文档介绍：焊接及焊接质量管理基本知识
质量管理处曹峰
2011年9月
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目录
常用的焊接方法
焊接接头
常用钢材的焊接
焊接检验
焊接质量管理
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第一节常用的焊接方法
一、焊接的定义与特点
1、定义:
焊接是利用原子之间的扩散与结合,使分离的金属材料牢固地连接起来,成为一个整体的过程。
GB/T 3375-94《焊接术语》:通过加热或加压,或两者并用,并且用或不用填充材料,使工件达到结合的一种方法。
焊接的实质是一个条件非常恶劣的热处理过程。
焊接的应用非常广泛,天上、地下、水里都有。
焊接工作量占整个压力容器制造工作的30%。
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2、焊接的优点(6点)
节省金属材料、减轻结构重量,且经济效益好。
焊接结构比铆接结构重量可减轻15%-20%,比铸件轻30%-40%,比锻件轻30%。
简化加工与装配工序,生产周期短,生产效率高。
结构强度高,接头密封性好。
为结构设计提供较大的灵活性。
用拼焊的方法可以大大突破铸锻能力的限制。
焊接工艺过程易实现机械化和自动化。
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3、焊接的局限性
用焊接方法加工的结构易产生较大的焊接变形和焊接残余应力,从而影响结构的承载能力、加工精度和尺寸稳定性,同时在焊缝与焊件交界处还会产生应力集中,对结构的疲劳断裂有较大的影响。
焊接接头中存在着一定数量的缺陷,如裂纹、气孔、夹渣、未焊透、未熔合等。这些缺陷的存在会降低强度,引起应力集中,损坏焊缝致密性,这是造成焊接结构破坏的主要原因之一。
焊接接头具有较大的性能不均匀性。由于焊缝的成分及金相组织与母材不同,接头各部位经历的热循环不同,使接头不同区域的性能不同。
焊接生产过程中产生高温、强光及一些有毒气体,对人身体有一定损害,因此要加强焊接操作人员的劳动保护。
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二、焊接方法的分类
按工艺特点对焊接进行分类,分为三大类:熔焊、压焊、钎焊。
序
焊接方法
特征
备注
1
熔焊
使被连接的构件接头处局部加
热熔化成液体,然后再冷却结
晶成一体的方法。
2
压焊
利用摩擦、扩散和加压等物理
作用,克服两个连接表面的不
平度,除去(挤走)氧化膜及
其它污染物,使两个连接表面
上的原子相互接近到晶格距离
(原子引力作用范围),从而
在固态条件下实现的连接统称
固相焊接。固相焊接时通常都
必须加压,因此称压焊。
压焊有两种形式:
1、将被焊金属的接触部位加热至塑性状态或局部熔化状态,然后加一定的压力,使金属原子间互相结合形成焊接接头,如电阻焊、摩擦焊等。
2、不加热焊,仅在金属接触面上施加足够大的压力,借助压力引起的塑性变形使原子互相接近,从而获得牢固的压挤接头。如冷压焊,超声波焊、爆炸焊。
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序
焊接方法
特征
备注
3
钎焊
采用熔点比母材低的金属材料作钎料,将焊件和钎料加热至高于钎料熔点,但低于母材熔点的温度,利用毛细作用使液态钎料润湿母材,填充接头间隙,并与母材相互扩散连接焊件的方法称为钎焊。
(1)软钎焊用熔点低于450℃的钎料(铅、锡合金为主)进行焊接,接头强度较低。
(2)硬钎焊用熔点高于450℃的钎料(铜、银、镍合金为主)进行焊接,接头强度较高。
对于锅炉压力容器行业,目前主要采用熔化焊。
——因为它具有强度高、气密、水密性好,材质和板厚选择范围大,工艺成熟,可靠性好等优点。
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三、集中常用的焊接方法
手工电弧焊、埋弧自动焊、氩弧焊、二氧化碳气体保护焊。
电弧焊即在电极和焊体之间造成电弧,利用电弧产生的热量,将被焊金属和焊条金属熔化,并形成一种永久接头的过程。
电弧的产生:
是利用具有一定电压的焊条和被焊工件之间瞬间接触而造成短路,在短路时,短路电流集中在两个电极(焊条和工件)的几个接触点上,这几个接触点上的电流密度特别高,瞬时即把接触点加热到熔化状态并产生金属蒸汽。
当焊条离开金属焊件,而保持较小的距离时,在电压的作用下,两极间气体电离,保证了电流通过两极的空间,阴极放出电子,这些电子、正负离子分别奔向两极,即产生焊接电弧。
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(一)几种焊接方法的对比
序
焊接方法
定义
优点
缺点
备注
1
手工电弧焊
是利用焊条与焊件之间的电弧热,将焊条及部分焊件熔化而形成焊缝的焊接方法。
设备简单,便于操作,工艺灵活,使用性强,适用室内外各种位置的焊接,可以焊接碳钢、低合金钢、耐热钢、不锈钢等各种材料。
生产效率低,劳动强度大,对焊工的技术水平及操作要求较高。
焊接过程中焊条药皮熔化分解生成气体和熔渣,在气体和熔渣的共同保护下,有效地排除了周围空气对熔化金属的有害影响。通过高温下熔化金属与熔渣间的冶金反应,还原并净化焊缝金属,从而得到优质的焊缝。
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氩弧焊
氩弧焊是以惰性气体氩气作为保护气体作为保护气体的一种电弧焊接方法。