焊接笔记

焊接笔记

1，手工焊：

1．1特点：更换焊条，焊后需清渣；

1．2焊条

酸性→交/直流→正接

碱性（电弧不稳定）→直流→反接

平焊，立焊，仰焊焊条直径较小≤4mm，因熔化金属下淌，焊缝难成型，直径不能太小，太小效率降低。

1．3 电流

直流电弧熔深大于交流电弧，打底焊时采用较小电流，填充焊时采用较较大电流，提高生产率，盖面焊为防止咬边，获得成形美观焊缝，电流要小些，经验公式：

I=（35~55）d, d焊条直径

1．4 焊缝层数

每层厚度过大，降低焊缝金属塑性，每层厚度4-5 mm，焊接层数选择依据：工件厚度，坡口形式，装配间隙，焊条直径，估算公式：

n=t/d t 工件厚度 d焊条直径

1．5 电弧电压

尽量使用短弧焊，便于熔池保护，碱性焊条焊接比酸性焊条更短弧长，以便于电弧稳定，避免气孔。

1．6 焊接速度

过快易产后焊不透，未焊合，咬边，焊缝盛开不良等，过慢，产生烧穿，满溢，热影响区力学性能下降，焊接变形大。

CO2气体保护焊

1.1定义

利用CO2气体保护焊接区域，以燃烧于工件与焊丝端部的电弧作热源来熔化焊丝与母材的一种焊接方法。

1．2特点

优点：成本低，气体及焊丝便宜，能耗低，只有埋弧焊，电弧焊的30％-50％；焊缝质量好，CO2含氢量低，焊缝抗锈及抗裂好；生产率高。

缺点：飞溅大，焊缝盛成型差，抗风能力差，弧光强，劳动条件差。

1．3用途

二保焊用于焊接低碳钢及低合金钢，要求不高的不锈钢，不适合焊接容易氧化的有色金属。

1．4焊丝

焊丝直径：0.5,0.8,1.0,1.2,1.6

1．4短路过渡焊

1．4．1短路过渡焊接时，采用细焊丝，低电压，小电流，熔滴细小而过渡频率高，电弧稳定，飞溅小，焊缝成型美观，变形小，主要用于薄板及全位置焊接。

1．4．2 短路过渡焊采用细焊丝，焊丝直径0.6-1.6 m m.

短路过渡电弧电压17-25V，半自动焊接速度为30m/h，自动焊接为

90m/h，焊丝伸长度为（10-12）d；

细颗粒过渡焊，电压较高，电流高，电弧燃烧持续，不发生短路熄弧，焊丝熔化金属以细滴形式过渡，飞溅小，穿透力强，母材熔深大，适合中等厚度及大厚度工件焊接。

1．5极性

CO2一般采用直流反接，电弧燃烧稳定，飞溅小，焊缝成型好，熔深大，生产率高，焊接变形小，焊缝含氢量低。正接时，焊丝熔化速度快，是反接的1．6倍，熔深浅，飞溅大，只有在堆焊及

铸件补焊时采用。

埋弧焊

1优点：

焊接质量好，生产率高，工人劳动条件好，焊接成本低。

2缺点：

2.1焊接氧化性强金属，焊剂为MnO，SiO2等金属及非金属氧化物，难焊接铝,钛等活泼性强金属。

2.2适用长焊缝焊接，不宜薄板焊接。

2.3适用水平面焊接，难以实现横，立，仰焊。

常用焊丝有2，3，4，5，6mm五种.

钨极氩弧焊（TIG）

1优点：

1.1焊接质量好，氩气为惰性气体，不与任何金属反应，采用直流反接或交流电源时，对工件表面氧化膜有清理作用（阴极破碎）。

1.2适应性好，易实现单面焊双面成型，焊接变形小。

1.3电弧稳定，在各种保护焊中氩气稳定性最好，特别适合薄板焊接。

2缺点：

2.1成本高，氩气和钨极价格高，目前只用于打底焊，不锈钢及有色金属的焊接。

2.2不适宜焊接厚板，一般只适宜焊接厚度小于6mm工件。

3应用：

几乎可以用于所有金属和合金焊接，最常用于Al，Mg，Ti，Cu等有色金属及合金的焊接，也广泛用于不锈钢，主要以焊接3mm以下板为主，对于大厚度重要结构，用于打底焊。

4焊前清理：

钨极氩弧焊没有去氧，脱氧作用，所以对焊材母材表面清理要求高，焊前必须对填充焊丝，工件坡口以及坡口两侧至少20mm范围内氧化皮，水，油污等清理干净。

5电源种类及极性选择：

钨极氩弧焊可用交直流及脉冲电源。

直流反接是钨极接正极，焊件接负极，除了可焊薄板铝，镁及其合金外，很少采用。

直流正接是焊件接正极，钨极接负极，除了镁，铝及其合金外，其他材料都采用直流正接。

6电弧长度：弧长范围0.5-3mm,电弧电压8-20V.

等离子弧焊接（压缩电弧）

1， 优点：

1．1温度高，能量集中，电弧穿透力强，在不开坡口，不加填充焊丝的情况下，可一次焊透8-10mm不锈钢板。

1．2焊接质量对弧长变化不敏感，能量分布均匀。

1．3适合焊接精密零件，易获得单面焊双面成型。

2缺点：

2．1可焊厚度有限，一般在25mm以下。

2．2焊机及控制线路复杂，喷嘴寿命短。

2．3焊接参数多，对操作人员要求高。

电渣焊

1定义：

利用电流通过

液态熔渣产生电阻热（1700-2000℃）进行焊接。

2优点：

2．1不开坡口，大厚度焊件可一次焊成，用于百度大于40mm的焊件。

2．2焊缝缺陷少，不易产生夹渣，裂纹，气孔，热输入大熔池存在时间长。

2．3焊接成本低，焊剂消耗量少，厚度越大，成本相对越低。

2．4熔池热量大，对参数变化不敏感。

2．5渣池对焊件有较好的预热作用，焊接碳当量较高金属不易出现淬硬组织，冷裂倾向小，焊接中碳钢，低合金钢时不需预热。

2．6焊缝成型系数和熔合比调节范围大。

3缺点：

3．1焊接接头晶粒粗大，电渣焊时，焊件长期处在高温状态，热影响区宽，晶粒粗大，降低焊接接头机械性能，焊后一般进行热处理细化晶粒，改善接头力学性能，这是电渣焊的主要缺点。

3．2只适合在垂直或接近垂直位置焊接。

4应用

适合焊接厚度在的焊件，最大厚度可达300mm。除可焊合金钢，碳钢，铸钢外，也可焊接铝，镁，钛及其合金等。钢板越厚，焊缝越长，采用电渣焊焊接越合理。

焊条

1 ，低碳钢焊条

1．1 J426，J427，J427Fe. 由于具有和其它药皮不同的成分，因此要特别注意以下几点：当采用直流电源时，必须反接法（焊条接正极），焊接时采用短弧操作；引弧时，由于气体保护不足，空气中氮易侵入熔池，同时由于引弧处金属温度较低，气体不易逸出，因此引弧处易产生气孔，最好采用引弧板或回弧法操作，即沿焊接方向距起始点10-20mm处引弧，然后再把电弧拉回到起始点正常施焊，保证引弧处焊接质量；焊条施焊前必须在300-350℃烘干0.5-1h,对于高强钢用焊条烘干温度可提高到400-430℃，对于交直流两用的低氢焊条（如J426），采用交流电时，焊机空载电压应在工作中70V以上，以保证电弧稳定燃烧。

2，低合金高强度钢焊条：

2，1强度高的钢材易产生冷裂纹，随着强度增加，冷裂纹倾向随之增大，为了防止裂纹，必须采取预热，层间保温及后热等工艺措施。

2，2若焊缝强度超过母材过多，塑性差，可能造成冷弯角小，甚至出现横向裂纹。因此，焊缝强度等于或稍高于母材即可。对于低碳钢与普通低合金钢，或低合金钢与低合金钢之间的异种钢焊接，一般按低匹配原则，即按强度等级低的钢材选用焊条，焊缝的塑性不应低于较低塑性的线材。

2，3中碳钢焊接时，由于钢材含碳量较高，增大发生裂纹的倾向，所以选用低氢焊条或使焊缝金属具有良好塑性和韧性的焊条，并应进行预热和缓冷处理。

铸钢焊接时，一般含碳量较高，且厚度大，形状复杂，极易产生焊接裂纹，在施焊中特别注意，一般应选用低氢焊条，并采取预热和选择合理的焊接工艺措施。

3， 钼及铬钼耐热钢焊条

3，1低合金耐热钢焊条有低氢焊条，钛铁矿焊条及钛钙焊条。通常，钛铁矿及钛钙焊条焊接成型美观，特别是钛钙型焊条，不易产生咬边广泛用于焊接小直径薄壁管和要求表面光滑的盖面焊缝。低氢焊条抗裂性（高温裂纹和低温裂纹）好，并有优良的塑性和韧性。

3，2低合金耐热钢含一定的碳和合金元素，焊接进有一定的淬硬倾向，在较大约束力的作用下，易产生冷裂纹，可焊性较差。焊前必须预热，保持一定层间温度。对大型工件可进行局部预热，坡口两侧加热宽度为板厚5倍以上。由于珠光体和马氏体耐热多具有形成延迟冷裂纹倾向，因此，热处理必须在焊后立即进行。

3不锈钢焊条

不允许在非焊接部位引弧，采用短弧焊接，弧长一般为2-3mm。焊道清理时必须采用不锈钢钢丝刷，不准用碳钢钢丝刷，防止碳或铁素体污染。

4， 铸铁焊条

4．1由于铸铁含碳量高，组织不均匀，塑性低，属焊接性不良材料，在焊接过程中极易产生白口，裂纹和气孔等缺陷，铸铁补焊可分为预热补焊和冷补焊两种。

4．2焊条烘干

低氢型铸铁焊条（如Z116，Z117）使用前应在300-350℃烘干0.5-1h；对于其他药皮类的铸铁焊条，为了消除药皮吸潮影响，在100-150℃烘干0.5-1h；石墨型镍基铸铁焊条的烘干温度应控制得低此，以免药皮变质，影响施焊。

4．3使用注意

4．3．1不进行预热场合一般采用Z308，Z508焊条，有时也可采用Z116，Z117焊条。母材表面砂，油污，变质部分要彻底清理；尽量采用小电流，保持短弧操作，为了防止母材过热，要保持电弧对准熔池，两层以上焊接时，电弧要对准前一道焊缝，以减少母材熔入；

避免连续焊接，焊道要直，每次焊接长度秒超过50 mm，焊后立即用小圆头锤轻轻锤击，焊缝要冷却到手摸上去感到微热（低于60℃）才能进行下一道焊接，焊接中发现裂纹，夹渣等缺陷时，要彻底清理掉再进行焊接；板厚10 mm以上的工件最好采用隔离屋堆焊法。

4.3.2需预热一般采用Z108，Z248等焊条。焊接时母材全部或局部预热到500℃左右，为充分利用焊接中产生热量，最好采用摆动连续焊接，焊接中或焊后尽量保持高温，后热（500-650℃）或缓冷（如用石棉灰覆盖等），避免在有穿堂风场所焊接。

铸铁焊后由于产生很大热应力，必须采用锤击消除应力，锤击时机以在较高温度区间（800-400℃）为宜，温度低于300℃时不宜再锤击，此时，焊缝金属硬度增加，延展性变差，锤击不仅不能消除残余应力，反而由于巨烈振动使熔敷焊缝剥离。当采用重锤击时，应减少锤击次数，以2次/s为宜。

白口铸铁热焊时需重锤击，灰口铸铁冷焊时，焊后应用小锤立即锤击焊缝，待焊缝冷却到60℃时，再焊下一道，以降低焊接应力，防止裂纹产生。锤击是利用锤打焊缝金属产生塑性流动，使焊缝金属产生侧向扩展，使焊道拉力在冷却时被抵消掉。但研究发现，锤击使金属脆化，在重锤击过的焊缝表面上甚至可引发裂纹，通常这个脆化层可通过随后熔化覆盖的焊缝金属来消除，但最后一道焊缝层因锤击引起脆性层无法消除，因此，最后一道焊缝不用锤击。

5 ，铜及铜合金焊条

5．1选用焊条注意以下几点：

a) 导热性好，纯铜的热导率为碳钢的8倍，随合金元素加入而增加，导热性降低，因为导热性好就必须预热。

b)热胀系数大，铜及铜合金的热热胀系数比碳钢大功告成50%左右。

c)易氧化，由于液态易被氧化，焊接时生成氧化亚铜及铜的低熔点共晶，引起热裂纹，此外，还会析出高温时溶解的大量氢，与氧化亚铜反应生成气孔。

铝青铜焊接性较好，阴极铜及锡青铜次之，黄铜最差。

5，2铜及铜合金焊接注意以下几点：

a) 焊条使用前应在200℃烘干，保温1-2h；

b) 焊缝坡口表面应仔细清理油污，氧化物，潮气等；

c) 因热膨胀系数大，所以接头间隙要宽，坡口角度要大；

d) 焊前一般要预热，预热温度视材质及尺寸而定，一般阴极铜，黄铜为200-600℃，铝青铜为了150-250℃；

e) 要短弧施焊，一般不应作横向摆动，焊接热规范宜稍大些；

f) 焊接后用小圆头锤锤击焊缝，以细化晶粒，消除应力，对黄铜及铜合金可进行270-560℃消除应力热处理；

g) 加强通风设施，防止铜中毒；

焊丝

1实芯焊丝的型号，牌号

1，1常用结构钢，耐热钢及不锈钢实芯焊丝

a) 字母H表示实芯焊丝；

b) 在H之的一位或两位数字表示含碳量；

c) 化学元素符号及其后数字表示该元素近似质量分数，当某合金元素质量分数低于1%时，可省略数字，只记元素符号；

d) 在焊丝牌号后有A或E时，分别表示优质品或高级优质品，表明S，P等杂质质量分数更低；

1．2气体保护焊用碳钢，低合金钢焊丝

ER62-B3 ER实芯焊丝 B3 焊丝化学成分为铬钼系列

62熔敷金属抗拉强度最低值为620MPa

1.3铜及铜合金焊丝

HS表示实芯焊丝，其后化学元素符号表示焊丝的主要成分，在短划线-后数字表示同一主要化学元素组成中的不同品种，例HSCuZn-1.

1.4铝及铝合金焊丝

S表示实芯焊丝，其后化学元素符号表示焊丝的主要成分，尾部数字表示同类焊丝的不同品种，并有短划线-与前面的元素符号分开，例SALMg-1.

1.5镍及镍合金焊丝

ER表示焊丝或填充丝，以化学万分组合表示合金类型，例ERNiCu等，后面数字表示同一类型合金中的不同品种。

1．6铸铁焊丝

R表示实芯焊丝 Z表示铸铁

以C灰口铸铁 CH合金铸铁 CQ球墨铸铁

来表示熔敷金属类型及其焊丝，型号为RZC，RZCH，RZCQ等

2药芯焊丝型号及牌号

2．1碳钢药芯焊丝

E焊丝 T药芯焊丝 字母E后面第二位数字表示熔敷金属的力学性能，第三位数字表示推荐焊接位置，其中0表示横焊和平焊，1表示全位置焊接，短划线后面的数字表示焊丝类别特点，M表示保护气体75%-80%Ar+CO2，当无字母M时，表示保护气体为CO2或自保护类型，如E50XT-1-1M。

2．2药性焊丝牌号编制规则

a)首位字母Y表示药芯焊丝第二位字母及其后三位数字的含义与焊条牌号表示方法相同；

b)第二位表示该焊丝的主要用途，如T为结构钢，A，G分别为奥氏体铬镍不锈钢和铬不锈钢，R为耐热钢，D为堆焊；

c)字母后面三位数字中前两位数字表示熔敷金属特性，第三位数字表示渣系和电流种类，如1为金红石类，2为钛钙型，7为碱性渣系；

d)在短划线后数字表示焊接时保护类型。

3埋弧焊焊丝

3．1选择原则

a)低碳钢，低合金高强度钢的焊接，应根据等强度原则，选择与母材相匹配的原则；

b)耐热钢的焊接，应选择与母材相匹配的焊丝，有时可稍低；

c)对于低温钢的焊接，主要根据低温韧性，对于低温下工作的高强度钢，同时还要考虑焊缝金属的等强匹配；

3．2注意事项

a)低碳钢埋弧时，由于焊缝中合成成分不多，故即可采用焊丝渗合金，也可采用焊剂渗合金；

b)焊接低合金高强度钢时，焊缝金属强度不宜过高，一般满足母材强度下限即可，因为强度过高，往往导致焊缝韧性，塑性和接头抗裂性降低；

c)在选择焊丝与焊剂组合时，还要注意坡口和接头形式的影响；

4不锈钢焊丝选用

4．1同种不锈钢焊接时焊丝选用

4．1．1铁素体不锈钢焊接时焊丝的选用

选择原则：选择铁素体不锈钢用焊丝时，应采用含有害元素（如C，N，S，P等）低的焊丝，以便改善焊接性能和焊缝韧性。

注意事项：

a) 采用与Cr17系同成分的焊丝，在约束度大时，易产生裂纹，焊后应热处理，恢复耐热性能，并改善接头塑性；

b) 采用奥氏体高Cr,Ni焊丝时，可以降低坡口敏感性，提高接着抗裂能力，如309型和210型焊丝；

4.1.2马氏体不锈钢焊接时焊丝选用

通常在焊缝有较高强度要求时，采用Cr13型马氏体不锈钢焊丝，使焊缝金属化学成分与母材相近，但焊缝冷裂倾向大，因此要求焊前预热，预热温度≤450℃，以防475℃脆化。

4．1．3奥氏体不锈钢焊接时焊丝选用

奥氏体不锈钢具有良好的耐腐性，塑性，高温性能，其焊接性能较好，在任何温度下不都不发生相变，对氢不敏感，焊接接头在焊态下具有良好的塑性和韧性。焊接材料应确保熔敷金属与母材接近的成分，即按等成分原则选焊材。

4．2异种不锈钢焊接时焊丝选用

异种钢焊接时，焊丝的选用通常是就高不就低，即焊丝成分尽可按接近高成分母材一方。如碳钢，低合金钢与不锈钢焊接时，选用不锈钢焊丝；铬不锈钢与铬镍不锈钢焊接时，选用铬镍不锈钢焊丝。

4．2．1碳钢，低合金钢与铬不锈钢焊接时焊丝选用

可选铬不锈钢焊丝，也可选铬镍不锈钢焊缝。当低合金钢与Cr12型钢焊接时，如果低合金钢焊

丝，易在热影响区产生裂纹。这种异种钢焊接时，不仅需要预热，而且需要焊后缓冷或及时进行回火处理，当不能进行预热或回火处理时，宜选用奥氏体不锈钢焊丝。

4．2．2碳钢，低合金钢与奥氏体不锈钢焊接时焊丝选用

这属常见的异种钢焊接，焊缝金属成分稀释，熔合区塑性，碳的扩散迁移，可造成熔合区金属发生脆性断裂；

4．2．3铬不锈钢与铬镍不锈钢焊接进焊丝选用

一般选用奥氏休不锈钢焊丝，为防止碳扩散迁移，还可选用镍基合金焊丝。

焊接工艺措施

1．焊接热参数

1．1预热

1．1．1焊前预热的作用

a)减缓冷却速度，有效防止裂纹产生；

b)降低焊接应力，降低焊接结构约束度，提高焊接生产率；

预热温度选择的越高，防止裂纹产生的效果越好，但超过有必要的预热温度，会使熔合区附近金属晶粒粗化，降低焊接接头的质量，过去条件恶化。整体预热通常用各种炉子加热，但实际生产

中大结构整体预热困难，因此采用局部预热办法防止裂纹，局部预热一般采用气体火焰加热或红外线加热，预热温度常用表面温度计测量。

1．1．2注意事项

a)不同钢号焊接时，预热温度按预热温度要求高的钢号选取；

b)采用局部预热，应防止局部应力过大，预热的范围为焊缝两侧各不小于焊件厚度的3倍范围，且不小于100 mm；

c)需要预热的焊件在整个焊接过程中的温度应不低于预热温度；

1．2后热（消氢处理）：在焊接后立即对焊接结构整体或局部加热，并保温一定时间，然后再空冷的工艺措施。

1．2．1主要作用

a)加速扩散氢的逸出，防止产生延迟裂纹；

b)有利于降低预热温度；

后热的温度与保温时间与工件厚度有关，一般后热温度取200-350℃,保温不低于0.5h.

由于在热处理过程中可达到除氢目的，所以焊后要立即进行热处理的焊件就不需要进行后热处理。但焊后不能立即进行热处理而焊件必须除氢时，则需焊后立即作后热处理，否则，有可能在热处理之前的放置期内产生延迟裂纹。

1．3焊后热处理

1．3．1目的

a)降低或消除焊接残余应力；

b)消除热影响区的淬硬组织，改善焊接接头组织与性能；

c)促使残余氢逸出，有利于防止延迟裂纹；

d)提高结构几何稳定性,增强构件抵抗应力,腐蚀的能力；

1．3．2应用

电渣焊接头焊后均应作正火处理或正火加回火处理，以细化晶粒，提高冲击韧度。通常采用焊后整体热处理，最好是立即进行。对于结构板厚不大，又不是用于承受动载荷的结构，而且是塑性较好的材料（如低碳钢）来制造的，就不需要焊后热处理。对于板厚较大，又承受动载荷的结构，其外形尺寸越大，焊缝越多越长，残余应力越大，就需要焊后预热处理。消除焊后残余应力的热处理，一般是将焊件加热到550-650℃，退火即可，在消除残余应力的同时，对焊接接头的性能也有一定改善，但对接头组织无明显影响。对重要结构，采用正火随后立即回火的热处理方法，即能起到改善接头组织和消除残余应力的作用，又能提高接头韧性和强度，是生产中常采用的一种热处理方法。

2多层焊应用

2．1多层焊意义

多层焊，多层多道焊显微组织较细，热量影响区较窄。前一条焊道对后一条焊道起预热作用，而后一道焊道对前一条焊道起热处理（回火）作用，可改善接头组织和性能，因此，接头的延性和韧性比较好，特别是对易淬火钢。

对于低合金高强钢等钢种，焊缝层数对接头性能有明显影响。焊接层数少，每层厚度大，由于晶粒粗化，导致接头延性和韧性下降。

2．2多层焊分类

2．2．1长段多层焊

指每道焊缝都在1m以上的多层焊。这样在焊完前一道再焊后一道时，前一道已基本冷却到较低温度（一般在200℃以下），为防止最后一层淬硬，可多加一层退火焊道，以改善焊接质量。

需要注意的是，对一些淬硬倾向较大的钢，不适于长度多层焊接。因为这些钢焊完前一层后，焊接后一层之前，近缝区或焊缝由于淬硬倾向较大而产生裂纹的可能，焊接这种钢时应特别注意与其他工艺措施的配合，如焊前预热，层间温度控制以及热缓冷等。

2．2．2短段多层焊

每段焊缝为50-400 mm的多层焊。在焊接过程中，未等前一层焊缝冷却到Ms点就开始焊下一道焊缝，这样可以使焊道保持较高温度。短段多层焊对焊缝和热影响区有一定改善作用，适宜焊接晶粒易长大而易于淬硬的钢件，但工艺操作繁琐，生产率低，只有在必要时使用。