

3）焊条的分类和形（牌）号

4）焊条的选用原则焊条的种类很多，选择是否恰当，直接影响焊接结构的品质、生产率和生产成本。

通常应根据焊接结构的化学成分、力学性能、抗裂性、耐腐蚀性以及高温性能等要求，选用相应的焊条种类。

再考虑焊接结构形状、受力情况、工作条件和焊接设备等选用具体的形号与牌号。

一般选择原则是：

①根据母材的化学成分和力学性能

②根据焊件的工作条件与结构特点

③根据焊接设备、施工条件和焊接技术性能

5）手工电弧焊的特点手工电弧焊的设备简单，操作灵活，能进行全位置焊接，能焊接不同的接头、不规则焊缝。

但生产效率低，焊接品质不够稳定，对焊工操作技术要求较高，劳动条件差。

手工电弧焊多用于单件小批生产和修复，一般适用于2mm以上各种常用金属的焊接。

（2）埋弧自动焊

埋弧自动焊是电弧在颗粒状焊剂层下燃烧的自动电弧焊接方法。

1）焊接过程埋弧自动焊的焊接过程如图5-22所示。

2）焊丝与焊剂埋弧自动焊的焊丝同手工电弧焊焊芯的作用一样，其成分标准也相同。

常用焊丝牌号有H08A、H08MnA和H10Mn2等。

3）埋弧自动焊的特点及应用埋弧自动焊与手工电弧焊相比有以下特点：

①生产率高②焊接品质高而且稳定③节省金属材料④劳动条件好

（3）气体保护电弧焊

气体保护电弧焊是利用外加气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊。

在气体保护电弧焊中，用作保护介质的气体有氩气和二氧化碳。

C02虽具有一定氧化性，但其价廉易得，且对不易氧化的低碳钢仍然具有很好的保护作用，所以，它的应用也较普遍。

1）氩弧焊氩弧焊是使用氩气为保护气体的电弧焊。

氩弧焊时，氩气从喷嘴喷出后，便形成密闭而连续的气体保护层，使电弧和熔池与大气隔绝，避免了有害气体的侵入，起到了保护作用。

氩弧焊按所用电极不同，分为熔化极氩弧焊和不熔化极（或钨极）氩弧焊。

目前，氩弧焊主要用于焊接易氧化的非铁金属（如铝、镁、铜、钛及合金）和稀有金属，以及高强度合金钢、不锈钢、耐热钢等。

2）二氧化碳气体保护焊利用二氧化碳气体作为保护气体的电弧焊称为二氧化碳气体保护焊。

它以连续送进的焊丝作为电极，靠焊丝和焊件之间产生的电弧熔化金属与焊丝，以自动或半自动方式进行焊接，如图5-25所示，焊接时焊丝由送丝机构通过软管经导电嘴送进，C02气体以一定流量从环行喷嘴中喷出。

电弧引燃后，焊丝末端、电极及熔池被C02气体所包围，使之与空气隔绝，起到保护作用。

C02气体保护焊广泛应用于造船、汽车制造、工程机械等工业部门，主要用于焊接低碳钢和低合金结构钢构件，也可用于耐磨零件的堆焊，铸钢件的焊补等。

但是，C02焊不适于焊接易氧化的非铁金属及其合金。

（4）电渣焊

电渣焊是利用电流通过液态熔渣时所产生的电阻热作为热源的一种熔化焊接的方法。

根据焊接时使用电极的形状，可分为丝极电渣焊、板极电渣焊和熔咀电渣焊等。

1）电渣焊的焊接过程电渣焊总是在垂直立焊位置进行焊接，丝极电渣焊的焊接过程如图5-26所示。

2）电渣焊的特点及应用

①生产效率高，成本低②焊接品质好③焊接应力小④热影响区大

（5）电子柬焊、激光束焊

1）电子束焊电子束焊是利用加速和聚焦的电子束，轰击置于真空或非真空中的焊件所产生的热能进行焊接的方法。

电子束轰击焊件时99％以上的电子动能会转变为热能，因此，焊件被电子束轰击的部位可加热至很高温度。

电子束焊根据焊件所处环境的真空不同，可分为高真空电子束焊、低真空电子束焊和非真空电子束焊。

图5-27为真空电子束焊接示意图。

2）激光束焊激光束焊接是以聚集的激光束作为能源的特种熔化焊接方法。

激光焊接如图5-28所示。

焊接用激光器有固态和气态两种，常用的激光材料为红宝石、玻璃和二氧化碳。

激光焊接的特点

①由于激光焊热量集中，作用时间极短，因此，能量密度大，热影响区小，焊接变形小，焊件尺寸精度高。

可以在大气中焊接，不需要采取保护措施。

②激光束通过光学系统反射和聚集，可以达到其他焊接方法很难焊接的部位进行焊接，还可以通过透明材料壁对结构内部进行焊接，例如对真空管的电极连接和显像管内部接线的连接。

③激光焊可用于绝缘材料、异种金属、金属与非金属的焊接。

（6）气焊

气焊是利用可燃气体乙炔（C2H2）和氧气混合燃烧时所产生的高温火焰作为热源的熔化焊接方法。

5．1．3压焊

（1）电阻焊

电阻焊又称接触焊，它是利用电流通过焊接接头的接触面时产生的电阻热将焊件局部加热到熔化或塑性状态，在压力下，形成焊接接头的压焊方法。

电阻焊按接头形式的不同，可分为点焊、缝焊、对焊三种。

1）点焊点焊是利用柱状铜合金电极，在两块搭接焊件接触面之间形成焊点，而将工件连接在一起的焊接方法。

2）缝焊缝焊的焊接过程与点焊相似，只是用转动的圆盘状电极取代点焊时所用的柱状电极，焊接时，圆盘状电极压紧焊件并转动，依靠摩擦力带动焊件向前移动，配合断续通电，形成许多连续并彼此重叠的焊点，焊点相互重叠约50％以上。

3）对焊对焊是把焊件装配成对接的接头，使其端面紧密接触，利用电阻热加热至塑性状态，然后迅速施加顶锻力完成焊接的方法。

根据焊接过程不同，又可分为电阻对焊和闪光对焊。

（2）摩擦焊

摩擦焊是利用工件接触面摩擦产生的热量为热源，将工件端面加热到塑性状态，然后在压力下使金属连接在一起的焊接方法。

1）摩擦焊焊接过程。

2）摩擦焊的特点及应用

①焊接接头品质好且稳定②焊接生产率高③可焊材料种类广泛④焊机设备简单，功率小，电能消耗少。

5．1．4钎焊

钎焊是利用熔点比焊件金属低的钎料作填充金属，适当加热后，钎料熔化将处于固态的焊件粘接起来的一种焊接方法。

（1）钎焊过程

钎焊过程是将表面清洗好的焊件以搭配形式装配在一起，把钎料放在装配间隙内或间隙附近，然后加热，使钎料熔化（焊件未熔化）并借助毛细管作用被吸人和充满固态焊件的间隙之内，被焊金属和钎料在间隙内进行相互扩散，凝固后，即形成钎焊接头。

（2）钎焊的分类

根据钎料熔点的不同，钎焊可分为硬钎焊和软钎焊两大类

（3）钎焊的特点及应用

与一般焊接方法相比，钎焊只需填充金属熔化，因此焊件加热温度较低，焊件的应力和变形较小，对材料的组织和性能影响较小，易于保证焊件尺寸。

钎焊还可以连接不同的金属，或金属与非金属的焊件，设备简单。

钎焊的主要缺点是接头强度较低，钎焊接头工作温度不高，钎焊前对焊件的清洗和装配工作都要求较严。

此外，钎料价格高，因此钎焊的成本较高。

5．1．5常用金属材料的焊接

（1）碳钢的焊接

①低碳钢的焊接

低碳钢中碳质量分数小于0．25％，塑性好，一般没有淬硬倾向，对焊接热过程不敏感，焊接性良好。

通常情况下，焊接不需要采取特殊技术措施，选用各种焊接方法都容易获得优质焊接接头。

但是，在低温下焊接刚性较大的低碳钢结构时，应考虑采取焊前预热，以防止裂纹的产生。

厚度大于50mm的低碳钢结构或压力容器等重要构件，焊后要进行去应力退火处理。

电渣焊的焊件，焊后要进行正火处理。

②中、高碳钢的焊接

中碳钢中碳的质量分数20c：

0．25％—0．6％，因此，碳当量偏高，随着碳的质量分数增加，焊接性能逐渐变差。

焊接中碳钢时的主要问题是：

①焊缝易形成气孔；②缝焊及焊接热影响区易产生碎硬组织和裂纹。

（2）普通低合金钢的焊接

普通低合金钢在焊接生产中应用较为广泛，它按屈服强度分为六个强度等级。

（3）奥氏体不锈钢的焊接

奥氏体不锈钢的焊接性能良好，焊接时一般不需要采取特殊技术措施，主要应防止晶界腐蚀和热裂纹。

1）焊接接头的晶界腐蚀晶界腐蚀是不锈钢焊接过程中在450—800oC温度范围内长时间停留时，晶界处将析出铬的碳化物，致使晶粒边界出现贫铬，当晶界附近的金属含铬量低于临界值12％时，便会发生明显的晶界腐蚀，使焊接接头耐腐蚀性严重降低的现象。

因此，不锈钢焊接时，为防止焊接接头的晶界腐蚀，应该采取的技术措施是：

①合理选择母材②选择超低碳焊条，减少焊缝金属的含碳量，减少和避免形成铬的碳化物，从而降低晶界腐蚀倾向。

③采取合理的焊接过程和规范④焊后进行热处理

2）焊接接头的热裂纹奥氏体不锈钢由于本身导热系数小，线膨胀系数大，焊接条件下会形成较大拉应力，同时晶界处可能形成低熔点共晶，导致焊接时容易出现热裂纹。

因此，为了防止焊接接头热裂纹，一般应采取的措施是：

①减少杂质来源，避免焊缝中杂质的偏析和聚集。

②加入一定量的铁素体形成元素，如Mo、Nb等，使焊缝成为奥氏体+铁素体双相组织，防止柱状晶的形成。

③采取合理的焊接过程和规范采用小电流、快速焊、不横向摆动，以减少母材向熔池的过渡。

奥氏体不锈钢焊接方法主要有手工电弧焊、手工钨极氩弧焊、埋弧焊等。

（4）铸铁的焊补

铸铁含碳量高，组织不均匀，焊接性能差，所以不应考虑铸铁的焊接构件。

但铸铁件生产中出现的铸造缺陷及零件在使用过程中发生的局部损坏和断裂，如能焊补，其经济效益也是显著的。

铸铁焊补的主要困难是：

1）焊接接头易产生白口组织，硬度很高，焊后很难进行机械加工。

2）焊接接头易产生裂纹，铸铁焊补时，其危害性比形成白口组织大。

3）在焊缝易出现气孔铸铁含碳量高，焊接过程中熔池中碳和氧发生反应，生成大量CO气体，若来不及从熔池中排出而存留在焊缝中，便形成了气孔。

（5）铝及铝合金的焊接

铝及铝合金的焊接性较差。

1）焊接特点

①易氧化②易形成气孔③易变形、开裂④操作困难

2）焊接过程措施及焊接方法

铝和铝合金的焊接常用氩弧焊、气焊、电阻焊和钎焊等方法。

其中氩弧焊应用最广，气焊仅用于焊接厚度不大的一般构件。

铝及铝合金的焊接无论采用哪种焊接方法，焊前都必须进行氧化膜和油污的清理。

清理品质的好坏将直接影响焊缝品质。

（6）铜及铜合金的焊接

1）焊接特点铜及铜合金属于焊接性差的金属，其焊接特点是：

①难熔合②易变形开裂③易形成气孔和产生氢脆现象

2）焊接方法及技术要点导热性强、易氧化、易吸氢是焊接铜及其合金时应解决的主要问题。

目前焊接铜及其合金较理想的方法是氩弧焊。

对品质要求不高时，也常采用气焊，手工电弧焊和钎焊等。

5．1．6塑料的焊接

将分离的塑料用局部加热或加压等手段，利用热熔状态的塑料大分子在焊接压力作用下相互扩散，产生范德华作用力，从而紧密地连接在一起，形成永久性接头的过程称为塑料的焊接。

塑料焊接可以使用焊条作为填充焊料，也可以直接加热焊件而不使用填充焊料。

为了保证焊接品质，焊接表面必须清洁，不被污染，因此，常在焊接前对焊接表面做脱脂去污处理。

绝大多数情况下，焊接表面还必须做平整与平行加工处理和加工坡口。

∙焊接电弧是一定条件下，带电粒子通过两电极间气体空间的一种导电过程，是气体放电的一种形式焊接收弧时,焊道尾部形成低于焊缝高度的凹陷坑—叫弧坑。

弧坑内一般存在低熔点共晶物、夹杂物、火口裂纹等缺陷。

采用收弧电流（小于焊接电流60%）停留在弧坑一定时间,用焊丝填满弧坑,能够防止产生弧坑缺陷。

电焊安全技术操作规程

内容摘要:

2、在焊接存有残余油脂或可燃液体，可燃气体容器时，必须先清洁超级大去油污，以防爆炸，并要打开桶盖再焊。

4、使用浊焊机，必须每一部电焊机一个开关。

无外壳必须接地。

5、电焊机一次线和二次线路必须清洁完整，分开接头，胶皮破烂及时用绝缘布包好，二次线必须有一端安全接地。

1、雷雨天不准开机焊接。

2、在焊接存有残余油脂或可燃液体，可燃气体容器时，必须先清洁超级大去油污，以防爆炸，并要打开桶盖再焊。

3、焊机的电源线，焊钳线如有脱皮，应包扎好。

4、使用浊焊机，必须每一部电焊机一个开关。

无外壳必须接地。

5、电焊机一次线和二次线路必须清洁完整，分开接头，胶皮破烂及时用绝缘布包好，二次线必须有一端安全接地。

6、禁止在储有易燃、易爆物品的房间和场地内进行焊接，必须要有一定的安全距离，一般应在5米以外。

7、拉开或合上电源闸刀时，必须戴手套进持操作。

8、手工电弧焊要注意触电。

眼镜应注意被弧光伤害、皮肤应注意被烤伤或烧伤及有害气体对身体的危害。

气焊安全操作规程

1．氧气瓶注意防止近油、爆晒，不得近火或靠近其他热源；运输时不得滚动或相互碰撞，不能与其他可燃物、可燃气瓶同车运输。

2．乙炔瓶工作时应直立放置，不准倾斜使用。

不得摇动或碰撞；瓶体表面温度不得高于40℃，应置于阴凉通风处存放使用。

3．各安全阀要经常检查。

4．点火前要将乙炔管路中的空气排尽，严防回火。

5．乙炔瓶与氧气瓶隔离距离以及与明火距离不应小于10米，气瓶附近禁止吸烟。

6.在狭窄处或闭式容器内使用须有良好通风。

7.气焊与电焊不得在一个场地内近距离施工，至少离开10米。

8.打开气瓶阀门前，应检查仪表、管路、焊炬（割炬）是否存在故障。

9.依材料的性质、厚度控制气体压力，乙炔使用压力应小于0.15Mpa，氧气压力控制在0.2-0.6Mpa

电焊安全操作规程

电焊安全操作规程

  作业指导书电焊操作、安全操作规程

编号8030-01 代替  共 1 页第1 页   页 

1       目的

  本规程用于指导操作者正确操作和使用设备。

2       适用范围

  本规程适用于指导本公司电焊工种的操作与安全操作。

3       管理内容

3.1 操作规程

3.1.1严格按照焊机铭牌上标的数据使用焊机，不得超载使用。

3.1.2 应在空载状态下调节电流，焊机工作时，不允许有长时间短路。

3.1.3  使用焊机前，应检查焊机接线正确、电流范围符合要求、外壳接地可靠、焊机内无异物后，方可合闸工作。

3.1.4 工作时，焊机铁心不应有强烈震动，压紧铁心的螺丝应拧紧。

工作中焊机及电流调节器的温度不应超过６０°C。

3.1.5 加强维护保养工作,保持焊机内外清洁，保证焊机和焊接软线绝缘良好，若有破损或烧伤应立即修好。

3.1.6  定期由电工检查焊机电路的技术状况及焊机各处的绝缘性能，如有问题应及时排除。

3.2 安全操作规程

3.2.1施工人员在操作时，必须穿戴好各种劳保用品，如工作服、工作帽、手套、脚盖等工作服不要束在裤腰里，脚盖应捆在裤脚筒里。

3.2.2 在焊接和切割工作场所，必须有防火设备，如消防栓、灭火器、砂箱以及装满水的水桶等。

3.2.3 在非固定场所进行电焊作业时，必须先办理动火证，并要求设有监护人员和防火措施后，方可作业。

3.2.4  高空作业时应先办理高空作业许可证，施工人员应配带安全带并遵守高空作业的其它有关规定。

3.2.5施工人员在施工过程中应谨防触电，注意不被弧光和金属飞溅伤害，预防爆炸及其它伤害事故发生。

3.2.6  当焊接或切割工作结束后，要仔细检查焊接场地周围，确认没有起火危险后，方可离开现场。

电焊安全技术操作规程

一、电焊工必须经过训练，考试合格发给操作证后，才能独立操作。

二、在操作中，必须严格遵守以下电气安全规定：

1、电焊机必须绝缘良好其绝缘电阻不得小于1兆欧，否则不准使用。

不准任意搬动护接地设备。

工作前，首先检查接地线、导线有无损坏，电焊变压器的一次电源线要保证绝缘外，其长度在

2.5-3米。

二次线应使用绝缘线禁止使用厂房或其它金属物体接起来做导线使用（含零线）。

导线有接头不超过2个，要用绝缘布包好，电线不准拖在行人道路，要挂起来

2、电焊机用电焊变压器，应该按照规定时间，间歇使用。

3、电焊机外壳和二次线圈绕组引出线的一端，在电源为三相三线制或单相制系统中，应按装保护性接地线，接地电阻不得超过4欧，在电源为三相四线制中性点接地系统中，应按装保护性接零线，其接地线接零线断面应稍大些，在电焊机二次线圈绕组一端接地或接零时，则焊体本身不该接地，也不应接零，以防工作电流伤人或发生火灾。

4、在有接地线或接零线的工作上进行电焊时，应将焊件是的接地线或接零线的接头暂时断开，焊完后再接上。

在焊接与大地紧密相联的工件（如管路、房屋、金属、立柱，有良好的接地铁轨等）上电焊时，焊件接地电阻小于4欧，则应将电焊机二次线圈绕阻一端接地或接零线的接头暂时断开，焊完后再恢复，总之，不能同时接地或接零（指二次端和焊件）。

5、焊接中没发生电弧时，电压较高，要特别注意防止触电，调整电流或换焊条时，要放下电把进行。

焊接工作结束后，要将电源切断。

三、进行焊接操作要做到：

1、在潮湿地点及金属容器内进行作业，要穿绝缘鞋和站在胶垫上。

照明灯使用12伏，电焊、尖钳绝缘，使用镜有滤光镜的面罩，防止电弧射伤眼睛和烫伤面部，而眉与脸下不要离得太远，防止电弧和紫外线从侧面射伤面部。

2、工作地点要用屏风围起来，以免电弧、紫外线和火花溅飞渣射伤其他人员。

3、工作地点周围不要易燃易爆物品，严禁焊接未消除压力的容器和带有危险性的爆炸物品。

4、在高空或井筒内焊接时，要有人在场监护，要系安全带，要用铁板隔开，防止火花或焊渣四处飞溅引起火灾。

四、禁止焊接有油污、将近燃易爆气体等的容器物品。

五、禁止在不停电的情况下检修，清扫电焊机或更换保险丝，以防触电。

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