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1、焊接教育资料,CMHCN,May,保护气体,保护气体的作用 从待机开始对焊接部位 进行保护 电弧稳定,保护气体成分的影响 电弧特性 金属过渡 焊透,堆焊现象 焊接速度 咬边发生程度 纯净作用 熔敷金属的机械性质 焊接费用,Under Cut:焊接线边缘母材部位产生的沟槽或凹陷,原因焊接角度不当，操作不规范，焊接电流过大产生的,保护气体的种类以及特征,材 料,GMAW-主要保护气体的特性,特性,氩气-电离能量低的容易发生电弧-热传导低能量集中在等离子部位=-可能喷射过渡 He-电离能量高，和氩气相比电弧发生较困难&电压要高-电弧热量高-热传导温度好，能量可以再电弧内部均匀 分散=形成较宽的焊珠-
2、不能单独喷射过渡 CO2-活性气体,价格低廉-Short circuit Globular-低电流电弧不稳定-飞溅发生较多-脱氧剂(Mn,Si)的=Wire 需要补 充,(Gas Metal Arc Welding)气体金属弧焊,项 目,保护气体的种类,电弧偏吹,电弧偏吹(Arc 偏斜)现象:电弧焊时偏离焊条方向的现象,特别在直流电弧焊时 使用时现象尤为严重。电焊电流的电弧周围产生的磁场 相对电弧不对称的时候发生.防范措施:使用交流焊接,焊接较长时使用后退法，,短距离使用电弧焊等.,根据电流-电压的过渡现象,GMAW-过渡现象,粒状熔滴 D d(wire)中间电流&电压 CO2 气体 abou
3、t 100 drops,射流 Ar-base 气体使用 高电流&高电压 D d(wire)spatter free 100300 drops/sec,GMAW-电压相关的焊接特性,电压 堆焊宽度,GMAW-送给速度(电流)相关的电焊特性,电流 溶入,熔着量,GMAW-电流相关的电焊特性,电焊电流是决定熔敷速度和溶入深度的重要变数.一般情况下，提高电流的话流入母材的热量就会增加，溶入深度也会随之加深.但是使用过高的电流的话会造成堆焊鼓起来会对外观和应力部分带来不好的影响,GMAW-电焊速度相关的电焊特性,电焊速度增加,前进法及后进法,前进法:容身浅,飞溅较多,适用于薄板电焊.后进法:熔深大,飞溅
4、少，适用于厚板电焊.,焊接方向,GMAW-CTWD的相关电焊特性(母材TIP之间的距离),一般情况下电流受熔深的影响,电压堆焊宽度的影响.,contact tip to work piece distance,GMAW-电焊速度相关电焊特性,熔深 最大,熔深 减少(投入能量),(先行熔池),GMAW-Defect(缺点),Lack of fusion(融合不良),GMAW-Defect,Gas pore 发生原因,FCAW,概要-使用内置Flux的金属线，保护气体和 Flux不光是保护熔着金属，可以保护 整个电焊过程，电弧比较稳定。特性-要想连续的熔化焊丝电极棒 热传导量要多 使用DCEP(直
5、接反流),有电压稳定的特性.(参考：DCEP是母材 30%,焊料:70%熔化的.)优点-焊丝熔敷速度快.-电弧稳定,电焊容易-焊缝外观整洁,熔渣脱渣性优秀.,Flux Core Arc Welding,FCAW-特征,优点 焊丝单面性减少引起的电流密度上升=熔敷速度增加 依靠 Flux的电焊部金属学性质提高 以熔渣保护熔池&形成光滑的焊珠 以Slag防止焊珠下沉=口向电焊作业性优秀,Flux 重量比 1550%电弧稳定剂,焊渣形成剂,脱氧剂,脱氮剂,气体形成剂,合金成分,MMA(手工电弧焊),手动电焊时(SMAW,GTAW)使用定电流特性的理由 操作中就算电弧长度突然变长(A=A1)也不让电焊
6、电流有大的变化 为了得到固定的,Manual Metal Arc Welding,Shielded Metal Arc Welding,Gas Tungsten Arc Welding,MMA(SMAW),覆盖剂的作用电器传导:发生电弧,稳定 熔渣形成-Drop size,Drop 保护,焊珠形成,防止骤冷 保护气体 脱氧及合金的补充 保护桶现象:电弧稳定化,指向性提高,减少风的影响 其他:补充铁粉=生产性提高,MMA(SMAW),覆盖剂的种类 Acid(酸性):工作性优秀,氢气量多,机械性质劣等 Basic(碱性):作业性劣等,氢气量小,机械性质良好 Cellulose(纤维素):CO2发生
7、大 Slag 小,Slag 熔点高凝固快。=下立电焊(从下前进)Rutile:TiO2,作业性良好-金红石:二氧化钛-细分为RA,RB,RC,RR,MMA(SMAW),覆盖剂的种类,钢铁材料的标示,EX)13 Cr Mo 4 5=C:0.13%,Cr:1%,Mo:0.5%(低合金钢)X 6 Cr Ni Ti 18 8(sus 304)=C:0.06%,Cr:18%,Ni:8,Ti:1%不满(贴有“X”是高合金钢的标示.),合金钢的分类是合金元素不满 5%的为低合金钢,5%以上是高合金钢,DIN EN 10027相关的钢命名法-使用重要的物性值信息为特征化的文字和数字，为钢命名EX)S 235=
8、结构用钢,降伏强度235.P:压力容器用钢,L:管道构造用钢,E:机械加工用钢,B:混凝土用钢,碳素钢合金元素,碳素钢合金元素,碳素钢热处理,Homogenizing(diffusion annealing):10501200 高温&长时间 Micro segregation 解除Coarse grain annealing:9501100 Grain size=machinabilityNorm,QT:GOSK+3050 Norm:uniform structure,细化晶粒 QT:变态强化Soft annealing(Spherodizing):A1 Fe3C=machinabilityR
9、ecrystalization annealing:0.42Tm 加工后=重结晶=细化晶粒 代表性钢材=TMCP 钢Stress annealing:A1 温度以下(450600)清除残留应力Soaking:200左右,电焊部&HAZ 微细组织,刚才种类电焊部特性,电焊缺陷(气孔),气孔(Blow hole)原因以及对策 1.母材:电焊部位的清洁状态(锈,异物等)-电焊坡口（groove）要清洁 2.焊料:脱氧强度,水分含量,氟化物含量.-外部氧气流入引起的 CO气体形成残存在熔敷金属内部或者排出过程 中凝固，在加工中可以发生，对于熔化面的氧气流入要最少化-外部环境潮湿的情况下，水分(H2O)
10、在电焊时流入 诱发气孔以及裂纹 电焊面需要通过预热进行干燥 3.电焊方法:电焊速度,保护气体以及流量.-电焊速度快，供热量少,熔深不好，发生气孔的可能性变大-电焊时喷嘴内部有异物，或者因外部风力导致保护体没有完全的保 护好熔化面，外部的不纯物质流入而发生了气孔。-流量是 2025/min 合适的(Ar+Co2 使用混合气体时流量增加),电焊缺陷(其他缺陷),预热(Preheating),目的-主要对容易发生低温裂缝(cold crack)的材料进行整体的或者连接处加热 后，再进行电焊放慢冷却速度,降低HAZ(热影响区)的硬度。不光是增加韧性，增大氢气排出，预防低温裂缝.并且有去除电焊热引起的变
11、形以及残留应力的目的,电焊 5,预热范围,降伏强度为355 以下的情况30T 以上需要预热,Lamellar tearing(撕裂缺陷),”S”含量减低补充比Mn 亲和力好的Ca,Ce(钙,铈)形成CaS,CeS 碾压时不会变长Soft Annealin(具体化热处理),Lamellar tearing,焊缝厚度(Throat Thickness),1.对接焊Butt welding,2.角焊Fillet welding,焊缝厚度界限,最小焊缝厚度:min a=max t 0.5最大焊缝厚度:max a=min t*0.7,(“s”标示),(“a”标示),标示方法,焊缝厚度 20，电焊长度50
12、0,焊缝厚度 3 电焊长度 300,各长 3，电焊300,Z=a2,电焊姿势(WELDING POSITION),PA:FLATPC:HORIZONTALPE:OVER HEADPF:UPPER VERTICALPG:DOWN VERTICAL,电焊方法(WELDING PROCESS),不同焊接处相关的电焊姿势,多层对接电焊中减低角变形的电焊顺序,电焊装配的原则和顺序,可能需要最少供热小装配中装配大装配 顺序从构造物中心部位向外缘从Center到 top 以及 bottom从Center到侧面从Center到前，后对接电焊后 填角电焊装配短区间电焊后 长区间电焊,1,2,WPS的流程,电焊技
13、术的特征,1.电焊部位有可能经常出现缺陷.2.通过非破坏试验检查方法，不能完全确认电焊部位的缺陷 3.电焊结束后，电焊部位的品质确认几乎不可能.4.电焊施工人为操作的情况较多，有可能发生操作人员的基本以及状态决定品质的 情况 5.有可能进行与电焊示范书不一样的电焊施工.6.问题发生后一般情况下保修比新制作更困难.7.因为这样的原因，导致电焊在ISO 9000系列里面按特殊工序对待。,电焊品质要点事件,1.电焊品质要件:ISO 3834-1 2.电焊品质判定基准:ISO 5817,用语,ISO 9956-3的步骤认定要件(厚度认证范围),Acceptance levels,1.电焊品质判定基准:
14、ISO 5817,EN 25817的 B Class 2.但针对以下4项目是 C Class 1)Excess weld metal(补强多大)2)Excess convexity()3)Excess throat thickness(电焊过渡)4)Excessive penetration(熔深),ISO 9606-1 电焊师资格认证(厚度认证范围),Acceptance levels,1.电焊品质判定基准:ISO 5817,EN 25817 的 B Class 2.但针对以下4项目C Class 1)Excess weld metal(补强过大)2)Excess convexity(凹面过大)3)Excess throat thickness(电焊过大)4)Excessive penetration(熔深过大),
