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什麼是焊接接頭效率

發布時間:2023-09-09 03:40:08

⑴ 焊接接頭的設計

一、焊接接頭
焊接結構是由許多部件、元件、零件用焊接方法連接而成的,因此焊接接頭的性能質量好壞直接與焊接結構的性能和安全性、可靠性有關。多年來焊接工程界對焊接接頭進行了廣泛的試驗研究,這對於提高焊接結構的性能和可靠性,擴大焊接結構的應用范圍起了很大作用。
(1)焊接接頭的基本類型
用主要的焊接方法如熔焊、壓焊和釺焊都可製成焊接結構,用這些焊接方法連接金屬結構形成不可拆的連接接頭—焊接接頭,分別形成熔焊接頭、壓焊接頭和釺焊接頭,從而構成焊接結構。但應用最廣泛的是熔焊,這里重點介紹熔焊接頭。
1)熔焊接頭:熔焊接頭由焊縫金屬、熔合線、熱影響區和母材所組成。而焊縫金屬是填充材料和部分母材熔化後凝固而成的鑄造組織。熔焊接頭各部分的組織是不均勻的,性能上也存在差異。這是由於以上四個區域化學成分和金相組織不同,並且接頭處往往改變了構件原來的截面和形狀,出現不連續,甚至有缺陷,形成不同程度的應力集中,還有焊接殘余應力和變形,大的剛度等都對接頭的性能有影響,結果使接頭不僅力學性能不均勻,而且物理化學性能也存在差異。為保證焊接結構可靠地工作,希望焊接接頭具有與母材相同的力學性能,有些情況下還希望獲得相同的物理和化學性能,如導電、導磁、抗腐蝕性能和相同的光澤和顏色等。
就焊縫金屬而言銀山,往往形成柱狀晶鑄造組織,一般較母材的強度高且硬,而韌性下降。對於高強度鋼,採用適當的工藝措施,如預熱、緩冷或採用合適的熱輸人也可獲得要求性能的焊縫金屬。一般來說,焊縫金屬強度相對母材強度可能要高或低,前者稱為高匹配,後者稱為低匹配。
寬度不大的熱影響區,由於焊接溫度場梯度大,各點的熱循環大不相同,造成了組織和性能的不同。這種差別和被焊金屬的組織成分、焊接熱輸人有關。特別要指出的是經過焊接熱循環後發生的「動應變時效」(熱應變時效)會使接頭性能惡化。將鋼材、鋁材等經預應變後,會產生變脆的「時效」現象,這種預應變及時效都是在低溫(室溫)下發生的,通常稱為「靜應變時效」。而焊接熱影響區經焊接熱循環後會產生熱應變,焊接的高溫加速了時效脆化,所以「動應變時效」大大降低了接頭的性能,要注意防止。
熔焊的焊縫主要有對接焊縫和角焊縫,以這兩種焊縫為主體構成的焊接接頭有對接接頭、角接接頭、T形(十字)接頭、搭接接頭和塞焊接頭等。根據GB/T 985-1988《氣焊、焊條電弧焊及氣體保護焊焊縫坡口的基本形式與尺寸》和GB/T 986-1988《埋弧焊焊縫坡口的基本形式與尺寸》常用的焊縫坡口基本形式與所構成的上述接頭形式如圖5 -1所示。圖5 -1中給出了對接接頭(見圖5-1 a~n)、角接接頭(見圖5 -1o~u) 、T形和十字接頭(見圖5 -1 v~Y及z、a')及搭接接頭(見圖5 -1 b' 、c')的坡口形式、尺寸、熔化形成的焊縫金屬(圖中用細實線表示)。由符號字母代表的有關尺寸見表5-6。表5-6是參照GB/T 985-1988 , GB/T 986-1988標准規定列出的。選擇哪一種坡口形式除按照上述兩標准外,也可按行業和企業標准由焊件厚度確定,並且有一個合適的區間。例如厚度為30mm的板對接,既可以選擇圖5 -1 i所示的雙Y形坡口(由表5-6可查得:用焊條電弧焊時,該坡口適於12~ 60mm厚的板;用埋弧焊時,適於24~60mm厚的板),也可以選擇圖5 -1 m所示帶鈍邊的雙U形坡口。無論選擇哪一種坡口形式,都首先模櫻要保證接頭質量,同時還要考慮經濟性。
電渣焊接頭是熔焊接頭中重要的一種接頭。當焊件厚度大於30mm時即可以考慮採用電渣焊接頭,特別是大斷面的焊縫,例如焊件厚度大於60 mm,則電渣焊比電弧焊接頭效率要高。常用電渣焊接頭的基本形式如圖5 -2所示,各種形式電渣焊接頭尺寸見表5 -7。當工件採用電渣焊時要使工件位置做到焊縫由下至上,即適於垂直位置焊接的焊縫。電渣焊焊縫由焊接材料和母材邊緣被高溫的渣池熔化堆積而成,因而焊縫的內外側應該有擋塊,電渣焊適於大和特大焊接截面的焊件,如厚壁壓力容器、大直徑的軸、大厚度的管道、大機器件的拼焊等。電渣焊旦搏叢的焊件焊後通常要經正火——回火或高溫退火熱處理,以消除大焊接熱輸人造成的寬熱影響區、粗晶粒、高殘余應力的不良影響。
電子束焊接接頭是熔焊接頭中一種特殊的接頭。它是利用聚焦的高速電子流轟擊焊件,使電子動能轉化為熱能而熔化焊接接頭的焊縫區而進行的熔焊。其特點是可焊接各種特殊的金屬,大厚度,焊縫的深寬比大(可達25 :1)。按其特點應用於核反應堆元件,航空、航天設備中的某些特殊金屬、超高強度鋼及耐熱合金零件的焊接。由於電子束直徑細、焊接能量集中,焊接時不加填充金屬,形成了電子束焊接頭的一些特點。這種接頭也有對接、角接、T形接和搭接形式,還有一種類似於電渣焊的疊接的端接形式,只是焊件是貼緊的。
2)壓焊接頭:除了上述熔焊接頭外,電阻焊、摩擦焊、擴散焊、超聲波焊、冷壓焊和爆炸焊統稱為壓焊,其中電阻焊和摩擦焊由於其具有高效率的特點,在許多部門得到了廣泛的應用。特別是在汽車工業中,電阻焊和摩擦焊應用很普遍,電阻焊中的點焊(包括滾點焊)和縫焊多是採用搭接接頭,凸焊是點焊的一種變異,但接頭形式有多種多樣,需要根據焊件形狀尺寸,設計出適用和巧妙的接頭來。高頻電阻焊一般為對接,也有採用搭接接頭的。電阻對焊顯然是採用對接接頭,應當指出的是,由於電阻對焊工藝的發展,目前其已經可以焊接100000mm2以上的截面,所以在鍋爐壓力容器的製造中,特別是鋼管道的環縫中,例如石油、天然氣的長輸管線建設中(包括陸地和海洋),電阻對焊獲得了應用。摩擦焊接頭通常也是採用對接接頭。其他的阻焊接頭形式和應用可參考有關資料。
3)釺焊接頭:釺焊接頭也有多種類型,但基本類型只有對接接頭和搭接接頭兩種。
(2)熔焊坡口形式的選擇
熔焊坡口形式根據其形狀,可分三類,即基本型,如圖5-1b, 1等即I形、V形和單V形、U形和單U形等;還有就是特殊型,如卷邊的、帶墊板的、鎖邊的和塞焊、開槽焊等;組合型,顧名思義這是上述各型組合而成,圖5 -1中絕大多數都是這種組合型的坡口。坡口形式通常根據工廠條件、工藝要求等考慮以下問題來決定。
1)工廠的加工條件。例如採用雙V形、Y形、單邊V形、雙單邊V形、V形、I形等坡口可用氣割、等離子弧切割,當然也可用金屬切削方法加工。但雙U形、帶鈍邊U形、帶鈍邊J形、U形、Y形坡口一般需用刨邊機加工(最近也有採用氣割加工U形坡口的報道),效率較熱切割低。
2)可達性的好壞。採用Y形、帶墊板Y形(見圖5-1e、f)、帶墊板V形、VY形(見圖5-1g)、帶鈍邊的U形(見圖5-1h)等坡口的接頭,施焊時,一般可不需翻轉,對內徑較小的容器或管道,以及不便翻轉的結構,為避免仰焊及不能從內側施焊,則可採用這種坡口和焊縫形式。
3)減小焊接材料的消耗量,一般熔敷金屬量小,焊接材料(焊條、焊絲和焊劑、保護氣體)消耗也小,也節省加工時間。同樣板厚:Y形比雙Y形坡口的熔敷金屬量增加最大可達50%,雙U形或UY形則更加節省熔敷金屬,因此對於大厚度的焊接接頭,多採用這種較經濟的坡口。
對於不適於電渣焊、電子束焊的特厚件焊縫還採用窄間隙焊。電渣焊的坡口。
4)考慮焊接變形與應力。例如單面焊可能引起角變形和焊縫根部的嚴重焊接殘余應力,此時要考慮材料(母材)特點,採用適當的工藝和坡口形式,以便獲得合格的接頭。
應該指出,無論是對接焊縫還是角焊縫,其焊縫表面都可以是凹陷的、凸起的或是平齊的,後者有時通過加工來達到。而角焊縫除了上述三種等邊角焊縫外,還有三種不等邊角焊縫,圖5 -3所示直角焊縫的四種形式,除三種等邊平的、凹的和凸的直角焊縫外(見圖5-3a~c),還有平的不等邊直角焊縫(見圖5-3d) 。焊腳尺寸K為角焊縫的特徵尺寸,角焊縫的焊腳尺寸為焊縫內接等腰直角三角形的直角邊,如圖5 -3所示。
(3)工作接頭、聯系接頭和密封接頭
前述焊接接頭的基本類型主要是根據採用的焊接工藝來區分的。實際上也是根據焊接結構焊縫的承載狀況來分的。焊接結構的焊縫又可以按直接承受載荷與否分為承載焊縫和非承載焊縫,習慣上又稱為工作焊縫和聯系焊縫,如圖5-4所示。前者將結構中的作用力由一個零件傳至另一個零件,焊縫和零(構)件串聯在一起,這種焊縫必須進行強度計算。後者的焊縫和零(構)件並聯在一起,與零(構)件一起同時受力和變形,焊縫即使破壞,一般也不會影響整個結構的安全工作,傳遞作用力不是焊縫的主要任務,通常可不進行強度計算。但嚴格講,應該認為是整個接頭,除焊縫外,還有熔合線、熱影響區等承擔(串聯或並聯)直接作用載荷或不直接承受載荷(並聯),所以有資料提出了工作接頭、聯系接頭和密封接頭。後者的主要任務是防止泄漏,故多屬於工作接頭。
(4)焊接接頭工作應力的分布
圖5 -1所示的熔焊接頭,如前述主要有對接接頭、角接接頭、T形接頭(十字接頭)和搭接接頭,塞焊接頭實際上也是一種搭接接頭。在焊接接頭中工作應力的分布不是均勻的,也就是存在應力集中,而各種接頭應力集中的情形亦不相同。其中對接接頭應力集中最小,形式最簡單,力的傳遞也較少轉折,故是最合理的、典型的焊接接頭形式。即使如此,對接接頭如果出現較大的余高和過渡處圓弧半徑較小,則應力集中將增大,圖5 -5是對接接頭中應力分布的情形。圖5-6則是應力集中系數Kσ隨余高h和過渡圓弧半徑r變化而變化的情形。
T形(十字)接頭由母材向焊縫過渡急劇,力的傳遞轉折大,力線扭曲,應力分布不均,易出現較大的應力集中,其應力分布如圖5 -7所示。由圖5-7a可見,由不開坡口角焊縫構成的T形(十字)接頭,即圖5 -1a所示T形接頭,其最大應力在角焊縫的根部,如Ⅰ - Ⅰ、 Ⅱ - Ⅱ截面的A點和Ⅲ - Ⅲ截面的B點。如開坡口焊透,則應力分布大為改善,如圖5-7b所示。T形(十字)接頭也是典型的熔焊接頭,應用亦很廣,該接頭在造船業中占所有接頭的70%,所以改善其應力分布十分重要。對於Ⅰ形坡口的角焊縫構成的T形(十字)接頭,隨著焊腳尺寸的增大和θ角的減小(圖5-7a),應力集中下降,當θ角小於或大於45°,即屬圖5-3d的不等邊角焊縫時,只有長邊順著力線方向(即θ<45°),才會改善應力分布不均的狀況。
由角焊縫構成的搭接接頭,其應力分布很不均勻,它不是理想的結構接頭形式,在動載和低溫時尤其應避免採用。但由於採用搭接接頭,裝配工作十分簡便,焊前准備工作簡單,構件收縮量小,故在一些受靜載的建築結構中和用薄板製造的儲罐結構中仍被採用。應該指出:搭接接頭又可分為正面搭接和側面搭接,搭接接頭中不僅存在角焊縫橫截面上應力分布不均的情形(和T形接頭角焊縫類似),而且正面和側面搭接焊縫中的應力分布也不同,側面搭接焊縫沿焊縫長度的應力分布不均,如圖5-8所示。該圖是僅有側面搭接焊縫的情況,A1、A2表示搭接板的截面積,曲線為切應力Tx的分布。由圖5-8c可見,當焊縫長度增加,應力分布不均加劇,中段幾乎不受力,故一些標准規定了承載搭接焊縫(側面搭接)的長度。
二、焊接接頭的設計
(1)焊接接頭的設計特點 優良的接頭設計是防止結構破壞的條件之一。實際受力十分復雜的接頭,進行設計應考慮以下問題:
1)焊接結構應該優先採用接頭(焊縫)形式簡單、應力集中小、不破壞結構連續性的,即不使或很少使力線密集或出現轉折的接頭和焊縫形式。
上述熔焊接頭中,對接接頭是最符合上述條件的,因此應優先考慮採用,其次應考慮採用T形(十字)接頭,而搭接接頭則應避免採用,但如上述在一些靜載的,不是很重要的結構中為了施工方便仍有採用。
2)在有可能的條件下,盡量將焊接接頭布置在工作載荷較小處,以及構件幾何尺寸和形狀不變的地方。
3)角焊縫的焊腳尺寸不宜過大,搭接角焊縫不宜過長。如前所述,應力分布沿角焊縫截面是不均勻的,截面越大,應力分布不均勻的程度越大,故大截面的角焊縫承載能力低。而焊接材料與工時消耗卻隨焊腳尺寸成平方地增加。在搭接接頭中,正面角焊縫的剛度大於側面角焊縫,實際強度也大,所以具有正側面角焊縫的聯合搭接角焊縫中的應力分布不均,側面角焊縫沿焊縫長度方向的應力分布亦不均,故對重要的結構、變形能力差的接頭,尤其要注意。
4)鋼板在厚度方向上(Z向)性能差,因此組成T形(十字)接頭,如要在厚度方向上傳遞外力,應選用Z向鋼。
5)焊接接頭剛度大,焊縫未達屈服前變形量很小,故對於作為鉸接點的接頭(如桁架的節點)可能產生高的附加應力,此時應採取諸如減小焊接截面、改變焊縫位置等措施來增加接頭的柔性。
6)充分考慮製造廠的條件,提高設計接頭的工藝性。如使焊接結構的接頭種類少,採用的焊接方法種類少,接頭尺寸單一;施工時的可達性好,包括焊接時的可達性和焊接完成後的可檢驗性(如射線探傷便於布片,超聲探傷有合適的探頭移動范圍等);施焊性好等等。
7)計算接頭時不考慮應力分布不均及焊接殘余應力,下面還要介紹到這種計算是作了一些假定和簡化的。而對於工作條件苛刻,如在低溫或動載下或接頭剛度大的場合,則要適當考慮這些因素。而對於在腐蝕環境下工作的焊接結構的接頭,接頭的細節設計也需要特殊考慮。
(2)焊接接頭靜載強度的計算
1)以許用應力法為基礎的計算
①對接接頭強度的計算:圖5 -9為典型對接接頭及其受力情況,可按表5-8的公式進行計算。由計算公式中可以看出,計算不考慮接頭中的應力集中(應力分布不均),也不考慮焊接殘余應力,並認為工作應力沿焊縫是均勻分布的。從圖5-9a可以看出,當不同厚度的兩板對接,厚度差(δ一δ1)超過規定值時(按GB 985標准,允許厚度差1~4mm),需在厚板上削出斜面,斜面長L>3(δ一δ1),也可兩面削出斜面。
②搭接接頭強度的計算:圖5-10為典型的搭接接頭及受力情況,這里還列出了塞焊和電鉚焊搭接接頭(見圖5-10g、h),除此以外,搭接接頭都是角焊縫組成的,和對接接頭強度計算主要是驗算對接焊縫的強度一樣,搭接接頭強度計算則主要是計算角焊縫的強度。在搭接角焊縫的計算中進行了下述假定:
第一,對於此種角焊縫的形狀(見圖5 -3)都將內接等腰直角三角形的高即
K0,作為計算厚度,不計及焊縫的凸凹度,也不考慮熔深的差別,這樣
K0≈0. 7K,K為焊腳尺寸。當熔深較大,如埋弧焊時,可考慮K0≈0. 8K,甚至等於K。
第二,角焊縫一律按計算截面,即計算厚度(習慣稱喉厚)截面處受切應力破壞來計算,即使接頭承受彎矩,抵抗彎矩產生的應力亦假定為切應力,見表5-8中,式(5-12 )、式(5-15 )、式(5-17 )等等。
第三,不考慮正、側面角焊縫上應力的差別和焊縫上應力分布的不均,這給計算帶來了方便。由於側面搭接焊縫隨焊縫長度的增加,應力不均勻程度增大,上述計算規定限制了計算焊縫的長度。
第四,限制角焊縫的最小焊腳尺寸,一般不應小於4mm,當板厚小於4mm,則焊腳尺寸可與板厚相同。圖5 -10各種搭接接頭強度的計算見表5-8的相關部分。
③T形接頭強度的計算:如圖5-7所示,T形接頭和十字接頭可以由角焊縫構成(見圖5 -7a),這種接頭會產生應力集中,也可以由對接焊縫,如K形坡口(見圖5-7b)焊縫構成,後者應力集中要小得多。表5-8所列包括了兩種焊縫的強度計算。可以看出,角焊縫的強度計算與搭接角焊縫的強度計算是一樣的,而後者又和對接焊縫強度的計算相同。應該指出,T形接頭承受壓力(見圖5 -11a)時,由於立板可與蓋板抵緊,承受壓力能力大為提高,可用式(5 -20 )進行強度計算。很多情況下,集中力既不平行、又不垂直於焊縫,可以將作用力分解成兩部分,分別進行強度計算,如圖5 -11 d及表5-8中式(5 -26 )。
2)極限狀態設計法焊縫連接的計算。根據GB 50017-2003《鋼結構設計規范》,採用焊接連接時,對於對接接頭、T形接頭、角接頭和搭接接頭上的焊縫,採用了對接焊縫、直角角焊縫(圖5 -3 )、斜角角焊縫(圖5 -13)和對接與角接的組合焊縫(圖5-12)等形式。焊縫則應根據結構的重要性、載荷特性、焊縫形式、工作環境以及應力狀態等情況選用是否熔透和不同質量等級,如承受疲勞構件的對接焊縫均應焊透且焊縫質量為I 、II級;雖不計疲勞,但要求與母材等強的,也要求焊透,並應不低於II級的焊縫質量;重級工作制的吊車梁、起重量>50t的中級工作制的吊車梁,腹板與蓋板間的角焊縫,要求開坡口焊透等。
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⑵ 焊條或焊絲的熔敷效率的定義是

熔敷金屬量與熔化的填充金屬(通常指焊芯、焊絲、金屬粉末)量的百分比。

⑶ 急求焊接速度、電流、電壓以及焊接線能量對焊接的影響

手工電弧焊的焊接工藝參數選擇
選擇合適的焊接工藝參數,對提高焊接質量和提高生產效率是十分重要.
焊接工藝參數(焊接規范)是指焊接時,為保證焊接質量而選定的諸多物理量.
1、焊接電源種類和極性的選擇
焊接電源種類:交流、直流
極性選擇:正接、反接
正接:焊件接電源正極,焊條接電源負極的接線方法。
反接:焊件接電源負極,焊條接電源正極的接線方法。
極性選擇原則:鹼性焊條常採用直流反接,否則,電弧燃燒不穩定,

飛濺嚴重,雜訊大,酸性焊條使用直流電源時通常採用直流正接。
2、焊條直徑
可根據焊件厚度進行選擇。一般厚度越大,選用的焊條直徑越粗,焊條直徑與焊件的關系見下表:
焊件厚度(mm)
2
3
4-5
6-12
>13

焊條直徑(mm)
2
3.2
3.2-4
4-5
4-6

3、焊接電流的選擇
選擇焊接電流時,要考慮的因素很多,如:焊條直徑、葯皮類型、工件厚度、接頭類型、焊接位置、焊道層次等。但主要由焊條直徑、焊接位置、焊道層次來決定。
(1)焊條直徑 焊條直徑越粗,焊接電流越大。下表供參考
焊條直徑(mm)
1.6
2.0
2.5
3.2
4.0
5.0
6.0

焊接電流(A)
25-45
40-65
50-80
100-130
160-210
260-270
260-300

(2)焊接位置 平焊位置時,可選擇偏大一些焊接電流。橫、立、仰焊位置時,焊接電流應比平焊位置小10~20%。角焊電流比平焊電流稍大一些。
(3)焊道層次
打底及單面焊雙面成型,使用的電流要小一些。
鹼性焊條選用的焊接電流比酸性焊條小10%左右。不銹鋼焊條比碳鋼焊條選用的焊接電流小 左右等。
總之,電流過大過小都易產生焊接缺陷。電流過大時,焊條易發紅,使葯皮變質,而且易造成咬邊、弧坑等到缺陷,同時還會使焊縫過熱,促使晶粒粗大。
(4)電弧電壓
電弧電壓主要決定於弧長。電弧長,則電弧電壓高;反之,則低。
在焊接過程中,一般希望弧長始終保持一致,而且盡可能用短弧焊接。所謂短弧是指弧長焊條直徑的0.5~1.0倍,超過這個限度即為長弧。
(5)焊接速度
在保證焊縫所要求尺寸和質量的前提下,由操作者靈活掌握。速度過慢,熱影響區加寬,晶粒粗大,變形也大;速度過快,易造成未焊透,未熔合,焊縫成型不良好等缺陷。
(6)速度以及電壓與焊工的運條習慣有關不用強制要求,但是根據經驗公式,可知當電流小於600A時,電壓取20+0.04I。當電流大於600A時電壓取44V。

⑷ 什麼叫焊接工藝參數

焊接工藝參數(焊接規范)是指焊接時,為保證焊接質量而選定的諸多物理量.
典型專的有焊接屬電流、焊接電壓(通常用電弧長)、焊接速度、電源種類極性、坡口形式等等。對於不同的焊接方法,又有著不同的焊接參數,如焊條電弧焊焊條直徑,鎢極氬弧焊中鎢極直徑,埋弧焊中焊絲直徑等等。視具體情況抄而定。
例如手工焊條電弧焊的工藝參數襲有:
1焊條的選擇(焊條牌號的選擇,焊條直徑選擇)
2焊接電流(根據焊條直徑來選擇,根據焊縫位置選擇,根據焊條類型選擇,根據焊接經驗選擇)
3電弧電壓
4焊接速度
5焊接層數
6線能量等等
選擇合適的焊接工藝參數,對提高焊接質量和提高生產效率是很重要
拓展資料
焊接工藝通常是指焊接過程中的一整套技術規定,包括焊接方法、焊前准備、焊接材料、焊接設備、焊接順序、焊接操作、工藝參數以及焊後熱處理等。因此不同的方法也就有不同的焊接工藝,這里也就帶來了焊接工藝參數的zd概念,我們稱為保證焊接質量而選定的諸多物理量為焊接工藝參數.焊接工藝是焊接質量優劣的重要保證,故制定焊接工藝的重要性可想而知。
參考資料
焊接工藝——網路

⑸ 什麼是焊接工藝參數

焊接工藝參數

1、掌握焊接參數的要求及其選定;

2、熟悉焊接接熱參數的確定方法;

教學重點: 焊接電流等工藝參數的選定

教學難點:焊接工藝參數的匹配及其對焊接質量的影響 教學內容:

一、焊接工藝參數的選定 焊接參數是指焊接時為了保證焊接質量而選定的物理量的總稱。 焊接參數的選定 主要考慮以下幾方面因素:

1)深入的分析產品的材料及其結構形式, 著重分析材料的化學成分和結構因素共 同作用下的焊接性。

2)考慮焊接熱循環對母材和焊縫的熱作用, 這是獲得合格產品及焊接接頭最小的 焊接應力和變形的保證。

3)根據產品的材料、焊件厚度、焊接接頭形式、焊縫的空間位置、接縫裝配間隙 等,去查找各種焊接方法的有關標准、資料(利用資料中經驗公式、圖表、曲線) 圖書等。

4)通過試驗確定焊縫的焊接順序、焊接方向以及多層焊的熔敷順序等。

5)確定焊接參數不應忽視焊接操作者的實踐經驗。

二、焊接熱參數的確定 通過選擇合適的焊接熱參數,可以改善焊接接頭的組織和性能,消除焊接應 力,防止裂紋產生。 焊接熱參數主要包括預熱、後熱及焊後熱處理。

1.預熱 預熱是焊前對焊件的全部或局部加熱。 預熱目的有以下幾方面:

1)減緩焊接接頭加熱時的溫度梯度及冷卻速度,適當延長在 800~500℃區間的 冷卻時間,改善焊縫金屬及熱影響區的顯微組織,提高焊接接頭的抗裂性。

2)有利於擴散氫的逸出,避免焊接接頭延遲裂紋的產生。

3)提高焊件溫度分布的均勻性,減少內應力。

2.後熱 後熱是焊後立即對焊件全部(或局部)進行加熱到 300~500℃並保溫 1~2h 後空冷的工藝措施,其目的是改善組織,加速氫的擴散和逸出,防止焊接區擴散 氫的聚集,避免延遲裂紋的產生,所以後熱也稱除氫處理。對於焊後要立即進行 熱處理的焊件, 因為在熱處理過程中可以達到除氫處理的目的,故不需要另作後 熱。

3.焊後熱處理 熱處理是指將金屬加熱到一定溫度,在這個溫度下保溫一定時間,然後以 一定的冷卻速度冷卻到室溫的工藝過程。焊接結構的焊後熱處理,主要目的是改 善焊接接頭的組織和性能,消除焊接殘余應力,並能降低接頭中的含氫量,提高 結構的幾何穩定性。 預熱、後熱、焊後熱處理方法的工藝參數,主要由結構的材料、焊縫的化學 成分、接頭的拘束程度、焊接方法、結構的剛度及應力情況、承受載荷的類型、 焊接環境的溫度等來確定。

三、手工弧焊的工藝參數

1、焊條種類和牌號的選 焊條的選用應根據鋼材的類別、 化學成分及力學性能, 結構的工作條件(載荷、 溫度、介質)和結構的剛度特點等進行綜合考慮,必要時,需要進行焊接試驗來 確定焊條型號和牌號。

2、焊接電流的種類和極性的選擇

3、焊接速度 主要取決於焊條的類型。 就是焊條沿焊接方向移動的速度。較大的焊接速度可以獲得較高 的焊接生產率,但是,焊接速度過大,會造成咬邊、未焊透、氣孔等缺陷;而過 慢的焊接速度,又會造成熔池滿溢、夾渣、未熔合等缺陷。

4、焊接電流的選擇,主要決定於焊條的類型、焊件材質、焊條直徑、焊件厚度、 接頭形式、焊接位置以及焊接層數等。

5、焊條直徑的選擇是根據被焊工件的厚度、接頭形狀、焊接位置和預熱條件 來確定的。焊條直徑規格為:1.6mm,2.5mm,3.2mm,4.0mm、5.0mm、5.8mm 等。 根據被焊工件的厚度,焊條直徑按下表進行選擇。

6、焊接層數的選擇 多層多道焊有利於提高焊接接頭的塑性和韌性,除了低碳 鋼對焊接層數不敏感外, 其他鋼種都希望採用多層多道無擺動法焊接,每層增高 不得大於 4mm。

7、電弧電壓的選擇 電弧電壓是由電弧的長度

拓展內容:

焊接工藝和焊接方法等因素有關,操作時需根據被焊工件的材質、牌號、化學成分,焊件結構類型,焊接性能要求來確定。

首先要確定焊接方法,如手弧焊、埋弧焊、鎢極氬弧焊、熔化極氣體保護焊等等,焊接方法的種類非常多,只能根據具體情況選擇。確定焊接方法後,再制定焊接工藝參數,焊接工藝參數的種類各不相同,如手弧焊主要包括:焊條型號(或牌號)、直徑、電流、電壓、焊接電源種類、極性接法、焊接層數、道數、檢驗方法等。




⑹ 焊接知識的問題

焊接方法的分類焊接方法分類
一般都根據熱源的性質、形成接頭的狀態及是否採用加壓來劃分。
1、熔化焊
熔化焊是將焊件接頭加熱至熔化狀態,不加壓力完成焊接的方法。它包括氣焊、電弧焊、電渣焊、激光焊、電子束焊、等離子弧焊、堆焊和鋁熱焊等。
2、壓焊
壓焊是通過對焊件施加壓力(加熱或不加熱)來完成焊接的方法。它包括爆炸焊、冷壓焊、摩擦焊、擴散焊、超聲波焊、鍛焊、高頻焊和電阻焊等。
3、釺焊
釺焊是採用比母材熔點低的金屬材料作釺料,在加熱溫度高於釺料低於母材熔點的情況下,利用液態釺料潤濕母材,填充接頭間隙,並與母材相互擴散實現連接焊件的方法。它包括硬釺焊(用熔點高於450℃的釺料銅、銀、鎳合金進行焊接)、軟釺焊(用熔點低於450℃的釺料鉛、錫合金進行焊接)等。又分為火焰釺焊、感應釺焊、爐中釺焊、鹽浴釺焊、電子束釺焊、真空釺焊。
焊接的特點及應用
焊條電弧焊
電弧是兩帶電導體之間持久而強烈的氣體放電現象。 在焊接中,採用直流電焊機時,有正接和反接兩種方法。而大量使用的是交流電弧焊設備,電極的極性頻繁交變,不存在極性問題,
1)正接——焊件接電源正極,焊條接負極。一般焊接作業均採用正接法。
2)反接——焊件接電源負極,焊條接正極。一般焊接薄板時,為了防止燒穿,採用反接法進行焊接作業。
埋弧自動焊
電弧在焊劑層下燃燒進行焊接的方法,稱為埋弧焊。埋弧焊的引弧、送進焊條一般均由自動裝置來完成,因此又稱為埋弧自動焊。埋弧自動焊的主要特點
1、生產率高
2、焊接質量高而且穩定
3、節約焊接材料
4、改善了勞動條件
5、適用於平焊長直焊縫和較大直徑的環形焊縫。對於短焊縫、曲折焊縫、狹窄位置及薄板的焊接,不能發揮其長處。
埋弧自動焊的工藝特點
1、焊前准備工作要求嚴格
2、焊接熔深大
3、採用引弧板和引出板
4、採用焊劑墊或鋼墊板
5、採用導向裝置

等離子弧焊與切割 等離子弧焊的特點
1、能量密度大,溫度梯度大,熱影響區小,可焊接熱敏感性強的材料或製造雙金屬件。
2、電弧穩定性好,焊接速度高,可用穿透式焊接,使焊縫一次雙面成型,表面美觀,生產率高。
3、氣流噴速高,機械沖刷力大,可用於焊接大厚度工件或切割大厚度不銹鋼、鋁、銅、鎂等合金。
4、電弧電離充分,電流下限達0.1A以下仍能穩定工作,適合於用微束等離子弧(0.2~30A)焊接超薄板(0.01~2mm),如膜盒、熱電偶等。

氣體保護焊
一、氬弧焊
使用氬氣作為保護氣體的氣體保護焊稱為壓弧焊。
氬氣是惰性氣體,可保護電極和熔化金屬不受空氣的有害作用。
氬弧焊按所用電極的不同分為熔化極氬弧焊和非熔化極氬弧焊兩種。
1、非熔化極氬弧焊
電極只作為發射電子、產生電弧用,填充金屬另加。
常用摻有氧化釷或氧化鈰的鎢極,其特點是電子熱發射能力強,熔點沸點高(為3700K和5800K)。
2、熔化極氬弧焊
鎢極氬弧焊電流小、熔深淺。中厚以上的鈦、鋁、銅等合金的焊接多選用高生產率的熔化極氬弧焊。
3、氬弧焊的特點
(1)由於氬氣的保護,它適於各類合金鋼、易氧化的有色金屬,以及鋯、鉭、鉬等稀有金屬的焊接。
(2)氬弧焊電弧穩定,飛濺小,焊縫緻密,表面沒有熔渣,成形美觀,焊接變形小。
(3)明弧可見,便於操作,容易實現全位置自動焊接。
(4)鎢極脈沖氬弧焊接可焊接0.8mm以下的薄板及某些異種金屬。
二、二氧化碳氣體保護焊
利用CO2作為保護氣體的氣體保護焊,稱為二氧化碳氣體保護焊。
它的保護作用主要是使焊接區與空氣隔離,防止空氣中的氮氣對熔化金屬的有害作用。
焊接時:
2CO2=2CO+O2
CO2=C+O2
因此焊接是在CO2、CO、O2氧化氣氛中進行的。
二氧化碳氣體保護焊的特點:
1、焊速高,可實現自動焊,生產率高。
2、為明弧焊接,易於控制焊縫成形。
3、對鐵銹敏感性小、焊後熔渣少。
4、價格低廉。
5、焊接飛濺與氣孔仍是生產中的難點。
真空電子束焊
真空電子束焊是利用定向高速運動的電子束流撞擊工件使動能轉化為熱能而使工件熔化,形成焊縫。
真空電子束焊的特點:
1、在真空中進行焊接,焊縫純凈、光潔,呈鏡面,無氧化等缺陷。
2、電子束能量密度高達108瓦/厘米2,能把焊件金屬迅速加熱到很高溫度,因而能熔化任何難熔金屬與合金。熔深大、焊速快,熱影響區極小,因此對接頭性能影響小,接頭基本無變形。

摩擦焊
摩擦焊是利用焊件表面相互摩擦所產生的熱量,使端面達到熱塑性狀態,然後迅速頂鍛完成焊接的一種壓焊方法。
摩擦焊的特點:
1、由於摩擦,焊件接觸表面的氧化膜和雜質被清楚,使焊接接頭組織緻密,不產生氣孔和夾渣等缺陷。
2、即可焊同種金屬,更適合於異種金屬的焊接。
3、生產率高。

電阻焊
電阻焊是在焊件組合後通過電極施加壓力,利用電流通過接頭的接觸面及鄰近區域產生的電阻熱進行焊接的工藝方法。
電阻焊的種類很多,常用的有點焊、縫焊和對焊三種。
一、點焊
點焊是將焊件裝配成搭接接頭,並壓緊在兩電極之間,利用電阻熱熔化母材金屬,形成焊點的電阻焊方法。點焊主要用於薄板焊接。
點焊的工藝過程:
1、預壓,保證工件接觸良好。
2、通電,使焊接處形成熔核及塑性環。
3、斷點鍛壓,使熔核在壓力繼續作用下冷卻結晶,形成組織緻密、無縮孔、裂紋的焊點。
二、縫焊
縫焊是將焊件裝配成搭接或對接接頭,並置於兩滾輪電極之間,滾輪加壓焊件並轉動,連續或斷續送電,形成一條連續焊縫的電阻焊方法。
縫焊主要用於焊接焊縫較為規則、要求密封的結構,板厚一般在3mm以下。
三、對焊
對焊是使焊件沿整個接觸面焊合的電阻焊方法。
1、電阻對焊
電阻對焊是將焊件裝配成對接接頭,使其端面緊密接觸,利用電阻熱加熱至塑性狀態,然後斷電並迅速施加頂鍛力完成焊接的方法,
電阻對焊主要用於截面簡單、直徑或邊長小於20mm和強度要求不太高的焊件。
2、閃光對焊
閃光對焊是將焊件裝配成對接接頭,接通電源,使其端面逐漸移近達到局部接觸,利用電阻熱加熱這些接觸點,在大電流作用下,產生閃光,使端面金屬熔化,直至端部在一定深度范圍內達到預定溫度時,斷電並迅速施加頂鍛力完成焊接的方法。
閃光焊的接頭質量比電阻焊好,焊縫力學性能與母材相當,而且焊前不需要清理接頭的預焊表面。閃光對焊常用於重要焊件的焊接。可焊同種金屬,也可焊異種金屬;可焊0.01mm的金屬絲,也可焊20000mm的金屬棒和型材。
激光焊

激光焊是以聚焦的激光束作為能源轟擊焊件所產生的熱量進行焊接的方法。
激光焊的特點:
1、激光焊能量密度大,作用時間短,熱影響區和變形小,可在大氣中焊接,而不需氣體保護或真空環境。
2、激光束可用反光鏡改變方向,焊接過程中不用電極去接觸焊件,因而可以焊接一般電焊工藝難以焊到的部位。
3、激光可對絕緣材料直接焊接,焊接異種金屬材料比較容易,甚至能把金屬與非金屬焊在一起。

鋼筋接頭百分率是什麼意思

用公式可以表示為:
縱向鋼筋接頭百分率=(鋼筋接頭處所在的構件的橫專截面上其縱屬向有接頭的鋼筋的截面積÷所有縱向鋼筋的總截面積)×100%

1)對梁、板類及牆類構件,不宜大於25%;
2)對柱類構件,不宜大於50%;
3)當工程中確有必要增大接頭面積百分率時,對梁類構件不應大於50%;對其他構件,可根據實際情況放寬。
縱向受壓鋼筋搭接接頭面積百分率,不宜大於50%。
(2)鋼筋機械連接與焊接接頭連接區段的長度為35倍d(d為縱向受力鋼筋的較大直徑),且不小於500mm。同一連接區段內,縱向受力鋼筋的接頭面積百分率應符合設計要求;當設計無具體要求時,應符合下列規定:
1)受拉區不宜大於50%;受壓區不受限制;
2)接頭不宜設置在有抗震設防要求的框架梁端、柱端的箍筋加密區;當無法避開時,對等強度高質量機械連接接頭,不應大於50%;

⑻ 什麼是焊接接頭

接頭金屬及填充金屬熔化後,又以較快的速度冷卻凝固後形成。焊縫組織是從液體金屬結晶的鑄態組織,晶粒粗大,成分偏析,組織不緻密。但是,由於焊接熔池小,冷卻快,化學成分控制嚴格,碳、硫、磷都較低,還通過滲合金調整焊縫化學成分,使其含有一定的合金元素,因此,焊縫金屬的性能問題不大,可以滿足性能要求,特別是強度容易達到。焊接接頭熔化區和非熔化區之間的過渡部分。熔合區化學成分不均勻,組織粗大,往往是粗大的過熱組織或粗大的淬硬組織。其性能常常是焊接接頭中最差的。熔合區和熱影響區中的過熱區(或淬火區)是焊接接頭中機械性能最差的薄弱部位,會嚴重影響焊接接頭的質量。焊接接頭熱影響區。被焊縫區的高溫加熱造成組織和性能改變的區域。低碳鋼的熱影響區可分為過熱區、正火區和部分相變區。

(1)過熱區 最高加熱溫度1100℃以上的區域,晶粒粗大,甚至產生過熱組織,叫過熱區。過熱區的塑性和韌性明顯下降,是熱影響區中機械性能最差的部位。

(2)正火區 最高加熱溫度從Ac3至1100℃的區域,焊後空冷得到晶粒較細小的正火組織,叫正火區。正火區的機械性能較好。

(3)部分相變區最高加熱溫度從Ac1至Ac3的區域,只有部分組織發生相變, 叫部分相變區。此區晶粒不均勻,性能也較差。 在安裝焊接中,熔焊焊接方法應用較多。焊接接頭是高溫熱源對基體金屬進行局部加熱同時與熔融的填充金屬熔化凝固而形成的不均勻體。根據各部分的組織與性能的不同,焊接接頭可分為三部分。如圖2—l所示,

在焊接發生熔化凝固的區域稱為焊縫,它由熔化的母材和填充金屬組成。而焊接時基體金屬受熱的影響(但未熔化)而發生金相組織和力學性能變化的區域稱為熱影響區。熔合區是焊接接頭中焊縫金屬與熱影響區的交界處,熔合區一彀很窄,寬度為0.1~0.4mm。

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