焊接技术培训.docx
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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。
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：
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
类型
用途
1
结构钢焊条
焊接低碳钢及低合金高强度钢
2
钼和铬钼耐热钢焊条
焊接珠光体耐热钢
3
不锈钢焊条
焊接不锈钢和热强钢
4
堆焊焊条
用于具有红热性、耐磨性、耐腐蚀性的堆焊层
5
低温钢焊条
焊接各种在低温条件下工作的结构
6
铸铁焊条
焊接各种铸铁件
7
镍及镍合金焊条
焊接镍及其合金，也可用于堆焊、铸铁补焊、异种金属的焊接
8
铜及铜合金焊条
焊接铜及其合金，异种金属，铸铁等
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
药皮类型
电流种类
0
不属已规定的类型
不规定
1
氧化钛型
直流或交流
2
氧化钛钙型
直流或交流
3
钛铁矿型
直流或交流
4
氧化铁型
直流或交流
5
纤维素型
直流或交流
6
低氢型
直流或交流
7
低氢型
直流
8
石墨型
直流或交流
9
盐基型
直流
4.焊条牌号的编制方法
如：
结507铜磷
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）
如：
铬212（0—9十个牌号）
如：
铜、镍、铝有色金属焊条
如：
特
（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置，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。
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）。
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。
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%
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：
OK92.55ENiCrMo-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。
（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。
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。
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。
9.焊条保管要放置干燥通风处，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，钨板要用密闭装置保管，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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